DE2552332A1 - Vorrichtung zur vereinigung von von einem linearen abtastfeld ausgehendem licht auf einem empfaenger - Google Patents

Vorrichtung zur vereinigung von von einem linearen abtastfeld ausgehendem licht auf einem empfaenger

Info

Publication number
DE2552332A1
DE2552332A1 DE19752552332 DE2552332A DE2552332A1 DE 2552332 A1 DE2552332 A1 DE 2552332A1 DE 19752552332 DE19752552332 DE 19752552332 DE 2552332 A DE2552332 A DE 2552332A DE 2552332 A1 DE2552332 A1 DE 2552332A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
mirror
scanning
lens
cylindrical lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19752552332
Other languages
English (en)
Other versions
DE2552332B2 (de
DE2552332C3 (de
Inventor
Erwin Sick
Angelika Staimer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Original Assignee
Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erwin Sick GmbH Optik Elektronik filed Critical Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority to DE19752552332 priority Critical patent/DE2552332C3/de
Priority to CH1325176A priority patent/CH608628A5/xx
Priority to GB44750/76A priority patent/GB1532269A/en
Priority to CA264,706A priority patent/CA1060689A/en
Priority to US05/738,484 priority patent/US4108533A/en
Priority to FI763195A priority patent/FI763195A/fi
Priority to SE7612949A priority patent/SE7612949L/xx
Priority to FR7635026A priority patent/FR2332548A1/fr
Priority to JP51140084A priority patent/JPS5264945A/ja
Publication of DE2552332A1 publication Critical patent/DE2552332A1/de
Publication of DE2552332B2 publication Critical patent/DE2552332B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2552332C3 publication Critical patent/DE2552332C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/12Scanning systems using multifaceted mirrors
    • G02B26/129Systems in which the scanning light beam is repeatedly reflected from the polygonal mirror
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901Optical details; Scanning details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

  • Vorrichtung
  • zur Vereinigung von von einem linearen Abtastfeld ausgehendem Licht auf einem Empfänger Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vereinigung von von einem linearen Abtastfeld ausgehendem Licht auf einem relativ kleinen Empfänger über eine den Abtastlichtfleck erzeugende optische Anordnung mit einer von einem Lichtbündel beaufschlagten Lichtablenkvorrichtung, einem sich in Abtastrichtung erstreckenden Hohlspiegel und einer sich parallel zum Abtastfeld in dessen Nähe erstreckenden Zylinderlinse, wobei Sende- und Empfangsstrahlen bündel durch Pupillenteilung getrennt sind.
  • Derartige Vorrichtungen arbeiten im allgemeinen mit einem Laser als Lichtquelle, weil dieser ein für die Erzeugung eines feinen Abtastlichtfleckes besonders vorteilhaftes schmales Parallelbündel aussendet. Ublicherweise wird der Laserstrahl über zwei gekreuzte Zylinderlinsen und ein Objektiv auf ein die Lichtablenkvorrichtung bildendes Spiegelrad geschickt. Die Zylinderlinsen haben dabei den Zweck, den Laserstrahl so aufzufächern , daß er die einzelnen Flächen des Spiegelrades voll ausleuchtet. Das Spiegelrad arbeitet voftellbaft weise mit 12 bis 20, vorzugsweise 16 Spiegelflächen, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Grundsätzlich ist auch die Verwendung eines Schwingspiegels als Lichtablenkvorrichtung möglich.
  • Von dem Spieg,lrad wird das Lichtbündel über einen streifenförmigen Planspiegel auf einen ebenfalls streifenförmigen Hohlspiegel umgelenkt, dessen Brennpunkt bzw. Brennlinie sich in etwa auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegelrades befindet. Der Hohlspiegel richtet das auf ihn fallende Sendestrahlenbündel auf eine parallel dazu angeordnete Zylinderlinse, die sich im wesentlichen im Abstand ihrer Brennweite von einer Fläche befindet, auf der ein linear abtastender Lichtfleck erzeugt werden soll. Bei der Fläche handelt es sich im allgemeinen um eine auf Fehlstellen zu überwachende Bahn, wie eine Metall- oder Papierbahnoberfläche. Die Bahn bewegt sich dabei zweckmäßig senkrecht zur geradlinigen Abtastrichtung, so daß bei geeigneter Wahl des Verhältnisses von Bahn- zu Abtastgeschwindigkeit eine kontinuierliche Zeilenabtastung der Bahn gewährleistet ist.
