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DE2654464A1 - Photoelektrische lichtempfangsanordnung - Google Patents

Photoelektrische lichtempfangsanordnung

Info

Publication number
DE2654464A1
DE2654464A1 DE19762654464 DE2654464A DE2654464A1 DE 2654464 A1 DE2654464 A1 DE 2654464A1 DE 19762654464 DE19762654464 DE 19762654464 DE 2654464 A DE2654464 A DE 2654464A DE 2654464 A1 DE2654464 A1 DE 2654464A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrangement according
light
guide rod
diode
light guide
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.)
Pending
Application number
DE19762654464
Other languages
English (en)
Inventor
Klaus Dipl Phys Dr Hartmann
Heinz Dipl Ing Henneberger
Erwin Sick
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.)
Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Original Assignee
Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
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 Erwin Sick GmbH Optik Elektronik filed Critical Erwin Sick GmbH Optik Elektronik
Priority to DE19762654464 priority Critical patent/DE2654464A1/de
Priority to US05/853,889 priority patent/US4180702A/en
Priority to JP14460477A priority patent/JPS5369688A/ja
Priority to GB49860/77A priority patent/GB1596289A/en
Publication of DE2654464A1 publication Critical patent/DE2654464A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01N21/8903Optical details; Scanning details using a multiple detector array

Landscapes

  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

PATENTANWÄLTE 2654404
MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW
München, den 1.12.1976 S/Hs - S-3283
ERWIN SICE GMBH
Optik-Elektronik
7808 Waldkirch
An der Allee 7-9
Photoelektrische Lichtempfangsanordnung
Die Erfindung betrifft eine photoelektrische Lichtempfangsanordnung mit einem Lichtleitstab, einem an wenigstens einer Stirnseite des Lichtleitstabes angeordneten lich/.elektrischen Wandler und einer elektronischen Auswerteschaltung zur Verarbeitung der vom Wandler abgegebenen elektrischen Signale.
Derartige Empfangsanordnungen werden z.B. bei sog. Zeilentastern verwendet, in denen ein scharf gebündelter Lichtsträhl, insbesondere ein Laserstrahl eine Material bahn abtastet. Die Durchlässigkeit bzw. die Remissionsoder Reflexionseigenschaften der Bahn an der vom Laserstrahl getroffenen Stelle können zur FehlerausWertung herangezogen werden.
809823/0097
DR-CMANlTZ-DiPL1-INCM-FlNSTERWALD Dl PL.-1NC. W. C R A M K O W ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN
MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATTI MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 7270
TEL. <089) 224211. TELEX OS -29672 PATMF SEELBERCSTR. 23/25, TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK! MÖNCHEN 77062-805
Um das ständig an sehr unterschiedlichen Stellen der Bahn auftreffende Heßlicht auf einen lichtelektrischen Wandler zu sammeln, werden Lichtleitstäbe verwendet, deren Hantel in der Fähe der vom Abtastlichtstrahl getroffenen Bahn angeordnet wird. Beispielsweise durch Zylinderlinsen kann dafür gesorgt werden, daß möglichst viel remittiertes, reflektiertes oder durchgelassenes Licht auf den Hantel des Lichtleitstabes auftrifft. Durch Totalreflexion im Innern des Lichtleitstabes gelangt ein bestimmter Teil des eingedrungenen Lichtes zu den Stirnseiten des Lichtleitstabes, wo es von einem lichtclektrischen Wandler aufgenommen wird. Es können an beiden Seiten des Lichtleitstabes lichtelektrische Wandler angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, die eine Stirnseite des Lichtleitstabes zu verspiegeln und nur auf der gegenüberliegenden Stirnseite einen lichtelektrischen Wandler anzuordnen.
