DE3634869A1 - Vorrichtung zur abtastung eines koerpers mittels wenigstens eines lichtbuendels - Google Patents
Vorrichtung zur abtastung eines koerpers mittels wenigstens eines lichtbuendelsInfo
- Publication number
- DE3634869A1 DE3634869A1 DE19863634869 DE3634869A DE3634869A1 DE 3634869 A1 DE3634869 A1 DE 3634869A1 DE 19863634869 DE19863634869 DE 19863634869 DE 3634869 A DE3634869 A DE 3634869A DE 3634869 A1 DE3634869 A1 DE 3634869A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- light
- scanning line
- optical fibers
- entry surface
- light entry
- 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.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/8901—Optical details; Scanning details
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/10—Scanning systems
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/10—Scanning
- G01N2201/108—Miscellaneous
- G01N2201/1085—Using optical fibre array and scanner
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)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Image Input (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abtastung
eines Körpers mittels wenigstens eines Lichtbündels
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Das von dem Körper "ausgehende" Licht kann dabei den
Körper durchsetzt haben oder vom Körper reflektiert
worden sein.
Es ist bekannt, zum Empfang des von dem Körper bei der
Abtastung ausgehenden Lichts einen Lichtleitstab zu ver
wenden, in den das Licht - gegebenenfalls über eine Zylin
derlinsenanordnung - seitlich eingestrahlt wird. Zu
diesem Zweck wird der Lichtleitstab mit einer diffusen
Seitenfläche auf der Lichteintrittsseite oder auf der
dieser Seitenfläche gegenüberliegenden Seitenfläche ver
sehen oder auch mit einem Raster auf der der Lichtein
trittsseite gegenüberliegenden Seitenfläche.
Weiterhin ist es bekannt, das von dem Körper ausgehende
Licht in einem weißen Kasten zu leiten, von dem aus es
auf den lichtelektrischen Wandler gelangt (Prinzip der
Ulbricht-Kugel).
Alle bekannten Vorrichtungen dieser Art haben den Nachteil
einer sehr geringen Lichtausbeute, d.h. die auf den
lichtelektrischen Wandler fallende Lichtintensität ist im
Verhältnis zu der von dem Lichtleitstab bzw. dem
weißen Kasten aufgenommenen Lichtintensität klein (Licht
leitstab: 25-30%; weißer Kasten: einige wenige Prozent).
Außerdem zeigt sich bei den bekannten Vorrichtungen stets
eine deutliche Abhängigkeit der Lichtausbeute von der
Auftreffstelle des Lichts auf die Abtastlinie. Diese Ab
hängigkeit beruht auf den unterschiedlichen Weglängen
des Lichts im Lichtleitstab zum lichtelektrischen Wandler
und die sich dadurch ergebende unterschiedliche Dämpfung
bzw. durch die unterschiedlichen Streuwinkel und die
unterschiedliche Anzahl von Streuungen des Lichts im
weißen Kasten.
Unabhängig davon ist es bekannt, Bündel von Lichtleit
fasern als Querschnittswandler zu verwenden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, die empfangsseitig
eine hohe Lichtausbeute aufweist und auch nur eine geringe
Abhängigkeit der Lichtausbeute von derjenigen Stelle der
Abtastlinie, von der das Licht ausgeht.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs
1 angegeben.
Dadurch, daß das Licht auf die Stirnflächen der Lichtleit
fasern trifft, gelangt es praktisch ungedämpft in die
Lichtleitfasern hinein und wird auch über die Länge der
Lichtleitfasern nur schwach gedämpft, so daß auch eine
Abhängigkeit von der Stelle längs der Abtastlinie, von der
das Licht ausgeht, fast nicht gegeben ist. Andererseits
gelangt das Licht durch die kompakte Lichtaustrittsfläche
des Bündels von Lichtleitfasern auf eine entsprechend
kompakte Empfangsfläche des lichtelektrischen Wandlers,
so daß auch insoweit keine Abhängigkeit von der Stelle der
Empfangsfläche des lichtelektrischen Wandlers vorliegt,
auf die das Licht auftrifft.
