DE3925614A1 - Optische abtastvorrichtung zur fehlersuche an durchlaufenden materialbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Abtastvorrichtung zur Fehlersuche an durchlaufenden Materialbahnen mit zumindest einer Lichtquelle, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Spiegelrad, das einen von der Lichtquelle erzeugten Licht­ strahl periodisch ablenkt, um einen Abtaststrahl zu erzeu­ gen, mit dem die Materialbahn quer zu ihrer Durchlaufrich­ tung längs einer Abtastlinie abtastbar ist, mit zumindest einer dem Spiegelrad nachgeordneten Lichtumlenkvorrichtung, die eine mehrfache Auffaltung des Abtaststrahlengangs aus der Ebene des Fächers der Abtaststrahlen heraus bewirkt.

Derartige optische Abtastvorrichtungen weisen in Abhängig­ keit von der Breite der jeweils zu untersuchenden Material­ bahn unterschiedliche Abtastbreiten auf, die zwischen etwa 100 mm und 2000 mm liegen. Je größer dabei die erforderliche Abtastbreite ist, desto größer muß auch der Abstand des Spie­ gelrades, das den Ausgangspunkt des Fächers der Abtaststrah­ len darstellt, von der Abtastlinie, also von der abzutasten­ den Materialbahn sein. Damit vergrößert sich auch die Bau­ höhe der optischen Abtastvorrichtung. Eine große Bauhöhe ist dabei nicht nur infolge des großen Platzbedarfes nachteilig, sondern auch hinsichtlich der mechanischen Stabilität des Aufbaus der Abtastvorrichtung. Insbesondere Schwingungen des Gehäuses können sich dabei nachteilig auswirken.

Um die durch die Abtastbreite, also durch die Länge der Ab­ tastlinie gegebene Bauhöhe zu reduzieren, wird daher der Ab­ taststrahlengang der Abtastvorrichtung mit Hilfe von einem oder mehreren ebenen Umlenkspiegeln aufgefaltet, wobei die Auffaltung mit mehreren Umlenkspiegeln aus der Ebene des Fächers der Abtaststrahlen heraus erfolgt.

Wenn Materialbahnen mit Breiten von über 2000 mm auf Fehler überwacht werden sollen, wie z.B. bei der Papierherstellung, bei der Herstellung technischer Gewebe, bei non-woven-Mate­ rial und bei der Teppichherstellung, werden mehrere, insbe­ sondere mit Laser arbeitende optische Abtastvorrichtungen in Reihe montiert, um eine Gesamtabtastbreite von bis zu 5000 mm zu realisieren.

Aus der DE-PS 31 25 187 ist bereits ein Fehlersuchgerät für breite Materialbahnen bekannt, bei dem eine Vielzahl von Ein­ zel-Abtastvorrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, deren Abtastlinien ineinander übergehen, um eine Abtastbreite von z.B. 5000 mm zu erreichen. Die Einzel-Abtastvorrichtungen besitzen dabei jeweils ein Spiegelrad und eine Lichtumlenkvorrichtung, deren letzter Umlenkspiegel als Hohlspiegelstreifen ausgebildet ist, um ein telezentrisches Abtastbündel zu erzeugen.

Da die Einzel-Abtastvorrichtungen jeweils in Autokollimation arbeiten, sind sie auf der Empfängerseite entkoppelt, so daß die Spiegelräder asynchron laufen können.

Aus der US-PS 42 60 899 ist eine andere Abtastvorrichtung be­ kannt, bei der komplette Einzel-Abtastvorrichtungen anein­ andergereiht sind, um die erforderliche Abtastbreite zu er­ zielen. Das von der Abtastlinie auf dem zu untersuchenden Ob­ jekt ausgehende Licht wird dabei einem gemeinsamen Empfän­ ger, der von einem Lichtleitstab mit zugeordnetem Photomulti­ plier gebildet wird, zugeführt. Es ist daher erforderlich, daß die die Abtastlichtflecke erzeugenden Einzel-Abtastvor­ richtungen die Abtastlinie nacheinander durchlaufen, so daß eine serielle Abtastung realisiert wird.