Als lichtelektrische Wandler werden bisher bei Lichtleitstäben Photoelektronenvervielfacher bzw. Photomultiplier verwendet, um ein ausreichend starkes elektrisches Ausgangssignal zu erhalten. Die Nachteile der Multiplier bestehen Jedoch darin, daß sie relativ teuer, empfindlich gegen Erschütterungen und starken Lichteinfall (Sonnenlicht) sind, Inhomogenitäten in der lichtempfindlichen Schicht aufweisen., sowie eine verhältnismäßig geringe Lebensdauer haben. Es ist schwierig, das nicht zum Heßlicht gehörende Eremdlicht abzutrennen. Des weiteren ist der Ansprechbereich der Photomultiplier auf einen 'Wert von etwa 4-0 db beschränkt.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine photoelektrische Lichtempfangsanordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der der lichtelektrische Wandler ohne Verlust an Empfindlichkeit wesentlich weniger aufwendig ist, eine hohe Lebensdauer hat und weder für Fremdlicht noch gegen mechanische Erschütterungen empfindlich ist. Die Anordnung soll außerdem kleine mechanische Abmes ongen haben und von kompaktem Aufbau sein.
809823/009?
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß als lichtelektrischer Wandler eine Diodenmatrix vorgesehen ist, deren Dioden zur Bildung eines einzigen Ausgangssignals zus ainm enge s ehalt et sind. Derartige Diodenmatrizen sind nicht nur sehr preiswert, sondern haben auch eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer. Sie sind relativ unempfindlich gegen mechanische Erschütterungen und die Einwirkung auch von starkem Fremdlicht. Sie liefern ein vom Lichteingang abhängiges Ausgangssignal in einem Bereich von etwa 120 db, so daß erhebliche Umlichtpegel noch verkraftet v/erden können, pas Um licht ist auf einfache V/eise dadurch abtrennbar, daß eine der Dioden der Matrix als Kompensationsdiode mit einem besonderen Zeitglied beschaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil der Verwendung der Diodenmatrix besteht darin, daß im Gegensatz zu einem Photomultiplier keine Hochspannung erforderlich ist.
Gleichwohl ist der Wirkungsgrad, bei Verwendung einer Diodenmatrix nicht schlechter, sondern eher besser als bei einem Photoelektronenvervielfacher. Durch die Zusammenschaltung der zahlreichen Dioden zu einer Matrix wird eine Mittelung über den Querschnitt des Lichtleitstabes erzielt. Die Auflösung kann außerordentlich hoch sein und liegt bei einer kapazitäts-kompensierten Diodenmatrix im Bereich von 40 MIIz. Auf diese Weise w._rd eine in jeder Hinsicht der mit einem Photomultiplier arbeitenden bekannten Anordnung überlegene Lichtempfangsanordnung geschaffen.
Bevorzugt ist die Diodenmatrix auf einer der Stirnseite des Lichtleitstabes gegenüberliegenden Platte angeordnet. Diese kann in einem gesonderten Arbeitsgang hergestellt und dann auf einfache V/eise mit dem Lichtleitstab zusammengebaut werden. Die Form und Größe der Platte sind dabei vorzugsweise gleich Form und Größe des Querschnittes des Lichtleitstabes.
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Bevorzugt ist die Diodenmatrix in einem Abstand von der Stirnseite des Lichtleitstabes angeordnet. Dabei soll zweckmäßigerweise zwischen der Stirnseite des Lichtleitstabes und der Diodenmatrix ein lichtstreuendes Element angeordnet sein. Hierdurch wird erreicht, daß das an die Stirnseite des Lichtleitstabes gelangende Licht vor dem Auftreffen auf die Diodenmatrix soweit vergleichmäßigt wird, daß nicht durch das Vorliegen unterschiedlicher Lichtintensitäten an verschiedenen Stellen der Stirnseite des Lichtleitstabes Fehlersignale vorgetäuscht" werden. Das lichtstreuende Element ist zweckmäßigerv/eise eine Matt- oder Opalglasscheibe.
Um möglichst wenig Lichtverluste zu erleiden, weist der Raum zwischen dem lichtstreuenden Element und der Dioden matrix eine Innenverspiegelung auf.