Um eine einfache Herstellung der Lichteintrittsfläche zu
ermöglichen, ist bevorzugt eine Ausbildung gemäß Anspruch
2 vorgesehen. Ausdrücklich sei aber darauf hingewiesen,
daß dabei die Längsachsen der Lichtleitfasern nächst ihren
eintrittsseitigen Stirnflächen nicht notwendigerweise
rechtwinklig zu ihren eintrittsseitigen Stirnflächen ver
laufen müssen.
Zur Erhöhung der Lichtausbeute ist eine Ausbildung gemäß
Anspruch 3 - wie sie in anderem Zusammenhang bekannt ist -
vorgesehen.
Um das von der Abtastlinie ausgehende Licht vollständig
zu erfassen, ist bevorzugt eine Ausbildung gemäß Anspruch
4 vorgesehen. Dem gleichen Zweck dient die Ausbildung
gemäß Anspruch 5.
Um eine möglichst hohe Auflösung zu erhalten und um unver
meidlich auftretende kleine Fehler auszumitteln, ist be
vorzugt eine Ausbildung gemäß Anspruch 6 vorgesehen.
Um die Weglänge und damit die Dämpfung des Lichts in den
Lichtleitfasern zu vergleichmäßigen, ist bevorzugt eine
Ausbildung gemäß Anspruch 7 vorgesehen.
Die weiteren Unteransprüche 8 bis 18 werden in der folgen
den Figurenbeschreibung begründet:
Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:
Fig. 1 zeigt schematisch den prinzipiellen Aufbau einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
die Fig. 2 bis 4 zeigen Blenden zwischen einer Zylinder
linsenanordnung und der streifenförmigen Lichteintritts
fläche des Bündels von Lichtleitfasern aus der Blick
richtung A in Fig. 1;
die Fig. 5, 6 und 7 dienen der Erläuterung des Lichtwegs
in einer Lichtleitfaser;
Fig. 8 dient der Erläuterung der Bedeutung eines Rasters
vor der Lichteintrittsfläche des Bündels von Lichtleit
fasern;
die Fig. 9 bis 11 zeigen schematisch unterschiedliche
Raster;
die Fig. 12 und 13 dienen der Erläuterung der Ausbildung
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Verwendung eines
fächerförmigen, abtastenden Lichtbündels;
Fig. 14 dient der Erläuterung der Abtastung einer ge
krümmten Abtastlinie.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer Vorrichtung zur Abtastung
eines - nicht dargestellten - Körpers längs einer -
ebenfalls nicht dargestellten - Abtastlinie mittels
eines Lichtbündels. Dargestellt ist nur der Empfangsteil
der Vorrichtung: Von dem abgetasteten Körper gehen bei der
Abtastung - in diesem Ausführungsbeispiel untereinander
parallele - Lichtbündel 2 aus. Diese Lichtbündel 2 können
simultan in Form eines Lichtstreifens vorliegen. Der
Normalfall ist jedoch, daß die Abtastung mit einem schmalen
Lichtbündel periodisch erfolgt, so daß die Bezugsziffern
2 die Lage des Lichtbündels 2 zu verschiedenen Zeiten
symbolisieren.
Ein Bündel 4 von Lichtleitfasern 6 ist mit seinen einen
Stirnflächen 8 der - nicht dargestellten - Abtastlinie
zugewandt und mit seinen anderen Stirnflächen 10 der
Empfangsfläche 11 eines lichtelektrischen Wandlers 12.
Die Stirnflächen 8 der Lichtleitfasern 6 sind zu einer
streifenförmigen Lichteintrittsfläche 14 zusammengefaßt.
Die Stirnflächen 10 sind zu einer kompakten Lichtaus
trittsfläche 16 zusammengefaßt.
