DE1422235B2

DE1422235B2 - DEVICE FOR PHOTOELECTRIC SCANNING CURRENTLY GOOD

Info

Publication number: DE1422235B2
Application number: DE19591422235
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-07-31
Filing date: 1959-07-31
Publication date: 1972-04-06
Also published as: FR1263690A; GB939489A; DE1422235A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum photoelektrischen Abtasten durchlaufenden Gutes mit einem auf einen photoelektrischen Empfänger geleiteten, mittels eines beweglichen Spiegels in einer quer zur Durchlaufrichtung des Gutes liegenden Ebene oszillierenden und mittels einer Abbildungsoptik in der Laufebene des Gutes fokussierten Abtaststrahlenbündel. The invention relates to a device for photoelectrically scanning goods passing through a guided to a photoelectric receiver, by means of a movable mirror in a An oscillating plane lying transversely to the direction of travel of the goods and focused by means of imaging optics in the plane of travel of the goods.

Eine Anordnung dieser Art ist beispielsweise bekannt durch die britische Patentschrift 670 960. Bei dieser bekannten Anordnung wird das von einer Lampe ausgehende Licht durch eine Linse über einen rotierenden Polygonspiegel fokussiert. Das von dem so erzeugten Lichtfleck ausgehende zurückgeworfene Licht wird über einen mit dem ersten synchron umlaufenden zweiten Polygonspiegel mittels einer entsprechenden Linse auf einer Photozelle gesammelt.An arrangement of this type is known, for example, from British patent specification 670 960. In This known arrangement is the emanating from a lamp light through a lens via a focused rotating polygon mirror. The reflected back emanating from the light spot created in this way Light is transmitted via a second polygon mirror that rotates synchronously with the first by means of a corresponding one Lens collected on a photocell.

Bei einer anderen bekannten Anordnung wird blattförmiges Gut, beispielsweise Papierbahnen, photoelektrisch abgetastet. Zu diesem Zweck sitzt eine Photozelle bzw. ein auf einer Photozelle abgebildeter Spalt im Zentrum eines Linsenrades. Durch den Umlauf des Linsenrades wird das blattförmige Gut zeilenweise abgetastet. Die Beleuchtung erfolgt durch Lampen, die das Gut möglichst gleichmäßig ausleuchten (USA.-Patentschrift 2 570 288).In another known arrangement, sheet-like material, for example paper webs, photoelectrically scanned. For this purpose there is a photocell or one shown on a photocell Gap in the center of a lens wheel. As the lens wheel revolves, it becomes leaf-shaped Scanned well line by line. The lighting is carried out by lamps, which make the goods as uniform as possible illuminate (U.S. Patent 2,570,288).

Es ist weiterhin eine Anordnung zur seitlichen Ausrichtung einer ablaufenden Bahn oder eines längs der Bahn wirkenden Arbeitsgerätes mittels lichtelektrischer Abtastung bekannt, wobei senkrecht zu einer Bahnkante oder einem Kontraststreifen eine photoelektrisch abgetastete Lichtmarke die Kante bzw. den Kontraststreifen zur Istwertimpulsabgabe überquert. Bei dieser bekannten Anordnung geht von einer Lichtquelle ein divergentes Lichtbündel aus, das von einem Polygonspiegel abgelenkt und von einem Hohlspiegel zu einem Lichtfleck gesammelt wird. Es ist dort als einziges fokussierendes Element im Strahlengang des Lichtbündels der Hohlspiegel vorgesehen. It is also an arrangement for the lateral alignment of a running web or one along the Web acting working device known by means of photoelectric scanning, being perpendicular to a web edge or a contrast strip, a photoelectrically scanned light mark the edge or crossed the contrast strip for the actual value pulse output. This known arrangement assumes a light source from a divergent light beam, which is deflected by a polygon mirror and by a Concave mirror is collected to form a light spot. It is there as the only focusing element in the Beam path of the light bundle of the concave mirror provided.

