DE966854C - Anordnung zur Hell-Dunkel-Modulation eines Lichtbuendels - Google Patents

Description

• Anordnung zur Hell-Dunkel-Modulation eines Lichtbündels Zusatz zum Patent 950 096 Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft eine Anordnung der Hell-Dunkel-Modulation eines Lichtbündels, und zwar zur lichtelektrischen Erfassung von Drehzahlen entsprechend dem Patent 950 og6.
• Bisher werden derartige Hell-Dunkel-Modulalationen von Lichtbündeln mechanisch unter Verwendung von bewegten Blenden durchgeführt. Bei der Anordnung nach der Hauptpatentanmeldung dient als bewegte Blende eine vielfach geschlitzte rotierende Trommel, in deren Mittelpunkt sich die Lichtquelle befindet. Mit derartigen Anordnungen ist es jedoch nur möglich, nicht allzu große Modulationsfrequenzen des Lichtbündels zu erzeugen. Darüber hinaus bedarf eine derartige mechanische Modulationseinrichtung stets einer besonderen Wartung.
• Bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent zur lichtelektrischen Erfassung von Drehzahlen und Drehzahldifferenzen wird die Größe des Lichtstromes, der drehzahlabhängig moduliert und von einer lichtelektrischen Zelle in eine entsprechende elektrische Größe umgesetzt wird, zusätzlich drehzahlunabhängig mit einer Frequenz, die um wenigstens eine Größenordnung größer ist als die drehzahlabhängige Modulationsfrequenz, moduliert. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die jeweilige Anzahl der durch die zusätzliche Modulation in gleicher Weise beeinflußten Teillichtströme bei ständiger Änderung ihrer räumlichen Lage gleichbleibt. Diese zusätzliche Modulotion hat den Vorteil, daß die erforderlichen Verstärker für eine verhältnismäßig große Frequenz ausgelegt werden können, so daß Fehler, deren Frequenz im allgemeinen erheblich geringer ist, nicht mit verstärkt sind.
• Um nun auch die zusätzliche Modulation des Lichtes rein elektrisch durchführen zu können, wird erfindungsgemäß eine Anordnung zur Hell-Dunkel-Modulation eines Lichtbündels, zur lichtelektrischen Erfassung von Drehzahlen entsprechend dem Patent 950 og6 vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Lichtbündel durch einen Polarisator und einen Analysator geht, zwischen denen ein lichtdurchlässiges Medium mit magnetisch beeinfiußbarer Drehung der Polarisationsebene polarisierten Lichtes angeordnet ist, das sich in einem zu dem Lichtbündel parallelen, mit der Modulationsfrequenz zeitlich veränderlichen magnetischen Feld befindet. Will man dabei eine streifenweise fortschreitende Modulation des Querschnittes des Lichtbündels erzielen, so kann man vor den Analysator in den Strahlengang einen Interferenzerscbeinungen hervorruifenden Keil aus optisch aktivem, d. h. die Polarisationsebene drehendem Material bringen, dessen Winkel an der Spitze zugleich die Breite der Streifen bestimmt. Durch Erregung der das Magnetfeld hervorbringenden Spule mit einem kippschwingungsartigen Strom läßt sich dabei sicherstellen, daß die Streifenbewegung stets nur in einer Richtung erfolgt. Veränderungen der Abmessungen des Keiles gestatten es, die Anzahl der hellen und dunklen Streifen zu verändern und beispielsweise so festzuliegen, daß sie gleich und ganz ist.
• Eine derartige rein elektrische Modulationseinrichtung des Lichtes kann an die Stelle der in der Hauptpatentanmeldung verwendeten mechanischen Modulationseinrichtung treten. Aber auch in vielen anderen Fällen dürfte sie mit Erfolg anwendbar sein.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt.
• Das von der Lichtquelle I ausgehende und durch die Blende 2 fallende Licht wird durch die Linse 3 zu einem parallelen Lichtbündel zusammengefaßt..
• Dieses Lichtbündel wird durch den Polarisator 4 linear polarisiert. Gegenüber diesem Polarisator ist der Analysator 5 verdreht, so daß, wenn sich in dem Strahlengang keine weiteren optisch aktiven Elemente befinden, im Bereich der Blende 6 Dunkelheit herrscht. Eine weitere Linse 7 gestattet eine Abbildung der Blende 2 auf die mit 8 angedeutete Anordnung, die mit dem modulierten Lichtbündel in Wechselwirkung treten soll. Zwischen Polarisator und Analysator ist nun ein Kristallkeil g angeordnet, in dem das auf ihn treffende polarisierte Licht Interferenzstreifen hervorruft. Die Breite dieser Streifen ist dabei von dem spitzen Winkel des Keiles abhängig. Da, wie oben angegeben, der Keil aus optisch aktivem Material besteht, dreht er zugleich die Polarisationsebene des durch ihn hindurchgehenden polarisierten Lichtes, so daß ausgangsseitig des Analysators eine streifenweise Aufhellung eintritt. Des weiteren befindet sich in dem Strahlengang zwischen Polarisator und Kristallkeil ein Medium 10, das in der Lage ist, wenn es sich in einem Magnetfeld mit parallel zu dem Lichtbündel liegenden Kraftlinien befindet, die Polarisationsebene des Lichtes zu drehen. Dieser sogenannte Faradayeffekt ist abhängig von der Stärke des Magcetfeldes. Dieses wird durch eine Spule ii hervorgebracht, in deren Inneren sich das den Faradayeffekt aufweisende Medium befindet. Bei dem Medium kann es sich beispielsweise um sehr dünne Schichten ferromagnetischen Stoffes handeln, die ein erhebliches Drehvermögen besitzen. Die durch das Magnetfeld der Spule in dem Medium 10 hervorgerufene Drehung der Polarisationsebene des Lichtes überlagert sich der Polarisationsebenendrehung im Keil 9, so daß bei Einschaltung des Magnetfeldes eine Verschiebung der ausgangsseitig des Analysators auftretenden Aufhellung eintritt. Verändert man die Stärke des Magnetfeldes, so werden diese Aufhellungen sich verschieben. Eine eindeutige Bewegung der Streifen in nur einer Richtung läßt sich bei sonst geeigneter Wahl der Abmessungen dann erreichen, wenn man die das Magnetfeld hervorbringende Spule mit einem kippschwingungsartigen Strom erregt. Zu den Zeiten, zu denen der Erregerstrom in der Spule Null ist, ist die Lage der hellen Streifen ausschließlich durch den Keil 9 bestimmt. Mit zunehmendem Spulenerregerstrom verschieben sich die Streifen. Die Abmessungen müssen nun so getroffen werden, daß bei dem Abfall des Spulenerregerstromes auf Nuli sich jeder Streifen gerade bis zu einer Stelle verschoben hat, an der sich bei nicht eingeschaltetem Spulenerregerstrom ein anderer Streifen befindet. Bei dieser Wahl der Abmessungen ergibt sich eine fortlaufende Streifenbewegung in einer Richtung, die zur Durchführung des Verfahrens nach der Hauptpatentanmeldung verwendet werden kann.