Eine baulich besonders vorteilhafte und robuste Ausführungsform kennzeichnet sich dadurch, daß die das lichtstreuende Element und die Diodenmatrix tragende Platte in einem auf das Ende des Lichtleitstabes aufgeschobenen Rohr angeordnet sind, das gegebenenfalls auch die Innenverspiegelung trägt. In dein Rohr sind zweckmäßigerweise auch noch die unmittelbar an die Dioden angeschlossenen Verstärker und die Stromversorgung untergebracht.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Diodenmatrix auf der Innenseite einer mit lichtstreuender Innenfläche versehenen, auf die Stirnseite des Lichtleitstabes aufgesetzten Hohlkugel außerhalb des vom direkten Licht erfaßten Raumwinkelbereiches angeordnet. Als Hohlkugel eignet sich die sog. Ulbricht'sehe Kugel, welche jedoch durch die vorstehend definierte Anordnung der Dioden auf der Innenseite zu modifizieren ist.
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Grundsätzlich ist es möglich, alle Dioden parallel zu schalten. Hierdurch wird eine hohe Stromenpfindlichkeit erzielt. Der Nachteil dieser Ausführung besteht jedoch "darin, daß der Eingang der Auswerteschaltung eine sehr hohe Eigenkapazität hat, so daß die Grenzfrequenz der Schaltung relativ niedrig ist. Auch eine Hintereinanderschaltung der Dioden ist grundsätzlich denkbar, wodurch eine relativ hohe Av. s gangs spannung erzielt wird. Der Nachteil dieser Ausführung besteht jedoch in den sehr hohen Innenwiderstand.
Aus diesem Grunde sieht die Erfindung vorzugsweise vor, daß Bruchteile aller Dioden (Submatrix) jeweils parallel an Strom-Spannungswandler geschaltet sind, deren Ausgänge einem Summierverstärker zugeführt sind. Die Strom-Spannungswandler weisen dabei zweckmäßigerweise eine Mitkopplung zur Neutralisation der Diodenkapazitäten auf. Die maximale Zahl der parallel geschalteten Dioden hängt dabei von der höchsten noch zu übertragenden Grenzfrequenz ab. Die Summierung der von den einzelnen Strdm-Spannungswandlern abgegebenen Spannungssignale in einem Summierverstärker gestattet eine wesentliche Erhöhung der Empfindlichkeit ohne eine Erhöhung des Innenwiderstandes, wie sie bei unmittelbarer Hintereinanderschaltung der Photodioden zu erwarten wäre.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin, daß nach einer weiteren Ausführungsform wenigstens eine Diode als Kompensationsdiode für die Grundhelligkeit verwendet werden kann. Zweckmäßiger v/ei se ist mit der Kompensationsdiode ein Zeitglied zusammengeschaltet, durch welches ein Grundhelligkeits-iZompensationssignal gebildet wird. Das Zeitglied-glättet das Ausgangssignal, seine Zeitkonstante muß groß gegenüber den Fehlersignalbreiten: sein.
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Das vom Strom-Spannungswandler der Xompensationsdiode bzw. der Kompensationsdioden gelieferte Signal wird zweckmäßigerweise im Summierverstärker von den Meßsig— nalen subtrahiert. Dabei ist eine Gewichtung der einzelnen Signale vorzunehmen, derart, daß beim Vorliegen keines Meßsignals am Ausgang des Summierverstärkers das Signal KuIl ansteht. Es ist aber auch möglich, daß die von den Meßsignalen beaufschlagten Strom-Spannuneswandler
werden
summiert/und das Suimnensignal dann in einem Differenzverstärker mit entsprechender Gewichtung gegen das Kompensationssignal geschaltet wird.
