DE19810231A1 - Optoelektronische Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 42 38 116 bekannt. Bei dieser Vor­ richtung handelt es sich um eine Reflexionslichtschranke mit zwei Empfän­ gern, denen als polarisierendes Mittel ein strahlteilender, teildurchlässiger Spiegel vorgeordnet ist. Die Polarisationsrichtungen der den teildurchlässigen Spiegel durchsetzenden und auf den ersten Empfänger auftreffenden Emp­ fangslichtstrahlen und der am teildurchlässigen Spiegel reflektierten und auf den zweiten Empfänger auftreffenden Empfangslichtstrahlen sind um 90° ge­ geneinander gedreht. Zum Nachweis der Objekte im Überwachungsbereich wird die Differenz der an den Ausgängen der Empfänger anstehenden Emp­ fangssignale gebildet. Diese Signaldifferenz wird mittels eines Schwellwerts bewertet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art so auszubilden, daß diese im Bereich des Personenschutzes ein­ setzbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung werden die an den Ausgängen der Empfänger anstehenden Empfangssignale jeweils mit zwei unterschiedli­ chen Schwellwerten S1 und S2 bewertet, wobei Schwellwert S2 oberhalb von S1 liegt. Der Abstand der Schwellwerte ist so gewählt, daß nur bei freiem Strahlengang das Empfangssignal eines Empfängers oberhalb von S2 und das Empfangssignal des anderen Empfängers unterhalb von S1 liegt. Alternativ können die Ausgangssignale der Empfänger auch jeweils mit einem Schwell­ wert bewertet werden. In diesem Fall werden die dem Schwellwert zugeführten Empfangssignale mittels Verstärkern unterschiedlich verstärkt wobei die Dif­ ferenz der Verstärkungsfaktoren der Differenz der Schwellwerte S1 und S2 entspricht. Prinzipiell wäre es auch denkbar, daß die Empfangssignale der Empfänger bei gleicher Verstärkung jeweils mit demselben Schwellwert be­ wertet werden. In diesem Fall wäre jedoch keine sichere und eindeutige Unter­ scheidung der Signale bei freiem Strahlengang und bei einem im Strahlengang befindlichen Objekt möglich.

Dabei liegt das Empfangssignal desjenigen Empfängers oberhalb von S2, des­ sen polarisierendes Element dieselbe oder nahezu dieselbe Polarisationsrich­ tung aufweist wie das polarisierende Element der Reflektoreinheit. Das polari­ sierende Element des anderen Empfängers ist gegenüber der Polarisationsrich­ tung des polarisierenden Elements der Reflektoreinheit um einen Winkel α, der im Bereich 45° < α < 135° liegt und vorzugsweise 90° beträgt, gedreht. Dem­ zufolge trifft auf diesen Empfänger bei freiem Strahlengang nur eine geringe Lichtmenge.

Mit dieser Vorrichtung können Objekte aller Art, die das auftreffende Sende­ licht depolarisieren, sicher erkannt werden. Durch die depolarisierende Wir­ kung des Objekts treffen auf die Empfänger vergleichbare Lichtmengen.

Reflektiert das Objekt das Licht diffus und nur sehr schwach, so liegen die Empfangssignale beider Empfänger unterhalb des Schwellwerts S1.

Befindet sich ein stark reflektierendes Objekt im Strahlengang, so gelangt eine große Lichtmenge auf die Empfänger, so daß deren Empfangssignale jeweils oberhalb von S2 liegen.

In jedem Fall weichen diese Schaltzustände am Ausgang der Empfänger von den Schaltzuständen bei freiem Strahlengang ab, so daß eine sichere Detektion der Objekte gewährleistet ist.

