NL8800271A - Inrichting voor het meten van afmetingen. - Google Patents

Description

jK

i r '\ D HO/AM/5 Tomra

INRICHTING VOOR HET METEN VAN AFMETINGEN

De uitvinding betreft een inrichting voor het genereren, detecteren en karakteriseren van een rasterbeeld van de contour van een voorwerp, waarbij een smalle geconcentreerde lichtbundel uitgezonden wordt onder een eerste ver-05 strooiingshoek naar een lichtbundeldeflector, waardoor de lichtbundel herhaaldelijk zwaait in een vlak waardoorheen het voorwerp beweegt en waarbij de lichtbundels die door dat voorwerp niet worden afgeschermd, ontvangen worden en langs opto-elektrische weg worden omgezet in elektrische signalen, 10 die karakteristiek zijn voor de incrementele delen van een rasterbeeld van het voorwerp, welke signalen worden verwerkt om een karakteristieke uitdrukking te verkrijgen van de contour van het voorwerp.

Een inrichting van het genoemde type is bekend uit 15 US-A-4 055 834 volgens welke de smalle geconcentreerde lichtbundel die wordt toegepast een laserbundel is en waarbij de deflectormiddelen voor de lichtbundel worden gevormd door een roterende spiegel. De niet door het voorwerp afgeschermde lichtbundels worden volgens het Amerikaanse octrooischrift 20 ontvangen door een lichtdetectorkolom omvattende een bepaald aantal optische vezels, die boven elkaar en op een afstand tot elkaar zijn geplaatst, waarbij de respectievelijke licht-opnemende einden van de vezels in een vlak zijn opgesteld met die onderlinge afstand van de lichtdetectorkolom en waarbij 25 de respectievelijke lichtuitzendende einden verzameld zijn in een gemeenschappelijk opto-elektrisch middel. Deze bekende detectorkolom is echter duur en een zorgvuldige opstelling van de kolom is nodig om te waarborgen dat de laserbundel elk afzonderlijk lichtontvangend einde van de respectievelijke 30 optische vezels kan bereiken.

Het is het doel van de uitvinding de bekende inrichting te verbeteren, door een technische vereenvoudiging van de inrichting zonder het resultaat van de detectie nadelig te beïnvloeden, en de gehele inrichting minder kostbaar 35 te maken.

.8800271 Ά -2-

Volgens de uitvinding is de bovengenoemde inrichting gekarakteriseerd door het feit dat een retro-reflector is aangebracht, zodanig dat de lichtbundels die niet afge-schermd worden door het voorwerp teruggekaatst worden in dat 05 vlak en dat een detector de gereflecteerde lichtbundels detecteert en ze omzet in de elektrische signalen.

Andere kenmerken van de uitvinding zullen duidelijk worden uit de conclusies alsmede uit de beschrijving aan de hand van de tekeningen van uitvoeringsvoorbeelden. In de 10 tekeningen toont: fig. 1 een eerste uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding met een eerste type retro-reflector, fig. 2 een modificatie van de retro-reflector uit 15 fig. 1, fig. 2a een modificatie van fig. 1 voorzien van de retro-reflector volgens figuur 2, fig.3 een schematisch bovenaanzicht van de bewe-gingsbaan van een voorwerp, dat de inrichting volgens figuren 20 1 en 2 moet passeren, fig. 4 een modificatie van de inrichting uit fig. 1 (en 2) met de bewegingsbaan van een voorwerp dat de inrichting volgens de uitvinding moet passeren, fig. 5 de lichtbundels die uitgezonden worden uit 25 de lichtbundel deflecterende middelen en gereflecteerde lichtbundels die aankomen op de lichtdetectormiddelen, fig. 6 een modificatie van fig. 5, fig. 7 een modificatie van fig. 6, fig. 8 een schematische benadering volgens welke 30 het lichtbundelzwaaivlak beweegt in een tweede vlak dat loodrecht op het zwaaivlak staat, fig. 9 een modificatie van de inrichting volgens fig. 8, fig. 10 een modificatie van de inrichting volgens 35 de figuren 1 en 4 gebruikmakend van een collimerend optisch element, dat ervoor zorgt dat de lichtbundels vrijwel evenwijdig verlopen langs de aftastende zone.

