CH696373A5 - Ueberwachungsverfahren und optoelektronischer Sensor. - Google Patents
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Description
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines positiven oder negativen Gegenstandsfeststellungssignals in Abhängigkeit von dem Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein eines Objekts in einem Vordergrundbereich oder einem Hintergrundbereich eines Überwachungsbereichs eines optoelektronischen Sensors, wobei während einer Betriebsphase Sendelicht in Richtung des Überwachungsbereichs ausgesendet wird, in Abhängigkeit von reflektiertem und empfangenem Sendelicht mehrere Empfangssignale erzeugt werden, die dem Vordergrundbereich oder dem Hintergrundbereich zugeordnet sind, und zur Erzeugung des positiven oder negativen Gegenstandsfeststellungssignals eine Differenz der Empfangssignale mit einem Differenzschwellenwert verglichen wird, wobei für einen Wechsel zwischen dem positiven und negativen Gegenstandsfeststellungssignal eine Schalthysterese gebildet wird. Die Erfindung betrifft ferner einen entsprechenden optoelektronischen Sensor. [0002] Durch ein derartiges Verfahren bzw. mittels eines entsprechenden Sensors soll detektiert werden, ob und wann ein Objekt in einen bestimmten Teilbereich des Überwachungsbereichs gelangt bzw. diesen verlässt, wohingegen Objekte in anderen Raumbereichen ignoriert werden sollen. Falls beispielsweise im Falle der sogenannten Hintergrundausblendung ein Objekt aus dem Vordergrundbereich in den Hintergrundbereich wechselt, soll von einem positiven zu einem negativen Gegenstandsfeststellungssignal umgeschaltet werden. [0003] Üblicherweise wird dabei nach dem Triangulationsprinzip gearbeitet: Eine Änderung des Abstands eines reflektierenden Objekts führt zu einer Verschiebung des entsprechenden Lichtflecks auf dem Empfänger des Sensors, beispielsweise einer Differenz-Fotodiode. Diese Verschiebung bewirkt eine entsprechende Änderung der Empfangssignale. Falls hierdurch die Differenz der Empfangssignale einen Differenzschwellenwert über- oder unterschreitet, wird von einem positiven auf ein negatives Gegenstandsfeststellungssignal umgeschaltet, oder umgekehrt. Der Differenzschwellenwert entspricht somit - bezüglich des Überwachungsbereichs - einem Schaltabstand. [0004] Um bei Objekten, die sich im Schaltabstand befinden oder bewegen, ein unerwünschtes mehrmaliges Umschalten zwischen dem positiven und negativen Gegenstandsfeststellungssignal zu vermeiden, ist eine Schalthysterese vorgesehen. Diese ist üblicherweise dadurch verwirklicht, dass zwei unterschiedliche Schwellenwerte für den Differenzvergleich herangezogen werden, wobei nach einer Änderung des Gegenstandsfeststellungssignals auch der dem weiteren Differenzvergleich zugrunde gelegte Differenzschwellenwert gewechselt wird. Dies bewirkt, dass das Differenzsignal nun eine hinreichend deutliche Änderung in der Gegenrichtung vollziehen muss, um erneut einen Wechsel des Gegenstandsfeststellungssignals herbeiführen zu können. Die Schalthysterese entspricht innerhalb des Überwachungsbereichs also einer Weghysterese. [0005] Hierbei kann sich für manche Anwendungen folgendes Problem ergeben: Um eine eindeutige Detektion von Objekten mit unregelmässiger, spiegelnder Oberfläche zu gewährleisten, kann zwar die Schalthysterese vergrössert werden. Da jedoch Objekte mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen bei jeweils gleichem Tastabstand zu unterschiedlichen Differenzsignalen führen, ist die sich ergebende Weghysterese abhängig vom Reflexionsvermögen des betreffenden Objekts. Dies führt aufgrund des unterschiedlich steilen Verlaufs des Differenzsignals dazu, dass dunkle Objekte eine grössere Weghysterese aufweisen als hellere Objekte; dies ist jedoch oft unerwünscht. [0006] Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, für Objekte mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen das Detektionsverhalten zu verbessern. [0007] Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zur Bildung der Schalthysterese die Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich in Abhängigkeit von einer Änderung des Gegenstandsfeststellungssignals geändert wird. [0008] Für einen entsprechenden optoelektronischen Sensor wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 19 gelöst. [0009] Bei der Erfindung sind also mehrere Empfangselemente vorgesehen, die jeweils ein Empfangssignal liefern und die zumindest in den Vordergrundbereich und den Hintergrundbereich unterteilt