Gemäß einer weiteren Alternative der Erfindung wird der Quotient der an den Ausgängen der Empfänger anstehenden Signale gebildet. Durch die Quotien­ tenbildung werden systematische Meßfehler, die durch unterschiedliche Aus­ dehnungen des Überwachungsbereichs entstehen, eliminiert. Dies bevorzugt eine Quotientenbildung der Empfangssignale gegenüber einer Differenzbil­ dung, die ebenfalls prinzipiell denkbar wäre. Der Quotient der Empfangssigna­ le wird mit einem Schwellwert S bewertet. Dieser Schwellwert S ist so ge­ wählt, daß sich bei freiem Strahlengang der Vorrichtung ein anderer Schaltzu­ stand ergibt als bei einem im Strahlengang befindlichen Objekt, und zwar un­ abhängig von dessen Reflexionseigenschaften. Zusätzlich werden die Emp­ fangssignale der Empfänger einzeln mit dem Schwellwert S1 bewertet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zudem Mittel zur Testung auf. Damit kann die Funktionsfähigkeit des Senders und der Empfänger zyklisch oder in vorgegebenen Intervallen überprüft werden. Die Überprüfung erfolgt derart, daß im fehlerfreien Betrieb bei Betätigen der Mittel zur Testung die Emp­ fangssignale der Empfänger vorgegebene Schaltzustände bezüglich der Schwellwerte S1 und S2 bzw. des Schwellwerts S einnehmen müssen.

Durch diese Überprüfung können interne Gerätestörungen sofort erkannt und angezeigt werden. Bei Anwendungen im Bereich des Personenschutzes wird die Vorrichtung üblicherweise zur Überwachung einer Maschine oder derglei­ chen eingesetzt. Tritt ein interner Gerätefehler in der Vorrichtung auf, so wird aus Sicherheitsgründen die Maschine abgeschaltet.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung bei eingeschaltetem Sender,

Fig. 2 Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei ausgeschaltetem Sender und einge­ schaltetem Testsender,

Fig. 3 Impulsdiagramm für den Betrieb des Senders, des Testsenders und der Empfänger,

Fig. 4 Schematische Darstellung der Intensitätsverläufe der Sende- und Empfangslichtstrahlen bei freiem Strahlengang,

Fig. 5 Schematische Darstellung der Intensitätsverläufe der Sende- und Empfangslichtstrahlen bei einem im Strahlengang angeordneten spiegelnden Objekt,

Fig. 6 Schematische Darstellung der Intensitätsverläufe der Sende- und Empfangslichtstrahlen bei einem im Strahlengang angeordneten dif­ fus reflektierenden Objekt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer optoelektroni­ schen Vorrichtung 1 zum Erfassen von Objekten 2 in einem Überwachungsbe­ reich. An einem Ende des Überwachungsbereichs sind ein Sender 3 und zwei Empfänger 4, 5 angeordnet, die an eine gemeinsame Auswerteeinheit 6 ange­ schlossen und in einem Gehäuse 7 integriert sind. Der Sender 3 ist vorzugswei­ se von einer Leuchtdiode gebildet und wird im Pulsbetrieb betrieben. Alterna­ tiv kann der Sender 3 von einem Laser gebildet sein. Die Empfänger 4, 5 sind von vorzugsweise baugleichen Photodioden gebildet. Die Auswerteeinheit 6 besteht aus einem Microcontroller oder ist in einem ASIC integriert.

Bei freiem Strahlengang werden die vom Sender 3 emittierten Sendelichtstrah­ len 8 auf eine am gegenüberliegenden Ende des Überwachungsbereichs ange­ ordnete Reflektoreinheit 9 geführt. Die von dort reflektierten Empfangslicht­ strahlen 10 sind auf die Empfänger 4, 5 geführt.

In der Frontwand des Gehäuses 7 ist eine Sendeoptik 11 angebracht, durch welche die Sendelichtstrahlen 8 geführt sind. Zudem ist in der Gehäusewand eine Empfangsoptik 12 vorgesehen, die von den Empfangslichtstrahlen 10 durchsetzt wird. Die Sende- 11 und Empfangsoptik 12 sind jeweils von einer Linse gebildet.

