DE19852412A1 - Lichttaster - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lichttasters (1) mit mehreren Sendern (3a, 3b, 3c), welche Sendelichtimpulse mit unterschiedlichen, im sichtbaren Bereich liegenden Wellenlängen emittieren, wenigstens einem Empfänger (9), auf welchen die von einem Objekt reflektierten Sendelichtimpulse auftreffen, und einer Auswerteeinheit (11), an welche die Sender (3a, 3b, 3c) und der Empfänger (9) angeschlossen sind. Über die Auswerteeinheit (11) ist die Betriebsart des Lichttasters (1) umschaltbar. In der ersten Betriebsart wird der Lichttaster (1) als Kontrasttaster betrieben, wobei nur ein Sender (3) oder mehrere Sender (3a, 3b, 3c), welche Sendelichtimpulse mit gleicher Wellenlänge emittieren, aktiviert sind. Die am Ausgang des Empfängers (9) anstehenden Empfangssignale werden zur Detektion von Objekten mit wenigstens einem Schwellwert S1, S2 bewertet. In der zweiten Betriebsart wird der Lichttaster (1) als Farbtaster betrieben, wobei die zu detektierenden Objekte periodisch nacheinander jeweils mit Sendelichtimpulsen nur einer Wellenlänge beaufschlagt werden. Zur Farberkennung der Objekte werden die Amplituden der Empfangssignale, die durch die Sendelichtimpulse gleicher Wellenlänge generiert werden, jeweils mit wenigstens einem eingelernten Sollwert SW1, SW2, SW3, verglichen, wobei bei Übereinstimmung sämtlicher Amplituden dieser Empfangssignale mit dem jeweiligen Sollwert SW1, SW2, SW3 eine Objektmeldung ausgegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Lichttasters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Lichttaster gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Ein derartiges Verfahren ist aus der EP 0 834 726 A2 bekannt. Zur Durchfüh­ rung dieses Verfahrens ist ein nach dem Lichtschrankenprinzip arbeitender Sensor vorgesehen. Der Sensor weist drei Sender auf, welche Sendelichtimpul­ se in unterschiedlichen Farben emittieren. Vorzugsweise emittiert ein Sender rotes Licht, ein Sender grünes Licht und ein Sender blaues Licht. Die Sende­ lichtimpulse werden über eine Sammellinse in einen Lichtleiter eingekoppelt, an dessen Ende ein erster Meßkopf angeordnet ist. Diesem ersten Meßkopf ist ein zweiter Meßkopf in Abstand gegenüberliegend angeordnet, welcher mittels eines weiteren Lichtleiters an einen Empfänger angeschlossen ist. Die zu de­ tektierenden Objekte sind zwischen den beiden Meßköpfen angeordnet. Bei freiem Strahlengang treffen die aus dem ersten Meßkopf austretenden Sende­ lichtimpulse ungehindert auf den zweiten Meßkopf, während bei einem im Strahlengang angeordneten Objekt eine Strahlabschwächung der Sendelichtim­ pulse erfolgt. Der Sensor wird zur analogen Farberkennung eingesetzt.

Hierzu wird jeder Sender des Sensors vor Inbetriebnahme kalibriert. Die Kali­ brierung erfolgt automatisch, indem die Lichtleistung jedes Senders mittels eines steuerbaren Reglers geregelt wird. Der Regler vergleicht die mittels eines Referenzobjekts ermittelten analogen Referenz-Empfangssignale jeweils mit einem eingegebenen Sollwert. Bei Abweichungen der Referenz-Empfangssig­ nale von dem jeweiligen Sollwert wird die Sendeleistung des betreffenden Senders nachgeführt. Während des Betriebs des Sensors im Anschluß an den Kalibriervorgang wird die Sendeleistung jedes Senders auf einen konstanten Wert geregelt.

