DE10222797A1

DE10222797A1 - Instrument determining distance between sensor and object by triangulation, employs analyzer and separate compensating beam

Info

Publication number: DE10222797A1
Application number: DE2002122797
Authority: DE
Inventors: Siegfried Ringwald; Kai Waslowski; Gerhard Merettig
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2002-05-23
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2022-05-24
Also published as: DE10222797B4; DE10222797C5

Abstract

A measurement channel transmits (S1) light into the measurement region. A receiver (E) detects the reflected and/or re-emitted light. In a second channel a further transmitter (S2) and optical components (26, 28) form a compensating beam (27). An analyzer receiving light from both channels, determines the object distance (D).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Objektabstands zwischen einem nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden optoelektronischen Sensor und einem Tastobjekt nach dem Hauptpatent DE 100 59 156.6. Der Inhalt des Hauptpatents DE 100 59 156.6 soll zusätzlich zu dem im nachfolgenden Beschriebenen durch Bezugnahme vollinhaltlich hiermit übernommen werden. The invention relates to a device for determining the object distance between an optoelectronic one working according to the triangulation principle Sensor and a touch object according to the main patent DE 100 59 156.6. The content of the Main patent DE 100 59 156.6 is intended in addition to that in the following Described by reference are hereby incorporated in full.

Bei bekannten Sensoren, die nach dem Triangulationsprinzip arbeiten, wird ein ausgesandter Lichtfleck auf dem Objekt, dessen Abstand bestimmt werden soll, abgebildet und vom Objekt auf einen ortsauflösenden Empfänger abgebildet. Die Position des reflektierten und/oder remittierten Lichtflecks auf dem Empfänger ist von dem auch als Tastweite bezeichneten Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt abhängig. Die Lage des Schwerpunkts des Lichtflecks auf dem Empfänger kann somit als ein Maß für den zu bestimmenden Abstand verwendet werden. Hierzu ist es bekannt, den lichtempfindlichen Bereich des Empfängers in zwei Unterbereiche zu unterteilen, nämlich einen Nahbereich und einen Fernbereich. Die Verteilung der Intensität des abgebildeten Lichtflecks zwischen dem Nahbereich und dem Fernbereich ist von dem Objektabstand abhängig, so dass die Differenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Bereiche das Maß für den Objektabstand bildet. In known sensors that work according to the triangulation principle, a emitted light spot on the object, the distance of which is to be determined, mapped and mapped from the object to a spatially resolving receiver. The Position of the reflected and / or remitted light spot on the receiver is from the distance, also known as the scanning distance, between the sensor and the Object dependent. The location of the center of gravity of the light spot on the receiver can thus be used as a measure of the distance to be determined. For this purpose, it is known to divide the light-sensitive area of the receiver into two To subdivide sub-areas, namely a close range and a far range. The Distribution of the intensity of the imaged light spot between the close range and the Far range is dependent on the object distance, so the difference between the output signals of the two areas form the measure for the object distance.