Zwischen der Empfangsoptik 12 und den Empfängern 4, 5 ist ein strahlteilen­ der, teildurchlässiger Spiegel 13 vorgesehen, dessen Frontfläche und Rückseite jeweils um 45° gegenüber der Strahlachse der auftreffenden Empfangslicht­ strahlen 10 geneigt sind. Die die Empfangsoptik 12 durchsetzenden Empfangs­ lichtstrahlen 10 treffen auf die Frontseite des teildurchlässigen Spiegels 13. Ein Teil der Empfangslichtstrahlen 10 durchsetzt den teildurchlässigen Spiegel 13 und trifft auf den dahinter angeordneten ersten Empfänger 4. Der restliche Teil der Empfangslichtstrahlen 10 wird am teildurchlässigen Spiegel 13 reflektiert und trifft auf den zweiten Empfänger 5.

Jedem Empfänger 4, 5 ist ein linear polarisierendes Element 14, 15 vorgeord­ net, welches vorzugsweise als Polarisationsfilter ausgebildet ist.

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist dem teildurchlässigen Spiegel 13 ein Umlenkelement vorgeordnet. An diesem Um­ lenkelement werden die Sendelichtstrahlen 8 so umgelenkt, daß diese koaxial zu den Empfangslichtstrahlen 10 im Überwachungsbereich geführt werden. Zweckmäßigerweise besteht das Umlenkelement aus einem weiteren teildurch­ lässigen Spiegel 13, dessen Spiegelfläche parallel zur Spiegelfläche des ersten teildurchlässigen Spiegels 13 verläuft. Der Sender 3 ist unterhalb des zweiten teildurchlässigen Spiegels 13 angeordnet. In diesem Fall wird nur noch eine Linse benötigt, die gleichzeitig die Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 10 fo­ kussiert.

Die Reflektoreinheit 9 weist ebenfalls ein weiteres linear polarisierendes Ele­ ment 16 auf, welches unmittelbar vor einem Reflektor 17 angeordnet ist, der als Trippelreflektor oder als Reflexfolie ausgebildet sein kann. Prinzipiell kann anstelle eines Reflektor 17 auch ein Spiegel verwendet werden.

Die Polarisationsrichtung der polarisierenden Elemente 14, 16 in der Reflek­ toreinheit 9 und am ersten Empfänger 4 stimmen im wesentlichen, vorzugswei­ se mit einer Winkeldifferenz kleiner als 10°, überein. Im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel stimmen die Polarisationsrichtungen exakt überein. Die Polarisa­ tionsrichtung des polarisierenden Elements 15 am zweiten Empfänger 5 ist hierzu um einen Winkel α gedreht, der im Bereich 45° < α < 135° liegt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α = 90°.

Ist der Sender 3 von einem Laser gebildet, so sind die Sendelichtstrahlen 8 li­ near polarisiert. Dabei ist deren Polarisationsrichtung um 45° gegenüber der Polarisationsrichtung des polarisierenden Elements 16 gedreht.

Die an den Ausgängen der Empfänger 4, 5 anstehenden Empfangssignale wer­ den jeweils mit zwei Schwellwerten S1 und S2 bewertet, wobei der Schwell­ wert S2 oberhalb von S1 liegt. Die Lage der Empfangssignale der Empfänger 4, 5 relativ zu den Schwellwerten S1 und S2 definiert den Schaltzustand der Vor­ richtung 1.

Die Schwellwerte sind in Abhängigkeit der Polarisationsrichtungen der polari­ sierenden Elemente 14, 15 gewählt.

Insbesondere ist der Abstand zwischen den Schwellwerten S1 und S2 so ge­ wählt, daß nur bei freiem Strahlengang das Empfangssignale des ersten Emp­ fänger 4 oberhalb von S2 liegt und gleichzeitig das Empfangssignal des zwei­ ten Empfängers 5 unterhalb von S1 liegt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schwellwert S2 etwa 10% unterhalb des Empfangspegels des ersten Empfän­ gers 4 bei freiem Strahlengang liegt und der Schwellwert S1 etwa 80% unter­ halb dieses Empfangspegels liegt.

In den Fig. 4-6 sind die Lichtleistungen und die Polarisationsrichtungen entlang der Strahlengänge der Sende- 8 und Empfangslichtstrahlen 10 darge­ stellt. Dabei sind eventuelle Dämpfungsverluste beim Durchgang durch die optischen Elemente vernachlässigt.

