DE102016122334A1 - Optical measuring device for monitoring and detecting objects in a surveillance area - Google Patents

Optical measuring device for monitoring and detecting objects in a surveillance area Download PDF

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Hinrik Weber
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Messvorrichtung zum Überwachen und Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit mindestens einer Sendeeinheit zum Aussenden von Lichtpulsen in den Überwachungsbereich, wobei die Sendeeinheit eine drehbare Ablenkeinheit aufweist zum Überstreichen des Überwachungsbereichs, insbesondere mindestens in einer Ebene, mit einem Messstrahl, mit einer Empfangseinheit zum Nachweis von durch zu erfassende Objekte im Überwachungsbereich reflektierten Lichtpulsen und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit zum Ansteuern der Sendeeinheit, zum Auswerten der von der Empfangseinheit nachgewiesenen Lichtpulse und zum Ermitteln einer Position von erfassten Objekten im Überwachungsbereich auf Grundlage einer Laufzeit von nachgewiesenen Lichtpulsen und eines Winkels, unter dem die Lichtpulse ausgesandt wurden. Die erfindungsgemäße optische Messvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit ortsfest positioniert ist und dass ein Akzeptanzwinkel der Empfangseinheit so groß ist und die Empfangseinheit so weit von dem Überwachungsbereich entfernt positioniert ist, dass reflektierte Lichtpulse aus dem gesamten Überwachungsbereich von der Empfangseinheit empfangbar sind.The invention relates to an optical measuring device for monitoring and detecting objects in a surveillance area, comprising at least one transmitting unit for emitting light pulses into the surveillance area, the transmitting unit having a rotatable deflection unit for sweeping the surveillance area, in particular at least in one plane, with a measuring beam. with a receiving unit for detecting light pulses reflected by objects to be detected in the surveillance area and with a control and evaluation unit for controlling the transmitting unit, for evaluating the light pulses detected by the receiving unit and for determining a position of detected objects in the surveillance area on the basis of a runtime of detected Light pulses and an angle at which the light pulses were emitted. The optical measuring device according to the invention is characterized in that the receiving unit is stationarily positioned and that an acceptance angle of the receiving unit is so large and the receiving unit is positioned so far away from the monitoring area, that reflected light pulses from the entire monitoring area of the receiving unit can be received.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Messvorrichtung zum Überwachen und Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to an optical measuring device for monitoring and detecting objects in a surveillance area according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße optische Messvorrichtung weist folgende Komponenten auf: mindestens eine Sendeeinheit zum Aussenden von Lichtpulsen in den Überwachungsbereich, wobei die Sendeeinheit eine drehbare Ablenkeinheit aufweist zum Überstreichen des Überwachungsbereichs, insbesondere mindestens in einer Ebene, mit einem Messstrahl, eine Empfangseinheit zum Nachweis von durch zu erfassende Objekte im Überwachungsbereich reflektierten Lichtpulsen und eine Steuer-und Auswerteeinheit zum Ansteuern der Sendeeinheit, zum Auswerten der von der Empfangseinheit nachgewiesenen Lichtpulse und zum Ermitteln einer Position von erfassten Objekten im Überwachungsbereich auf Grundlage einer Laufzeit von nachgewiesenen Lichtpulsen und eines Winkels, unter dem die Lichtpulse ausgesandt wurden.A generic optical measuring device has the following components: at least one transmitting unit for emitting light pulses in the monitoring area, wherein the transmitting unit comprises a rotatable deflection unit for sweeping the monitoring area, in particular at least in one plane, with a measuring beam, a receiving unit for detecting by to be detected Objects in the surveillance area reflected light pulses and a control and evaluation unit for driving the transmitting unit, for evaluating the detected by the receiving unit light pulses and for determining a position of detected objects in the surveillance area based on a duration of detected light pulses and an angle at which the light pulses emitted were.

Optische Messvorrichtungen dieser Art werden auch als 2D-Scanner bezeichnet.Optical measuring devices of this type are also referred to as 2D scanners.

Eine gattungsgemäße optische Messvorrichtung ist beispielsweise bekannt aus EP 1 619 469 B1 .A generic optical measuring device is known for example from EP 1 619 469 B1 ,

Die dort beschriebene Messvorrichtung ist vergleichsweise aufwändig aufgebaut, denn sowohl im Sendestrahlengang als auch im Empfangsstrahlengang wird der Lichtstrahl mit einem drehbaren Spiegel manipuliert.The measuring device described there is constructed comparatively complex, because both in the transmit beam path and in the receive beam path of the light beam is manipulated with a rotatable mirror.

Als eine Aufgabe der Erfindung kann angesehen werden, eine optische Messvorrichtung zu schaffen, die bei im Wesentlichen gleicher Funktionalität im Vergleich zum Stand der Technik einfacher und kostengünstiger ist.As an object of the invention, it can be considered to provide an optical measuring device which is simpler and less expensive at substantially the same functionality as compared to the prior art.

Diese Aufgabe wird durch die optische Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the optical measuring device having the features of claim 1.

Die optische Messvorrichtung der oben angegebenen Art ist erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass die Empfangseinheit ortsfest positioniert ist und dass ein Akzeptanzwinkel der Empfangseinheit so groß ist und die Empfangseinheit so weit von dem Überwachungsbereich entfernt positioniert ist, dass reflektierte Lichtpulse aus dem gesamten Überwachungsbereich von der Empfangseinheit empfangbar sind.The optical measuring device of the type specified above is inventively further developed in that the receiving unit is positioned stationary and that an acceptance angle of the receiving unit is so large and the receiving unit is positioned so far from the monitoring area that reflected light pulses from the entire monitoring area of the receiving unit receivable are.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung werden in der folgenden Beschreibung, insbesondere mit Bezug auf die abhängigen Ansprüche und die Figuren, beschrieben.Advantageous developments of the optical measuring device according to the invention will be described in the following description, in particular with reference to the dependent claims and the figures.

Als optische Messvorrichtungen zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich werden Geräte bezeichnet, bei denen in irgendeiner Weise das von Objekten in einem Raumbereich, dem Überwachungsbereich, abgestrahlte oder zurückgestrahlte Licht zu deren Nachweis verwendet wird.Optical measuring devices for detecting objects in a surveillance area are devices in which in some way the light emitted by objects in a spatial area, the surveillance area, or reflected light is used to detect them.

Eine drehbare Ablenkeinheit ist eine technische Einrichtung zum Ablenken eines Lichtstrahls, bei der mindestens eine drehbare Komponente vorhanden ist. Typischerweise weist solch eine Ablenkeinheit einen Drehspiegel auf. Grundsätzlich können aber auch andere strahlmanipulierende Komponenten gedreht werden.A rotatable deflection unit is a technical device for deflecting a light beam in which at least one rotatable component is present. Typically, such a deflection unit has a rotating mirror. In principle, however, other beam manipulating components can be rotated.

Eine Bewegung eines kontinuierlich abgelenkten Lichtstrahls über ein bestimmtes Raumvolumen, nämlich den Überwachungsbereich, wird als Überstreichen des Überwachungsbereichs bezeichnet. Typischerweise erfolgt dieses Überstreichen mindestens in einer Ebene mit einem Messstrahl. Damit ist gemeint, dass der von dem Lichtstrahl beaufschlagte Raumbereich mindestens teilweise in einer Ebene liegt. Prinzipiell kann der mit Licht bestrahlte Raumbereich aber auch andere Formen, beispielsweise die Form eines Kegelmantels, aufweisen.A movement of a continuously deflected light beam over a certain volume of space, namely the surveillance area, is referred to as sweeping the surveillance area. Typically, this sweeping is done at least in one plane with a measuring beam. By this is meant that the area of space acted upon by the light beam lies at least partially in one plane. In principle, however, the space area irradiated with light can also have other shapes, for example the shape of a cone sheath.

Als Licht wird im Rahmen dieser Beschreibung elektromagnetische Strahlung in den Wellenlängenbereichen bezeichnet, die bei optischen Sensoren typischerweise zum Einsatz kommen, also im Wesentlichen sichtbares Licht und Infrarotlicht. Die hier beschriebenen Prinzipien der Erfindung hängen aber nicht im Einzelnen von der verwendeten Wellenlänge ab. Als Lichtpulse werden kurze Pulse der elektromagnetischen Strahlung bezeichnet, die beispielsweise eine Länge im Bereich von Nanosekunden bis Mikrosekunden aufweisen können. Grundsätzlich kommt es darauf an, dass die Pulse für Laufzeitmessungen zur Abstandsbestimmung geeignet sind.In the context of this description, light is defined as electromagnetic radiation in the wavelength ranges which are typically used in optical sensors, that is to say substantially visible light and infrared light. However, the principles of the invention described herein do not depend in detail on the wavelength used. Light pulses are short pulses of electromagnetic radiation, which may for example have a length in the range of nanoseconds to microseconds. Basically, it is important that the pulses are suitable for transit time measurements for distance determination.