Een smalle lichtbundel 1 wordt uitgezonden vanuit .6800271 *ί -3- een lichtbron 2, die werkzaam is in een continu bedrijf in de uitvoering volgens fig. 1. De lichtbron kan een laser, een lichtemitterende diode of een andere lichtbron zijn welke geen laser is. Voorbeelden van lasers, die genoemd worden, 05 zijn een laserdiode, een halfgeleiderlaser, een kleurlaser, een gaslaser. Indien een laserdiode, een LED of een andere lichtbron welke geen laser is, wordt gebruikt, moet een col-limerende lens aanwezig zijn voor de lichtbron om te waarborgen dat wat wordt uitgezonden uit een lichtbron 2 een smalle 10 geconcentreerde lichtbundel is. De lichtbundel moet zwaaien over een hoek oc met behulp van een licht afbuigend middel 3, dat is voorzien van roterende spiegels. In de tekening zijn de lichtafbuigende middelen voorzien van vier spiegelvlakken maar ook kunnen meer of minder spiegelvlakken worden ge-15 bruikt. Lichtafbuigende middelen 3 worden aangedreven door een motor 4, die een regelbare snelheid heeft.

in een modificatie van fig. 1 kan de spiegel oscilleren in plaats van roteren.

Zoals duidelijk zal zijn uit fig. 1, wordt de 20 lichtbundel 1 uitgezonden door de lichtafbuigende middelen 3 in de vorm van een smalle geconcentreerde lichtbundel 11, die gericht is op een retro-reflector 5. De retro-reflector in fig. 1 is in deze uitvoeringsvorm voorzien van een aantal smalle niet-reflecterende stroken 6, die onderling op afstand 25 van elkaar zijn opgesteld. De bovenste en benedenste retro-reflector zijn voorzien van niet-reflecterende zones, aangegeven met respectievelijk de verwijzingscijfers 7 en 8. Het doel van de niet-reflecterende zones 7 en 8 is om het begin en het einde van het actieve deel (stroken 9) van de retro-30 reflector 5 aan te geven.

De retro-reflector 5 kan bestaan uit een conventioneel reflecterend materiaal waarop de stroken 6 en een niet-reflecterende zone 7, 8 aanwezig zijn. Het doel van de stroken 6 is het vormen van corresponderende tussengelegen stro-35 ken 9, die reflecterend zijn, zodat de gereflecteerde lichtbundels 10 zullen aankomen op een opto-elektrische detector 11 op intermitterende wijze, aangezien de zwaaiende lichtbundel l' alleen gereflecteerd wordt door de stroken 9. Het zal .8800271 -ψ 'Λ -4- duidelijk zijn dat de inrichting uit de figuren 1-4 in het genoemde Amerikaanse octrooischrift 4 055 834 op deze wijze kan worden vervangen door de bovenbeschreven inrichting. De inrichtingen uit het Amerikaanse octrooischrift die beschre-05 ven zijn aan de hand van de figuren 6a, 6b, 7, 8, 10, 11, 12 (met inbegrip van de uitgang van de fotodiode 6) en de figuren 13 en 14, die in dit octrooischrift zijn aangegeven, kunnen vanzelfsprekend worden gebruikt in de onderhavige uitvinding voor verdere signaalverwerking voor de signalen die ver-10 schijnen aan de uitgang 12 van de opto-elektrische fotodetec-tor 11. Zoals blijkt uit fig. 1 zullen de gereflecteerde lichtbundels 10 de detector 11 treffen onder een grotere ver-spreidingshoek, dan die van de lichtbundel 1', wanneer deze geëmitteerd wordt uit de lichtdeflecterende middelen 3. De 15 verspreidingshoek van de lichtbundel 10 is zodanig groot, dat zelfs alhoewel de lichtdeflecterende middelen 3 een deel van de lichtkegel 10 afschermen, een deel van de lichtbundel 10 nog steeds de detector 11 zal treffen. De detector 11 moet een voldoende lichtontvangend oppervlak bezitten om te waar-20 borgen dat ten minste een deel van de lichtbundel 10 ontvangen wordt, in dit opzicht wordt gerefereerd aan fig. 5. Op de detector 11 die van een conventioneel type kan zijn en derhalve slechts schematisch is aangeduid, is het licht uit de lichtbundel 10 dat de detector 11 aangegeven door korte pij-25 len respectievelijk met getrokken en onderbroken lijnen en aangeduid door respectievelijk de verwijzingscijfers 13 en 13'. Zelfs alhoewel de lichtdeflecterende middelen 3 een deel van de gereflecteerde lichtbundel 10 afschermen (zie verwij-zingscijfers 14, 14'), zal nog steeds een aanzienlijk deel 30 van de gereflecteerde lichtbundel 10 de detector 11 treffen.