In den Fig. 2 bis 4 ist durch einen Schnittpunkt die senk
recht zur Papierebene verlaufende Abtastlinie 18 angedeu
tet. Die Flächen einer - in diesem Ausführungsbeispiel -
zu durchstrahlenden, abzutastenden Bahn 20, die sich in
Richtung des Pfeils 22 bewegt, verlaufen ebenfalls senk
recht zur Papierebene. Das die Abtastlinie 18 abtastende
Lichtbündel 2 hat quer zur Abtastlinie 18 eine Abmessung,
die durch den Pfeil 24 angedeutet ist. Bevorzugt beträgt
diese Abmessung 500 bis 3000µ. Bei einer Abtastung mit
einem bewegten Lichtbündel 2, also einem in Richtung der
Abtastlinie 18 begrenzten Lichtfleck, beträgt dessen Ab
messung in Richtung der Abtastlinie 18 bevorzugt 40 bis
200µ. Das von der Abtastlinie 18 ausgehende Licht wird
durch eine Zylinderlinsenanordnung 26 auf die Lichtein
trittsfläche 14 des Bündels 4 von Lichtleitfasern 6 ab
gebildet. Der abgebildete Lichtfleck hat bevorzugt in
Längsrichtung der Lichteintrittsfläche 14, also recht
winklig zur Papierebene, eine Ausdehnung von 300 bis
1000µ und in Querrichtung der Lichteintrittsfläche 14,
also in der Papierebene, eine Ausdehnung, die kleiner
ist als die Breite der Lichteintrittsfläche 14. Die
Länge der Lichteintrittsfläche 14 ist mindestens so groß
wie die Breite der Bahn 20 (senkrecht zur Papierebene).
Der Durchmesser der Einzelfasern 6 in dem Bündel 4 beträgt
50 bis 250µ, ist also wesentlich kleiner als die Auflösung,
die durch den abgebildeten Lichtfleck erzielt wird.
Durch die Zylinderlinsenanordnung 26 gelangt das gesamte
von der Abtastlinie 18 ausgehende Licht, soweit es von
einer Blendenanordnung 28 in der Zylinderlinsenanordnung
26 durchgelassen wird, auf die Lichteintrittsfläche 14.
In den Lichtleitfasern 6 ist die Dämpfung des Lichts sehr
gering, typischerweise etwa 6%/m. Achtet man auf die
Länge der einzelnen Lichtleitfasern 6 nicht besonders,
so gelangt man je nach der Länge der Lichteintrittsfläche
14 bei Bahnbreiten zwischen 100 und 3000 mm zu Unter
schieden in der Faserlänge zwischen 0,5 und 1,5 m. Das
bedeutet, daß etwa 80% bis 85% des in die Lichtleitfasern
6 eintretenden Lichts der Lichteintrittsfläche 16 des
lichtelektrischen Wandlers 12 zugeführt werden.
Aufgrund der geringen Dämpfung in den Lichtleitfasern 6
ist die Abhängigkeit der Lichtausbeute von der Stelle längs
der Abtastlinie 18, von der das Licht ausgeht, und von dem
Einfallswinkel des Lichts in die Lichtleitfasern 6 außer
ordentlich gering und beträgt nur wenige Prozent.
Macht man die Lichtleitfasern 6 möglichst gleich lang,
so erhält man eine konstante, hohe Lichtausbeute bei kon
stanter geringer Dämpfung und somit eine konstante, hohe
Empfindlichkeit für jede Stelle längs der Abtastlinie 18,
von der das Licht ausgeht. Ein Materialfehler an einer
Stelle der Abtastlinie 18 wird dann auch zuverlässig an
einer anderen Stelle der Abtastlinie 18 erkannt. Es
besteht also nicht die Gefahr, daß ein Fehler, der an
einer Stelle der Abtastlinie 18 erkannt wird, an einer
anderen Stelle der Abtastlinie 18 nicht erkannt wird.
In Abhängigkeit von den abzutastenden Materialien und den
unterschiedlichen Fehlern ist der Empfangswinkelbereich
der Lichteintrittsfläche 14, also die Apertur, optimal
festzulegen.
Fig. 2 zeigt schematisch den Fall einer großen Apertur,
die besonders für stark streuendes Material bevorzugt ist.
Die Blendenanordnung 28 ist weit geöffnet und läßt von
dem weit aufgestreuten Licht möglichst viel durch die
Zylinderlinsenanordnung 26 auf die Lichteintrittsfläche
14 treffen.
Streut das Material wenig und reflektiert es stark, öffnet
man die Blendenanordnung 28 geringer. Das wenig gestreute
Licht kann daher durch die nur wenig geöffnete Blendenan
ordnung 28 vollständig auf die Lichteintrittsfläche 14
treffen. Wird nun Licht durch einen Materialfehler quer
zur Richtung der Abtastlinie 18 ausgelenkt, so wird es
bereits bei relativ kleinen Auslenkungen durch die nur
wenig geöffnete Blendenanordnung 28 am Auftreffen auf
die Lichteintrittsfläche 14 gehindert. Entsprechend gelangt
weniger Licht zum lichtelektrischen Wandler 12, und der
Fehler wird erkannt.
