DE10222797C5 - distance determination - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Bestimmen des Objektabstands (D) zwischen einem nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden optoelektronischen Sensor (11) und einem Tastobjekt (13),- mit wenigstens einem Messkanal zwischen einer Sendeeinheit (S1) zum Aussenden elektromagnetischer Abtaststrahlen in den Messbereich und wenigstens einer Empfangseinheit (E) zum Nachweisen von aus dem Messbereich reflektierten und/oder remittierten Abtaststrahlen,- mit zumindest einem Zusatzkanal, der zusätzlich zu der Sendeeinheit (S1) und der Empfangseinheit (E) des Messkanals eine weitere Sendeeinheit (S2) zum Aussenden eines Kompensationslichtstrahls (27), mit dem gezielt Störstrahlung nachgebildet wird, aufweist,- mit einer der weiteren Sendeeinheit (S2) zugeordneten optischen Komponente (26, 28) zur Formung des Kompensationslichtstrahles (27), die zwischen der weiteren Sendeeinheit (S2) und einer Sendeoptik (FS) angeordnet ist und- mit einer Auswerteeinheit zur gemeinsamen Auswertung der Empfangssignale des Messkanals und des Zusatzkanals zur Bestimmung des Objektabstands (D)- und wobei die optische Komponente (26) als Lichtleiter (28) ausgebildet ist,- wobei die Abtaststrahlen (25) und der Kompensationsstrahl (27) die Sendeoptik (FS) durchlaufen und die optische Komponente (28) den Kompensationsstrahl (27) derart formt, dass der Kompensationsstrahl derart begrenzt ist, dass er das Sichtfeld (34) der Empfangseinheit (E) und Empfangsoptik (EO) ausleuchtet.Device for determining the object distance (D) between an optoelectronic sensor (11) operating according to the triangulation principle and a scanning object (13), with at least one measuring channel between a transmitting unit (S1) for emitting electromagnetic scanning beams into the measuring area and at least one receiving unit (E ) for detecting scanning beams reflected and / or remitted from the measuring area, with at least one additional channel which, in addition to the transmitting unit (S1) and the receiving unit (E) of the measuring channel, has a further transmitting unit (S2) for emitting a compensation light beam (27), is reproduced with the targeted interference, comprising, - with one of the further transmitting unit (S2) associated optical component (26, 28) for forming the compensation light beam (27), which is arranged between the further transmitting unit (S2) and a transmitting optics (FS) and with an evaluation unit for the common evaluation of the received signals of the Messkana ls and the additional channel for determining the object distance (D) - and wherein the optical component (26) is designed as a light guide (28), - wherein the scanning beams (25) and the compensating beam (27) through the transmitting optics (FS) and the optical Component (28) forms the compensation beam (27) such that the compensation beam is limited so that it illuminates the field of view (34) of the receiving unit (E) and receiving optics (EO).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Objektabstands zwischen einem nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden optoelektronischen Sensor und einem Tastobjekt, wie sie aus der DE 100 59 156 A1 bekannt ist. Der Inhalt dieser nicht mehr anhängigen Hauptanmeldung 100 59 156.6 soll zusätzlich zu dem im nachfolgenden Beschriebenen durch Bezugnahme vollinhaltlich hiermit übernommen werden.The invention relates to a device for determining the object distance between a working according to the principle of triangulation optoelectronic sensor and a sensing object, as shown in the DE 100 59 156 A1 is known. The content of this copending parent application 100 59 156.6 is to be incorporated herein by reference in addition to that described in the following.

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

Nachteilig an diesen Sensoren ist, dass Störsignale, die dem eigentlichen Empfangssignal, das von dem vom Objekt reflektierten und/oder remittierten Lichtfleck stammt, überlagert sind, nicht als solche erkannt werden können. Quellen derartiger Störsignale sind beispielsweise Fehler oder Verschmutzungen der Sensoroptik, spiegelnde, glänzende oder stark kontrastbehaftete Flächen entweder auf dem Objekt, dessen Abstand bestimmt werden soll, oder auf Störobjekten, die seitlich oder hinter dem zu ertastenden Objekt angeordnet sind und auch als Hintergrundobjekte bezeichnet werden, Dies können z. B. Fensterscheiben oder dergleichen sein.A disadvantage of these sensors is that interference signals which are superimposed on the actual received signal, which originates from the light spot reflected and / or remitted by the object, can not be detected as such. Sources of such interfering signals are, for example, defects or soiling of the sensor optics, specular, glossy or strongly contrasted surfaces either on the object whose distance is to be determined or on interfering objects which are arranged laterally or behind the object to be sensed and are also referred to as background objects, This can z. B. windows or the like.