Wanneer de detector 11 dus aan de achterzijde van de lichtdeflecterende middelen 3 is geplaatst, zoals de figuren 1 en 5 tonen, zal een detector 11 detecteren of lichtbundels l', die gericht zijn naar de reflecterende stroken op de 35 retro-reflector, als bundels 10 worden gereflecteerd. Het feit dat de lichtbundel 10 een grotere verspreidingshoek zal hebben (ten gevolge van de natuurlijke eigenschappen van de retro-reflector) dan de lichtbundel 1', die invalt op de .8800271 -5- retro-reflector is geen nadeel van de uitvinding maar juist een essentieel kenmerk ervan, aangezien een terugkerende te nauwe lichtbundel vrijwel volledig afgeschermd zou zijn door de lichtdeflecterende middelen 3 volgens de uitvoeringsvorm 05 van de figuren 1 en 5. Het is dus een voorwaarde van de uitvoeringsvorm van fig. 5 dat de tweede verspreidingshoek voldoende groot is.

indien deze tweede verspreidingshoek niet groot genoeg is of indien om andere reden deze niet geschikt is om de 10 detector dicht achter de lichtdeflector te plaatsen, kan een concept zoals is aangegeven in fig. 6 worden gebruikt. In deze modificatie van de opstelling van de detector en lichtde-flectormiddelen is een bundelsplitser 15 schuin in de lichtbaan 1' geplaatst. Detector 11 is zodanig opgesteld dat 15 lichtbundels 10 die gereflecteerd worden door de retro-re-flector worden afgebogen bijvoorbeeld 90° naar de detector ll en een gereflecteerde, gedeflecteerde lichtbundel 10' vormen. Een deel van de gereflecteerde lichtbundel zal vallen door de bundelsplitser 15 als een lichtbundel 10'', welke 20 niet gebruikt kan worden.

Een deel van de zwaaiende lichtbundel 1* zal dienovereenkomstig worden af gebogen, bij voorkeur onder een hoek van 90°, met behulp van de bundelsplitser 15, welke een lichtbundel 1' vormt, terwijl een ander deel van de zwaaiende 25 lichtbundel 1' door de bundelsplitser 15 zal vallen als een lichtbundel 1''' in de richting van de retro-reflector. Het zal voldoende zijn om de bundelsplitser 15 op een gelijke afstand te plaatsen van de lichtbundeldeflectormiddelen en de detector 11.

30 In fig. 7 is een modificatie van het concept vol gens fig. 6 getekend. Een schuinstaande spiegel 16 is opgesteld en voorzien van een gleuf 17 waardoorheen de zwaaiende lichtbundel 1* kan vallen. De lichtbundels 10 die gereflecteerd worden door de retro-reflector zal worden afgebogen 35 door een schuine spiegel 16, bij voorkeur onder een hoek van 90° naar de detector 11. Op deze wijze kan de detector 11 nagenoeg al het gereflecteerde licht 10 ontvangen. In het concept volgens fig. 7 is een kleinere lichtsterkte voor de .8800271 * * -6- lichtbundel 1' nodig dan in het geval van de lichtbundel 1' volgens fig, 6.

De opto-elektrische detector ll zal op de genoemde uitgang 12 herhaaldelijk karakteristieke signalen met de in-05 crementele delen van een rasterbeeld van het voorwerp 18 afgeven (zie de figuren 3 en 4) welke door het detectievlak 19 van deze inrichting vallen (zie figuren 3 en 4). De karakteristieke signalen zullen in het algemeen de vorm van puls-treinen hebben met pulsen die optreden met dezelfde frequen-10 tie als waarmee de lichtbundels gereflecteerd worden door de retro-reflector 5.

