CH497744A - Lichtempfindliche Anordnung mit Objektiv und Photozelle - Google Patents

Description

  
 



  Lichtempfindliche Anordnung mit Objektiv und Photozelle
Es ist bekannt, Vorgänge durch die Bewegung von Gegenständen zu steuern, die entweder selbstleuchtend sind oder von Lichtquellen beleuchtet werden und das von der Lichtquelle empfangene Licht reflektieren oder sich im Strahlengang des von einer Lichtquelle ausgehenden Lichtes befinden. Die Lichtenergie fällt auf eine elektrische Photozelle und wird dort bei einer Art von Photozellen wenigstens teilweise in elektrische Energie umgewandelt. Eine andere Art von Photozellen bildet einen von der Stärke des einfallenden Lichtes abhängigen Widerstand, der einen durch ihn hindurchgehenden Strom steuert.



   Durch Bewegung des Gegenstandes entsteht auf der lichtempfindlichen Schicht der Photozelle eine wechselnde Beleuchtungsstärke, welche einen wechselnden Strom durch die Photozelle und damit durch die Zuleitung zur Folge hat. Dieser Strom kann nach Verstärkung die gewünschten Steuerfunktionen auslösen.



   Bei bekannten Anordnungen befindet sich eine Photozelle hinter einer Linse, die auf das zu beobachtende Gesichtsfeld gerichtet ist, ohne jedoch eine saubere Begrenzung des Gesichtsfeldes vorzunehmen. Es ist jedoch häufig wichtig, dass nur   Lichtstärke-Anderungen    in einem genau begrenzten Gesichtsfelde einen Einfluss auf die Photozelle haben und dass   Lichtstärke-Änderun-    gen ausserhalb des Gesichtsfeldes mit Sicherheit von einer Wirkung auf die Photozelle ausgeschlossen werden.



   Des weiteren sollen oft nur Vorgänge in einem bestimmten Abstandsbereich von der Photozelle erfasst und die Wirkung von Vorgängen ausserhalb dieses Abstandsbereiches nach Möglichkeit verringert werden.



   Schliesslich ist es bei den bisherigen Photozellen Anordnungen nachteilig, dass je nach der Verteilung von Licht und Schatten auf der Bildebene das Licht auf andere Teile der lichtempfindlichen Photozellen-Oberfläche fällt. Diese Teile sind aber keineswegs gleich empfindlich, so dass dadurch eine Verfälschung der   Übertragungs-Funktion    stattfindet. Es ist deswegen eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, welche Veränderungen der Lichtstärke in Änderungen des elektrischen Stromes umsetzt, dies jedoch nur dann, wenn das Licht von einem definierten Gesichtsfeld herrührt. Dabei sind Einflüsse ausserhalb eines bestimmten Entfernungsbereiches nach Möglichkeit zu verringern. Überdies sollen Verfälschungen der   Übertragungs    Funktion infolge ungleichmässiger Verteilung von Licht und Schatten auf der Photozelle verhindert werden.



   Zur Lösung dieser Aufgaben hat die erfindungsgemässe Ausführung eine zwischen Objektiv und Photozelle liegende Blende, auf deren Ebene das Objektiv den Gegenstand scharf abbildet, sowie ein zwischen Blende und Photozelle liegendes optisches System dessen einer Brennpunkt in der Blendenebene liegt.



   Im folgenden werden als Beispiele zwei Ausführungen der erfindungsgemässen Anordnung beschrieben.



   Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit Objektiv und Photozelle, wobei das Objektiv eine Linse ist.



   Fig. 2 zeigt eine solche Anordnung, bei der das Objektiv durch einen Hohlspiegel gebildet wird.



   Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit einem Objektiv und zwei Photozellen.



   In Fig. 1 ist 1 der Gegenstand, dessen Bewegungen auf Photozelle 2 Helligkeitsänderungen bewirken sollen.



  In einem Gehäuse 8 befindet sich das Objektiv 3, gebildet durch eine Linse, die den Gegenstand auf die Ebene der Blende 4 scharf abbildet. Die Strahlen geben die äussere Grenze des Strahlenbündels an, das von einem Gegenstandspunkt auf der Mittellinie ausgeht und das Objektiv trifft. Die Punkte der Gegenstandsebene, die ausserhalb des Gesichtsfeldes liegen, wie z. B. der   Punkt 5, werden auf Punkte abgebildet, die auf der Blende liegen, z. B. auf Punkt 6. Damit kann das von diesen Punkten ausgehende Licht nicht durch die Blendenöffnung hindurchgehen. Die Linse 7 befindet sich hinter der Blendenöffnung 4 in einem Abstand gleich seiner Brennweite, so dass die Strahlen, die von den Punkten der Blendenebene ausgehen, am Ausgang der Linse 7 parallel verlaufen.