  • Obwohl das von dem auf der Bahn erzeugten Lichtfleck ausgehende Empfangs-Lichtbündel von einer gesonderten Empfangsvorrichtung empfangen und ausgewertet werden kann, ist es bevorzugt, das Empfangslichtbündel zumindest teilweise auf dem gleichen Weg wie das Sendestrahl-Bündel zu einer vorzugsweise photoelektrisch arbeitenden Empfangsanordnung zurückzuleiten.
  • Das von dem photoelektrischen Empfänger abgegebene elektrische Signal ist dann ein Maß für den Zustand der abgetasteten Oberfläche. Beispielsweise zeigt eine Änderung des elektrischen Signals Kratzer oder sonstige Fehlstellen in einer Metalloberfläche an oder Fehlstellen, wie dunkle Flecke oder Löcher bei einer Papierbahn.
  • Sofern die optischen Elemente des Sendestrahlenganges gleichzeitig für die Weiterleitung des Empfangsstrahlenbündels ausgenutzt werden, spricht man von einem Auto-Kollimationsstrahlengang. Dabei ist es für eine gute Trennung von Empfangs- und Sendestrahlenbündel zweckmäßig, von der sogenannten Pupillenteilung Gebrauch zu machen, was bedeutet, daß ein Teil, z.B.
  • ein Drittel zumindest einiger optischer Elemente für die Weiterleitung des Sendestrahlenbündels, der Rest, z.B. zwei Drittel, für die Weiterleitung des Empfangsstrahlenbündels genutzt wird.
  • Ein wesentliches Problem bei Auto-Kollimationsstrahlengängen besteht nun darin, daß einerseits ein ausreichend großer und die erforderlichen Abmessungen aufweisender Lichtfleck auf der Bahn erzeugt wird, die Empfangsstrahlen sicher auf andererseits die Lichtablenkvorrichtung zurückgeworfen werden und /eine sichere räumliche Trennung zwischen Sende- und Empfangs-Strahlenbündel im Bereich des Photoempfängers vorliegt. Dabei ist auf einen einfachen und vor allen Dingen kompakten Aufbau der Vorrichtung ebenso zu achten wie auf weitgehende Vermeidung einer Anfälligkeit für Erschütterungen oder Verstellungen nach längeren Zeiträumen. Insbesondere muß dafür gesorgt werden, daß im Empfangsstrahlengang nicht zuviel Empfangslicht verloren geht, damit am photoelektrischen Empfänger noch eine deutlich über dem Grundrauschen liegende Lichtmenge für die Auswertung zur Verfügung steht.
  • Normalerweise wird der Strahl des als Lichtquelle verwendeten Lasers durch eine gekreuzte Zylinderlinsenanordnung und ein Objektiv so aufgefächert, daß er die Lichtablenkvorrichtung insbesondere das Spiegelrad voll ausleuchtet. Die Zylinderlinse zieht dann das Lichtbündel zu einem schmalen scharfen Lichtfleck zusammen, welcher in Abtastrichtung eine geringfügig längliche Form hat. Insbesondere senkrecht zur Abtastrichtung erfolgt jedoch eine Verkleinerung des Licht fleckes beispielsweise im Verhältnis 1:10, was in vielen Fällen unerwünscht ist.
  • Die Erfindung kann somit das Ziel, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der die erwähnte Verkleinerung des Licht fleckes senkrecht zur Abtastrichtung nicht vorliegt und somit ein Lichtfleck erzielt wird, der senkrecht zur Abtastrichtung, d.h. in Bewegungsrichtung der zu überwachenden Materialbahn eine längliche, nicht zu kleine Form aufweist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die gekrümmte Oberfläche der Zylinderlinse im Bereich des Eintritts des Sendestrahlenbündels plan geschliffen ist. Der plane Teil der Oberfläche weist dabei zweckmäßigerweise eine Neigung gleich der mittleren Steigung der ursprünglichen Krümmung der Zylinderlinse in diesem Bereich auf.