Aus der EP 0 735 501 A2 ist ein Lichttaster mit jeweils einem im roten, grünen und blauen Wellenlängenbereich arbeitenden Sender bekannt. Dieser Lichtta­ ster wird zum Lesen farbiger Markierungen eingesetzt. Die Sender werden im Pulsbetrieb betrieben und periodisch nacheinander aktiviert. Zur Farberken­ nung werden die durch die Sendelichtimpulse der einzelnen Sender generierten analogen Empfangssignale mit zuvor eingelernten Sollwerten verglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Lichttaster der eingangs ge­ nannten Art so auszubilden, daß dieser bei hoher Meßgenauigkeit möglichst flexibel einsetzbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 vorge­ sehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der erfindungsgemäße Lichttaster kann in zwei unterschiedlichen Betriebsarten betrieben werden. Dabei erfolgt die Betriebsartumschaltung über die Auswer­ teeinheit des Lichttasters.

In der ersten Betriebsart wird der Lichttaster als Kontrasttaster betrieben. In diesem Fall ist nur ein Sender aktiviert oder mehrere Sender, welche Sende­ lichtimpulse mit gleicher Wellenlänge emittieren, wobei diese vorzugsweise im Gleichtakt betrieben werden. Zur Detektion von Objekten werden die am Aus­ gang des Empfängers anstehenden Empfangssignale mit wenigstens einem Schwellwert bewertet.

In der zweiten Betriebsart wird der Lichttaster als Farbtaster betrieben. In die­ ser Betriebsart werden die zu detektierenden Objekte periodisch nacheinander jeweils mit Sendelichtimpulsen nur einer Wellenlänge beaufschlagt. Zur Farb­ erkennung der Objekte werden jeweils die Amplituden der Empfangssignale, die durch die Sendelichtimpulse einer bestimmten Wellenlänge generiert wer­ den, jeweils mit einem eingelernten Sollwert verglichen. Eine Objektmeldung wird dann ausgegeben, wenn sämtliche Amplituden dieser Empfangssignale mit dem jeweiligen Sollwert übereinstimmen.

Durch die erfindungsgemäße Umschaltung der Betriebsart des Lichttasters kann dieser gegenüber bekannten Lichttastern in einem erheblich breiteren Anwendungsgebiet eingesetzt werden.

Diese Betriebsartumschaltung ist insbesondere bei dem erfindungsgemäßen Lichttaster durchführbar, bei welchem die Sender in mindestens zwei in vorge­ gebenem Winkel zueinander verlaufenden Senderzeilen angeordnet sind, wobei über die Auswerteeinheit die Sender einer Senderzeile jeweils separat aktivier­ bar sind.

Die Meßgenauigkeit des mit einer Senderzeile arbeitenden Lichttaster ist ge­ genüber mit einem Sender arbeitenden Lichttastern erhöht.

Eine erhöhte Meßgenauigkeit des Lichttasters wird beispielsweise dann gefor­ dert, wenn dieser zur Bestimmung von Schnittlinien von liniertem oder karier­ tem Papier eingesetzt wird. Damit der Zuschnitt des Papiers mit hoher Präzisi­ on erfolgen kann, müssen die Linienstrukturen des unter dem Lichttaster quer zu den Linienstrukturen bewegten Papiers präzise erfaßt werden. Von einer Auswerteeinheit wird die Anzahl der erfaßten Linien gezählt und jeweils nach einer bestimmten Anzahl von erfaßten Linien eine Schneidvorrichtung akti­ viert, welche das Papier zuschneidet. Dabei ist die Erfassung der Linien des Papiers um so genauer, je schneller der Signalanstieg der Empfangssignale am Empfänger bei Detektieren einer Linie ist. Die Signalanstiegszeit kann gegen­ über diesem mit einem Sender arbeitenden Lichttaster durch eine zeilenförmi­ ge, in Richtung der Linien ausgerichtete Senderzeile erhöht werden, da die auf den Empfänger auftreffende Lichtmenge entsprechend erhöht ist.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Lichttasters ist darin zu sehen, daß dieser wenigstens zwei Senderzeilen aufweist, welche in vorgegebenem Winkel zueinander verlaufen und welche separat aktivierbar sind. Je nach Orientierung der Kontrastmarken der Objekte relativ zum Lichttaster kann die geeignete Senderzeile aktiviert werden. Somit können derartige Objekte erkannt werden, ohne daß der Lichttaster auf die einzelnen Objekte jeweils neu ausgerichtet werden muß. Der Lichttaster kann somit durch die selektive Aktivierung der Sendezeilen flexibel an sich verändernde Applikationsbedingungen angepaßt werden ohne daß Umbauarbeiten an der Sensoranordnung durchgeführt werden müssen. Durch die Einsparung von Umbauarbeiten wird die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes des Lichttaster beträchtlich erhöht.