Um auch die niederfrequenten bzw. Mittelwerte des Meßsignals mit zu übertragen, ohne die Höhe der Grenzfrequenz zu beeinträchtigen, ist nach einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, daß ein 3ruchteil der Dioden über nur Hochfrequenzkomponenten durchlassende Schaltungen, ein weiterer Bruchteil über nur Gleichstrom- und Niederfrequenz-Komponenten durchlassende Schaltungen an den Summierverstärker angeschlossen sind.
Im Strom-Spannungswandler werden vorzugsweise .FET-Transistoren verwendet, um ein niedriges Rauschen zu erzielen.
Bei der Stromeinspeisung der Schaltung wird durch den niederohmigen Verstärkereingang und die geringe Diodenkapazität die Zeitkonstante relativ klein gehalten. Der Lastwiderstand wird jedoch so groß wie möglich gewählt.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
Fig. 1 eine photoelektrische Lichtempfangsanordnung gemäß der Erfindung in einer teilweise geschnittenen schematischen Seitenansicht,
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265U64
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Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine zu Fig. 1 analoge Ansicht einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform,
Fig. 4 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer bevorzugten elektronischen Auswerteschaltung für die erfind ungs ge mäße Tiichtempfangsanordnung und
Fig. 5 ein detailliertes Schaltbild einer elektronischen
Auswerteschaltung, wobei aus Vereinfachungsgründen nur die Schaltungselemente einer einzigen Meßdiode und der Kompensationsdiode wiedergegeben sind.
In Fig. 1 ist in sehr vereinfachter Form eine Materialbahn 3-1 veranschaulicht, welche sich senkrecht zur Zeichnungsebene bewegen möge. Die Bahn wird in Richtung des
Doppelpfeiles f von einem Laser-Lichtstrahl 30 in schneller Folge zeilenweise abgetastet. Unmittelbar hinter der
Materialbahn 31 ist ein Lichtleitstab 11 parallel zur Abtastrichtung und der Materialbahn 31 angeordnet, so daß
beispielsweise durch Fehlstellen darstellende Löcher 32
in der Bahn 31 Licht an unterschiedlichen Stellen auf den Mantel des Lichtleitstabes 11 gelangt. Dieses Licht wird
durch Brechung und Streuung in das Innere des Lichtleitstabes 11 gelangen und in der durch Pfeile schematisch angedeuteten Weise zu ,den Stirnseiten 13, 14 des Lichtleitstabes total/ -· jJie Stirnseite 14 ist mit einer Verspiegelung versehen, so daß dort auftreffendes Licht reflektiert wird und schließlich durch mehrfache Totalreflexion ebenfalls an die Stirnseite 13 gelangt.
Im Bereich der Stirnseite 13 ist auf den Lichtleitstab 11 ein Rohr 19 aufgeschoben, welches nahe
der Stirnseite 13 eine Mattscheibe 16 enthält. In einem
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weiteren Abstand von der Stirnseite 13 befindet sich eine auf einer Platte 15 angeordnete Photo-Diodenmatrix 12, deren einzelne Dioden nach den Fi(J. 1 und 2 mit 12a bis 12g bezeichnet sind. Die Dioden sind gleichmäßig über die Platte 15 verteilt und möglichst dicht nebeneinander angeordnet. Im Bereich des Raumes 17 zwischen der Hattscheibe 16 und de:* diodenmatrix 12 weist das Rohr 19 eine Innenverspiegelung 18 auf, welche durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Aufgrund dieser Ausbildung wird das auf der Stirnseite 13 noch vorhandene sich während des Abtastvorganges laufend ändernde Lichtmuster so verschmiert bzw. verwischt, daß aufgrund der unterschiedlichen Wege, die die einzelnen Lichtstrahlen im Lichtleitstab 11 zurücklegen müssen, keine Signalkomponente erzeugt xvird.
Während der Abstand der Platt scheibe 16 von der Stirnseite 13 klein und bevorzugt gleich 0 sein soll, muß der Abstand zwischen der Mattscheibe 16 und der Diodenmatrix 12 vorhanden sein. Er beträgt vorzugsweise das 3- "bis 5-fache des Rohrdurchmessers. Die InnenverSpiegelung 18 sorgt dafür, daß möglichst wenig Lichtverluste auftreten.
