DE4305195C1 - Lichttaster - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lichttaster nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Lichttaster bzw. Foto­ detektor ist beispielsweise aus der DE-A-38 25 474 bekannt.

Fotodetektoren dieser Art dienen zur Erfassung der An- oder Abwesenheit von Gegenständen innerhalb des Ansprechbereichs. Voraussetzung für eine ordnungsgemäße Funktion ist, daß die optischen Bauteile hinreichend sauber sind. Um zu verhindern, daß der bekannte Fotodetektor bei Verschmutzung funktionslos wird, bzw. damit eine Verschmutzung signalisiert werden kann, sind bei dem bekannten Fotodetektor ein zweiter Lichtsender und ein zweiter Lichtempfänger vorgesehen. Lagert sich auf einer lichtdurchlässigen Abdeckung Schmutz ab, so wird mit stärker werdender Verschmutzung immer mehr vom zweiten Licht­ sender ausgehendes Licht zum zweiten Lichtempfänger reflek­ tiert, so daß eine nachgeschaltete Alarmschaltung bei Errei­ chen eines bestimmten Verschmutzungsgrades in den Alarmzustand schalten kann.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen bei Verschmutzung ein Signal abgeben­ den Lichttaster zu schaffen, der ohne eine zweite Schalt­ strecke mit zusätzlichem Lichtsender und zusätzlichem Licht­ empfänger auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelost.

Bei dem erfindungsgemäßen Lichttaster wird mit stärker werden­ der Verschmutzung der Lichtaus- und -eintrittsfenster immer mehr Licht direkt zum Lichtempfänger abgelenkt, so daß der Lichttaster bei Erreichen des Schaltpunktes einschaltet und ein Dauersignal abgibt. Infolgedessen läßt sich eine Ver­ schmutzung erkennen und beseitigen, ohne daß es einer zweiten Lichtstrecke bedarf.

Bei einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lichttasters kommen als optische Elemente bzw. als optisches Element Glasscheiben bzw. ein Prisma zur Anwendung.

Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Lichtsender und der Lichtempfänger in Richtung zum Gegenstand zueinander konvergieren, ergibt sich in einem bestimmten Abstand vor dem Lichttaster ein Schnittpunkt. Dies bewirkt eine Eingrenzung des Tastbereichs, wodurch der Hintergrund ab einem bestimmten Abstand ausgeblendet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lichttasters ist zur Kopplung von Lichtsender und Lichtempfän­ ger zwischen dem Lichtsender und dem Lichtempfänger ein Y- förmiger optischer Kanal vorgesehen, dessen obere Zweige dem Lichtaustritts- bzw. dem Lichteintrittsfenster zugewandt sind und dessen unterem Zweig die Stellschraube mit dem verspiegel­ ten Ende zugeordnet ist. Diese Ausführungsform ermöglicht bei günstiger Fertigung eine Justierung des Einflusses der Ver­ schmutzung. Wird die Justierschraube in Richtung zu den Aus­ tritten der optischen Kanäle verstellt, so wird die Empfind­ lichkeit erhöht und umgekehrt verringert.

Vorzugsweise sind die Flächen des Gehäuses, die das Lichtaus­ trittsfenster und das Lichteintrittsfenster festlegen, dach­ förmig zueinander geneigt, wodurch die Empfindlichkeit gegen Verschmutzung verringert wird.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lichttasters werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt einer ersten Ausführungsform des Lichttasters,

Fig. 2 den Querschnitt einer zweiten Ausführungsform und

Fig. 3 den Querschnitt einer dritten, bevorzugten Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Lichttasters.

In einem Gehäuse 1 befinden sich zwei zueinander konvergieren­ de optische Kanäle 2 und 3, in denen ein Lichtsender 4 bzw. ein Lichtempfänger 5 angeordnet sind. Die Austrittsflächen der optischen Kanäle 2 und 3 sind je durch eine Glasscheibe 6 bzw. 7 als strahlenteilendes optisches Element verschlossen.

Die optischen Kanäle 2 und 3 sind durch einen Y-förmigen Kop­ pelkanal miteinander gekoppelt, dessen obere Zweige 8 und 9 ebenso wie die optischen Kanäle 2 und 3 von den Glasscheiben 6 bzw. 7 verschlossen sind. Im unteren Zweig 10 des Koppelkanals befindet sich eine Justierschraube 11, die sich weiter in das Gehäuse 1 ein- bzw. in entgegengesetzter Richtung aus dem Gehäuse 1 herausschrauben läßt.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die optischen Kanäle 2 und 3 durch ein beide überdeckendes Prisma (als strahlenteilendes optisches Element) 14 verschlossen.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Flächen, in denen die optischen Kanäle 2 und 3 münden, dach­ förmig zueinander geneigt, wodurch eine geringere Schmutz­ empfindlichkeit als bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 2 erzielt wird, bei der die Mündungen der Kanäle 2 und 3 in einer gemeinsamen Fläche münden.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Lichttasters sei anhand Fig. 3 erläutert.

