DE3214406C1 - Lens for a light-controlling device - Google Patents

Lens for a light-controlling device

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DE3214406C1
DE3214406C1 DE19823214406 DE3214406A DE3214406C1 DE 3214406 C1 DE3214406 C1 DE 3214406C1 DE 19823214406 DE19823214406 DE 19823214406 DE 3214406 A DE3214406 A DE 3214406A DE 3214406 C1 DE3214406 C1 DE 3214406C1
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Burkhart Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Reuffurth
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ELEKTRO AUTOMATION DIPL ING JO
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

A light-controlling device, which contains in a common housing both the light source for the light beam to be emitted and a sensor for the retroreflected light, has a combined optical system in which there is constructed in the lens which concentrates the retroreflected light onto the sensor a region which is eccentrically situated and serves as the substantially smaller convex lens. The axis of this smaller convex lens, which focuses the emitted light beam, is inclined relative to the axis of the other, larger optical system, which guides the retroreflected light onto the sensor, to be precise at an angle of approximately 10 DEG . Another eccentrically situated small region of the larger collector lens has a concave surface on the side facing the interior of the housing, so that a small diverging lens is formed. The latter scatters outwards the light of a light-emitting diode which indicates the particular circuit state of the light-controlling device.

Description

Die Anschlußklemmen für die zugehörige Verkabelung sind in dem mit 1B bezeichneten Teil des Gehäuses 1 angeordnet und durch Abnehmen des Gehäusedeckels 1 C im Bedarfsfall zugängig. Die konstruktive Ausbil- dung der Linse 2 ist aus den Fig.2 bis 4 deutlich erkennbar. Die Linse ist als Kombination einzelner Optiken ausgebildet. Auf der in den Fig. 3 und 4 deutlich erkennbaren Außenseite 3 ist die Linse konvex gewölbt. Die Linse enthält eine erste Optik 4 für die Bündelung der durch die (nicht dargestellte) Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahlen und eine zweite Optik 5 für die Bündelung des zurückgespiegelten Lichts, welches dann von dieser Optik auf den Sensor geleitet wird, welcher bei Auftreffen des Lichts und/oder Unterbrechung des Lichtstrahles in an sich bekannter Weise die vorgesehene Steuerbewegung auslöst. The terminals for the associated wiring are in the with 1B designated part of the housing 1 and arranged by removing the housing cover 1 C accessible if necessary. The constructive training dung of the lens 2 can be clearly seen from FIGS. The lens is a combination of individual Optics trained. On the outside clearly visible in FIGS. 3 and 4 3 the lens is convex. The lens contains a first optic 4 for focusing the light rays emitted by the (not shown) light source and a second optics 5 for focusing the reflected light, which is then from this optics is directed to the sensor, which when the light hits and / or Interruption of the light beam in a manner known per se, the intended control movement triggers.

Die erste Optik 4 ist als Bikonvexlinse ausgebildet, deren eine Seite durch die Oberflächen 3 der Linse 2 und deren andere Seite durch die konvexe Oberfläche 4' begrenzt wird. The first optic 4 is designed as a biconvex lens, one side of which through the surfaces 3 of the lens 2 and the other side thereof through the convex surface 4 'is limited.

Die zweite Optik 5 wird einerseits durch die Oberfläche 3, andererseits durch die gegenüberliegende Oberfläche 5' begrenzt. Die im außermittigen Bereich der Linse 2 und damit auch im außermittigen Bereich der zweiten Optik 5 angeordnete erste Optik 4 hat einen wesentlich kleineren Durchmesser als die zweite Optik 5, und ihre Oberfläche 4' wird von der Oberfläche 5' allseitig umgeben. Die Oberfläche 4' hat eine wesentlich größere Krümmung, also kleineren Krümmungsradius als die sie umgebende Oberfläche 5' der zweiten Optik 5. The second optic 5 is on the one hand by the surface 3, on the other hand limited by the opposite surface 5 '. The ones in the off-center area of the lens 2 and thus also in the eccentric area of the second optics 5 first optic 4 has a much smaller diameter than second optic 5, and its surface 4 'is surrounded on all sides by the surface 5'. The surface 4 'has a much larger curvature, i.e. a smaller radius of curvature than that the surface 5 'of the second optic 5 surrounding them.