Für eine derartige serielle Abtastung müssen die einzelnen Spiegelräder elektrisch synchron angetrieben werden. Zusätz­ lich muß an den Übergangsstellen der Einzel-Abtastlinien der übergebende Abtastlichtfleck aus- und der übernehmende Ab­ tastlichtfleck der folgenden Einzel-Abtastvorrichtung einge­ schaltet werden.

Aus der DE-PS 36 00 578 ist eine optische Abtastvorrichtung bekannt, die wie in Fig. 1 der vorliegenden Zeichnung gezeigt, ein Spiegelrad 112 aufweist, das gleichzeitig von zwei Laserlichtstrahlen 128, 128′ beaufschlagt ist. Dem Spiegelrad 112 sind zwei Abtastobjektive 125, 125′ nachgeordnet, die divergente Abtastrahlen erzeugen.

In jedem der beiden Abtaststrahlengänge ist ein Umlenkspie­ gel 116, 116′ vorgesehen, der eine Auffaltung des entspre­ chenden Abtaststrahlengangs in der Ebene des Fächers der Ab­ taststrahlen bewirkt. Der von den jeweiligen Abtaststrahlen auf der Oberfläche einer Materialbahn 29 erzeugte Abtast­ lichtfleck tastet diese längs einer Abtastlinie 21 ab, die sich aus den Abtastlinienhälften 21′, 21′′ zusammensetzt.

Die Richtung der einfallenden Laserlichtstrahlen 128, 128′, die Facettenzahl des Spiegelrades 112 und die Anordnung der beiden Abtastobjektive 125, 125′ mit den ihnen zugeordneten Umlenkspiegeln 116, 116′ ist dabei so gewählt, daß die Ab­ taststrahlen 120, 120′ die ihnen zugeordneten Abtastlinien­ hälften 21′, 21′′ zeitlich nacheinander durchlaufen, so daß eine "serielle Abtastung" bewirkt wird. Die serielle, syn­ chrone Abtastung der Materialbahn 29 ermöglicht es, für bei­ de Abtaststrahlengänge einen gemeinsamen Empfänger vorzu­ sehen, der das von der Abtastlinie 21 ausgehende Licht auf­ nimmt.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift 58-1 05 117 ist eine Vorrichtung bekannt, die der anhand von Fig. 1 beschriebene, bekannten Abtastvorrichtung entspricht. Dabei ist jedoch das Spiegelrad so ausgelegt, daß bei einer entsprechenden Beauf­ schlagung mit Laserlichtstrahlen die Abtastlichtstrahlen der beiden Abtaststrahlengänge zeitlich synchron und in Phase, also "zeitlich parallel", ihre Abtastbewegung durchführen.