De signaalverwerking kan geschieden op dezelfde wijze als beschreven is in het Amerikaanse octrooischrift 4 055 834 met dezelfde eenheden als in deze beschrijving wor-. 15 den aangegeven. Het Amerikaanse octrooischrift wordt dus als opgenomen beschouwd in de onderhavige beschrijving met name wat betreft de weergave in die beschrijving in samenhang met de figuren 6-14, met als uitzondering fig. 12, waarbij de beschrijving slechts in verband staat met wat wordt aangegeven 20 betreffende de signaalverwerking van de opto-elektrische detector. Voor de eenvoud zijn de signaalverwerkende circuits in verband met de onderhavige inrichting alleen aangeduid door het verwijzingscijfer 20 (zie fig. 1), aangezien een programmeringseenheid 21 voor de signaalverwerkende schake-25 lingen aanwezig kan zijn. Communicatie tussen de eenheden 20 en 21 geschiedt via de gegevensbus 22. De signaalverwerkings-eenheid 20 is gekoppeld met een weergeef- en/of besturingspa-neel 23 via een informatiebus 24. De signaalverbinding tussen de uitgang 12 van de detector 11 en de signaalverwerkingseen-30 heid 20 loopt via een verbinding 25.

Wat is opgenomen in de lichtbundelzender 2, de signaal verwerkingseenheid 20, 21, 23 met bijbehorende transmis-siemiddelen 22, 24 en 25 alsmede detector 11, de lichtdeflec-tor 3, mogelijkerwijs met de bundelsplitser 15 in fig. 6 op 35‘de spiegel 16 in fig. 7 is gemeenschappelijk aangeduid met 26 in de figuren 3 en 4. In het concept van fig. 4 laat men de lichtbundel l' zwaaien naar een schuinstaande spiegel 27, waarna de lichtbundel 1' afgebogen wordt in de richting van .8800271 -7- de retro-reflector 5. De lichtbundels l' die niet beschermd worden door het voorwerp 18 dat beweegt door de detectiezone 19 zal gereflecteerd worden door de retro-reflector als lichtbundels 10. De eenheid 26 in de figuren 3 en 4 kunnen 05 mogelijkerwijze zodanig worden ontworpen, dat de signaalver-werkings- en besturingsapparatuur 20, 21 en 23 wordt geleverd als een afzonderlijke eenheid op een plaats op afstand van de in de figuren 3 en 4 schematisch aangegeven inrichting. In fig. 4 wordt een voorwerp 18, bijvoorbeeld een vloeistof be-10 vattende houder, ingebracht op A en verlaat deze de apparatuur bij B. Met behulp van het deflectoroppervlak 28 wordt het voorwerp 18 ingebracht op een draaitafel 29 en dan langs het detectievlak 29 op de bovenaangegeven wijze bewogen, waarbij het voorwerp 18 uit de inrichting wordt geleid via de 15 geleidingsplaat 30 en indien gewenst wordt een verdere transporteur (niet getekend) buiten de draaitafel 29 geplaatst.

Het zal echter duidelijk zijn dat de onderhavige uitvinding niet beperkt is tot het transport van het voorwerp langs de baan A-B met behulp van een draaitafel, maar dat een concept 20 volgens fig. 3 met een transporteur 31 ook mogelijk is. Het concept volgens fig. 4 echter maakt een relatief smalle de-flectiehoek OC vanaf de lichtzender 2 mogelij k. De baan van de lichtbundel 1' kan dus worden vergroot met behulp van de spiegel 27 hetgeen resulteert in een kleine gevoeligheid voor 25 de parallaxfout, dat wil zeggen de gevoeligheid voor de afstand tussen voorwerp 18 en de retro-reflector. Indien de eenheid 26 direkt in de positie van de spiegel 27 is geplaatst en deze wordt verwijderd, zal dit een grotere hoek cc betekenen en een grotere parallaxfout met dezelfde hoogte van 30 de retro-reflector.