Nach Fig. 3 ist iu Bereich der Stirnseite 13 auf den Lichtleitstab 11 eine Ulbricht'sehe Hohlkugel 22 aufgesetzt. Die entsprechend dimensionierte Öffnung 23 der Hohlkugel 22 umgibt die Stirnseite 13 des Lichtleitstabes 11. Der durch den Winkel der Totalreflexion der Lichtstrahlen im Lichtleitstab 11 gegebene Raumwinkelbereich, unter dem Lichtstrahlen aus dem Lichtleitstab 11 austreten können, ist durch die Bezugszahl 24 angedeutet. Die Photo-Diodenmatrix 12 ist in der angedeuteten Weise außerhalb des Raumwinkelbereichs 24- auf der Innenseite der Hohlkugel 22 angebracht, welche im übrigen innen mit licht streuend em Material belegt ist. Auch auf diese V/eise
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werden durch den unterschiedlichen Lichtweg im Lichtleitstab 11 bedingte Unregelmäßigkeiten des auf der Stirnseite 13 vorhandenen Lichtmusters beseitigt.
Nach Pig. 4- werden jeweils mehrere, vorzugsweise 16 bis 32 Dioden parallel zueinander geschaltet.
Die Moden 12a, 12b und 12e sind über einen eine Hochfrequenzkopplung verwirklichenden Kondensator 29 an einen Strom-Spannungswandler 25a geschaltet, dessen Ausgang dem einen Eingang eines Sumniierverstärkers 28 zugeführt ist.
Die weiteren parallel geschalteten Dioden 12c, 12d und 12f sind über einen Gleich-Strom-Spannungswandler 25b einem weiteren Eingang des Summierverstärkers 28 zugeführt. Schließlich ist eine Kompensationsdiode 12g, welcher durch einen parallel geschalteten Kondensator 27 eine größere Zeitkonstante gegeben ist, über einen weiteren Strom-Spannungswandler 25c einem Subtraktionseingang des Summierverstärkers 28 zugeführt.
Durch eine bei 26 angedeutete Mitkopplung werden die Diodenkapazitäten weitgehend neutralisiert.
Dj.e Stromspannungswandler 25 haben vorzugsweise nur eine Verstärkung 1. Sie können jedoch die von den parallel geschalteten Dioden abgegebenen Signale gleichzeitig um einen gewünschten Paktor verstärken.
Je nach der Größe des Lichtleitstabes und der gewünschten Empfindlichkeit können weitere Lichtwandlereinheiten wie die aus den Elementen 12a, 12a, 12e, 25a bzw. 12c, 12d, 12f, 25b bzw. 12g, 25c bestehenden Einheiten vorgesehen und ebenfalls in der dargestellten Weise an den Summierverstärker 28 angeschlossen werden.
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Die Summensignale sind so zu bewerten, daß "beim Subtrahieren des Kompensationssignals von der Lompensationsdiode 12g am Ausgang 33 das Signal 0 erscheint, wenn kein Meßsignal vorliegt.
Die Hochfrequei.-zi-.tufe mit dem Strom-Spannungswandler 25a soll eine hohe Bandbreite aufweisen. Sie ist dafür relativ unempfindlich. Die Gleichstromstufe mit deia Strom-Spannungswandler 25b weist eine kleinere Bandbreite auf, ist dafür aber wesentlich empfindlicher.
Schließlich v/eist die Kompensationsstufe mit dem Wandler 25c eine mittlere Bandbreite und eine mittlere Empfindlichkeit auf.
Wie in Pig. 2 angedeutet ist; befindet sich die Konipensationsdiode 12g inmitten der Keßdioden.