Nachteilig an diesen Sensoren ist, dass Störsignale, die dem eigentlichen Empfangssignal, das von dem vom Objekt reflektierten und/oder remittierten Lichtfleck stammt, überlagert sind, nicht als solche erkannt werden können. Quellen derartiger Störsignale sind beispielsweise Fehler oder Verschmutzungen der Sensoroptik, spiegelnde, glänzende oder stark kontrastbehaftete Flächen entweder auf dem Objekt, dessen Abstand bestimmt werden soll, oder auf Störobjekten, die seitlich oder hinter dem zu ertastenden Objekt angeordnet sind und auch als Hintergrundobjekte bezeichnet werden, Dies können z. B. Fensterscheiben oder dergleichen sein. A disadvantage of these sensors is that interference signals, which are the real thing Received signal from the light spot reflected and / or reflected by the object originates, are superimposed, cannot be recognized as such. Sources of such Interference signals are, for example, errors or contamination of the sensor optics, reflective, glossy or strongly contrasting surfaces either on the Object whose distance is to be determined, or on obstructions on the side or are arranged behind the object to be felt and also as Background objects are referred to. B. window panes or the like his.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, mit einem nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden optoelektronischen Sensor den Abstand zwischen dem Sensor und einem Objekt auf möglichst einfache und zuverlässige Weise unabhängig von eventuell vorhandenen, das eigentliche Empfangssignal verfälschenden Fehlerquellen zu bestimmen, wobei insbesondere die Energieaufnahme des Sensors durch eine weitere einen Kompensationslichtstrahl aussendende Sendeeinheit möglichst klein sein soll und gleichzeitig aber der Kompensationslichtstrahl seine Wirkung behalten soll. The object of the invention is to provide a way with one after Triangulation principle working optoelectronic sensor the distance between the sensor and an object in the simplest and most reliable way possible regardless of any existing, the actual reception signal to determine falsifying sources of error, in particular the energy consumption of the Sensor by another one emitting a compensation light beam Sending unit should be as small as possible and at the same time the compensation light beam to keep its effect.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1. The object is achieved by an object with the characteristics of Claim 1.

Durch den Zusatzkanal stehen zusätzliche Informationen zur Verfügung, die durch die gemeinsame Auswertung mit den Informationen aus dem Messkanal herangezogen werden können, um Fehlerquellen als solche zu identifizieren und so den Einfluss der Fehlerquellen auf die Abstandsmessung zu reduzieren, wobei durch eine zusätzliche optische Komponente im Zusatzkanal der Kompensationsstrahl derart formbar ist, dass das Kompensationslicht nur in die relevante Richtung ausgesendt werden kann, nämlich die Richtung, die dem Sichtfeld der Empfangsoptik entspricht. Daraus ergibt sich der wesentliche Vorteil der Erfindung, dass die zusätzliche Sendeeinheit bei gleichbleibender Wirkung des Kompensationslichtes nur eine geringe Lichtleistung abgeben muss, so dass der Sensor durch den Zusatzkanal nur eine geringere zusätzliche Energieaufnahme hat und in Folge dessen sich im Betrieb weniger erhitzt. Additional information is available through the additional channel the joint evaluation with the information from the measuring channel can be used to identify sources of error as such and so the Reduce influence of sources of error on the distance measurement, whereby by an additional optical component in the additional channel of the compensation beam can be shaped in such a way that the compensation light only in the relevant direction can be emitted, namely the direction that the field of view of the receiving optics equivalent. This gives the essential advantage of the invention that additional transmitter unit with the same effect of the compensation light only has to emit a low light output so that the sensor can be Additional channel only has a lower additional energy consumption and consequently there is less heated during operation.

Die gemeinsame Auswertung erfolgt in einer dem Sensor zugeordneten Auswerteeinheit, an welche die Empfangseinheit angeschlossen ist. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Verfahrens zur Abstandsbestimmung bzw. von dem Aufbau und der Betriebsweise des Sensors können jeweils geeignete mathematische Auswerteverfahren, z. B. Kreuzkorrelationen zwischen einer abgespeicherten oder eingelernten Intensitätsverteilung der Empfangssignale und einer aktuellen Intensitätsverteilung, zum Einsatz kommen. The joint evaluation takes place in a sensor assigned Evaluation unit to which the receiver unit is connected. Depending on the Design of the method for determining the distance or of the structure and The operating mode of the sensor can be suitably mathematical Evaluation methods, e.g. B. cross correlations between a stored or learned intensity distribution of the received signals and a current one Intensity distribution, are used.

Als Empfangseinheit kann ein ortsauflösender Detektor von grundsätzlich beliebiger Art vorgesehen werden. Die Position eines vom Objekt reflektierten und/oder remittierten Lichtflecks und Informationen über die Umstände der Lichtfleckreflexion und/oder -remission können aus der oder den nachgewiesenen Intensitätsverteilungen abgelesen werden. A position-resolving detector of basically any type can be used as the receiving unit Kind be provided. The position of a and / or reflected from the object remitted light spots and information about the circumstances of the light spot reflection and / or remission can from the or the proven Intensity distributions can be read.