Die Linse 2 hat, wie aus F i g. 3 ersichtlich, ferner eine abgesetzte Randzone 3', an der sie in die zugeordnete Halterung eingesetzt ist. Die optische Achse der ersten Optik 4 und der zweiten Optik 5 schließen einen Winkel von etwa 10 Grad miteinander ein. Es ist außerdem in einem anderen außermittigen Bereich der zweiten Optik 5 zusätzlich eme dritte Optik 6 vorgesehen, die einerseits von der Oberfläche 3 und andererseits von einer konvexen Oberfläche 6' begrenzt wird. Über die als Konkavlinse ausgebildete Optik 6 wird das Licht einer im Gerät vorhandenen Leuchtdiode ausgesendet, welche den Schaltzustand des Lichtsteuergerätes anzeigt. The lens 2 has, as shown in FIG. 3 can be seen, furthermore a detached one Edge zone 3 'at which it is inserted into the associated holder. The optical one The axis of the first optic 4 and the second optic 5 form an angle of approximately 10 degrees with each other. It's also in a different off-center area the second optics 5 additionally eme third optics 6 provided on the one hand by the surface 3 and on the other hand is delimited by a convex surface 6 '. Via the optics 6, which are designed as a concave lens, the light becomes an existing in the device Light emitting diode is emitted, which shows the switching status of the light control device.

Die erste, die zweite und die dritte Optik sind einstückig im Material verbunden und haben auf der Außenseite eine gemeinsame Begrenzungsfläche 3. The first, second and third optics are made of one piece in the material connected and have a common boundary surface 3 on the outside.

Die Kombination der einzelnen Optiken zu einer einzigen Linse 2 bietet den besonderen Vorteil, daß nur eine einzige Abdichtung zwischen einer Linse und dem Gehäuse notwendig ist. The combination of the individual optics into a single lens 2 offers the particular advantage that only a single seal between a lens and the housing is necessary.

Die Linse 2 hat, wie aus den F i g. 2 und 3 ersichtlich, am Rand eine Ausnehmung 7. Diese wirkt mit einem entsprechenden, im Gehäuse 1 vorhandenen (in den Figuren nicht ersichtlichen) Gegenglied derart zusammen, daß die Linse nur in der vorgesehenen Stellung in das Gehäuse eingesetzt werden kann. The lens 2, as shown in FIGS. 2 and 3 can be seen on the edge a recess 7. This acts with a corresponding one that is present in the housing 1 (not visible in the figures) mating element together in such a way that the lens only can be inserted into the housing in the intended position.

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Claims (10)