Durch diese parallele Abtastung wird bei der bekannten Ab­ tastvorrichtung, die zum Drucken von Schriftsätzen bestimmt ist, bei gleicher Spiegelraddrehzahl und gleicher Facetten­ zahl eine gegenüber der Vorrichtung nach der DE-PS 36 00 578 verdoppelte Abtastgeschwindigkeit erzielt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine optische Abtastvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Forderungen an Laserscanner zur Inspektion von durch­ laufenden Materialbahnen nach verschiedenen Abtastbreiten, möglichst geringerAufbauhöhe, divergenten oder telezentri­ schen Abtastsystemen und schließlich der Verwendbarkeit unterschiedlicher Empfänger erfüllt und dabei die Typenviel­ falt der Produktlinie möglichst gering hält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Spiegelrad im Gehäuse mit seiner Drehachse über einem Ende der Abtastlinie angeordnet ist, wobei das Gehäuse mit den darin angeordneten optischen Komponenten ein Abtast-Haupt­ modul bildet, und daß an dem Gehäuse des Abtast-Hauptmoduls auf der dem Spiegelrad zugeordneten Seite ein Abtast-Zusatz­ modul mit einem Anbaugehäuse anbringbar ist, in dem eine zweite Lichtquelle und eine zweite Lichtumlenkvorrichtung vorgesehen sind, wobei die optischen Komponenten des Zusatz­ moduls im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu den optischen Komponenten des Hauptmoduls in bezug auf das Spiegelrad ange­ ordnet sind, so daß vorzugsweise das Ende der Abtastlinie des Hauptmoduls etwas überlappend mit dem Anfang der Abtast­ linie des Zusatzmoduls zusammenfällt.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Spiegelrades und die spiegelsymmetrische Anordnung von Lichtquelle und Licht­ umlenkvorrichtungen, die eine mehrfache Auffaltung des Fä­ chers der Abtaststrahlen aus der Ebene des Fächers heraus bewirken, läßt sich ein modulares Bausteinsystem für opti­ sche Abtastvorrichtungen mit Einfach- und Doppelabtastung schaffen, bei dem das Hauptmodul eine voll funktionsfähige optische Abtastvorrichtung mit Einfachabtastung darstellt, die auch bei verhältnismäßig großen Abtastbreiten eine ge­ ringe Bauhöhe und gleichzeitig einen einfachen Aufbau der Vorrichtung sicherstellt.

Durch den einfachen Anbau eines Zusatzmoduls, dessen opti­ sche Komponenten spiegelsymmetrisch zu den optischen Kompo­ nenten des Hauptmoduls aufgebaut sind, das jedoch das Spie­ gelrad des Hauptmoduls mitbenutzt, läßt sich die Abtastbrei­ te der Abtastvorrichtung auf einfache Weise verdoppeln, ohne daß die Bauhöhe der Abtastvorrichtung vergrößert wird. Gleichzeitig stellt die Verwendung eines gemeinsamen Spiegel­ rades sicher, daß die Abtaststrahlen des Hauptmoduls und des Zusatzmoduls zwangsweise miteinander synchronisiert sind.

Darüber hinaus hat der spiegelsymmetrische Aufbau den Vor­ teil, daß sowohl für das Hauptmodul als auch für das Zusatz­ modul die gleichen optischen Komponenten verwendet werden können. Sowohl die Lichtquelle als auch die Lichtumlenkvor­ richtungen können somit aus den gleichen Bauteilen herge­ stellt werden, wodurch die Anzahl der einzelnen unterschied­ lichen optischen Bauteile verringert werden kann, da bei­ spielsweise die Lichtumlenkvorrichtung des Hauptmoduls aus den gleichen Spiegeln aufgebaut werden kann, wie die des Zu­ satzmoduls.

So ermöglicht der erfindungsgemäße Aufbau der optischen Ab­ tastvorrichtung die Vereinfachung einer Produktionslinie.

Sollen beispielsweise Inspektionseinrichtungen für die folgende Reihe großer Materialbahnbreiten 1600 mm, 2000 mm, 2500 mm, 3200 mm, 4000 mm und 5000 mm bereitgestellt werden, so wird für die Abtastbreiten 1600 mm, 2000 mm und 2500 mm je ein Hauptmodul produziert. Die Abtastbreiten 3200 mm, 4000 mm und 5000 mm werden dann dadurch verwirklicht, daß diese Hauptmodulen mit ihren passenden Zusatzmodulen kombi­ niert werden. Man kommt also mit drei Gehäusegrößen und drei Umlenkspiegelsätzen aus, um sechs Inspektionsbreiten zu ver­ sorgen.