Für den Messkanal und den Zusatzkanal werden jeweils eine eigene Sendeeinheit und vorzugsweise eine gemeinsame Empfangseinheit verwendet. A separate transmitter unit is used for the measuring channel and the additional channel and preferably uses a common receiving unit.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die optische Komponente, die den Kompensationsstrahl mit formt als Lichtleiter ausgebildet, wobei der Lichtleiter bevorzugt Linsenwirkung aufweist, beispielsweise in dem die Lichteintritts- und/oder Lichtaustrittsfläche gekrümmt sind. Damit kann eine optimale Ausleuchtung insbesondere des Sichtfeldes der Empfangseinheit erreicht werden. In one embodiment of the invention, the optical component that the Compensation beam with forms as a light guide, the light guide preferred Has lens effect, for example in which the light entry and / or Light exit surface are curved. This allows optimal illumination in particular the field of view of the receiving unit.

Vorteilhaft ist die optische Komponente dazu zwischen der weiteren Sendeeinheit und einer Sendeoptik, zumeist eine Linse, angeordnet. For this purpose, the optical component between the further transmission unit is advantageous and a transmission optics, usually a lens, arranged.

Bevorzugt treten die Abtaststrahlen und der Kompensationsstrahl durch dieselbe Sendeoptik, denn insbesondere Störreflexe von der Sendeoptik, die beispielsweise durch Verschmutzung hervorgerufen sein können, bewirken eine Störung der Auswertung. So ist das Problem bekannt, dass die Störreflexe sich an Fensterscheiben spiegeln können und dadurch ein Fehlschalten des Sensors erfolgen kann. Derartiges Falschlicht kann aber mittels des Kompensationsstrahl erkannt werden, insbesondere wenn dieser dieselbe Sendeoptik durchtritt. The scanning beams and the compensation beam preferably pass through the same Transmission optics, because in particular interference reflections from the transmission optics, for example can be caused by pollution, cause a disturbance of the Evaluation. So the problem is known that the glare is on window panes can mirror and can result in an incorrect switching of the sensor. Such false light can, however, be recognized by means of the compensation beam, especially if it passes through the same transmission optics.

Da das Störlicht nur dann wesentlich stört, wenn es im Sichtfeld der Empfangsoptik liegt, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die optische Komponente den Kompensationsstrahl derart formt, dass der Kompensationsstrahl im Wesentlichen ein Sichtfeld der Empfangsoptik beleuchtet. Since the stray light only disturbs significantly if it is in the field of view of the receiving optics lies in a development of the invention that the optical component forms the compensation beam in such a way that the compensation beam in the Essentially illuminates a field of view of the receiving optics.

Vorzugsweise - sind alle Sende- und Empfangseinheiten in einer gemeinsamen Sensorebene angeordnet, die bevorzugt senkrecht zu der den kürzesten Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt entsprechenden Abstandsrichtung, die auch als Sende- und/oder Empfangsachse bezeichnet wird, verläuft. Preferably - all sending and receiving units are in one Sensor plane arranged, which is preferably perpendicular to the shortest distance distance direction corresponding between the sensor and the object, which also is referred to as the transmission and / or reception axis.

Bevorzugt ist die oder jede Sendeeinheit in Form einer LED oder einer Lasereinrichtung, beispielsweise einer Laserdiode, vorgesehen. Des Weiteren ist vorzugsweise die oder jede Empfangseinheit in Form eines ortsauflösenden Detektors z. B. in Form eines ein- oder mehrreihigen Fotodioden-Arrays, einer CCD (Charge Coupled Device) oder einer PSD (Position Sensitive Device) vorgesehen. The or each transmission unit is preferably in the form of an LED or Laser device, for example a laser diode, is provided. Furthermore is preferably the or each receiving unit in the form of a spatially resolving detector e.g. B. in the form of a single or multi-row photodiode array, a CCD (batch Coupled Device) or a PSD (Position Sensitive Device).