In Fig. 4 ist die optoelektronische Vorrichtung 1 bei freiem Strahlengang dar­ gestellt. Die vom Sender 3 emittierten Sendelichtstrahlen 8 sind unpolarisiert, was durch die gleichmäßige Verteilung der Pfeile veranschaulicht ist. Die vom Sender 3 emittierte Sendeleistung wird als Bezugspunkt für den weiteren Strahlverlauf genommen und mit 100% angesetzt.

Die Sendelichtstrahlen 8 treffen auf das linear polarisierende Element 16 der Reflektoreinheit 9, dessen Polarisationsrichtung mit einem vertikalen Pfeil ver­ anschaulicht ist.

Nur der in dieser Polarisationsrichtung polarisierte Teil des Sendelichts durch­ dringt das polarisierende Element 16. Dieser Teil beträgt etwa 50% der ur­ sprünglichen Sendeleistung.

Die Sendelichtstrahlen 8 treffen dann auf den Reflektor 17 und werden dort reflektiert, wobei diese dabei zum Teil depolarisiert werden. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Fall wird ein Anteil von 35% depolarisiert, während ein Anteil von 15% die Polarisationsrichtung beibehält. Beim zweiten Durchtritt durch das polarisierende Element 16 wird dieser Anteil nicht geschwächt, da dessen Polarisationsrichtung mit der Polarisationsrichtung des polarisierenden Ele­ ments 16 übereinstimmt. Der depolarisierte Anteil wird dagegen von 35% auf 17% geschwächt. Somit gelangt von der ursprünglich emittierten Sendeleistung ein Anteil von 32% linear polarisiertem Licht auf den teildurchlässigen Spiegel 13, wobei die Sendelichtstrahlen 8 je zur Hälfte reflektiert werden und den Spiegel 13 durchdringen.

Der den Spiegel 13 durchdringende Anteil der Empfangslichtstrahlen 10 trifft auf das polarisierende Element des ersten Empfängers 4, dessen Polarisations­ richtung mit derjenigen der Sendelichtstrahlen 8 übereinstimmt, so daß diese ohne weitere Schwächung durch das erste polarisierende Element 14 auf den ersten Empfänger 4 gelangen. Dieser Anteil beträgt 16% der ursprünglichen Sendeleistung.

Die Polarisationsrichtung des polarisierenden Elements 15 vor dem zweiten Empfänger 5 ist um 90° bezüglich der auftreffenden Empfangslichtstrahlen 10 gedreht, so daß kein Empfangslicht auf den zweiten Empfänger 5 trifft.

Entsprechend der auf die Empfänger 4, 5 auftreffenden Lichtmengen liegt das Empfangssignal am Ausgang des ersten Empfängers 4 oberhalb des Schwell­ werts S2 und das Empfangssignal am Ausgang des zweiten Empfängers 5 un­ terhalb des Schwellwerts S1.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Fall ist ein hochreflektierendes Objekt 2 im Strahlengang vor der nicht dargestellten Reflektoreinheit 9 angeordnet. Das Objekt 2 ist von einem Reflektor 17 gebildet, an welchem die vom Sender 3 emittierten Sendelichtstrahlen 8 nahezu ohne Verlust reflektiert werden. Die vom Sender 3 emittierten depolarisierten Sendelichtstrahlen 8 bleiben auch nach der Reflexion am Reflektor 17 depolarisiert.

Die am Reflektor 17 reflektierten Empfangslichtstrahlen 10 treffen auf den teildurchlässigen Spiegel 13, wobei von dort jeweils gleiche Anteile des Emp­ fangslichts in Richtung der beiden Empfänger 4, 5 geführt sind. Da das Emp­ fangslicht depolarisiert ist, wird es beim Durchtritt durch die polarisierenden Elemente 14, 15 jeweils um etwa 50% geschwächt. Daher treffen auf die Emp­ fänger 4, 5 jeweils etwa 25% der ursprünglichen Sendeleistung.