sind. Diese Unterteilung wird während der Betriebsphase des Sensors ständig geändert, und zwar in Abhängigkeit von einem vorherigen Wechsel des Gegenstandsfeststellungssignals, insbesondere in unmittelbarer Folge eines derartigen Wechsels. [0010] Diese mit einem Umschalten des Gegenstandsfeststellungssignals regelmässig erfolgende Änderung der Zuordnung der Empfangssignale entspricht einer Verschiebung eines virtuellen Trennstegs entlang des Empfängers des Sensors bzw. - bezogen auf den Überwachungsbereich - einer Verschiebung des Schaltabstandes. Mit anderen Worten wird die virtuelle geometrische Position der Kanaltrennung zwischen Nahbereichsempfangselement(en) und Fernbereichsempfangselement(en) verschoben. Auf diese Weise wird also die erwünschte Weghysterese verwirklicht, ohne dass notwendigerweise mit mehreren unterschiedlichen Differenzschwellenwerten gearbeitet werden muss. [0011] Die Erfindung besitzt gegenüber einer festen Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrund- bzw. Hintergrundbereich, wie dies beispielsweise bei dem fixen Trennsteg einer Differenzdiode der Fall ist, den Vorteil, dass zumindest der Betrag der Weghysterese unabhängig vom Reflexionsvermögen des reflektierenden Objekts ist. Im Vergleich zu der bekannten mechanischen Verstellung der Lage des Trennsteges einer Differenzdiode relativ zum Lichtfleck mittels einer verschiebbaren oder verschwenkbaren Empfangsoptik weist die Erfindung den Vorteil einer rein elektronischen Lösung auf: Die erfindungsgemässe veränderliche Zuordnung kann mit geringem Aufwand verwirklicht werden. Die Unterteilung der Empfangselemente kann sehr fein und sehr genau eingestellt werden. Ein unbeabsichtigtes Verstellen der Zuordnung ist praktisch ausgeschlossen. [0012] Gegenüber der Verwendung eines PSD-Empfängers (Position Sensitive Device), bei dem die Empfangssignale durch Summendivision normiert werden, besitzt das Differenzsignal, das bei der Erfindung letztlich dem Vergleich mit dem Schwellenwert zugrunde gelegt wird, einen steileren Signalverlauf. Dies hat den Vorteil, dass bei vergleichsweise dunklen Objekten das Rauschen der Empfangssignale bzw. des Differenzsignals nicht zu Fehlschaltungen führen kann, wie dies bei dem normierten Differenzsignal eines PSD-Empfängers der Fall sein kann. [0013] Die Erfindung stellt somit auch eine vorteilhafte Verbesserung derjenigen Mehrelement-Sensoren mit Vordergrund-/Hintergrundausblendung dar, bei denen anhand eines Referenzobjekts im Überwachungsbereich während einer Kalibrierungsphase einmalig, das heisst für im Wesentlichen die gesamte nachfolgende Betriebsphase, eine Unterteilung der Empfangselemente eingestellt wird. Bei derartigen Sensoren wird nämlich zur Verwirklichung einer Schalthysterese auf die erläuterte Auswahl eines von mehreren unterschiedlichen Schwellenwerten zurückgegriffen, so dass auch hier nicht der erfindungsgemässe Vorteil eines vom Reflexionsvermögen der Objekte unabhängigen Betrages der Weghysterese erzielt wird. [0014] Zu der Erfindung ist noch erläuternd anzumerken, dass die genannte Änderung der Zuordnung der Empfangssignale bereits darin bestehen kann, dass die Zuordnung lediglich eines einzigen Empfangssignals geändert wird, und diese auch nur teilweise. Ein Empfangssignal bzw. Empfangselement kann nämlich - entsprechend dem energetischen Schwerpunkt des empfangenen Sendelichts - teilweise dem Vordergrundbereich und teilweise dem Hintergrundbereich zugeordnet sein. Dies gilt insbesondere für dasjenige Empfangssignal, das der Grenze zwischen dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich entspricht (Grenzempfangssignal). [0015] Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung auch auf einen Wechsel sowohl von einem positiven zu einem negativen Gegenstandsfeststellungssignal als auch in umgekehrter Richtung. [0016] Ausserdem ist klarstellend anzumerken, dass für das Sende- und das Empfangslicht auch der Infrarot- oder der Ultraviolettbereich geeignet sind, und dass die genannte Reflexion des Sendelichts insbesondere eine diffuse Reflexion umfasst. [0017] Hinsichtlich der Bildung des Differenzsignales aus den Empfangssignalen ist es bevorzugt, wenn die Empfangssignale multipliziert und diese Produkte miteinander addiert werden. In diesem Fall kann die Änderung der Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich bzw. dem Hintergrundbereich durch einfache Änderung der jeweiligen Gewichtungsfaktoren erfolgen. [0018] Vorzugsweise werden die Gewichtungsfaktoren nach dem Wechsel