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

Fig. 1 Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichttasters.

Fig. 2 Anordnung der Sender des Lichttasters gemäß Fig. 1.

Fig. 3 Empfangssignalauswertung mittels zweier Schwellwerte bei als Kontrasttaster betriebenem Lichttaster.

Fig. 4 Empfangssignalverläufe von mit unterschiedlichen Wellenlängen emittierenden Sendern bei der Ermittlung von Sollwerten bei als Farbtaster betriebenem Lichttaster.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lichttasters 1. Der Lichttaster 1 weist eine Senderanordnung 2 mit mehreren Sendern 3a, 3b, 3c auf, welche jeweils Sendelichtimpulse mit einem vorgege­ benen Puls-Pausenverhältnis emittieren. Die Sender 3a, 3b, 3c emittieren Sen­ delicht im sichtbaren Bereich, wobei die Sender 3a, 3b, 3c zumindest teilweise in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen emittieren. Im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel sind drei unterschiedliche als Leuchtdioden ausgebildete Sen­ der 3a, 3b, 3c vorgesehen, wie beispielsweise aus Fig. 2 ersichtlich ist. Eine erste Art von Sendern 3a emittiert rotes Sendelicht, eines zweite Art von Sen­ dern 3b emittiert blaues Sendelicht und eine dritte Art von Sendern 3c emittiert grünes Sendelicht.

Der Senderanordnung 2 ist eine von einer Linse gebildete Sendeoptik 4 nach­ geordnet, welche zur Strahlformung der von den Sendern 3a, 3b, 3c emittierten Sendelichtimpulse dient.

Der Sendeoptik 4 ist ein Strahlteilerspiegel 5 nachgeordnet, dessen ebene Oberfläche um 45° bezüglich der optischen Achse O_s der Sendeoptik 4 geneigt ist. Die den Strahlteilerspiegel 5 durchsetzenden Sendelichtimpulse treffen auf ein von einer Linse gebildetes Objektiv 6. Das Objektiv 6 ist in einer Seiten­ wand des Gehäuses 7 angeordnet und fokussiert die Sendelichtimpulse auf eine Tastebene in welcher die zu detektierenden Objekte angeordnet sind.

Die von den Objekten zurückreflektierten Sendelichtimpulse durchsetzen das Objektiv 6 und werden zum Teil am Strahlteilerspiegel 5 in Richtung einer von einer Linse gebildeten Empfangsoptik 8 reflektiert, welche die Sendelichtim­ pulse auf einen dahinter angeordneten Empfänger 9 fokussiert.

Der Empfänger 9 ist von einer Photodiode oder dergleichen gebildet. Die opti­ sche Achse O_e von Empfänger 9 und Empfangsoptik 8 verläuft in einem Win­ kel von 45° zur Oberfläche des Strahlteilerspiegels S und in einem Winkel von 90° zur optischen Achse O_s der Sendeoptik 4. Durch diese Anordnung wird eine koaxiale Strahlführung der aus dem Lichttaster 1 austretenden und der auf den Lichttaster 1 auftreffenden Sendelichtimpulsen erreicht.

Im Randbereich der Strahlkegel der von der Senderanordnung 2 emittierten Sendelichtimpulse ist zwischen der Senderanordnung 2 und der Sendeoptik 4 ein Referenz-Empfänger 10 angeordnet, der beispielsweise von einer Photodi­ ode gebildet ist.

Die Sender 3a, 3b, 3c, der Empfänger 9 und der Referenz-Empfänger 10 sind an eine gemeinsam Auswerteeinheit 11 angeschlossen, welche beispielsweise von einem Microcontroller gebildet ist. Über die Auswerteeinheit 11 erfolgt die Ansteuerung der einzelnen Sender 3a, 3b, 3c. Zudem werden in der Auswerte­ einheit 11 die am Ausgang des Empfängers 9 anstehenden Empfangssignale und die am Ausgang des Referenz-Empfängers 10 anstehenden Referenz- Empfangssignale ausgewertet. An die Auswerteeinheit 11 ist ein binärer Schaltausgang 12 angeschlossen, über welchen die in der Auswerteeinheit 11 generierten Objektmeldungen ausgegeben werden.

