DE3925614C2 - - Google Patents
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- G01N21/8901—Optical details; Scanning details
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- G—PHYSICS
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Description
Die Erfindung betrifft eine optische Abtastvorrichtung zur
Fehlersuche an durchlaufenden Materialbahnen gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der DE 36 00 578 C1
bekannt ist.
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 25 189 C2 ist bereits ein Fehlersuchgerät für
breite Materialbahnen bekannt, bei dem eine Vielzahl von Ein
zel-Abtastvorrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse angeord
net 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 C1 ist eine optische Abtastvorrichtung
bekannt, die, wie in Fig. 1 der vorliegenden Zeichnung ge
zeigt, ein Spiegelrad 112 aufweist, das gleichzeitig von
zwei Laserlichtstrahlen 128, 128′ beaufschlagt ist. Dem Spie
gelrad 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 beide
Abtaststrahlengänge einen gemeinsamen Empfänger vorzusehen,
der das von der Abtastlinie 21 ausgehende Licht aufnimmt.
Aus der japanischen Offenlegungsschrift 58-1 05 117 in Patent Ab
stracts of Japan, Vol. 7, Nr. 210 (P-223), 16. September 1983, ist eine
Vorrichtung bekannt, die der anhand von Fig. 1 beschriebenen
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 36 00 578 C1
verdoppelte Abtastgeschwindigkeit erzielt.
Aus der DE 25 21 037 A1 ist eine weitere optische Über
wachungsvorrichtung bekannt, bei der ein von einer Licht
quelle kommender Lichtstrahl mehrfach aufgeteilt wird, um
über ein Spiegelrad auf eine Vielzahl von Umlenkspiegeln auf
zutreffen. Jeder Umlenkspiegel reflektiert den auf ihn auf
treffenden Lichtstrahl so zu einer überwachenden Material
bahn, daß auf dieser eine Vielzahl von in Abtastrichtung
aneinander anschließende Abtastbereiche erzeugt werden.
Das Spiegelrad ist dabei mit seiner Drehachse seitlich gegen
die Materialbahn versetzt angeordnet. Außerdem sind jeweils
zwei in Abtastrichtung unmittelbar aufeinanderfolgende Ab
tastbereiche quer zur Abtastrichtung, also in Transportrich
tung der Materialbahn gegeneinander versetzt.
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 geringer Aufbauhöhe, 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 bei einer Abtastvorrichtung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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 Abtastbreite
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.
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 Hauptmodule 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.
Durch die in den Ansprüchen 2 und 3 beschriebene Ausgestal
tung der Erfindung 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 versetzten Abtastlinien-Hälften zugeord
net sind. Diese Anordnung erlaubt neben "serieller" auch die
doppelt so schnelle "parallele" Abtastung. Die Photoempfän
geranordnungen 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 gemeinsamen
Lichtleitstab und Photoempfänger für beide Abtastlinien-
Hälften verwenden. Es kann jedoch nur "seriell" abgetastet
werden.
Um die Anzahl der verwendeten unterschiedlichen Bauteile wei
ter zu verringern, ist das Ausführungsbeispiel der Erfindung
nach Anspruch 5 vorgesehen. Hierdurch wird dabei auch die
Justierung der Abtaststrahlengänge vereinfacht.