Eine weitere erhebliche Empfindlichkeitssteigerung ist mit
der Blendenanordnung 28, 30 nach Fig. 4 möglich. Ist
nämlich in dem in Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen
Fall die Auslenkung des Lichts durch den Materialfehler
so klein, daß z.B. nur 1% des ausgelenkten Lichts von
der Blendenanordnung 28 in Fig. 3 abgeschirmt wird, also
nicht auf die Lichteintrittsfläche 14 gelangt, so be
deutet dies, daß der lichtelektrische Wandler 12 einen
Intensitätssprung von 100 auf 99 auflösen müßte, um ein
auswertbares Fehlersignal zu erhalten. Bei der Anordnung
nach Fig. 4 ist aus diesem Grund eine zentrale Blende 30
vorgesehen, die das ungestört von der Abtastlinie 18 aus
gehende Licht (kein Materialfehler) abblendet. Bei An
wendung einer solchen zentralen Blende 30 kann ein Mate
rialfehler, der nur 1% der Gesamtintensität des von der
Abtastlinie 18 ausgehenden Lichts auf die Blendenanordnung
28 auslenkt, leicht erkannt werden, da das verbleibende
Licht dann durch die Freiräume zwischen der Blendenanord
nung 28 und der zentralen Blende 30 auf die Lichtein
trittsfläche 14 und damit auf den lichtelektrischen Wand
ler 12 fällt und somit die relative Intensitätsänderung
des auf den lichtelektrischen Wandler 12 fallenden Lichts
wesentlich größer ist.
Mit dem Bündel 4 von Lichtleitfasern 6 kann man aber auch
eine Anpassung der Apertur in Längsrichtung der Abtastlinie
18 erreichen, wenn man die im folgenden zu erläuternden
Vorkehrungen trifft. (Bei Anwendung der eingangs beschrie
benen bekannten Vorrichtungen ist dies nicht möglich.)
Fig. 5 zeigt Lichtstrahlen 32, 34, 36 mit Lichteintritts
winkeln von 10°, 30° und 50° in die Stirnfläche 8 einer
Lichtleitfaser 6. Ersichtlich hat der unter dem größten
Winkel (50°) einfallende Lichtstrahl 36 eine größere
Weglänge in der Lichtleitfaser 6 und erfährt daher ins
gesamt eine größere Dämpfung. Um die Dämpfung und damit die Fehlererkennung zu ver
gleichmäßigen, ist es daher sinnvoll, die Lichteintritts
winkel zu begrenzen. Im Handel verfügbar sind derzeit
Lichtleitfasern 34 mit maximalen Empfangswinkeln E
zwischen 2×37,5°=75° (Fig. 6) und 2×12,5°=25° (Fig. 7).
Dieser maximale Empfangswinkel ist gleich dem maximalen
Empfangswinkel E der Lichteintrittsfläche 14 des Bündels
4 von Lichtleitfasern 6. Geht man über diese maximalen
Empfangswinkel E hinaus, leiten die Lichtleitfasern 6
nicht mehr, weil das Licht in ihnen nicht mehr total
reflektiert wird, sondern aus ihnen heraustritt.
Fig. 8 zeigt den Fall, daß von einer Abtastlinie 18, auf
die ein Lichtstrahl 38 trifft, bei Fehlerfreiheit ein in
Längsrichtung der Abtastlinie 18 gestreutes Lichtbündel
2 ausgeht.
Als Streuwinkel S des Lichtstrahls 38 in Längsrichtung der
fehlerfreien Abtastlinie 18 sind die Fälle 2×20° und
2×40° als Begrenzungswinkel des von der fehlerfreien Ab
tastlinie 18 ausgehenden Lichtbündels 2 dargestellt.
Das in den Winkelbereich dieser Begrenzungswinkel gestreu
te Licht trifft durch die Zylinderlinsenanordnung 26 auf die
Lichteintrittsfläche 14 des Bündels 4 von Lichtleitfasern
6. Als Empfangswinkel E in Richtung der Abtastlinie 18
sind auf der Lichteintrittsfläche 14 die drei Fälle
2×20°, 2×30° und 2×40° als Begrenzungswinkel, aus denen
die Lichtleitfasern 6 Licht aufnehmen können, dargestellt.