von einem negativen auf ein positives Gegenstandsfeststellungssignal derartig gewählt, dass die gewichtete Summe der Empfangssignale für genau denjenigen Schaltabstand, für den ein Objekt wiederum einen Wechsel zu einem negativen Gegenstandsfeststellungssignal bewirken soll (Ausschaltabstand), dem Wert des Differenzschwellenwertes entspricht. Entsprechendes gilt für die Auswahl der Gewichtungsfaktoren nach einem Wechsel von einem positiven zu einem negativen Gegenstandsfeststellungssignal, bei der vorzugsweise eine Berücksichtigung des Einschaltabstandes erfolgt. Bei einer derartigen Vorgehensweise kann für beide Schaltrichtungen derselbe Differenzschwellenwert für den Differenzvergleich herangezogen werden, um dennoch die erwünschte Weghysterese zu verwirklichen. Dies ist jedoch nicht obligatorisch, wie nachfolgend noch erläutert wird. [0019] Es ist von Vorteil, wenn der Einschaltabstand, also der Abstand, in dem ein Objekt innerhalb des Überwachungsbereichs die Erzeugung eines positiven Gegenstandsfeststellungssignals bewirkt, oder der Ausschaltabstand einstellbar ist. Beispielsweise ist eine manuelle Einstellung oder ein automatisches Einlernen anhand eines in den Überwachungsbereich eingeführten Referenzobjekts möglich. [0020] Falls die erwünschte Weghysterese vorgegeben oder ebenfalls einstellbar ist, ist es ausreichend, wenn lediglich entweder der Einschaltabstand oder der Ausschaltabstand eingestellt wird, da der betreffende Schaltabstand den Ausgangspunkt für die erfindungsgemässe Änderung der Zuordnung der Empfangssignale zur Verwirklichung der Schalthysterese bzw. Weghysterese bildet. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass sowohl der Einschaltabstand als auch der Ausschaltabstand einzustellen sind, so dass der Sensor hieraus selbst die resultierende erwünschte Weghysterese ermittelt. [0021] Die erfindungsgemässe Änderung der Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich erfolgt um eine bestimmte Änderungsanzahl von Empfangssignalen bzw. Empfangselementen, die der Schalthysterese entspricht und die nicht unbedingt ganzzahlig sein muss. [0022] Während die Änderung der Unterteilung bzw. der Zuordnung der Empfangselemente und entsprechenden Empfangssignale zu dem Vordergrund- bzw. Hintergrundbereich - wie erläutert - während der Betriebsphase des Sensors laufend geändert wird, kann die Änderungsanzahl, also das Ausmass dieser Änderung, bereits vor der Betriebsphase für die Dauer der gesamten nachfolgenden Betriebsphase manuell oder durch einen Einlernvorgang automatisch festgelegt werden. Eine manuelle Einstellung ist beispielsweise mittels eines Potentiometers möglich. Auch eine Einstellung oder Nachjustierung während der Betriebsphase des Sensors ist möglich. [0023] Insbesondere kann während der Betriebsphase eine ständige automatische Anpassung der Änderungsanzahl vorgesehen sein. Beispielsweise kann es von Vorteil sein, dieser laufenden Anpassung das Reflexionsvermögen des gerade im Überwachungsbereich befindlichen Objekts zugrunde zu legen, um für die erwünschte Vermeidung von Fehlschaltungen bei Objekten mit unregelmässiger, spiegelnder Oberfläche zeitweise eine erhöhte Schalt- bzw. Weghysterese einzustellen. Eine derartige Information über das Reflexionsvermögen des Objekts lässt sich zum Beispiel auf einfache Weise durch Aufsummieren der (nichtgewichteten) Empfangssignale gewinnen. [0024] Alternativ oder zusätzlich kann die genannte Änderungsanzahl bzw. das Ausmass der Schalthysterese an das Umgebungslicht angepasst werden, das bei abgeschaltetem Sendelicht vom Sensor detektiert wird. Falls innerhalb des Umgebungslichts Störsignale detektiert werden, die beispielsweise aus Energiesparlampen oder Fremdlichtschranken resultieren können, kann die Schalthysterese entsprechend vergrössert werden, um Fehlschaltungen zu unterdrücken. [0025] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Differenzschwellenwert einen Wert Null oder im Wesentlichen Null oder nahe des Wertes Null besitzt. Wie nachfolgend noch erläutert wird, hat eine derartige Festlegung des Differenzschwellenwertes den Vorteil, dass nicht nur der Betrag der Weghysterese, sondern auch deren Lage innerhalb des Überwachungsbereichs unabhängig vom jeweiligen Reflexionsvermögen der zu überwachenden Objekte ist. [0026] Allerdings kann eine derartige Festlegung des Differenzschwellenwertes in manchen Anwendungen den Nachteil einer geringeren Detektionssicherheit mit sich führen: Beispielsweise kann ein Vordergrundtaster, bei dem der