DE3534193A1 - Kantenermittlungseinrichtung in einem optischen messinstrument - Google Patents
Kantenermittlungseinrichtung in einem optischen messinstrumentInfo
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Description
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kantenermittlungseinrichtung
in einem optischen Meßinstrument zum Messen von Abmessungen, Verschiebungen und dgl. eines
Gegenstandes und speziell auf eine Kantenermittlungseinrichtung in einem optischen Meßinstrument, bei dem ein
nicht-transparenter, der Messung unterworfener Gegenstand direkt von einem Abtastlicht bestrahlt wird, ein aufgrund
dieser Bestrahlung durchgelassenes oder reflektiertes Licht oder ein projiziertes Abbild des der Messung unterworfenen
Gegenstandes, das aufgrund des durchgelassenen oder reflektierten Lichtes erzeugt wird, von einem oder
mehreren photoelektrischen Elementen empfangen wird, um ein oder mehrere elektrische Signale abzugeben und die
Messung von Abmessungen, die Unterscheidung einer Position, die Beurteilung einer Konfiguration oder dgl. des
der Messung unterworfenen Gegenstandes in Abhängigkeit von den vorgenannten elektrischen Signalen ausgeführt
wird.
Das optische Meßinstrument der beschriebenen Art, wie beispielsweise ein Projektor, ist daher bislang so gestaltet
gewesen, daß ein zu vermessender Gegenstand an einem Halter durch paralleles Licht bestrahlt wird, ein
projiziertes Abbild des Gegenstandes auf einen Schirm fokussiert wird und eine Abmessung, Konfiguration oder
dgl. des zu vermessenden Gegenstandes aus dem so gebildeten Abbild bestimmt wird. Jedoch hat eine Kante oder ein
Rand des Abbildes des zu vermessenden Objektes, das auf einen Schirm projiziert ist, im allgemeinen einen sogenannten
Anschnitt oder dgl. Es ist daher schwierig, daß der Gegenstand auf dem Halter bewegt wird und ein Meßwert
genau bei Koinzidenz zwischen dem auf dem Schirm befindlichen Bild und einer Haarlinie abgelesen wird.
um die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden, ist
ein Verfahren vorgeschlagen worden, wonach der Rand des Abbildes relativ zu einem photoelektrischen Element bewegt
wird, wodurch eine Variation in der Größe eines elektrischen Signals, das von dem photoelektrischen Element aufgrund
einer Variation im Verhältnis zwischen den Flächen hellen Anteils und dunklen Anteils des auf eine lichtempfindliche
Fläche des photoelektrischen Elements projizierten Abbildes mit einer Bezugsspannung verglichen wird,
so daß der Rand des projezierten Bildes ermittelt werden kann.
Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß die ungünstigen Einflüsse von Störlilcht und dgl. groß ist,
daß die Meßgenauigkeit aufgrund Schwankungen des vom photoelektrischen Element gelieferten Signal oder Bezugs-Spannung
erheblich herabgesetzt ist.
Es gibt ein weiteres Verfahren, wonach das photoelektrische Element relativ zu dem Rand des auf den Schirm projizierten
Abbildes bewegt wird und ein Ausgangssignal des photoelektrischen Elements einer Ableitung zweiter
Ordnung unterworfen wird, um ein Wellenformsignal zu erhalten,
das mit einer Bezugsspannung verglichen wird, um daraus den Rand zu ermitteln. Dieses Verfahren weist
jedoch den Nachteil auf, daß die ermittelten Randpositionen von der Relativgeschwindigkeit zwischen dem photoelektrischen
Element und dem projizierten Bild abhängen und daß, wie beim erstgenannten Verfahren,die Meßgenauigkeit
durch Schwankungen der Bezugsspannung erheblich herabgesetzt ist.