Dies führt zu Empfangssignalen an den Empfängern 4, 5, welche jeweils ober­ halb der Schwellwerte S2 liegen. Diese Empfangssignale unterscheiden sich eindeutig von den Schaltzuständen bei freiem Strahlengang, so daß eine sichere Detektion des Objekte 2 gewährleistet ist.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Fall ist ein diffus reflektierendes Objekt 2 im Strahlengang vor der nicht dargestellten Reflektoreinheit 9 angeordnet. Von dem auf das Objekt 2 auftreffenden Sendelicht wird bedingt durch die diffuse Reflexion nur ein kleiner Anteil, typischerweise unterhalb von 1% der ur­ sprünglich emittierten Sendelichtleistung, von der Empfangsoptik 12 erfaßt. Entsprechend gering sind die auf die Empfänger 4, 5 auftreffenden Lichtmen­ gen. Ansonsten entspricht der Strahlengang, insbesondere auch hinsichtlich der Polarisationsverhältnisse, dem in Fig. 5 dargestellten Fall.

Da auf die Empfänger 4, 5 jeweils nur ein Anteil von weniger als 0,25% der ursprünglich emittierten Sendelichtleistung trifft, liegen die Empfangssignale jeweils unterhalb des Schwellwerts S1. Auch diese Schaltzustände unterschei­ den sich eindeutig von den Schaltzuständen bei freiem Strahlengang, so daß auch in diesem Fall eine sichere Objekterkennung gewährleistet ist.

Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Alternative der Erfindung wird in der Auswerteeinheit 6 der Quotient der Empfangssignale gebildet. Im vorliegenden Fall wird der Wert des am Empfänger 4 anstehenden Empfangssignales durch den Wert des am Empfänger 5 anstehenden Empfangssignals dividiert. Bei freiem Strahlengang ergibt sich für den Quotienten ein Zahlenwert mit x » 1. Ist ein Objekt 2 mit beliebigem Reflexionsgrad im Strahlengang angeordnet, so ergibt sich für den Quotienten ein Zahlenwert im Bereich x = 1. Um eine si­ chere Detektion der Objekte 2 zu gewährleisten, liegt die Höhe des Schwell­ werts etwa im Bereich 2 < S ≦ 10. Demzufolge ist gewährleistet, daß der Schwellwert S nur bei freiem Strahlengang überschritten wird. Zusätzlich wer­ den die Empfangssignale der Empfänger 4, 5 einzeln mit dem Schwellwert S1 bewertet.

Zur Überprüfung der Funktionssicherheit der Vorrichtung 1 sind Mittel zur Testung vorgesehen. Durch Betätigen dieser Mittel nehmen bei fehlerfreiem Betrieb der Vorrichtung 1 die Empfangssignale der Empfänger 4, 5 vorgegebe­ nen Schaltzustände bezüglich der Schwellwerte S1 und S2 bzw. bezüglich des Schwellwerts S an, was in der Auswerteeinheit 6 abgeprüft wird.

Diese Testung kann zyklisch erfolgen, wobei die Testung von der Auswerte­ einheit 6 innerhalb vorgegebener Zeitintervalle, die im Bereich von msec lie­ gen, periodisch aktiviert wird. Eine derartige zyklische Testung erfolgt dann, wenn die Sicherheitsanforderungen an die Vorrichtung 1 besonders hoch sind.

Sind die Sicherheitsanforderungen an die Vorrichtung 1 weniger hoch, so kann die Testung innerhalb größerer Zeitintervalle, die typischerweise im Bereich von Stunden liegen, erfolgen. Dabei wird die Testung vorzugsweise durch ein externes an die Vorrichtung 1 angeschlossenes Schaltgerät ausgelöst. Die Testung kann zweckmäßigerweise dann erfolgen, wenn die Vorrichtung 1 und / oder die Maschine, an welche die Vorrichtung 1 zu Überwachungszwecken angeschlossen ist, gewartet wird oder außer Betrieb ist.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Mittel zur Testung ein Testsendelichtstrahlen 18 emittierender Testsender 19 vorgese­ hen. Die Testsendelichtstrahlen 18 verlaufen vollständig im Inneren des Ge­ häuses 7 und sind über den strahlteilenden, teildurchlässigen Spiegel 13 auf die Empfänger 4, 5 geführt. Dabei treffen die Testsendelichtstrahlen 18 auf die Rückseite des teildurchlässigen Spiegels 13. Von dort wird ein Anteil von etwa 50% der Testsendelichtstrahlen 18 zum ersten Empfänger 4 reflektiert. Der andere Teil der Testsendelichtstrahlen 18 durchsetzt den teildurchlässigen Spiegel 13 und trifft auf den zweiten Empfänger 5.