Optimale Verhältnisse ergeben sich, wenn der Streuwinkel
S des Lichtstrahls 38, also der Begrenzungswinkel des
Lichtbündels 2, das von dem Lichtstrahl 38 durch Streuung
an der fehlerfreien Abtastlinie 18 erzeugt wird annähernd gleich
dem Empfangswinkel E der Lichtleitfasern 6 in der Lichtein
trittsfläche 14 ist. Ist der fehlerfreie Streuwinkel S
kleiner als der Empfangswinkel E, so fällt durch einen
Fehler über den Streuwinkel S hinaus gestreutes Licht noch
in den Empfangswinkel E und wird nicht als Fehler erkannt
oder das Fehlersignal, das der lichtelektrische Wandler
12 aufnimmt, ist verhältnismäßig klein. Ist der fehler
freie Streuwinkel S größer als der Empfangswinkel E, so
wird über den Streuwinkel S hinaus gestreutes Licht
überhaupt nicht erkannt, weil es von den Lichtleitfasern
6 nicht weitergeleitet wird.
Um die Empfangswinkel E der im Handel verfügbaren Licht
leitfasern 6 - durch Verkleinerung - den fehlerfreien
Streuwinkeln S der Abtastlinien 18 anzupassen, sind
gemäß Fig. 9 bis 11 vor der Lichteintrittsfläche 14 des
Bündels 4 von Lichtleitfasern 6 Raster 42, 44, 46 anzu
ordnen, die den Empfangswinkel E der Lichtleitfasern 6
auf einen effektiven Empfangswinkel E eff begrenzen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 weist das Raster 42
quer zur Längsrichtung der Lichteintrittsfläche 14 ver
laufende, lichtundurchlässige Schichten 50 auf, die durch
lichtdurchlässige Schichten 52 voneinander getrennt sind.
Die lichtundurchlässigen Schichten 50 sind zur Vermeidung
von Lichtverlusten möglichst dünn (bevorzugt 5 bis 20µm
stark) und die lichtdurchlässigen Schichten 52 in Abhängig
keit von den gewünschten effektiven Empfangswinkeln E eff
möglichst dick (bevorzugt 5 bis 300µm stark). Das Verhält
nis von Breite zu Abstand der lichtundurchlässigen
Schichten 50 legt den effektiven Empfangswinkel E eff fest,
beträgt dieses Verhältnis z.B. 0,1, so ist E eff = 11°.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 ist das Raster 44
durch in mehreren Schichten 54, 56, 58 übereinander quer
zur Längsrichtung der Lichteintrittsfläche 14 des Bündels
4 von Lichtleitfasern 6 verlaufenden, lichtundurchlässigen
Streifen 60 gebildet, die durch lichtdurchlässige Streifen
62 voneinander getrennt sind. Auch hier sind, um Licht
verluste zu vermeiden, die lichtundurchlässigen Streifen
60 möglichst schmal. In unterschiedlichen Schichten 54,
56, 58 verlaufende, nicht übereinander liegende, licht
durchlässige Streifen 62 sind bevorzugt derart gegenein
ander versetzt, daß durch sie auf die Lichteintritts
fläche 14 fallendes Licht wegen zu großen Einfallswinkels
nicht von den Lichtleitfasern 6 weitergeleitet wird
(z.B. Lichtstrahl 64).
Ein solches Raster 44 läßt sich einfach durch übereinan
derlegen von Filmen oder Folien mit einer den lichtun
durchlässigen Streifen 60 und den lichtdurchlässigen
Streifen 62 entsprechenden Gitterstruktur oder Gitter
färbung herstellen.
Wird die Abtastlinie 18 mittels eines von einem Zentralbe
reich 64 - etwa einem Spiegelrad - ausgehenden Lichtbündels
2 fächerartig abgetastet, so sind die Ausführungsformen
nach Fig. 11 bis 13 bevorzugt = die der Abtastlinie 18
zugewandten Stirnflächen 8 und Enden der Lichtleitfasern 6
sind unter Berücksichtigung der Einfallsbrechung der
Lichtstrahlen 66 in die Stirnflächen 8 wenigstens annähernd
auf den Zentralbereich 64 gerichtet. Dabei wird vorzugs
weise auch das Raster 46 auf den Zentralbereich 64 ausge
richtet.
