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Die
Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung.
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Derartige
optoelektronische Vorrichtungen können insbesondere als Lichttaster
ausgebildet sein. Ein derartiger Lichttaster ist beispielsweise
in der
DE 298 10 418
U1 beschrieben. Der Lichttaster weist einen Sendelichtstrahlen
emittierenden Sender mit einer zugeordneten Sendeoptik sowie einen Empfangslichtstrahlen
empfangenden Empfänger mit
einer dieser zugeordneten Empfangsoptik auf. Die Komponenten des
Lichttasters sind in einem Gehäuse
angeordnet, in dessen Frontseite ein Austrittsfenster integriert
ist, durch welches die Sendelichtstrahlen und die Empfangslichtstrahlen
geführt
sind. Der Sender und die Sendeoptik sind in Abstand hintereinander
liegend hinter dem Austrittsfenster angeordnet. Ebenso sind der
Empfänger
und die Empfangsoptik in Abstand hintereinander liegend angeordnet.
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Die
Bautiefe des Sensors ist im Wesentlichen durch die Baugrößen der
Sende- und Empfangsoptik
bestimmt, sowie durch die Abstände
des Senders zur Sendeoptik und des Empfängers zur Empfangsoptik. Je
nach zu erzielender Reichweite und Auflösung des Lichttasters können diese
Abmessungen eine erhebliche Größenordnung
im Bereich mehrerer Zentimeter aufweisen.
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Ein
Nachteil dieser Anordnung besteht somit darin, dass diese in Strahlrichtung
der Sendelichtstrahlen einen erheblichen Platzbedarf beansprucht, wodurch
die Baugröße des Gehäuses und
damit des Lichttasters unerwünscht
groß ist.
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Aus
der
DE 39 32 844 A1 ist
eine optoelektronische Vorrichtung bekannt, die als scannender Distanzsensor
ausgebildet ist. Diese optoelektronische Vorrichtung weist einen
Sendelichtstrahlen emittierenden Sender auf, welchem eine Sendeoptik nachgeordnet
ist. In Abstand zum Sender ist ein ortsauflösender Empfänger mit einer vorgeordneten Empfangsoptik
angeordnet. Diese Komponenten bilden einen nach dem Triangulationsprinzip
arbeitenden Distanzsensor. Dieser Distanzsensor ist in Abstand vor
einem rotierenden Polygonspiegelrad angeordnet, welches eine Umlenkeinheit
bildet, mittels derer die Sendelichtstrahlen periodisch innerhalb
eines vorgegebenen Winkelbereichs abgelenkt werden. Dabei werden
sowohl die Sendelichtstrahlen als auch die Empfangslichtstrahlen
jeweils über
dieselbe Spiegelfläche
des Polygonspiegelrades geführt.
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Nachteilig
hierbei ist, dass durch die Hintereinanderanordnung des Senders,
der Sendeoptik und des Polygonspiegelrades beziehungsweise des Empfängers, der
Empfangsoptik und des Polygonspiegelrades ein unerwünscht hoher
Platzbedarf besteht. Dieser Nachteil wird dadurch noch verstärkt, dass
einerseits die Spiegelflächen
des Polygonspiegelrades hinreichend groß dimensioniert werden müssen, um
die Sendelichtstrahlen in einem hinreichend großen Winkelbereich führen zu
können
und auch die Empfangsoptik hinreichend groß dimensioniert werden muss,
um eine zufriedenstellende Fokussierwirkung für die Empfangslichtstrahlen
zu erzielen.
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Weiterhin
ist nachteilig, dass der Zeit- und Kostenaufwand für die Herstellung
der optoelektronischen Vorrichtung aufgrund der großen Anzahl
optischer Komponenten unerwünscht
groß ist.
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Die
DE 196 21 189 C2 betrifft
einen optischen Sensor zur Neigungswinkelbestimmung. Dieser Sensor
umfasst einen optisch leitenden Grundkörper an dessen Oberseite eine
Neigungsfläche
angeordnet ist und an dessen Unterseiten eine Strahlungsquelle reflektierte
Licht verläuft
im Grundkörper zur
Neigungsfläche
und von dort zu dem Detektor.