Bei den Ausführungsformen mit divergentem Abtastfächer kann
jeweils nach dem Spiegelrad und vor der Lichtumlenkeinrich
tung ein Abtastobjektiv angeordnet werden, um einen fehler
freien Abtastlichtfleck über die ganze Abtastlinie zu erzeu
gen. Erfüllt das Objektiv dabei zusätzlich die Forderung,
daß die Position des Abtastflecks proportional zum Winkel R
des einfallenden 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 ver
zerrungsfreie Abtastung ermöglichen, heißen 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 Inspektionsauf
gaben 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
gleich großen Einfach-Abtastvorrichtung, die
in gestrichelten Linien gezeichnet ist,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der
optischen Abtastvorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine 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
telezentrischen optischen Abtastvorrichtung
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 optische
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
objektiv 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 Abtaststrahlen
fächer eine Abtastbreite erzielen, die gleich der Abtastbreite
der in Fig. 1 in durchgezogenen Linien dargestellten opti
schen Abtastvorrichtung mit Doppelabtastung ist. Dabei ist
die Bauhöhe der beschriebenen 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. 3 dargestellte optische Abtastvorrichtung
besteht aus einem Abtast-Hauptmodul 10 und einem Abtast-Zusatz
modul 11. Das Abtast-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 Abtast-Hauptmoduls 10 ist ein Anbaugehäuse 17
des Abtast-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 Abtast-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 Abtast-Zusatzmoduls 11 auf der Oberflä
che der Materialbahn 29 erzeugte Abtastlinie 21′′ parallel zu
der Abtastlinie 21′ zu versetzen, die vom Abtaststrahl des Abtast-
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′′ wird er
möglicht, für jede Hälfte der Materialbahn 29 einen eigenen
Photoempfänger vorzusehen, so daß die Abtaststrahlen des Abtast-
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
optische Abtastvorrichtung beschrieben, die aus einem Abtast-Haupt
modul 10 und einem Abtast-Zusatzmodul 11 zusammengesetzt ist. In
den Gehäusen 13 bzw. 17 des Abtast-Hauptmoduls 10 bzw. des Abtast-
Zusatzmoduls 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 Abtast-Zusatzmoduls 11 entspricht der in Fig. 6
dargestellten 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 Abtast-Hauptmodul 10 für die Abtastung zu verwenden, das auch
ohne das Abtast-Zusatzmodul 11 voll funktionsfähig ist. Im Gegen
satz dazu ist das Abtast-Zusatzmodul 11 nur in Verbindung mit dem
Abtast-Hauptmodul 10 einsetzbar. Durch diesen modularen Aufbau wird
es ermöglicht, optische Abtastvorrichtungen mit Einfach-
oder Doppelabtastung bereitzustellen, je nachdem, ob das je
weilige Abtast-Hauptmodul 10 mit bzw. ohne Abtast-Zusatzmodul 11
verwendet wird.
Claims (10)
1. Optische Abtastvorrichtung zur Fehlersuche an durchlaufen
den Materialbahnen
mit einer Gehäuseanordnung,
mit einer ersten und einer zweiten Lichtquelle zur Erzeu gung je eines Lichtstrahls,
mit einem Spiegelrad,
welches die von den Lichtquellen erzeugten Lichtstrahlen periodisch ablenkt, um je einen Abtaststrahl zu erzeugen, mit dem die Materialbahn quer zu ihrer Laufrichtung längs einer Abtastlinie abtastbar ist, und mit einer ersten und einer zweiten, dem Spiegelrad nach geordneten Lichtumlenkvorrichtung,
wobei die erste Lichtquelle und die erste Lichtumlenkvor richtung erste optische Komponenten und die zweite Licht quelle und die zweite Lichtumlenkvorrichtung zweite optische Komponenten darstellen,
wobei die zweiten optischen Komponenten spiegelsymme trisch zu den ersten optischen Komponenten in bezug auf das Spiegelrad angeordnet sind, so daß das Ende einer mittels der ersten optischen Komponenten erzeugten ersten Abtastlinie etwas überlappend mit dem Anfang einer mittels der zweiten optischen Komponenten erzeugten zweiten Abtastlinie zusammenfällt, und
wobei das Spiegelrad mit seiner Drehachse über dem der zweiten Abtastlinie zugewandten Ende der ersten Abtast linie angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Spiegelrad (12) zusammen mit den ersten optischen Komponenten in einem Gehäuse (13) angeordnet ist, das zu sammen mit den darin angeordneten Komponenten ein Abtast- Hauptmodul (10) bildet,
daß die zweiten optischen Komponenten in einem Anbaugehäuse (17) angeordnet sind, das zusammen mit den darin angeordneten Komponenten ein Abtast-Zusatzmodul (11) bil det, und
daß an dem Gehäuse (13) des Abtast-Hauptmoduls (10) auf der dem Spiegelrad (12) zugewandten Seite das Anbaugehäuse (17) des Abtast-Zusatzmoduls (11) anbringbar ist.