Differenzschwellenwert Null beträgt, zwar erkennen, wenn ein bereits detektiertes Objekt entlang der Blickrichtung des Sensors aus dem Vordergrundbereich in den Hintergrundbereich gelangt (zunehmender Tastabstand), da bei einer derartigen Bewegung das Differenzsignal zeitweise einen negativen Wert annimmt und somit den Differenzschwellenwert unterschreitet. Allerdings kann ein derartiger Vordergrundtaster nicht immer zuverlässig erkennen, wenn ein bereits detektiertes Objekt den Vordergrundbereich bei gleichem Tastabstand seitlich verlässt, da in diesem Fall das Differenzsignal schwächer wird, ohne den Wert Null zwangsläufig mit ausreichender Deutlichkeit zu unterschreiten. [0027] Dieser Nachteil wird jedoch bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beseitigt, bei der als zusätzliches Kriterium für das Umschalten von dem positiven zu dem negativen Gegenstandsfeststellungssignal und/oder für das Umschalten in Gegenrichtung eine Summe der Empfangssignale mit einem Summenschwellenwert verglichen wird. Für diese Summenbildung werden die Empfangssignale vorzugsweise nicht mittels Gewichtungsfaktoren gewichtet. Ein derartiger Summenvergleich ermöglicht es, auch das erläuterte seitliche Entweichen eines Objekts, das zuvor ein positives Gegenstandsfeststellungssignal ausgelöst hat, zu erkennen. Ein derartiges seitliches Entweichen führt nämlich zu einem Abfall des Summensignals unterhalb des geeignet festgelegten Summenschwellenwertes. [0028] Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden dem erläuterten Differenzvergleich und/oder dem erläuterten Summenvergleich mehrere unterschiedliche Differenz- bzw. Summenschwellenwerte zugrunde gelegt, wobei jeweils einer der betreffenden Schwellenwerte in Abhängigkeit von dem aktuellen Gegenstandsfeststellungssignal bzw. einem Umschalten des Gegenstandsfeststellungssignals ausgewählt wird. Eine derartige Verwendung unterschiedlicher Schwellenwerte kann die Verwirklichung der erwünschten Schalthysterese unterstützen, um beispielsweise eine zeitweilige Anpassung der Schalthysterese an das Reflexionsvermögen eines aktuell detektierten Objekts oder an das ermittelte Umgebungslicht durchzuführen. [0029] Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen genannt. [0030] Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert; in diesen zeigen: <tb>Fig. 1 und 2<sep>Differenzsignale in Abhängigkeit vom Tastabstand für unterschiedliche Zuordnungen der Empfangssignale, und zwar für ein Objekt eines geringen Reflexionsvermögens (Fig. 1a, Fig. 2a) bzw. für ein Objekt eines hohen Reflexionsvermögens (Fig. 1b, Fig. 2b), <tb>Fig. 3 und 4<sep>ein Differenz- und ein Summensignal in Abhängigkeit vom Tastabstand für unterschiedliche Schwellenwerte, <tb>Fig. 5 und 6 <sep>Blockschaltbilder von erfindungsgemässen Sensoren, und <tb>Fig. 7<sep>Differenzsignale in Abhängigkeit vom Tastabstand für Objekte unterschiedlichen Reflexionsvermögens. [0031] Fig. 7 illustriert die Problematik einer unterschiedlichen Weghysterese für Objekte unterschiedlichen Reflexionsvermögens. Angetragen ist das Differenzsignal Vdiff über dem Tastabstand D, und zwar für ein schwarzes Objekt S und ein weisses Objekt W. Das Differenzsignal Vdiff besitzt aufgrund des unterschiedlichen Reflexionsvermögens der beiden Objekte W, S für verschiedene Tastabstände D unterschiedliche Werte und auch unterschiedliche Steigungen. Lediglich an dem jeweiligen Nulldurchgang schneiden sich die beiden Signalverläufe. [0032] Für das Beispiel eines Vordergrund-Reflexionslichttasters, also einer Hintergrundausblendung, sind ein unterer und ein oberer Differenzschwellenwert V0 ¾ bzw. V1 ¾ gezeigt. Falls ein Objekt sich dem Sensor hinreichend nähert und dementsprechend das jeweilige Differenzsignal Vdiff den oberen Differenzschwellenwert V1 ¾ überschreitet, wird ein positives Gegenstandsfeststellungssignal erzeugt (Einschaltabstand ES bzw. EW). Erst wenn nachfolgend das jeweilige Differenzsignal Vdiff den unteren Differenzschwellenwert V0 ¾ wieder unterschreitet, erfolgt ein Umschalten auf ein negatives Gegenstandsfeststellungssignal (Ausschaltabstand AS bzw. AW). [0033] Diese Schalthysterese, also der Unterschied zwischen den Schwellenwerten V1 ¾ und V0 ¾, entspricht somit einer jeweiligen Weghysterese HS bzw. HW. Aufgrund des unterschiedlichen Verlaufs des Differenzsignals Vdiff für das schwarze und das weisse Objekt S bzw. W sind die entsprechenden Weghysteresen HS bzw. HW unterschiedlich lang und erstrecken sich ausserdem entlang unterschiedlicher Tastabstände D. Dies hat für den Sensor die unerwünschte Auswirkung, dass das Umschalten zwischen dem negativen und dem positiven Gegenstandsfeststellungssignal - und somit das Erkennen des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins eines Objekts - für das schwarze Objekt S und das weisse Objekt W zu unterschiedlichen Tastabständen D erfolgt. [0034] Fig. 1a und 1b zeigen demgegenüber - in einer Ausschnittsvergrösserung und ebenfalls für einen Vordergrund-Reflexionslichttaster - den der Erfindung zugrunde liegenden Lösungsansatz, und zwar für ein schwarzes bzw. ein weisses Objekt: [0035] Hier ist ein einziger - und zwar für die beiden Objekte derselbe - Differenzschwellenwert V vorgesehen. Falls für ein schwarzes Objekt (Fig. 1a) zuletzt ein positives Gegenstandsfeststellungssignal erzeugt wurde, also falls das Vorhandensein eines schwarzen Objekts in geringem Tastabstand D detektiert wurde, wird dem weiteren Vergleich der Differenz Vdiff der Empfangssignale des Sensors die als Vdiff, s1 bezeichnete Signalkurve zugrunde gelegt. Dies wird erreicht, indem die Zuordnung der Empfangselemente des Sensors und somit der entsprechenden Empfangssignale jeweils zu dem Vordergrundbereich oder zu dem Hintergrundbereich so eingestellt wird, dass das Differenzsignal Vdiff, s1 den Differenzschwellenwert V ¾ genau für den Ausschaltabstand AS annimmt. Eine derartige Einstellung kann beispielsweise als Kalibrierung vor der eigentlichen Betriebsphase des Sensors anhand eines schwarzen Referenzobjekts vorgenommen worden sein. [0036] Ausgehend von dieser momentanen Zuordnung der Empfangselemente bzw. der Empfangssignale sowie dem entsprechenden Verlauf des Differenzsignals Vdiff, s1 für das schwarze Objekt (positives Gegenstandsfeststellungssignal) wird ein Umschalten auf ein negatives Gegenstandsfeststellungssignal also erst ausgelöst, wenn das schwarze Objekt einen grösseren Tastabstand D als den Ausschaltabstand AS einnimmt und das Differenzsignal Vdiff, s1 demzufolge den Differenzschwellenwert V ¾ unterschreitet. [0037] Sobald dies erfolgt ist, wird nicht nur ein negatives Gegenstandsfeststellungssignal erzeugt, sondern es wird auch die Zuordnung der Empfangselemente und Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich bzw. dem Hintergrundbereich um eine bestimmte Änderungsanzahl verschoben. Dies bewirkt, dass die neu ermittelte Differenz der Empfangssignale einen neuen Wert Vdiff, S2 annimmt. Dies zeigt sich in Fig. 1a als ein Differenzsignalverlauf Vdiff, S2, dessen Nulldurchgang um einen Abstand H verschoben ist, der der genannten Änderungsanzahl entspricht. [0038] Diese Zuordnungsänderung bzw. Verschiebung des Differenzsignals Vdiff, S2 hat zur Folge, dass das schwarze Objekt nun seinen Abstand zum Sensor - ausgehend von dem Ausschaltabstand AS - zumindest um eine Weghysterese HS verringern muss, um wieder ein Umschalten auf ein positives Gegenstandsfeststellungssignal auslösen zu können. Erst ab dem Einschaltabstand ES oder einem geringeren Tastabstand D überschreitet nämlich das Differenzsignal Vdiff, s2 wieder den Differenzschwellenwert V ¾. Auf diese Weise wird also ein unbeabsichtigtes zu häufiges Hin- und Herschalten des Gegenstandsfeststellungssignals vermieden. [0039] Es ist zu beachten, dass die Weghysterese HS, also der Unterschied zwischen dem Ausschaltabstand AS und dem Einschaltabstand ES, betragsmässig dem Abstand H der Nulldurchgänge der Differenzsignalverläufe Vdiff, s1 und Vdiff, s2 entspricht. [0040] Ein entsprechendes Umschaltverhalten ergibt sich auch für weisse Objekte, wie aus Fig. 1b ersichtlich. Fig. 1b zeigt denselben Ausschnitt des Überwachungsbereichs des Sensors und somit denselben Bereich des Tastabstands D. Demzufolge erfolgen für die unterschiedlichen Zuordnungen der Empfangssignale bzw. für die beiden resultierenden Differenzsignalkurven Vdiff, w1 und Vdiff, w2 die Nulldurchgänge genau für dieselben Tastabstände D, wie durch gestrichelte Linien angedeutet. [0041] Allerdings sind - für denselben Differenzschwellenwert V ¾ - der Ausschaltabstand AW und der Einschaltabstand EW aufgrund des höheren Reflexionsvermögens und des somit steileren Verlaufs der Differenzsignalkurven Vdiff, w1 und Vdiff, w2 in Richtung eines grösseren Tastabstands D verschoben. Die Weghysterese HD für das weisse Objekt ist jedoch - entsprechend dem Abstand H der Nulldurchgänge - betragsmässig genauso gross wie die Weghysterese HS für das schwarze Objekt. [0042] Die erfindungsgemässe Verwirklichung der Schalthysterese durch Änderung der Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich bringt also den Vorteil, dass der Betrag der Weghysterese HS, HW unabhängig vom Reflexionsvermögen des zu detektierenden Objekts ist. [0043] Fig. 2a und 2b, die hinsichtlich ihrer Bezeichnungen den Fig. 1a und 1b entsprechen, zeigen eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung. Hier ist der Differenzschwellenwert V ¾ auf den Wert Null festgesetzt. Dies hat - beispielsweise für ein schwarzes Objekt - zur Folge, dass der Ausschaltabstand AS und der Einschaltabstand ES genau demjenigen Tastabstand D entsprechen, für den das jeweilige Differenzsignal Vdiff, s1 bzw. Vdiff, s2 den Wert Null annimmt (vergleiche Fig. 2a). Da jedoch die Nulldurchgänge der Differenzsignalkurven Vdiff unabhängig vom Reflexionsvermögen des beobachteten Objekts sind, sind sowohl die Einschaltabstände ES, EW als auch die Ausschaltabstände AS, AW eines weissen und eines schwarzen Objekts gleich, und es ergibt sich somit für Objekte unterschiedlichen Reflexionsvermögens dieselbe Weghysterese HS, HW. [0044] Somit wird durch die Festlegung des Differenzschwellenwertes V ¾ auf den Wert Null erreicht, dass die Weghysteresen HS, HW nicht nur hinsichtlich ihres Betrages, sondern auch hinsichtlich ihrer Lage innerhalb des Überwachungsbereichs gleich sind. [0045] In entsprechender Weise hat die Auswahl eines Differenzschwellenwertes V ¾ nahe des Wertes Null den Vorteil, dass die Weghysteresen HS, HW für Objekte unterschiedlichen Reflexionsvermögens sich zumindest grossteils überschneiden. [0046] Um bei einem Differenzschwellenwert des Wertes Null, wie in Fig. 2a und 2b gezeigt, auch ein Entweichen eines Objekts detektieren zu können, welches den Vordergrundbereich nicht in Blickrichtung des Sensors, sondern seitlich verlässt, kann zusätzlich zu dem Differenzsignal Vdiff ein Summensignal Vsum berücksichtigt werden. Dies ist in Fig. 3 gezeigt. [0047] Hier wird zusätzlich geprüft, ob eine Summe der Empfangssignale Vsum einen Summenschwellenwert V unter- bzw. überschreitet. Beispielsweise wird für einen Vordergrundtaster von einem positiven auf ein negatives Gegenstandsfeststellungssignal umgeschaltet, wenn das Differenzsignal Vdiff den Differenzschwellenwert V ¾ (hier: Null) unterschreitet, oder wenn das Summensignal Vsum den Summenschwellenwert V unterschreitet. Alternativ oder zusätzlich kann ein Vergleich des Summensignals Vsum mit dem Summenschwellenwert V als zusätzliches Kriterium für ein Umschalten von einem negativen auf ein positives Gegenstandsfeststellungssignal des Vordergrundtasters herangezogen werden. [0048] In dem Beispiel gemäss Fig. 3 ist der Summenschwellenwert V genau so gewählt, dass für das Reflexionsvermögen des betreffenden Objekts eine Unterschreitung des Summenschwellenwerts V durch das Summensignal Vsum für denselben Tastabstand D erfolgt wie eine Unterschreitung des Differenzschwellenwerts V ¾ durch das Differenzsignal Vdiff. [0049] Fig. 4 zeigt, wie die erfindungsgemässe Verwirklichung der Schalthysterese kombiniert werden kann mit einer Berücksichtigung mehrerer Schwellenwerte, wobei in dem gezeigten Beispiel zusätzlich zu dem Differenzsignal Vdiff auch ein Summensignal Vsum gebildet und mit Summenschwellwerten verglichen wird. [0050] Im Einzelnen sind ein unterer und ein oberer Differenzschwellenwert V0 ¾ bzw. V1 ¾ sowie ein unterer und ein oberer Summenschwellenwert V0 bzw. V1 gezeigt, wobei der obere Differenzschwellenwert V1 ¾ und der untere Summenschwellenwert V0 zusammenfallen. Je nach Berücksichtigung des Differenzsignals Vdiff oder des Summensignals Vsum sowie eines der möglichen Schwellenwerte ergeben sich unterschiedliche Ausschaltabstände A bzw. Einschaltabstände E. Die in Fig. 4 eingezeichnete Weghysterese H ergibt sich, falls - für einen Vordergrundtaster - folgende Umschaltbedingungen zugrunde gelegt werden: [0051] Ein negatives Gegenstandsfeststellungssignal wird erzeugt, wenn das Differenzsignal Vdiff geringer ist als der untere Differenzschwellenwert V0 ¾, oder wenn das Summensignal V0 geringer ist als der untere Summenschwellenwert V0. [0052] Zu einem positiven Gegenstandsfeststellungssignal wird erst wieder umgeschaltet, wenn das Differenzsignal Vdiff grösser ist als der obere Differenzschwellenwert V1 ¾, und wenn das Summensignal grösser ist als der obere Summenschwellenwert V1. [0053] Fig. 5 zeigt schematisch einen möglichen Aufbau des erfindungsgemässen Sensors. [0054] Dieser Sensor besitzt einen Sender 11 und einen Empfänger 13, der mit dem Sender 11 eine Triangulationsanordnung bildet und eine Anzahl m von Empfangselementen 15 aufweist. Beispielsweise kann es sich bei dem Empfänger 13 um eine Fotodiodenzeile mit 16, 32, 64, 128 oder 256 Dioden handeln. [0055] Die Empfangssignale der Empfangselemente 15 werden über einen jeweiligen Verstärker 17 an einen jeweiligen analogen Multiplizierer 19 weitergeleitet. Dort wird das betreffende Empfangssignal mit einem jeweiligen Gewichtungsfaktor Fi multipliziert, der einer Gewichtungstabelle entnommen wird, die in einem Speicher 21 abgelegt ist. [0056] Die derartig gewichteten Empfangssignale werden einem Summierer 23 zugeführt, der - aufgrund einer entsprechenden Festlegung der Gewichtungsfaktoren Fi - letztlich ein Differenzsignal Vdiff der Empfangssignale erzeugt und dieses an den positiven Eingang eines Komparators 25 weiterleitet. An dem negativen Eingang des Komparators 25 liegt ein Differenzschwellenwert V ¾ an. [0057] Das Ausgangssignal des Komparators 25 liegt an dem Schalteingang eines Flip-Flops 27 an, das an seinem Schaltausgang ein Gegenstandsfeststellungssignal Q erzeugt. [0058] Ein Taktgeber 29 speist den Sender 11 sowie das Flip-Flop 27 mit einem Rechteckimpuls. [0059] Der Speicher 21 wird mittels einer Steuereinrichtung 31 angesteuert, indem diese ein aktuelles Trennstegpositionssignal TSP weitergibt. Die Steuereinrichtung 31 weist einen Summierer 33 auf, an dessen einem Eingang ein Basis-Trennstegpositionssignal TSP ¾ anliegt und dessen anderer Eingang über einen Schalter 35 wahlweise mit einer positiven halben Änderungsanzahl +h/2 oder einer negativen halben Änderungsanzahl -h/2 verbunden ist. Der Schalter 35 wiederum wird durch das am Ausgang des Flip-Flops 27 anliegende Gegenstandsfeststellungssignal Q gesteuert. [0060] Der in Fig. 5 gezeigte Sensor kann auf folgende Weise das anhand von Fig. 1 erläuterte oder das anhand von Fig. 2 erläuterte Überwachungsverfahren durchführen: [0061] Der Taktgeber 29 veranlasst den Sender 11 zur Abgabe gepulster Sendelichtsignale. Das von einem im Überwachungsbereich des Sensors befindlichen Objekt reflektierte Licht führt seitens des Empfängers zur Erzeugung der Empfangssignale, die - nach Gewichtung und Addition - in das Differenzsignal Vdiff umgewandelt werden. [0062] Das derartig berechnete Differenzsignal Vdiff wird mit dem Differenzschwellenwert V ¾ verglichen. Falls infolge einer Bewegung eines Objekts innerhalb des Überwachungsbereichs das Differenzsignal Vdiff den Differenzschwellenwert V ¾ über- bzw. unterschreitet und das Ausgangssignal des Komparators 25 sich demzufolge ändert, schaltet das Flip-Flop 27 beim nächsten Takt des Taktgebers 29 von einem positiven auf ein negatives Gegenstandsfeststellungssignal Q bzw. umgekehrt. Dieses Umschalten des Gegenstandsfeststellungssignals Q bewirkt auch ein Umschalten des Schalters 35, so dass nun auf das Basis-Trennstegpositionssignal TSP ¾ anstelle einer negativen halben Änderungsanzahl -h/2 eine positive halbe Änderungsanzahl +h/2 addiert wird, bzw. umgekehrt. Dies führt beispielsweise auf folgende Weise zu einer Änderung der Gewichtungsfaktoren Fi: [0063] Die Gewichtungsfaktoren Fi können wie in der nachfolgenden Tabelle dargestellt berechnet werden. <tb>TSPc<sep>F1<sep>F2<sep>F3<sep>...<sep>Fm-1<sep>Fm <tb>0<sep>-1<sep>Ff<sep>+1<sep>...<sep>+1<sep>+1 <tb>1<sep>-1<sep>-1<sep>Ff<sep>...<sep>+1<sep>+1 <tb>2<sep>-1<sep>-1<sep>-1<sep>...<sep>+1<sep>+1 <tb>...<sep><sep><sep><sep><sep><sep> <tb>m-4<sep>-1<sep>-1<sep>-1<sep>...<sep>+1<sep>+1 <tb>m-3<sep>-1<sep>-1<sep>-1<sep>...<sep>Ff<sep>+1 [0064] Der Empfänger 13 weist, wie bereits erwähnt, m Empfangselemente 15 auf. Die im Speicher 21 abgelegte Tabelle weist m-2 Zeilen auf, wobei jede Zeile einem der mittleren Empfangselemente 15 des Empfängers 13 zugeordnet ist. Die Zeilen TSPc der Tabelle sind durchnummeriert von TSPc = 0 bis m-3. [0065] Die Tabelle sieht für die dem Vordergrundbereich zugeordneten Empfangssignale einen Gewichtungsfaktor von Fi = +1 und für die dem Hintergrundbereich zugeordneten Empfangssignale einen Gewichtungsfaktor von Fi = -1 vor (oder umgekehrt). [0066] Lediglich das Empfangssignal desjenigen mittleren Empfangselements 15, das der Grenze zwischen dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich entsprechen soll, wird mit einem Gewichtungsfaktor Ff multipliziert, welcher k diskrete Werte zwischen -1 <= Ff < 1 annehmen kann. Der Parameter k ist frei wählbar und gibt die Auflösung vor, mit der das genannte mittlere Empfangselement 