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Die
einen nachveröffentlichten
Stand der Technik bildende
DE
102 09 752 A1 betrifft einen optischen Sensor zur Erfassung
von Verbrennungsvorgängen.
Diese weist ein in einer Metallhülse
gelagertes optisches Element auf, an dessen Rückseite ein Lichtleiterbündel ausmündet.
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Die
DE 199 33 641 A1 betrifft
einen Sensor zur Erfassung der Benetzung auf einer Scheibe. Der Sensor
umfasst einen Lichtleitkörper
sowie einen Sender und Empfänger,
die hinter dem Lichtleiterkörper
angeordnet sind. Vom Sender emittiertes Licht wird über den
Lichtleiterkörper
auf die Scheibe geführt
und von dort zurück
zum Empfänger.
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Die
DE 195 23 526 C2 betrifft
ein mikrooptisches Bauelement, welches als Mikrofon, Drucksensor
oder Golay-Zelle eingesetzt werden kann. Bei der dort beschriebenen
Anordnung wird von einem Sender emittiertes Licht in einen lichtleitenden
Körper
geführt,
welches von dort auf einen Empfänger
gelangt.
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Die
DE 196 21 188 A1 betrifft
einen optischen Sensor zur Bestimmung des Drehwinkels einer Drehachse.
Dieser Sensor stellt eine Weiterbildung der
DE 196 21 189 C2 dar.
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Die
DE 197 32 776 C1 betrifft
eine in Form eines Scanners ausgebildete optoelektronische Vorrichtung,
bei welcher von einem Sender emittierte Sendelichtstrahlen und auf
einem Empfänger
auftreffende Empfangslichtstrahlen mittels einer Ablenkeinheit abgelenkt
werden und durch ein Austrittsfenster geführt werden. Die Ablenkeinheit
besteht ebenso wie eine Einheit zur Erkennung von Verschmutzungen
des Austrittsfensters aus einer Mehrfachanordnung von Spiegelelementen.
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Auch
die
DE 198 00 968
A1 betrifft eine optoelektronische Vorrichtung mit einem
Sender und Empfänger
sowie einer drehbaren Ablenkeinheit zur Ablenkung der vom Sender
emittierten Lichtstrahlen. Die Ablenkeinheit besteht aus einem rotierenden Prisma.
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Aus
der
DE 43 05 195 C1 ist
eine Fotodetektor bekannt, der einen Lichtstrahlen emittierenden Sender
und einen Lichtstrahlen empfangenden Empfänger aufweist, die jeweils
hinter einer Glasscheibe im Gehäuse
des Fotodetektors liegen. Von den Glasscheiben wird ein Teil der
Lichtstahlen direkt zu einem Empfänger reflektiert, was zur Detektion
von Verschmutzungen der Glasscheiben ausgenutzt wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine optoelektronische Vorrichtung
der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche eine möglichst geringe
Baugröße aufweist
und zudem kostengünstig
herstellbar ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind die Merkmale der Ansprüche 1 und 7 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung
dient zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich. Diese ist
in einem Gehäuse
integriert ist und weist einen Sendelichtstrahlen emittierenden
Sender, wenigstens einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger und eine
Auswerteeinheit zur Generierung eines Objektfeststellungssignals
in Abhängigkeit
der am Ausgang des Empfängers
anstehenden Empfangssignale auf. In der Frontseite des Gehäuses ist
eine Frontscheibe integriert ist, wobei als Bestandteil der Frontscheibe wenigstens
eine Umlenkeinheit vorgesehen ist, mittels derer die die Frontscheibe
durchsetzenden Sendelichtstrahlen und Empfangslichtstrahlen so abgelenkt
werden, dass diese innerhalb des Gehäuses parallel zur Ebene der
Frontscheibe verlaufen. Weiter ist eine Leiterplatte vorgesehen,
deren Rückseite
Bestandteil der Rückseite
der Gehäusewand
ist, und auf deren der Frontscheibe gegenüberliegenden Oberseite der
Sender und/oder der Empfänger
angeordnet sind.