Die Durchführung der Testung ist in Fig. 3 veranschaulicht. Während der Testung bleibt der Sender 3 vorzugsweises ausgeschaltet. Alternativ könnte der Sender 3 auch eingeschaltet bleiben, da er die Wirkung des Testsenders 19 nur verstärkt und nicht stört. Die Testung untergliedert sich in zwei Testmessun­ gen. Bei der ersten Testmessung (t₁) wird nicht nur der Sender 3 sondern auch der Testsender 19 bleibt abgeschaltet. Da dann von der Vorrichtung 1 keinerlei Licht emittiert wird, müssen bei fehlerfreiem Betrieb die Empfangssignale der Empfänger 4, 5 jeweils unterhalb des Schwellwerts S1 liegen. Im Idealfall nehmen die Pegel der Empfangssignale den Wert Null an.

Im Realfall liegen die Empfangssignalpegel oberhalb des Nullpegels. Dies be­ ruht vorwiegend auf dem Rauschen der Empfänger 4, 5.

Liegt im Fehlerfall eines der Empfangssignale oberhalb des Schwellwerts S1, so ist der entsprechende Empfänger 4 oder 5 defekt. Handelt es sich um den ersten Empfänger 4, so ist eventuell auch der Sender 3 nicht ausschaltbar, da diese Signalkombination dem Betrieb der Vorrichtung 1 bei freiem Strahlen­ gang entspricht. Liegen beide Empfangssignale oberhalb der Schwellwerte S1 und S2, so läßt sich der Sender 3 oder der Testsender 19 nicht ausschalten und/oder beide Empfänger 4, 5 sind defekt.

Während der zweiten Testmessung (t₂) ist der Sender 3 ausgeschaltet und der Testsender 19 eingeschaltet. Der Testsender 19 emittiert dabei unpolarisierte Testsendelichtstrahlen 18, die zu gleichen Anteilen über den strahlteilenden Spiegel 13 auf die Empfänger 4, 5 geführt sind. Da es sich um depolarisiertes Licht handelt werden die Testsendelichtstrahlen 18 bei Durchgang durch die polarisierenden Elemente 14, 15 gleichermaßen geschwächt. Die Sendeleistung ist so gewählt, daß im fehlerfreien Fall die Empfangssignale beider Empfänger 4, 5 oberhalb des Schwellwerts S2 liegen.

Liegt das Empfangssignal eines Empfängers 4, 5 unterhalb dieses Schwellwerts S2, so ist dieser Empfänger 4 oder 5 defekt.

Durch Verknüpfung der Ergebnisse beider Testmessungen läßt sich somit fest­ stellen, ob der Sender 3 bzw. der Testsender 19 oder einer der Empfänger 4, 5 defekt ist.

Nach Abschluß der Testmessungen wechselt die Vorrichtung 1 wieder in den Arbeitsbetrieb. Dort ist der Sender 3 eingeschaltet und der Testsender 19 aus­ geschaltet. Unter t₃ in Fig. 3 ist dieser Fall bei freiem Strahlengang darge­ stellt.

In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Mittel zur Testung anstelle des Testsenders 19 vor dem Empfänger 4, 5 ein polarisieren­ des Element 15 vorgesehen, dessen polarisierende Wirkung veränderbar ist.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht dieses polarisierende Element 15 aus einem Flüssigkristallelement. Durch Anlegen unterschiedlicher Spannun­ gen kann das Flüssigkristallelement zwischen zwei Zuständen umgeschaltet werden. Im ersten Zustand wirkt das Flüssigkristallelement linear polarisierend. Dieser Zustand wird während der Arbeitsphase eingenommen, in welcher der Sender 3 aktiviert ist. Dieser Fall entspricht beispielsweise dem Zustand der Vorrichtung 1 bei t₃ in Fig. 3.

