DE10029865A1

DE10029865A1 - Reflection light barrier has receiver that is provided with near and remote elements, such that evaluation unit outputs switching signal whose status depends on which element reception light beams strike

Info

Publication number: DE10029865A1
Application number: DE10029865A
Authority: DE
Inventors: Guenther Schwartz
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2002-01-03
Anticipated expiration: 2020-06-17
Also published as: DE10029865B4

Abstract

A transmitter (3) emits transmission light beams (2) to a reflector (8) from which reception light beams (4) are received by a receiver (5). Polarization filters (14,15) are individually arranged before the transmitter and receiver. An evaluation unit (6) generates a switching signal whose status depends on whether the reception light beams strike the near (9) or remote (10) element in the receiver.

Description

Die Erfindung betrifft eine Reflexionslichtschranke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a reflection light barrier according to the preamble of claim 1.

Derartige Reflexionslichtschranken weisen an einem Ende eines Überwa chungsbereichs einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger auf. Am anderen Ende des Überwachungsbereichs befindet sich ein Reflektor.Such reflection light barriers have an end at an end chungsbereich a transmitter light emitting transmitter and one Receiving light rays receiving receiver. At the other end of the There is a reflector in the monitored area.

Vor dem Sender und dem Empfänger ist typischerweise jeweils ein lineares Polarisationsfilter angeordnet, wobei die Polarisationsrichtung der Polarisati onsfilter um 90° zueinander gedreht sind.In front of the transmitter and the receiver there is typically a linear one Polarization filter arranged, the polarization direction of the Polarisati onsfilter are rotated 90 ° to each other.

Bei freiem Strahlengang der Reflexionslichtschranke treffen die durch das erste, dem Sender zugeordnete Polarisationsfilter geführten Sendelichtstrahlen auf den Reflektor und werden dort in Richtung des Empfängers reflektiert. Bei der Reflexion am Reflektor wird ein relativ großer Anteil der Empfangslicht strahlen depolarisiert, so dass ein relativ großer Anteil das zweite Polarisati onsfilter vor dem Empfänger durchsetzt und so ein oberhalb eines Schwell werts liegendes Empfangssignal generiert. Dementsprechend nimmt die Refle xionslichtschranke einen ersten binären Schaltzustand "ein" ein, der über ei nen Schaltausgang ausgegeben wird.With a free beam path of the retro-reflective sensor, they hit through the first transmitted light beams guided to the transmitter polarization filter on the reflector and are reflected there in the direction of the receiver. at The reflection on the reflector becomes a relatively large proportion of the received light radiate depolarized, so that a relatively large proportion of the second polarization onsfilter in front of the receiver and so one above a threshold value received signal generated. Accordingly, the Refle xions light barrier a first binary switching state "on", which via ei a switching output is output.

Befindet sich ein Objekt, insbesondere ein Spiegel oder ein diffus reflektieren der Gegenstand im Überwachungsbereich, so liegt die Amplitude des Emp fangssignals am Empfänger im allgemeinen unterhalb des Schwellwerts, so dass die Reflexionslichtschranke den Schaltzustand "aus" einnimmt, was einer Objektdetektion entspricht. There is an object, especially a mirror or a diffuse reflect the object is in the surveillance area, the amplitude of the emp catch signal at the receiver generally below the threshold, see above that the retro-reflective sensor takes the switching state "off", which one Corresponds to object detection.

Der Wechsel des Schaltzustandes beruht darauf, dass bei Eintritt eines Objek tes in den Überwachungsbereich die Sendelichtstrahlen bei einer Reflexion an der Objektoberfläche nur geringfügig depolarisiert werden. Damit treffen im wesentlichen linear polarisierte Empfangslichtstrahlen auf das Polarisations filter vor dem Empfänger und werden aufgrund ihrer Polarisationsrichtung dort ausgefiltert, so dass sie nicht mehr auf den Empfänger treffen.The change in the switching state is based on the fact that when an object occurs tes the transmitted light beams in the monitoring area in the event of a reflection the object surface are only slightly depolarized. So meet in essentially linearly polarized received light beams on the polarization filters in front of the receiver and are there due to their polarization direction filtered out so that they no longer hit the recipient.