Patentansprüche: 1. Linse für ein Lichtsteuergerät, das in einem gemeinsamen Gehäuse sowohl die Lichtquelle als auch einen Sensor für zurückgespiegeltes Licht und sowohl eine erste Optik für die Bündelung der ausgesandten Lichtstrahlen, als auch eine zweite Optik für die Bündelung des zurückgespiegelten Lichtes enthält, wobei beide Optiken zu einem gemeinsamen Block aus lichtdurchlässigem Material vereint sind, wobei die beiden Optiken als Sammellinsen mit zueinander geneigten optischen Achsen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Optik (4) in einem außermittig liegenden Bereich der zweiten Optik (5) als wesentlich kleinere Konvexlinse ausgebildet ist. Claims: 1. Lens for a light control device in a common housing both the light source and a sensor for reflected back Light and a first optic for the bundling of the emitted light rays, as well as a second optic for focusing the reflected light, both optics combined into a common block made of translucent material are, the two optics as converging lenses with mutually inclined optics Axes are formed, characterized in that the first optics (4) in one eccentric area of the second optic (5) as a much smaller convex lens is trained. 2. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der wesentlich kleineren Konvexlinse der ersten Optik (4) auf der der Lichtquelle zugewendeten Seite angeordnet ist. 2. Lens according to claim 1, characterized in that the surface the much smaller convex lens of the first optic (4) on that of the light source facing side is arranged. 3. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der ersten Optik (4) und der zweiten Optik (5) einen Winkel von wenigstens 8 Grad, vorzugsweise von etwa 10 Grad, miteinander einschließen. 3. Lens according to claim 1, characterized in that the axes the first optic (4) and the second optic (5) form an angle of at least 8 degrees, preferably of about 10 degrees. 4. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Optik (5) die in einem außermittig angeordneten Bereich befindliche erste Optik (4) umschließt. 4. Lens according to claim 1, characterized in that the second Optics (5) the first optics located in an eccentrically arranged area (4) encloses. 5. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Optik (5) als Bikonvexlinse ausgebildet ist und vorzugsweise die Krümmungsradien ihrer beiden Oberflächen verschieden groß sind. 5. Lens according to claim 1, characterized in that the second Optics (5) is designed as a biconvex lens and preferably the radii of curvature their two surfaces are of different sizes. 6. Linse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichtquelle zugewendete konvexe Oberfläche der ersten Optik (4) einen kleineren Krümmungsradius hat als der Krümmungsradius der sie umgebenden Oberfläche (5') der zweiten Optik (5). 6. Lens according to claim 5, characterized in that the light source facing convex surface of the first optic (4) has a smaller radius of curvature has as the radius of curvature of the surrounding surface (5 ') of the second optic (5). 7. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem außermittigen Bereich der zweiten Optik (5) zusätzlich eine dritte Optik (6) angeordnet und einstückig im Material mit der ersten und zweiten Optik verbunden ist. 7. Lens according to claim 1, characterized in that in an eccentric In the area of the second optic (5), a third optic (6) is also arranged and in one piece is connected in the material with the first and second optics. 8. Linse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitte der dritten Optik (6) um wenigstens 60 Grad, vorzugsweise etwa 90 Grad, in Richtung des Umfanges gegen die Mitte der ersten Optik (4) versetzt ist. 8. Lens according to claim 7, characterized in that the center of the third optics (6) by at least 60 degrees, preferably about 90 degrees, in the direction of the circumference towards the center of the first optic (4) is offset. 9. Linse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Optik (6) eine konkave Oberfläche (6') aufweist, die von der konvexen Oberfläche der zweiten Optik (5) umgeben ist. 9. Lens according to claim 7, characterized in that the third Optic (6) has a concave surface (6 ') that protrudes from the convex surface the second optics (5) is surrounded. 10. Linse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Oberfläche der dritten Optik (6) auf der der Lichtquelle zugewendeten Seite, also auf der dem Inneren des Gehäuses (1) zugewendeten Seite, der Linse (2) angeordnet ist. 10. Lens according to claim 9, characterized in that the concave Surface of the third optics (6) on the side facing the light source, that is arranged on the side facing the interior of the housing (1), the lens (2) is. Die Erfindung bezieht sich auf eine Linse für ein Lichtsteuergerät, das in einem gemeinsamen Gehäuse sowohl die Lichtquelle als auch einen Sensor für zurückgespiegeltes Licht und sowohl eine erste Optik für die Bündelung der ausgesandten Lichtstrahlen, als auch eine zweite Optik für die Bündelung des zurückgespiegelten Lichtes enthält, wobei beide Optiken zu einem gemeinsamen Block aus lichtdurchlässigem Material vereint sind, wobei die beiden Optiken als Sammellinsen mit zueinander geneigten optischen Achsen ausgebildet sind. The invention relates to a lens for a light control device, that in a common housing both the light source and a sensor for reflected light and both a first optic for focusing the emitted Light rays, as well as a second optic for the bundling