mit einer Gehäuseanordnung,
mit einer ersten und einer zweiten Lichtquelle zur Erzeu gung je eines Lichtstrahls,
mit einem Spiegelrad,
welches die von den Lichtquellen erzeugten Lichtstrahlen periodisch ablenkt, um je einen Abtaststrahl zu erzeugen, mit dem die Materialbahn quer zu ihrer Laufrichtung längs einer Abtastlinie abtastbar ist, und mit einer ersten und einer zweiten, dem Spiegelrad nach geordneten Lichtumlenkvorrichtung,
wobei die erste Lichtquelle und die erste Lichtumlenkvor richtung erste optische Komponenten und die zweite Licht quelle und die zweite Lichtumlenkvorrichtung zweite optische Komponenten darstellen,
wobei die zweiten optischen Komponenten spiegelsymme trisch zu den ersten optischen Komponenten in bezug auf das Spiegelrad angeordnet sind, so daß das Ende einer mittels der ersten optischen Komponenten erzeugten ersten Abtastlinie etwas überlappend mit dem Anfang einer mittels der zweiten optischen Komponenten erzeugten zweiten Abtastlinie zusammenfällt, und
wobei das Spiegelrad mit seiner Drehachse über dem der zweiten Abtastlinie zugewandten Ende der ersten Abtast linie angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Spiegelrad (12) zusammen mit den ersten optischen Komponenten in einem Gehäuse (13) angeordnet ist, das zu sammen mit den darin angeordneten Komponenten ein Abtast- Hauptmodul (10) bildet,
daß die zweiten optischen Komponenten in einem Anbaugehäuse (17) angeordnet sind, das zusammen mit den darin angeordneten Komponenten ein Abtast-Zusatzmodul (11) bil det, und
daß an dem Gehäuse (13) des Abtast-Hauptmoduls (10) auf der dem Spiegelrad (12) zugewandten Seite das Anbaugehäuse (17) des Abtast-Zusatzmoduls (11) anbringbar ist.
2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Lichtqulle und/oder die zweite Lichtum
lenkvorrichtung (19) des Abtast-Zusatzmoduls (11) so angeordnet
sind, daß die vom entsprechenden Abtastlichtstrahl erzeugte
Abtastlinie (21′′) gegenüber der vom Abtast-Hauptmodul (10)
erzeugten Abtastlinie (21′) in Laufrichtung (B) der Mate
rialbahn (29) versetzt ist, wenn das Abtast-Zusatzmodul (11) mit
dem Abtast-Hauptmodul (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 Abtast-Zusatzmoduls (11) so angeordnet sind,
daß die vom entsprechenden Abtastlichtstrahl erzeugte Ab
tastlinie (21′′) mit der vom Abtast-Hauptmodul (10) erzeugten Ab
tastlinie (21′) fluchtend ausgerichtet ist, wenn das Abtast-
Zusatzmodul (11) mit dem Abtast-Hauptmodul (10) verbunden ist.
5. Abtastvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die eine mehrfache Auffaltung des Abtaststrahlengangs
aus der Ebene des Fächers der Abtaststrahlen heraus bewir
kende 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 Facette des Spiegel
rades (12) angeordnet ist, so daß ein telezentrischer
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 miteinander verbundenen Abtast-Modulen
(10, 11) beaufschlagt ist, daß die beiden Abtaststrahlen
die Abtastlinien (21′, 21′′) gleichzeitig, also synchron
und in Phase, also zeitlich "parallel", abtasten.
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE3925614A DE3925614A1 (de) | 1989-08-02 | 1989-08-02 | Optische abtastvorrichtung zur fehlersuche an durchlaufenden materialbahnen |
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