Probleme treten jedoch dann auf, wenn im Nahbereich unmittelbar vor dem Sender und Empfänger insbesondere spiegelnde Objekte angeordnet sind, wel che die Sendelichtstrahlen gerichtet auf den Empfänger zurückreflektieren. Obwohl bei der Reflexion an der Oberfläche des spiegelnden Objektes nur ein geringer Anteil der Empfangslichtstrahlen depolarisiert wird, reicht dieser Anteil aufgrund der großen Amplitude der Empfangssignalen aus, damit am Ausgang des Empfängers ein Empfangssignal erhalten wird, welches oberhalb des Schwellwerts liegt. Dadurch wird fälschlicherweise ein freier Strahlengang der Reflexionslichtschranke vorgetäuscht.Problems occur, however, if in the close range immediately before Transmitter and receiver in particular reflecting objects are arranged, wel che reflect the transmitted light rays back onto the receiver. Although when reflecting on the surface of the specular object only one If a small proportion of the received light rays is depolarized, this is sufficient Share due to the large amplitude of the received signals, so that Output of the receiver receives a receive signal, which is above of the threshold. This incorrectly creates a free beam path the reflection light barrier is faked.

Dieser Effekt begrenzt insbesondere die mit der Reflexionslichtschranke er zielbaren Reichweiten. Zur Erzielung hoher Reichweiten muss zum einen die Sendeleistung des Senders ausreichend hoch gewählt werden. Zudem kann der Schwellwert nicht gleichzeitig beliebig hoch gewählt werden, da dadurch die Nachweisempfindlichkeit der Reflexionslichtschranke in unerwünschter Weise verringert würde. Demzufolge lässt sich die Forderung großer Reichweiten bei gleichzeitiger Vermeidung von Fehldetektionen im Nahbereich mit derartigen Reflexionslichtschranken nicht in Einklang bringen.This effect limits in particular that with the retro-reflective sensor targetable ranges. To achieve long ranges, the Transmitting power of the transmitter can be chosen sufficiently high. In addition, the Threshold value should not be chosen arbitrarily high at the same time, as Detection sensitivity of the retro-reflective sensor in an undesirable manner would be reduced. As a result, the requirement of large ranges can be met at the same time avoiding false detections in the close range with such Do not harmonize retro-reflective sensors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Reflexionslichtschranke der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass bei einer möglichst großen Reichweite Objekte im gesamten Überwachungsbereich sicher erfassbar sind. The invention has for its object a reflection light barrier of the type mentioned at the outset such that the largest possible Range objects can be reliably detected in the entire surveillance area.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Er findung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The features of claim 1 are provided to achieve this object. Advantageous embodiments and expedient developments of the Er invention are described in the subclaims.

Der Empfänger der erfindungsgemäßen Reflexionslichtschranke weist ein Nahelement und ein Fernelement auf. In der dem Empfänger nachgeordneten Auswerteeinheit wird die Differenz der die Empfangssignale bildenden Aus gangssignale des Nah- und Fernelements bewertet.The receiver of the reflection light barrier according to the invention has one Near element and a far element. In the subordinate to the recipient The evaluation unit is the difference between the Aus forming the received signals gated signals of the near and far element evaluated.

Befindet sich ein Objekt in einem sich von dem vorzugsweise an den Sender und Empfänger angrenzenden Rand des Überwachungsbereichs bis zu einer vorgegebenen Distanz zu dem Reflektor erstreckenden Nahbereich, so wird zumindest ein Teil der Empfangslichtstrahlen auf das Nahelement reflektiert, wodurch das Schaltsignal einen zweiten Schaltzustand einnimmt. Demgegen über liegt der Reflektor außerhalb dieses Nahbereichs, so dass bei freiem Strahlengang das Schaltsignal einen ersten Schaltzustand einnimmt.Is an object in one of which is preferably at the transmitter and receiver adjacent edge of the surveillance area up to one predetermined distance to the reflector extending near area, so reflects at least some of the received light beams onto the near element, whereby the switching signal assumes a second switching state. In contrast, the reflector lies outside of this close range, so that when the Beam path the switching signal assumes a first switching state.

Der Grundgedanke der Erfindung liegt somit darin, dass bei einem im Nahbe reich befindlichen Objekt ein so großer Teil der Empfangslichtstrahlen auf das Nahelement trifft, dass unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit der zweite Schaltzustand erhalten wird. Dagegen liegt der Reflektor außerhalb des Nahbereichs. Der Schwellwert ist dabei so gewählt, dass in jedem Fall der erste Schaltzustand erhalten wird.The basic idea of the invention is therefore that in the near object located in such a large part of the received light beams on the Near element meets that regardless of the surface finish of the second switching state is obtained. In contrast, the reflector is outside the Short range. The threshold value is chosen so that the first switching state is obtained.

