Anordnung zur Hell-Dunkel-Modulation eines Lichtbündels Zusatz zum
Patent 950 096
Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft eine Anordnung der
Hell-Dunkel-Modulation eines Lichtbündels, und zwar zur lichtelektrischen Erfassung
von Drehzahlen entsprechend dem Patent 950 og6.Arrangement for light-dark modulation of a light beam addition to
Patent 950 096
The invention described below relates to an arrangement of the
Light-dark modulation of a light beam for photoelectric detection
of speeds according to patent 950 og6.
Bisher werden derartige Hell-Dunkel-Modulalationen von Lichtbündeln
mechanisch unter Verwendung von bewegten Blenden durchgeführt. Bei der Anordnung
nach der Hauptpatentanmeldung dient als bewegte Blende eine vielfach geschlitzte
rotierende Trommel, in deren Mittelpunkt sich die Lichtquelle befindet. Mit derartigen
Anordnungen ist es jedoch nur möglich, nicht allzu große Modulationsfrequenzen des
Lichtbündels zu erzeugen. Darüber hinaus bedarf eine derartige mechanische Modulationseinrichtung
stets einer besonderen Wartung. Up to now, such light-dark modulations of light bundles have been used
performed mechanically using moving diaphragms. In the arrangement
According to the main patent application, a multi-slotted screen serves as the moving screen
rotating drum with the light source in the center. With such
However, it is only possible to use modulation frequencies that are not too large
Generate light beam. Such a mechanical modulation device is also required
always special maintenance.
Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent zur lichtelektrischen Erfassung
von Drehzahlen und Drehzahldifferenzen wird die Größe des Lichtstromes, der drehzahlabhängig
moduliert und von einer lichtelektrischen Zelle in eine entsprechende elektrische
Größe umgesetzt wird, zusätzlich drehzahlunabhängig mit einer Frequenz, die um wenigstens
eine Größenordnung größer ist als die drehzahlabhängige Modulationsfrequenz, moduliert.
Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die jeweilige Anzahl der durch die zusätzliche
Modulation
in gleicher Weise beeinflußten Teillichtströme bei ständiger Änderung ihrer räumlichen
Lage gleichbleibt. Diese zusätzliche Modulotion hat den Vorteil, daß die erforderlichen
Verstärker für eine verhältnismäßig große Frequenz ausgelegt werden können, so daß
Fehler, deren Frequenz im allgemeinen erheblich geringer ist, nicht mit verstärkt
sind. In the method according to the main patent for photoelectric detection
The size of the luminous flux depends on the speed and speed differences
and modulated from a photoelectric cell into a corresponding electrical
Size is implemented, in addition, speed-independent with a frequency that is at least
is an order of magnitude larger than the speed-dependent modulation frequency, modulated.
The arrangement is made so that the respective number of the additional
modulation
in the same way influenced partial luminous fluxes with constant change of their spatial
Location remains the same. This additional modulotion has the advantage that the required
Amplifier can be designed for a relatively large frequency, so that
Errors, the frequency of which is generally considerably lower, are not amplified
are.
Um nun auch die zusätzliche Modulation des Lichtes rein elektrisch
durchführen zu können, wird erfindungsgemäß eine Anordnung zur Hell-Dunkel-Modulation
eines Lichtbündels, zur lichtelektrischen Erfassung von Drehzahlen entsprechend
dem Patent 950 og6 vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Lichtbündel
durch einen Polarisator und einen Analysator geht, zwischen denen ein lichtdurchlässiges
Medium mit magnetisch beeinfiußbarer Drehung der Polarisationsebene polarisierten
Lichtes angeordnet ist, das sich in einem zu dem Lichtbündel parallelen, mit der
Modulationsfrequenz zeitlich veränderlichen magnetischen Feld befindet. Will man
dabei eine streifenweise fortschreitende Modulation des Querschnittes des Lichtbündels
erzielen, so kann man vor den Analysator in den Strahlengang einen Interferenzerscbeinungen
hervorruifenden Keil aus optisch aktivem, d. h. die Polarisationsebene drehendem
Material bringen, dessen Winkel an der Spitze zugleich die Breite der Streifen bestimmt.