Als Sendeeinheit können grundsätzlich alle Quellen elektromagnetischer Strahlung zum Einsatz kommen, die die Strahlung in dem gewünschten Wellenlängenbereich mit der gewünschten Intensität bereitstellen. Besonders bevorzugt kann bei der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung die Sendeeinheit mindestens einen Halbleiterstrahler aufweisen, insbesondere eine Leuchtdiode (LED), einen Laser, einen VCSEL (Englisch: vertical cavity surface emitting laser) und/oder eine RCLED (Englisch: resonant cavity light emitting device).In principle, all sources of electromagnetic radiation which provide the radiation in the desired wavelength range with the desired intensity can be used as the transmitting unit. Particularly preferably, in the optical measuring device according to the invention, the transmitting unit have at least one semiconductor emitter, in particular a light emitting diode (LED), a laser, a VCSEL (English: vertical cavity surface emitting laser) and / or a RCLED (English: resonant cavity light emitting device). ,

Als Empfangseinheit können prinzipiell alle Einrichtungen eingesetzt werden, die die elektromagnetische Strahlung in den verwendeten Wellenlängenbereichen hinreichend empfindlich detektieren und im Hinblick auf bauliche Erfordernisse (Baugröße) geeignet sind. Insbesondere müssen diese Einrichtungen auch zum Nachweis von kurzen Lichtpulsen geeignet sein. Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung weist die Empfangseinheit mindestens eine Fotodiode, insbesondere eine PIN-Diode (Englisch: positive intrinsic negative diode) oder eine Avalanche-Photodiode, auf.In principle, all devices which detect the electromagnetic radiation sufficiently sensitively in the wavelength ranges used can be used as the receiving unit and with regard to structural requirements (size) are suitable. In particular, these devices must also be suitable for the detection of short light pulses. In advantageous embodiments of the optical measuring device according to the invention, the receiving unit has at least one photodiode, in particular a PIN diode (English: positive intrinsic negative diode) or an avalanche photodiode.

Eine Steuer- und Auswerteeinheit ist eine elektronische Komponente, mit welcher die für die erfindungsgemäße Messvorrichtung notwendigen Steuer- und Auswerteaufgaben durchgeführt werden können. Typischerweise kommen hierbei multifunktionale, insbesondere programmierbare, Einrichtungen, wie Mikrocontroller oder FPGAs, zum Einsatz. Diese Einrichtungen können sowohl digitale als auch analoge Funktionen, wie Digital-Analog-Wandler und Zeitmessmodule, aufweisen.A control and evaluation unit is an electronic component with which the control and evaluation tasks necessary for the measuring device according to the invention can be carried out. Typically, multifunctional, in particular programmable, devices such as microcontrollers or FPGAs are used. These devices can have both digital and analog functions, such as digital-to-analog converters and timing modules.

Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Position von im Überwachungsbereich erfassten Objekten auf Grundlage einer Laufzeit von nachgewiesenen Lichtpulsen ermittelt. Das bedeutet, dass eine Zeitdifferenz zwischen einem Aussendezeitpunkt und dem Zeitpunkt, zu dem der zurückreflektierte Lichtpuls nachgewiesen wird, gemessen wird. Multiplikation mit der Lichtgeschwindigkeit liefert dann die zurückgelegte Wegstrecke, die dem doppelten Abstand des Objekts von der Messeinrichtung entspricht. Wenn zusätzlich noch eine Winkelinformation, nämlich der Winkel, unter dem der Lichtpuls ausgesendet und empfangen wurde, ausgewertet wird, kann die Position eines Objekts im Überwachungsbereich in einer Messebene bestimmt werden. Weil die Zeitdauer, in denen ein Lichtpuls vom Sender zum Objekt und zurück zum Empfänger läuft, verschwindend gering ist im Vergleich zu Zeitdauern, in denen sich die Ablenkeinheit signifikant dreht, kann die Auswertung davon ausgehen, dass die Position der Ablenkeinheit beim Senden und Empfangen gleich ist.In the present invention, a position of objects detected in the surveillance area is determined based on a duration of detected light pulses. This means that a time difference between a transmission time and the time at which the reflected light pulse is detected is measured. Multiplication with the speed of light then provides the distance covered, which corresponds to twice the distance of the object from the measuring device. If, in addition, an angle information, namely the angle at which the light pulse was emitted and received, is evaluated, the position of an object in the monitoring area in a measuring plane can be determined. Because the amount of time that a light pulse passes from the transmitter to the object and back to the receiver is negligible compared to periods of time in which the deflection unit rotates significantly, the evaluation may assume that the position of the deflection unit is equal during transmission and reception is.

Der Winkel, unter dem die Lichtpulse ausgesandt werden, hängt funktional mit einer Winkelstellung der drehbaren Ablenkeinheit zusammen. Eine äquivalente Bedingung dafür, dass die Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet ist zum Ermitteln einer Position eines erfassten Objekts abhängig insbesondere von dem Winkel, unter dem die Lichtpulse ausgesandt wurden, ist demgemäß, dass die Position in Abhängigkeit einer Winkelstellung der drehbaren Ablenkeinheit ermittelt wird. Zur Erfassung der Winkelstellung der drehbaren Ablenkeinheit können Winkelmesseinrichtungen grundsätzlich bekannter Art eingesetzt werden.The angle at which the light pulses are emitted is functionally related to an angular position of the rotatable deflection unit. An equivalent condition for the control and evaluation unit to be set up to determine a position of a detected object depending in particular on the angle at which the light pulses were emitted is accordingly that the position is determined as a function of an angular position of the rotatable deflection unit. For detecting the angular position of the rotatable deflection angle measuring devices basically known type can be used.

Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist, dass die Empfangseinheit ortsfest ist. Damit ist insbesondere gemeint, dass die Empfangseinheit, anders als die Sendeeinheit, bei der der Messstrahl über oder durch den Überwachungsbereich bewegt wird, Licht aus einem gleich bleibenden, sich also zeitlich nicht verändernden Erfassungsbereich oder Raumbereich erfasst (sofern nicht Blendenmittel vorhanden sind, siehe unten). Bei einer besonders bevorzugten Variante der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist die Empfangseinheit frei von beweglichen Teilen. Erfindungsgemäß sind also Situationen, bei denen die Empfangseinheit grundsätzlich aus dem gesamten Überwachungsbereich Lichtpulse empfangen kann. Als erfindungsgemäß wird aber auch erachtet, wenn weitere Mittel, beispielsweise Blenden, vorhanden sind, um den Akzeptanzwinkel der Empfangseinheit aktiv und gezielt zu reduzieren.Essential for the present invention is that the receiving unit is stationary. This means, in particular, that the receiving unit, unlike the transmitting unit, in which the measuring beam is moved over or through the monitoring area, detects light from a constant, thus temporally non-changing detection area or area (unless aperture means are present, see below ). In a particularly preferred variant of the measuring device according to the invention, the receiving unit is free of moving parts. Thus, according to the invention, situations are situations in which the receiving unit can basically receive light pulses from the entire monitoring area. However, it is also considered according to the invention if further means, for example diaphragms, are present in order to actively and specifically reduce the acceptance angle of the receiving unit.

Unter dem Begriff des Akzeptanzwinkels der Empfangseinheit wird im strengen Sinn derjenige Raumwinkel bezeichnet, aus welchem einkommende Strahlung von dem Empfänger nachgewiesen werden kann. Grundsätzlich muss der Öffnungsbereich dabei nicht kegelförmig sein. Beispielsweise kann der Öffnungswinkel, in einer Richtung, etwa in der Messebene (auch dieser Öffnungswinkel wird hier als Akzeptanzwinkel bezeichnet) größer sein, typischerweise einige 10°, als in einer Ebene senkrecht dazu, wo er beispielsweise nur bis zu 10° betragen kann.In the strict sense, the term acceptance angle of the receiving unit refers to that solid angle from which incoming radiation can be detected by the receiver. Basically, the opening area does not have to be cone-shaped. For example, the opening angle, in one direction, approximately in the measuring plane (also this opening angle is referred to here as the acceptance angle) be greater, typically some 10 °, as in a plane perpendicular thereto, where it may be, for example, only up to 10 °.

Mit dem Merkmal, dass der Akzeptanzwinkel so groß und die Empfangseinheit so weit von dem Überwachungsbereich entfernt positioniert ist, dass reflektierte Lichtpulse aus dem gesamten Überwachungsbereich von der Empfangseinheit empfangbar sind, soll zum Ausdruck gebracht werden, dass die Positionierung der Empfangseinheit relativ zu dem Überwachungsbereich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung so geartet ist, dass die Empfangseinheit, ohne dass sie bewegt werden muss, Lichtpulse aus dem gesamten Überwachungsbereich erfassen kann.With the feature that the acceptance angle is so large and the receiving unit is positioned so far away from the surveillance area that reflected light pulses from the entire surveillance area are receivable by the receiving unit, it should be expressed that the positioning of the receiving unit relative to the surveillance area the device according to the invention is such that the receiving unit, without having to be moved, can detect light pulses from the entire surveillance area.

Als ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung kann also angesehen werden, den Aufwand auf der Empfangsseite dadurch zu reduzieren, dass eine Empfangseinheit verwendet und diese so auf den Überwachungsbereich ausgerichtet wird, dass sie von vornherein prinzipiell aus dem gesamten Überwachungsbereich Lichtpulse empfangen kann.It can therefore be regarded as a core idea of the present invention to reduce the effort on the receiving side by using a receiving unit and aligning it with the monitoring area in such a way that it can receive light pulses from the outset in principle from the outset.

Die Erfindung hat erkannt, dass es zum Erzielen einer hinreichenden Funktionalität ausreicht, nur den Sendestrahl durch und über den Überwachungsbereich zu führen. Hierdurch kann der Aufwand und können die Kosten, ohne dass im Hinblick auf die Funktionalität Einbußen hinzunehmen sind, signifikant reduziert werden.The invention has recognized that it is sufficient to achieve sufficient functionality to guide only the transmit beam through and over the surveillance area. As a result, the costs and costs can be significantly reduced without having to accept losses in terms of functionality.

Die Hauptidee der Erfindung ist also, einen einfach aufgebauten 2-D Scanner mit drehbarer Ablenkeinheit für den Sendestrahl und feststehenden Empfänger aufzubauen. Für die Ablenkung eines dünnen Sendestrahls z. B. eines Laserstrahls ist eine kleine Ablenkeinheit ausreichend. Der notwendige Bauraum kann dadurch in vorteilhafter Weise reduziert werden. Der Empfänger ist feststehend und wird nicht mitbewegt. Somit lässt sich insgesamt ein 2-D Scanner auf sehr kleinem Bauraum verwirklichen.The main idea of the invention is thus a simply constructed 2-D scanner with rotatable deflection unit for the transmission beam and fixed Build up receiver. For the deflection of a thin transmission beam z. B. a laser beam is a small deflection sufficient. The necessary space can be reduced in an advantageous manner. The receiver is fixed and will not move. Thus, a total of a 2-D scanner in a very small space can be realized.