In einer ersten Ausführungsform schließt der Reflektor unmittelbar an den Nahbereich an, so dass sich der Nahbereich nahezu über den gesamten Über wachungsbereich erstreckt. In diesem Fall können durch die Differenzbildung der Ausgangssignale am Nah- und Fernelement sehr sicher Objekte mit belie biger Oberflächenbeschaffenheit vom Reflektor unterschieden werden. Insbe sondere können auch transparente Objekte sicher erfasst werden. In a first embodiment, the reflector connects directly to the Close range so that the close range covers almost the entire over guard area extends. In this case, the difference the output signals on the near and far element very securely objects with belie be distinguished from the reflector. in particular in particular, transparent objects can also be reliably detected.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schließt der Re flektor nicht unmittelbar an den Nahbereich an, sondern befindet sich in er heblich größerer Entfernung, so dass zwischen dem Nahbereich und dem Re flektor ein Zwischenbereich entsteht.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the re the reflector does not touch the immediate area, but is located in it considerably greater distance, so that between the close range and the Re an intermediate area is created.

In dem vorzugsweise einstellbaren Nahbereich wird eine Fehlfunktion durch insbesondere spiegelnde Objekte sicher vermieden, da der Anteil der auf das Nahelement treffenden Empfangslichtstrahlen so groß ist, dass mit Sicherheit der zweite Schaltzustand erhalten wird.A malfunction is caused in the preferably adjustable close-up range especially reflective objects safely avoided, since the proportion of the Near-element incoming light beams are so large that with certainty the second switching state is obtained.

In dem Zwischenbereich wird der Umstand ausgenutzt, dass die Distanz von dort befindlichen Objekten zum Empfänger so groß ist, dass die Amplituden der Ausgangssignale am Nah- und Fernelement unabhängig von deren Vertei lung nicht ausreichen, um einen dem freien Strahlengang entsprechenden ers ten Schaltzustand zu generieren.In the intermediate area, the fact that the distance from objects located there to the receiver is so large that the amplitudes the output signals at the near and far element regardless of their distribution not sufficient to replace the free beam path to generate the switching state.

Somit kann der Sender problemlos bei hoher Sendeleistung betrieben werden, ohne dass die Gefahr von Fehldetektionen besteht.Thus, the transmitter can be operated with high transmission power without any problems, without the risk of incorrect detection.

Damit sind mit der erfindungsgemäßen Reflektionslichtschranke große Reich weiten von bis zu 20 m erreichbar, ohne dass eine Gefahr von Fehldetektionen insbesondere im Nahbereich besteht.This is great with the reflection light barrier according to the invention distances of up to 20 m can be reached without the risk of incorrect detection especially in the close range.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

Fig. 1 Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfin dungsgemäßen Reflexionslichtschranke. Fig. 1 Schematic representation of an embodiment of the inventive reflection light barrier.

Fig. 2 Distanzabhängigkeit der Empfangssignale und der Schaltsignale für eine erste Ausführungsform der Reflexionslichtschranke gemäß Fig. 1. Fig. 2 distance dependence of the received signals and the switching signals for a first embodiment of the reflection light barrier of FIG. 1.

Fig. 3 Distanzabhängigkeit der Empfangssignale und der Schaltsignale für eine zweite Ausführungsform der Reflexionslichtschranke ge mäß Fig. 1. Fig. 3 distance dependence of the received signals and the switching signals for a second embodiment of the reflection light barrier accelerator as to FIG. 1.

Fig. 4 Distanzabhängigkeit der Empfangssignale und der Schaltsignale für eine dritte Ausführungsform der Reflexionslichtschranke ge mäß Fig. 1. Fig. 4 distance dependence of the received signals and the switching signals for a third embodiment of the reflection light barrier accelerator as to FIG. 1.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Reflexionslicht schranke 1 zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich. Auf einer Seite des Überwachungsbereichs befindet sich ein Sendelichtstrahlen 2 emittierender Sender 3 und ein Empfangslichtstrahlen 4 empfangender Emp fänger 5. Der Sender 3 und der Empfänger 5 sind an eine gemeinsame Aus werteeinheit 6 angeschlossen und in einem Gehäuse 7 integriert. Fig. 1 shows an embodiment of the reflection light barrier 1 according to the invention for detecting objects in a monitoring area. On one side of the monitoring area there is a transmitter 3 emitting light beams 2 and a receiver 5 receiving light beams 4 . The transmitter 3 and the receiver 5 are connected to a common evaluation unit 6 and integrated in a housing 7 .

An der gegenüber liegenden Seite des Überwachungsbereichs befindet sich ein Reflektor 8. Der Reflektor 8 ist vorzugsweise von einem Tripel-Reflektor ge bildet. Alternativ kann der Reflektor 8 aus einer Reflexfolie bestehen. Bei frei em Strahlengang sind die vom Sender 3 emittierten Sendelichtstrahlen 2 zum Reflektor 8 geführt und werden als Empfangslichtstrahlen 4 zurück zum Empfänger 5 reflektiert.A reflector 8 is located on the opposite side of the monitoring area. The reflector 8 is preferably formed by a triple reflector ge. Alternatively, the reflector 8 can consist of a reflective film. When the beam path is free, the transmitted light beams 2 emitted by the transmitter 3 are guided to the reflector 8 and are reflected back to the receiver 5 as received light beams 4 .