  Hinter dem Okular befindet sich die Photozelle 2 mit den Anschlussdrähten 10 in einem solchen Abstand von dieser Linse, dass dieses die   Objektivebene    auf die Photozelle abbildet. Somit erreichen alle von einem Punkt der Blendenebene ausgehenden Strahlen alle Punkte der Oberfläche der Photozelle und diese ist gleichmässig beleuchtet.

  Wäre die Photozelle in der Blendenebene angebracht, so würden die einzelnen Punkte des Gegenstandes auf verschiedene Punkte der Photozelle abgebildet werden, die   erfahrungsge-    mäss stets eine ungleiche Empfindlichkeit gegenüber dem Licht haben, wodurch der am Ausgang der Photozelle erhaltene Strom nicht nur von   Idem    Bild auf der Blenden ebene, seiner Helligkeit und von der globalen Empfindlichkeit der Photozelle, sondern auch von der Empfindlichkeitsverteilung auf der Photozellen-Oberfläche abhängen würde. Dies wird durch die Einführung der Linse vermieden. Objektiv und Teil 7 sind als einfache bikonvexe Linsen gezeichnet, doch können selbstverständlich auch anders geformte Sammellinsen oder Linsensysteme an ihre Stelle treten.

  Die Blende hat   normalerweise    eine kreisförmige Öffnung, doch kann sie auch eine andere Form haben, wodurch das nutzbare Gesichtsfeld die entsprechende Form erhält.



   In Fig. 2 ist der Gegenstand nicht gezeichnet, 13 ist der das Objektiv bildende Hohlspiegel, 14 die Blende, auf deren Ebene der Gegenstand durch den Hohlspiegel 13 scharf abgebildet wird, 17 die Linse, 12 die Photozelle mit den Anschlussdrähten 20 und 18 das Gehäuse.



  Die Wirkungsweise ist die gleiche wie in Fig. 1. Die Verwendung eines Hohlspiegels als Objektiv ist dann vorteilhaft, wenn eine grosse Objektiv-Öffnung erwünscht ist, sei es, weil der Gegenstand weit entfernt ist und deswegen die Lichtstärke der vom Gegenstand herrührenden Strahlen gering ist, oder weil eine grosse Tiefenschärfe gefordert wird.



   Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausbildung des Teiles der Anordnung hinter dem Objektiv. Der Strahlengang wird von der Blendenebene ab durch einen   undurohsich-    tigen, ebenen Teil 26, beispielsweise durch ein dünnes Blech in zwei Teile geteilt. Der ebene Teil teilt die Linse 27 in zwei Hälften und statt einer Photozelle sind zwei voneinander unabhängige Photozellen 22a und 22b vorhanden. Diese haben sie   Anschlussleitungen    30a und 30b. Die Vorderkante des ebenen Teiles liegt in der Ebene der Blende 24. Durch das Objektiv 23 wird ein Spalt 21 über einen Drehspiegel 29 auf diese Vorderkante abgebildet. Wenn das Bild des Spaltes genau symmetrisch zur Vorderkante der Trennfläche 26 liegt, erhalten beide Photozellen den gleichen Lichtstrom.

 

  Geringe Verdrehungen   ides    Spiegels rufen eine Differenz der beiden Beleuchtungen hervor, welche entsprechende Steuervorgänge auslösen können. Da die Trennkante sehr scharf sein kann, wobei dennoch in jedem Falle die ganzen Lichtanteile auf die ganzen Flächen der Photozellen fallen, kann eine sehr scharfe Ausscheidung der beiden Lichtströme erfolgen.



   Anstelle des einen ebenen Teiles können auch mehrere solcher Teile Verwendung finden, die entweder parallel oder sich schneidend angebracht sind. Ihre Vorderkanten liegen alle in der Blendenebene; sie bilden eine Anzahl von Aufteilungen, in denen je eine Photozelle untergebracht ist. Z.B. gestatten zwei sich kreuzende Flächen und vier Photozellen, die Bewegung eines Lichtpunktes in zwei Koordinaten zu verfolgen. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Anordnung mit Objektiv und mindestens einer Photozelle zur Umwandlung von Helligkeits- oder Lageänderungen eines Gegenstandes in Änderungen elektrischen Stromes, gekennzeichnet durch eine zwischen Objektiv und Photozelle liegende Blende, auf deren Ebene das Objektiv den Gegenstand scharf abbildet sowie durch ein zwischen Blende und Photozelle liegendes optisches System, dessen einer Brennpunkt in der Blendenebene liegt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach dem Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv eine Linse ist.

   2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv ein Hohlspiegel ist.

   3. Anordnung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine undurchsichtige Trennfläche, welche die Mittelachse der Anordnung enthält und deren Vorderkante in der Blenden ebene liegt, und weiter dadurch gekennzeichnet, dass symmetrisch zur Trennfläche die Teile des genannten optischen Systems sowie je eine Photozelle liegen (Fig. 3).