Um eventuelle Nachteile einer vergleichsweise großen Empfangsfläche, die auch empfindlich für Störungen wie Umgebungs- oder Streulicht ist, zu vermeiden, können mit der Ablenkeinheit synchronisierte Blendenmittel zum Einsatz kommen, die den jeweils benötigten Empfängerbereich freischalten. Bevorzugte Varianten hierzu werden weiter unten beschrieben.In order to avoid any disadvantages of a comparatively large receiving surface, which is also sensitive to disturbances such as ambient or scattered light, synchronizing diaphragm means synchronized with the deflecting unit can be used, which unlock the respectively required receiver region. Preferred variants for this purpose are described below.

Die Trennung von Sende- und Empfangseinheit ermöglicht auch eine bessere optische Trennung, sodass das Übersprechen zwischen Sender und Empfänger reduziert werden kann.Separating the transmitter and receiver also allows for better optical isolation, reducing crosstalk between transmitter and receiver.

Solche Scanner sind zum Beispiel für Kollisionsschutzanwendungen geeignet.Such scanners are suitable, for example, for collision protection applications.

Grundsätzlich kann die Empfangseinheit einen einzigen Lichtdetektor, gegebenenfalls auch mit vergleichsweise großer Empfangsfläche, aufweisen. Bei bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung, weist die Empfangseinheit eine Mehrzahl von Einzeldetektoren auf, die jeweils in verschiedenen Raumrichtungen auf den Überwachungsbereich ausgerichtet sind. Die Empfangseinheit kann so aus vergleichsweise kostengünstigen und erhältlichen Einzeldetektoren aufgebaut werden.In principle, the receiving unit can have a single light detector, possibly also with a comparatively large receiving surface. In preferred embodiments of the optical measuring device according to the invention, the receiving unit has a plurality of individual detectors which are each aligned in different spatial directions on the monitoring area. The receiving unit can be constructed from comparatively inexpensive and available individual detectors.

Prinzipiell kommt es für die Verwirklichung der Erfindung darauf an, dass die Empfangseinheit so positioniert ist, dass Lichtpulse aus dem gesamten Überwachungsbereich nachgewiesen werden können. Darüber hinaus sind in der Regel aber Randbedingungen, beispielsweise im Hinblick auf die Anordnung der Komponenten in einem Gehäuse zu berücksichtigen. Dabei kann ausgenutzt werden, dass die typischerweise zum Einsatz kommenden Empfangseinheiten und Lichtdetektoren quer zu einer Messebene einen nicht verschwindenden Akzeptanzwinkel aufweisen. Das bedeutet, dass die Empfangseinheit nicht unbedingt genau in der Messebene positioniert werden muss. Bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung sind deshalb dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit bezogen auf eine durch eine Drehachse der Ablenkeinheit gegebene Richtung versetzt zu der Sendeeinheit angeordnet ist. Dadurch ergeben sich Vorteile im Hinblick auf die Anordnung der einzelnen Komponenten in einem Gehäuse.In principle, it is important for the realization of the invention that the receiving unit is positioned so that light pulses from the entire monitoring area can be detected. In addition, however, boundary conditions, for example with regard to the arrangement of the components in a housing, are generally to be considered. It can be exploited here that the receiving units and light detectors typically used have a non-zero acceptance angle transversely to a measuring plane. This means that the receiving unit does not necessarily have to be positioned exactly in the measuring plane. Preferred variants of the optical measuring device according to the invention are therefore characterized in that the receiving unit is arranged offset in relation to a given by a rotational axis of the deflection unit direction to the transmitting unit. This results in advantages with regard to the arrangement of the individual components in a housing.

Grundsätzlich wird die Erfindung verwirklicht, wenn die Empfangseinheit ortsfest angeordnet ist und von vornherein Lichtpulse aus dem gesamten Überwachungsbereich empfangen kann. Es kann aber vorteilhaft sein, Maßnahmen zu treffen, um den Akzeptanzwinkel der Empfangseinheit mindestens zeitweilig zu reduzieren. Es können also Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung zweckmäßig sein, bei denen eine Selektionseinrichtung vorhanden ist, insbesondere als Teil der Empfangseinheit, zum mindestens zeitweisen Verändern des Akzeptanzwinkels der Empfangseinheit und zum Einstellen einer Empfangsrichtung der Empfangseinheit. Beispielsweise kann diese Selektionseinrichtung von der Steuer- und Auswerteeinheit angesteuert werden oder auch Teil der Steuer- und Auswerteeinheit sein.In principle, the invention is realized when the receiving unit is stationary and can receive light pulses from the entire monitoring area from the outset. However, it may be advantageous to take measures to at least temporarily reduce the acceptance angle of the receiving unit. Thus, embodiments of the optical measuring device according to the invention may be expedient in which a selection device is present, in particular as part of the receiving unit, for at least temporarily changing the acceptance angle of the receiving unit and for setting a receiving direction of the receiving unit. For example, this selection device can be controlled by the control and evaluation unit or else be part of the control and evaluation unit.

Besonders bevorzugt weist die Selektionseinrichtung veränderbare elektronische und/oder oder mechanische Blendenmittel auf. Dadurch kann nur derjenige Winkelbereich oder Raumwinkelbereich der Empfangseinheit zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiviert werden, aus dem zu eben diesem Zeitpunkt reflektierte Lichtpulse aus dem Überwachungsbereich erwartet werden. Möglicherweise aus anderen Richtungen des Überwachungsbereichs auf die Empfangseinheit eintreffendes Licht, beispielsweise Störlicht, kann so unterdrückt werden. Das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Messung kann so vorteilhaft gesteigert werden.Particularly preferably, the selection device has variable electronic and / or mechanical diaphragm means. As a result, only that angle range or solid angle range of the receiving unit can be activated at a specific point in time, from which light pulses reflected at the same time from the monitoring range are expected. Possibly from other directions of the surveillance area incident on the receiving unit light, such as stray light can be suppressed. The signal-to-noise ratio of the measurement can be increased so advantageous.

Vorteilhaft sind also Ausführungen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet ist zum Betätigen der Selektionseinrichtung dergestalt, dass die Empfangseinheit jeweils nur für diejenige Empfangsrichtung aktiv ist, aus der unter Berücksichtigung einer aktuellen Drehstellung der Ablenkeinheit aus dem Überwachungsbereich reflektierte Sendepulse erwartet werden.Thus, embodiments are advantageous, which are characterized in that the control and evaluation unit is arranged to operate the selection device such that the receiving unit is active only for that receiving direction from which, taking into account a current rotational position of the deflection of the monitoring range reflected transmission pulses expected become.

Diese Vorteile können auch erreicht werden bei Ausgestaltungen, bei denen die Einzeldetektoren mit der Selektionseinrichtung separat aktivierbar sind.These advantages can also be achieved in embodiments in which the individual detectors with the selection device can be activated separately.

Vorteilhaft kann also bei der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung die Steuer- und Auswerteeinheit eingerichtet sein zum Betätigen der Selektionseinrichtung dergestalt, dass die Empfangseinheit, insbesondere nur, denjenigen Einzeldetektor oder diejenigen Einzeldetektoren aktiviert, für den beziehungsweise für die unter Berücksichtigung einer aktuellen Drehstellung der Ablenkeinheit aus dem Überwachungsbereich reflektierte Sendepulse erwartet werden.Advantageously, in the case of the optical measuring device according to the invention, the control and evaluation unit can be set up to actuate the selection device in such a way that the receiving unit, in particular only, activates that single detector or those individual detectors for or for the one under consideration of a current rotational position of the deflection unit from the monitoring area reflected transmission pulses are expected.

Die Möglichkeit, den Akzeptanzwinkel der Empfangseinheit mit der Selektionseinrichtung gezielt zu manipulieren, liefert weitere vorteilhafte Anwendungen. Beispielsweise kann die Steuer- und Auswerteeinheit auch eingerichtet sein zum Betätigen der Selektionseinrichtung dergestalt, dass die Empfangseinheit außerdem mindestens einen weiteren Einzeldetektor der Einzeldetektoren aktiviert, für den unter Berücksichtigung der aktuellen Drehstellung der Ablenkeinheit aus dem Überwachungsbereich keine reflektierten Sendepulse erwartet werden, wobei ein Messsignal dieses weiteren Einzeldetektors als Monitorsignal für eine vorhandene Hintergrundstrahlung verwendet wird. Mit dem Begriff der Hintergrundstrahlung wird jegliche Streu- oder Störstrahlung bezeichnet. Die so gewonnene Information über eine Hintergrundstrahlung kann dann bei der Auswertung berücksichtigt werden.The possibility of the acceptance angle of the receiving unit with the selection device Targeted manipulation provides additional advantageous applications. For example, the control and evaluation unit can also be set up to operate the selection device such that the receiving unit also activates at least one further individual detector of the individual detectors for which no reflected transmission pulses are expected, taking into account the current rotational position of the deflection unit from the monitoring area, a measurement signal of this another single detector is used as a monitor signal for an existing background radiation. The term background radiation refers to any stray or interfering radiation. The information thus obtained about a background radiation can then be taken into account in the evaluation.

