DE3145098A1

DE3145098A1 - Optisches system fuer einen optischen codierer

Info

Publication number: DE3145098A1
Application number: DE19813145098
Authority: DE
Inventors: Paul A. 93111 Santa Barbara Calif. Johnson
Original assignee: BEI Electronics Inc
Current assignee: BEI Electronics Inc
Priority date: 1980-11-25
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1982-06-16
Also published as: DE3145098C2; JPS6058403B2; FR2494860A1; CA1166751A; GB2088163B; GB2088163A; FR2494860B1; US4385234A; JPS57116215A

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 11.11.1981

Firma P 4114· S/Lö

BEI Electronics, Inc.

819 Reddick Street

Santa Barbara, Calif. 93103 V.St.A.

Vertreter:

Kohler - Schwindling - Späth Patentanwälte Hohentwielstraße 41

7000 Stuttgart 1

Optisches System für einen optischen Codierer

Die Erfindung bezieht sich auf optische Codierer von der Art, die eine rotierende Codescheibe oder einen anderen bev/eglichen Codeträger aufweisen, der eine An zahl optischer Codespuren zur Modulation von Licht ge

-f-9

maß der Stellung oder der Bewegung des Codeträgers besitzt. Solch ein optischer Codierer enthält ein optisches System zur Beleuchtung der Codespuren auf dem beweglichen Codeträger und zum Zuführen des modulierten Lichtes von den Codespuren zu einem Photodetektor, der eine Anzahl Kanäle zum Umwandeln des modulierten Lichtes in entsprechende elektrische Signale aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes optisches System für einen optischen Codierer der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, solch ein neues und verbessertes optisches System zu schaffen, dessen Aufbau und Einrichtung gewährleisten, daß die verschiedenen Komponenten des optischen Systems leicht montiert werden können und automatisch im richtigen Verhältnis zueinander gehalten werden, ohne daß eine sorgfältige oder schwierige Justierung des optischen Systems erforderlich ist.

Zur Lösung dieser und weiterer Aufgaben wird durch die Erfindung ein optisches System für einen optischen Codierer geschaffen, das vorzugsweise aus einem mehrspurigen optischen Codeträger, einem mehrkanaligen Photodetektor zum Empfang modulierten Lichtes vom Codeträger, einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht zum Beleuchten des Codeträgers, einer Objektivlinse zum Fokussieren des Lichts in Form einer Linie auf den Codeträger, einem Gehäuse mit einem Sitz zur Aufnahme der Objektivlinse, einer Blendenplatte, deren Blenden-

Öffnung auf die Objektivlinse ausgerichtet ist, und Mitteln zur Befestigung der Blendenplatte an dem Gehäuse in solcher Weise, daß die Objektivlinse zwischen dem Sitz und der Blendenplatte gehalten ist, besteht.

Die Objektivlinse kann im wesentlichen die Form eines Zylinders, Halbzylinders oder auch jede andere bekannte oder geeignete Form haben, wie diejenige eines Duplets oder eines Triplets.

Die Befestigungsmittel können Flansche am Gehäuse umfassen, welche die Blendenplatte in einer solchen Stellung halten, daß die Objektivlinse zwischen Blendenplatte und ihrem Sitz gehalten ist. Die Blendenplatte kann biegbar und elastisch sein und von den Flanschen in gebogenem Zustand gehalten werden, so daß die Blendenplatte an der Objektivlinse anliegt und elastisch in ihren Sitz drückt.

Der Sitz kann die Form einer Nut im Gehäuse haben, welche die Objektivlinse aufnimmt und deren Lage bestimmt, insbesondere wenn die Linse die Form eines Zylinders hat.

Die Befestigungsmittel können die Form einer schwalbenschwanz förmigen Gehäusenut haben, welche die einschiebbare Blendenplatte aufnimmt und festhält.

Das optische System kann eine Kollimatorlinse umfassen, die zwischen Lichtquelle und Objektivlinse angeordnet ist. Die Kolliraatorlinse kann wenigstens ein optisches

Element rait im allgemeinen sphärischer Krümmung aufweisen. Die Kollimatorlinse kann aus einem einfachen optischen Element, aber auch aus einem Duplet oder einem Triplet bestehen. Die Kollimatorlinse kann ein asphärisches optisches Element umfassen.