Es ist weiterhin eine Lichtschranke für den Unfallschutz bekannt, bei welcher ein Lichtbündel über einen umlaufenden Polygonspiegel und einen Hohlspiegel auf einen Umkehrreflektor geleitet wird. Es entsteht auf diese Weise ein periodisch über eine zu überwachende Fläche streichendes Lichtbündel. Das von dem streifenförmigen Umkehrreflektor zurückgeworfene Lichtbündel wird wieder über den Hohlspiegel und den Polygonspiegel und über einen im Strahlengang angeordneten teildurchlässigen Spiegel auf eine Photozelle geleitet. Bei Auftreten eines Hindernisses in der von dem Abtaststrahlenbündel überstrichenen Fläche erzeugt die Photozelle Impulse, die z. B. eine durch die Lichtschranke überwachteIt is also known a light barrier for accident protection, in which a light beam over a revolving polygon mirror and a concave mirror is directed onto an erecting reflector. It This creates a light beam that periodically sweeps over an area to be monitored. That The light beam reflected by the strip-shaped reversing reflector is again passed through the concave mirror and the polygon mirror and a partially transparent mirror arranged in the beam path directed to a photocell. When an obstacle occurs in the scanning beam over the swept area, the photocell generates impulses that z. B. one monitored by the light barrier

ίο Maschine abschalten. Bei dieser bekannten Anordnung handelt es sich nicht um das Abtasten durchlaufenden Gutes. Es erfolgt keine Fokussierung des Abtaststrahlenbündels in einer Laufebene, sondern das von einer Lichtquelle ausgehende Abtaststrahlenbündel wird auf dem Polygonspiegel fokussiert und in der Abtastebene durch den Hohlspiegel parallelgerichtet. Es ist eine dem Hohlspiegel nachgeschaltete Zylinderlinse vorgesehen, welche eine Parallelrichtung des Abtastlichtbündels in der zu der überwachten Fläche senkrechten Ebene bewirkt. Diese bekannte Anordnung ist weder bestimmt noch geeignet, ein durchlaufendes Gut auf Fehler abzutasten. ίο Switch off the machine. In this known arrangement it is not about the scanning of goods passing through. There is no focusing of the Scanning ray bundle in a running plane, but the scanning ray bundle emanating from a light source is focused on the polygon mirror and aligned in parallel in the scanning plane by the concave mirror. A cylindrical lens is provided which is connected downstream of the concave mirror and which has a Caused parallel direction of the scanning light beam in the plane perpendicular to the monitored area. This known arrangement is neither intended nor suitable for scanning a material passing through for defects.

Bei der Abtastung von Stoffbahnen u. dgl. auf Fehler kommt es entscheidend auf eine einwandfreie Fokussierung des Abtaststrahlenbündels in der Ebene des durchlaufenden Gutes an. Der auf dem durchlaufenden Gut erzeugte Lichtfleck darf nicht wesentlich größer sein als die zu erkennenden Flecken oder Falten, weil sonst die prozentuale Intensitätsänderung viel zu klein würde, um einen ausreichend großen lichtelektrischen Impuls zu erzeugen. Es Tst dabei auch zu berücksichtigen, daß bei lichtundurchlässigem diffus reflektierendem Material der photoelektrische Empfänger nur den Anteil des Lichts erhält, der von dem abzutastenden Gut diffus in den Empfängerstrahlengang reflektiert wird. Dieser Lichtstrom ist aber in der Regel nur dann ausreichend groß, wenn das Abtaststrahlenbündel auf dem abzutastenden Gut einen scharfen Lichtpunkt erzeugt.When scanning fabric webs and the like for errors, it is crucial that they are flawless Focusing the scanning beam in the plane of the goods passing through. The one on the passing Well-generated light spot must not be significantly larger than the spots to be recognized or Wrinkles, because otherwise the percentage change in intensity would be much too small to be sufficient to generate a large photoelectric pulse. It tst to also take into account that with opaque diffuse reflective material the photoelectric receiver only receives the portion of the light, which is reflected diffusely from the material to be scanned into the receiver beam path. This However, luminous flux is usually only sufficiently large when the scanning beam is on creates a sharp point of light on the material to be scanned.