Ein weiteres Verfahren sieht die Verwendung zweier photoelektrischer
Elemente vor, die relativ zum Rand des projizierten Bildes bewegt werden. Ein Wellenformsignal wird
aus einer Mehrzahl von Ausgangssignalen erhalten, die
durch die vorgenannte Relativbewegung erzeugt werden, und das Wellenformsignal wird mit einer Bezugsspannung
verglichen, um den Rand des Abbildes zu ermitteln. Wie bei den vorausgegangenen Beispielen ergibt sich jedoch
auch hier der Nachteil, daß aufgrund einer relativen Schwankung zwischen den Ausgangssignalen und der Bezugsspannung, aufgrund von Pegelschwankungen und dgl. die
Messung sehr instabil wird, der Anwendungsbereich ist wegen der Intensität der Beleuchtung durch das bestrahlende
Licht klein, die Messung ist eingeschränkt, und die Sensoranordnung oder ein zugehöriger Schaltkreis
werden im Aufbau kompliziert.
Speziell ändert sich die Helligkeit des auf den Schirm projizierten Abbildes aufgrund Alterung der Projektorlampe,
der Charakteristik der Linsen im Projektionssystem aufgrund von Störlicht, die Helligkeit des projizierten
Lichtes ändert sich bei Änderungen des Vergrößerungsmaß-Stabes und, weiterhin, als Bedingung auf Seiten des Benutzers
muß die Helligkeit in geeigneter Weise gewählt werden, weil die für den Betrieb geeignete Helligkeit
von der Farbe der Pupillen des Benutzers (die häufig mit der Rasse variiert) abhängt. Als Folge davon ist der An-Wendungsbereich
eingeschränkt, weil die Intensität der Beleuchtung, wie oben beschrieben, zu einem verminderten
Leistungsvermögen des Projektors führt.
Weiterhin, wenn bei dem bekannten Verfahren zur Ermittlung eines Randes der Fokus des projizierten Bildes verschoben
wird, dann hat das von dem photoelektrischen Element erzeugte Signal relativ flache Flanken, woraus der Nachteil
erwächst, daß der Rand nicht exakt ermittelt werden kann.
Dieser Nachteil besteht nicht nur hinsichtlich des Projektors, sondern auch bei den Randermittlungen durch
optische Meßinstrumente, bei denen im allgemeinen
das von einem Objekt durchgelassene oder reflektierte
Licht ermittelt wird, wodurch Dimensionen und dgl. des Objektes direkt oder indirekt gemessen werden können.
So ist beispielsweise in der DE-OS 33 12 203 eine Randermittlungsvorrichtung
in einem optischen Meßinstrument beschrieben, bei der ein durchgelassenes oder reflektiertes
Licht ermittelt wird, um direkt oder indirekt eine Dimension eines zu vermessenden Gegenstandes zu bestimmen.
Dieses bekannte Meßgerät enthält:
einen Sensor mit vier Licht empfangenden Elementen zum Erzeugen von wenigstens zwei Sätzen von Phasenverschiebungssignalen
in Abhängigkeit von einem hellen Bereich oder einem dunklen Bereich, der bei Relativbewegung des
zu vermessenden Objektes erzeugt wird;
erste und zweite Berechnungseinrichtungen zum Berechnen von Differenzen zwischen den Phasenverschiebungssignalen
der entsprechenden Sätze;
eine dritte Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer Differenz zwischen den Signalen, die von den ersten und
zweiten Berechnungseinrichtungen ausgegeben werden, und eine vierte Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer
Summe zwischen den von den ersten und zweiten Berechnungseinrichtungen ausgegebenen Signalen; und
eine Sensoreinrichtung zum Ausgeben eines Kreuzungssignals zwischen einem Bezugspegelsignal und einem von der dritten
Berechnungseinrichtung ausgegebenen Signal, das erzeugt wird, während ein von der vierten Berechnungseinrichtung
ausgegebenes Signal sich auf einem vorbestimmten Pegel befindet.