Durch Erregung der das Magnetfeld hervorbringenden Spule mit einem kippschwingungsartigen
Strom läßt sich dabei sicherstellen, daß die Streifenbewegung stets nur in einer
Richtung erfolgt. Veränderungen der Abmessungen des Keiles gestatten es, die Anzahl
der hellen und dunklen Streifen zu verändern und beispielsweise so festzuliegen,
daß sie gleich und ganz ist. Now also the additional modulation of the light purely electrically
To be able to carry out, an arrangement for light-dark modulation is according to the invention
of a light beam, for the photoelectric detection of speeds accordingly
the patent 950 og6 proposed, which is characterized in that the light beam
goes through a polarizer and an analyzer, between which a translucent
Medium polarized with a magnetically controllable rotation of the plane of polarization
Light is arranged, which is parallel to the light beam with the
Modulation frequency time-varying magnetic field is located. Do you want
thereby a strip-wise progressive modulation of the cross-section of the light beam
can be achieved in front of the analyzer in the beam path an interference shedding
excellent wedge made of optically active, d. H. rotating the plane of polarization
Bring material whose angle at the top also determines the width of the strips.
By exciting the coil producing the magnetic field with a tilting oscillation
Electricity can be ensured that the stripe movement is always only in one
Direction takes place. Changes in the dimensions of the wedge allow the number
to change the light and dark stripes and, for example, to lay them down
that it is equal and whole.
Eine derartige rein elektrische Modulationseinrichtung des Lichtes
kann an die Stelle der in der Hauptpatentanmeldung verwendeten mechanischen Modulationseinrichtung
treten. Aber auch in vielen anderen Fällen dürfte sie mit Erfolg anwendbar sein. Such a purely electrical device for modulating light
can replace the mechanical modulation device used in the main patent application
step. But it should also be successfully applicable in many other cases.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Anordnung dargestellt. In the drawing is an embodiment of the invention
Arrangement shown.
Das von der Lichtquelle I ausgehende und durch die Blende 2 fallende
Licht wird durch die Linse 3 zu einem parallelen Lichtbündel zusammengefaßt..The one emanating from the light source I and falling through the diaphragm 2
Light is combined into a parallel bundle of light by the lens 3.
Dieses Lichtbündel wird durch den Polarisator 4 linear polarisiert.
Gegenüber diesem Polarisator ist der Analysator 5 verdreht, so daß, wenn sich in
dem Strahlengang keine weiteren optisch aktiven Elemente befinden, im Bereich der
Blende 6 Dunkelheit herrscht. Eine weitere Linse 7 gestattet eine Abbildung der
Blende 2 auf die mit 8 angedeutete Anordnung, die mit dem modulierten Lichtbündel
in Wechselwirkung treten soll. Zwischen Polarisator und Analysator ist nun ein Kristallkeil
g angeordnet, in dem das auf ihn treffende polarisierte Licht Interferenzstreifen
hervorruft. Die Breite dieser Streifen ist dabei von dem spitzen Winkel des Keiles
abhängig. Da, wie oben angegeben, der Keil aus optisch aktivem Material besteht,
dreht er zugleich die Polarisationsebene des durch ihn hindurchgehenden polarisierten
Lichtes, so daß ausgangsseitig des Analysators eine streifenweise Aufhellung eintritt.
Des weiteren befindet sich in dem Strahlengang zwischen Polarisator und Kristallkeil
ein Medium 10, das in der Lage ist, wenn es sich in einem Magnetfeld mit parallel
zu dem Lichtbündel liegenden Kraftlinien befindet, die Polarisationsebene des Lichtes
zu drehen. Dieser sogenannte Faradayeffekt ist abhängig von der Stärke des Magcetfeldes.