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben. Further embodiments of the invention are also in the subclaims Description and the drawing given.

Alle in den Ansprüchen, der Beschreibungseinleitung und der nachfolgenden Figurenbeschreibung erwähnten Varianten der Erfindung können - sofern sie einander nicht widersprechen - auch miteinander kombiniert werden, wodurch eine besonders sichere und zuverlässige Bestimmung des Objektabstands möglich ist. All in the claims, the introduction to the description and the following Variations of the invention mentioned in the description of the figures can - provided they are mutually exclusive do not contradict - also be combined with each other, creating a particularly safe and reliable determination of the object distance is possible.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen: The invention is illustrated below by way of example with reference to the drawing described. Show it:

Fig. 1a eine schematische Darstellung einer Ausführungsform nach dem Hauptpatent DE 100 59 156; Fig. 1a is a schematic representation of an embodiment according to the main patent DE 100 59 156;

Fig. 1b eine der Anordnung nach Fig. 1a zugehörige empfangsseitige Intensitätsverteilung; FIG. 1b shows a the arrangement of Figure 1a corresponding receiving-side intensity distribution.

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of the invention;

Fig. 3 eine Darstellung einer zusätzlichen optischen Komponente des Zusatzkanals; Fig. 3 is an illustration of an additional optical component of the supplemental channel;

Fig. 4 eine typische Verteilung der Stärke der Lichtstrahlen im Empfängersichtbereich; . Figure 4 shows a typical distribution of the intensity of the light beams in the receiver field of view;

Fig. 1a und b zeigen eine Möglichkeit, einen Zusatzkanal zu nutzen, um den die Messung eines Objektabstands D verfälschenden Einfluss eines Störobjekts 15 unschädlich zu machen, nach dem Hauptpatent DE 100 59 156. Fig. 1a and b show a possibility to use an auxiliary channel, by which the measurement of an object distance D falsifying influence to make a clutter object 15 harmless, according to the main patent DE 100 59 156.

Ein Sensor 11 umfasst zwei Sendeeinheiten S1 und S2 sowie eine gemeinsame Empfangseinheit E. Es sind eine gemeinsame Sendeoptik FS für die beiden Sendeeinheiten S1, S2 in Form einer Linse sowie für die Empfangseinheit E eine Empfangsoptik FE vorgesehen, die ebenfalls als Linse ausgebildet ist. Bevorzugt sind alle Sende- und Empfangseinheiten in einem gemeinsamen Gehäuse 23 angeordnet. A sensor 11 comprises two transmission units S1 and S2 and a common reception unit E. A common transmission optics FS are provided for the two transmission units S1, S2 in the form of a lens and a reception optics FE for the reception unit E, which is also designed as a lens. All transmitter and receiver units are preferably arranged in a common housing 23 .

Während im von der Sendeeinheit S1 und der Empfangseinheit E gebildeten Messkanal S1-E die ausgesandten Abtaststrahlen 25 fokussiert werden, um auf dem Tastobjekt 13 einen Tastfleck zu erzeugen, wird im Zusatzkanal S2-E dafür gesorgt, dass eine im Vergleich zu den Abtaststrahlen 25 des Messkanals S1-E räumlich wesentlich weiter ausgedehnte Abtastzone in den tastobjektseitigen Halbraum des Sensors 11 ausgesandt wird. Die Abtastzone kann durch gezielte Nicht- Fokussierung, Streuung, Aufweitung und/oder diffuse Aussendung der Abtaststrahlen der Sendeeinheit S2 erzeugt werden. While the emitted scanning beams 25 are focused in the measuring channel S1-E formed by the transmitting unit S1 and the receiving unit E in order to generate a scanning spot on the scanning object 13 , the additional channel S2-E ensures that a scanning beam 25 is compared to the scanning beams 25 Measuring channel S1-E spatially much more extensive scanning zone is sent into the probe object half space of the sensor 11 . The scanning zone can be generated by deliberately not focusing, scattering, widening and / or diffusely emitting the scanning beams of the transmission unit S2.