Dieses Randermittlungsgerät bietet solche Vorteile, wonach der Rand mit einem vereinfachten Gerätaufbau ermittelt
werden kann, ohne daß nachteilige Einflüsse aufgrund der
Stärke der Lichtbestrahlung des zu vermessenden Objektes, von Störlicht und dgl. während der Messung und Schwankungen
der von den photoelektrischen Elementen abgegebenen Signale oder der Bezugsspannung bestehen. Der Rand kann
genau ermittelt werden, selbst wenn sich der Fokus des
projizierten Lichtes verschiebt, und weiterhin kann der Rand des zu vermessenden Gegenstandes durch direkte Verarbeitung eines Analogsignals von einem photoelektrischen Element bestimmt werden.
projizierten Lichtes verschiebt, und weiterhin kann der Rand des zu vermessenden Gegenstandes durch direkte Verarbeitung eines Analogsignals von einem photoelektrischen Element bestimmt werden.
Dieses Gerät verwendet jedoch einen Sensor mit vier Lichtempfangselement,
die als vier Quadranten eines Quadrats angeordnet sind. Dieser kann den Rand eines projizierten
Bildes nicht ermitteln, wenn die Relativbewegung zu dem Bild auf dem Schirm, beispielsweise bei einem projizierten
Bild, in der Richtung mit der Grenzlinie der Lichtempfangselemente zusammenfällt. Die Bewegungsrichtung
des Sensors relativ zum projizierten Bild ist daher Beschränkungen unterworfen.
des Sensors relativ zum projizierten Bild ist daher Beschränkungen unterworfen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Kantenermittlungseinrichtung in einem optischen Meßgerät anzugeben, bei der die Bewegung des Sensors relativ zum
projizierten Bild keinen Beschränkungen unterworfen ist und bei dem bei beliebiger Richtung der Kante eine genaue
Ermittlung derselben möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt:
näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines optischen
Systems und einer Kantenermittlungseinrichtung in einem optischen Meßinstrument
nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Verwen
dung eines Projektors;
Fig. 2 ein Blockschaltbild der Anordnung nach
Fig. 1;
10
10
Fig. 3 die Gestalt von Signalen in dem Schalt
kreis nach Fig. .2;
Fig. 4 den Signalverlauf bei der Signalverar-
beitung in dem Bereichsignalgenerator
in der genannten Ausführungsform; und
Fig. 5 und 6 Draufsichten auf andere Ausführungsformen der Anordnung von Lichtempfangs-
elementen des Sensors nach der vorlie
genden Erfindung.
Wie die Fig. 1 bis 4 zeigen, ist in einer bekannten Ermittlungseinrichtung ein Projektor 10 vorgesehen, wobei
Licht von einer Lichtquelle 1 ein zu vermessendes Objekt 4 auf einem Halter 3 von unterhalb des Halters 3 mittels
eines Kondensorsystems 2 oder von oben mittels eines anderen Lichtweges bestrahlt, wodurch ein projiziertes
Abbild des zu vermessenden Objektes 4 durch eine Projektionslinse 5 auf einen Schirm 6 projiziert wird, so daß
eine Abmessung oder dgl. des zu vermessenden Objektes 4 indirekt gemessen werden kann.
Die Vorrichtung enthält weiterhin einen Sensor 12 mit zwei Lichtempfangselementen 12A und 12B, die konzentrisch
zueinander in einer Ebene angeordnet sind, die im wesentlichen parallel zu einer Bewegungsebene einer Relativbewegung
zwischen dem zu vermessenden Objekt 4 und den zwei
Lichtempfangselementen 12A und 12B liegt, um Phasenverschiebungssignale
in Abhängigkeit von einem hellen oder einem dunklen Bereich während der Relativbewegung zu
erzeugen, wobei die Pegel der Sensorausgangssignale, die an den Sensorausgangsanschlüssen 14A und 14B erscheinen,
gleich groß sind, wenn während der Relativbewegung der helle oder der dunkle Bereich auf die Lichtempfangselemente
12A und 12B fällt.
Weiterhin ist ein Differenzrechner 16 mit den Sensorausgangsanschlüssen
14A und 14B verbunden, um die Differenz zwischen den Phasenschiebersignalen zu errechnen.