Der Sender 3 besteht aus einer Sendediode und emittiert vorzugsweise Sende lichtstrahlen 2 im roten, sichtbaren Bereich. Der Empfänger 5 weist ein Nah element 9 und ein Fernelement 10 auf, welche von einer Differentialdiode ge bildet sind. Bei geringen Distanzen des Reflektors 8 oder eines Objektes im Überwachungsbereich werden die am Reflektor 8 oder Objekt reflektierten Empfangslichtstrahlen 4 vorwiegend auf das Nahelement 9 geführt, während bei größeren Distanzen die Empfangslichtstrahlen 4 vorwiegend auf das Fern element 10 treffen. The transmitter 3 consists of a transmitter diode and preferably emits transmitted light beams 2 in the red, visible area. The receiver 5 has a near element 9 and a remote element 10 , which are formed by a differential diode ge. At short distances of the reflector 8 or an object in the surveillance area, the received light beams 4 reflected on the reflector 8 or object are mainly guided to the near element 9 , while at larger distances the received light beams 4 predominantly meet the remote element 10 .

Die Ausgangssignale des Nah- 9 und Fernelements 10 werden in die Auswer teeinheit 6 eingelesen, die von einem Microcontroller oder dergleichen gebil det ist.The output signals of the local 9 and remote element 10 are read into the evaluation unit 6 , which is formed by a microcontroller or the like.

Von der Auswerteeinheit 6 wird ein Schaltausgang 11 zur Ausgabe eines binä ren Schaltsignals angesteuert. Je nachdem ob ein Objekt im Überwachungsbe reich detektiert wird oder nicht, nimmt das Schaltsignal einen ersten oder zweiten Schaltzustand ein.A switching output 11 is driven by the evaluation unit 6 to output a binary switching signal. Depending on whether an object is detected in the monitoring area or not, the switching signal assumes a first or a second switching state.

Dem Sender 3 ist eine Sendeoptik 12 zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 2 nachgeordnet. Dem Empfänger 5 ist eine Empfangsoptik 13 zur Fokussie rung der Empfangslichtstrahlen 4 auf den Empfänger 5 vorgeordnet. Die Sen deoptik 12 und die Empfangsoptik 13 befinden sich in der Frontwand des Ge häuses 7.A transmitter optics 12 for beam shaping of the transmitted light beams 2 is arranged downstream of the transmitter 3 . The receiver 5 is a receiving optics 13 for focusing the receiving light beams 4 upstream of the receiver 5 . The Sen deoptik 12 and the receiving optics 13 are located in the front wall of the Ge 7th

Zwischen dem Sender 3 und dem Empfänger 5 ist ein erstes Polarisationsfilter 14 angeordnet. Vor dem Empfänger 5 ist ein zweites Polarisationsfilter 15 an geordnet. Die Sende- 2 und Empfangslichtstrahlen 4 werden beim Durchgang durch das jeweilige Polarisationsfilter 14, 15 linear polarisiert, wobei die Pola risationsrichtungen der Polarisationsfilter 14, 15 um 90° gegeneinander ge dreht sind. Alternativ kann hinter der Sende- 12 und Empfangsoptik 13 ein Polarisationsfilter angeordnet sein, mittels dessen die Sende- 2 und Empfangs lichtstrahlen 4 zirkular polarisiert werden.A first polarization filter 14 is arranged between the transmitter 3 and the receiver 5 . Before the receiver 5 , a second polarization filter 15 is arranged. The transmitter 2 and received light beams 4 are polarized when passing through the respective polarization filters 14, 15 linear, with the Pola risationsrichtungen of the polarizing filters 14, 15 are at 90 ° to each other ge rotates. Alternatively, a polarization filter can be arranged behind the transmitting 12 and receiving optics 13 , by means of which the transmitting 2 and receiving light beams 4 are circularly polarized.

Dem Empfänger 5 ist ein Umlenkspiegel 16 vorgeordnet, der in einer Einstell richtung verschiebbar angeordnet ist. Der Umlenkspiegel 16 bildet somit eine Umlenkeinheit mittels derer das Verhältnis der auf das Nah- 9 und Fernele ment 10 auftreffenden Empfangslichtstrahlen 4 einstellbar ist. Vorzugsweise wird der Umlenkspiegel 16 zur Einstellung über eine nicht dargestellte Stell schraube oder dergleichen manuell betätigt. The receiver 5 is a deflecting mirror 16 upstream, which is arranged displaceably in an adjustment direction. The deflection mirror 16 thus forms a deflection unit by means of which the ratio of the received light beams 4 incident on the near- 9 and Fernele element 10 is adjustable. The deflecting mirror 16 is preferably manually operated for adjustment via an adjusting screw (not shown) or the like.