Im Hinblick auf die konkrete Ausgestaltung der Ablenkeinheit kann grundsätzlich auf bekannte technische Lösungen zurückgegriffen werden. Prinzipiell kommt es darauf an, dass der Überwachungsbereich möglichst effektiv von dem Sendelicht, also den Messstrahlen, durchsetzt wird. Zu berücksichtigen ist aber auch, dass die Empfangseinheit eingehende Lichtpulse nicht in beliebiger zeitlicher Dichte nachweisen und verarbeiten kann. Besonders bevorzugt sind Ausgestaltungen, bei denen die Ablenkeinheit der Sendeeinheit mindestens zwei Reflexionsflächen, insbesondere vier Reflexionsflächen, aufweist.With regard to the specific embodiment of the deflection unit can be used in principle to known technical solutions. In principle, it is important that the monitoring area is penetrated as effectively as possible by the transmitted light, ie the measuring beams. However, it must also be considered that the receiving unit can not detect and process incoming light pulses at any desired time density. Embodiments in which the deflection unit of the transmitting unit has at least two reflection surfaces, in particular four reflection surfaces, are particularly preferred.

Um den mit Licht durchsetzten Raumbereich, also den Überwachungsbereich als solchen, zu vergrößern, kann es von Vorteil sein, wenn die Messstrahlen nicht alle in derselben Ebene durch den Überwachungsbereich geführt werden. Technisch kann das so realisiert werden, dass die Reflexionsflächen der Ablenkeinheit zum Bestrahlen von unterschiedlichen Ebenen des Überwachungsbereichs unterschiedliche Anstellwinkel aufweisen.In order to increase the volume of space penetrated by light, that is to say the monitoring area as such, it may be advantageous if the measuring beams are not all guided in the same plane through the monitoring area. Technically, this can be realized in such a way that the reflection surfaces of the deflection unit have different angles of incidence for irradiating different levels of the surveillance area.

Für eine Steigerung der Genauigkeit der Positionsbestimmung kann es zweckmäßig sein, im Überwachungsbereich oder innerhalb der Messvorrichtung, etwa in einem Gehäuse der Messvorrichtung, an definierten Positionen, also in einer bekannten Entfernung und an einer bekannten Winkelposition, Referenzmarken zu positionieren. Dabei kann es sich beispielsweise um kleine Reflektoren handeln. Vorteilhaft sind also Varianten der Erfindung, bei der für Referenzmessungen in dem Überwachungsbereich und/oder innerhalb der Messvorrichtung Referenzmarken vorhanden sind. Wenn man darüber hinaus Referenzmarken mit einer definierten Reflektivität verwendet, können Referenzmessungen nicht nur bezüglich Winkel und Entfernung, sondern auch im Hinblick auf die Amplitude, also die Intensität, des zurückgestrahlten Lichts durchgeführt werden.To increase the accuracy of the position determination, it may be expedient to position reference marks in the monitoring area or within the measuring device, for example in a housing of the measuring device, at defined positions, ie at a known distance and at a known angular position. These may be, for example, small reflectors. Thus, variants of the invention are advantageous in which reference marks are present for reference measurements in the monitoring area and / or within the measuring device. In addition, when using reference marks with a defined reflectivity, reference measurements can be made not only in terms of angle and distance, but also in terms of the amplitude, ie the intensity, of the reflected light.

Ganz grundsätzlich kann die Steuer- und Auswerteeinheit auch dazu eingerichtet sein, eine Amplitude oder einen Energieinhalt eines nachgewiesenen Lichtpulses zur Objektidentifizierung und Objekterkennung, beispielsweise durch Vergleich mit eingelernten Werten, zu berücksichtigen. Dahinter steht, dass unterschiedliche Objekte im Allgemeinen auch ein unterschiedliches Reflexionsvermögen, also eine unterschiedliche Reflexivität, für das jeweils verwendete Sendelicht aufweisen.In principle, the control and evaluation unit can also be set up to take into account an amplitude or an energy content of a detected light pulse for object identification and object recognition, for example by comparison with learned-in values. The reason for this is that different objects generally also have a different reflectivity, ie a different reflectivity, for the transmitted light used in each case.

Um für einen Benutzer eine Information darüber bereitzustellen, wo genau sich der Überwachungsbereich befindet, kann es von Vorteil sein, wenn die Sendeeinheit eine Hauptlichtquelle und eine zusätzliche Lichtquelle als Pilot-Lichtquelle aufweist, die so angeordnet ist, dass sie dieselben Überwachungspunkte wie ein von der Hauptlichtquelle ausgehender Messstrahl im Überwachungsbereich beleuchtet. Bevorzugt sendet die Pilot-Lichtquelle Licht im sichtbaren Bereich aus.In order to provide a user with information about where exactly the surveillance area is, it may be advantageous if the transmission unit has a main light source and an additional light source as pilot light source arranged to have the same surveillance points as one of the Main light source emitting measuring beam illuminated in the surveillance area. Preferably, the pilot light source emits light in the visible range.

Bei zweckmäßigen Ausgestaltungen sind die Hauptlichtquelle und die Pilot-Lichtquelle einander gegenüberliegend angeordnet.In expedient embodiments, the main light source and the pilot light source are arranged opposite one another.

Die von der Pilot-Lichtquelle bereitgestellte Information ist besonders genau, wenn das Licht der Hauptlichtquelle und das Licht der Pilot-Lichtquelle koaxial in einen Sendestrahlengang eingespiegelt werden. Um dieses Einspiegeln zu bewerkstelligen können halbdurchlässige Spiegel zum Einsatz kommen. Auftreffpunkte des Strahls der Hauptlichtquelle und der Pilot-Lichtquelle sind dann identisch. Man erhält eine genaue Informationen darüber, welcher Teil des Überwachungsbereich abgetastet wird.The information provided by the pilot light source is particularly accurate when the light of the main light source and the light of the pilot light source are coaxially reflected in a transmission beam path. To accomplish this mirroring, semi-transparent mirrors can be used. Impact points of the beam of the main light source and the pilot light source are then identical. One obtains accurate information about which part of the surveillance area is being scanned.

Bevorzugt sind weiterhin Varianten der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung, bei denen die Ablenkeinheit zwei übereinander angeordnete Einheiten aufweist, die bezogen auf die Rotationsachse um 90° zueinander versetzt sind. Das in unterschiedlichen Ebenen des Überwachungsbereich eingestrahlte Sendelicht ist auf diese Weise im Hinblick auf das Überstreichen des jeweiligen Teilbereichs des Überwachungsbereich um 90° zueinander phasenversetzt. Dadurch wird die Beauftragung der Empfangseinheit mit Lichtpulsen zeitlich gedehnt und die Auslastung der Empfangseinheit kann verbessert werden.Also preferred are variants of the optical measuring device according to the invention, in which the deflection unit has two units arranged one above the other, which are offset by 90 ° with respect to the axis of rotation. The transmitted light radiated in different planes of the surveillance area is in this way phase-shifted with respect to the sweeping of the respective subarea of the surveillance area by 90 ° to one another. As a result, the commissioning of the receiving unit with light pulses is extended in time and the utilization of the receiving unit can be improved.

Die pro Zeiteinheit gewonnene Menge an Information kann auch dadurch gesteigert werden, dass die Sendeeinheit mehrere synchronisierte Sendemodule aufweist. Beispielsweise kann bei Einsatz von zwei synchronisierten Sendemodulen die pro Zeiteinheit gewonnene Informationsmenge prinzipiell verdoppelt werden.The amount of information obtained per unit time can also be increased by the fact that the transmitting unit has a plurality of synchronized transmission modules. For example, when using two synchronized transmission modules, the amount of information obtained per unit time can in principle be doubled.

Im Hinblick auf die für die Bestimmung der Laufzeit notwendige Zeitmessung kann grundsätzlich auf bekannte Lösungen zurückgegriffen werden. In diesem Zusammenhang können, je nach gewünschter Genauigkeit der Zeitmessung, Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung bevorzugt sein, bei denen die Steuer-und Auswerteeinheit zum Durchführen einer analogen Zeitmessung, insbesondere auf Grundlage eines Lade- oder Entladevorgangs eines Kondensators, und/oder zum Durchführen einer digitalen Zeitmessung, insbesondere zum Zählen von Zählpulsen, eingerichtet ist.With regard to the time measurement necessary for determining the transit time, known solutions can be used in principle. In Depending on the desired accuracy of the time measurement, configurations of the optical measuring device according to the invention may be preferred in which the control and evaluation unit for performing an analog time measurement, in particular based on a charging or discharging of a capacitor, and / or for performing a digital Timing, in particular for counting counting pulses, is set up.

Für den Einsatz der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung ist es wichtig, dass die Messergebnisse, beispielsweise also Informationen über im Überwachungsbereich festgestellte Objekte an einen Benutzer oder an weitere Einrichtungen übermittelt werden. Ebenso ist erwünscht, dass an die Messvorrichtung selbst Informationen, beispielsweise eingelernte Referenzwerte über Referenzobjekte oder Kalibrierwerte, übertragen werden können. In diesem Zusammenhang sind Weiterbildungen der erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung bevorzugt, bei denen eine Schnittstelleneinrichtung, insbesondere eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, eine berührungslos arbeitende optische Schnittstelle und/oder eine NFC-Schnittstelle (NCF: Englisch: Near Field Communication), vorhanden ist zum Transfer von Information an die und/oder von der Steuer- und Auswerteeinheit. Grundsätzlich kann in dieser Hinsicht auf bekannte Schnittstellen und Schnittstellenprotokolle, beispielsweise auch Bus-Protokolle, zurückgegriffen werden.For the use of the optical measuring device according to the invention, it is important that the measurement results, for example information about objects detected in the monitoring area, are transmitted to a user or to other devices. It is likewise desired that information, for example learned reference values via reference objects or calibration values, can be transmitted to the measuring device itself. In this context, developments of the optical measuring device according to the invention are preferred in which an interface device, in particular a human-machine interface, a non-contact optical interface and / or an NFC interface (NCF: Near Field Communication), is present for transfer from information to and / or from the control and evaluation unit. In principle, known interfaces and interface protocols, for example bus protocols, can be used in this regard.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren erläutert. Darin zeigen:

  • 1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung;
  • 2: ein Ausführungsbeispiel einer Empfangseinheit für eine erfindungsgemäße optische Messvorrichtung;
  • 3: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Empfangseinheit für eine erfindungsgemäße optische Messvorrichtung; und
  • 4: ein drittes Ausführungsbeispiel einer Empfangseinheit für eine erfindungsgemäße optische Messvorrichtung.
Further characteristics and advantages of the invention are explained below with reference to the attached schematic figures. Show:
  • 1 : an embodiment of an optical measuring device according to the invention;
  • 2 : an embodiment of a receiving unit for an optical measuring device according to the invention;
  • 3 a second embodiment of a receiving unit for an optical measuring device according to the invention; and
  • 4 A third exemplary embodiment of a receiving unit for an optical measuring device according to the invention.