  • Erfindungsgemäß wird also im Sendeteil auf die Wirkung der Zylinderlinse als verkleinerndes optisches Element verzichtet.
  • Beibehalten wird jedoch bewußt die ablenkende Wirkung der Zylinderlinse , so daß zwar an der gewünschten Stelle im Abtastfeld ein in Bewegungsrichtung der Bahn wesentlich grösserer langlicher Lichtfleck erzielt wird, welcher sich jedoch im Bereich der Brennlinie der Zylinderlinse befindet.
  • Aus diesem Grunde tritt aus dem Empfangsteil der Zylinderlinse ein paralleles Lichtbündel aus, welches zum Sendestrahlenbündel parallel verläuft.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform nimmt der keilförmige Teil der Zylinderlinse etwa 1/5 bis l/3, vorzugsweise 1/4, der Gesamtbreite der Zylinderlinse ein. Dies hat den Vorteil, daß ein wesentlich größerer Flächenbereich der Zylinderlinse für den Empfangsstrahlengang zur Verfügung steht. Dadurch ist der Tatsache Rechnung getragen, daß das Sendestrahlenbündel scharf gebündelt ist, während das von der Materialbahn zurückgeworfene Licht im allgemeinen eine starke Streuung aufweist, Während bei Nichteinschaltung irgendwelcher Linsen in den Sendestrahlengang auf Grund der Wirkung des Hohlspiegels im Abtastfeld ein punktförmiger Lichtfleck erzeugt wird, kann nach einer weiter A Ausführungsform ein sich in Bewegungsrichtung der Materialbahn erstreckender Lichtstrich dadurch erzielt werden, daß zwischen der durch einen Laser gebildeten Lichtquelle und der Lichtablenkvorrichtung ein das Sendestrahlenbündel um einen solchen Betrag auffächerndes Streuelement angeordnet ist, daß der Abtastlichtfleck eine sich senkrecht zur Abtastrichtung erstreckende, längliche Form annimmt.
  • Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht nach Linie II-II in Fig. 1, wobei die beiden an der Spiegelanordnung 14 abgeknickten Strahlengänge der einfachen Darstellung halber gestreckt wiedergegeben sind und die Spiegelanordnung 14 nur durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.
  • Nach der Zeichnung gelangt der von einem Laser 11 ausgesandte schmale und nur eine geringe Divergenz aufweisende Lichtstrahl über eine Zerstreuungs-Zylinderlinse 29 zu einem Spiegelrad 13.
  • Die Zerstreuungslinse 24, die übrigens auch durch eine Sammel-Zylinderlinse ersetzt werden könnte, erteilt dem Laserstrahl eine relativ geringfügige Divergenz, wie sie aus Fig. 1 ersichtlich ist.
  • Das Sendestrahlenbündel 17 fällt z.B. auf die eine Hälfte eines in der dargestellten Weise leicht gekippten Spiegelrades 13, wobei der Durchstoßpunkt der optischen Achse des Sendestrahlenbündels 17 bei 28 angedeutet ist.
  • Von dem leicht gekippten Spiegelrad 13 wird das Sendestrahlenbündel zu einem Planspiegel 14a reflektiert, welcher als Streifen ausgebildet ist, dessen Längsachse sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Gemäß Fig. 2 muß die Länge des Spiegels 14a so groß sein, daß er alle innerhalb des Abtastbereiches vom Spiegelrad 13 reflektierten Lichtbündel voll erfassen kann.
  • Von dem wiederum etwas gekippten Planspiegel 1 4a wird das Sendestrahlenbündel 17 zu einem ersten ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene streifenförmigen Hohlspiegel 23a reflektiert, dessen Brennpunkt bzw. Brennlinie sich im wesentlichen auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegelrades 13 befindet.