Die Sender 3a, 3b, 3c sind in mindestens zwei in vorgegebenem Winkel zuein­ ander verlaufenden Senderzeilen angeordnet. Erfindungsgemäß kann über die Auswerteeinheit 11 jeweils eine der Senderzeilen wahlweise separat aktiviert werden.

Gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Senderzei­ len ein in einer Ebene liegendes rechtwinkliges Kreuz, wobei die Flächennor­ male dieser Ebene mit der optischen Achse O_s der Sendeoptik 4 zusammen­ fällt.

Jede Senderzeile besteht aus acht Sendern 3a, 3b, 3c, welche jeweils spiegel­ symmetrisch zum Kreuzungspunkt der Senderzeilen angeordnet sind. Die Sen­ deranordnung 2 ist so gewählt, daß in jeder Senderzeile zwei im roten Wellen­ längenbereich emittierende, daran anschließend zwei im blauen Wellenlängen­ bereich emittierende Sender 3a, 3b, und daran anschließend vier im grünen Wellenlängenbereich emittierende Sender 3c hintereinander angeordnet sind.

In jeder Senderzeile werden die jeweils mit derselben Wellenlänge emittieren­ den Sender 3a, 3b oder 3c gleichzeitig über die Auswerteeinheit 11 aktiviert. Somit werden periodisch nacheinander zuerst die im roten, dann die im blauen und schließlich die im grünen Wellenlängenbereich emittierenden Sender 3a, 3b, 3c aktiviert.

Bei dieser Anordnung der Sender 3a, 3b, 3c sind jeweils mindestens zwei Sen­ der 3a, 3b oder 3c welche bei gleicher Wellenlänge emittieren, nebeneinander­ liegend angeordnet. Diese Sender 3a, 3b oder 3c werden jeweils gleichzeitig aktiviert. Dadurch ist gewährleistet, daß bei jeder Wellenlänge ein zeilenförmi­ ger zusammenhängender Sendelichtfleck generiert wird, welcher zum einen eine zeilenförmige Abtastung der Objekte ermöglicht. Zum andern ist die Sen­ delichtleistung gegenüber der Objektdetektion mittels einzelner Sender erhöht, was zu einer erhöhten Meßgenauigkeit führt. Da die Sendeleistungen von im grünen Wellenlängenbereich emittierenden Leuchtdioden typischerweise er­ heblich geringer als die Sendeleistungen von im roten und blauen Wellenlän­ genbereich emittierenden Leuchtdioden sind, sind in jeder Senderzeile doppelt so viele im grünen Wellenlängenbereich emittierende Leuchtdioden wie im roten oder blauen Wellenlängenbereich emittierende Leuchtdioden vorgesehen.

Erfindungsgemäß kann der Lichttaster 1 in zwei unterschiedlichen Betriebsar­ ten, nämlich zum einen als Kontrasttaster und zum anderen als Farbtaster, be­ trieben werden, wobei die Betriebsart über die Auswerteeinheit 11 umschaltbar ist.

Dabei ist bei jeder Betriebsart entsprechend der Ausrichtung der zu detektie­ renden Objekte relativ zum Lichttaster 1 entweder die erste oder die zweite Senderzeile aktiviert.

In der ersten Betriebsart wird der Lichttaster 1 als Kontrasttaster betrieben. Bei dieser Betriebsart wird vor Betriebsbeginn ein Abgleichvorgang durchgeführt. Dabei werden periodisch nacheinander die im roten, blauen und schließlich die im grünen Wellenlängenbereich emittierenden Sender 3a, 3b, 3c aktiviert. Für die jeweils aktivierten, bei einer bestimmten Wellenlänge emittierenden Sender 3a, 3b, 3c werden zunächst die bei freiem Strahlengang registrierten Emp­ fangssignale und dann die bei auf ein Referenzobjekt gerichteten Sendelichtim­ pulsen registrierten Empfangssignale in der Auswerteeinheit 11 abgespeichert. Dann wird die Differenz dieser Empfangssignale gebildet.