Bei freiem Strahlengang der Reflexionslichtschranke 1 treffen die linear pola risierten Sendelichtstrahlen 2 auf den Reflektor 8 und werden von dort als Empfangslichtstrahlen 4 reflektiert. Durch die Reflexion am Reflektor 8 sind die Empfangslichtstrahlen 4 stark depolarisiert, typischerweise zu einem Pro zentsatz von mehr als 50%. Dadurch durchsetzt ein relativ hoher Anteil der Empfangslichtstrahlen 4 das dem Empfänger 5 vorgeordnete Polarisationsfilter 15, so dass die Ausgangssignale am Nah- 9 und Fernelement 10 entsprechend hoch sind.When the beam path of the reflection light barrier 1 is clear, the linearly polarized transmission light beams 2 hit the reflector 8 and are reflected from there as reception light beams 4 . Due to the reflection on the reflector 8 , the received light beams 4 are strongly depolarized, typically at a percentage of more than 50%. Characterized a relatively high percentage passes through the received light beams 4, the receiver 5 upstream polarization filter 15 so that the output signals on the local and remote 9 member 10 are correspondingly high.

Bei einem im Überwachungsbereich befindlichen nicht transparenten Objekt werden die Sendelichtstrahlen 2 bei der Reflexion an der Objektoberfläche nicht oder nur geringfügig depolarisiert, so dass die Ausgangssignale am Nah- 9 und Fernelement 10 eine entsprechend geringe Amplitude aufweisen.In one located in the monitored area is not transparent object, the transmitted light beams 2 are not depolarized upon reflection at the object surface or only slightly, so that the output signals on the local and remote 9 element 10 have a correspondingly small amplitude.

Erfindungsgemäß wird in der Auswerteeinheit 6 als Empfangssignal die Diffe renz der Ausgangssignale des Nah- 9 und Fernelements 10 gebildet und dann mit einem Schwellwert S verglichen.According to the invention the output signals of the near and far 9 element 10 is formed and then compared with a threshold value S in the evaluation unit 6 as a receiving signal Renz the Diffe.

Bei der Ausführungsform ist das Empfangssignal von der Differenz D
In the embodiment, the received signal is of the difference D

D = F - N
D = F - N

gebildet, wobei F das Ausgangssignal des Fernelements 10 und N das Aus gangssignal des Nahelements 9 bildet.formed, F is the output signal of the remote element 10 and N forms the output signal of the near element 9 .

Fig. 2 zeigt schematisch den distanzabhängigen Verlauf des so erhaltenen Empfangssignals. Die mit A bezeichnete Kurve stellt den Verlauf des Emp fangssignals bei freiem Strahlengang dar, der für einen in verschiedenen Dis tanzen s angeordneten Reflektor 8 erhalten wird. Die mit B bezeichnete Kurve stellt den Verlauf des Empfangssignals für ein in verschiedenen Distanzen s angeordnetes Objekt dar. Dabei kann das Objekt von einem Spiegel gebildet sein, an welchem die Sendelichtstrahlen 2 gerichtet reflektiert werden. Alter nativ kann das Objekt eine diffus reflektierende Oberfläche aufweisen. Fig. 2 shows schematically the distance-dependent course of the received signal thus obtained. The curve labeled A represents the course of the received signal with a free beam path, which is obtained for a reflector 8 arranged in different disances s. The curve labeled B represents the course of the received signal for an object arranged at different distances s. The object can be formed by a mirror on which the transmitted light beams 2 are reflected in a directed manner. Alternatively, the object can have a diffusely reflecting surface.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Empfangssignale A und B in einem von s = 0 bis s = s₁ reichenden Distanzbereich negativ. Dieser Entfernungsbereich bildet einen Nahbereich, innerhalb dessen die Empfangslichtstrahlen 4 vor wiegend auf das Nahelement 9 auftreffen. Die Größe des Nahbereichs ist mit tels der Umlenkeinheit einstellbar.As can be seen from FIG. 2, the received signals A and B are negative in a distance range ranging from s = 0 to s = s ₁ . This distance range forms a close range within which the received light beams 4 predominantly impinge on the close element 9 . The size of the close range can be adjusted using the deflection unit.

Mit größer werdender Distanz treffen die Empfangslichtstrahlen 4 vorwiegend auf das Fernelement 10, so dass die Empfangssignale A und B positiv werden.As the distance increases, the received light beams 4 predominantly strike the remote element 10 , so that the received signals A and B become positive.