Ein Bereichssignalgenerator 18 formt eines der Aussgangssignale des Sensors 12 in ein Eingangssignal um und gibt
ein Signal in einem spezifischen Bereich ab, der einen Kreuzungspunkt mit einem Bezugspegelsignal der Phasenverschiebungssignale
einschließt.
Eine Sensoreinrichtung 20 gibt ein Uberkreuzungssignal
zwischen einem Ausgangssignal des Differenzrechners 16 und einem vorgegebenen Pegelsignal ab, während der
Bereichssignalgenerator 18 das Signal abgibt.
Wie Fig. 1 zeigt, ist der Sensor 12 integral mit einer transparenten Platte 22 versehen, die verschiebbar auf
und parallel zur Oberseite des Schirmes 16 des Projektors 10 angeordnet ist und mit der transparenten Platte 22
beweglich ist.
Das Lichtempfangselement 12B, das teilweise den Sensor 12 bildet, ist kreisförmig im Querschnitt gestaltet,
während das Lichtempfangselement 12A ringförmig gestaltet und konzentrisch zu dem Lichtempfangselement 12B angeordnet
ist, dieses mit radialem Abstand umgebend.
I
Außerdem ist der Sensor 12 mit Strom/Spannungswandlern
Außerdem ist der Sensor 12 mit Strom/Spannungswandlern
24A und 24B versehen, um Strom/Spannungs-gewandelte
ι
Ausgänge von Lichtempfangselementen 12A und 12B abzugeben und weiterhin mit Verstärkern 26A und 26B versehen, um die Ausgangsspannungen zu verstärken.
Ausgänge von Lichtempfangselementen 12A und 12B abzugeben und weiterhin mit Verstärkern 26A und 26B versehen, um die Ausgangsspannungen zu verstärken.
Diese Verstärker 26A und 26B sind versatzgesteuert, um die Dunkelspannung der Lichtempfangselemente 12A und 12Bf
die sich bei völliger Dunkelheit ergibt, zu unterdrücken, und sie sind über den gesamen Helligkeitsbereich verstärkungsgeregelt,
so daß die Ausgänge an den Sensorausgangsanschlüssen 14A und 14B gleichen Pegel haben.
Der Bereichssignalgenerator 18 enthält:
einen ersten Komparator 26 zum Vergleich eines der Sensorausgangssignale
a oder b mit einem ersten Bezugssignal
V - , um ein Signal abzugeben, wenn eines der Signale
einen niedrigeren Pegel als das erste Bezugssignal V f hat ;
einen zweiten Komparator 28 zum Vergleichen eines der Sensorausgangssignale mit einem zweiten Bezugssignal
V f_, um ein Signal zu erzeugen, wenn eines der Signale
einen niedrigeren Pegel hat als das zweite Bezugssignal Vref_; und
eine Exklusiv-ODER-Schaltung 30 zum Erzeugen eines Bereichssignals,
wenn einer der ersten und zweiten Komparatoren 26 und 28 ein Signal abgibt.
Weiterhin enthält die Sensoreinrichtung 20:
einen Komparator 32 zum Abgeben eines Signals, wenn das Ausgangssignal vom Differenzrechner 16 und das Bezugspegelsignal
miteinander übereinstimmen, d. h. ein Kreuzungspunkt
vorliegt;
einen Impulssignalgenerator 34 zum Erzeugen eines Randimpulssignals
in Abhängigkeit von einem von dem Kompa-
rator 32 gelieferten Signal; und
eine UND-Schaltung 36 zum Ausgeben eines Kantenermittlungssignal, nur wenn die Siganle sowohl vom Impulssignalgenerator
34 und dem Bereichssignalgenerator 18 abgegeben werden.
Die Betriebsweise der oben beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend erläutert. 10
Der Sensor 12 wird in einer Richtung relativ zu einem projizierten Bild 4A des zu vermessenden Objekts 4 bewegt,
das auf den Schirm 6 fokussiert ist, wodurch der Rand des projizierten Bildes 4A über den Sensor 12 läuft.
Wenn das projizierte Abbild 4A relativ den Sensor 12 erreicht und ihn überquert, dann werden die Ausgangssignale,
die man von den Lichtempfangselementen 12A und 12B erhält, die durch die Strom/Spannungs-Wandlr 24A und 24B laufen
und durch die Verstärker 26A und 26B geregelt werden und an den Anschlüssen 14A und 14B erscheinen, Phasenverschiebungsignale,
die in den Amplituden miteinander übereinstimmen, wie durch die Bezugszeichen a und b in
Fig. 3(A) dargestellt ist. Wie Fig. 3(B) zeigt, wird aus diesen Ausgangssignalen die Differenz a-b von dem Differenzrechner
16 berechnet und abgegeben.
Das vom Differenzrechner 16 abgegebene Signal wird im Komparator 32 der Sensoreinrichtung 20 zugeführt, und
dieser Komparator 32 gibt ein digitales Signal der Größe "1" ab, wenn das Ausgangssignal a-b ein Bezugspegelsignal
von 0 kreuzt, wie Fig. 3(B) zeigt.
Der Impulsgenerator 34 gibt ein Impulssignal f ab, das in Fig. 3(C) dargestellt ist, das zu der UND-Schaltung
36 gelangt, in Abhängigkeit vom Ausgangssignal vom Komparator 32. t
Andererseits wird das Ausgangrösignal a vom Sensorausgangsanschluß
14A den Komparatoren 26 und 28 des Bereichssignalgenerators 18 zugeführt.
Wie Fig. 4 zeigt, gibt der erste Komparator 26 ein Ausgangssignal an die Exklusiv/ODER-Schaltung 30 ab, wenn
die Bezugsspannung V f und das Eingangssignal a miteinander
verglichen werden und das Signal a einen kleineren Pegel hat als die Bezugsspannung v ref+· Weiterhin
gibt der zweite Komparator 28 an die Exklusiv/ODER-Schaltung 30 ab, wenn die Bezugsspannung V f_ und das
Eingangssignal a miteinander verglichen werden und das Signal a einen niedrigeren Pegel als die Bezugsspannung
Vref- hat·
15
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Die Exklusiv/ODER-Schaltung 30 gibt ein Digitalsignal e der Größe "1"! ab, wenn nur einer der ersten und zweiten
Komparatoren 26 und 28 ein Signal abgibt, wie in den Fig. 3(D) und 4 dargestellt ist.
Das Impulssignal f vom Impulssignalgenerator 34 und ein Digitalsignal e von der Exklusiv/ODER-Schaltung 30 werden
einer UND-Schaltung 36 zugeführt, die ein Impulssignal g von z. B. 10 ps abgibt, wenn beide Eingangssignale die
Größe "1"! haben, wie Fig. 3(E) zeigt, und in diesem Augenblick wird der Rand des projezierten Bildes 4A ermittelt.
Bei dieser Ausführungsform sind die Lichtempfangselemente
12A und 12B im Sensor 12 konzentrisch zueinander angeordnet und die Ausgangspegel der von ihnen an den Sensorausgangsanschlüssen
14A und 14B erzeugten Spannungen sind einander gleichgemacht, die Grenzlinie zwischen den Lichtempfangselementen
12A und 12B stimmt nicht mit der Bewegungsrichtung überein, und man erhält Signale gleichmäßiger
Größe ohne Rücksicht auf die Bewegung des Sensors relativ zum projezierten Bild 4, so daß der Rand mit hoher
Genauigkeit ermittelt werden kann, ohne jegliche Ein-
_τ»_ O Ό O H- , -J
schränkung in der Bewegung des Sensors relativ zum zu vermessenden Objekt.
Die Lichtempfangselemente 12A und 12B im Sensor 12 sind konzentrisch zueinander angeordnet, wodurch die Fläche
der Licht empfangenden Elemente 12A und 12B, die dem zu vermessenden Objekt gegenüberstehen, vermindert werden
kann, so daß die Erfindung an einem Meßinstrument anwendbar ist, daß im Aufbau kompakt ist, den Einsatz leichter
und einfacher Tragvorrichtungen erlaubt und die Beobachtbarkeit des Schirmes verbessert werden kann.