  • Bevorzugt liegt die reflektierende Oberfläche des Spiegelrades 13 jedoch etwas innerhalb der Brennweite des Hohlspiegels 23a, derart, daß die vom Hohlspiegel 23a reflektierten Bündel eine geringe Divergenz aufweisen, wie das in Fig. 2 in der linken Hälfte angedeutet ist.
  • Unmittelbar vor der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auf Fehlstellen zu überwachenden Bahn M, welche sich in Richtung des Pfeiles P kontinuierlich bewegt, befindet sich eine Zylinderlinse 15, deren Achse parallel zu der mit A bezeichneten Abtastrichtung verläuft und welche im wesentlichen einen ihrer Brennweite entsprechenden Abstand von der Oberfläche der Materialbahn M hat.
  • Erfindungsgemäß fällt das Empfangsstrahlenbündel 17 nur auf einen Teilbereich 15 | der Zylinderlinse 15, innerhalb dessen die in Fig. 1 gestrichelt angedeutete Krümmung der Zylinderlinse 15 abgeschliffen ist, derart, daß eine in ausgezogenen Linien dargestellte plane Oberfläche in diesem Bereich entsteht. Das Sendestrahlenbündel 17 fällt also auf einen optischen Keil 15', dessen Keilwinkel mit Z bezeichnet ist. Der Keilwinkel entspricht der mittleren Steigung des weggeschliffenen gekrümmten Teils der Zylinderlinse 15.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahme wird das Sendestrahlenbündel 17 lediglich in der dargestellten Weise zum Abtastfeld F hin abgeknickt, ohne daß eine Zusammenziehung des Strahlenbündels 17 erfolgt, wie es der Fall wäre, wenn die Zylinderlinse 15 im Bereich des Keiles 15' nicht abgeschliffen sein würde. Es wird also in der erwünschten Weise ein nicht zu kleiner Lichtfleck 16 im Abtastfeld F erzielt. Bei Verwendung einer vollständigen Zylinderlinse auch im Bereich 15' würde eine Verkleinerung des Lichtfleckes bis zu einem Faktor 10 zu verzeichnen sein, welche erfindungsgemäß vermieden wird.
  • Aufgrund der erfindungsgemäßen Wahl des Keilwinkels Q erscheint jedoch der Lichtfleck 16 im Bereich der Brennlinie der Zylinderlinse 15, so daß das vom Lichtfleck 16 in die Zylinderlinse 15 zurückgestreute Licht zu einem in der Ansicht nach Fig. 1 im wesentlichen parallelen Empfangsstrahlenbündel vereinigt wird.
  • Das Empfangsstrahlenbündel fällt auf einen weiteren Hohlspiegel 23b, welcher gegenüber dem Sendehohlspiegel 23a um ein Stück d in Richtung der Zylinderlinse 15 versetzt ist. Der Empfangshohlspiegel 23b ist außerdem in der dargestellten Weise breiter als der Sendehohlspiegel 23a ausgebildet, um soviel Licht wie möglich zu erfassen. Im übrigen sind die beiden Hohlspiegel 23a, 23b, was ihre Erstreckung senkrecht zur Zeichenebene in Fig. 1 und ihre Brennweite anbetrifft gleich ausgebildet. Bei der Versetzung d ist darauf zu achten, daß in der dargestellten Weise parallel auf die beiden Spiegel 23a, 23b auffallende Lichtbündel auch wieder parallel zueinander reflektiert werden.