Der Abgleichvorgang erfolgt für die Sender 3a, 3b, 3c mit unterschiedlichen Wellenlängen jeweils in gleicher Weise und insbesondere mit demselben Refe­ renzobjekt, welches exakt in der Tastebene des Lichttasters 1 angeordnet ist. Das Referenzobjekt besteht vorzugsweise aus einer Marke oder dergleichen, welche mit den während des Betriebs zu detektierenden Objekten überein­ stimmt.

In der Auswerteeinheit 11 werden die verschiedenen Differenzen der Emp­ fangssignale miteinander verglichen. Dann werden über die Auswerteeinheit 11 für den Betrieb des Lichttasters 1 die Sender 3a, 3b oder 3c aktiviert, für wel­ che die größte Differenz der Empfangssignale registriert wurde. Somit wird im Anschluß an den Abgleichvorgang der Lichttaster 1 mit Sendern 3a, 3b oder 3c gleicher Wellenlänge betrieben, für welche der größte Signalhub bei einem Objekteingriff registriert wurde.

Dadurch ist gewährleistet, daß die Detektion der Objekte mit der größtmögli­ chen Empfindlichkeit durchgeführt wird.

Während des an den Abgleichvorgang anschließenden Betriebs des Lichttasters 1 werden die Empfangssignale wie in Fig. 3 dargestellt mit zwei Schwellwer­ ten S1 und S2 bewertet, welche vorzugsweise in der Auswerteeinheit 11 gene­ riert werden. Zunächst sind bei freiem Strahlengang die Sendelichtimpulse auf einen hellen, stark reflektierenden Hintergrund gerichtet, so daß die vom Hin­ tergrund auf den Empfänger 9 zurückreflektierten Sendelichtimpulse ein Emp­ fangssignal generieren, welches oberhalb der Schwellwerte S1 und S2 liegt. Dann wird eine zu detektierenden Marke kurzzeitig in die Tastebene des Lichttasters 1 einführt. Durch diesen Objekteingriff sinkt das Empfangssignal zwischen den Zeiten t₁ und t₂ soweit ab, daß es zwischen den Schwellwerten S1 und S2 liegt. Dies führt zu einer Objektmeldung, welche über den binären Schaltausgang 12 ausgegeben wird.

Dabei erfolgt eine Objektmeldung nur dann, wenn durch den Objekteingriff das Empfangssignal auf einen Wert absinkt, welcher zwischen den Schwellwerten S1 und S2 liegt. Erfolgt ein Objekteingriff derart, daß das Empfangssignal auf Werte absinkt, welche noch oberhalb von S2 oder unterhalb von S1 liegen, so erfolgt keine Objektmeldung.

Hierzu wird vorzugsweise der Extremwert der bei einem Objekteingriff auftre­ tenden Empfangssignale ermittelt. Eine Objektmeldung erfolgt nur dann, wenn dieser Extremwert zwischen den Schwellwerten S1 und S2 liegt.

Zweckmäßigerweise ist die Höhe der Schwellwerte S1, S2 an die Pegel der Empfangssignale bei einem vorliegenden Objekteingriff angepaßt. Besonders vorteilhaft kann die Lage der Schwellwerte S1, S2 während des Abgleichvor­ gangs bestimmt werden, da dort ein Abgleich anhand von Referenzobjekten erfolgt, welche mit den zu detektierenden Objekten übereinstimmen.

In der zweiten Betriebsart wird der Lichttaster 1 als Farbtaster betrieben. In dieser Betriebsart werden Objekten, die insbesondere als Farbmarken ausgebil­ det sein können, anhand ihrer Farbe detektiert. Hierzu wird der Lichttaster 1 derart betrieben, daß er periodisch nacheinander Sendelichtimpulse unter­ schiedlicher Wellenlängen emittiert. Dies erfolgt dadurch, daß über die Aus­ werteeinheit 11 zyklisch nacheinander die im roten, im blauen und die im grü­ nen Wellenlängenbereich emittierenden Leuchtdioden aktiviert werden.

Die während des Betriebs zu detektierenden Objekte werden während eines Abgleichvorgangs vor Beginn des Betriebs als Referenzobjekte zur Bestim­ mung von Sollwerten SW1, SW2, SW3 verwendet.