Die Befestigungsmittel können Klebemittel zur Befestigung der Blendenplatte am Gehäuse umfassen.

Die Lichtquelle kann eine Leuchtdiode aufweisen, die vorzugsweise so aufgebaut ist, daß sie ein linsenförmiges Lichtmuster erzeugt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Blendenplatte in die Objektivlinse eingegossen sein.

Das optische System kann ein Gehäuse umfassen, das eine quer gerichtete, schwalbenschwanzförmige Nut enthält, und ein optisches Glied, das in die schwalbenschwansförmige Nut eingesetzt ist und dazu dient, das dem Codeträger zugeführte Licht zu modifizieren. Das optische Glied kann aus einem optischen Gitter bestehen oder aus einer Objektivlinse und einer Blendenplatte, die zusammen in der schwalbenschwanzförmipjen Mut angeordnet sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Der folgenden Beschreibung sind auch weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der Erfindung

- y-

zu entnehmen, die bei anderen Ausführungsformen der Erfindung in beliebiger Kombination vorhanden sein können. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt längs der Linie 1-1 in

Fig. 2 durch einen optischen Codierer nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2

durch den optischen Codierer nach Fig.

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Linsengehäuse

und die Blendenplatte des optischen Codierers nach Fig. Λ längs der Linie 3-3,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4—4- durch

die Anordnung nach Fig. 3i

Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 3 teilweise

in Draufsicht und teilweise im Schnitt längs der Linie 5-5»

Fig. 6 . eine Draufsicht auf die Lichtquelle

des optischen Codierers nach Fig. 1 längs der Linie 6-6,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7

durch die Lichtquelle nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Pig. 5 einer

modifizierten Ausführungsform des Linsengehäuses mit der Blendenplatte,

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines modifizierten optischen Systems, bei dem die Objektivlinse als Triplet ausgebildet ist,

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer weiteren, modifizierten Ausführungsform des optischen Systems, bei dem die Objektivlinse als Duplet ausgebildet ist,

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des optischen Systems mit einer im wesentlichen halbzylindrischen Objektivlinse,

Fig. 12, 13 Teilschnitte durch verschiedene Ausfüh- und 14- rungsformen von Kollimatorlinsen, die als Triplet, achromatisches Duplet und als ashärische Linse ausgebildet sind,

Fig. 15 eine schematische Darstellung einer modifizierten Ausführungsform, bei welcher die Objektivlinse und die Blendenplatte der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 8 durch ein Gitter ersetzt ist, und

Fig. 16 eine schematische perspektivische Darstellung des Gitters nach Fig. 15.

Wie soeben angegeben, veranschaulichen die Fig. 1 und einen optischen Codierer 10 mit einem optischen System 12, der als erläuterndes Beispiel für die vorliegende Erfindung beschrieben werden soll. Der optische Codierer hat eine drehbare Welle 14, die in einem Hauptgehäuse oder Rahmen 20 von Lagern 16 und 18 getragen wird. Der ' allgemeine Zweck des Codierers 10 besteht darin, elektrische Signale zu liefern, welche die Stellung oder Bewegung der Welle 14 mit hoher Genauigkeit anzeigen. So kann der optische Codierer 10 in einem Fernmeßsystem zur elektrischen Überwachung der Position oder der Bewegung eines beliebigen drehbaren oder verschiebbaren Gliedes benutzt werden, mit dem die Welle 14 in Verbindung steht.

Der optische Codierer 10 besitzt einen beweglichen Codeträger, der als optische Codescheibe 22 dargestellt ist, die auf der mechanischen Antriebswelle 14 befestigt und zusammen mit dieser drehbar ist. Die optische Codescheibe 22 kann Jeden bekannten oder geeigneten Aufbau haben und weist vorzugsweise mehrere optische Codespuren 24 zur Modulation von Licht gemäß der Stellung oder Bewegung der Codescheibe auf. Solche optischen Codescheiben sind dem Fachmann gut bekannt. Beispielsweise kann eine typische Codescheibe eine Digital-Scheibe sein, die aus einem durchsichtigen Material besteht, beispielsweise aus Glas, und mit einer Anzahl konzentrischer, kreisförmiger Spuren versehen ist, von denen jede aufeinanderfolgende Abschnitte aufweist, die abwechselnd hell und dunkel sind, so daß einfallendes Licht von den Spuren moduliert wird, wenn die Scheibe gedreht wird.