Der Sensor 12 ist von kompaktem Aufbau, so daß die Erfindung auf die Randbestimmung eines zu vermessenden Objektes
angewendet werden kann, das eine komplizierte Konfiguration hat.
Außerdem ist bei der obigen Ausführungsform das Lichtempfangselement
12B von kreisförmiger Gestalt, und das Lichtempfangselement 12A ist als ein konzentrischer Ring
ausgebildet, der den umfang des kreisförmigen Lichtempfangselementes
12B mit radialem Abstand umgibt. Die Erfindung braucht jedoch nicht notwendigerweise auf diese
Ausführungsform beschränkt zu sein, jede Art von Lichtempfangselement
ist geeignet, sofern nur die äußeren Umfange der Elemente konzentrisch zueinander sind.
Daher kann, wie Fig. 5 zeigt, ein ringförmiges Lichtempfangselement
12C mit einem kreisförmigen Lichtempfangselement 12B im Inneren kombiniert werden, ohne daß zwischen
den beiden Elementen ein radialer Abstand vorhanden ist.
Wie Fig. 6 zeigt, sind zwei Lichtempfangselemente als konzentrische Ringe 12D und 12E ausgebildet.
In der obigen Ausführungsform ist der Bereichssignalgenerator
18 durch zwei Kompatoren 26 und 28 und die
Exklusiv/ODER-Schaltung 30 gebildet. Es ist jedoch jeder Bereichssignalgenerator geeignet, solange er nur einen
Anstieg oder einen Abfall einer der Ausgangssignale des Sensors ermittlen kann. Die Erfindung ist daher nicht
auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt.
Bei der obigen Ausführungsform haben die Lichtempfangselemente
12A und 12B gleichgroße Lichtaufnahmeflächen, so daß die Pegel der Ausgangssignale, die an den Sensorausgangsanschlüssen
14A und 14B erscheinen, gleiche Größe haben. Es kann jedoch jede andere Anordnung verwendet
werden, solange nur die Ausgangssignale, die an den Sensorausgangsanschlüssen 14A unf 14B erscheinen, gleiche
Größe aufweisen. Die Ausgangspegel, die an den beiden Sensorausgangsanschlüsen 14A und 14B erscheinen, können
daher gegebenenfalls auch dann gleich groß sein, wenn zwischenden Lichtempfangselementen 12A und 12B und den
Sensorausgangsanschlüssen 14A und 14B keine Verstärker angeordnet sind.
Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform der Sensor 12 realativ zu dem projizierten Bild 4A bewegt worden. Es
kann jedoch auch der Halter 3 bewegt werden, wodurch das projizierte Bidl 4A gegenüber dem Sensor 12 bewegt wird.
Weiter ist bei der obigen Ausführungsform der Rand des
auf den Schirm projizierten Bildes gemessen worden. Die Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise hierauf beschränkt,
sie ist vielmeh auch anwendbar auf Randermitt-3Q
lungsgeräte in optischen Meßinstrumenten, bei denen durchgelassenes oder reflektiertes Licht ermittelt wird,um
direkt oder indirekt eine Abmessung des zu vermessenden Objektes zu bestimmen.
Die Erfindung ist folglich anwendbar auf ein photoelektrisches Längenmeßinstrument, bei dem eine Hauptskala und
eine Indexskala, die mit optischen Gittern versehen sind, relativ zueinander bewegt werden, um photoelektrisch eine
Abmessung oder dgl. zu ermitteln oder bei einem Randermittlungsgerät
in einem Meßinstrument, wo ein zu vermessendes Objekt parallel durch einen Laserstrahl oder
dgl. abgetastet wird, um eine Abmessung und dgl. von dem zu vermessenden Objekt aus hellen und dunklen Lichtbereichen
zu bestimmen.