Auch während des Abgleichvorgangs emittiert der Lichttaster 1 zyklisch nach­ einander rotes, blaues und grünes Sendelicht. In Fig. 4 sind die Empfangs­ signale dargestellt, welche für eine Emission im roten Bereich (E1), im blauen Bereich (E2) und im grünen Bereich (E3) erhalten werden. Diese nach den ein­ zelnen Sendewellenlängen separierten Empfangssignalverläufe E1, E2, E3 werden in der Auswerteeinheit 11 aus den am Empfänger 9 anstehenden Emp­ fangssignalen und dem Takt der Senderansteuerung gewonnen.

Zu Beginn des Abgleichvorgangs ist kein Referenzobjekt im Strahlengang an­ geordnet, so daß die Sendelichtimpulse auf einen in großer Entfernung ange­ ordneten schwach reflektierenden Hintergrund treffen. Entsprechend gering sind die Amplituden der Empfangssignale E₀₁, E₀₂, E₀₃, wobei E₀₁ die Emp­ fangssignalamplitude darstellt, die erhalten wird, falls die im roten Wellenlän­ genbereich emittierenden Sender 3a aktiviert sind. Entsprechend sind E₀₂ und E₀₃ die Empfangssiganlamplituden für im blauen bzw. im grünen Wellenlän­ genbereich emittierende aktive Sender 3b, 3c.

Im Zeitintervall t₂-t₁ ist ein Referenzobjekt in der Tastebene angeordnet, wel­ ches von einer Farbmarke beliebiger Farbe gebildet sein kann.

Entsprechend dieser Farbe ergeben sich für die Empfangssignale E1, E2 und E3 unterschiedliche Signalanstiege und unterschiedliche Maxima.

Diese Maxima werden vorzugsweise in der Auswerteeinheit 11 ermittelt und als Sollwerte SW1, SW2 und SW3 abgespeichert. Vorteilhafterweise sind nicht die Absolutwerte dieser Empfangssignale als Sollwerte SW1, SW2, SW3 abge­ speichert sondern die Differenzen zu den Signalwerten bei freiem Strahlen­ gang. Zu jedem der Sollwerte SW1, SW2, SW3 wird eine obere und untere Toleranzgrenze abgespeichert. Die durch diese Toleranzgrenzen definierten Toleranzintervalle Δ₁, Δ₂, Δ₃ sind in der Fig. 4 dargestellt. Die Toleranzinter­ valle Δ₁, Δ₂, Δ₃ können zum einen durch die Meßwertstreuung bei der Ermitt­ lung der Sollwerte SW1, SW2, SW3 ermittelt werden, falls beim Abgleichvor­ gang eine Mehrfacherkennung des Referenzobjekts erfolgt. Zum anderen kön­ nen die Werte Δ₁, Δ₂, Δ₃ als empirische Parameterwerte vorgegeben werden.

Für den Fall, daß während des Betriebs des Lichttasters 1 verschiedene Objekte detektiert werden sollen, wird während des Abgleichvorgangs jedes dieser Ob­ jekte als Referenzobjekt verwendet. Dadurch wird für jedes Objekt ein separa­ ter Satz von Sollwerten SW1_i, SW2_i, und SW3_i erhalten und in der Auswerte­ einheit abgespeichert.

Während des Betriebs des Lichttasters 1 im Anschluß an den Abgleichvorgang werden die zu detektierenden Objekte periodisch nacheinander jeweils mit Sendelichtimpulsen einer der drei Wellenlängen beaufschlagt. Die Amplituden der Empfangssignale, die für eine bestimmte Wellenlänge erhalten werden, werden jeweils mit den Sollwerten SW1_i, SW2_i oder SW3_i für die entsprechen­ de Wellenlänge erhalten.

Ein Objekt n gilt dann als erkannt, wenn die Empfangssignalamplitude bei im roten Wellenlängenbereich emittierenden aktiven Sendern 3a innerhalb von Δ_1n mit dem Sollwert SW1_n übereinstimmt und die Empfangssignalamplitude bei den im blauen Wellenlängenbereich emittierenden aktiven Sendern 3b inner­ halb von Δ_2n mit dem Sollwert SW2_n übereinstimmt und die Empfangssig­ nalamplitude bei den im grünen Wellenlängenbereich emittierenden aktiven Sendern 3c innerhalb von Δ_3n mit dem Sollwert SW3_n übereinstimmt.