  • Nach der Reflexion des Empfangsstrahlenbündels 25 am Hohlspiegel 23b fällt dieses auf einen weiteren Planspiegel 14b, welcher in Fr dargestellten Weise wesentlich breiter als der Planspiegel 14a ausgebildet und gegenüber dem Planspiegel 14a um eine senkrecht auf der Zeichenebene der Fig. 1 stehende Achse 30 um ein bestimmtes Stück relativ zu diesem gekippt ist. Es wird somit eine aus den beiden Planspiegeln 14a, 14b bestehende Knickspiegelanordnung 14 geschaffen. Der Knickwinkel ist dabei so großt daß das am Planspiegel 14b reflektierte Empfangsstrahlenbündel 25 möglichst vollständig auf die jeweils reflektierende Fläche des Spiegelrades 13 gerichtet wird. Das Empfangsstrahlenbündel 25 erfährt somit eine Versetzung in Richtung auf die Durchstoßstelle 28 der optischen Achse des Sendestrahlenbündels 17. Aufgrund des Knickwinkels zwischen den Planspiegeln 14a, 14b wird das Empfangsstrahlenbündel 25 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise am Spiegelrad 13 unter einem vom Einfallswinkel des Sendestrahlenbündels 17 verschiedenen Winkel reflektiert, so daß nach einer gewissen Strecke eine vollständige Trennung zwischen Sendestrahlenbündel 17 und Empfangsstrahlenbündel 25 festzustellen ist. Nach der Trennungsstelle wird im Empfangsstrahlenbündel 25 eine Sammellinse 31 angeordnet, in deren Brennpunkt sich ein z.B. als Photovervielfacher ausgebildeter photoelektrischer Empfänger 19 befindet, an dessen Ausgang ein elektrisches Signal erscheint, welches für den Zustand des gerade abgetasteten Punktes im Abtastfeld F repräsentativ ist.
  • Der in Fig. 1 wiedergegebene Sendestrahlengang 17 hat den !.
  • teil, daß die von Haus aus schmale Ausbildung des Laserstrahleo unmittelbar zur Erzeugung des Lichtfleckes 16 ausgenutzt wird.
  • Die von der Zylinderlinse 29 hervorgerufene Divergenz ist dabei derart gewählt, daß der Lichtfleck 16 in Bewegungsrichtung P eine längliche Form hat. Insbesondere ist der Lichtfleck 16 ein sich in Bewegungsrichtung P erstreckender Strich, was z.B.
  • zur Feststellung von Längskratzern in Blechoberflächen vorteilhaft ist.
  • Die erfindungsgemXiße Anordnung ersetzt die in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Laserstrahl-Aufweitungszylinderlinsen 21, 22 und das von diesen Zylinderlinsen voll ausgeleuchtete Objektiv 12, welche ein einen wesentlich größeren Teil des Spiegelrades 13 ausleuchtendes Bündel ergeben, das durch die Zylinderlinse 15 wieder zusammengezogen werden muß.
  • Die Zylinderlinse 29 ist so zu dimensionieren, daß der Sendestrahl 17 unter Berücksichtigung der Konvergenzeigenschaften des Hohlspiegels 23a eine zur Bildung des lnglichen Lichtflecks 16 ausreichende Divergenz erhalt Aus iig. 2 ist die wirkung der Versetzung d der beiden Hohlspiegel 23a, 23b zu ersehen. Diese Versetzung ist wichtig, um auch von den Randstrahlen 17' noch ein ausreichendes Rücksignal zu erhalten. In lig. 2 ist im Bereich der einen Geh.:iusewand 18 ein unmittelbar an der Wand gelegener Randstrahl 17' dargestellt, elcher durch Reflexion des Sendestrahlenbündels 17 am Sendehohlspiegel 23a in der dargestellten Weise erzeugt wird.
  • Der Randstrahl 17' gelangt durch die Zylinderlinse 15 hindurch auf die Oberfläche der Naterialbahn M, wo ein Lichtfleck 16' erzeugt wird.
  • Es sei nun angenommen, daß die Oberfläche der Iaterialbahn II Reflexionseigenschaften hat, wie sie durch die Keule 24 schematisch angedeutet sind. Die Reflexionsintensität ergibt sich durch vom Lichtfleck 16' aus zu der Keule 24 in den einzelnen Richtungen gezogene Geraden. Die Länge der Geraden vom Fußpunkt bei 16' bis zum Rand der Keule ist ein Maß für die Reflexionsintensität. Ersichtlich gehen beispielsweise vom Fleck 16' in der Richtung 25" zurückgeworfene Lichtstrahlen für die Auswertung verloren, da sie auf die Gehäusewand 18 treffen oder sogar außerhalb der Gehäusewand 18 verbeilaufen.