Gleiche und gleichwirkende Bestandteile und Komponenten sind in den Figuren in der Regel mit denselben Bezugszeichen versehen.Identical and equivalent components and components are generally provided with the same reference numerals in the figures.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optischen Messvorrichtung 100 wird mit Bezug auf 1 erläutert. Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße optische Messvorrichtung 100 weist als wesentliche Komponenten eine Sendeeinheit 20 zum Aussenden von Lichtpulsen 24 in einen Überwachungsbereich 40, eine Empfangseinheit 30 und eine Steuer- und Auswerteeinheit 50 auf. Zur Beschreibung der geometrischen Verhältnisse dient ein Koordinatensystem 70, wobei die x-Richtung die Vertikalrichtung, die y-Richtung die Horizontalrichtung und z-Richtung die Normalenrichtung zur Papierebene, d.h. die Richtung senkrecht zur Papierebene ist. Die Sendeeinheit 20 weist eine Lichtquelle 22 auf, beispielsweise einen Laser oder eine Leuchtdiode, zum Aussenden von Sendelicht 23 in Form von Lichtpulsen 24. Typischerweise kommt Sendelicht im Infrarot- oder im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums zum Einsatz. Außerdem beinhaltet die Sendeeinheit 20 eine drehbare Ablenkeinheit 26, wobei die Drehrichtung in 1 mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnet ist. Die Drehachse ist parallel zur z-Achse orientiert. In z-Richtung unterhalb der Sendeeinheit 20 befindet sich die Empfangseinheit 30, die in 1 nur schematisch gezeigt ist. Die Sendeeinheit 20 ist mit der Steuer- und Auswerteeinheit über eine Verbindung 21 und die Empfangseinheit 30 ist mit der Steuer- und Auswerteeinheit 50 über eine Verbindung 31 verbunden. Die Verbindungen 21, 31 können beispielsweise Kabelverbindungen sein. Zur Interaktion mit einem Benutzer oder mit weiteren Komponenten, beispielsweise über einen Datenbus, weist die Steuer- und Auswerteeinheit 50 eine Schnittstelleneinrichtung 60 auf, die in 1 durch Anschlüsse 62 veranschaulicht ist. Die Schnittstelleneinrichtung 60 kann eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, aber auch eine optische, NFC- oder sonstige Schnittstelle von grundsätzlich bekanntem Typ, etwa eine Bus-Schnittstelle, sein.A first embodiment of an optical measuring apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to FIG 1 explained. In the 1 shown inventive optical measuring device 100 has as essential components a transmitting unit 20 for emitting light pulses 24 into a surveillance area 40 , a receiving unit 30 and a control and evaluation unit 50 on. A coordinate system serves to describe the geometric relationships 70 wherein the x-direction is the vertical direction, the y-direction is the horizontal direction and z-direction is the normal direction to the paper plane, ie the direction perpendicular to the paper plane. The transmitting unit 20 has a light source 22 on, for example, a laser or a light emitting diode, for emitting transmitted light 23 in the form of light pulses 24 , Typically, transmitted light is used in the infrared or visible range of the electromagnetic spectrum. In addition, the transmitting unit includes 20 a rotatable deflection unit 26 , with the direction of rotation in 1 with the reference number 28 is marked. The axis of rotation is oriented parallel to the z-axis. In the z-direction below the transmitting unit 20 is the receiving unit 30 , in the 1 only shown schematically. The transmitting unit 20 is connected to the control and evaluation unit via a connection 21 and the receiving unit 30 is with the control and evaluation unit 50 over a connection 31 connected. The connections 21 . 31 may be, for example, cable connections. For interaction with a user or with other components, for example via a data bus, the control and evaluation unit 50 an interface device 60 on that in 1 through connections 62 is illustrated. The interface device 60 may be a human-machine interface, but also an optical, NFC or other interface of basically known type, such as a bus interface.

Die erfindungsgemäße optische Messvorrichtung 100 arbeitet wie folgt: Von der Lichtquelle 22 in Form von Lichtpulsen 24 ausgesandtes Sendelicht 23 gelangt zu der drehbaren Ablenkeinheit 26. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um einen Drehspiegel 26 mit insgesamt vier Reflexionsflächen 27. Die von dem Drehspiegel 26 reflektierten Strahlen gelangen als Messstrahlen 25 in den Überwachungsbereich 40 und überstreichen diesen im gezeigten Beispiel in der Messebene 42 im Gegenuhrzeigersinn. Der Winkelhub, über den der Überwachungsbereich 40 überstrichen wird, und durch den deshalb die Ausdehnung des Überwachungsbereichs 40 begrenzt ist, ist in 1 mit dem Winkel α bezeichnet.The optical measuring device 100 according to the invention operates as follows: From the light source 22 in the form of light pulses 24 emitted transmitted light 23 arrives at the rotatable deflection unit 26 , In the in 1 shown embodiment, it is a rotating mirror 26 with a total of four reflection surfaces 27 , The of the rotating mirror 26 reflected rays arrive as measuring beams 25 in the surveillance area 40 and paint this in the example shown in the measurement level 42 in the counterclockwise direction. The angular stroke over which the surveillance area 40 and therefore the extension of the surveillance area 40 is limited is in 1 with the angle α designated.

In der in 1 dargestellten Situation liegt ein Messstrahl 25 in einem Azimutalwinkel φ relativ zur x-Achse. Die in diesem Messstrahl 25 enthaltenen Lichtpulse 24 treffen auf ein Objekt 10, welches sich in einem Abstand d unter dem Winkel φ im Überwachungsbereich 40 in der Messebene 42 befindet. An diesem Objekt 10 reflektierte Lichtpulse 34 werden in Richtung der Empfangseinheit 30 zurückgestrahlt und von dieser nachgewiesen. Die von der Empfangseinheit 30 nachgewiesenen Lichtpulse 34 werden, gegebenenfalls nach einer Vorverstärkung, die noch in der Empfangseinheit 30 erfolgen kann, an die Steuer- und Auswerteeinheit 50 weitergegeben. Anhand eines Aussendezeitpunkts für die Lichtpulse 24 und eines Empfangszeitpunkts für den zurückreflektierten Lichtpuls 34 ermittelt die Steuer- und Auswerteeinheit 50 eine Laufzeit. Multiplikation mit der Lichtgeschwindigkeit liefert dann die von den Lichtpulsen zurückgelegte Strecke, also das zweifache des Abstands d. Weil außerdem über eine Winkelstellung der drehbaren Ablenkeinheit der Winkel φ, unter dem der entsprechende Lichtpuls 24 ausgesandt wurde, bekannt ist, können so insgesamt die Koordinaten des Orts, an dem der Lichtpuls 24 reflektiert wurde, mit anderen Worten, der Ort des Objekts 10, gemessen werden. Die gewonnenen Koordinaten sind in diesem Fall der Azimutalwinkel φ und der Abstand d.In the in 1 shown situation is a measuring beam 25 in an azimuthal angle φ relative to the x-axis. The in this measuring beam 25 contained light pulses 24 meet an object 10 which is at a distance d under the angle φ in the surveillance area 40 in the trade fair level 42 located. On this object 10 reflected light pulses 34 be in the direction of the receiving unit 30 returned and proved by this. That of the receiving unit 30 proven light pulses 34 are, optionally after a pre-amplification, which can still be done in the receiving unit 30, to the control and evaluation 50 passed. Based on a transmission time for the light pulses 24 and a reception time for the back-reflected light pulse 34 determines the control and evaluation unit 50 a term. Multiplication by the speed of light then provides the distance traveled by the light pulses, ie twice the distance d , In addition, because of an angular position of the rotatable deflection of the angle φ under which the corresponding light pulse 24 is known, so can total the coordinates of the location at which the light pulse 24 was reflected, in other words, the location of the object 10 to be measured. The obtained coordinates are in this case the azimuthal angle φ and the distance d ,

Die Flächennormalen der vier Reflexionsflächen 27 des Drehspiegels 26 können sich exakt in der x-y-Ebene befinden. Wenn außerdem die Lichtpulse 24 ebenso in der x-y-Ebene auf die so gebildeten Reflexionsflächen 27 eingestrahlt werden, überstreichen die Messstrahlen 25, die von dem Drehspiegel 26 ausgehen, einen Überwachungsbereich 40 exakt in der x-y-Ebene, die dann eine Messebene 42 bildet.The surface normals of the four reflection surfaces 27 of the rotating mirror 26 can be exactly in the xy plane. In addition, if the light pulses 24 also in the xy plane on the reflection surfaces thus formed 27 are irradiated, sweep the measuring beams 25 from the rotating mirror 26 go out, a surveillance area 40 exactly in the xy plane, which is then a measurement plane 42 forms.