Sobald eines der Objekte erkannt wurde, erfolgt über die Auswerteeinheit 11 eine Objektmeldung, welche über den Schaltausgang 12 ausgegeben wird.

Damit eine fehlerfreie Funktion des Lichttasters 1 in dieser Betriebsart gewähr­ leistet ist, wird die Sendeleistung der Sender 3a, 3b, 3c auf einen vorgegebenen Sollwert geregelt, wobei vorzugsweise die Regelung separat jeweils für die im roten, grünen und im blauen Wellenlängenbereich erfolgt. Als Istwerte für die Regelung werden die am Ausgang des Referenz-Empfängers 10 anstehenden Referenz-Empfangssignale verwendet.

Claims (18)

1. Verfahren zum Betrieb eines Lichttasters mit mehreren Sendern, welche Sendelichtimpulse mit unterschiedlichen, im sichtbaren Bereich liegen­ den Wellenlängen emittieren, wenigstens einem Empfänger, auf welchen die von einem Objekt reflektierten Sendelichtimpulse auftreffen, und ei­ ner Auswerteeinheit, an welche die Sender und der Empfänger ange­ schlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß über die Auswerteeinheit (11) die Betriebsart des Lichttasters (1) umschaltbar ist, daß in der ersten Betriebsart der Lichttaster (1) als Kontrasttaster betrieben wird, wobei nur ein Sender (3) oder mehrere Sender (3a, 3b, 3c), welche Sendelicht­ impulse mit gleicher Wellenlänge emittieren, aktiviert ist oder sind, und die am Ausgang des Empfängers (9) anstehenden Empfangssignale zur Detektion von Objekten mit wenigstens einem Schwellwert S1, S2 be­ wertet werden, und daß in der zweiten Betriebsart der Lichttaster (1) als Farbtaster betrieben wird, wobei die zu detektierenden Objekte peri­ odisch nacheinander jeweils mit Sendelichtimpulsen unterschiedlicher Wellenlänge beaufschlagt werden, und wobei zur Farberkennung der Objekte die Amplituden der Empfangssignale, die durch die Sendelicht­ impulse einer bestimmten Wellenlänge generiert werden, jeweils mit wenigstens einem eingelernten Sollwert SW1, SW2, SW3 verglichen werden, und wobei bei Übereinstimmung sämtlicher Amplituden dieser Empfangssignale mit dem jeweiligen Sollwert SW1, SW2, SW3 eine Objektmeldung ausgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Sender (3a, 3b, 3c) für den Betrieb als Kontrasttaster vor Betriebsbeginn in einem Abgleichvorgang ausgewählt wird oder werden, in dem nach­ einander für die mit unterschiedlichen Wellenlängen emittierenden Sen­ der (3a, 3b, 3c) die Amplituden der Empfangssignale bei einem im Strahlengang befindlichen Referenzobjekt und bei freiem Strahlengang ermittelt werden, daß in der Auswerteeinheit (11) jeweils die Differenz dieser Amplitudenwerte gebildet wird, und daß der oder die bei einer Wellenlänge emittierenden Sender (3a, 3b, 3c) ausgewählt werden, für welche die größte Differenz registriert wurde.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Referenzobjekt von einer Marke gebildet ist, welche während des Betriebs des Lichttasters (1) als Objekt detektiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs des Lichttasters (1) als Kontrasttaster die Emp­ fangssignale mit zwei Schwellwerten S1, S2 bewertet werden, und daß eine Objektmeldung erfolgt, falls die Amplitude des Empfangssignals zwischen den beiden Schwellwerten S1, S2 liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Schwellwerte S1, S2 in Abhängigkeit der Amplituden der Empfangs­ signale während des Abgleichvorgangs durch die Auswerteeinheit (11) vorgegeben werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß bei als Farbtaster betriebenem Lichttaster (1) die Sollwerte SW1, SW2, SW3 vor Betriebsbeginn während eines Abgleichvorgangs dadurch be­ stimmt werden, daß ein Referenzobjekt in den Strahlengang des Lichtta­ sters (1) eingebracht wird und anschließend das Referenzobjekt nachein­ ander mit Sendelichtimpulsen unterschiedlicher Wellenlängen beauf­ schlagt wird, und daß die für die unterschiedlichen Wellenlängen regi­ strierten Amplituden der Empfangssignale in Abhängigkeit der Wellen­ längen als Sollwerte SW1, SW2, SW3 abgelegt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Abgleichvorgangs für verschiedene Referenzobjekte jeweils ein Satz von Sollwerten SW1_i, SW2_i, SW3_i ermittelt und abgespeichert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Objekt­ meldung erfolgt, wenn während des Betriebs des Lichttasters (1) als Farbtaster die für die unterschiedlichen Wellenlängen der Sender (3a, 3b, 3c) registrierten Amplituden der Empfangssignale wenigstens jeweils in­ nerhalb vorgebbarer Toleranzgrenzen mit dem zugehörigen Sollwerte ei­ nes Satzes von Sollwerten SW1_i, SW2_i, SW3_i übereinstimmen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebs des Lichttasters (1) als Farbtaster ein Teil der Lichtmenge der von den Sendern (3a, 3b, 3c) emittierten Sendelichtim­ pulse auf einen Referenz-Empfänger (10) geführt ist, wobei die Sende­ lichtleistung der Sender (3a, 3b, 3c) anhand der am Ausgang des Emp­ fängers (9) anstehenden Referenz-Empfangssignale auf einen vorgegebe­ nen Sollwert geregelt wird.