of the reflected back Contains light, whereby both optics form a common block of translucent Material are united, with the two optics as convergent lenses with each other inclined optical axes are formed. Durch die DE-AS 12 97 006 ist eine derartige Lichtschranke bekanntgeworden. Bei dieser sind der Lichtsender und der Lichtempfänger in der Nähe des Brennpunktes der Abbildungsoptik in einer Ebene nebeneinander angeordnet, und die Trennung von Sende- und Empfangslichtstrom wird durch vor oder hinter der Abbildungsoptik angeordnete keilförmige optische Elemente verursacht. Such a light barrier has become known from DE-AS 12 97 006. In this case, the light transmitter and the light receiver are in the vicinity of the focal point the imaging optics arranged side by side in one plane, and the separation of Transmitting and receiving luminous flux is arranged in front of or behind the imaging optics causes wedge-shaped optical elements. Es ist ferner aus der DE-OS 24 56 248 bekannt, das keilförmige optische Element und die aus zwei Sammellinsen mit zueinander geneigten optischen Achsen bestehende Abbildungsoptik einstückig auszuführen. It is also known from DE-OS 24 56 248, the wedge-shaped optical Element and that of two converging lenses with mutually inclined optical axes Execute existing imaging optics in one piece. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine neuartige kostengünstig herstellbare Ausführungsform anzugeben, die bei vorgegebenem Durchmesser der Optik einen besonders günstigen optischen Wirkungsgrad hat, also ein möglichst großer Anteil der ausgesandten Strahlung dem Sensor zugeführt wird. It is the object of the invention to provide a new type of device that can be manufactured inexpensively Specify embodiment that is a particular at a given diameter of the optics has favorable optical efficiency, i.e. as large a proportion as possible of the transmitted Radiation is fed to the sensor. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die erste Optik in einem außermittig liegenden Bereich der zweiten Optik als wesentlich kleinere Konvexlinse ausgebildet ist. This object is achieved in that the first optic is off-center lying area of the second optic designed as a much smaller convex lens is. Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich, wenn die Oberfläche der wesentlich kleineren Konvexlinse der ersten Optik auf der der Lichtquelle zugewendeten Seite angeordnet ist. Hierbei hat es sich als günstig erwiesen, wenn die zweite Optik die in einem außermittig angeordneten Bereich befindliche erste Optik umschließt. A particularly favorable embodiment is obtained when the surface the much smaller convex lens of the first optic on the one facing the light source Side is arranged. It has proven to be beneficial if the second Optics encloses the first optics located in an eccentrically arranged area. Weitere Fortbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel darstellenden, zum Teil schematisch vereinfachten Figuren beschrieben. In diesen sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, und es sind alle zum Verständnis der Erfindung nicht notwendigen Einzelheiten fortgelassen worden. Es zeigt F i g. 1 das erfindungsgemäß ausgebildete Lichtsteuergerät, von der Seite gesehen, F i g. 2 die Linse des in F i g. 1 dargestellten Lichtsteuergeräts, von der Innenseite des Geräts her gesehen, in Ansicht, im Maßstab 2 1, F i g. 3 eine Seitenansicht der in F i g. 2 dargestellten Linse, zum Teil im Schnitt, im Maßstab 2 1, F i g. 4 ein Schnittbild der in F i g. 1 dargestellten Linse entlang der Linien AB, Cim Maßstab 2 1. Further developments and refinements of the invention are in the Subclaims characterized and are hereinafter in connection with the one Illustrative embodiment, some schematically simplified figures are described. Corresponding parts are provided with the same reference numerals in these, and all details not necessary for an understanding of the invention are omitted been. It shows F i g. 1 the light control device designed according to the invention, from seen from the side, F i g. 2 the lens of the in FIG. 1 shown lighting control device, Seen from the inside of the device, in view, on a scale of 2 1, F i g. 3 a side view of the in F i g. 2 lens shown, partly in section, in Scale 2 1, F i g. 4 is a sectional view of the FIG. 1 shown lens along of lines AB, C on a scale 2 1. Das Lichtsteuergerät enthält in dem aus F i g. 1 ersichtlichen Gehäuse 1 eine im Innern des Rohrstutzens 1A angeordnete Linse, die in den F i g. 2 bis 4 dargestellt ist. Im Innern des Gehäuses befinden sich ferner die Lichtquelle und der Sensor für das zurückgespiegelte Licht. Diese beiden Bauteile sowie die an sich bekannte, zum Betrieb des Lichtsteuergeräts erforderlichen elektrischen Schaltelemente sind im Innern des Gehäuses angeordnet und in den Figuren nicht dargestellt. The light control device contains in the one from FIG. 1 visible housing 1 a lens arranged in the interior of the pipe socket 1A, which is shown in FIGS. 2 to 4 is shown. The light source and are also located inside the housing the sensor for the reflected light. These two components as well as the one itself known electrical switching elements required for operating the light control device are arranged inside the housing and are not shown in the figures.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19756541A1 (en) * 1997-12-18 1999-06-24 Sick Ag Opto-electronic sensor

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