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Da
der Sender, der Empfänger
und die Umlenkeinheit in einer parallel zur Frontscheibe verlaufenden
Ebene dicht hinter dieser Frontscheibe platziert werden können, wird
eine besonders geringe Bautiefe der optoelektronischen Vorrichtung
erzielt.
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Da
der Sender und der Empfänger
auf der Oberseite einer Leiterplatte angeordnet sind, deren Rückseite
Bestandteil der rückseitigen
Gehäusewand
der optoelektronischen Vorrichtung ist, können besonders kleine und flache
Bauformen der optoelektronischen Vorrichtung realisiert werden.
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Gemäß einer
zweiten Variante der Erfindung ist eine Umlenkeinheit um eine Drehachse
drehbar gelagert ist, mittels derer die Empfangslichtstrahlen periodisch
innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs abgelenkt sind. Zur
Um lenkung der Empfangslichtstrahlen weist die oder eine Umlenkeinheit
zwei Kugelhälften
auf, deren ebene Grundflächen
in Abstand gegenüberliegen,
wobei die in den Kugelhälften
geführten
Empfangslichtstrahlen durch Totalreflexion an den Grundflächen umgelenkt
werden und die kugelförmig
gekrümmten
Segmente der Kugelhälften eine
Empfangsoptik bilden.
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Durch
die Integration der Empfangsoptik in der Umlenkeinheit kann mit
einem optischen Bauteil sowohl eine Fokussierung als auch eine Umlenkung der
Empfangslichtstrahlen erzielt werden. Dies führt einerseits zu einer Reduzierung
der optischen Komponenten der optoelektronischen Vorrichtung und
damit zu einer erheblichen Kosteneinsparung bei der Herstellung
der optoelektronischen Vorrichtung.
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Die
erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung
kann als Lichttaster oder dergleichen ausgebildet sein, in welcher
in Abhängigkeit
davon, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich
befindet oder nicht, ein binäres
Objektfeststellungssignal generiert wird. Alternativ kann die optoelektronische Vorrichtung
als Distanzsensor ausgebildet sein. Als Objektfeststellungssignal
werden dann analoge Distanzwerte generiert.
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Die
Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen:
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1:
Schematische Darstellung einer als Lichttaster ausgebildeten optoelektronischen
Vorrichtung.
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2a:
Perspektivische Darstellung der Optikkomponenten eines ersten Ausführungsbeispiels der
erfindungsgemäßen optoelektronischen
Vorrichtung.
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2b:
Querschnitt durch einen Teil der optoelektronischen Vorrichtung
gemäß 2a.
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3:
Draufsicht auf die optischen Komponenten eines zweiten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen optoelektronischen
Vorrichtung.
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4a:
Längsschnittdarstellung
eines ersten Teils der optoelektronischen Vorrichtung gemäß 3.
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4b:
Längsschnittdarstellung
eines zweiten Teils der optoelektronischen Vorrichtung gemäß 3.
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1 zeigt
schematisch die wesentlichen Komponenten einer als Lichttaster ausgebildeten
optoelektronischen Vorrichtung 1, die zur Erfassung von
Objekten 2 in einem Überwachungsbereich dient.
Der Lichttaster weist einen Sendelichtstrahlen 3 emittierenden
Sender 4 und einen Empfangslichtstrahlen 5 empfangenden
Empfänger 6 auf.
Der Sender 4 ist von einer Leuchtdiode oder einer Laserdiode gebildet.
Der Empfänger 6 ist
von einer Fotodiode oder dergleichen gebildet. Der Sender 4 und
der Empfänger 6 sind
an eine Auswerteeinheit 7 angeschlossen, die von einem
Mikroprozessor oder dergleichen gebildet ist. Die Auswerteeinheit 7 dient
einerseits zur Ansteuerung des Senders 4. Andererseits
werden in der Auswerteeinheit 7 die am Ausgang des Empfängers 6 anstehenden
Empfangssignale zur Generierung eines binären Objektfeststellungssignals
ausgewertet, welches über
einen Schaltausgang 8 ausgebbar ist. Die Komponenten des
Lichttasters sind in einem Gehäuse 9 angeordnet,
in dessen Frontwand eine Frontscheibe 10 integriert ist.