10. Lichttaster mit mehreren Sendern, welche Sendelichtimpulse mit unter­ schiedlichen, im sichtbaren Bereich liegenden Wellenlängen emittieren, wenigstens einem Empfänger, auf welchen die von einem Objekt reflek­ tierten Sendelichtimpulse auftreffen, und einer Auswerteeinheit an wel­ che die Sender und der Empfänger angeschlossen sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sender (3a, 3b, 3c) in mindestens zwei in vorgegebe­ nem Winkel zueinander verlaufenden Senderzeilen angeordnet sind und daß über die Auswerteeinheit (11) die Sender (3a, 3b, 3c) einer Sender­ zeile jeweils separat aktivierbar sind.

11. Lichttaster nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Senderzeile jeweils die bei einer Wellenlänge emittierenden Sender (3a, 3b, 3c) gleichzeitig aktivierbar sind.

12. Lichttaster nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sender (3a, 3b, 3c) in Form eines in einer Ebene liegenden rechtwinkligen Kreuzes angeordnet sind.

13. Lichttaster nach einem der Ansprüche 10-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (3a, 3b, 3c) von Leuchtdioden gebildet sind, welche im roten, grünen oder blauen Wellenlängenbereich liegende Sendelichtim­ pulse emittieren.

14. Lichttaster nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Senderzeile aus acht Sendern (3a, 3b, 3c) besteht, welche jeweils spiegelsymmetrisch zum Kreuzungspunkt der Senderzeilen ange­ ordnet sind.

15. Lichttaster nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Sen­ derzeile zwei im roten Wellenlängenbereich emittierende Sender (3a), daran anschließend zwei im blauen Wellenlängenbereich emittierende Sender (3b) und daran anschließend vier im grünen Wellenlängenbereich emittierende Sender (3c) hintereinander angeordnet sind.

16. Lichttaster nach einem der Ansprüche 10-15, dadurch gekennzeichnet, daß den Sendern (3a, 3b, 3c) eine von einer Linse gebildeten Sendeoptik (4) zur Strahlformung der von den Sendern (3a, 3b, 3c) emittierten Sen­ delichtstrahlen nachgeordnet ist.

17. Lichttaster nach einem der Ansprüche 10-16, dadurch gekennzeichnet, daß dieser einen Strahlteilerspiegel (5) aufweist, welcher von den von den Sendern (3a, 3b, 3c) emittierten Sendelichtstrahlen durchsetzt wird und welcher die von einem Objekt zurückreflektierten Sendelichtstrahlen in Richtung des Empfängers (9) reflektiert.

18. Lichttaster nach einem der Ansprüche 10-17, dadurch gekennzeichnet, daß im Randbereich der Strahlkegel der Sendelichtimpulse zwischen den Sendern (3a, 3b, 3c) und der Sendeoptik (4) ein Referenz-Empfänger (10) angeordnet ist.