Ein weiterer Vorteil des im wesentlichen spiegelsymmetri­ schen Aufbaus von Haupt- und Zusatzmodul besteht darin, daß neben den identischen optischen Komponenten auch deren mecha­ nische Halterungen in den entsprechenden Gehäuse identisch ausgebildet werden können.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß vorzugsweise die zweite Lichtumlenkvorrichtung des Zusatz­ moduls so angeordnet ist, daß die vom entsprechenden Abtast­ lichtstrahl erzeugte Abtastlinie gegenüber der vom Haupt­ modul erzeugten Abtastlinie parallel zur Abtastrichtung A versetzt ist, wenn das Zusatzmodul mit dem Hauptmodul verbun­ den ist, wobei die beiden Abtastlinien einander in Abtast­ richtung A überlappen.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß eine der optischen Abtastvorrichtung mit Doppelabtastung zugeordnete Photo­ empfängeranordnung,die von der Abtastlinie auf der Material­ bahn reflektiertes oder transmittiertes Licht empfängt, in besonders einfacher Weise aus zwei Photoempfängern aufgebaut werden kann, die den entsprechenden Abtastlinien-Hälften zugeordnet sind. Die Photoempfängeranordnungen können dabei entweder mit einem Lichtleitstab oder nach dem Prinzip der Pupillenabbildung arbeiten.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Lichtumlenkvorrichtung des Zusatzmoduls so angeordnet ist, daß die vom entsprechenden Abtastlichtstrahl erzeugte Abtastlinie mit der vom Hauptmodul erzeugten Abtast­ linie fluchtend ausgerichtet ist, wenn das Zusatzmodul mit dem Hauptmodul verbunden ist. Hierdurch läßt sich auf ein­ fache Weise eine Photoempfängeranordnung mit gemeinsamem Lichtleitstab und Photoempfänger für beide Abtastlinien- Hälften verwenden.

Um die Anzahl der verwendeten unterschiedlichen Bauteile weiter zu verringern, ist bei einem anderen Ausführungsbei­ spiel der Erfindung vorgesehen, daß die Lichtumlenkvorrich­ tung Planspiegel umfaßt, von denen zumindest einer zwei Auf­ faltungen des Abtaststrahlengangs bewirkt. Hierdurch wird ferner die Justierung der Abtaststrahlengänge vereinfacht.

Bei den Ausführungsformen mit divergentem Abtastfächer wird jeweils nach dem Spiegelrad und vor der Lichtumlenkeinrich­ tung ein Abtastobjektiv angeordnet, um einen fehlerfreien Abtastlichtfleck über die ganze Abtastlinie zu erzeugen. Erfüllt das Objektiv dabei zusätzlich die Forderung, daß die Position des Abtastflecks proportional zum Winkel R des ein­ fallenden Lichtbündels ist, also bei der Brennweite F des Objektivs F×R von der optischen Achse gesehen beträgt, so werden bei der Abtastung in gleichen Zeiten gleiche Strecken zurückgelegt. Objektive, die eine derartige verzerrungsfreie Abtastung ermöglichen, heißen also FR-Objektive.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich da­ durch aus, daß die letzte Auffaltung des jeweiligen Abtast­ strahlengangs von einem streifenförmigen Hohlspiegel bewirkt wird, in dessen Brennpunkt der Drehmittelpunkt des Fächerbün­ dels angeordnet ist, der unmittelbar hinter der jeweils wirk­ samen Spiegelradfacette liegt, so daß ein telezentrischer Ab­ taststrahlengang erzeugt wird.

In einer weiteren Ausführungsform ist vor der jeweiligen Lichtumlenkvorrichtung der telezentrischen Abtastvorrichtung eine Korrekturlinsengruppe vorgesehen. Diese Korrekturlinsen­ gruppe bildet gemeinsam mit dem Hohlspiegel ein korrigiertes telezentrisches Abtastsystem.

Um eine serielle Abtastung der Abtastlinie sicherzustellen, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Abtast­ linien-Hälften miteinander fluchtend ausgerichtet sind und wenn für beide Abtastlinien-Hälften eine gemeinsame Photo­ empfängeranordnung verwendet werden soll, ist bei einem Aus­ führungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß das Spiegel­ rad so ausgebildet und von den beiden Lichtquellen bei mit­ einander verbundenen Abtast-Modulen beaufschlagt ist, daß die beiden Abtaststrahlen die Abtastlinie aufeinanderfolgend abtasten.