Eine solche Abbildung bereitet Schwierigkeiten, wenn man sehr breites Gut, z. B. in der Größenordnung von einem Meter, abtasten will. Bei den bekannten Anordnungen zur Abtastung durchlaufenden Gutes ist die Schärfenebene, in welcher das Abtaststrahlenbündel fokussiert ist, konzentrisch um den beweglichen Spiegel gekrümmt. Es entsteht dann bei großen Abtastbreiten eine Unscharfe, weil sich-dabei die Abweichung der Schärfenfläche von der ebenen Räche des abzutastenden Gutes bemerkbar macht.Such a figure causes difficulties when one very broad goods, z. B. in the order of magnitude from a meter, wants to scan. In the known arrangements for scanning traversing A good thing is the plane of focus in which the scanning beam is focused, concentric curved around the moving mirror. In the case of large scanning widths, there is then a blurring because The deviation of the sharpening surface from the flat surface of the goods to be scanned becomes noticeable power.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art, auch bei der Abtastung breiten Gutes, über die gesamte Breite des Gutes hinweg mit dem Abtaststrahlenbündel einen gleichmäßig scharfen und sehr intensiven Lichtfleck zu erzeugen.The invention is based on the object, also in a device of the type mentioned at the outset when scanning wide goods, across the entire width of the goods with the scanning beam to produce an evenly sharp and very intense light spot.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß' zur Abtastung breiten Gutes im Abtaststrahlenbündel zur Ebenung der Schärfenfläche zusätzlich ein Hohlspiegel vorgesehen ist, dem eine sich quer über die Abtastbreite erstreckende, die Abbildung des Spaltes zu einem Punkt fokussierende Zylinderlinse nachgeschaltet ist und daß im Brennpunkt des Hohlspiegels der bewegliche, als Pupille für das Abtaststrahlenbündel wirkende Spiegel liegt. Nach der Erfindung wird durch die Abbildungs-According to the invention, this object is achieved in that 'for scanning broad material in the scanning beam a concave mirror is also provided for leveling the sharpening surface, one of which is extending across the scanning width, focussing the image of the slit to a point Cylindrical lens is connected downstream and that in the focal point of the concave mirror the movable one, as a pupil mirror acting for the scanning beam lies. According to the invention, the illustration

optik auf der Zylinderlinse ein scharfes Bild eines von der Lichtquelle ausgeleuchteten Spaltes erzeugt und dieses Spaltbild durch die Zylinderlinse in an sich bekannter Weise zu einem scharfen, intensiven Lichtfleck fokussiert. Durch den Hohlspiegel wird erreicht, daß diese Fokussierung über die gesamte Breite des abzutastenden Gutes hinweg in einer Ebene scharf erfolgt. Der Hohlspiegel hat dabei weniger die Funktion, eine Abbildung zu bewirken, sondern dient dazu, die Schärfenfläche zu ebnen.optics creates a sharp image of a gap illuminated by the light source on the cylinder lens and this slit image through the cylinder lens in a known manner into a sharp, intense one Focused light spot. The concave mirror ensures that this focusing over the entire Width of the goods to be scanned away in a plane takes place sharply. The concave mirror has it less the function of producing an image, but rather serves to level the surface of focus.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.Two embodiments of the invention are below with reference to the drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Grundriß;Fig. 1 shows an embodiment of the invention in plan;

F i g. 2 zeigt die zugehörige Seitenansicht;F i g. 2 shows the associated side view;

F i g. 3- zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung.F i g. 3- shows another embodiment of the invention.

Ein Eingangsspalt 1 (Fig. 2) wird von einer Lampe 2' mittels eines Kondensors 3 ausgeleuchtet. Von dem Spalt 1 geht ein Strahlenbündel S aus, welches, durch eine Abbildungsoptik 4 gebündelt und durch einen pyramidenstumpfförmigen Polygonspiegel 5 in einer waagerechten Ebene periodisch abgelenkt wird. Es fällt dabei auf einen Hohlspiegel 6 und würde in einer Ebene O (Fig. 1) ein Bild des Spaltes 1 erzeugen, welches durch die Drehung des Polygonspiegels 5 periodisch auswandert. Zur Ebnung der Schärfenfläche ist ein Hohlspiegel 6 vorgesehen, in dessen Brennpunkt der Polygonspiegel 5 sitzt, so daß das Spaltbild bei der Bewegung des Abtaststrahlenbündels S genau in einer Ebene wandert. Durch eine waagerecht liegende Zylinderlinse 7 wird das Spaltbild zu einem Punkt zusammengezogen, der in einer ebenen Fläche O' wandert.An entrance slit 1 (FIG. 2) is illuminated by a lamp 2 ' by means of a condenser 3. A beam S emanates from the gap 1, which is bundled by an imaging optics 4 and periodically deflected by a truncated pyramid-shaped polygon mirror 5 in a horizontal plane. It falls on a concave mirror 6 and would generate an image of the gap 1 in a plane O (FIG. 1), which image migrates periodically as a result of the rotation of the polygon mirror 5. To level the focus surface, a concave mirror 6 is provided, in the focal point of which the polygon mirror 5 is seated so that the slit image moves exactly in one plane when the scanning beam S moves. The slit image is drawn together to a point by a horizontally lying cylindrical lens 7, which moves in a flat surface O '.