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Die Anzahl der Abschnitte in den aufeinanderfolgenden, konzentrischen Spuren kann in Übereinstimmung mit einem Binärcode verschieden sein. So kann beispielsweise die Anzahl der Abschnitte in den aufeinanderfolgenden Spuren 2, 4-, 8, 16, 32 usw. betragen. Die Codescheibe kann so angeordnet sein, daß sie Licht entweder durchläßt oder reflektiert.

Solche optische Codescheiben sind beispielsweise in den US-PSen 3 618 074- und 5 710 575 beschrieben.

Wie Pig. 1 und 2 zeigen, enthält das optische System 12 des optischen Codierers 10 einen Mehrkanal-Photodetektor 26 zur Umwandlung des von den'Codespuren 24- ausgehenden, modulierten Lichtes in eine Anzahl entsprechender, elektrischer Signale. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Mehrkanal-Photodetektor 26 dicht benachbart zur linken Seite der optischen Codescheibe 22 angeordnet, damit er das modulierte Licht von den optischen Codespuren 24- empfängt. Der Photodetektor 26 kann jeden bekannten oder geeigneten Aufbau haben. So kann beispielsweise der Photodetektor 26 von einer Anzahl photoelektrischer Elemente Gebrauch machen, die lichtempfindliche Silicium-Übergänge oder andere Einrichtungen zur Umwandlung von Licht in elektrische Signale verwenden.

Das optische System 12 umfaßt eine Lichtquelle 28 zut Erzeugung von Licht zum Beleuchten der Codespuren 24-auf der Codescheibe 22. Vorzugsweise ist die Lichtquelle 28 zur Erzeugung eines linienförmigon Lichtmusters ausgebildet und angeordnet. Die dargestellte Lichtquelle 28

hat die Form einer Leuchtdiode mit einem geradlinigen» Licht emittierenden Teil oder Stab 30. Speiseströme werden dem geradlinigen Teil 30 mittels mehrerer Leitungen 32 zugeführt, die an einer Reihe von Stellen längs des geradlinigen Teiles angeschlossen sind, wie es Fig. 6 und 7 zeigen.

Das optische System 12 enthält auch eine Kollimator- oder Sammellinse 34-, die zwischen der Lichtquelle 28 und der Codescheibe 22 angeordnet ist. Allgemein hat die Linse 34-eine Kollimatorwirkung, die darin besteht, daß die Linse von der Lichtquelle 28 divergierende Lichtstrahlen empfängt und das Licht in Form von im wesentlichen paralellen Strahlen auf die Codescheibe 22 richtet. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Linse 34- bikonvex und weist sphärisch gekrümmte, konvexe Oberflächen auf. Die Kollimatorlinse kann jedoch von jeder bekannten oder geeigneten Art sein und aus ein oder mehr Linsenelementen bestehen. So zeigen die Fig. 12, 13 und 14- modifizierte Typen von Kollimatorlinsen. Fig. 12 zeigt eine als Triplet ausgebildete Kollimatorlinse 34-a mit drei Linsenelementen. Fig. 13 zeigt eine als achromatische Duplet ausgebildete Kollimatorlinse 34-b mit zwei Linsenelementen. Fig. 14- zeigt eine asphärische Kollimatorlinse 34c. Diese Linsen sind beispielsweise dargestellt und haben keine beschränkende Bedeutung. Es ist auch möglich, auf eine Kollimatorlinse zu verzichten, obwohl allgemein, bei Verwendung einer Kollimatorlinse bessere Ergebnisse erzielt werden.