Um die Abtastgeschwindigkeit zu erhöhen oder um bei gegebe­ ner Vorschubgeschwindigkeit der zu überwachenden Material­ bahn die Spiegelraddrehzahl zu verringern, ist bei einem an­ deren Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß das Spiegelrad so ausgebildet und von den beiden Lichtquellen bei zusammengesetzten Abtast-Modulen beaufschlagt ist, daß die beiden Abtaststrahlen die Abtastlinie gleichzeitig ab­ tasten. Dann muß allerdings bei den meisten Inspektionsaufga­ ben mit zwei getrennten Empfangssystemen gerechnet werden. Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten opti­ schen Abtastvorrichtung mit Doppelabtastung, die mit ausgezogenen Linien gezeichnet ist, und eine darüber gelegte schematische Darstellung einer erfindungs­ gemäßen gleich großen Einfach-Abtastvorrichtung, die in gestrichelten Linien gezeichnet ist,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der erfindungs­ gemäßen optischen Abtastvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße diveregente optische Abtastvor­ richtung mit Doppelabtastung,

Fig. 4 einen Schnitt im wesentlichen nach Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer erfin­ dungsgemäßen telezentrischen optischen Abtastvorrich­ tung mit Doppelabtastung und

Fig. 6 einen schematischen Schnitt im wesentlichen nach Linie VI-VI in Fig. 5.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander ent­ sprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte erfindungsgemäße opti­ sche Abtastvorrichtung besteht aus einem Abtasthauptmodul 10, das ein Spiegelrad 12 aufweist. Das Spiegelrad 12 wird von einem Laserlichtstrahl 28 beaufschlagt, der von einer nicht dargestellten Laserlichtquelle erzeugt wird. Der Laser­ lichtstrahl 28, der vom Spiegelrad 12 periodisch abgelenkt wird, gelangt über eine als F-R-Objektiv ausgebildete Abtast­ optik 25 auf einen ersten Planspiegel 22 und von dort über einen zweiten Planspiegel 23 auf die Oberfläche einer zu überwachenden Materialbahn 29, wo ein Abtastlichtfleck er­ zeugt wird.

Infolge der Spiegelraddrehung wird der Abtaststrahl so perio­ disch verschoben, daß der von ihm erzeugte Abtastlichtfleck längs der Abtastlinie 21 eine Abtastung in Richtung der Pfeile A bewirkt. Durch die gleichzeitige Verschiebung der Materialbahn 29 in Richtung des Pfeiles B wird eine im wesentlichen lückenlose Überwachung der Materialbahn 29 er­ möglicht.

Durch die beiden Planspiegel 22, 23 wird der Fächer der Ab­ taststrahlen zweimal aus seiner Ebene heraus aufgefaltet, wie besonders deutlich in Fig. 2 zu erkennen ist.

Auf diese Weise läßt sich mit einem einzelnen Abtastrahlen­ fächer eine Abtastbreite erzielen, die gleich der Abtastbrei­ te der in Fig. 1 in durchgezogenen Linien dargestellten opti­ schen Abtastvorrichtung mit Doppelabtastung ist. Dabei ist die Bauhöhe der erfindungsgemäßen Abtastvorrichtung, also im wesentlichen der Abstand des zweiten Planspiegels 23 von der Materialbahn 29 etwa genauso groß wie die Bauhöhe der bekann­ ten Abtastvorrichtung, wobei jedoch der Aufbau der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung wesentlich vereinfacht ist, da nur ein Abtastobjektiv 25 und eine Laserlichtquelle erforderlich sind.