In der Ebene O' läuft ein abzutastendes Gut, z. B. eine Papierbahn oder ein Papierbogen, vorbei. Der Anteil des diffus reflektierenden Lichtes, welcher in den Beleuchtungsstrahlengang zurückgeworfen wird, wird über den Hohlspiegel 6 und den Polygonspiegel 5 sowie über einen halbdurchlässigen Spiegel 8 auf einen Ausgangsspalt 9 gelenkt.
Durch das Strahlenbündel S wird das vorbeilaufende Gut zeilenweise abgetastet. Ein Fleck oder eine Falte bewirkt eine Schwächung des Anteils des in den Beleuchtungsstrahlengang zurückgeworfenen diffus reflektierten Lichtes, der auf eine hinter demA good to be scanned runs in the plane O ', e.g. B. a paper web or a sheet of paper, over. The portion of the diffusely reflecting light which is reflected back into the illuminating beam path is directed via the concave mirror 6 and the polygon mirror 5 as well as via a semitransparent mirror 8 onto an exit slit 9.
The passing material is scanned line by line by the bundle of rays S. A spot or a fold causes a weakening of the portion of the diffusely reflected light thrown back into the illuminating beam path, which is on a behind the

ίο Spalt 9 angeordnete Photozelle 10 fällt. Dadurch liefert die Photozelle 10 einen photoelektrischen Impuls. Durch diesen Impuls kann eine Signalvorrichtung betätigt, der Transport des vorbeilaufenden Gutes stillgesetzt oder eine Vorrichtung zum Ausscheiden des fehlerhaften Stückes in Tätigkeit gesetzt werden.ίο Gap 9 arranged photocell 10 falls. Through this the photocell 10 delivers a photoelectric pulse. A signaling device can be triggered by this impulse actuated, the transport of the passing goods stopped or a device for separating of the defective piece are put into action.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 und 2 bietet es manchmal Schwierigkeiten, ein durchlaufendes Gut in der Abtastebene zu führen, ohne den Strahlengang zu stören. Dies wird bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 dadurch vermieden, daß das Abtaststrahlenbündel von dem beweglichen Spiegel 5 auf den bildebnenden Hohlspiegel 6 über einen ebenen Umlenkspiegel 11 geleitet wird. Dabei reflektieren der Umlenkspiegel 11 und der Hohlspiegel 6 das Abtaststrahlenbündel derart unter spitzen Winkeln zur Einfallsrichtung, daß sich die auf den Umlenkspiegel 11 fallenden und die von dem Hohlspiegel 6 reflektierten Strahlen kreuzen. Durch geeignete Anordnung der Spiegel 11, 6 und die pyramidenstumpfförmige Ausbildung des Polygonspiegels 5 kann dafür gesorgt werden, daß das Abtaststrahlenbündel trotz des schrägen Einfalls des Strahlenbündels S gerade in einer Ebene oszilliert.In the embodiment according to FIG. 1 and 2, it is sometimes difficult to guide a material passing through in the scanning plane without disturbing the beam path. This is done in the embodiment according to FIG. 3 avoided in that the scanning beam is guided from the movable mirror 5 to the leveling concave mirror 6 via a flat deflecting mirror 11. The deflecting mirror 11 and the concave mirror 6 reflect the scanning beam at acute angles to the direction of incidence in such a way that the rays falling on the deflecting mirror 11 and the rays reflected by the concave mirror 6 cross. By means of a suitable arrangement of the mirrors 11, 6 and the truncated pyramid-shaped configuration of the polygon mirror 5, it can be ensured that the scanning beam oscillates in one plane in spite of the oblique incidence of the beam S.

Im übrigen wirkt das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 in der gleichen Weise wie die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Die entsprechenden Teile sind jeweils mit der gleichen Bezugsziffer bezeichnet.Otherwise, the embodiment according to FIG. 3 in the same way as the embodiment of FIGS. 1 and 2. The corresponding parts are each designated with the same reference number.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Device for the photoelectric scanning of passing goods with a guided to a photoelectric receiver, by means of a movable mirror oscillating in a plane lying transversely to the direction of passage of the goods and by means of imaging optics in the moving plane of the goods focused scanning beam, characterized in that for scanning wide goods in the scanning beam (S) a concave mirror (6) is additionally provided for leveling the focus surface, to which a concave mirror extending transversely over the scanning width

"the image of the gap (1) is connected downstream to a point-focussing cylindrical lens (7)

. and that at the focal point of the concave mirror (6) the movable one acts as a pupil for the scanning beam acting mirror (5) lies.