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Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Kollimatorlinse 34 in einem Linsengehäuse 36 angeordnet und gehalten, das in geeigneter Weise in dem Haupt- oder Außengehäuse 20 des optischen Codierers 20 gehalten ist. Wie dargestellt, hat das Linsengehäuse 36 einen ringförmigen Sitz 38 zur Aufnahme und Positionierung der Linse 34« Ein Haltering 40 ist in das Linsengehäuse 36 eingesetzt und drückt die Linse 34 gegen ihren Sitz 38. Es ist ersichtlich, daß die Lichtquelle 28 von einem rohrförmigen Bauteil 42 des Linsengehäuses 36 aufgenommen und darin gehalten ist. Auf diese Weise wird die Lichtquelle automatisch auf der optischen Achse der Sammellinse 34 angeordnet und gehalten.

Wie in Fig. 1 dargestellt, umfaßt das optische System 12 auch eine Objektivlinse 44 zum Abbilden einer Lichtlinie auf den Codespuren 24 der Codescheibe 22. Die Objektivlinse 44 ist ebenfalls in dem Linsengehäuse 36 befestigt und zwischen der Kollimatorlinse 34 und der Codescheibe 22 genau positioniert und gehalten. Die Objektivlinse 44 ist der Kathodenscheibe 22 dicht benachbart und auf der optischen Achse der Kollimatorlinse 34 angeordnet.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, hat die Objektivlinse 44 allgemein eine zylindrische Form, und zwar genauer die Form eines durchsichtigen, zylindrischen Stabes, dessen Zylinderachse sich parallel zu dem geradlinigen, lichtemittierenden Teil 30 der Lichtquelle 28 erstreckt. Die · Objektivlinse 44 kann jedoch verschiedene andere Formen annehmen, von denen einige in den Fig. 9, 10 und 11

beispielsweise dargestellt sind. Fig. 9 zeigt eine modifizierte Objektivlinse 44a in Form eines Triplet, das drei Linsenelemente umfaßt. Allgemein haben die Linsenelemente ein oder zwei optische Flächen, die allgemein zylindrisch gekrümmt sind.

Pig. 10 zeigt eine andere, modifizierte Objektivlinse 44b, welche die Form eines Duplets hat und aus zwei Linsenelementen besteht, deren optische Flächen im wesentlichen zylindrisch gekrümmt sind.

Fig. 11 zeigt eine weitere modifizierte Objektivlinse 44c, die allgemein eine halbzylindrische Form hat. Weitere Einzelheiten der Fig. 9 bis 11 werden später beschrieben.

Wie in den Fig. 1 und 3 bis 5 dargestellt, umfaßt das optische System 12 eine Blendenplatte oder ein Blendenglied 46, das zwischen der Objektivlinse 44 und der Codescheibe 22 angeordnet ist. Demgemäß befindet sich die Blendenplatte 46 dicht benachbart zur Codescheibe 22. Die dargestellte Blendenplatte 46 ist mit einer Öffnung in Form eines Schlitzes 48 versehen, der auf die Objektivlinse 44 ausgerichtet ist und sich parallel zu deren Zylinderachse erstreckt. Der Schlitz 48 unterstützt die Begrenzung der Lichtlinie, die auf der Codescheibe 22 fokussiert wird.

Die Objektivlinse 44 und die Blendenplatte 46 sind in dem Linsengehäuse 36 vorzugsweise in solcher Weise montiert, daß die Stellungen der Objektivlinse 44 und der Blendenplatte 46 in Bezug auf die anderen Komponenten

des optischen Systems genau bestimmt sind. Wie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt, hat das Linsengehäuse 36 einen ringförmigen vorderen Abschnitt 50, der mit einem Sitz 52 zur Aufnahme und Positionierung der Objektivlinse 44 versehen ist. Die dargestellte Objektivlinse 44 hat die Form eines zylindrischen Stabes. Der Sitz 52 hat die Form einer geradlinigen Nut, die in dem vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 36 angebracht ist. Die Nut oder der Sitz 52 hat vorzugsweise einen V-förmigen Querschnitt, um die Lage der zylindrischen Linse 44 genau zu bestimmen. Die Hut 52 steht zur optischen Achse der Kollimatorlinse 34 senkrecht und erstreckt sich parallel zu dem geradlinigen, lichtemittierenden Teil 30 der Lichtquelle 28.