Aus der DE 100 12 522 A1 ist ein Triangulationslichttaster bekannt, der zwei koaxiale Lichtstrahlen aussendet, die unterschiedliche Strahldurchmesser haben, um auch auf strukturierten Oberflächen eine genauere Distanzmessung als mit einem Einzelstrahl zu ermöglichen.From the DE 100 12 522 A1 a triangulation light sensor is known, which emits two coaxial light beams having different beam diameters to enable a more accurate distance measurement on structured surfaces than with a single beam.

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

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by an article having the features of claim 1.

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

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

Als Empfangseinheit kann ein ortsauflösender Detektor von grundsätzlich beliebiger Art vorgesehen werden. Die Position eines vom Objekt reflektierten und/oder remittierten Lichtflecks und Informationen über die Umstände der Uchtfleckreflexion und/ oder -remission können aus der oder den nachgewiesenen Intensitätsverteilungen abgelesen werden.As a receiving unit, a spatially resolving detector of basically any kind can be provided. The position of a light spot reflected and / or remitted by the object and information about the circumstances of the whitish reflection and / or remission can be read from the detected intensity distribution (s).

Für den Messkanal und den Zusatzkanal werden jeweils eine eigene Sendeeinheit und vorzugsweise eine gemeinsame Empfangseinheit verwendet.For the measuring channel and the additional channel each have their own transmitting unit and preferably a common receiving unit is used.

Nach der Erfindung ist die optische Komponente, die den Kompensationsstrahl mit formt als Lichtleiter ausgebildet, wobei der Lichtleiter bevorzugt Linsenwirkung aufweist, beispielsweise in dem die Lichteintritts- und/oder Lichtaustrittsfläche gekrümmt sind. Damit kann eine optimale Ausleuchtung insbesondere des Sichtfeldes der Empfangseinheit erreicht werden.According to the invention, the optical component, which forms the compensation beam with forms as a light guide, wherein the light guide preferably has a lens effect, for example, in which the light entrance and / or light exit surface are curved. In this way, optimal illumination, in particular of the field of view of the receiving unit, can be achieved.

Die optische Komponente ist zwischen der weiteren Sendeeinheit und einer Sendeoptik, zumeist eine Linse, angeordnet.The optical component is arranged between the further transmitting unit and a transmitting optics, usually a lens.

Die Abtaststrahlen und der Kompensationsstrahl treten durch dieselbe Sendeoptik, denn insbesondere Störreflexe von der Sendeoptik, die beispielsweise durch Verschmutzung hervorgerufen sein können, bewirken eine Störung der Auswertung. So ist das Problem bekannt, dass die Störreflexe sich an Fensterscheiben spiegeln können und dadurch ein Fehlschalten des Sensors erfolgen kann. Derartiges Falschlicht kann aber mittels des Kompensationsstrahl erkannt werden, insbesondere wenn dieser dieselbe Sendeoptik durchtritt.The scanning beams and the compensating beam pass through the same transmitting optics, because in particular disturbing reflections from the transmitting optics, which may be caused for example by contamination, cause a disturbance of the evaluation. Thus, the problem is known that the interference reflections can be reflected on windows and thereby misalignment of the sensor can be done. However, such a false light can be detected by means of the compensation beam, in particular if it passes through the same transmission optics.

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

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

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

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

Alte in den Ansprüchen, der Beschreibungseinleitung und der nachfolgenden Figurenbeschreibung erwähnten Varianten der Erfindung können - sofern sie einander nicht widersprechen - auch miteinander kombiniert werden, wodurch eine besonders sichere und zuverlässige Bestimmung des Objektabstands möglich ist.Old variants mentioned in the claims, the introduction to the description and the following description of the figures can - if they do not contradict each other - also be combined with each other, whereby a particularly secure and reliable determination of the object distance is possible.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

  • 1a eine schematische Darstellung einer Ausführungsform nach der DE 100 59 156 A1 ;
  • 1b eine der Anordnung nach 1a zugehörige empfangsseitige Intensitätsverteilung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 eine Darstellung einer zusätzlichen optischen Komponente des Zusatzkanals;
  • 4 eine typische Verteilung der Stärke der Lichtstrahlen im Empfängersichtbereich;
The invention will now be described by way of example with reference to the drawings. Show it:
  • 1a a schematic representation of an embodiment according to the DE 100 59 156 A1 ;
  • 1b one of the arrangement after 1a associated receive-side intensity distribution;
  • 2 a schematic representation of an embodiment of the invention;
  • 3 a representation of an additional optical component of the additional channel;
  • 4 a typical distribution of the intensity of the light rays in the receiver sight area;