Durch die Frontscheibe 10 werden die vom Sender 4 emittierten
Sendelichtstrahlen 3 in den Überwachungsbereich geführt. Die
von einem Objekt 2 zurückreflektierten
Empfangslichtstrahlen 5 durchsetzen ebenfalls die Frontscheibe 10 und
werden dann zum Empfänger 6 geführt.
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Alternativ
kann die optoelektronische Vorrichtung 1 auch als Distanzsensor
ausgebildet sein. Dabei kann die Distanzmessung nach dem Triangulationsprinzip
erfolgen, wobei in diesem Fall ein ortsauflösender Empfänger 6, der zum Beispiel
von einem CCD-Element gebildet ist, in Abstand zum Sender 4 liegt.
Alternativ kann die Distanzmessung nach dem Lichtlaufzeitprinzip
erfolgen.
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Bei
dieser optoelektronischen Vorrichtung 1 werden Distanzmesswerte
als analoge Objektfeststellungssignale über eine geeignete Schnittstelle ausgegeben.
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In
einer weiteren Ausgestaltung kann bei der optoelektronischen Vorrichtung 1 gemäß 1 der Sender 4 durch
einen zweiten Empfänger 6 ersetzt sein.
Die optoelektronische Vorrichtung 1 bildet dann einen passiven
Sensor ohne eigene Lichtquelle, der als Distanzsensor oder als Kontrastmusterlichttaster einsetzbar
ist.
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Die 2a und 2b zeigen
den Aufbau eines Ausführungsbeispiels
eines Lichttasters gemäß 1. 2a zeigt
dabei in perspektivischer Darstellung die wesentlichen Optikkomponenten
des Lichttasters. In 2b ist der Lichttaster in einer Längsschnittdarstellung
dargestellt.
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Der
Lichttaster gemäß den 2a und 2b weist
eine Leiterplatte 11 auf, auf deren Oberseite die elektronischen
Bauteile 12 der optoelektronischen Vorrichtung 1,
insbesondere die Auswerteeinheit 7, sowie der Sender 4 und
der Empfänger 6 fixiert
sind. Die Rückseite
der Leiterplatte 11 bildet zugleich die Rückwand des
Gehäuses 9 der
optoelektronischen Vorrichtung 1. Das Gehäuse 9 wird
durch ein zumindest an der Frontseite transparentes Kunststoffspritzteil 13 komplettiert.
An den Seitenwänden des
Kunststoffspritzteils 13 sind Ausnehmungen 14 vorgesehen,
in welche die Leiterplatte 11 eingerastet wird. Die ebene
Frontseite des Kunststoffspritzteils 13 bildet die Frontscheibe 10 des
Gehäuses 9.
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An
der Innenseite der Frontscheibe 10 mündet ein Prisma aus, welches
Bestandteil des Kunststoffspritzteils 13 ist. Das in den
Innenraum des Gehäuses 9 ragende
Prisma bildet eine Umlenkeinheit 15, an welcher die Sendelichtstrahlen 3 und
die Empfangslichtstrahlen 5 abgelenkt werden. Dabei werden die
Sendelichtstrahlen 3 und Empfangslichtstrahlen 5 an
einer in einem Winkel von 45° zur
Ebene der Frontscheibe 10 verlaufenden ersten Grenzfläche 16 des
Prismas total reflektiert. Durch diese Umlenkeinheit 15 werden
die die Frontscheibe 10 in rechtem Winkel durchsetzenden
Sendelichtstrahlen 3 und Empfangslichtstrahlen 5 um
90° abgelenkt,
so dass diese innerhalb des Gehäuses 9 in
einer Ebene parallel zur Frontscheibe 10 verlaufen, in
welcher der Sender 4 und der Empfänger 6 angeordnet
sind. Da auch die Umlenkeinheit 15 selbst in derselben
Ebene liegt wie der Sender 4 und der Empfänger 6,
weist das Gehäuse 9 eine äußerst geringe
Bautiefe auf.