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, ist die Nut oder der Sitz 52 in der Vorder- oder Außenseite einer Querwand 54-angebracht, die sich über den vorderen Teil 50 des Linsengehäuses 36 und vor der Kollimatorlinse 34- erstreckt. Die Rückseite oder der Boden der Nut 52 steht mit einem Schlitz 56 in Verbindung, der sich durch die Querwand 54- hindurch erstreckt, um Licht von der Sammellinse 34 zur Objektivlinse 44 durchzulassen. Der Schlitz 56 erstreckt sich parallel zum Schlitz 48 in der Blendenplatte 46.

Die Objektivlinse 44 wird zwischen der Blendenplatte 46 und dem Sitz 52 gehalten. Wie die Fig. 3 bis 5 zeigen, ist die Blendenplatte 46 dünn, biegsam und elastisch und besteht vorzugsweise aus einer dünnen Metallplatte oder -folie. In manchen Fällen ist jedoch die Blenden-

platte nicht notwendigerweise biegsam und elastisch.

In der speziellen Konstruktion nach den Pig. 3 bis 5 wird die Blendenplatte 46 als elastisches Federglied zum Andrücken der Objektivlinse 44 an den Sitz 52 verwendet. Demnach ist die Blendenplatte 46 an dem vorderen Teil 50 des Linsengehäuses 36 so befestigt, .daß sie an der Objektivlinse 44 anliegt, die in diesem Fall zylindrisch ist. Die Blendenplatte 46 ist in eine gekrümmte Form gebracht, wie es Fig. 5 zeigt, so daß die Blendenplatte 46 die zylindrische Linse 5^ gegen ihren Sitz 42 drückt. Die Blendenplatte 46 wird in ihrer gekrümmten, gebogenen Form von Flanschen gehalten, die am vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 36 angebracht und als zwei Flansche 58 dargestellt sind, welche die Ränder der Blendenplatte 46 übergreifen und sich parallel zum Sitz 52 für die zylindrische Linse 44 erstrecken. Die dargestellten Flansche 58 werden von einer schwalbenschwanzförmigen Nut oder Rinne 60 im vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 36 gebildet. Die schwalbenschwanzförmige Rinne 60 erstreckt sich parallel zum Sitz oder zur Nut 52, welche die zylindrische Linse 44 aufnimmt.

Wie aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich, läßt sich die •Blendenplatte 46 in den vorderen Abschnitt 50 des Linsengehäuses 36 leicht einsetzen. Dies erfolgt durch Einlegen der zylindrischen Linse 44 in ihren Sitz oder ihre Nut 52, wonach die Blendenplatte 46 in eine gekrümmte Form gebracht und in die schv/albenschwanzförmige Rinne 60 eingeschoben wird, so daß die Blendenplatte 46

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an der Vorderseite der zylindrischen Linse 44 zur Anlage kommt. Die Randabschnitte der Blendenplatte 46 sind hinter den Flanschen 58 gefangen, die von der schwalbenschwanzförmigen Rinne 60 gebildet werden.

Auf diese Weise wird der Blendensehlitz 48 automatisch auf die zylindrische Objektivlinse 44 ausgerichtet, die ihrerseits in ihren Sitz oder die Nut 52 gedrückt wird, so daß die zylindrische Linse automatisch in der korrekten Stellung in Bezug auf die Kollimatorlinse 34 und die Lichtquelle 28 angeordnet wird. Die zylindrische Objektivlinse 44 und der Blendensehlitz 48 sind so angeordnet, daß sie parallel zu dem geradlinigen, lichtemittierenden Teil.50 der Lichtquelle 28 gerichtet sind.

Das gesamte optische System 12 kann sehr leicht und trotzdem mit sehr hoher Genauigkeit montiert werden, so daß die Relativstellungen der verschiedenen Komponenten des optischen Systems 12 mit einem hohen Maß an Genauigkeit erreicht und eingehalten werden können. Das optische System 12 erfordert keine feinfühligen und schwierigen Justierungen.

Pig. 8 veranschaulicht ein modifiziertes optisches System 62, in dem die zylindrische Objektivlinse 44 und die Blendenplatte 46 nach den Fig. 1 bis 7 durch eine modifizierte zylindrische Linse 64 und eine Blendenplatte 66 ersetzt worden sind In diesem Fall ist die Blendenplatte 66 in die zylindrische Linse 64 eingegossen. Wie dargestellt, weist die Blendenplatte 66 einen Blendensehlitz 68 auf, der in die zylindrische

Linse 64 eingebettet ist. Auf diese Weise ist die Ausrichtung des Blendenschlitzes 68 auf die zylindrische Linse 64- mit hoher Genauigkeit gewährleistet.