Die Erfassung des von der Materialbahn reflektierten Abtast­ lichtstrahls 30 oder des durch die Materialbahn 29 hindurch­ gegangenen Abtastlichtstrahls 30′ erfolgt in üblicher Weise, z.B. mittels eines Lichtleitstabs oder mittels einer nach dem Prinzip der Pupillenabbildung arbeitenden Photoempfänger­ anordnung und ist daher nicht dargestellt.

Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße optische Abtast­ vorrichtung besteht aus einem Hauptmodul 10 und einem Zusatz­ modul 11. Das Hauptmodul 10 weist dabei ein Gehäuse 13 auf, in dem ein Spiegelrad 12 angeordnet ist, das sich im Betrieb in Richtung des Pfeiles C dreht. Das Spiegelrad 12 wird von einer nicht dargestellten Lichtquelle, insbesondere von einem Laser beaufschlagt und lenkt den einfallenden Licht­ strahl periodisch auf ein Abtastobjektiv 25, das als FR-Objektiv ausgebildet ist, um einen divergenten Abtast­ strahlenfächer zu erzeugen. Der das Abtastobjektiv 25 ver­ lassende Abtastlichtstrahl wird von einer ersten Lichtumlenk­ vorrichtung 16, die aus drei Planspiegeln 22, 23, 24 aufge­ baut ist, mehrfach umgelenkt, wobei die Planspiegel 22, 23, 24 jeweils eine Auffaltung des Abtaststrahlenfächers aus seiner Ebene heraus und gleichzeitig im wesentlichen parallel zu seiner Ebene bewirken.

Die Auffaltung des Abtaststrahlenfächers im wesentlichen parallel zu seiner Ebene wird besonders deutlich durch den Mittelstrahl 20 des Abtaststrahlenfächers, der mit der opti­ schen Achse des Abtastobjektivs 25 zusammenfällt.

An das Gehäuse 13 des Hauptmoduls 10 ist ein Anbaugehäuse 17 des Zusatzmoduls 11 angebracht. Im Anbaugehäuse 17 ist eine zweite Lichtumlenkvorrichtung 19 angeordnet, die ebenfalls aus Planspiegeln 22, 23, 24 aufgebaut ist, wobei die Anord­ nung der zweiten Lichtumlenkvorrichtung 19 spiegelsymme­ trisch zu der Anordnung der ersten Lichtumlenkvorrichtung 16 ist und zwar in bezug auf die Symmetrieebene 31, die senk­ recht zu den Abtastlinien 21′ und 21′′ steht und die durch die Drehachse 14 des Spiegelrades 12 verläuft.

Außerdem ist in dem Anbaugehäuse 17 des Zusatzmoduls 11 ein zweites Abtastobjektiv 25 angeordnet, das identisch mit dem ersten Abtastobjektiv 25 ist und das in bezug auf die Symme­ trieebene 31 spiegelsymmetrisch zu dem ersten Abtastobjektiv 25 angeordnet ist.

Um die vom Abtaststrahl des Zusatzmoduls 11 auf der Oberflä­ che der Materialbahn 29 erzeugte Abtastlinie 21′′ parallel zu der Abtastlinie 21′ zu versetzen, die vom Abtaststrahl des Hauptmoduls 10 erzeugt ist, kann beispielsweise einer der Um­ lenkspiegelstreifen als Dachspiegelstreifen ausgeführt sein.

Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, wird der Fächer der Abtast­ strahlen viermal aus seiner Ebene heraus aufgefaltet, wobei der zweite Planspiegel 23 den Fächer der Abtaststrahlen zwei­ mal auffaltet.

Die Photoempfängeranordnungen für den von der Materialbahn reflektierten oder durchgelassenen Abtaststrahl 30 bzw. 30′ sind nicht dargestellt.