Mit der Abtastzone wird gezielt Störstrahlung nachgebildet, die beispielsweise durch Streuung in der Sendeeinheit S2, durch Reflexionen und/oder Remissionen an optischen Elementen wie z. B. Blenden oder Tuben sowie durch Defekte der Sendeoptik FS, z. B.. Kratzer, Staub oder Schlieren an einer Sendelinse, hervorgerufen und von einem Störobjekt 15, beispielsweise ein Fenster, auf die Empfangseinheit E reflektiert und/oder remittiert wird. With the scanning zone, interference radiation is specifically emulated, which is caused, for example, by scattering in the transmission unit S2, by reflections and / or remissions on optical elements such as B. diaphragms or tubes as well as defects in the transmission optics FS, z. B .. scratches, dust or streaks on a transmission lens, caused and reflected by a disturbing object 15 , for example a window, on the receiving unit E and / or remitted.

Fig. 1b zeigt die Intensitätsverteilungen der von den beiden Sendeeinheiten S1, S2 stammenden Empfangssignale. Es ist ein Fall dargestellt, bei dem aufgrund der vorstehend erwähnten Fehlerquellen auch im Messkanal S1-E ausgesandte Strahlung auf das Störobjekt 15 trifft und von diesem auf die Empfangseinheit E reflektiert und/oder remittiert wird, wodurch an der Position X2 ein Intensitätspeak erzeugt wird. Der entsprechende Intensitätspeak der Sendeeinheit S2 des Zusatzkanals ist aufgrund der gezielten Nachbildung der Störstrahlung höher als derjenige des Messkanals, in welchem mit fokussierten Abtaststrahlen 25 gearbeitet wird. An der Position X1 dagegen, die dem zu ermittelnden Objektabstand D entspricht, entsteht im Messkanal S1-E ein höheres Empfangssignal als im Zusatzkanal S2-E, da die Intensitätsdichte der Abtastzone am Tastobjekt 13 geringer ist als diejenige der Abtaststrahlen 25, mit denen auf dem Tastobjekt 13 ein Tasttleck erzeugt wird. FIG. 1b shows the intensity distributions of data originating from the two transmission units S1, S2 receive signals. A case is shown in which, due to the error sources mentioned above, radiation emitted in the measuring channel S1-E also hits the interference object 15 and is reflected and / or remitted by the receiving unit E, as a result of which an intensity peak is generated at position X2. The corresponding intensity peak of the transmission unit S2 of the additional channel is higher than that of the measuring channel, in which focused scanning beams 25 are used , due to the targeted simulation of the interference radiation. At position X1, on the other hand, which corresponds to the object distance D to be determined, a higher reception signal is generated in the measuring channel S1-E than in the additional channel S2-E, since the intensity density of the scanning zone on the scanning object 13 is lower than that of the scanning beams 25 with which on the Touch object 13 a touch leak is generated.