Tn dem optischen System 62 nach Fig. 8 ist die Kollimatorlinse 34- die gleiche wie zuvor, jedoch ist sie in ein modifiziertes Linsengehäuse 70 eingebaut, das dem Linsengehäuse 36 ähnlich ist, jedoch einen modifizierten vorderen Abschnitt 72 zum Halten der Objektivlinse 64· und der Blendenplatte 66 aufweist. Es ist ersichtlich, daß die Objektivlinse 64- die Form eines zylindrischen Sammelgliedes oder -abschnittes hat, das zusammen mit einer flachen Trag- oder Montageplatte 74- ein Teil bildet, die sich über den vorderen Gehäuseabschnitt 72 erstreckt und an diesem mittels Schrauben 76 oder anderen geeigneten Mitteln befestigt ist. Die Blendenplatte 66 ist an der Vorderseite der Montageplatte 64- befestigt und ebenfalls an dem vorderen Gehäuseabschnitt 72 mittels Schrauben 76 angebracht.

Auch die Konstruktion nach'Fig. 8 stellt mit hoher Genauigkeit die gewünschte Beziehung zwischen der Kollimatorlinse 34- und der Objektivlinse 64- her und gewährleistet das Einhalten dieser Beziehung, während sogleich mit großer Genauigkeit die Stellung der Blendenplatte hergestellt und eingehalten wird, in welcher ihr Blendenschlitz 68 auf die zylindrische Objektivlinse 64- ausgerichtet ist. Die Montageplatte 74- und die zylindrische Linse 64- können als ein Teil aus Glas oder einem durchsichtigen Kunststoff gegossen werden.

Wie oben angegeben, veranschaulicht Fig. 9 ein modifiziertes optisches System 80, das von einem Triplet als Objektivlinse 44a Gebrauch macht, die in einem modifizierten Linsengehäuse oder -halter 82 angeordnet ist, der in seinem vorderen Abschnitt 86 einen Sitz 8^i zur Aufnahme und Positionierung der Triplet-Objektivlinse 44a aufweist. Der Sitz 84 hat die Form einer Rinne, in der die Objektivlinse 44a durch eine Blendenplatte 88 gehalten ist. Zum Andrücken der Blendenplatte 88 gegen das vordere Element der Triplet-Objektivlinse 44a weist das dargestellte Linsengehäuse 82 Flansche auf, die in Form von zwei Flanschen 90 dargestellt sind, die den Flanschen 58 nach Fig. 4 ähnlich sind. Die Blendenplatte 88 ist gekrümmt dargestellt und vorzugsweise, ,jedoch nicht notwendigerweise durch elastisches Verformen in diese gekrümmte Form gebracht, wie im Fall der Blendenplatte 46. Die Blendenplatte 88 ist vorzugsweise, ,jedoch nicht notwendigerweise elastisch, so daß ihre Elastizität die Objektivlinse 44a gegen ihren Sitz 84 drückt.

Die als Triplet ausgebildete Objektivlinse 44a nach Fig. 9 fokussiert das von der Lichtquelle 28 ausgehende Licht in Form einer Lichtlinie auf die Codeschej be 22. Der Schlitz in der Blendenplatte 88 unterstützt die Bildung einer feinen Lichtlinie.

Wie oben angegeben, zeigt Fig. 10 ein weiteres, modifiziertes optisches System 94, das von einer Objektivlinse 44b in Form eines Duplets Gebrauch macht, die in einem modifizierten Linsengehäuse 96 angeordnet ist, das in seinem vorderen Abschnitt 100 einen Sitz oder eine Rinne 98 zur Aufnahme und Positionierung der Dup-

let-Objektivlinse 44b aufweist. Das optische System 94 enthält auch eine Blendenplatte 102, welche die Duplet-Objekt ivlinse 44b in ihrem 8itz 98 hält. Die Blendenplatte 102 ist in diesem Falle eben und wird in geeigneter Weise an dem Linsengehäuse gehalten, beispielsweise mittels eines Zements oder eines anderen Klebemittels, das zwischen die Blendenplatte 102 und die benachbarte Vorderfläche 104- des Linsengehäuses 96 aufgebracht wird.