Der Schwellwert S ist positiv, wobei dessen Betrag im vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel so gewählt ist, dass das Empfangssignal A bei freiem Strahlen gang bei einer Distanz s₀ dem Schwellwert S entspricht, die dicht oberhalb der Grenze s₁ des Nahbereichs liegt.The threshold value S is positive, the amount of which is selected in the present exemplary embodiment in such a way that the received signal A with a free beam path at a distance s ₀ corresponds to the threshold value S which lies just above the limit s _{1 of} the near range.

Der Reflektor 8 wird in diesem Fall vorzugsweise dicht oberhalb der Position s₀ positioniert, so dass bei freiem Strahlengang gerade der Schwellwert S über schritten wird.In this case, the reflector 8 is preferably positioned just above the position s ₀ , so that the threshold value S is just exceeded when the beam path is clear.

Dementsprechend nimmt dann das Schaltsignal am Schaltausgang 11 wie in Fig. 2 dargestellt den Schaltzustand "ein" ein.Accordingly, the switching signal at switching output 11 then assumes the switching state "on" as shown in FIG. 2.

Dringt ein Objekt in den Strahlengang der Reflexionslichtschranke 1 ein, so wechselt das Schaltsignal in den Schaltzustand "aus", da das Empfangssignal B unterhalb des Schwellwert S liegt.If an object penetrates the beam path of the reflection light barrier 1 , the switching signal changes to the "off" switching state since the received signal B is below the threshold value S.

Besonders vorteilhaft hierbei ist, dass Objekte auch dicht vor dem Reflektor 8 erfassbar sind. Zudem können auch transparente Objekte sicher erfasst werden, da auch bereits kleine Dämpfungen beim Durchgang der Sendelichtstrahlen 2 durch das transparente Objekt erfasst werden können.It is particularly advantageous here that objects can also be detected close to the reflector 8 . In addition, transparent objects can also be detected reliably, since even small attenuations when the transmitted light beams 2 pass through the transparent object can be detected.

In Fig. 2 ist der typische Signalverlauf des Empfangssignals A im wesentli chen nur in dem dem Nahbereich entsprechenden Entfernungsbereich darge stellt. Fig. 3 zeigt den Verlauf des Empfangssignals bei freiem Strahlengang auch für größere Distanzen.In FIG. 2, the typical waveform of the received signal is in the A wesentli chen only in the corresponding short range distance range Darge provides. Fig. 3 shows the profile of the received signal at a free beam path, even for larger distances.

Entsprechend Fig. 2 ist auch in Fig. 3 das Empfangssignal A innerhalb des dem Nahbereich entsprechenden Entfernungsbereichs zwischen s = 0 und s = s₁ negativ. Das Empfangssignal A erreicht den Schwellwert S wiederum bei s = s₀.According to FIG. 2, the received signal A is also negative in FIG. 3 within the distance range between s = 0 and s = s ₁ corresponding to the near range. The received signal A again reaches the threshold value S at s = s ₀ .

Mit größer werdender Distanz steigt das Empfangssignal zunächst weiter an, erreicht dann sein Maximum und fällt dann wieder ab, wobei auch bei großen Distanzen das Empfangssignal A oberhalb des Schwellwerts S liegt.As the distance increases, the received signal initially continues to rise, then reaches its maximum and then drops again, even with large ones Distances the received signal A lies above the threshold value S.

Erfindungsgemäß kann der Reflektor 8 in großen Distanzen zum Sender 3 und Empfänger 5 positioniert werden, wobei dennoch im gesamten Überwa chungsbereich eine sichere Objektdetektion gewährleistet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Reflektor 8 vorzugsweise in einer Distanz s₂ positioniert, die typischerweise in der Größenordnung von 20 m liegt.According to the invention, the reflector 8 can be positioned at great distances from the transmitter 3 and receiver 5 , with nevertheless reliable object detection being ensured in the entire monitoring area. In the present exemplary embodiment, the reflector 8 is preferably positioned at a distance s ₂ , which is typically on the order of 20 m.

Im Nahbereich zwischen s = 0 und s = s₁ werden die Empfangslichtstrahlen 4 vorwiegend auf das Nahelement 9 geführt, so dass das Empfangssignal B bei einem Objekteingriff negativ ist und mit Sicherheit unterhalb dem Schwellwert S liegt, so dass Fehldetektionen insbesondere auch bei stark reflektierenden Objekten ausgeschlossen sind.In the near range between s = 0 and s = s ₁ , the received light beams 4 are predominantly directed onto the near element 9 , so that the received signal B is negative in the event of an object intervention and is definitely below the threshold value S, so that false detections, particularly in the case of strongly reflecting objects excluded are.