  • Hingegen gelangt beispielsweise ein weiter nach innen zurückgeworfener Empfangslichtstrahl 25 zurück zum Sendehohlspiegel 23a. Aufgrund der gegenüber dem Randstrahl 17' anderen Neigung relativ zur Oberfläche der Bahn M würde dieser zurückgeworfene Strahl jedoch nicht mehr auf diejenige Fläche 13des Spiegelrades 13 auftreffen, von der das Sendestrahlenbündel 17 reflektiert wurde. Vielmehr würde der bei 23a reflektierte Empfangslichtstrahl 25' in der gestrichelt dargestellten Weise sogar vollständig am Spiegelrad 13 vorbeigehen.
  • Versetzt man nun jedoch den Empfangshohlspiegel 23b um das Stück d in Richtung der Winkelhalbierenden zwischen Eingangs-und Ausgangsstrahl, so wird der von der Oberfläche M zurückgestreute Empfangslichtstrahl 25' in der in ausgezogenen Linien angedeuteten Weise zur Fläche 13a des Spiegelrades 13 gelangen.
  • Es steht somit Licht zur Verfügung, welches in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise zum photoelektrischen Empfänger 19 gelangt.
  • Die Versetzung d von Sende- und Empfangshohlspiegel 23a, 23b ist auch wichtig, wenn iran mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen nahtlos aneinandersetzen und eine Abtastlücke zwischen zwei aneinandergesetzten Vorrichtungen vermeiden will. Zu diesem Zweck wird nach der Darstellung in der linken Hälfte der Fig. 2 das Spiegelrad 13 etwas innerhalb der Brennweite des Sendehohlspiegels 23a angeordnet, derart, daß insbesondere in den Randbereichen die Randstrahlen 17" eine gewisse Divergenz aufweisen, die zumindest so groß ist, daß der Abtastbereich geringfügig breiter als das Gehäuse ist. Im Falle einer vollständig spiegelnden Oberfläche der Materialbahn M würde das Licht beispielsweise entlang der gestrichelten Linie 25"' außerhalb der Gehäusewand 20 reflektiert werden. Im Falle einer Oberfläche M mit einer Streukeule, wie sie rechts bei 24 dargestellt ist, würde jedoch auch Licht beispielsweise in Richtung der Linie 25 "" in das Innere des Gehäuses 18, 20 zurückgeworfen werden, wo es auf den Empfangshohlspiegel 23b trifft und von dort auf die Fläche 13b des Spiegelrades 13 gelenkt wird, auf die auch das Sendestrahlenbündel 17 aufgetroffen ist. Man erkennt also, daß selbst bei Verwendung eines divergierenden Abtaststrahlenganges aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung stets noch genügend Licht zu der vom Sendelichtstrahl 17 beaufschlagten Spiegelradfläche 13b zurückgelangt. Voraussetzung ist allerdings, daß die Oberfläche der Materialbahn M nicht absolut spiegelnd ist, sondern einen gewissen Streubereich aufweist, wie er beispielsweise durch die Streukeule 24 angedeutet ist. Derartige Streuungen sind jedoch bei Papierbahnen in jedem Fall und auch bei üblichen Metalloberflächen in Walzwerken allgemein vorhanden.
  • Besonders eignet sich die erfindungsgemäße Zeilentastvorrichtung für die Ermittlung von Löchern in Papierbahnen. In diesem Falle kommt es darauf an, daß man die Papierbahn M über eine beispielsweise aus Metall bestehende Walze 26 führt, deren Oberfläche sehr gut, jedoch nicht absolut spiegelnd reflektiert.
  • Vorzugsweise sollte die Streucharakteristik einer derartigen Oberfläche etwa so wie die Streukeule 24 ausgebildet sein.