Wie zuvor fokussiert die Duplet-Objektivlinse 44b auf die Codescheibe 22 eine Lichtlinie, deren Licht von der Lichtquelle 28 stammt. Auch hier kann die Blendenplatte 102 eine schlitzförmige öffnung aufweisen, welche die Ausbildung einer feinen Lichtlinie auf der Codescheibe 22 unterstützt.

Pig. 11 veranschaulicht ein weiteres modifiziertes optisches System 110, das von einer halbzylindrischen Objektivlinse 44c Gebrauch macht, die in einem modifizierten Linsengehäuse 112 angeordnet ist, das in seinem vorderen Abschnitt 116 einen Sitz oder eine Nut 114 zur Aufnahme und Positionierung der Linse. 44c besitzt. Der Sitz oder die Nut 114 hat die Form einer im wesentlichen V-förmigen Rinne". Eine Blendenplatte oder Blende 118 ist vor der Linse 44c an dem Linsengehäuse 112 befestigt und hält die Linse in ihrem bitζ 114.

In dem optischen System 110 nach Pig. 11 ist die Blendenplatte 118 eben und in geeigneter Weise an dem Linsengehäuse 116 befestigt, beispielsweise mittels eines Kittes oder eines anderen Klebemittels, das zwischen

der Blendenplatte 1.18 und der entsprechenden Vorderfläche 120 des Linsengehäuses 116 angebracht worden ist.

Die halbzylindrische Objektivlinse 44c fokussiert auf der Codescheibe 22 eine Lichtlinie, deren Licht von der Lichtquelle 28 stammt. Wie zuvor kann die Blendenplatte 118 eine schlitzförmige öffnung aufweisen, welche die Begrenzung einer feinen Lichtlinie auf der Codescheibe 22 unterstützt.

Fig. 15 und 16 veranschaulichen ein anderes modifiziertes optisches System 124, das von dem gleichen Linsengehäuse 50 Gebrauch machen kann, wie es in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben worden ist. Bei dem modifizierten optischen System 124 nach Fig. 15 sind jedoch die Objektivlinse 44 und die Blendenplatte 46 durch ein Gitter 126 ersetzt, das mit einem geeigneten Codemuster 128 versehen ist. Solche Gitter sind dem Durchschnittsfachmann bekannt. Das dargestellte Gitter 126 hat die Form einer transparenten Platte, die aus Glas oder einem anderen durchsichtigen Material besteht und so geformt ist, daß sie in die schwalbenschwanzförmige Nut 60 paßt, so daß das Gitter 126 von den übergreifenden Flanschen 58 gehalten wird. Wie die Fig. 15 und 16 zeigen, hat das Gitter 26 abgeschrägte Seitenflächen 150, die den Flanschen 58 angepaßt sind, so daß da;. Gitter in die Nut einschiebbar ist. Das Gitter 126 kann in der schwalbenschwanzförmigeh Nut 60 auf geeignete Weise befestigt sein, beispielsweise mittels eines Kittes 132 oder eines anderen Klebemittels.

Das in den Pig. 5 und 15 daxgestellte Linsengehäuse $0 hat den Vorteil eines universellen Aufbaus, der zur Aufnahme und Halterung entweder eines Gitters 126 nach Fig. 15 oder eine Objektivlinse 4-4- mit Blendenplatte 4-6 nach Fig. 5 geeignet ist, die beide optische Modifikationseinrichtungen bilden.