Der Entfernungsbereich zwischen s = s₁ und s = s₂ bildet einen Zwischenbe reich, in welchem die Amplituden der Ausgangssignale am Nah- 9 und Fern element 10 durch die große Objektdistanz auch bei stark reflektierenden Ob jekten so niedrig sind, dass durch die Filterwirkung der Polarisationsfilter 14, 15 das Empfangssignal sicher unterhalb des Schwellwerts S liegt. Damit sind auch im Zwischenbereich Fehldetektionen ausgeschlossen sind. The distance range between s = s ₁ and s = s ₂ forms an intermediate area, in which the amplitudes of the output signals at the near and far element 9 and 10 are so low due to the large object distance, even with highly reflective objects, that due to the filter effect Polarization filter 14 , 15 the received signal is safely below the threshold value S. In this way, false detections are also excluded in the intermediate area.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist in diesem Fall das Empfangssignal aus der Differenz D
Fig. 4 shows a second embodiment of the invention. In contrast to the embodiment according to FIG. 2, the received signal from the difference D is in this case

D = N - F
D = N - F

gebildet, wobei N wiederum das Ausgangssignal des Nahelements 9 und F das Ausgangssignal des Fernelements 10 darstellt.formed, where N in turn represents the output signal of the near element 9 and F represents the output signal of the remote element 10 .

Analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird diese Differenz mit einem Schwellwert S (S < 0) bewertet.Analogously to the exemplary embodiment according to FIG. 2, this difference is evaluated with a threshold value S (S <0).

In Fig. 4 ist wiederum das bei freiem Strahlengang erhaltene distanzabhängi ge Empfangssignal mit A bezeichnet, während mit B das Empfangssignal bei einem Objekteingriff bezeichnet ist.In FIG. 4, the distance-dependent received signal obtained with the free beam path is again designated A, while B denotes the received signal in the event of an object intrusion.

Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind nun die Emp fangssignale A und B im Nahbereich zwischen s = 0 und s = s₁ positiv, wäh rend die Empfangssignale A, B bei größeren Distanzen negativ werden.In contrast to the exemplary embodiment according to FIG. 2, the received signals A and B are positive in the near range between s = 0 and s = s ₁ , while the received signals A, B become negative at larger distances.

Der Schwellwert S und der Nahbereich sind so gewählt, dass das Empfangs signal A bei freiem Strahlengang bei einer Distanz s₀, die dicht unterhalb s₁ liegt, dem Schwellwert S entspricht.The threshold value S and the close range are selected such that the reception signal A corresponds to the threshold value S with a free beam path at a distance s ₀ , which is just below s ₁ .

Damit liegt das Empfangssignal A bei Distanzen im Nahbereich unterhalb von s₀ oberhalb des Schwellwerts. Erst bei einer sehr geringen Distanz s₃ unmittel bar vor der Reflexionslichtschranke 1 sinkt das Empfangssignal A wieder un ter den Schwellwert S ab. Demgegenüber liegt das Empfangssignal B für be liebige Distanzwerte unterhalb des Schwellwerts S.The received signal A is thus at distances in the near range below s ₀ above the threshold value. Only at a very short distance s ₃ directly in front of the reflection light barrier 1 does the received signal A drop below the threshold value S again. In contrast, the reception signal B for arbitrary distance values is below the threshold value S.

Mit der so ausgebildeten Reflexionslichtschranke 1 kann insbesondere die Annäherung eines Objekts auf eine Solldistanz zuverlässig überwacht werden. Derartige Objekte können beispielsweise von Kisten oder dergleichen gebildet sein, die auf einem Förderband gefördert werden. Auf den Kisten ist jeweils ein Reflektor 8 aufgebracht, auf welchen die Sendelichtstrahlen 4 der Reflexi onslichtschranke 1 gerichtet sind. Durch die Förderbewegung des Förderban des wird eine Kiste mit dem Reflektor 8 auf die Reflexionslichtschranke 1 zu bewegt. Die Solldistanz ist dann erreicht, wenn von der Reflexionslichtschran ke 1 der Reflektor 8 in einer Distanz kleiner als s₀ registriert wird, so dass dann das Schaltsignal den Schaltzustand "ein" einnimmt. Dann kann bei spielsweise das Förderband angehalten werden, damit die Kiste beispielsweise mittels eines Greifers in der jeweiligen Sollposition liegend aufgenommen werden kann.With the reflection light barrier 1 designed in this way , in particular the approach of an object to a target distance can be reliably monitored. Such objects can be formed, for example, by boxes or the like, which are conveyed on a conveyor belt. A reflector 8 is applied to each of the boxes, on which the transmitted light beams 4 of the reflection light barrier 1 are directed. Due to the conveying movement of the conveyor belt, a box with the reflector 8 is moved to the reflection light barrier 1 . The target distance is reached when the reflector 8 is registered by the reflection light barrier ke 1 at a distance of less than s ₀ , so that the switching signal then assumes the switching state "on". Then, for example, the conveyor belt can be stopped so that the box can be picked up, for example, by means of a gripper in the desired position.