Die gemeinsame Auswertung der Empfangssignale der beiden Kanäle erfolgt dadurch, dass das Empfangssignal S2 des Zusatzkanals vom Empfangssignal S1 des Messkanals abgezogen wird und negative Differenzwerte gleich Null gesetzt werden. Übrig bleibt dann ein positives Differenzsignal an der dem Objektabstand D entsprechenden Position X1 auf der Empfangseinheit E. Dieses resultierende positive Differenzsignal wird dann für die Bestimmung des Objektabstands D verwendet. The joint evaluation of the received signals of the two channels takes place characterized in that the reception signal S2 of the additional channel from the reception signal S1 of the Measuring channel is subtracted and negative difference values are set to zero become. What remains is a positive difference signal at the object distance D corresponding position X1 on the receiving unit E. This resulting positive difference signal is then used to determine the object distance D used.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sendeeinheiten S1, S2 und die Empfangseinheit E in der gemeinsamen Sensorebene 21 angeordnet, wobei sich die Sendeeinheit S2 des Zusatzkanals, mittels welcher die räumlich ausgedehnte Abtastzone erzeugt wird, zwischen der Sendeeinheit S1 des Messkanals und der Empfangseinheit E befindet. Die Abbildung der von den beiden Sendeeinheiten S1, S2 ausgesandten Strahlen erfolgt durch die gemeinsame Sendeoptik FS. Die Intensitäten im Messkanal und im Zusatzkanal werden derart gewählt, dass an der dem Störobjekt 15 entsprechenden Position X2 auf der Empfangseinheit E der Zusatzkanal ein höheres Signal liefert als der Messkanal, wie es in Fig. 1b gezeigt ist, damit bei der Auswertung im Anschluss an die Bildung der Differenz zwischen den beiden Empfangssignalen lediglich an der dem Objektabstand D entsprechenden Position X1 ein positives Signal übrig bleibt. In the exemplary embodiment shown, the transmitting units S1, S2 and the receiving unit E are arranged in the common sensor plane 21 , the transmitting unit S2 of the additional channel, by means of which the spatially extended scanning zone is generated, being located between the transmitting unit S1 of the measuring channel and the receiving unit E. The beams emitted by the two transmitter units S1, S2 are imaged by the common transmitter optics FS. The intensities in the measuring channel and in the additional channel are selected such that at the position X2 on the receiving unit E corresponding to the interference object 15 , the additional channel delivers a higher signal than the measuring channel, as shown in FIG the formation of the difference between the two received signals only at the position X1 corresponding to the object distance D, a positive signal remains.

Nach der Erfindung ist darüberhinaus vorgesehen, dass das Kompensationslicht des Zusatzkanals S2-E mit Hilfe einer optischen Komponente 26 zu einem Kompensationsstrahl 27 geformt wird, wie dies schematisch in Fig. 2 dargestellt ist. According to the invention, it is furthermore provided that the compensation light of the additional channel S2-E is shaped into a compensation beam 27 with the aid of an optical component 26 , as is shown schematically in FIG. 2.

Die optische Komponente 26 ist als Lichtleiter 28 ausgebildet, der unmittelbar an die Sendeeinheit S2 anschließend zwischen dieser und der Sendeoptik FS angeordnet ist. Der Lichtleiter 28 weist an seiner Lichteintrittsfläche 30 und/oder Lichtaustrittsfläche 32 Linsenwirkung auf, indem diese Flächen gekrümmt sind (Fig. 3). Alternativ könnte die optische Komponente auch nur als Linse ausgebildet sein. The optical component 26 is designed as a light guide 28 which is arranged directly after the transmission unit S2 between the latter and the transmission optics FS. The light guide 28 has a lens effect on its light entry surface 30 and / or light exit surface 32 in that these surfaces are curved ( FIG. 3). Alternatively, the optical component could also be designed only as a lens.

Insgesamt wird damit der Kompensationsstrahl 27 derart geformt, dass er ein Sichtfeld 34 der Empfangseinheit E und Empfangsoptik EO im Wesentlichen ausgeleuchtet wird. In Fig. 2 ist dieser Zusammenhang schematisch dargestellt. Der Kompensationsstrahl 27 ist derart begrenzt, dass er das Sichtfeld 34 ausleuchtet. Der beleuchtete Bereich in der Objektebene ist mit der Bezugsziffer 36 versehen. Prinzipiell wäre es auch denkbar, dass der Kompensationsstrahl 27 nur einen Teil des Sichtfeldes 34 ausleuchtet. Das ist aber von den örtlichen Gegebenheiten abhängig. So kann es sein, dass ein Störreflex, beispielsweise von einem Fenster nur in einem bestimmten Bereich des Sichtfeldes 34 auftreten kann. Dann braucht der Kompensationsstrahl auch nur diesen Bereich ausleuchten. Gegebenenfalls kann dadurch weiter Energie gespart werden. Overall, the compensation beam 27 is thus shaped such that it essentially illuminates a field of view 34 of the receiving unit E and receiving optics EO. This relationship is shown schematically in FIG . The compensation beam 27 is limited in such a way that it illuminates the field of view 34 . The illuminated area in the object plane is provided with the reference number 36 . In principle, it would also be conceivable that the compensation beam 27 illuminates only a part of the field of view 34 . But that depends on the local conditions. It may be the case that an interference reflex, for example from a window, can only occur in a certain area of the field of view 34 . Then the compensation beam only needs to illuminate this area. If necessary, this can further save energy.