Durch die Parallelversetzung der Abtastlinien 21′, 21′′ ermög­ licht für jede Hälfte der Materialbahn 29 einen eigenen Photoempfänger vorzusehen, so daß die Abtaststrahlen des Haupt- bzw. Zusatzmoduls 10 bzw. 11 die Materialbahn 29 synchron und in Phase, also zeitlich parallel abtasten kön­ nen, wodurch eine doppelte Geschwindigkeit der Abtastung er­ reicht wird, was insbesondere bei Materialbahnen, die mit hoher Geschwindigkeit laufen, von Vorteil ist.

Die zeitlich parallele Abtastung wird dabei durch eine ent­ sprechende Ausbildung des Spiegelrades 12 erreicht. Anhand von Fig. 5 und 6 wird eine weitere erfindungsgemäße optische Abtastvorrichtung beschrieben, die aus einem Haupt­ modul 10 und einem Zusatzmodul 11 zusammengesetzt ist. In den Gehäusen 13 bzw. 17 des Hauptmoduls 10 bzw. des Zusatz­ moduls 11 sind eine erste bzw. zweite Lichtumlenkvorrichtung 16′ bzw. 19′ und jeweils eine Korrekturlinsengruppe 27 ange­ ordnet. Die Korrekturlinsengruppen 27 bilden dabei zusammen mit einem streifenförmigen Hohlspiegel 26 der ersten bzw. der zweiten Lichtumlenkvorrichtung 16′ bzw. 19′ ein korri­ giertes Abtastsystem, das einen telezentrischen Abtaststrah­ lengang erzeugt. Die auf die Materialbahn 29 auftreffenden Abtastlichtstrahlen sind somit zueinander parallel.

Dabei sind in Fig. 5 und 6 die von den Abtastlichtstrahlen erzeugten Abtastlinien 21′ bzw. 21′′ miteinander fluchtend dargestellt, wie es für die serielle Abtastung zweckmäßig ist. Jedoch läßt sich auch hier durch die Einführung eines Dachspiegelstreifens ein paralleler Doppelscanner aufbauen.

Wie besonders deutlich in Fig. 6 zu erkennen ist, wird von den Planspiegeln 23, 24 der Lichtumlenkvorrichtung 16′ der Fächer der Abtastlichtstrahlen jeweils zweimal aufgefaltet, so daß trotz sechsfacher Auffaltung des Fächers nur vier eine Umlenkung bewirkende Spiegel erforderlich sind. Die An­ ordnung der einzelnen Spiegel der zweiten Lichtumlenkvorrich­ tung 19′ des Zusatzmoduls 11 entspricht der in Fig. 6 darge­ stellten Anordnung der Spiegel.

Für den Fall, daß Materialbahnen 29 überwacht werden sollen, deren Breite nur der Hälfte der in Fig. 3 und 4 dargestell­ ten Materialbahnen entspricht, reicht es aus, nur das jewei­ lige Hauptmodul 10 für die Abtastung zu verwenden, das auch ohne das Zusatzmodul 11 voll funktionsfähig ist. Im Gegen­ satz dazu ist das Zusatzmodul 11 nur in Verbindung mit dem Hauptmodul 10 einsetzbar. Durch diesen modularen Aufbau wird es ermöglicht, optische Abtastvorrichtungen mit Einfach- oder Doppelabtastung bereitzustellen, je nachdem, ob das je­ weilige Hauptmodul 10 mit bzw. ohne Zusatzmodul 11 verwendet wird.

Claims (10)

1. Optische Abtastvorrichtung zur Fehlersuche an durchlaufen­ den Materialbahnen mit zumindest einer Lichtquelle, mit einem in einem Gehäuse angeordneten Spiegelrad, das einen von der Lichtquelle erzeugten Lichtstrahl periodisch ab­ lenkt, um einen Abtaststrahl zu erzeugen, mit dem die Materialbahn quer zu ihrer Durchlaufrichtung längs einer Abtastlinie abtastbar ist, mit zumindest einer dem Spie­ gelrad nachgeordneten Lichtumlenkvorrichtung, die eine mehrfache Auffaltung des Abtaststrahlengangs aus der Ebene des Fächers der Abtaststrahlen heraus bewirkt, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spiegelrad (12) im Gehäuse (13) mit seiner Dreh­ achse (14) über einem Ende der Abtastlinie (21′) angeord­ net ist,
wobei das Gehäuse (13) mit den darin angeordneten opti­ schen Komponenten ein Abtast-Hauptmodul (10) bildet, und daß an dem Gehäuse (13) des Abtast-Hauptmoduls (10) auf der dem Spiegelrad (12) zugeordneten Seite ein Abtast-Zu­ satzmodul (11) mit einem Anbaugehäuse (17) anbringbar ist, in dem eine zweite Lichtquelle und eine zweite Licht­ umlenkvorrichtung (19) vorgesehen sind,
wobei die optischen Komponenten des Zusatzmoduls (11) im wesentlichen spiegelsymmetrisch zu den optischen Komponen­ ten des Hauptmoduls (10) in bezug auf das Spiegelrad (12) angeordnet sind, so daß vorzugsweise das Ende der Abtastlinie (21′) des Hauptmoduls (10) etwas überlappend mit dem Anfang der Abtastlinie (21′′) des Zusatzmoduls (11) zusammenfällt.

2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lichtqulle und/oder die zweite Lichtum­ lenkvorrichtung (19) des Zusatzmoduls (11) so angeordnet sind, daß die vom entsprechenden Abtastlichtstrahl erzeug­ te Abtastlinie (21′′) gegenüber der vom Hauptmodul (10) erzeugten Abtastlinie (21′) parallel zur Abtastrichtung (A) versetzt ist, wenn das Zusatzmodul (11) mit dem Haupt­ modul (10) verbunden ist.

3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abtastlinien (21′, 21′′) einander in Abtast­ richtung (A) überlappen.

4. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Lichtquelle und die zweite Lichtumlenkvor­ richtung (19) des Zusatzmoduls (11) so angeordnet sind, daß die vom entsprechenden Abtastlichtstrahl erzeugte Ab­ tastlinie (21′′) mit der vom Hauptmodul (10) erzeugten Ab­ tastlinie (21′) fluchtend ausgerichtet ist, wenn das Zu­ satzmodul (11) mit dem Hauptmodul (10) verbunden ist.

5. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtumlenkvorrichtung (16, 19) jeweils mehrere Planspiegel (22, 23, 24; 22, 23, 24′) umfaßt, von denen zumindest einer (23) zwei Auffaltungen des Abtaststrahlen­ gangs bewirkt.

6. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor jeder Lichtumlenkvorrichtung (16, 19) ein Abtast­ objektiv (25) angeordnet ist.

7. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Auffaltung des jeweiligen Abtaststrahlen­ gangs von einem streifenförmigen Hohlspiegel (26) bewirkt wird, in dessen Brennpunkt der Drehmittelpunkt des Fächer­ bündels unmittelbar hinter der jeweils wirksamen Spiegel­ radfacette (12′) angeordnet ist, so daß ein telezentri­ scher Abtaststrahlengang erzeugt wird.

8. Abtastvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor der jeweiligen Lichtumlenkvorrichtung (16, 19) eine Korrekturlinsengruppe (27) vorgesehen ist.

9. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelrad (12) so ausgebildet und von den beiden Lichtquellen bei miteinander verbundenen Abtast-Modulen (10, 11) beaufschlagt ist, daß die beiden Abtaststrahlen die Abtastlinien (21′, 21′′) aufeinanderfolgend, also zeit­ lich "seriell", abtasten.

10. Abtastvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiegelrad (12) so ausgebildet und von den bei­ den Lichtquellen bei zusammengesetzten Abtast-Modulen (10, 11) beaufschlagt ist, daß die beiden Abtaststrahlen die Abtastlinien (21′, 21′′) gleichzeitig, also synchron und in Phase, d.h. zeitlich "parallel" abtasten.