Claims (4)

1. PATENTANsPRÜcHE: I. Anordnung zur Hell-Dunkel-Modulation eines Lichtbündels,- zur lichtelektrischen Erfassung von Drehzahlen entsprechend dem Patent 950 096, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtbündel durch einen Polarisator und einen Analysator geht, zwischen denen ein lichtdurchlässiges Medium mit magnetisch beeinflußbarer Drehung der Polarisationsebene polarisierten Lichtes angeordnet ist, das sich in einem zu dem Lichtbündel parallelen, mit der Modulationsfrequenz zeitlich veränderlichen magnetischen Feld befindet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer streifen- weise fortschreitenden Modulation des Querschnittes des Lichtbündels vor den Analysator in den Strahlengang ein Interferenzerscheinungen hervorrufender Keil aus optisch aktivem Material gebracht ist, dessen Keilwinkel die Breite der Streifen bestimmt.
3. 3. Anordnung nach Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der das Magnetfeld hervorbringenden Spule zur Erzielung einer Streifenbewegung in nur einer Richtung mit einem kippschwingungsartigen Strom erfolgt.
4. 4. Anordnung nach Ansprüchen I bis 3, gekennzeichnet durch solche Abmessung des Keiles, daß die Anzahl der hellen und dunklen Streifen gleich und ganz ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 557 667, 638 329; Kohl rausch »Lehrbuch der praktischen Physik«, 15. Aufl., S 388; Westphal »Lehrbuch der Physik«, 3. Aufi., S. 485; Grianschl-Tomaschek »Lehrbuch der Physik«, In40, Bd. II, S. 8I7; Warburg »Lehrbuch der Experimental-Physik«, 22. Aufl., S. 458 u. 459.