Dieses wird durch eine Spule ii hervorgebracht, in deren Inneren sich das den Faradayeffekt
aufweisende Medium befindet. Bei dem Medium kann es sich beispielsweise um sehr
dünne Schichten ferromagnetischen Stoffes handeln, die ein erhebliches Drehvermögen
besitzen. Die durch das Magnetfeld der Spule in dem Medium 10 hervorgerufene Drehung
der Polarisationsebene des Lichtes überlagert sich der Polarisationsebenendrehung
im Keil 9, so daß bei Einschaltung des Magnetfeldes eine Verschiebung der ausgangsseitig
des Analysators auftretenden Aufhellung eintritt. Verändert man die Stärke des Magnetfeldes,
so werden diese Aufhellungen sich verschieben. Eine eindeutige Bewegung der Streifen
in nur einer Richtung läßt sich bei sonst geeigneter Wahl der Abmessungen dann erreichen,
wenn man die das Magnetfeld hervorbringende Spule mit einem kippschwingungsartigen
Strom erregt. Zu den Zeiten, zu denen der Erregerstrom in der Spule Null ist, ist
die Lage der hellen Streifen ausschließlich durch den Keil 9 bestimmt. Mit zunehmendem
Spulenerregerstrom verschieben sich die Streifen. Die Abmessungen müssen nun so
getroffen werden, daß bei dem Abfall des Spulenerregerstromes auf Nuli sich jeder
Streifen gerade bis zu einer Stelle verschoben hat, an der sich bei nicht eingeschaltetem
Spulenerregerstrom ein anderer Streifen befindet. Bei dieser Wahl der Abmessungen
ergibt sich eine fortlaufende Streifenbewegung in einer Richtung, die zur Durchführung
des Verfahrens nach der Hauptpatentanmeldung verwendet werden kann.This light bundle is linearly polarized by the polarizer 4.
Compared to this polarizer, the analyzer 5 is rotated so that when in
there are no other optically active elements in the beam path in the area of the
F / 6 darkness prevails. Another lens 7 allows an image of the
Aperture 2 to the arrangement indicated by 8, the one with the modulated light beam
should interact. There is now a crystal wedge between the polarizer and the analyzer
g arranged in which the polarized light hitting it interference fringes
evokes. The width of these strips depends on the acute angle of the wedge
addicted. Since, as stated above, the wedge is made of optically active material,
at the same time it rotates the plane of polarization of the polarized one passing through it
Light, so that on the output side of the analyzer there is a strip-wise brightening.
Furthermore, there is in the beam path between the polarizer and the crystal wedge
a medium 10 that is capable when it is in a magnetic field with parallel
the lines of force lying to the light bundle is the plane of polarization of the light
to turn. This so-called Faraday effect depends on the strength of the magnetic field.
This is brought about by a coil ii, inside which the Faraday effect
containing medium is located. For example, the medium can be very
thin layers of ferromagnetic material act, which have a considerable rotational ability
own. The rotation caused by the magnetic field of the coil in the medium 10
the polarization plane of the light is superimposed on the polarization plane rotation
in the wedge 9, so that when the magnetic field is switched on, there is a shift in the output side
of the analyzer appears. If you change the strength of the magnetic field,
so these lightening will shift. A distinct movement of the stripes
in only one direction can then be achieved with an otherwise suitable choice of dimensions,
if one uses the coil producing the magnetic field with a tilting oscillation type
Current excited. At the times when the excitation current in the coil is zero, is
the position of the light stripes is determined exclusively by the wedge 9. With increasing
Coil excitation current shift the strips. The dimensions must now be like this
be taken that when the coil excitation current drops to zero each
Strip has just moved to a point where it would be if the
Coil excitation current is another strip. With this choice of dimensions
the result is a continuous strip movement in one direction necessary to carry out
of the process according to the main patent application can be used.