Ist die Abtastlinie 18 gekrümmt, liegt sie z.B. auf einer
Lagerschale, einem Rohr oder einer Kesselwand, so ist
bevorzugt entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 14
die Lichteintrittsfläche 14 des Bündels 4 von Lichtleit
fasern 6 entsprechend gekrümmt, bei kreisförmiger Abtast
linie 18 also ebenfalls konzentrisch kreisförmig, wenn die
Abtastung fächerförmig von einem Zentralbereich 64 aus
erfolgt. Die gegebenenfalls vorhandene Zylinderlinsenan
ordnung 26 wird dann entsprechend torisch gekrümmt. Eine
Unabhängigkeit der Fehleranzeigeempfindlichkeit von der
jeweils abgetasteten Stelle der Abtastlinie 18 läßt sich
mit den oben beschriebenen Maßnahmen sicherstellen.
Die Abtastlinie 18 muß in einfach gelagerten Fällen nicht
von einem bewegten Lichtbündel 2 abgetastet werden,
sondern kann, wenn es nur auf die Feststellung von Fehlern
irgendwo auf der Abtastlinie 18 ankommt, z.B. auf das Auf
finden eines Lochs in einer Bahn 20, auch von einem die
ganze Abtastlinie abdeckenden Lichtstreifen abgetastet
werden.
Ein solcher Lichtstreifen wird bevorzugt von einem Bündel
4 von Lichtfasern 6 erzeugt, wobei jedoch die kompakte
Lichtaustrittsfläche 16 des Bündels 4 als Lichteintritts
fläche einer Lichtquelle zugewandt ist und die streifen
förmige Lichteintrittsfläche 14 als Lichtaustrittsfläche
der Abtastlinie 18 unter Zwischenfügung einer fokussie
renden Zylinderlinsenanordnung 26 zugewandt ist.
Claims (18)
1. Vorrichtung zur Abtastung eines Körpers längs einer
Abtastlinie (18) mittels eines Lichtbündels (2) und
zum Empfang des von der Abtastlinie (18) ausgehenden
Lichts mittels wenigstens eines lichtelektrischen
Wandlers (12), wobei der Körper relativ zur Abtast
linie (18) quer zur Abtastlinie (18) bewegt wird,
gekennzeichnet durch ein Bündel (4) von Lichtleit
fasern (6), deren eine Stirnflächen (8) in einer
streifenförmigen Lichteintrittsfläche (14) zusammen
gefaßt der Abtastlinie (18) zugewandt sind und deren
andere Stirnflächen (10) zu einer kompakten Lichtaus
trittsfläche (16) zusammengefaßt einer Empfangsfläche
(11) des lichtelektrischen Wandlers (12) zugewandt
sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die der Abtastlinie (18) zugewandten Stirnflächen
(8) der Lichtleitfasern (6) plan nebeneinander in der
streifenförmigen Lichteintrittsfläche (14) liegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß sich zwischen der Abtastlinie (18) und
der streifenförmigen Lichteintrittsfläche (14) eine
Zylinderlinsenanordnung (26) befindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abmessungen des Lichtflecks, der
von dem auf die streifenförmige Lichteintrittsfläche
(14) fallenden Lichtbündel (2) erzeugt wird, in Quer
richtung der streifenförmigen Lichteintrittsfläche (14)
kleiner ist als die Abmessung der streifenförmigen
Lichteintrittsfläche (14) in ihrer Querrichtung.
5. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Form der kompakten
Lichtaustrittsfläche (16) des Bündels (4) von Lichtleit
fasern (6) der Empfangsfläche (11) des lichtelektrischen
Wandlers (12) angepaßt ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der ein
zelnen Lichtleitfasern (6) wesentlich kleiner als
der minimale Durchmesser des Lichtflecks ist, der von
dem auf die streifenförmige Lichteintrittsfläche (14)
fallenden Lichtbündel (2) erzeugt wird.
7. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleitfasern (6)
untereinander eine bis auf 2%, besser bis auf 1%,
gleiche Länge haben.
8. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine verstellbare Blendenanordnung
(28, 30) zur Ausblendung wenigstens eines wenigstens
annähernd parallel zur Abtastlinie (18) verlaufenden
seitlichen und/oder zentralen Bereichs des Lichtbün
dels (2) zwischen der Abtastlinie (18) und der Licht
eintrittsfläche (14).
9. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sich vor den der Abtast
linie (18) zugewandten Stirnflächen (8) der Lichtleit
fasern (6) ein Raster (42, 44, 46) befindet, das den
effektiven Empfangswinkel (E eff ) der Lichtleitfasern
(6) in Längsrichtung der Lichteintrittsfläche (14)
nach oben hin begrenzt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Raster (42) quer zur Lichteintrittsfläche
verlaufende lichtundurchlässige Schichten (50) auf
weist, die durch lichtdurchlässige Schichten (52)
voneinander getrennt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der lichtundurchlässigen Schichten
(50) klein gegenüber der Dicke der lichtdurchlässigen
Schichten (52) ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Raster (44) in mehreren Schichten (54, 56, 58)
übereinander quer zur Lichteintrittsfläche (14) ver
laufende, lichtundurchlässige Streifen (60) aufweist,
die durch lichtdurchlässige Streifen (62) voneinan
der getrennt sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite der lichtundurchlässigen Streifen (60)
klein gegenüber der Breite der lichtdurchlässigen
Streifen (62) ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß in unterschiedlichen Schichten (54, 56,
58) verlaufende, nicht übereinander liegende, licht
durchlässige Streifen (62) derart gegeneinander ver
setzt sind, daß ein durch sie auf die Lichteintritts
fläche (14) fallender Lichtstrahl (64) nicht von den
Lichtleitfasern (6) weitergeleitet wird.
15. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
bei der das Lichtbündel (2) die Abtastlinie (18) von
einem Zentralbereich (64) ausgehend fächerartig ab
tastet, dadurch gekennzeichnet, daß die der Abtast
linie (18) zugewandten Stirnflächen (8) und Enden
der Lichtleitfasern (6) unter Berücksichtigung der
Einfallsbrechung der Lichtstrahlen (66) in die
Stirnflächen (8) wenigstens annähernd auf den Zen
tralbereich (64) gerichtet sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15 und einem der Ansprüche
9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Raster (42,
44, 46) auf den Zentralbereich (64) ausgerichtet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteintrittsfläche
(14) des Bündels (4) von Lichtleitfasern (6) in An
passung an eine gekrümmte Abtastlinie (18) gekrümmt
ist.
18. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Bündel (4) von
Lichtleitfasern (6) nach einem der vorgenannten An
sprüche zum Erzeugen des Lichtbündels (2) vorgesehen
ist, wobei die kompakte Lichtaustrittsfläche (16)
als Lichteintrittsfläche einer Lichtquelle und die
streifenförmige Lichteintrittsfläche (14) als Licht
austrittsfläche der Abtastlinie (18) zugewandt ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863634869 DE3634869A1 (de) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | Vorrichtung zur abtastung eines koerpers mittels wenigstens eines lichtbuendels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863634869 DE3634869A1 (de) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | Vorrichtung zur abtastung eines koerpers mittels wenigstens eines lichtbuendels |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3634869A1 true DE3634869A1 (de) | 1988-04-21 |
Family
ID=6311641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19863634869 Ceased DE3634869A1 (de) | 1986-10-13 | 1986-10-13 | Vorrichtung zur abtastung eines koerpers mittels wenigstens eines lichtbuendels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3634869A1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3843781A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-07-05 | Battelle Institut E V | Vorrichtung zur regelung der breitenlage einer laufenden bahn, insbesondere einer papierbahn |
| DE4031633A1 (de) * | 1990-10-05 | 1992-04-16 | Sick Optik Elektronik Erwin | Optische inspektionsvorrichtung |
| EP0567981A1 (de) * | 1992-04-28 | 1993-11-03 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Verfahren zur Vermessung von Krümmungsprofilen von Kanten |
| DE19912500A1 (de) * | 1999-03-19 | 2000-09-21 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Eigenschaften einer laufenden Materialbahn |