Es ist aber ebenso möglich, dass die Flächennormalen der, insbesondere vier, Reflexionsflächen 27 der drehbaren Ablenkeinheit 26 geringfügig gegeneinander und geringfügig gegenüber der x-y-Ebene geneigt sind. Das führt dazu, dass die von den einzelnen Reflexionsflächen 27 ausgehenden reflektierten Messstrahlen 25 ihrerseits gegenüber der Papierebene geringfügig nach oben oder nach unten verkippt sind. Das bedeutet, dass mehr als eine Messebene 42 mit den Sendelichtpulsen 24 durchsetzt wird. Prinzipiell kann dann auch eine Information darüber erhalten werden, ob sich ein nachgewiesenes Objekt 10 in der durch die Papierebene gegebenen Messebene 42 oder darüber oder darunter befindet.But it is also possible that the surface normals of, in particular four, reflection surfaces 27 the rotatable deflection unit 26 are slightly against each other and slightly inclined to the xy plane. That leads to that of the individual reflecting surfaces 27 outgoing reflected measuring beams 25 in turn tilted slightly upwards or downwards relative to the plane of the paper. That means more than one measurement level 42 with the transmitted light pulses 24 is enforced. In principle, it is then also possible to obtain information as to whether a detected object has been detected 10 in the plane of measurement given by the plane of the paper 42 or above or below.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass ein Akzeptanzwinkel ү der Empfangseinheit 30 so groß ist und dass die Empfangseinheit in einer Weise beanstandet von dem Überwachungsbereich 40 entfernt positioniert ist, dass reflektierte Lichtpulse 34 prinzipiell aus dem gesamten Überwachungsbereich 40 von der Empfangseinheit 30 empfangen werden können. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist der Akzeptanzwinkel ү der Empfangseinheit 30 genauso groß wie der Öffnungswinkel a, über den der Überwachungsbereich 40 mit Messstrahlen 25 überstrichen wird. Von Bedeutung für die Verwirklichung der Erfindung ist, dass der Öffnungswinkel ү größer oder gleich groß ist wie der Winkel a.Essential to the invention is that an acceptance angle ү the receiving unit 30 is so large and that the receiving unit objected to the surveillance area in a manner 40 is positioned remotely, that reflected light pulses 34 in principle from the entire surveillance area 40 from the receiving unit 30 can be received. In the in 1 example shown is the acceptance angle ү the receiving unit 30 the same size as the opening angle a over which the surveillance area 40 with measuring beams 25 is swept over. Of importance for the realization of the invention is that the opening angle ү greater or equal to the angle a ,

Einzelheiten von Varianten der Empfangseinheit 30 werden mit Bezug auf die 2 bis 4 erläutert. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Empfangseinheit 30 mehrere Einzeldetektoren 81, 82, 83 aufweist. Jeder dieser Einzeldetektoren 81, 82, 83 hat eine Hauptnachweisrichtung φ1, φ2 beziehungsweise φ3, die, wie aus 2 ersichtlich, relativ zur x-Richtung jeweils in unterschiedlichen Azimutalrichtungen ausgerichtet sind. Zweckmäßig aber nicht notwendig liegen die Hauptnachweisrichtungen φ1, φ2 beziehungsweise φ3 in ein und derselben Messebene 42. Außerdem weisen in der Messebene 42 die Einzeldetektoren 81, 82, 83 einen Akzeptanzwinkel ү1, ү2 beziehungsweise ү3 auf. Die Akzeptanzwinkel ү1, ү2, ү3 können, müssen aber nicht jeweils gleich sein.Details of variants of the receiving unit 30 be with reference to the 2 to 4 explained. 2 shows an embodiment in which the receiving unit 30 a plurality of individual detectors 81, 82, 83 has. Each of these individual detectors 81, 82, 83 has a main detection direction φ1, φ2 and φ3, respectively, as shown in FIG 2 can be seen, are aligned relative to the x-direction in each case in different azimuthal directions. Expediently, but not necessarily, the main detection directions φ1, φ2 and φ3 lie in one and the same measurement plane 42 , In addition, in the exhibition level 42 the individual detectors 81, 82, 83 have an acceptance angle of 11, 22 or 33. Acceptance angles, such as 1, 2 or 3, may or may not be the same.

Wie ersichtlich, gibt es einen ersten Bereich 71 vor den Einzeldetektoren 81 und 82 und einen zweiten Bereich 72 vor den Einzeldetektoren 82 und 83, die von keinem der Erfassungsbereiche der Einzeldetektoren 81, 82, 83 abgedeckt sind. Das bedeutet, dass die Einzeldetektoren 81, 82, 83 sich in einem bestimmten Abstand von dem Überwachungsbereich 40 befinden müssen, damit gewährleistet ist, dass tatsächlich von allen Orten im Überwachungsbereich 40 zurückreflektierte Sendepulse 34 nachgewiesen werden können. Dabei versteht sich, dass die Empfangseinheit 30 auch geeignet relativ zur Sendeeinheit 20 positioniert werden muss. Im Wesentlichen sollte sich die Empfangseinheit 30 an dem Ort befinden, von dem auch die ausgestrahlten Sendelichtpulse 24 ausgehen, vergleiche hierzu 1. Der Abstand, in dem der Überwachungsbereich 40 bei der in 2 gezeigten Situation von den Einzelempfängern 81, 82, 83 entfernt ist, ist mit a gekennzeichnet. Insgesamt ergibt sich mit diesem Abstand a und mit dem Öffnungswinkel α (vergleiche 1) des Raumbereichs, der mit den Messstrahlen 25 überstrichen wird, sowie schließlich mit einer maximalen Entfernung dmax, aus der reflektierte Lichtpulse 34 noch nachgewiesen werden können, die Außenkontur des Überwachungsbereich 40. α ist maximal so groß wie der durch die Vereinigungsmenge von ү1, ү2 und ү3 abgedeckte Winkelbereich.As can be seen, there is a first area 71 before the single detectors 81 and 82 and a second area 72 before the individual detectors 82 and 83, which are not covered by any of the detection areas of the individual detectors 81, 82, 83. This means that the individual detectors 81, 82, 83 are at a certain distance from the monitoring area 40 need to be in place to ensure that actually from all places in the surveillance area 40 back-reflected transmission pulses 34 can be detected. It is understood that the receiving unit 30 also suitable relative to the transmitting unit 20 must be positioned. In essence, the receiving unit should be 30 located at the location of which also the emitted transmitted light pulses 24 go out, compare to this 1 , The distance in which the surveillance area 40 at the in 2 is removed from the individual receivers 81, 82, 83, is marked with a. Overall, this results with this distance a and with the opening angle α (see 1 ) of the spatial area, with the measuring beams 25 and finally with a maximum distance dmax , from the reflected light pulses 34 can still be demonstrated, the outer contour of the surveillance area 40 , α is at most as large as the angle range covered by the union of the 11, 22 and 33.

In der in 2 gezeigten Situation weist der Überwachungsbereich 40 die Form eines Kreisringssegments auf. In Richtung senkrecht zur Papierebene ist der Überwachungsbereich 40 begrenzt durch einen Akzeptanzwinkel (in 2 nicht gezeigt) der Einzeldetektoren 81, 82, 83, der beispielsweise 5° betragen kann, und durch die einzelnen Messebenen, die, beispielsweise wenn eine Ablenkeinheit mit verkippten Reflexionsflächen verwendet wird, ihrerseits um entsprechende Winkel verkippt sein können (siehe Beschreibung zu 1 oben). Zur Ansteuerung der Einzeldetektoren 81, 82, 83 ist eine Selektionseinrichtung 52, die insbesondere Teil der Steuer- und Auswerteeinheit 50 sein kann, vorhanden. Mit der Selektionseinrichtung 52 können die Einzeldetektoren 81, 82, 83 entweder gemeinsam oder jeweils einzeln angesteuert werden.In the in 2 shown situation, the monitoring area 40 the shape of a circular segment on. In the direction perpendicular to the paper plane is the surveillance area 40 limited by an acceptance angle (in 2 not shown) of the individual detectors 81, 82, 83, which may for example be 5 °, and by the individual measurement planes, which, for example, when a deflection unit with tilted reflection surfaces is used, in turn may be tilted by corresponding angle (see description to 1 above). For controlling the individual detectors 81, 82, 83 is a selection device 52 , in particular part of the control and evaluation unit 50 can be present. With the selection device 52 can they Single detectors 81, 82, 83 are controlled either together or individually.

Im Zusammenhang mit 3 wird eine Alternative einer Empfangseinheit 30 beschrieben, bei die Selektionseinrichtung 52 winkeldiskriminierende Blendenmittel 53 aufweist. Die Blendenmittel erstrecken sich im gezeigten Beispiel halbkreisförmig und sind zwischen den Einzeldetektoren 81, 82, 83, 84 und dem Überwachungsbereich 40 positioniert. Die Anordnung der Einzeldetektoren 81, 82, 83, 84 ist dabei, bis auf den Umstand, dass in 3 insgesamt vier Einzeldetektoren 81, 82, 83, 84 vorhanden sind, im Grundsatz ähnlich wie in 2. Bei den Blendenmitteln 53 kann es sich prinzipiell um jede Art von optischer Komponente handeln, mit der ein Abblenden eines Lichtstrahls durchgeführt werden kann. Grundsätzlich ist es möglich, dass mechanische Blenden vorhanden sind, die geöffnet oder geschlossen werden können. Bevorzugt werden aber elektronische Blenden, beispielsweise auf Flüssigkristallbasis, verwendet.In connection with 3 becomes an alternative to a receiving unit 30 described in the selection device 52 angle-discriminating aperture means 53 having. The diaphragm means extend in the example shown semicircular and are between the individual detectors 81, 82, 83, 84 and the monitoring area 40 positioned. The arrangement of the individual detectors 81, 82, 83, 84 is, except for the fact that in 3 a total of four individual detectors 81, 82, 83, 84 are present, in principle similar to in 2 , At the aperture means 53 In principle, it can be any type of optical component with which a dimming of a light beam can be performed. In principle, it is possible that mechanical screens are present, which can be opened or closed. Preferably, however, electronic diaphragms, for example based on liquid crystals, are used.