Da über den gesamten Distanzbereich das Empfangssignal B unterhalb des Schwellwerts S liegt, führt bei dem Überwachungsvorgang jeweils nur der Reflektor 8 zu einem Ansprechen der Reflexionslichtschranke 1, nicht dagegen andere in den Strahlengang eindringende Objekte. Die Bestimmung der Annä herung des Reflektors 8 an die Solldistanz ist somit völlig unempfindlich ge gen Objekteingriffe, es sei denn, ein Objekt würde den Reflektor 8 dauerhaft abschirmen. Since the received signal B lies below the threshold value S over the entire distance range, only the reflector 8 in each case leads to a response of the reflection light barrier 1 during the monitoring process, but not other objects penetrating into the beam path. The determination of the approximation of the reflector 8 to the target distance is thus completely insensitive to object interventions, unless an object would permanently shield the reflector 8 .

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Reflexionslichtschranke
Retroreflective

22

Sendelichtstrahlen
Transmitted light beams

33

Sender
Channel

44

Empfangslichtstrahlen
Receiving light rays

55

Empfänger
receiver

66

Auswerteeinheit
evaluation

77

Gehäuse
casing

88th

Reflektor
reflector

99

Nahelement
Nahelement

1010

Fernelement
point at infinity

1111

Schaltausgang
switching output

1212

Sendeoptik
transmission optics

1313

Empfangsoptik
receiving optics

1414

erstes Polarisationsfilter
first polarization filter

1515

zweites Polarisationsfilter
second polarization filter

1616

Umlenkspiegel
A Empfangssignal
B Empfangssignal
D Differenz
F Ausgangssignal des Fernelements
N Ausgangssignal des Nahelements
S Schwellwert
s verschiedene Distanzen
deflecting
A receive signal
B receive signal
D difference
F output signal of the remote element
N output signal of the near element
S threshold
s different distances

Claims

1. Reflection light barrier for the detection of objects in a surveillance area
with a transmitter emitting light rays and a receiver receiving received light rays on one side of the monitoring area and a reflector on the other side of the monitoring area,
with polarization filters arranged in front of the transmitter and the receiver,
with an evaluation unit in which a binary switching signal with a first and a second switching state is generated from the received signal of the receiver by comparison with a threshold value S, a first switching state being obtained with free light paths when the light rays are guided to the reflector,
characterized in that the receiver ( 5 ) has a near element ( 9 ) and a remote element ( 10 ), that in the evaluation unit ( 6 ) the difference between the output signals of the near ( 9 ) and remote element ( 10 ) forming the received signal with the threshold value S is evaluated, whereby in the case of an object in a close range, at least some of the received light beams ( 4 ) strike the near element ( 9 ), as a result of which the switching signal assumes the second switching state.

2. reflection light barrier according to claim 1, characterized in that the position of the reflector ( 8 ) directly adjoins the close range.

3. Reflection light barrier according to one of claims 1 or 2, characterized in that a deflection unit is provided for adjusting the size of the close range, by means of which the distribution of the received light beams ( 4 ) incident on the near ( 9 ) and far element ( 10 ) is adjustable ,

4. reflection light barrier according to claim 3, characterized in that the deflection unit from a receiver ( 5 ) upstream, ver sliding deflection mirror ( 16 ) is formed.

5. reflection light barrier according to one of claims 1-4, characterized in that a linear polarization filter ( 14 , 15 ) is arranged in front of the transmitter ( 3 ) and the receiver ( 5 ), the polarization directions of the polarization filter ( 14 , 15th ) are rotated 90 ° against each other.

6. reflection light barrier according to any one of claims 1-4, characterized in that in front of the transmitter ( 3 ) and the receiver ( 5 ) is a transmit ( 2 ) and receive light beams ( 4 ) circular polarizing polarization filter is arranged.

7. reflection light barrier according to one of claims 5 or 6, characterized in that the transmitter ( 3 ) emits light beams ( 2 ) in the visible red wavelength range.

8. reflection light barrier according to any one of claims 1-7, characterized in that with a free beam path, the difference between the output signals of the near ( 9 ) and far element ( 10 ) is above the threshold value S.

9. reflection light barrier according to any one of claims 1-7, characterized in that when the beam path is free, the difference between the output signals of the near ( 9 ) and far element ( 10 ) is below the threshold value S.