Während der Testung wechselt das Flüssigkristallelement in den zweiten Zu­ stand. In diesem Zustand hat das Flüssigkristallelement keine polarisierende Wirkung mehr.

Die Testung erfolgt wiederum in zwei getrennten Testmessungen. Die erste Testmessung erfolgt analog zum ersten Ausführungsbeispiel bei abgeschalte­ tem Sender 3. Entsprechend müssen die Empfangssignale der Empfänger 4, 5 im fehlerfreien Zustand unterhalb von S1 liegen.

Während der zweiten Testmessung ist der Sender 3 aktiviert. Die Testmessung erfolgt zweckmäßigerweise bei freiem Strahlengang. Die Intensitätsverhältnisse und Polarisationsrichtungen der Sende- 8 und Empfangslichtstrahlen 10 ent­ sprechen im wesentlichen dem in Fig. 4 dargestellten Fall. Lediglich werden die Empfangslichtstrahlen 10 beim Durchgang durch das vom Flüssigkristall­ element gebildeten polarisierenden Element 15 nicht mehr geschwächt. Ent­ sprechend gelangt auf diesen Empfänger 5 dieselbe Lichtmenge wie auf den anderen Empfänger 4. Somit liegen die Empfangssignale der beiden Empfänger 4, 5 im fehlerfreien Fall oberhalb des Schwellwerts S2.

Die Auswertung, ob im Fehlerfall der Sender 3 oder einer der Empfänger 4, 5 defekt ist, erfolgt analog zum ersten Ausführungsbeispiel.

Gemäß der zweiten Alternative der Erfindung werden die Testmessungen wie folgt durchgeführt. Während der ersten Testmessung (t1) müssen bei fehlerfrei­ em Betrieb die Empfangssignale der Empfänger 4, 5 jeweils unterhalb des Schwellwerts S1 liegen. Während der zweiten Testmessung (t2) wird der Quo­ tient der Empfangssignale mit dem Schwellwert S bewertet. Der Quotient der Empfangssignale der Empfänger 4, 5 liegt dann bei eingeschaltetem Testsender 19 unterhalb des Schwellwerts S.

Claims (19)

1. Optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich, an dessen einem Ende ein Sendelichtstrahlen emittierender Sender und zwei Empfangslichtstrahlen empfangende Empfänger mit jeweils einem vorgeordneten ersten und zweiten linear polarisierenden Element, deren Polarisationsrichtungen um einen Winkel α im Bereich 45° < α < 135° gegeneinander gedreht sind, angeordnet sind, und an dessen anderem Ende eine Reflektoreinheit, bestehend aus einem Reflektor und einem vorgeordneten dritten linear polarisierenden Element, dessen Polarisationsrichtung mit der Polarisationsrichtung des ersten oder zweiten polarisierenden Elements im wesentlichen überein­ stimmt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an Ausgängen der Empfänger (4, 5) anstehenden Empfangssignale jeweils mit zwei un­ terschiedlichen Schwellwerten S1 und S2 (S2 < S1) bewertet werden, de­ ren Abstand so gewählt ist, daß nur bei freiem Strahlengang das Emp­ fangssignal eines Empfängers (4) oberhalb von S2 und das Empfangs­ signal des zweiten Empfängers (5) unterhalb von S1 liegt, und daß Mittel zur Testung der Vorrichtung (1) vorgesehen sind, durch deren Betätigung bei fehlerfreiem Betrieb die Empfangssignale der Empfänger (4, 5) vor­ gegebene Schaltzustände bezüglich der Schwellwerte S1 und S2 einneh­ men.

2. Optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich, an dessen einem Ende ein Sendelichtstrahlen emittierender Sender und zwei Empfangslichtstrahlen empfangende Empfänger mit jeweils einem vorgeordneten ersten und zweiten linear polarisierenden Element, deren Polarisationsrichtungen um einen Winkel α im Bereich 45° < α < 135° gegeneinander gedreht sind, angeordnet sind, und an dessen anderem Ende eine Reflektoreinheit, bestehend aus einem Reflektor und einem vorgeordneten dritten linear polarisierenden Element, dessen Polarisationsrichtung mit der Polarisationsrichtung des ersten oder zweiten polarisierenden Elements im wesentlichen überein­ stimmt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient der an den Ausgängen der Empfänger (4, 5) anstehenden Empfangssignale ge­ bildet wird und dieser mit einem Schwellwert S bewertet wird, und daß Mittel zur Testung der Vorrichtung (1) vorgesehen sind, durch deren Be­ tätigung bei fehlerfreiem Betrieb der Quotient der Empfangssignale be­ züglich des Schwellwerts S einen vorgegebenen Wert annimmt.

3. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Testung zyklisch erfolgt.

4. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Testung durch externes Aktivieren der Mittel zur Testung erfolgt.

5. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsrichtungen des ersten und zweiten polarisierenden Elements (14, 15) um α = 90° gegeneinander gedreht sind.

6. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Empfangslichtstrahlen (10) über einen strahlteilenden teil­ durchlässigen Spiegel (13) zu den Empfängern (4, 5) geführt sind.

7. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß von dem teildurchlässigen Spiegel (13) ein Umlenkelement an­ geordnet ist, an welchem die Sendelichtstrahlen (8) reflektiert werden, so daß sie koaxial zu den Empfangslichtstrahlen (10) im Überwachungsbe­ reich geführt sind.

8. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Umlenkelement von einem teildurchlässigen Spiegel (13) gebildet ist.

9. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß zu deren Testung ein Testsender (19) vorgesehen ist, dessen Testsendelichtstrahlen (18) auf die Empfänger (4, 5) gerichtet sind.

10. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Testsender (19) emittierten Testsendelicht­ strahlen (18) über den teildurchlässigen Spiegel (13) zu den Empfängern (4, 5) geführt sind.

11. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß während der Testung der Sender (3) abgeschaltet ist.

12. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei deren fehlerfreiem Betrieb während einer ersten Testmessung bei abgeschaltetem Sender (3) und Testsender (19) die Empfangssignale der Empfänger (4, 5) jeweils unterhalb des Schwell­ werts S1 liegen.

13. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10-12, da­ durch gekennzeichnet, daß bei deren fehlerfreiem Betrieb während einer zweiten Testmessung bei abgeschaltetem Sender (3) und eingeschaltetem Testsender (19) die Empfangssignale der Empfänger (4, 5) jeweils ober­ halb des Schwellwerts S2 liegen oder der Quotient der Empfangssignale der Empfänger (4, 5) unterhalb des Schwellwerts S liegt, wobei das Emp­ fangssignal des Empfängers (4) durch das Empfangssignal des Empfän­ gers (5) dividiert wird.

14. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß zu deren Testung die Polarisationswirkung des po­ larisierenden Elements (15) vor dem Empfänger (5) veränderbar ist.

15. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß das polarisierende Element (15) von einem Flüssigkristallele­ ment gebildet ist.

16. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei den Testmessungen die Polarisationswirkung des polarisierenden Elements (15) aufgehoben ist.

17. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß bei deren fehlerfreiem Betrieb während einer ersten Testmessung bei abgeschaltetem Sender (3) die Empfangssignale der Empfänger (4, 5) unterhalb des Schwellwerts S1 liegen und während einer zweiten Test­ messung bei eingeschaltetem Sender (3) und freiem Strahlengang ober­ halb von S2 liegen, oder daß der Quotient der Empfangssignale der Emp­ fänger (4, 5) während der zweiten Testmessung unterhalb des Schwell­ werts S liegt wobei das Empfangssignal des Empfängers (4) durch das Empfangssignal des Empfängers (5) dividiert wird.

18. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-17, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sender (3) von einer Leuchtdiode gebildet ist.

19. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-17, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sender (3) von einem Laser gebildet ist, wobei die Polarisationsrichtung der vom Laser emittierten Sendelicht­ strahlen (8) etwa um 45° bezüglich der Polarisationsrichtung des linear polarisierenden Elements (16) der Reflektoreinheit (9) gedreht ist.