1a und b zeigen eine Möglichkeit, einen Zusatzkanal zu nutzen, um den die Messung eines Objektabstands D verfälschenden Einfluss eines Störobjekts 15 unschädlich zu machen, nach der DE 100 59 156 A1 . 1a and b show a possibility of using an additional channel by the influence of an interfering object which falsifies the measurement of an object distance D 15 to render harmless, according to DE 100 59 156 A1 ,

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

Während im von der Sendeeinheit S1 und der Empfangseinheit E gebildeten Messkanal S1-E die ausgesandten Abtaststrahlen 25 fokussiert werden, um auf dem Tastobjekt 13 einen Tastfleck zu erzeugen, wird im Zusatzkanal S2-E dafür gesorgt, dass eine im Vergleich zu den Abtaststrahlen 25 des Messkanals S1-E räumlich wesentlich weiter ausgedehnte Abtastzone in den tastobjektseitigen Halbraum des Sensors 11 ausgesandt wird. Die Abtastzone kann durch gezielte Nicht-Fokussierung, Streuung, Aufweitung und/oder diffuse Aussendung der Abtaststrahlen der Sendeeinheit S2 erzeugt werden.While in the measuring channel S1-E formed by the transmitting unit S1 and the receiving unit E, the emitted scanning beams 25 be focused to on the touch object 13 To generate a touch spot, it is ensured in the additional channel S2-E that one compared to the scanning beams 25 of the measuring channel S1-E spatially much wider scanning in the touch object half space of the sensor 11 is sent out. The scanning zone can be generated by targeted non-focusing, scattering, widening and / or diffuse emission of the scanning beams of the transmitting unit S2.

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

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

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

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

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

Die optische Komponente 26 ist als Lichtleiter 28 ausgebildet, der unmittelbar an die Sendeeinheit S2 anschließend zwischen dieser und der Sendeoptik FS angeordnet ist. Der Lichtleiter 28 weist an seiner Lichteintrittsfläche 30 und/oder Lichtaustrittsfläche 32 Linsenwirkung auf, indem diese Flächen gekrümmt sind (3).The optical component 26 is as a light guide 28 formed, which is then arranged directly to the transmitting unit S2 between this and the transmitting optical system FS. The light guide 28 points to its light entry surface 30 and / or light exit surface 32 Lens action by making these surfaces curved ( 3 ).

Insgesamt wird damit der Kompensationsstrahl 27 derart geformt, dass er ein Sichtfeld 34 der Empfangseinheit E und Empfangsopik EO im Wesentlichen ausgeleuchtet wird. In 2 ist dieser Zusammenang schematisch dargestellt Der Kompensationsstrahl 27 ist derart begrenzt, dass er das Sichtfeld 34 ausleuchtet Der beleuchtete Bereich in der Objektebene ist mit der Bezugsziffer 36 versehen. Nicht erfindungsgemäß wäre es wenig der Kompensationsstrahl 27 nur einen Teil des Sichtfeldes 34 ausleuchtet. Das ist aber von den örtlichen Gegebenheiten abhängig. So kann es sein, dass ein Störreflex, beispielsweise von einem Fenster nur in einem bestimmten Bereich des Sichtfeldes 34 auftreten kann. Dann braucht der Kompensationsstrahl auch nur diesen Bereich ausleuchten. Gegebenenfalls kann dadurch weiter Energie gespart werden.Overall, this is the compensation beam 27 shaped so that it is a field of vision 34 the receiving unit E and Empfangsopik EO is substantially illuminated. In 2 this connection is shown schematically The compensation beam 27 is so limited that it is the field of vision 34 Illuminated The illuminated area in the object plane is indicated by the reference number 36 Mistake. Not according to the invention, it would be little the compensation beam 27 only part of the field of vision 34 illuminates. But that depends on the local conditions. So it may be that a glitch, for example from a window only in a certain area of the field of view 34 can occur. Then the compensation beam only needs to illuminate this area. Optionally, this can be further energy saved.

Die Ausleuchtung des Sichtfeldes 34 ist beispielhaft nochmal in dem Diagramm der 4 dargestellt. Es sind dort die relativen Strahlstärken von Abtaststrahl 25 und Kompensationsstrahl 27 gegenüber der Sichtfeklausdehnung aufgetragen. Der Abtaststrahl 25 ist örtlich relativ eng begrenzt Die Winkelangabe in dem Diagramm sind auf den Abtaststrahl bezogen. Der Kompensationsstrahl 27 hingegen ersteckt sich über das gesamte Sichtfeld und hat sein Maximum außerhalb des Bereiches in dem der Abtaststrahl im wesentlichen liegt um insbesondere Störlichteinflüsse zu erkennen.The illumination of the field of view 34 is exemplary again in the diagram of 4 shown. There are the relative beam intensities of the scanning beam 25 and compensation beam 27 plotted against the visual expansion. The scanning beam 25 is locally relatively narrowly limited The angle in the diagram are related to the scanning beam. The compensation beam 27 on the other hand, it extends over the entire field of view and has its maximum outside the range in which the scanning beam lies substantially in order in particular to recognize disturbing light influences.