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Wie
insbesondere aus 2a ersichtlich, liegen der Sender 4 und
der Empfänger 6 vor
einer zweiten, senkrecht zur Ebene der Frontscheibe 10 verlaufenden
Grenzfläche 17 des
Prismas. Die Sendelichtstrahlen 3 werden über diese
Grenzfläche 17 in
das Prisma eingeführt
und werden dann an der ersten Grenzfläche 16 um 90° abgelenkt,
so dass diese durch die Frontscheibe 10 in den Überwachungsbereich
geführt
werden. Die von einem Objekt 2 reflektierten Empfangslichtstrahlen 5 durchsetzen die
Frontscheibe 10, werden dann an der ersten Grenzfläche 16 des
Prismas umgelenkt und treten dann an der zweiten Grenzfläche 17 aus
dem Prisma aus.
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Im
Austrittsbereich der Empfangslichtstrahlen 5 weist die
zweite Grenzfläche 17 eine
konvexe Auswölbung 18 auf.
Diese Auswölbung 18 wirkt
als Linse und bildet somit eine Empfangsoptik, mittels derer die
Empfangslichtstrahlen 5 auf den Empfänger 6 fokussiert
werden. Durch die Integration der Empfangsoptik in die Umlenkeinheit 15 wird
die Baugröße der optoelektronischen
Vorrichtung 1 weiter verkleinert. Da die Empfangsoptik,
die Umlenkeinheit 15 und die Frontscheibe 10 als
Bestandteil des Gehäuses 9 einstückig ausgebildet
ist, wird die Anzahl der Einzelkomponenten der optoelektronischen Vorrichtung 1 erheblich
reduziert, was zur Reduzierung der Herstellkosten der optoelektronischen
Vorrichtung 1 wesentlich beiträgt.
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Die 3, 4a und 4b zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel
der optoelektronischen Vorrichtung 1, welche als scannender
Lichttaster ausgebildet ist. Der scannende Lichttaster weist analog
zu der Ausführungsform
gemäß 1 eine
Auswerteeinheit 7 auf, an welche der Sender 4 und
der Empfänger 6 des
Lichttasters angeschlossen sind. Weiterhin ist wiederum ein Schaltausgang 8 zur
Ausgabe des binären
Schaltsignals vorgesehen. Alternativ kann die optoelektronische
Vorrichtung 1 gemäß den 3, 4a und 4b als
scannender Distanzsensor mit einem Sender 4 und einem Empfänger 6 ausgebildet
sein.
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Weiterhin
kann in einer alternativen Ausgestaltung der Sender 4 durch
einen zweiten Empfänger 6 ersetzt
sein.
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Die
Gehäuseform
des Lichttasters gemäß den 3, 4a und 4b sowie
die Anordnung des Senders 4 und des Empfängers 6 auf
der Leiterplatte 11 entspricht der Anordnung gemäß den 2a und 2b.
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Im
Unterschied zur Ausführungsform
gemäß den 2a und 2b ist
das Gehäuse 9 im
vorliegenden Fall von einem Gehäusekörper aus
Kunststoff oder Metall gebildet, in dessen Frontseite die Frontscheibe 10 integriert
ist. Die Rückseite
des Gehäuses 9 wird
wieder von der Leiterplatte 11 gebildet.
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3 zeigt
die optischen Komponenten des Lichttasters, die auf der Oberseite
des Gehäusebodens,
der im vorliegenden Fall von der Leiterplatte 11 gebildet
ist, aufsitzen. Dem Sender 4 und dem Empfänger 6 ist
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
jeweils eine separate Umlenkeinheit 15a, 15b zugeordnet.