Fig. 5 zeigt im einzelnen die Schaltung der Strom-Spannungswandler 25 am Beispiel der Photo-Dioden 12a und 12g. Die Photodioden 12a sind jeweils an einen FET-Transistor 34- angelegt, welcher in Gleichstromkopplung mit einem weiteren Verstärkungstransistor 35 verbunden ist. Die Ausgänge der durch die Transistoren 35 gebildeten Verstärkerstufen sind an die beiden Eingänge eines Differenzverstärkers 36 angelegt, in dem ein von Grundhelligkeitseinflüssen befreites rießsignal gebildet wird, das über einen weiteren Verstärker 37 dem Ausgang 33 zugeführt wird. Dort kann das nur noch von den Fehlern der Materialbahn beeinflußte Keßsignal abgenommen werden.
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Parallel zu der Kompensationsdiode 12g ist ein einstellbarer Kondensator 27 geschaltet, durch welchen der Kompensations-Diodenschaltung eine wesentlich größere, einstellbare Zeitkonstante als den Meßdioden 12a, b ... gegeben wird. Am Kompensationseingang des Differenzverstärker 36 liegt somit ein weitgehend konstantes Signal an.
Hervorzuheben ist auch noch, daß durch die Anordnung einer oder mehrerer Kompensationsdioden auch sonstige Langzeiteinflüsse wie z.B. eine Änderung der Larnpenhelligkeit oder dgl. ausgeschaltet werden. Auch das unangenehme thermische Driften derartiger Schaltungen wird hierdurch beseitigt. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Verstärkungstransistoren 35 thermisch gekoppelt werden. Dies kann in besonders zweckmäßiger Weise durch die Anordnung aller Schaltungsteile in dem Rohr 19 nach Pig. I verwirklicht werden. In dem Rohr ist zweckmäßigerweise auch die Stromversorgung 38 für die einzelnen Schaltungsteile untergebracht.
Bei 28 ist in Fig. 5 in gestrichelten Linien auch noch der Summierverstärker 28 angedeutet. Beim Anordnen mehrerer Dioden wird der entsprechend bewertete Ausgang des Summierverstärkers 2t> an den +-Eingang des Differenzverstärkers angelegt.
Es ist noch darauf hinzuweisen, daß in Pig. 5 nur eine der miteinander parallel geschalteten Dioden 12a, 12b bzw. 12e dargestellt ist.
Mit besonderem Vorteil wird bei der vorliegenden Erfindung die Lichtvergleichmäßigungsvorrichtung gemäß der gleichzeitig eingereichten Anmeldung mit dem Titel "Lichtvergleichmäßigungsvorrichtung" (unser Zeichen S 3297) angewandt. Der Offenbarungsinhalt dieser gleichzeitig eingereichten Anmeldung wird hiermit auch zum Gegenstand vorliegender Anmeldung gemacht.
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Claims (23)

PatentansOrü ehe
1. Photoelektrische Lichtempfangsanordnung, mit einem Lichtleitstab, einem an wenigstens einer Stirnseite des Lichtleitstabes angeordneten lichtelektrischen Wandler" und einer elektronischen Auswerteschaltung zur Verarbeitung der vom Wandler abgegebenen elektrischen Signale, dadurch gekennzeichnet daß als lichtelektrischer V/andler eine Photo-Diodenmatrix (12) vorgesehen ist, deren Dioden (12a - 12h) zur Bildung eines einzigen Ausgangssignals zusammengeschaltet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenmatrix (12) auf einer der Stirnseite (13)des Lichtleitstabes (11) gegenüberliegenden Platte (15) angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet-, daß die Form und Größe der Platte (13) gleich Form und Größe des Querschnittes des Lichtleitiitabes (11) sind.
4-V Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenmatrix (12) in einem Abstand von der Stirn- --" seite (13) des Lichtleitstabes (11) angeordnet ist.
5- Anordnung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß zwischen der Stirnseite .(13) des Lichtleitstabes (ll) und der Diodenmatrix (12) ein lichtstreuendes Element (16) angeordnet ist.