Mit der Eigenschaft, winkeldiskriminierend zu sein, ist gemeint, dass mit den Blendenmittel 53 die Strahlung gezielt, insbesondere nur, in einzelnen Winkelsegmenten hindurchgelassen und/oder, in einzelnen Winkelsegmenten blockiert werden kann. In der in 3 gezeigten Situation sind die Blendenmittel 53 in einem Winkelsegment 54 geöffnet, ansonsten aber geschlossen. Das bedeutet, dass durch dieses Winkelsegment 54 von einem Objekt 10 im Überwachungsbereich 40 reflektierte Lichtpulse 34 hindurchtreten und von dem in Richtung des Lichtpulses 34 gesehen dahinter angeordneten Einzeldetektor 82 nachgewiesen werden können.With the property of being angular discriminating, it is meant that with the aperture means 53 the radiation targeted, in particular only, in individual angular segments and / or can be blocked in individual angle segments. In the in 3 shown situation are the aperture means 53 in an angular segment 54 open, but otherwise closed. That means that through this angular segment 54 from an object 10 in the surveillance area 40 reflected light pulses 34 pass through and in the direction of the light pulse 34 seen behind arranged single detector 82 can be detected.

Prinzipiell muss für die Variante der 3 die Empfangseinheit nicht aus Einzeldetektoren 81, 82, 83, 84 bestehen. Es könnte auch ein Detektor verwendet werden, der für den ganzen Azimutalbereich empfindlich ist. Mithilfe der Blendenmittel 53 würde dann nur der jeweilige Teilbereich des Azimutalwinkels ausgewählt, aus dem konkret reflektierte Lichtpulse 34 erwartet werden. Dadurch würde, wie auch bei der Variante mit Einzeldetektoren 81, 82, 83, 84, der Vorteil erreicht, dass der Eintrag von Störlicht oder Streulicht auf den Detektor reduziert wird. Bei dem Ausführungsbeispiel mit Einzeldetektoren kann darüber hinaus nur der jeweilige Detektor, in der in 3 gezeigten Situation also der Einzeldetektor 82, aktiviert werden, für den in der jeweiligen Messsituation zurückgestrahlte Lichtpulses 34 erwartet werden.In principle, for the variant of the 3 the receiving unit does not consist of individual detectors 81, 82, 83, 84. It could also be used a detector that is sensitive to the whole azimuthal region. Using the iris agents 53 Then only the respective subarea of the azimuthal angle would be selected, from the concretely reflected light pulses 34 to be expected. As a result, as with the variant with individual detectors 81, 82, 83, 84, the advantage would be achieved that the entry of stray light or stray light on the detector is reduced. In the embodiment with individual detectors, moreover, only the respective detector in which in 3 shown situation, ie the single detector 82, are activated for the back in the respective measurement situation light pulse 34 to be expected.

Die selektive Aktivierbarkeit von Einzeldetektoren 81, 82, 83, 84, die jeweils einen Teilbereich des Azimutwinkels abdecken (wie im Zusammenhang mit 2 beschrieben) eröffnet noch weitere Möglichkeiten. Bei der in 4 gezeigten Situation, bei der wie in 3 eine Empfangseinheit 30 mit vier Einzeldetektoren 81, 82, 83, 84 vorhanden ist, ist der Einzeldetektor 82 aktiv geschaltet zum Nachweis von Lichtpulses 34, die von einem Objekt 10 im Überwachungsbereich 40 reflektiert wurden. Darüber hinaus ist, möglichst weit beabstandet von dem Einzeldetektor 82 zusätzlich der Einzeldetektor 84, aus dessen Empfangsrichtung keine reflektierten Lichtpulse 34 erwartet werden, aktiv geschaltet. Das Empfangssignal des Einzeldetektors 84 kann dann als Monitorsignal für Hintergrundlicht 90 verwendet werden. Unter Hintergrundlicht soll insbesondere jegliches Störlicht und Streulicht verstanden werden. Grundsätzlich kann diese Funktionalität auch erreicht werden mithilfe der in 3 beschriebenen Blendenmittel 53, wobei dann neben dem Winkelsegment 54 noch ein weiteres, vom Segment 54 beabstandetes Winkelsegment der Blendenmittel 53 zu öffnen wäre. Wenn Einzeldetektoren vorhanden sind, wie in 4 gezeigt, kann leicht unterschieden werden, ob das nachgewiesene Licht echtes Empfangslicht von reflektierten Lichtpulsen 34 oder Hintergrundlicht 90 ist. Die zuletzt beschriebene Funktionalität kann aber auch mit einem nichtsegmentierten Detektor erzielt werden, indem das Hintergrundlicht 90 nur zu Zeitpunkten gemessen wird, in denen keine reflektierten Lichtpulse 34 auf den Detektor treffen.The selective activation of individual detectors 81, 82, 83, 84, each covering a portion of the azimuth angle (as related to 2 described) opens up even more possibilities. At the in 4 shown situation in which as in 3 a receiving unit 30 with four individual detectors 81, 82, 83, 84 is present, the single detector 82 is activated to detect light pulses 34 that of an object 10 in the surveillance area 40 were reflected. In addition, as far as possible from the individual detector 82, the individual detector 84, from the receiving direction no reflected light pulses 34 expected to be active. The received signal of the single detector 84 can then be used as a monitor signal for background light 90 be used. Under background light in particular any stray light and scattered light should be understood. Basically, this functionality can also be achieved by using the in 3 described Blendenmittel 53 , in which case next to the angle segment 54 another, from the segment 54 spaced angular segment of the diaphragm means 53 would be open. If there are single detectors, as in 4 It can easily be distinguished whether the detected light is true received light from reflected light pulses 34 or backlight 90 is. However, the functionality described last can also be achieved with a non-segmented detector by the background light 90 is measured only at times when no reflected light pulses 34 hit the detector.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine neuartige optische Messvorrichtung bereitgestellt, welche bei vereinfachtem Aufbau und damit reduzierten Kosten mit hoher Funktionalität eine 2D-Positionsbestimmung von Objekten in einem Überwachungsbereich ermöglicht.With the present invention, a novel optical measuring device is provided which, with a simplified construction and thus reduced costs with high functionality, enables a 2D position determination of objects in a monitoring area.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Objektobject
2020
Sendeeinheittransmission unit
2121
Verbindungconnection
2222
HauptlichtquelleMain light source
2323
Licht der Hauptlichtquelle 22Light of the main light source 22
2424
Lichtpulselight pulses
2525
Messstrahlmeasuring beam
2626
drehbare Ablenkeinheitrotatable deflection unit
2727
Reflexionsflächenreflective surfaces
2828
Drehrichtung der AblenkeinheitDirection of rotation of the deflection unit
3030
Empfangseinheitreceiver unit
3131
Verbindungconnection
3434
reflektierte Lichtpulsereflected light pulses
4040
Überwachungsbereichmonitoring area
4242
Ebene des ÜberwachungsbereichsLevel of the surveillance area
5050
Steuer- und AuswerteeinheitControl and evaluation unit
52 52
Selektionseinrichtungselection means
5353
Blendenmitteldiaphragm means
5454
Winkelsegment der Blendenmittel 53Angular segment of the diaphragm means 53
6060
SchnittstelleneinrichtungInterface device
6262
Anschlüsseconnections
7070
Koordinatensystemcoordinate system
7171
erster Bereich vor den Einzeldetektoren 81 und 82first area in front of the individual detectors 81 and 82
7272
zweiter Bereich vor den Einzeldetektoren 82 und 83second area in front of the individual detectors 82 and 83
81 - 8481 - 84
Einzeldetektorenindividual detectors
9090
HintergrundstrahlungBackground radiation
9292
Referenzmarkenreference marks
aa
dd
dmaxdmax
αα
Öffnungswinkel des ÜberwachungsbereichsOpening angle of the monitoring area
ββ
Empfangsrichtung, in der Empfangseinheit momentan aktiv istReceiving direction in the receiving unit is currently active
үү
gesamter Akzeptanzwinkel der Empfangseinheit 30total acceptance angle of the receiving unit 30
ү1 - ү3ү1 - ү3
Akzeptanzwinkel der EinzeldetektorenAcceptance angle of the single detectors
φφ
Winkel, unter dem Lichtpulse 24 ausgesandt wurdenAngle, under the light pulses 24 were sent out
φ1 - φ3φ1 - φ3
Hauptnachweisrichtungen, in denen Einzeldetektoren ausgerichtet sindMain detection directions in which individual detectors are aligned

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1619469 B1 [0004]EP 1619469 B1 [0004]

Claims (22)