- Leerseite -
Claims (6)
1. Kantendetektoreinrichtung in einem optischen Meßinstrument zum Ermitteln eines durchgelassenen oder reflektierten
Lichtes, um direkt oder indirekt eine Abmessung eines zu vermessenden Objektes zu messen, gekennzeichnet
dursch folgende Merkmale:
einen Sensor (12) mit zwei Lichtempfangselementen (12A, 12B), die koaxial zueinander in einer Ebene im
wesentlichen parallel zu einer Bewegungsebene einer Relativbewegung zu dem zu Vermesseenden Objekt (4)
und den zwei Lichtempfangselementen (12A, 12B) angeordnet sind, um Phasenverschiebungssignale in Abhängigkeit
von einem hellen oder einem dunklen Bereich während der Relativbewegung zu erzeugen, wodurch Pegel
von Sensorausgangssignalen (a, b) an Sensorausgangsanschlüssen
(14A, 14b) in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Lichtempfangselemente (12A, 12B)
erscheinen, die einander gleiche Größe haben, jedesmal wenn der helle oder dunkle Bereich während der Relativbewegung
erzeugt wird;
einen Differenzrechner (16), der mit den Sensorausgangsanschlüssen
(14A, 14B) verbunden ist, um eine Differenz zwischen den Phasenverschiebungssignalen
(a, b) zu berechnen;
einen Bereichssignalgenerator (18), der wenigstens ein Ausgangssignal, das von dem Signalverarbeitungssystem,
das sich von der Ausgabeseite des Sensors (12) zur Eingabeseite des Differenzrechners (16) erstreckt,
in ein Eingangssignal umformt, um ein Signal in einem spezifischen Bereich abzugeben, der einen Uberkreuzungspunkt
mit einem Bezugspegelsignal der Phasenver-Schiebungssignale einschließt; und
eine Sensoreinrichtung (20) zum Ausgeben eines Uberkreuzungssignals
zwischen einem Ausgangssignal von dem Differenzrechner (16) und einem vorgegebenen
Bezugspegelsignal, während der Bereichssignalgenerator (18) das genannte Signal (e) abgibt.
2. Kantenermittlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Umfange der zwei Lichtempfangselemente
(12A, 12B) kreisförmig sind und die Lichtempfangsflächen der Elemente einander gleich groß
sind.
3. Kantenermittlungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Äußere (12A) der Lichtempfangselemente
(12A, 12B) ringförmig gestaltet und konzentrisch im Abstand um das andere Lichtempfangselement
(12B) angeordnet ist.
4. Kantenermittlungseinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (12) einen Vorverstärker (26A, 26B) enthält, der zwischen
einem der Lichtempfangselemente (12A, 12B) und dem zugehörigen Sensorausgangsanschluß (14A, 14B) angeordnet
ist, wodurch die Ausgangssignalpegel der zwei Lichtempfangselemente (12A, 12B) bei gleich großen
empfangenen Lichtmengen an den Sensorausgangsanschlüssen (14A, 14B) einander gleichgemacht werden.
10
5. Kantenermittlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereichssignalgenerator
(18) einen Fensterkomparator (26) zum Vergleichen eines der Sensorausgangssignale mit einem
Bezugssignal, um einen Bereichssignal (e) zu erzeugen, wenn der Pegel des einen der Signale innerhalb eines
vorbestimmten Bereiches liegt.
6. Kantenermittlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereichssignalgenerator
enthält:
einen ersten Komparator (26) zum Vergleichen des einen der Sensorausgangssignale (a, b) mit einem ersten
Bezugssignal, um ein Signal abzugeben, wenn das genannte eine Signal einen geringeren Pegel als das
Bezugssignal hat;
einen zweiten Komparator (28) zum Vergleichen des genannten einen der Signale mit einem zweiten Bezugssignal, um ein Signal abzugeben, wenn das genannte
eine Signal einen niedrigeren Pegel als das zweite Bezugssignal hat, und
eine Exklusiv/ODER-Schaltung (30) zum Erzeugen eines Bereichssignals (e), wenn nur einer der ersten und
zweiten Komparatoren ein Signal (c, d) abgibt.
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