Claims (6)

Vorrichtung zum Bestimmen des Objektabstands (D) zwischen einem nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden optoelektronischen Sensor (11) und einem Tastobjekt (13), - mit wenigstens einem Messkanal zwischen einer Sendeeinheit (S1) zum Aussenden elektromagnetischer Abtaststrahlen in den Messbereich und wenigstens einer Empfangseinheit (E) zum Nachweisen von aus dem Messbereich reflektierten und/oder remittierten Abtaststrahlen, - mit zumindest einem Zusatzkanal, der zusätzlich zu der Sendeeinheit (S1) und der Empfangseinheit (E) des Messkanals eine weitere Sendeeinheit (S2) zum Aussenden eines Kompensationslichtstrahls (27), mit dem gezielt Störstrahlung nachgebildet wird, aufweist, - mit einer der weiteren Sendeeinheit (S2) zugeordneten optischen Komponente (26, 28) zur Formung des Kompensationslichtstrahles (27), die zwischen der weiteren Sendeeinheit (S2) und einer Sendeoptik (FS) angeordnet ist und - mit einer Auswerteeinheit zur gemeinsamen Auswertung der Empfangssignale des Messkanals und des Zusatzkanals zur Bestimmung des Objektabstands (D) - und wobei die optische Komponente (26) als Lichtleiter (28) ausgebildet ist, - wobei die Abtaststrahlen (25) und der Kompensationsstrahl (27) die Sendeoptik (FS) durchlaufen und die optische Komponente (28) den Kompensationsstrahl (27) derart formt, dass der Kompensationsstrahl derart begrenzt ist, dass er das Sichtfeld (34) der Empfangseinheit (E) und Empfangsoptik (EO) ausleuchtet.Device for determining the object distance (D) between an optoelectronic sensor (11) operating according to the triangulation principle and a scanning object (13), with at least one measuring channel between a transmitting unit (S1) for emitting electromagnetic scanning beams into the measuring area and at least one receiving unit (E ) for detecting scanning beams reflected and / or remitted from the measuring area, with at least one additional channel which, in addition to the transmitting unit (S1) and the receiving unit (E) of the measuring channel, has a further transmitting unit (S2) for emitting a compensation light beam (27), is reproduced with the targeted interference, comprising, - with one of the further transmitting unit (S2) associated optical component (26, 28) for forming the compensation light beam (27), which is arranged between the further transmitting unit (S2) and a transmitting optics (FS) and - with an evaluation unit for the common evaluation of the received signals of the Mess and the additional channel for determining the object distance (D) - and wherein the optical component (26) is formed as a light guide (28), - wherein the scanning beams (25) and the compensation beam (27) through the transmitting optics (FS) and the optical Component (28) forms the compensation beam (27) such that the Compensating beam is limited so that it illuminates the field of view (34) of the receiving unit (E) and receiving optics (EO). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Komponente (28) Linsenwirkung aufweist.Device after Claim 1 , characterized in that the optical component (28) has lens action. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Sendeeinheit (S1, S2) in Form einer LED oder einer Lasereinrichtung vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the or each transmitting unit (S1, S2) is provided in the form of an LED or a laser device. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Sende- und Empfangseinheiten (S1, S2, E) in einer gemeinsamen Sensorebene (21) angeordnet sind, die bevorzugt senkrecht zu der dem kürzesten Abstand zwischen dem Sensor (11) und dem Tastobjekt (13) entsprechenden Abstandsrichtung verläuft.Device according to one of the preceding claims, characterized in that all transmitting and receiving units (S1, S2, E) are arranged in a common sensor plane (21), which is preferably perpendicular to the shortest distance between the sensor (11) and the sensing object (13) corresponding distance direction runs. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (E) in Form eines ortsauflösenden Detektors, insbesondere eines ein- oder mehrreihigen Fotodioden-Arrays, einer CCD (Charge Coupled Device) oder einer PSD (Position Sensitive Device) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving unit (E) in the form of a spatially resolving detector, in particular a single or multi-row photodiode array, a CCD (Charge Coupled Device) or a PSD (Position Sensitive Device) is provided. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Sende- und Empfangseinheiten (S1, S2, E) in einem gemeinsamen Sensorgehäuse (23) angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that all transmitting and receiving units (S1, S2, E) are arranged in a common sensor housing (23).
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