| DE102009041268A1 (de) * | 2009-09-11 | 2011-05-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Partikeldetektor und Verfahren zur Detektion von Partikeln |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3255357A (en) * | 1962-08-15 | 1966-06-07 | Optics Technology Inc | Photosensitive reader using optical fibers |
| DE2215159A1 (de) * | 1971-03-30 | 1972-10-12 | Rank Xerox Ltd., London | Elektrofotografische Reproduktionseinrichtung für mehrfarbige Bilder |
| DE2951501C2 (de) * | 1978-12-26 | 1990-03-08 | Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara, Kanagawa | Strahlungsbildlesevorrichtung |
-
1986
- 1986-10-13 DE DE19863634869 patent/DE3634869A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3255357A (en) * | 1962-08-15 | 1966-06-07 | Optics Technology Inc | Photosensitive reader using optical fibers |
| DE2215159A1 (de) * | 1971-03-30 | 1972-10-12 | Rank Xerox Ltd., London | Elektrofotografische Reproduktionseinrichtung für mehrfarbige Bilder |
| DE2951501C2 (de) * | 1978-12-26 | 1990-03-08 | Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara, Kanagawa | Strahlungsbildlesevorrichtung |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3843781A1 (de) * | 1988-12-24 | 1990-07-05 | Battelle Institut E V | Vorrichtung zur regelung der breitenlage einer laufenden bahn, insbesondere einer papierbahn |
| DE4031633A1 (de) * | 1990-10-05 | 1992-04-16 | Sick Optik Elektronik Erwin | Optische inspektionsvorrichtung |
| EP0567981A1 (de) * | 1992-04-28 | 1993-11-03 | Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàNchen Gmbh | Verfahren zur Vermessung von Krümmungsprofilen von Kanten |
| DE19912500A1 (de) * | 1999-03-19 | 2000-09-21 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Eigenschaften einer laufenden Materialbahn |
| US6743337B1 (en) | 1999-03-19 | 2004-06-01 | Voith Sulzer Papiertechnik Patent Gmbh | Process and apparatus for determining the properties of a traveling material web |
| DE102009041268A1 (de) * | 2009-09-11 | 2011-05-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Partikeldetektor und Verfahren zur Detektion von Partikeln |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE19511393B4 (de) | Gerät zur Substratbehandlung, insbesondere zum Perforieren von Papier | |
| DE2605721C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen von Eiern auf Risse oder Bruchstellen in ihrer Schale | |
| EP0761585B1 (de) | Garnsensor | |
| DE3048053C2 (de) | ||
| DE2827704C3 (de) | Optische Vorrichtung zur Bestimmung der Lichtaustrittswinkel | |
| DE2732520A1 (de) | Verfahren zur ueberpruefung eines stranges, einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und anwendung des verfahrens | |
| DE2532603C3 (de) | Optische Vorrichtung zur Bestimmung des Lichtaustrittswinkels | |
| EP0064736A1 (de) | Lichtaufnahme-Vorrichtung | |
| DE3446355A1 (de) | Optisches fehlersuchgeraet | |
| EP0069061B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen von Bahnmaterial | |
| DE3000352C2 (de) | Optoelektronisches Überwachungsgerät | |
| DE2653298A1 (de) | Pruefvorrichtung zum pruefen der enden von zigaretten | |
| DE69421649T2 (de) | Optische Prüfvorrichtung für die Füllung von Zigaretten | |
| EP0312056B1 (de) | Funkenerosionsmaschine | |
| DE3634869A1 (de) | Vorrichtung zur abtastung eines koerpers mittels wenigstens eines lichtbuendels | |
| DE2827705C3 (de) | Gerät zur Feststellung von Fehlern an Bahnmaterial | |
| DE2718711C2 (de) | ||
| EP0218865B1 (de) | Prüfanordnung zur berührungslosen Ermittlung von Defekten in nicht strukturierten Flächen | |
| DE3544871A1 (de) | Optisches fehlersuchgeraet | |
| DE102019108561A1 (de) | Refraktometer und Verfahren zur Bestimmung des Brechungsindex eines Prozessmediums mit einem Refraktometer | |
| DE2602970A1 (de) | Vorrichtung zur ueberwachung einer materialbahn auf fehlstellen | |
| DE19622495C2 (de) | Fadenerkennungsgerät | |
| DE2310204A1 (de) | Lichtelektrische vorrichtung zur ueberwachung von fadenfoermigem gut | |
| DE8627146U1 (de) | Vorrichtung zur Abtastung eines Körpers mittels wenigstens eines Lichtbündels | |
| DE2100046A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Oberflächenfehlern bahnförmiger Materialien |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8131 | Rejection |