Die beiden Umlenkeinheiten 15a, 15b sind dabei auf
einer Welle 19 drehbar angeordnet, wobei die längsseitigen
Enden der Welle 19 in jeweils einem Lager 20a, 20b drehbar
gelagert sind. Die Welle 19 verläuft entlang einer Drehachse
D, um welche die Umlenkeinheiten 15a, 15b simultan
drehbar sind. Die Welle 19 wird mittels eines nicht dargestellten
Motors angetrieben. Der Motor kann beispielsweise zwischen den beiden
Umlenkeinheiten 15a, 15b angeordnet sein. Alternativ
kann der Motor an einem längsseitigen
Ende der Welle 19 angeordnet sein und dabei das dort vorgesehene
Lager 20a, 20b ersetzen.
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4a zeigt
eine Detaildarstellung der dem Sender 4 zugeordneten Umlenkeinheit 15a und
deren Anordnung relativ zu dem Sender 4. Dem Sender 4 ist
im vorliegenden Fall eine Linse 4a zur Erzeugung kollimierter
Sendelichtstrahlen 3 nachgeordnet. Die in 4a in
einer Querschnittsdarstellung dargestellte Umlenkeinheit 15a liegt
in Abstand hinter der Frontscheibe 10, die im Bereich der
Umlenkeinheit 15a sowohl an der Vorderseite als auch an
der Rückseite
ebene Lichteintrittsflächen
beziehungsweise Lichtaustrittsflächen
aufweist.
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Die
Umlenkeinheit 15a weist zwei identisch ausgebildete Prismen 21a, 21b auf,
deren ebene Basisflächen 22a, 22b in
geringem Abstand gegenüberliegen.
Durch die spiegelsymmetrische Anordnung der Prismen 21a, 21b werden
in einem ersten Drehwinkelbereich zwischen 0° und 180° der Umlenkeinheit 15a die
Sendelichtstrahlen 3 über
das erste Prisma 21a, wie in 4a dargestellt,
geführt,
wobei die im Prisma 21a verlaufenden Sendelichtstrahlen 3 an der
Basisfläche 22a des
Prismas 21a total reflektiert und dabei so umgelenkt werden,
dass sie durch die Frontscheibe 10 in den Überwachungsbereich
geführt
werden. Entsprechend werden die Sendelichtstrahlen 3 in
dem zweiten Drehwinkelbereich zwischen 180° und 360° der Umlenkeinheit 15a über das zweite
Prisma 21b in den Überwachungsbereich
geführt.
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Je
nach aktueller Drehwinkelposition der Umlenkeinheit 15a werden
die Sendelichtstrahlen 3 in unterschiedlichen Richtungen
an den Basisflächen 22a, 22b der
Prismen 21a, 21b abgelenkt. Durch die kontinuierliche
Drehbewegung der Umlenkeinheit 15a werden die Sendelichtstrahlen 3 somit
periodisch innerhalb eines Winkelbereichs geführt. Die Abmessungen der Frontscheibe 10 sind
dabei an den von den Sendelichtstrahlen 3 überstrichenen
Winkelbereich angepasst. Die aktuelle Winkelposition der Welle 19 und
der Umlenkeinheiten 15a, 15b wird vorzugsweise
mittels eines nicht dargestellten Inkrementalgebers erfasst, wodurch
eine winkelaufgelöste Objektdetektion
ermöglicht
wird.
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4b zeigt
eine Detaildarstellung der dem Empfänger 6 zugeordneten
Umlenkeinheit 15b und deren Anordnung relativ zu dem Empfänger 6.
Die simultan mit der ersten Umlenkeinheit 15a auf der Welle 19 rotierende
zweite Umlenkeinheit 15b liegt wiederum in Abstand hinter
der Frontscheibe 10.
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Die
Umlenkeinheit 15b weist zwei identisch ausgebildete Kugelhälften 23a, 23b auf,
deren ebene Grundflächen 24a, 24b in
geringem Abstand gegenüber
liegen. Die Grundfläche 24a der
ersten Kugelhälfte 23a verläuft dabei
in derselben Ebene wie die Basisfläche 22a des ersten
Prismas 21a der ersten Umlenkeinheit 15a. Entsprechend
verläuft
die Grundfläche 24b der
zweiten Ku gelhälfte 23b in
derselben Ebene wie die Basisfläche 22b des
zweiten Prismas 21b der ersten Umlenkeinheit 15a.