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OFHGfMAL
_^_ 265446A
6. Anordnung nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß das lichtstreuende Element (16) eine Matt- oder Opalglasscheibe ist.
7. Anordnung nach Anspruch S oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Raun (1?) zwischen den lichtstreuenden Element (16) und der Diodenmatrix (12) eine InnenverSpiegelung (18) aufweist.
8. Anordnung nach einem der AnSprüche 5 his y, dadurch g e kennzeichnet , daß der Abstand Diodenmatrix: (12) - lichtstreuendes Element (16) beim 3- bis 5-fachen des Stabdurchmessers liegt.
9· Anordnung nach einem der Ansprüche 5 his 8, dadurch g e k e η nz e i c h η e t , daß der Abstand lichtstreuendes Element (16) - Stirnseite (13) vorzugsweise klein gegen den Stabdurchmessor ist und vorzugsweise bei ITuil liegt.
■Ό
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 his 95 dadurch gekennzeichnet , daß die das Id chtstreuende Element (16) und die die Diodenmatrix (12) tragende !latte (15) in einen r.uf das Ende des Lichtleitstabes (11) aufgeschobenen Rohr (19) angeordnet sind, das gegebenenfalls auch die InnenverSpiegelung (18) trägt.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rohr (19) auch noch die Verstärker (20) und die Stromversorgung (21) untergebracht sind.
12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diodenmatrix (12) auf der Innenseite einer mit lichtstreuender Innenfläche versehenen, auf der Stirnseite (13) des Lichtleitstabes (-11) aufgesetzten Hohlkugel (22) außerhalb des vom direkten Licht erfaßten Raumwinkelbereiches (24) angeordnet ist.
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13. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß Bruchteile (12a, b, e;
.. 12c, d, f) aller Dioden ,jeweils parallel an ütrom-Spannungswandler (25a, b, c) geschaltot sind, deren Ausgänge einen Suinmierverstärker (28) augeführt sind.
14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichn e t , daß der Bruchteil zwischen 8 und 32 Dioden und vorzugsweise 16 Dioden beträgt.
15· Anordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die utrom-3pannungswandler (25a, b, C-) eine Mitkopplung (26) zur Neutralisation der Diodenkapazitäten aufweisen.
16* Anordnung nach einen der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine Diode als Kompensationsdiode (12g) für die Grundhelligkeit verwendet wird.
17· Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß mit der Kompensationsdiode (12g) ein Zeitglied (27) zusammenleseaaltet ist, durch welches ein Grundhelligkeits-Kompensiitionssignal gebildet wird.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet , daß das vom Strom-Spannungswandler (25c) der Konpensationsdiode (12g) gelieferte 3ignal im Sumnierverstärker (28) von den Keßsignalen subtrahiert wird.
19. Anordnung nach einen der Ansprüche 13 "bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß ein Bruchteil (12a, b, e) der Dioden über nur IIochfrequeriz-Eonp orient; en durchlassende
§09823/0097
Schaltungen (2^a, 29), ein weiterer Bruchteil ü"ber nur Gleichstrom- und rfiederfrequenz— Komponenten durchlassende Schaltungen (2^b) an den ßumnierverstärker (28) angeschlossen sind.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 "bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß im Gtrom-Spannungswandler (25) ΡΕί-transistor en (3*0 verwendet werden.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr (19) gleichzeitig eine elektromagnetische Abschirmung bildet, indem es z.B. aus Mu-Metall besteht.
22. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Innenverspiegelung (18) gemäß einem oder mehreren Ansprüchen der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel "Lichtvergleichmäßigungsvorrichtung" (Unser Zeichen S 3297) ausgebildet ist.
23. Anordnung nach Anspruch 5 urL|i 22, dadurch gekennzeichnet , daß das lichtstreuende Element (16) ein Linsenraster ist.
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DE19762654464 1976-12-01 1976-12-01 Photoelektrische lichtempfangsanordnung Pending DE2654464A1 (de)

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