  • In Fig. 2 ist nur ein geringer Ausschnitt einer derartigen Walze 26 schematisch angedeutet. Befindet sich nun in der Papierbahn ein Loch 27, so wird durch dieses Loch auf die Oberfläche der Walze 26 gelangendes Licht zumindest zu einem wesentlichen Teil auch dann noch zum Photoempfänger 19 zurückgelenkt, wenn sich das Loch 27, wie das in Fig. 2 angedeutet ist, ganz am Rande der Vorrichtung im Bereich einer der Wände 18, 20 befindet. Ein Loch 27 in der Papierbahn M führt somit zu einem Hell-Signal an der Photozelle 19. Eine dunkle Stelle auf der Papierbahn M würde demgegenüber zu einem Dunkelsignal führen. Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es also, Löcher und Dunkelstellen auf Papierbahnen auf einfache Weise zu unterscheiden. Dabei ist es sogar noch möglich, zur Erfassung größerer Papierbahnbreiten mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen unmittelbar aneinanderzureihen, indem die Wand 18 einer ersten Vorrichtung unmittelbar in Anlage an die Wand 20 einer identisch ausgebildeten weiteren Vorrichtung usw. zur Anlage gebracht wird.
  • Die Größe der Verschiebung d ist zweckmäßig im wesentlichen so groß, daß die in sich zurückreflektierten Randstrahlen 17', 17" als Empfangsstrahlen 25a gerade auf einem Endbereich (in Umfangsrichtung gesehen) der zugeordneten Spiegelradfläche 13a, 13b auftreffen, wenn der Sendestrahl 17 auf dem anderen Endbereich der gleichen Fläche 13a bzw. 13b auftrifft, wie dies in Fig. 2 wiedergegeben ist. Dies ergibt eine optimale Ausleuchtung des Spiegelrades und damit eine optimale Lichtausbeute.

Claims (4)

  1. Patent ansprüche (i. Vorrichtung zur Vereinigung von von einem linearen Abtastfeld ausgehendem Licht auf einem relativ kleinen Empfänger über eine den Abtastlichtfleck erzeugende optische Anordnung mit einer von einem Lichtbündel beaufschlagten Lichtablenkvorrichtung, einem sich in Abtastrichtung erstreckenden Hohlspiegel und einer sich parallel zum Abtastfeld in dessen Nähe erstreckenden Zylinderlinse, wobei Sende- und Empfangsstrahlenbündel durch Pupillenteilung getrennt sind, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die gekrummte Oberfläche der Zylinderlinse (15) im Bereich des Eintritts des Sendestrahlenbündels (17) plangeschliffen ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der plane Teil der Oberfläche eine Neigung ç gleich der mittleren Steigung der ursprünglichen Krümmung der Zylinderlinse (15) in diesem Bereich aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß der keilförmige Teil (15') der Zylinderlinse (15) etwa 1/5 bis 1/3, vorzugsweise 1/4,der Gesamtbreite der Zylinderlinse (15) einnimmt.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen der durch einen Laser gebildeten Lichtquelle (11) und der Lichtablenkvorrichtung (13) ein das Sendestrahlenbündel (17) um einen solchen Betrag auffächerndes Streuelement (29) angeordnet ist, daß der Abtastlichtfleck (16) eine sich senkrecht zur Abtastrichtung erstreckende, längliche Form annimmt.