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Analog
zur Strahlführung
der Sendelichtstrahlen 3 über die erste Umlenkeinheit 15a werden die
Empfangslichtstrahlen 5 aus dem Überwachungsbereich je nach
Drehwinkelposition der zweiten Umlenkeinheit 15b in einem
ersten Drehwinkelbereich von 0° bis
180° über die
erste Kugelhälfte 23a und
in einem zweiten Drehwinkelbereich von 180° bis 360° über die zweite Kugelhälfte 23b geführt. Dabei
werden die Empfangslichtstrahlen 5 jeweils an der Grundfläche 24a, 24b der
jeweiligen Kugelhälfte 23a, 23b total
reflektiert und durch die so bewirkte Umlenkung in Richtung des
Empfängers 6 geführt. Die
kugelförmig
gekrümmten
Segmente der Kugelhälften 23a, 23b bewirken
eine Fokussierung der Empfangslichtstrahlen 5 auf den Empfänger 6 und
bilden so eine in der Umlenkeinheit 15b integrierte Empfangsoptik.
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Der
Abschnitt der Frontscheibe 10, welcher der zweiten Umlenkeinheit 15b zugeordnet
ist, weist eine ebene Außenseite
auf, welche bündig
mit der Außenseite
der Gehäusewand
abschließt.
Die Innenseite der Frontscheibe 10 weist eine konkave kugelsegmentförmige Einwölbung auf,
wobei der Krümmungsradius
der Einwölbung
an den Radius der Kugelhälften 23a, 23b angepasst
ist. Somit wird ein gleichförmiger
Abstand der Oberflächen
der Kugelhälften 23a, 23b zur
Innenseite der Frontscheibe 10 erzielt. Dadurch wird erreicht,
dass die die Frontscheibe 10 durchsetzenden Empfangslichtstrahlen 5 vollständig auf
die zweite Umlenkeinheit 15b geführt werden.
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Prinzipiell
kann die erste Umlenkeinheit 15a eine der zweiten Umlenkeinheit 15b entsprechende Form
aufweisen. Dadurch wirken die optischen Elemente der ersten Umlenkeinheit 15a gleichzeitig
als Sendeoptik zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 3.
Auf die dem Sender 4 nachgeordnete Linse 4a kann
damit verzichtet werden.
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Insbesondere
für den
Fall, dass die optoelektronische Vorrichtung 1 gemäß 3 als
Distanzsensor ausgebildet ist, ist in dem Gehäuse 9 der optoelektronischen
Vorrichtung 1 ein nicht dargestelltes Testobjekt zur Durchführung von
Referenzmessungen angeordnet. Dabei werden die Sendelichtstrahlen 3 außerhalb
des Überwachungsbereichs über das
Testobjekt geführt
und vollständig
innerhalb des Gehäuses 9 verlaufend
direkt zurück
zum Empfänger 6 geführt.
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- 1
- Optoelektronische
Vorrichtung
- 2
- Objekt
- 3
- Sendelichtstrahlen
- 4
- Sender
- 4a
- Linse
- 5
- Empfangslichtstrahlen
- 6
- Empfänger
- 7
- Auswerteeinheit
- 8
- Schaltausgang
- 9
- Gehäuse
- 10
- Frontscheibe
- 11
- Leiterplatte
- 12
- Elektronisches
Bauteil
- 13
- Kunststoffspritzteil
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Umlenkeinheit
- 15a
- Umlenkeinheit
- 15b
- Umlenkeinheit
- 16
- Erste
Grenzfläche
- 17
- Zweite
Grenzfläche
- 18
- Auswölbung
- 19
- Welle
- 20a
- Lager
- 20b
- Lager
- 21a
- Prisma
- 21b
- Prisma
- 22a
- Basisfläche
- 22b
- Basisfläche
- 23a
- Kugelhälfte
- 23b
- Kugelhälfte
- 24a
- Grundfläche
- 24b
- Grundfläche
- D
- Drehachse