De bovengenoemde beschrijving werd gemaakt onder de aanname dat de uitgezonden zwaaiende lichtbundel 1' een continue lichtbundel is die een retro-reflector van het type volgens fig. 1 treft, dat wil zeggen waarbij het reflecte-35 rende materiaal is voorzien van een aantal smalle niet-re-flecterende stroken 6, die geplaatst zijn over de zwaairich-ting van de bundel 1'. In de uitvoering uit fig. l heeft het reflecterende materiaal de vorm van een band. De aandacht .8800271

A

•W

-8- wordt er echter op gevestigd dat het reflecterende materiaal elke gewenste afmeting in de horizontale en verticale richting kan hebben en dat de uitvoeringsvorm van fig. 1 niet als een beperking van de uitvinding kan worden opgevat. Als βίο 5 ternatief voor het concept uit fig. l omvattende reflecterend materiaal met een aantal smalle niet-reflecterende stroken, wordt volgens de uitvinding voorgesteld om een retro-reflec-tor van een niet-behandeld reflecterend materiaal te gebruiken, zoals in fig. 2 door het verwijzingscijfer 32 is aange-10 duid.

indien het gewenst is om een continue lichtbundel 1 uit de lichtzender 2 in plaats van een retro-reflector van het type volgens fig. 2 te gebruiken, is een transversaal raster 33 (aangegeven in streep-puntlijnen in fig. 3 en in 15 perspectief in fig. 2a) nodig. Een dergelijk raster omvat afwisselend doorzichtige en niet-doorzichtige stroken 34 en 35. Deze stroken alsmede bovenste en benedenste blokkerings-zones respectievelijk 36 en 39 zullen in feite dezelfde functie hebben als de speciaal ontworpen retro-reflector 5 uit 20 fig. 1. Op deze wijze zullen de lichtbundels 1' die de retro-reflector 32 treffen, intermitterend zijn en zullen de gereflecteerde lichtbundels (niet getekend) in fig. 2a die door het raster 33 vallen de detector 11 op de bovenbeschreven wijze treffen. Met een concept volgens fig. 2a zal het dus 25 mogelijk zijn om een retro-reflector 32 te gebruiken, welke geen speciale behandeling vereisen. Het raster 33 kan worden gevormd met een oplossend vermogen dat afhankelijk is van de vereisten die gesteld worden aan detectie.

Met het concept zoals getoond in samenhang met de 30 retro-reflector 32 in fig. 2 en met dezelfde technische benadering als in hierboven is beschreven aan de hand van de figuren 1, 3-7, kan het van voordeel zijn gepulseerd licht 1 voor de zwaaiende lichtbundel 1' te gebruiken. In een dergelijke uitvoeringsvorm kan een bestuurbare laserdiode bijvoor-35 beeld worden gebruikt en zijn voorzien van een collimerende lens. In dit verband zou een besturingsverbinding 38 (zie fig. 1) nodig zijn tussen de signaalverwerkingseenheid 20 en een lichtemitter 2. De signaalverwerkende eenheid 20 kan dus ___________________Λ .8800271 -9- de pulsatiefrequentie van de lichtbundel 1 bepalen. Het is echter van belang dat de motor 4 van de roterende spiegel 3 een stabiele bekende snelheid heeft. Dit kan worden verkregen door het gebruik van motoren van een type dat op zichzelf met 05 dergelijke eigenschappen bekend is. Een andere mogelijkheid is, in het geval dat het licht 1 niet pulserend is, het meten van de ontvangen signaalsterkte op discrete voorafbepaalde tijdstippen. In dit geval moeten dezelfde eisen aan de motor 4 worden gesteld.