DE19752552332 1975-11-21 1975-11-21 Abtastvorrichtung Expired DE2552332C3 (de)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752552332 DE2552332C3 (de) 1975-11-21 1975-11-21 Abtastvorrichtung
CH1325176A CH608628A5 (de) 1975-11-21 1976-10-20
GB44750/76A GB1532269A (en) 1975-11-21 1976-10-28 Optical scanning apparatus usable for optically scanning webs such as fabrics and paper
CA264,706A CA1060689A (en) 1975-11-21 1976-11-02 Apparatus for combining light emanating from a linear scanning field
US05/738,484 US4108533A (en) 1975-11-21 1976-11-03 Apparatus for combining light emanating from a linear scanning field
FI763195A FI763195A (de) 1975-11-21 1976-11-08
SE7612949A SE7612949L (sv) 1975-11-21 1976-11-19 Anordning for att pa en mottagare forena fran ett linjert avkenningsfelt utgaende ljus
FR7635026A FR2332548A1 (fr) 1975-11-21 1976-11-19 Dispositif de concentration sur un recepteur de la lumiere emise par un champ d'exploration lineaire
JP51140084A JPS5264945A (en) 1975-11-21 1976-11-20 Apparatus for converting light transmitted from linear region in receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752552332 DE2552332C3 (de) 1975-11-21 1975-11-21 Abtastvorrichtung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2552332A1 true DE2552332A1 (de) 1977-06-02
DE2552332B2 DE2552332B2 (de) 1979-05-10
DE2552332C3 DE2552332C3 (de) 1980-01-17

Family

ID=5962327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752552332 Expired DE2552332C3 (de) 1975-11-21 1975-11-21 Abtastvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2552332C3 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104568781A (zh) * 2015-02-05 2015-04-29 北京印刷学院 一种光柱镭射纸张颜色和光柱质量自动检测和评价方法
CN105424191A (zh) * 2015-11-05 2016-03-23 北京印刷学院 一种光柱镭射纸张的颜色质量评分方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104568781A (zh) * 2015-02-05 2015-04-29 北京印刷学院 一种光柱镭射纸张颜色和光柱质量自动检测和评价方法
CN105424191A (zh) * 2015-11-05 2016-03-23 北京印刷学院 一种光柱镭射纸张的颜色质量评分方法
CN105424191B (zh) * 2015-11-05 2017-05-31 北京印刷学院 一种光柱镭射纸张的颜色测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE2552332B2 (de) 1979-05-10
DE2552332C3 (de) 1980-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2827704C3 (de) Optische Vorrichtung zur Bestimmung der Lichtaustrittswinkel
DE2925734A1 (de) Optisches fehlersuchgeraet fuer materialbahnen
DE3125189C2 (de) Fehlersuchgerät für breite Bahnen
DE2433683B2 (de) Vorrichtung zur Überwachung einer Materialbahn auf Fehlstellen
DE3000352C2 (de) Optoelektronisches Überwachungsgerät
DE3446355A1 (de) Optisches fehlersuchgeraet
DE2550815B2 (de) Optisches Abtastsystem
DE2550814C3 (de) Zeilentastvorrichtung für Materialbahnen zur Fehlstellenermittlung
DE3635271C1 (de) Lichtvorhangsvorrichtung
DE1211421C2 (de) Vorrichtung zur abtastung von durchlaufendem gut
DE2827705C3 (de) Gerät zur Feststellung von Fehlern an Bahnmaterial
DE2330611B2 (de) Optische Abtastvorrichtung mit Spiegelrad
DE2800351B2 (de) Optische Vorrichtung zur Bestimmung des Lichtaustrittswinkels bei einer mit einem Lichtfleck abgetasteten Materialbahn
DE3006071A1 (de) Lichtsammelanordnung mit einer lichtsammelflaeche und einer im wesentlichen senkrecht dazu angeordneten laenglichen optischen lichtablenkvorrichtung
DE2602970A1 (de) Vorrichtung zur ueberwachung einer materialbahn auf fehlstellen
DE2552331C3 (de) Abtastvorrichtung
DE2552332A1 (de) Vorrichtung zur vereinigung von von einem linearen abtastfeld ausgehendem licht auf einem empfaenger
DE2718711C2 (de)
DE102004038321A1 (de) Lichtfalle
DE2904435C3 (de) Lochsuchgerät für Materialbahnen
DE2552333C3 (de) Vorrichtung zur Vereinigung von von einem linearen Abtastfeld ausgehendem Licht auf einem Empfanger
DE2051908A1 (de) Photoelektronische Oberflachenabtast einrichtung
DE2312944C3 (de) Vorrichtung zur Messung der Intensität eines Lichtbündels an unterschiedlichen Stellen eines linienförmigen Bereiches mit einem Lichtleitstab
DE2559881C3 (de) Optische Vorrichtung mit vorhangartig hin- und herbewegtem Lichtstrahl
DE2559882C3 (de) Optische Vorrichtung mit vorhangartig hin- und herbewegtem Lichtstrahl

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee