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DE19907547A1 - Optoelectronic device for detecting objects in monitored region - Google Patents

Optoelectronic device for detecting objects in monitored region

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Publication number
DE19907547A1
DE19907547A1 DE19907547A DE19907547A DE19907547A1 DE 19907547 A1 DE19907547 A1 DE 19907547A1 DE 19907547 A DE19907547 A DE 19907547A DE 19907547 A DE19907547 A DE 19907547A DE 19907547 A1 DE19907547 A1 DE 19907547A1
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DE
Germany
Prior art keywords
optoelectronic device
segments
far
evaluation unit
received signals
Prior art date
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Granted
Application number
DE19907547A
Other languages
German (de)
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DE19907547B4 (en
Inventor
Martin Argast
Kurt Bueckle
Werner Euth
Gerald Quapil
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leuze Electronic GmbH and Co KG
Original Assignee
Leuze Electronic GmbH and Co KG
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7861114&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE19907547(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Leuze Electronic GmbH and Co KG filed Critical Leuze Electronic GmbH and Co KG
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Priority to DE29924916U priority patent/DE29924916U1/en
Priority to DE29924961U priority patent/DE29924961U1/en
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/20Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

The device uses a light transmitter (2) and a light receiver (5) having a near-field element and a far-field element. The receiver (5) has several segments, some used for the near-field element, and the rest for the far-field element. The segments may be formed by photodiodes, provided with individual amplifiers.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.The invention relates to an optoelectronic device according to the Oberbe handle of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung stellt der Lichttaster der Baureihe 46 der Firma Leuze electronic dar. Derartige Vorrichtungen werden typischerweise zur Ob­ jektdetektion bei der Überwachung von Maschinen oder Anlagen eingesetzt. Durch eine geeignete Auswertung der Empfangssignale an den Ausgängen des Nah- und Fernelements werden unerwünschte Hintergrundeinflüsse eliminiert, welche die Objektdetektion verfälschen würden. Der Lichtfleck der Empfangs­ lichtstrahlen wird auf das Empfangselement so fokussiert, daß ein Lichtanteil auf das Nahelement und ein Anteil auf das Fernelement fällt. Übersteigt die Differenz der Empfangssignale eine Schaltschwelle, so wird eine Objektmel­ dung generiert. Dabei entspricht das Empfangssignal der Höhe der Schalt­ schwelle, wenn sich ein Objekt in einem der Tastweite entsprechenden Abstand zur Vorrichtung befindet. Sobald sich das Objekt in geringeren Distanzen zur Vorrichtung befindet, liegt die Differenz der Empfangssignale oberhalb der Schaltschwelle, was einer Objektdetektion entspricht. Vom Hintergrund re­ flektiertes Licht fällt vorwiegend auf das Fernelement und führt deshalb nicht zu einer Objektmeldung.Such a device is provided by the light switch of the 46 series from the company Leuze electronic represents. Such devices are typically used for ob Detection used for monitoring machines or systems. By a suitable evaluation of the received signals at the outputs of the Near and far elements are eliminated undesirable background influences, which would distort the object detection. The spot of light of reception Light rays are focused on the receiving element so that a light component falls on the near element and a portion on the far element. Exceeds that Difference of the received signals a switching threshold, then an object mel generated. The received signal corresponds to the level of the switching threshold if an object is within a distance corresponding to the scanning distance to the device. As soon as the object is within a short distance Device is located, the difference in the received signals is above Switching threshold, which corresponds to an object detection. From the background right reflected light mainly falls on the remote element and therefore does not lead to an object report.

Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß zur Detektion im Nahbe­ reich eine gegenüber dem Fernelement wesentlich größere Nahelementsfläche benötigt wird, was unterschiedlich große Kapazitätswerte der als Fotodioden ausgebildeten Nah- und Fernelemente zur Folge hat. Die großen Kapazitätswer­ te des Nahelements begrenzen die Signalanstiegszeiten und durch die Kapazi­ tätsunterschiede entstehen unerwünschte Signalüberschwinger bei der Diffe­ renzbildung.The disadvantage of this device is that for detection in the near rich a much larger near element area compared to the remote element what is required is capacitance values of different sizes as photodiodes trained local and long-distance elements. The great capacity te of the near element limit the signal rise times and by the capaci Differences arise in undesired signal overshoots at Diffe boundary formation.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zur Einstellung der Tastweite eine me­ chanische Verschiebevorrichtung erforderlich ist, wobei der Verschiebeweg nichtlinear zur einzustellenden Tastweite verläuft. Bei größeren Tastweiten wird eine hohe Einstellgenauigkeit und bei kleinen Tastweiten ein großer Ver­ schiebeweg gefordert.Another disadvantage is that a me to adjust the range mechanical displacement device is required, the displacement path  is non-linear to the scanning distance to be set. With larger scanning distances is a high setting accuracy and with small scanning distances a large Ver sliding path required.

Andere Vorrichtungen nutzen eine CCD-Zeile als Empfangselement. Die Nachteile dabei sind, daß alle Einzelsignale seriell ausgelesen und bearbeitet werden müssen und dadurch Verarbeitungszeiten von mehr als 100 µs entste­ hen. Außerdem ist die Zeilenbreite wesentlich kleiner als 1 mm, wodurch nur ein Teil des Empfangslichtes detektiert werden kann.Other devices use a CCD line as a receiving element. The Disadvantages are that all individual signals are read out and processed serially processing times of more than 100 µs hen. In addition, the line width is much smaller than 1 mm, which only part of the received light can be detected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs ge­ nannten Art so zu auszubilden, daß eine möglichst einfache genaue und flexible Tastweiteneinstellung ermöglicht wird.The invention has for its object a device of the beginning ge named type to train so that the simplest possible accurate and flexible Scanning distance setting is made possible.

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

Erfindungsgemäß weist die optoelektronische Vorrichtung ein in mehrere Segmente untergliedertes Empfangselement auf, wobei eine vorgegebene An­ zahl dieser Segmente zum Nahelement und eine vorgegebene Anzahl der übri­ gen Segmente zum Fernelement verknüpfbar sind.According to the invention, the optoelectronic device has one Segments subdivided receiving element, with a predetermined An number of these segments to the near element and a predetermined number of the remaining gen segments can be linked to the remote element.

Durch eine Anpassung der Breiten der einzelnen Segmente an die abstandsab­ hängige Verschiebung des Lichtflecks der Empfangslichtstrahlen kann die elektronische Tastweitenumschaltung weitgehend linearisiert werden.By adapting the widths of the individual segments to the distance dependent shift of the light spot of the received light rays can electronic range switching can be largely linearized.

Durch die Auswertung mehrerer Empfangssegmente können die Gültigkeit des Schaltsignals auf Plausibilität geprüft und Störungen erkannt werden.By evaluating several reception segments, the validity of the Switching signal checked for plausibility and faults are recognized.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die einzelnen Segmente jeweils im wesentlichen flächengleich ausgebildet. Dabei ist jedem Segment ein separater Verstärker nachgeordnet, wobei die Ausgangssignale der Verstär­ ker in einer Auswerteeinheit ausgewertet werden. Durch die Entkoppelung über die Verstärker weisen die flächengleichen Segmente im wesentlichen dieselben Kapazitätswerte auf, so daß diese jeweils dieselben geringen Signalanstiegszei­ ten aufweisen.In a particularly advantageous embodiment, the individual segments each have essentially the same area. Every segment is there a separate amplifier downstream, the output signals of the amplifier  can be evaluated in an evaluation unit. By decoupling over the amplifiers have essentially the same segments Capacitance values so that they each have the same low signal rise time have ten.

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 der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung. Fig. 1 Schematic representation of the optoelectronic device according to the invention.

Fig. 2 Erstes Ausführungsbeispiel der Segmentanordnung des Empfangsele­ ments. Fig. 2 first embodiment of the segment arrangement of the receiving element.

Fig. 3 Blockschaltbild der Vorrichtung gemäß Fig. 1. Fig. 3 is a block diagram of the apparatus of FIG. 1.

Fig. 4 Empfangselement gemäß Fig. 2 mit einem nachgeordneten Addi­ tions- und Subtraktionsnetzwerk. FIG. 4 receiving element according to FIG. 2 with a subordinate addition and subtraction network.

Fig. 5 Wahrheitstabelle zur Tastweitenumschaltung für das Additions- und Subtraktionsnetzwerk gemäß Fig. 4. Fig. 5 truth table Tastweitenumschaltung for the addition and Subtraktionsnetzwerk of FIG. 4.

Fig. 6 Zweites Ausführungsbeispiel der Segmentanordnung des Empfangsele­ mentes. Fig. 6 second embodiment of the segment arrangement of the receiving element.

Fig. 7 Drittes Ausführungsbeispiel der Segmentanordnung des Empfangsele­ mentes. Fig. 7 third embodiment of the segment arrangement of the receiving element.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer als Lichttaster ausgebildeten op­ toelektronischen Vorrichtung 1. Die optoelektronische Vorrichtung 1 weist einen Sender 2 auf, welcher vorzugsweise von einer Leuchtdiode gebildet ist und welcher Sendelichtstrahlen 3 emittiert. Die Sendelichtstrahlen 3 werden mittels einer Sendeoptik 30 gebündelt. Die optoelektronische Vorrichtung 1 weist zudem ein Empfangslichtstrahlen 4 empfangendes Empfangselement 5 auf, wobei die Empfangslichtstrahlen 4 mittels einer Empfangsoptik 40 auf das Empfangselement 5 fokussiert werden. Fig. 1 shows the basic structure of a formed as a light scanner device 1 toelektronischen op. The optoelectronic device 1 has a transmitter 2 , which is preferably formed by a light-emitting diode and which emits light beams 3 . The transmission light beams 3 are bundled by means of transmission optics 30 . The optoelectronic device 1 also has a receiving element 5 receiving receiving light rays 4 , the receiving light rays 4 being focused on the receiving element 5 by means of receiving optics 40 .

Die von einem Objekt 11 zurückreflektierten Empfangslichtstrahlen 4 treffen auf das Empfangselement 5, welches ein Nahelement 5a und ein Fernelement 5b aufweist. Dabei variiert die Position des Lichtflecks der Empfangslichtstrah­ len 4 auf dem Empfangselement 5 in Abhängigkeit des Abstands des Objekts 11 zur Vorrichtung 1. Bei großen Abständen trifft das Empfangslicht nahezu vollständig auf das Fernelement 5b. Mit geringer werdendem Abstand trifft das Empfangslicht vermehrt auf das Nahelement 5a.The back reflected by an object 11 receiving light rays 4 strike the receiver element 5, which has a Nahelement 5 a and a point at infinity 5 b. The position of the light spot of the received light beams 4 on the receiving element 5 varies depending on the distance of the object 11 from the device 1 . At large distances, the reception light strikes the remote element 5 b almost completely. As the distance becomes smaller, the reception light strikes the near element 5 a.

Die Empfangssignale an den Ausgängen des Nah- und Fernelements 5a, 5b werden in einer Auswerteeinheit 12 ausgewertet, an welche der Sender 2 und das Empfangselement 5 angeschlossen sind. Dabei wird in Abhängigkeit der Empfangssignale ein binäres Schaltsignal generiert und über einen Schaltaus­ gang 13 ausgegeben. Das binäre Schaltsignal wird mittels einer Schaltschwelle generiert, wobei der Schaltausgang 13 dann den Schaltzustand wechselt, wenn sich das Objekt 11 in einem der Tastweite entsprechenden Abstand zur Vor­ richtung 1 befindet.The received signals at the outputs of the near and far elements 5 a, 5 b are evaluated in an evaluation unit 12 , to which the transmitter 2 and the receiving element 5 are connected. Depending on the received signals, a binary switching signal is generated and output via a switching output 13 . The binary switching signal is generated by means of a switching threshold, the switching output 13 then changing the switching state when the object 11 is at a distance corresponding to the scanning distance from the device 1 .

In einer ersten Ausführungsform wird in der Auswerteeinheit die Differenz der Empfangssignale des Nah- und Fernelements 5a, 5b gebildet. Diese Differenz wird dann mit einem die Schaltschwelle bildenden Schwellwert 51 bewertet. Das Objekt 11 befindet sich in der Tastweite zur Vorrichtung 1, wenn die Dif­ ferenz dem Schwellwert S1 entspricht.In a first embodiment, the difference between the received signals of the near and far elements 5 a, 5 b is formed in the evaluation unit. This difference is then evaluated with a threshold value 51 forming the switching threshold. The object 11 is within the scanning range of the device 1 if the difference corresponds to the threshold value S1.

In einer zweiten Ausführungsform wird der Quotient der Empfangssignale gebildet. Dieser Quotient wird mit einem die Schaltschwelle bildenden Schwellwert S2 bewertet. Das Objekt 11 befindet sich in der Tastweite zur Vorrichtung 1, wenn der Quotient dem Schwellwert S2 entspricht. In a second embodiment, the quotient of the received signals is formed. This quotient is evaluated with a threshold value S2 which forms the switching threshold. The object 11 is within the scanning range of the device 1 if the quotient corresponds to the threshold value S2.

Zweckmäßigerweise wird der Quotient aus der Differenz und der Summe der Empfangssignale des Nah- und Fernelements 5a, 5b gebildet. Alternativ kann mittels einer Senderegelung kann Summe der Empfangssignale auf einen kon­ stanten Wert geregelt werden. Durch diese Signalauswertung wird ein von der Objektreflexion unabhängiges Schaltsignal erhalten. Zudem wird die Quotien­ tenbildung durch die Rückführung auf eine Differenzbildung erheblich verein­ facht.The quotient is expediently formed from the difference and the sum of the received signals of the near and far elements 5 a, 5 b. Alternatively, the sum of the received signals can be regulated to a constant value by means of a transmission control. This signal evaluation results in a switching signal that is independent of object reflection. In addition, the quota formation is considerably simplified by tracing back to a difference.

Erfindungsgemäß ist die lichtempfindliche Fläche des Empfangselements 5 in mehrere Segmente 6-10 unterteilt. Die Segmente 6-10 sind jeweils von Fo­ todioden gebildet. Jedem Segment 6-10 ist ein Verstärker 16 zur Verstärkung der jeweiligen Ausgangssignale nachgeordnet. Diese Ausgangssignale werden in der Auswerteeinheit 12 logisch verknüpft, so daß eine vorgegebene Anzahl von Segmenten 7-10 das Nahelement 5a bildet und die übrigen Segmente 6-8 das Fernelement 5b bilden.According to the invention, the light-sensitive surface of the receiving element 5 is divided into several segments 6-10 . The segments 6-10 are each formed by photodiodes. An amplifier 16 for amplifying the respective output signals is arranged downstream of each segment 6-10 . These output signals are logically linked in the evaluation unit 12 , so that a predetermined number of segments 7-10 form the near element 5 a and the remaining segments 6-8 form the remote element 5 b.

Die Segmente 6-10 sind im wesentlichen flächengleich ausgebildet und ne­ beneinanderliegend, unmittelbar aneinander angrenzend angeordnet, so daß diese sich zu einer lückenlosen lichtempfindlichen Fläche ergänzen. Die Längsachse dieser Anordnung verläuft im wesentlichen quer zur optischen Achse der Empfangslichtstrahlen 4.The segments 6-10 are of substantially the same area and are arranged next to one another, directly adjacent to one another, so that they complement each other to form a complete photosensitive surface. The longitudinal axis of this arrangement runs essentially transversely to the optical axis of the received light beams 4 .

Fig. 2 zeigt ein Empfangselement 5, dessen lichtempfindliche Fläche in fünf flächengleiche rechteckige Segmente 6-10 aufgeteilt ist. Das Segment 6 bildet das Fernelement 5b, die übrigen Segmente 7-10 bilden das Nahelement 5a. Bei kürzer werdendem Objektabstand wandert der Lichtfleck der Empfangs­ lichtstrahlen 4 vom Segment 6 über die Segmente 7-10. Fig. 2 shows a receiving element 5 , the light-sensitive surface is divided into five identical rectangular segments 6-10 . The segment 6 forms the remote element 5 b, the remaining segments 7-10 form the near element 5 a. When the object distance becomes shorter, the light spot of the received light rays 4 travels from segment 6 via segments 7-10 .

Die abstandsabhängige Fleckposition wird dazu ausgenutzt, das zu detektieren­ de Objekt 11 von einem Hintergrund zu unterscheiden. Dazu wird das Fern-Em­ pfangssignal des Segmentes 6 mit der Summe der Nah-Empfangssignale der Segmente 7-10 verglichen. Überwiegt das Nahsignal der Segmente 7-10, gilt das Objekt 11 als erkannt. The distance-dependent spot position is used to distinguish the object 11 to be detected from a background. For this purpose, the remote reception signal of the segment 6 is compared with the sum of the near reception signals of the segments 7-10 . If the near signal of segments 7-10 predominates, object 11 is recognized.

Durch eine Änderung der Verknüpfung der einzelnen Segmente 6-10, kann ein unterschiedlicher Nah- und Fernbereich definiert und damit die Tastweite auf einfache Weise geändert werden.By changing the linkage of the individual segments 6-10 , a different near and far range can be defined and thus the scanning distance can be changed in a simple manner.

Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 mit dem Empfangselement 5. FIG. 3 shows the block diagram of the device 1 according to FIG. 1 with the receiving element 5 .

Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Auswerteeinheit 12 aus einem Prozessor mit Analog-Digital-Wandler. Als Ergebnis wird am Schaltausgang 13 das Schaltsignal ausgegeben. Die Auswerteeinheit 12 weist einen Parame­ triereingang 14 auf, über welchen die Tastweite, Schaltschwelle und Schalthy­ sterese eingegeben werden. Diese Parameter erlauben eine applikationsbedingte Anpassung der Vorrichtung 1. Der Parametriereingang 14 ist dabei vorzugs­ weise als serielle Schnittstelle ausgebildet. Insbesondere wird durch die Para­ meter auch die Art der logischen Verknüpfung der Segmente 6-10 des Emp­ fangselements 5 vorgegeben. Die Parameterwerte werden schließlich in einem Parameterspeicher 15 abgelegt.In this exemplary embodiment, the evaluation unit 12 consists of a processor with an analog-digital converter. As a result, the switching signal is output at the switching output 13 . The evaluation unit 12 has a parameter input 14 , via which the scanning range, switching threshold and switching thesis are entered. These parameters allow the device 1 to be adapted to the application. The parameter input 14 is preferably designed as a serial interface. In particular, the type of logical linkage of the segments 6-10 of the receiving element 5 is also predetermined by the parameters. The parameter values are finally stored in a parameter memory 15 .

Der Prozessor mit Analog-Ditigal-Wandler erlaubt außerdem die Erkennung von Meßwertfehlern oder Störungen durch Analyse der Pegelverteilung über den einzelnen Segmenten 6-10.The processor with analog-digital converter also allows the detection of measurement errors or malfunctions by analyzing the level distribution over the individual segments 6-10 .

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung des Empfangselementes 5, wobei den Verstärkern 16 an den Ausgängen der Segmente 6-10 ein Additions- und Subtraktionsnetzwerk nachgeordnet ist. Die Anordnung der Segmente 6-10 des Empfangselements 5 entspricht dabei der Anordnung gemäß Fig. 2. Zur Auswertung der Empfangssignale ist es vorteilhaft eine analoge Vorverarbei­ tung im Subtraktions- und Additionsnetzwerk in Form einer Summen- und Differenzbildung der digitalen Auswertung in der Auswerteeinheit 12 vorzu­ schalten. Insbesondere wird eine Übersteuerung durch hohe Empfangssignal­ pegel bei stark reflektierendem Objekt 11 durch die Differenzbildung in der Nähe der Tastweite unterdrückt. FIG. 4 shows a further embodiment of the receiving element 5 , with the amplifiers 16 being followed by an addition and subtraction network at the outputs of the segments 6-10 . The arrangement of the segments 6-10 of the receiving member 5 corresponds to the arrangement shown in Fig. 2. For the evaluation of the received signals, it is advantageous, an analog pre processing in the subtraction and summing network in the form of a sum and difference formation of the digital evaluation in the evaluation unit 12 vorzu switch. In particular, overdriving by high received signal levels in the case of highly reflective object 11 is suppressed by the difference formation in the vicinity of the scanning range.

Mit Hilfe der Schalter s1-s5 können Empfangssignale verschiedener Segmen­ te 6-10 kombiniert werden.With the help of the switches s1-s5, reception signals of different segments 6-10 can be combined.

Fig. 5 zeigt die Wahrheitstabelle für die Tastweitenumschaltung. Damit bei gleichzeitiger Überstrahlung der Nah- und Fernelementfläche durch die Emp­ fangslichtstrahlen 4 ein Objekt 11 sicher detektiert wird, muß die Nahelement­ fläche größer als die Fernelementfläche sein. Aus diesem Grund wird für die Erzeugung des Fernsignals immer nur ein Segment 6, 7 oder 8 ausgewählt, was mit den Schaltern s3-s5 erfolgt. Für den Nahbereich werden mindestens die Signale der beiden Segmente 9 und 10 im Summierer 17 zusammengefaßt. Zu­ sätzlich werden vorteilhaft die zwischen dem als Fernelement 5b gewählten Segment 6, 7 und dem Segment 9 liegenden Segmente 7, 8 mit Hilfe der Schalter s1 und s2 dem Nahelement 5a zugeordnet. Durch Differenzbildung von Nah- und Fernsignal im Subtrahierer 19 entsteht das am Differenzsig­ nal-Ausgang 20, anstehende Differenzsignal von dem der Schaltzustand des Sen­ sors abgeleitet wird. Fig. 5 shows the truth table for the range switching. So that an object 11 is reliably detected when the near and far element surface is simultaneously irradiated by the receiving light rays 4 , the near element surface must be larger than the far element surface. For this reason, only one segment 6 , 7 or 8 is selected for the generation of the remote signal, which is done with the switches s3-s5. For the short range, at least the signals of the two segments 9 and 10 are combined in the summer 17 . In addition, the segments 7 , 8 lying between the segment 6 , 7 selected as the remote element 5 b and the segment 9 are advantageously assigned to the near element 5 a with the aid of the switches s1 and s2. By forming the difference between the near and far signals in the subtractor 19 , the pending differential signal at the differential signal output 20 arises from which the switching state of the sensor is derived.

Zusätzlich wird über den Summierer 18 ein Summensignal am Summensig­ nal-Ausgang 21 zur Verfügung gestellt, das die gesamte Empfangsleistung reprä­ sentiert und zur Senderegelung oder Quotientenbildung herangezogen werden kann.In addition, a summing signal is made available at summing signal output 21 via summator 18 , which represents the total received power and can be used for transmission control or quotient formation.

Die an dem Differenzsignal-Ausgang 20 und dem Summensignal-Ausgang 21 anstehenden Signale werden zur weiteren Auswertung in die nicht dargestellte Auswerteeinheit 12 eingelesen, welche zweckmäßigerweise wieder als Prozes­ sor ausgebildet sein kann. Von der Auswerteeinheit 12 führt ein Steuereingang 22 zu dem Additions- und Subtraktionsnetzwerk. Über diesen Steuereingang 22 wird im Schaltwerk 23 zur Bestätigung der Schalter angesteuert. Auf diese Weise wird wiederum über die Auswerteeinheit 12 die logische Verknüpfung der Ausgangssignale der Segmente 6-10 vorgegeben. The signals present at the differential signal output 20 and the sum signal output 21 are read in for further evaluation in the evaluation unit 12 , not shown, which can expediently be designed as a processor again. A control input 22 leads from the evaluation unit 12 to the addition and subtraction network. Via this control input 22 , the switch is actuated in the switching mechanism 23 for confirmation. In this way, the logic combination of the output signals of the segments 6-10 is again specified via the evaluation unit 12 .

Ein weitere Ausführungsform des Empfangselementes 5 ist in Fig. 6 gezeigt, wo die Segmentlänge auf die abstandsabhängige Fleckverschiebung abge­ stimmt ist. Dadurch werden beim Umschalten der Tastweite nahezu äquidistan­ te Tastweitenschritte erzielt.Another embodiment of the receiving element 5 is shown in Fig. 6, where the segment length is tuned to the distance-dependent spot shift. As a result, almost equidistant scanning range steps are achieved when switching the scanning range.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 7 gezeigt, wo das Empfangselement 5 längs geteilt ist, so daß spiegelsymmetrisch zu den Segmenten 6-10 jeweils weitere Segmente 6'-10' angeordnet sind und dadurch auch die seitliche Fleckverschiebung erfaßt werden kann.A further embodiment is shown in Fig. 7, where the receiving element 5 is divided lengthwise, so that further segments 6 '- 10 ' are arranged mirror-symmetrically to the segments 6-10 and thereby the lateral spot shift can be detected.

Diese Möglichkeit kann ausgenutzt werden, um Plausibilitätskontrollen, wie z. B.:
This option can be used to perform plausibility checks, such as B .:

  • - Umspiegelung durch seitliche Objekte 11,- reflection by side objects 11 ,
  • - seitlich einfallendes Fremdlicht,- incident external light from the side,
  • - Verzerrungen durch Objekt-Oberflächenstrukturen- Distortions due to object surface structures

durchzuführen.perform.

Die Längsteilung der Segmente 6-10 kann auch dazu genutzt werden die seit­ liche Objekteintauchrichtung zu detektieren, wobei während des Eintauchens die Signalpegel der einen Segmentseite z. B. 6-10 wesentlich größer sind als die der Segmente 6'-10'.The longitudinal division of the segments 6-10 can also be used to detect the object immersion direction since, during the immersion the signal level of one segment side z. B. 6-10 are much larger than that of the segments 6 '- 10 '.

Claims (16)

1. Optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sen­ der und einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfangselement, welches ein Nahelement und ein Fernelement aufweist, wobei die vom Objekt reflektierten Empfangslichtstrahlen mit zunehmendem Objektab­ stand zunächst auf das Nahelement und dann auf das Fernelement treffen, und wobei in einer Auswerteeinheit in Abhängigkeit der Empfangssigna­ le an den Ausgängen des Nah- und Fernelements ein binäres Schaltsignal generiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Empfangselement (5) mehrere Segmente (6-10) aufweist, wobei eine vorgebbare Anzahl die­ ser Segmente (7-10) zum Nahelement (5a) und eine vorgebbare Anzahl der übrigen Segmente (6-8) zum Fernelement (5b) verknüpfbar sind.1. Optoelectronic device for detecting objects in a surveillance area with a transmitting light beam emitting sensor and a receiving light beam receiving element, which has a near element and a far element, the received light beams reflected by the object first increasing object distance to the near element and then to the far element meet, and a binary switching signal is generated in an evaluation unit as a function of the receive signals at the outputs of the near and far elements, characterized in that the receive element ( 5 ) has a plurality of segments ( 6-10 ), a predeterminable number of these Segments ( 7-10 ) to the near element ( 5 a) and a predetermined number of the remaining segments ( 6-8 ) to the remote element ( 5 b) can be linked. 2. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Segmente (6-10) des Empfangselements (5) im wesentli­ chen flächengleich sind.2. Optoelectronic device according to claim 1, characterized in that the segments ( 6-10 ) of the receiving element ( 5 ) are substantially equal in area. 3. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Segmente (6-10) nebeneinander liegend angeordnet sind und die Längsachse der Anordnung im wesentlichen quer zur opti­ schen Achse der auftreffenden Empfangslichtstrahlen (4) verläuft.3. Optoelectronic device according to claim 1 or 2, characterized in that the segments ( 6-10 ) are arranged side by side and the longitudinal axis of the arrangement is substantially transverse to the optical axis of the incident receiving light rays ( 4 ). 4. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (6-10) von Fotodioden gebildet sind.4. Optoelectronic device according to one of claims 1-3, characterized in that the segments ( 6-10 ) are formed by photodiodes. 5. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Segment (6-10) ein separater Verstärker (16) nachgeordnet ist. 5. Optoelectronic device according to one of claims 1-4, characterized in that each segment ( 6-10 ) is followed by a separate amplifier ( 16 ). 6. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausgangssignale der Verstärker (16) über einen Analog- Digital-Wandler in einen die Auswerteeinheit (12) bildenden Prozessor eingelesen werden, und daß im Prozessor die Ausgangssignale zu den Empfangssignalen des Nah- und Fernelements (5a, 5b) logisch verknüpft werden.6. Optoelectronic device according to claim 5, characterized in that the output signals of the amplifier ( 16 ) via an analog-digital converter in an evaluation unit ( 12 ) forming the processor are read, and that in the processor the output signals to the received signals of the near - And remote elements ( 5 a, 5 b) are logically linked. 7. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausgangssignale der Verstärker (16) einem analogen Additi­ ons- und Subtraktionsnetzwerk zugeführt sind, in welchem eine vorgeb­ bare Anzahl von Ausgangssignalen durch Additionen und/oder Sub­ traktionen verknüpfbar ist, und daß die so gewonnenen Ausgangssignale in einen die Auswerteeinheit (12) bildenden Prozessor einlesbar sind.7. Optoelectronic device according to claim 5, characterized in that the output signals of the amplifier ( 16 ) are supplied to an analog additi ons and subtraction network, in which a prespecific number of output signals can be linked by additions and / or subtractions, and that the output signals thus obtained can be read into a processor forming the evaluation unit ( 12 ). 8. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (12) einen als serielle Schnitt­ stelle ausgebildeten Parametriereingang (14) aufweist, über welchen die Art der Verknüpfung der Segmente (6-10) vorgebbar ist.8. Optoelectronic device according to one of claims 1-6, characterized in that the evaluation unit ( 12 ) has a configured as a serial interface configuration input ( 14 ), via which the type of linkage of the segments ( 6-10 ) can be predetermined. 9. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der binäre Schaltzustand über einen an die Auswer­ teeinheit (12) angeschlossenen Schaltausgang (13) ausgegeben wird.9. Optoelectronic device according to one of claims 1-7, characterized in that the binary switching state via a to the Auswer teeinheit ( 12 ) connected switching output ( 13 ) is output. 10. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß bei einem in einer vorgegebenen Tastweite befindlichen Objekt (11) der Schaltausgang (13) seinen Schaltzustand wechselt.10. Optoelectronic device according to claim 8, characterized in that the switching output ( 13 ) changes its switching state at an object ( 11 ) located in a predetermined scanning distance. 11. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Auswerteeinheit (12) die Differenz der Empfangssignale des Nah- und Fernelements (5a, 5b) gebildet wird, und diese Differenz mit einem die Schaltschwelle bildenden Schwellwert S1 bewertet wird.11. Optoelectronic device according to claim 8, characterized in that in the evaluation unit ( 12 ) the difference between the received signals of the near and far elements ( 5 a, 5 b) is formed, and this difference is evaluated with a threshold S1 forming the switching threshold . 12. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Differenz der Empfangssignale des Nah- und Fernelements (5a, 5b) der Höhe des Schwellwerts S1 entspricht, falls sich das Objekt (11) in einem der Tastweite entsprechenden Abstand zur Vorrichtung (1) befindet.12. Optoelectronic device according to claim 9, characterized in that the difference in the received signals of the near and far elements ( 5 a, 5 b) corresponds to the height of the threshold value S1 if the object ( 11 ) at a distance corresponding to the scanning distance Device ( 1 ) is located. 13. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Auswerteeinheit (12) der Quotient der Empfangssignale des Nah- und Fernelements (5a, 5b) gebildet wird und dieser Quotient mit einem die Schaltschwelle bildenden Schwellwert S2 bewertet wird.13. Optoelectronic device according to claim 8, characterized in that in the evaluation unit ( 12 ) the quotient of the received signals of the near and far element ( 5 a, 5 b) is formed and this quotient is evaluated with a threshold S2 forming the switching threshold. 14. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß der Quotient der Empfangssignale des Nah- und Fernelements (5a, 5b) der Höhe des Schwellwerts entspricht, falls sich das Objekt (11) in einem der Tastweite entsprechenden Abstand zur Vorrichtung (1) be­ findet.14. Optoelectronic device according to claim 12, characterized in that the quotient of the received signals of the near and far elements ( 5 a, 5 b) corresponds to the level of the threshold value if the object ( 11 ) at a distance corresponding to the scanning distance to the device ( 1 ) be found. 15. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Quotient aus der Differenz und der Summe der Empfangssignale des Nah- und Fernelements (5a, 5b) gebildet wird.15. Optoelectronic device according to claim 12 or 13, characterized in that the quotient of the difference and the sum of the received signals of the near and far elements ( 5 a, 5 b) is formed. 16. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß mittels einer Senderegelung die Summe der Empfangssignale des Nah- und Fernelements (5a, 5b) auf einen konstanten Wert geregelt wird.16. Optoelectronic device according to claim 14, characterized in that the sum of the received signals of the near and far elements ( 5 a, 5 b) is regulated to a constant value by means of a transmission control.
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