Die Glasscheiben 6 und 7 reflektieren einen Teil des vom Lichtsender 4 ausgehenden Lichts über die Stirnfläche der Justierschraube 11 zum Lichtempfänger 5. Gelangt ein Gegen­ stand 12 in den Empfindlichkeitsbereich des Fotodetektors, so wird auch das aus der Glasscheibe 6 austretende Licht zum Lichtempfänger 5 reflektiert; der Fotodetektor spricht an.

Entfernt sich der Gegenstand 12 aus dem Empfindlichkeitsbe­ reich des Fotodetektors, so wird weniger Licht zum Lichtemp­ fänger 5 reflektiert und der Fotodetektor schaltet wieder ab.

Sammelt sich nun Schmutz auf den Glasscheiben 6 und 7, so wird mehr vom Lichtsender 4 ausgehendes Licht zum Lichtempfänger 5 reflektiert, so daß der Lichttaster schließlich anspricht und der verschmutzte Zustand des Lichttasters signalisiert wird.

Schraubt man die Justierschraube 11 weiter in das Gehäuse hinein, so gelangt mehr über den Y-förmigen Koppelkanal direkt übergeleitetes Licht auf den Lichtempfänger 5. Der Lichttaster spricht daher früher an, als wenn die Justierschraube 11 weiter aus dem Gehäuse herausgeschraubt und damit der Koppel­ kanal verlängert wird und mehr Licht auf diesem Weg verloren­ geht.

Claims (6)

1. Lichttaster mit einem Gehäuse (1),
einem im Gehäuse (1) neben einem Lichtsender (4) angeord­ neten Lichtempfänger (5), einem dem Lichtsender (4) optisch nachgeordneten Lichtaustrittsfenster, über das der Lichtsender (4) mit einem ersten Strahlenbündel einen nachzuweisenden Gegenstand (12) beleuchten kann,
einem dem Lichtempfänger (5) optisch vorgeordneten Licht­ eintrittsfenster, durch das vom Gegenstand (12) ausgehen­ des Licht auf den Lichtempfänger (5) lenkbar ist, minde­ stens einem das Lichtaustrittsfenster und das Lichtein­ trittsfenster verkörpernden, am Gehäuse angebrachten, strahlenteilenden optischen Element und mit einer Ein­ richtung zum Signalisieren der Verschmutzung des minde­ stens einen strahlenteilenden optischen Elements unter Anwendung eines zweiten Strahlenbündels, das im Innern des Gehäuses über das strahlenteilende optische Element wieder in das Innere des Gehäuses führt, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Strahlenbündel vom Lichtsender (4) über das strahlenteilende optische Ele­ ment (6; 14) gelenkt ist, dort reflektiert wird und über eine Stellschraube (11), die in Richtung auf den nachzu­ weisenden Gegenstand verläuft und an ihrem dem Gegenstand zugewandten Ende verspiegelt ist, abermals auf das strah­ lenteilende optische Element (6; 14) gelenkt ist und von dort aus zum Lichtempfänger (5) reflektiert wird.

2. Lichttaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtaustrittsfenster und das Lichteintrittsfenster als stahlenteilende optische Elemente jeweils eine Glas­ scheibe (6; 7) aufweisen.

3. Lichttaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Lichtsender (4) und der Lichtempfänger (5) konvergierend in bezug auf den nachzuweisenden Gegenstand ausgerichtet sind.

4. Lichttaster nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lichtsender (4) und dem Lichtempfänger (5) ein Y-förmiger, optischer Kanal (8; 9; 10) vorgesehen ist, dessen obere Zweige (8; 9) dem Lichtaustrittsfenster bzw. dem Lichteintrittsfen­ ster zugewandt sind und deren unterem Zweig (10) die Stellschraube (11) mit dem verspiegelten Ende zugeordnet ist.

5. Lichttaster nach einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Flächen des Gehäuses, die mit den strahlenteilenden optischen Elementen das Licht­ austrittsfenster und das Lichteintrittsfenster festlegen, dachförmig zueinander geneigt sind.

6. Lichttaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das stahlenteilende optische Element ein Prisma (14) ist.