Die Ausleuchtung des Sichtfeldes 34 ist beispielhaft nochmal in dem Diagramm der Fig. 4 dargestellt. Es sind dort die relativen Strahlstärken von Abtaststrahl 25 und Kompensationsstrahl 27 gegenüber der Sichtfeldausdehnung aufgetragen. Der Abtaststrahl 25 ist örtlich relativ eng begrenzt. Die Winkelangabe in dem Diagramm sind auf den Abtaststrahl bezogen. Der Kompensationsstrahl 27 hingegen ersteckt sich über das gesamte Sichtfeld und hat sein Maximum außerhalb des Bereiches in dem der Abtaststrahl im wesentlichen liegt, um insbesondere Störlichteinflüsse zu erkennen. The illumination of the field of view 34 is shown again by way of example in the diagram in FIG. 4. The relative beam strengths of the scanning beam 25 and the compensation beam 27 are plotted there in relation to the field of view. The scanning beam 25 is relatively narrowly localized. The angles in the diagram are related to the scanning beam. The compensation beam 27, on the other hand, extends over the entire field of view and has its maximum outside the area in which the scanning beam essentially lies, in order in particular to recognize the effects of stray light.

Claims

1. Device for determining the object distance (D) between an optoelectronic sensor ( 11 ) operating according to the triangulation principle and a touch object ( 13 ),

with at least one measuring channel between a transmitting unit (S1) for emitting electromagnetic scanning beams into the measuring area and at least one receiving unit (E) for detecting scanning beams reflected and / or remitted from the measuring area,

with at least one additional channel which, in addition to the transmitting unit (S1) and the receiving unit (E) of the measuring channel, has a further transmitting unit (S2) for emitting a compensation light beam ( 27 ),

- With one of the further transmission unit (S2) assigned optical component ( 26 , 28 ) for shaping the compensation light beam ( 27 ), and

- With an evaluation unit for joint evaluation of the received signals of the measuring channel and the additional channel for determining the object distance (D).

2. Device according to claim 1, characterized in that the optical component ( 26 ) is designed as a light guide ( 28 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the optical component ( 28 ) has a lens effect.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the optical component ( 28 ) is arranged between the further transmission unit (S2) and a transmission optics (FS).

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning beams ( 25 ) and the compensation beam ( 27 ) pass through the transmitting optics (FS).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the or each transmitter unit (S1, S2) in the form of an LED or a laser device is provided.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the optical component ( 28 ) forms the compensation beam ( 27 ) such that the compensation beam ( 27 ) essentially illuminates a field of view ( 34 ) of the receiving optics (EO).

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that all transmitting and receiving units (S1, S2, E) are arranged in a common sensor plane ( 21 ), which is preferably perpendicular to the shortest distance between the sensor ( 11 ) and distance direction corresponding to the touch object ( 13 ).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the receiving unit (E) in the form of a spatially resolving Detector, in particular a single or multi-row photodiode array, one CCD (Charge Coupled Device) or a PSD (Position Sensitive Device) is provided.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that all transmitting and receiving units (S1, S2, E) are arranged in a common sensor housing ( 23 ).