[go: up one dir, main page]

DE3634869A1 - Vorrichtung zur abtastung eines koerpers mittels wenigstens eines lichtbuendels - Google Patents

Vorrichtung zur abtastung eines koerpers mittels wenigstens eines lichtbuendels

Info

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
Application number
DE19863634869
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Dipl Phys Skrobol
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schenk Industriemesstechn GmbH
Original Assignee
Schenk Industriemesstechn GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schenk Industriemesstechn GmbH filed Critical Schenk Industriemesstechn GmbH
Priority to DE19863634869 priority Critical patent/DE3634869A1/de
Publication of DE3634869A1 publication Critical patent/DE3634869A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901Optical details; Scanning details
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/10Scanning
    • G01N2201/108Miscellaneous
    • G01N2201/1085Using 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.
DE19863634869 1986-10-13 1986-10-13 Vorrichtung zur abtastung eines koerpers mittels wenigstens eines lichtbuendels Ceased DE3634869A1 (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 MàœNchen 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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 MàœNchen 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