10 Fig. 8 toont hoe twee-dimensionale aftasting kan worden uitgevoerd. Het gebruik van een pulserende lichtbundel 1' die op de bovenbeschreven wijze wordt afgebogen door de lichtbundeldeflector 3, kan geschikt zijn en wordt aangeduid door een roterende spiegel die door de motor 4 wordt aange-15 dreven. De zwaaiende lichtbundel l‘ treft de spiegel 27' en wordt naar de retro-reflector 32 afgebogen. In dit verband wordt gerefereerd aan de uitvoeringsvorm volgens fig. 4 waarin de spiegel 27 stationair is. Indien de spiegel 27 beweegbaar was rond een as loodrecht op een vlak van de tekening 20 zou hetzelfde mogelijk worden als aangeduid is in fig. 8. In fig. 8 is de spiegel aangegeven met 27' en geeft de dubbele pijl 39 aan dat de spiegel naar voren of naar achteren kan hellen. In de uitvoering volgens fig. 8 zal de zwaaiende lichtbundel 1' bewegen in de richting van de pijl 40, terwijl 25 het hellen van de spiegel 27' zal resulteren in een op- en neergaande beweging in de richting van de pijl 42 op de retro-reflector 32 door de lichtbundel die is aangegeven als een puntlijn 41 op de retro-reflector 32. Een puntraster wordt op deze wijze op de retro-reflector 32 verkregen. Wan-30 neer een voorwerp door de baan van de zwaaiende lichtbundel 1' beweegt, zal een puntrasterbeeld van de contour van het voorwerp dus worden gevormd op de retro-reflector 32, welk puntrasterbeeld gereflecteerd wordt door de retro-reflector 32 als bundels 10, die via de spiegel 27 naar de lichtdetec-35 tor ll bewegen. Tengevolge van de verspreidingshoek van de lichtbundel 10 zal de lichtdeflecterende eenheid 3 zoals in het voorgaande is genoemd geen belangrijk afschermend effekt hebben wat betreft de detectie op de detector 11. Een verder- .8800271 -10- gaande signaalverwerking van de signalen die uit de detector 11 komen, wordt uitgevoerd als in het voorgaande is vermeld in samenhang met de voorgaande figuren. De frequentie van het hellen van de motor 43 die de spiegel 27' stuurt en de rota-05 tiesnelheid van de spiegel 3 moeten vanzelfsprekend bekend zijn aan de signaalverwerkingseenheid 20.

In fig. 9 is een variant van de uitvoering uit fig. 8 getekend waarbij een fles 18 op een transportband 31 beweegt. Een lichtbundel l wordt geëmitteerd uit de licht-10 emitter 2 en gedeflecteerd door de lichtdeflector 3, die door de motor 4 wordt aangedreven. Een detector 11 met de bijbehorende versterker 11' (niet getekend in de voorgaande figuren) is eveneens aanwezig. In het concept volgens fig. 9 moet de lichtbundel 1' horizontale puntlijnen 41 op de retro-reflec-15 tor 32 aanbrengen. In plaats van een hellende spiegel 27 (zie fig. 8) wordt voorgesteld om een hellend gemonteerde licht-bundeldeflector, zoals aangeduid is door de pijl 44, aan te brengen. Wanneer de lichtdeflector 3, 4 helt, zoals door de dubbele pijl 44 is aangegeven, zullen de lijnen 41 op en neer 20 bewegen op de retro-reflector 32. Een dergelijke kantelbewe-ging kan indien men wenst tot stand gebracht worden door een stappenmotor 45, die gekoppeld is met de lichtdeflector met behulp van een band 46 zodat deze voorwaarts en achterwaarts gaat hellen.

25 In de uitvoering volgens fig. 10 moeten de licht bundels nagenoeg evenwijdig over de detectiezone bewegen. Volgens de uitvinding wordt voorgesteld om een collimerend optisch element 47 te gebruiken van een type dat op zichzelf bekend is, bijvoorbeeld een holografische lens. Het voordeel 30 van dit concept is dat een volledige onafhankelijkheid wordt verkregen van de afstand van het voorwerp tot de retro-reflector 5; 32 (parallaxfout) aangezien de lichtbundels 10' nagenoeg evenwijdig over de detectiezone lopen. In de uitvoering volgens fig. 10 geldt hetzelfde als voor wat betreft de 35 voorgaande figuren dat wil zeggen dat deze uitvoeringsvorm gebruikt kan worden voor een-dimensionale of twee-dimensiona-le rasterbeelden evenals bij de figuren 8 en 9 en met continu of pulserend licht afhankelijk van het type retro-reflector, .8800271 & -11- zie de figuren l, 2, 2a, 3-7.

Het is een aanzienlijk voordeel van de onderhavige uitvinding, dat de retro-ref lector reflecterend materiaal kan zijn dat op zichzelf bekend is. Er kan dus een zeer goedkope 05 retro-reflector worden verkregen. Een voordeel van de retro-reflector is, dat deze steeds licht in dezelfde hoofdrichting zal reflecteren als waarin het licht invalt.

Een alternatief voor de getekende en beschreven lichtdeflectiemiddelen is het gebruik van een holografische 10 deflector in plaats van een roterende of oscillerende spiegel. Een lichtdeflecterend middel in dit verband is dus elk denkbaar technisch element met behulp waarvan het technische effect, dat is getekend en beschreven, kan worden verkregen.

Over fig. 10 wordt opgemerkt dat het collimerende 15 optische element 47, indien gewenst, een normale lens kan zijn zelfs alhoewel een holografische of een Fresnel lens het meest geschikt is. In de uitvoering van fig. 10 kan de paral-laxfout die zich kan voordoen bij de uitvoeringen volgens de figuren 1, 3, 8 en 9, worden vermeden. Om te waarborgen dat 20 de eenduidige detectie mogelijk is, is het dus van belang dat de te meten voorwerpen in overeenstemming met wat is gezegd aan de hand van de figuren 1-4, 8 en 9 de retro-reflector op een specifieke afstand passeren.

Andere modificaties van de inrichtingen alsmede 25 technische equivalenten ervan zijn mogelijk binnen het raam van de uitvinding.

Met behulp van de onderhavige uitvinding kan een naar verhouding dure vezeloptische detectorkolom en een kritische afstelling daarvan worden vermeden door gebruik te ma-30 ken van laserdiodes die bestuurbaar zijn en een langere levensduur hebben dan de bekende gaslasers terwijl ze bovendien goedkoper zijn, de onderhavige inrichting kan worden geïmplementeerd met aanzienlijk lagere kosten dan de techniek die beschreven is in het eerder genoemde Amerikaanse octrooi-35 schrift 4 055 834.

In de onderhavige inrichting zijn er slechts actieve componenten aan één zijde van de transporteur, dat wil zeggen de laser, de lichtbundeldeflectormiddelen met de bij- .8800271 -12- behorende motor en detector 11. De inrichting volgens de uitvinding is dienovereenkomstig eenvoudig en goedkoop te vervaardigen en kan ook heel compact worden gemaakt. Tengevolge van het feit dat deze componenten slechts aan één zijde van 05 de transporteurs zijn opgesteld, zijn ze onafhankelijk van trillingen. Trillingen doen zich dikwijls voor met name bij gebruik van een transporteur. Kleine trillingen van de retro-reflector zijn van geen belang voor het gedrag van de retro-reflector.

10 De afstelling van de onderhavige inrichting zal eenvoudiger zijn dan tot nog toe eerst en vooral omdat het reflecterende materiaal een arbitraire breedte kan hebben. Wanneer de laser, de lichtbundeldeflector en de detector aan één zijde van de transporteur zijn opgesteld, vervalt de eis 15 van een stijf frame dat de laser en de lichtbundeldeflector i met de detector verbindt, zie bijvoorbeeld het Amerikaanse octrooischrift 4 055 834. De reflector zal zelf steeds de ontvangen lichtbundel reflecteren in precies dezelfde richting als waarin de bundel werd ontvangen. De retro-reflector 20 kan van elk bekend type zijn, bijvoorbeeld een zogenoemde bol van een prismatische reflector.

.8800271

Claims (17)

1. Inrichting voor het genereren, detecteren ën kenmerken van een rasterbeeld van de contour van een voorwerp (18), waarbij een smalle geconcentreerde lichtbundel (11) roet een eerste verspreidingshoek geëmitteerd wordt naar 05 een lichtbundeldeflector (3), die de de lichtbundel herhaald in een vlak (19) waardoorheen dat voorwerp (18) wordt geleid, wordt gezwaaid, en waarbij de lichtbundels (10), die niet afgeschermd worden door het voorwerp worden opgevangen en opto-elektrisch omgezet worden in elektrische signalen, die karak-10 teristiek zijn voor de incrementele delen van een rasterbeeld van het voorwerp (18), welke elektrische signalen worden verwerkt om een karakteristieke weergave van de contour van het object (18) te verkrijgen, met het kenmerk, dat een retro-re-flector (5, 32) aanwezig is, zodanig dat de lichtbundels (10) 15 die niet door het voorwerp (18) worden afgeschermd, gereflecteerd worden in dat vlak (19), en dat de detector (11) de gereflecteerde lichtbundels (10) ontvangen en ze transformeren in de elektrische signalen.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, 20 dat de retro-reflector (5) voorzien is van een aantal smalle, niet reflecterende onderling gescheiden stroken, die aangebracht zijn over een hoofddeel van zijn gebied.

3. Inrichting volgens conclusie l, met het kenmerk, dat een raster (33) omvattende een aantal smalle afwis- 25 selend niet-reflecterende (34) en doorlaatbare (35) stroken met dezelfde richting verschaft worden in de baan van de straling van de zwaaiende lichtbundel.

4. Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een lichtbundeldetector (11) 30 geplaatst is achter de lichtbundeldeflector (3) gezien in de richting van de gereflecteerde lichtbundels, welke lichtbundeldeflector (3) zodanig geconstrueerd en gedimensioneerd is en dat de lichtbundeldetector (11) zodanig geplaatst is, dat de lichtbundeldeflector (3) alleen een deel van de lichtkegel 35 van de gereflecteerde lichtbundels (10) zal afschermen.

5. Inrichting volgens één of meer van de conclusies .8800271 -14- 1-3, met het kenmerk, dat een bundelsplitser (15) geplaatst is in de baan van de straling van de zwaaiende lichtbundel (1') en de gereflecteerde lichtbundels (10) en dat de licht-bundeldetector (11) zodanig is opgesteld dat een deel (10’) 05 van de gereflecteerde lichtbundels (10) gedeflecteerd worden naar de lichtbundeldetector (11).

6. Inrichting volgens één van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat een schuinstaande spiegel (16) geplaatst is in de stralingsbaan van de zwaaiende lichtbundel (1') en 10 de gereflecteerde lichtbundels (10), welke spiegel zodanig is ontworpen dat de gereflecteerde lichtbundels (10) afgebogen worden onder een hoek naar de lichtbundeldetector (10) en dat de spiegel voorzien is van een gleuf (17) waardoor het mogelijk wordt dat de zwaaiende lichtbundel (1') ongehinderd door 15 de spiegel (16) valt.

7. Inrichting volgens één of meer van de voorgaande . conclusies, met het kenmerk, dat de geëmitteerde lichtbundel een continue lichtbundel is.

8. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 20 1, 2, 4-6, met het kenmerk, dat de geëmitteerde lichtbundel een gepulseerde lichtbundel is.

9. Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lichtbundeldeflector bestaat uit ten minste één beweegbare spiegel (3; 21').

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het ken merk, dat de beweegbare spiegels (3; 27) geroteerd of geoscilleerd worden.

11. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de lichtbundeldeflector bestaat uit 30 een holografische deflector, bijvoorbeeld een roterende holografische plaat.

12. Inrichting volgens één of meer van de conclusies l-ll, met het kenmerk, dat de lichtbundels het genoemde vlak (19) doorlopen onder nagenoeg een gelijke hoek ten opzichte 35 van de horizontaal, waarbij de zwaaiende lichtbundels door een collimerend optisch element«(47) vallen, voordat zij de retro-reflector bereiken.

13. Inrichting volgens één of meer van de conclusies . 8 8 0 0271' i -15- 1-12, met het kenmerk, dat de geëmitteerde en gereflecteerde lichtbundels de stralingsrichting veranderen ten gevolge van een extra spiegel (27, 27').

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het ken- 05 merk, dat de extra spiegel stationair en schuinstaand is.

15. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1, 4-13, met het kenmerk, dat de extra spiegel (27') zodanig is geplaatst dat deze kan oscilleren voor het vormen van een twee-dimensioneel raster van lichtpunten op de retro- 10 reflector (32).

16. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1, 4-13, met het kenmerk, dat voor het vormen van een twee-dimensioneel rasterbeeld van lichtpunten op de retro-re-flector (32) de lichtbundeldeflector (3) voorzien is van mid- 15 delen (44, 46) voor een heen- en weergaande beweging van zijn as in voorwaartse en achterwaartse richting in een vlak loodrecht op het afbuigvlak (41) van de lichtbundel.

17. Inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lichtbundels (l1) die 20 niet afgeschermd worden door het voorwerp gereflecteerd (10) worden onder een tweede hoek, welke gelijk is aan of groter dan de eerste verspreidingshoek. .8800271