Optische Messvorrichtung zum Überwachen und Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich (40), mit mindestens einer Sendeeinheit (20) zum Aussenden von Lichtpulsen (24) in den Überwachungsbereich (40), wobei die Sendeeinheit (20) eine drehbare Ablenkeinheit (26) aufweist zum Überstreichen des Überwachungsbereichs (40), insbesondere mindestens in einer Ebene (42), mit einem Messstrahl (25), mit einer Empfangseinheit (30) zum Nachweis von durch zu erfassende Objekte (10) im Überwachungsbereich (40) reflektierten Lichtpulsen (34) und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (50) zum Ansteuern der Sendeeinheit (20), zum Auswerten der von der Empfangseinheit (30) nachgewiesenen Lichtpulse (34) und zum Ermitteln einer Position von erfassten Objekten (10) im Überwachungsbereich (40) auf Grundlage einer Laufzeit von nachgewiesenen Lichtpulsen (34) und eines Winkels (φ), unter dem die Lichtpulse (24) ausgesandt wurden, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (30) ortsfest positioniert ist und dass ein Akzeptanzwinkel (ү) der Empfangseinheit (30) so groß ist und die Empfangseinheit (30) so weit von dem Überwachungsbereich (40) entfernt positioniert ist, dass reflektierte Lichtpulse (34) aus dem gesamten Überwachungsbereich (40) von der Empfangseinheit (30) empfangbar sind.Optical measuring device for monitoring and detecting objects in a monitoring area (40), comprising at least one transmitting unit (20) for emitting light pulses (24) into the monitoring area (40), the transmitting unit (20) having a rotatable deflection unit (26) for Sweeping over the monitoring area (40), in particular at least in one plane (42), with a measuring beam (25), with a receiving unit (30) for detecting light pulses (34) reflected by objects to be detected (10) in the monitoring area (40) and with a control and evaluation unit (50) for controlling the transmitting unit (20), for evaluating the light pulses (34) detected by the receiving unit (30) and for determining a position of detected objects (10) in the monitoring area (40) on the basis of a Running time of detected light pulses (34) and an angle (φ), under which the light pulses (24) were emitted, characterized in that the receiving unit (30) fixed p and that an acceptance angle ()) of the receiving unit (30) is so large and the receiving unit (30) is positioned far enough away from the surveillance area (40) to reflect reflected light pulses (34) from the entire surveillance area (40) Receiving unit (30) are receivable. Optische Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (30) frei ist von beweglichen Teilen.Optical measuring device according to Claim 1 , characterized in that the receiving unit (30) is free of moving parts. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (30) eine Mehrzahl von Einzeldetektoren (81, 82, 83, 84) aufweist, die jeweils in verschiedenen Raumrichtungen (φ1, φ2, φ3) auf den Überwachungsbereich (40) ausgerichtet sind.Optical measuring device according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the receiving unit (30) comprises a plurality of individual detectors (81, 82, 83, 84) which are each aligned in different spatial directions (φ1, φ2, φ3) on the monitoring area (40). Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (30) bezogen auf eine durch eine Drehachse der Ablenkeinheit (26) gegebene Richtung (z) versetzt zu der Sendeeinheit (20) angeordnet ist.Optical measuring device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the receiving unit (30) with respect to a given by a rotational axis of the deflection unit (26) direction (z) is arranged offset to the transmitting unit (20). Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Selektionseinrichtung (52) vorhanden ist, insbesondere als Teil der Empfangseinheit (30) oder der Steuer- und Auswerteeinheit (50), zum mindestens zeitweisen Verändern des Akzeptanzwinkels (ү) der Empfangseinheit (30) und zum Einstellen einer Empfangsrichtung (β) der Empfangseinheit (30).Optical measuring device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that a selection device (52) is present, in particular as part of the receiving unit (30) or the control and evaluation unit (50) for at least temporarily changing the acceptance angle ()) of the receiving unit (30) and for setting a receive direction (β) the receiving unit (30). Optische Messvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Selektionseinrichtung (52) veränderbare elektronische und/oder oder mechanische Blendenmittel (53) aufweist.Optical measuring device according to Claim 5 , characterized in that the selection device (52) has variable electronic and / or mechanical diaphragm means (53). Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldetektoren (81, 82, 83, 84) mit der Selektionseinrichtung (52) separat aktivierbar sind.Optical measuring device according to one of Claims 5 or 6 , characterized in that the individual detectors (81, 82, 83, 84) with the selection device (52) are separately activated. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (50) eingerichtet ist zum Betätigen der Selektionseinrichtung (52) dergestalt, dass die Empfangseinheit (30) jeweils nur für diejenige Empfangsrichtung (β) aktiv ist, aus der unter Berücksichtigung einer aktuellen Drehstellung der Ablenkeinheit (26) aus dem Überwachungsbereich (40) reflektierte Sendepulse (34) erwartet werden.Optical measuring device according to one of Claims 5 to 7 , characterized in that the control and evaluation unit (50) is arranged to actuate the selection device (52) such that the receiving unit (30) is active only for that receiving direction (β), from taking into account a current rotational position of the deflection unit (26) from the monitoring area (40) reflected transmission pulses (34) are expected. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (50) eingerichtet ist zum Betätigen der Selektionseinrichtung dergestalt, dass die Empfangseinheit (30), insbesondere nur, denjenigen Einzeldetektor (81, 82, 83, 84) aktiviert, für den unter Berücksichtigung einer aktuellen Drehstellung der Ablenkeinheit (26) aus dem Überwachungsbereich (40) reflektierte Sendepulse (34) erwartet werden.Optical measuring device according to one of Claims 5 to 8th , characterized in that the control and evaluation unit (50) is arranged to actuate the selection device such that the receiving unit (30), in particular only, that single detector (81, 82, 83, 84) activated for the taking into account a current Rotary position of the deflection unit (26) from the monitoring area (40) reflected transmission pulses (34) are expected. Optische Messvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (50) eingerichtet ist zum Betätigen der Selektionseinrichtung dergestalt, dass die Empfangseinheit (30) außerdem mindestens einen weiteren Einzeldetektor (84) der Einzeldetektoren (81, 82, 83, 84) aktiviert, für den unter Berücksichtigung der aktuellen Drehstellung der Ablenkeinheit (26) aus dem Überwachungsbereich (40) keine reflektierten Sendepulse (34) erwartet werden, wobei ein Messsignal dieses weiteren Einzeldetektors (84) als Monitorsignal für eine vorhandene Hintergrundstrahlung (90) verwendet wird.Optical measuring device according to Claim 9 , characterized in that the control and evaluation unit (50) is arranged to actuate the selection device in such a way that the receiving unit (30) also activates at least one further individual detector (84) of the individual detectors (81, 82, 83, 84) for which taking into account the current rotational position of the deflection unit (26) from the monitoring area (40) no reflected transmission pulses (34) are expected, a measurement signal of this further single detector (84) is used as a monitor signal for an existing background radiation (90). Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinheit (26) der Sendeeinheit (20) mindestens zwei Reflexionsflächen, insbesondere vier Reflexionsflächen (27), aufweist.Optical measuring device according to one of Claims 1 to 10 , characterized in that the deflection unit (26) of the transmitting unit (20) has at least two reflection surfaces, in particular four reflection surfaces (27). Optische Messvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsflächen (27) der Ablenkeinheit (26) zum Bestrahlen von unterschiedlichen Ebenen (42) des Überwachungsbereichs (40) unterschiedliche Anstellwinkel aufweisen.Optical measuring device according to Claim 11 , characterized in that the reflection surfaces (27) of the deflection unit (26) for irradiating different levels (42) of the monitoring area (40) have different angles of incidence. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für Referenzmessungen in dem Überwachungsbereich (40) und/oder innerhalb der Messvorrichtung, insbesondere innerhalb eines Gehäuses, Referenzmarken (92) vorhanden sind.Optical measuring device according to one of Claims 1 to 12 , characterized in that for Reference measurements in the monitoring area (40) and / or within the measuring device, in particular within a housing, reference marks (92) are present. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (20) eine Hauptlichtquelle (22) und eine zusätzliche Lichtquelle als Pilot-Lichtquelle aufweist, die so angeordnet ist, dass sie dieselben Überwachungspunkte wie ein von der Hauptlichtquelle (22) ausgehender Messstrahl im Überwachungsbereich (40) beleuchtet.Optical measuring device according to one of Claims 1 to 13 , characterized in that the transmitting unit (20) comprises a main light source (22) and an additional light source as a pilot light source arranged to illuminate the same monitoring points as a measuring beam emanating from the main light source (22) in the surveillance area (40) , Optische Messvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptlichtquelle (22) und die Pilot-Lichtquelle einander gegenüberliegend angeordnet sind.Optical measuring device according to Claim 14 , characterized in that the main light source (22) and the pilot light source are arranged opposite to each other. Optische Messvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass Licht (23) der Hauptlichtquelle (22) und das Licht der Pilot-Lichtquelle koaxial in einen Sendestrahlengang eingespiegelt werden.Optical measuring device according to Claim 14 or 15 , characterized in that light (23) of the main light source (22) and the light of the pilot light source are coaxially reflected in a transmission beam path. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkeinheit (26) zwei übereinander angeordnete Einheiten aufweist, die bezogen auf die Rotationsachse um 90° zueinander versetzt sind.Optical measuring device according to one of Claims 1 to 16 , characterized in that the deflection unit (26) has two superimposed units, which are offset relative to the axis of rotation by 90 ° to each other. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (20) mehrere synchronisierte Sendemodule aufweist.Optical measuring device according to one of Claims 1 to 17 , characterized in that the transmitting unit (20) comprises a plurality of synchronized transmitting modules. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-und Auswerteeinheit (50) zum Durchführen einer analogen Zeitmessung, insbesondere auf Grundlage eines Lade- oder Entladevorgangs eines Kondensators, und/ oder zum Durchführen einer digitalen Zeitmessung, insbesondere zum Zählen von Zählpulsen, eingerichtet ist.Optical measuring device according to one of Claims 1 to 18 , characterized in that the control and evaluation unit (50) for performing an analog time measurement, in particular based on a charging or discharging a capacitor, and / or for performing a digital time measurement, in particular for counting counting pulses, is set up. Optische Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (20) mindestens einen Halbleiterstrahler aufweist, insbesondere eine LED, einen Laser, einen VCSEL und/oder eine RCLED.Optical measuring device according to one of Claims 1 to 19 , characterized in that the transmitting unit (20) has at least one semiconductor emitter, in particular an LED, a laser, a VCSEL and / or an RCLED. Optische Messvorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (30) mindestens eine Fotodiode, insbesondere eine PIN-Diode oder eine Avalanche-Photodiode, aufweist.Optical measuring device one of Claims 1 to 20 Characterized in that the receiving unit (30) comprises at least a photodiode, in particular a PIN-diode or an avalanche photodiode. Optische Messvorrichtung einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelleneinrichtung (60), insbesondere eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, eine berührungslos arbeitende optische Schnittstelle und/oder eine NFC-Schnittstelle, vorhanden ist zum Transfer von Information an die und/oder von der Steuer- und Auswerteeinheit (50).Optical measuring device one of Claims 1 to 21 , characterized in that an interface device (60), in particular a man-machine interface, a non-contact optical interface and / or an NFC interface, is present for transferring information to and / or from the control and evaluation unit ( 50).
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