Es können vielfältige andere Modifikationen, alternative Konstruktionen und äquivalente Einrichtungen benutzt werden, ohne den wahren Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche

Cjy Optisches System für einen optischen Codierer, bestehend aus einem mehrspurigen optischen Codeträger, einem mehrkanaligen Photodetektor zum Empfang modulierten Lichtes vom Codeträger, einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht zum Beleuchten des Codeträgers und einer Objektivlinse zum Fokussieren des Lichtes in Form einer Linie auf dem Codeträger, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse in einem in einem Gehäuse angeordneten Sitz gehalten ist, daß auf die Objektivlinse die Blendenöffnung einer Blendenplatte ausgerichtet ist und daß die Blendenplatte an dem Gehäuse in solcher Weise befestigt ist, daß die Objektivlinse zwischen dem Sitz und der Blendenplatte gehalten ist.
2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse im wesentlichen die Form eines Zylinders hat.
3. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse im wesentlichen die Form eines Halbzylinders hat.
4-. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse als Duplet ausgebildet ist.
5. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

net, daß die Objektivlinse als Triplet ausgebildet ist.
6. Optisches System nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zum Halten der Blendenplatte Flansche aufweist und die Objektivlinse zwischen der Blendenplatte und dem Sitz angeordnet ist.
7. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenplatte biegsam und elastisch ist und daß das Gehäuse Flansche aufweist, die die Blendenplatte in gebogener Stellung derart halten, daß die Blendenplatte an der Objektivlinse anliegt und die Objektivlinse elastisch in ihren Sitz drückt.
8. Optisches System nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse im wesentlichen die Form eines Zylinders hat.
9. Optisches System nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse im wesentlichen die Form eines zylindrischen Stabes und der Sitz die Form einer Nut im Gehäuse hat, welche den zylindrischen Stab aufnimmt und dessen Lage bestimmt.
10. Optisches System nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse im wesentlichen die Form eines Zylinders hat, daß der Sitz eine im Gehäuse angebrachte Nut zur Aufnahme und Positionierung der Objektivlinse umfaßt, daß die Blendenplatte.biegbar und elastisch ist und daß im Gehäuse eine schwalbenschwanzförmige Nut angeordnet ist, in welche die

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Blendenplatte in, gekrümmter Form eingeschoben und gehalten ist, so daß sie an der Objektivlinse anliegt und die Objektivlinse elastisch in der Nut hält, wobei die Blendenplatte einen auf die Linse ausgerichteten Schlitz aufweist.
11. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle und der Objektivlinse eine Kollimatorlinse angeordnet ist.
12. Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatorlinse wenigstens ein optisches Element mit einer sphärisch gekrümmten Oberfläche aufweist.
13. Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatorlinse als Duplet ausgebildet ist.
14. Optisches System nach Anspru.ch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatorlinse als Triplet ausgebildet ist.
15. Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollimatorlinse ein asphärisches optisches Element enthält.
16. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenplatte an dem Gehäuse durch ein Klebemittel befestigt ist. .
17. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Leuchtdiode umfaßt.
18. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Leuchtdiode zur Erzeugung eines linienförmigen Lichtmusters enthält.
19· Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenplatte in einen Abschnitt der Objektivlinse eingegossen ist.
20. Optisches System nach Anspruch 19·, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektivlinse im wesentlichen die Form eines Zylinders hat.
21. Optisches System nach Anspruch 19i daß die Objektivlinse einen Montageabschnitt und einen Fokussierabschnitt aufweist, der Montageabschnitt in dem Gehäuse befestigt ist und die Blendenplatte in den Fokussierabschnitt eingegossen ist.
22. Optisches System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der iOkussierabschnitt wenigstens ein optisches Element aufweist, das eine im wesentlichen zylindrische Krümmung besitzt.
23. Optisches System für einen optischen Codierer, bestehend aus einem mehrspurigen optischen Codeträger, einem mehrkanaligen Photodetektor zum Empfang modulierten Lichtes vom Codeträger und einer Lichtquelle

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zur Erzeugung von Licht zum Beleuchten des Codeträgers, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lichtquelle und dem Codeträger ein optisches Gehäuse angeordnet ist, das eine sich quer erstreckende, schwalbenschwanz förmige Montagerinne aufweist, und daß in der schwalbenschwanzförmigen Montagerinne ein optisches Modifikationsglied angeordnet ist, welches das dem Codeträger zugeführte Licht beeinflußt.
24. Optisches System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Modifikationsglied ein optisches Gitter ist.
25. Optisches System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Modifikationsglied eine Objektivlinse und eine Blendenplatte umfaßt, die zusammen in der schwalbenschanzförinigen Montagerinne angeordnet sind.