15 unterteilt sein soll. Beispielsweise kann der Auflösungsparameter k den Wert 256 besitzen. [0067] Der entsprechende Gewichtungsfaktor Ff ist gleich: <EMI ID=2.0> [0068] Dabei kann der Normierungswert TSPf - beispielsweise aufgrund eines Einlernvorgangs oder einer manuellen Potentiometereinstellung - einen Wert zwischen 0 und k-1 annehmen. [0069] Das Trennstegpositionssignal TSP ergibt sich als: TSP = TSPc * k + TSPf [0070] Das Trennstegpositionssignal TSP kann diskrete Werte zwischen 0 und (m-2) * k-1 annehmen. [0071] Das Trennstegpositionssignal TSP definiert die Lage des virtuellen Trennsteges auf dem Empfänger 13 und entspricht einer bestimmten Tastweite des zu erfassenden Objektes, also der Lage des Lichtflecks auf dem Empfänger 13, bei dem das Differenzsignal Vdiff gerade Null wird. Der Zusammenhang zwischen dem Trennstegpositionssignal TSP und der Tastweite ist zwar nicht linear, jedoch monoton. [0072] Das aktuelle Trennstegpositionssignal TSP wird, wie bereits erläutert, aus dem Basis-Trennstegpositionssignal TSP ¾ und der Addition oder Subtraktion einer halben Änderungsanzahl h/2 erzeugt. Das Basis-Trennstegpositionssignal TSP ¾ kann - vor der Addition bzw. Subtraktion der halben Änderungsanzahl h/2 oder, als aktuelles Trennstegpositionssignal TSP, danach - durch ein Potentiometer manuell einstellbar sein oder vor der Betriebsphase des Sensors durch ein Einlernverfahren anhand eines Referenzobjekts ermittelt worden sein. Die Änderungsanzahl h entspricht - bezogen auf den Überwachungsbereich - der Weghysterese H, und sie kann ebenfalls vor oder während der Betriebsphase veränderbar sein. [0073] Durch die Bestimmung des Trennstegpositionssignals TSP, und die damit verbundene Bestimmung der Gewichtungsfaktoren Fi, wird die Lage des energetischen Schwerpunktes des empfangenen Lichtflecks auf dem Empfänger 13 bestimmt. Bei einem Einlernen bzw. Normieren des Sensors auf eine bestimmte Tastweite bzw. einen bestimmten Schaltabstand kann das Trennstegpositionssignal TSP durch eine Regelschleife so eingestellt werden, dass das Differenzsignal Vdiff gerade Null wird. [0074] Anzumerken ist noch, dass die beschriebene Tabelle lediglich ein gedankliches Hilfsmittel darstellt. In der technischen Realisierung können die m Multiplizierer 19 und die Tabelle 21 beispielsweise durch eine Schaltermatrix und ein R2R-Netzwerk ersetzt werden. [0075] Fig. 6 zeigt eine Weiterbildung des Sensors gemäss Fig. 5, die zur Durchführung der anhand der Fig. 3 und 4 erläuterten Überwachungsverfahren geeignet ist. Gleiche Elemente wie in Fig. 5 sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Folgende wesentliche Unterschiede bestehen jedoch: [0076] Zum einen ist ein weiterer Summierer 37 vorgesehen, durch den - gemäss dem Verfahren nach Fig. 3 - die Empfangssignale ohne weitere Gewichtung aufaddiert und als ein Summensignal Vsum an einen weiteren Komparator 39 weitergeleitet werden. Innerhalb des Komparators 39 wird ein Summenschwellenwertvergleich durchgeführt, wobei das Vergleichsergebnis als Ausgangssignal, gemeinsam mit dem Ausgangssignal des Komparators 25, an ein UND-Gatter 41 weitergeleitet wird. Das Ausgangssignal des UND-Gatters 41 liegt am Schalteingang des Flip-Flops 27. Diese Verschaltung bewirkt, dass das Flip-Flop 27 beispielsweise nur dann auf ein positives Gegenstandsfeststellungssignal umschaltet, wenn sowohl das Differenzsignal Vdiff einen Differenzschwellenwert als auch das Summensignal Vsum einen Summenschwellenwert überschreitet, während ein negatives Gegenstandsfeststellungssignal Q nur dann ausgelöst wird, wenn entweder das Differenzsignal Vdiff einen Differenzschwellenwert unterschreitet oder das Summensignal Vsum einen Summenschwellenwert unterschreitet. [0077] Zum anderen unterscheidet sich der Sensor gemäss Fig. 6 von dem in Fig. 5 gezeigten Sensor dadurch, dass für den negativen Eingang des Komparators 25 ein unterer und ein oberer Differenzschwellenwert V0 ¾ bzw. V1 ¾ zur Verfügung stehen, von denen jeweils einer mittels eines Schalters 43 auswählbar ist. Auch der negative Eingang des weiteren Komparators 31 ist wahlweise an einen unteren oder einen oberen Summenschwellenwert V0 bzw. V1 anschliessbar, indem ein Schalter 45 entsprechend angesteuert wird. Die beiden Schalter 43, 45 werden über das vom Flip-Flop 27 ausgegebene Gegenstandsfeststellungssignal Q gesteuert, so dass mit jedem Wechsel des Gegenstandsfeststellungssignals Q auch zwangsläufig ein Umschalten zwischen den Schwellenwerten V0 ¾ und V1 ¾bzw. V0 und V1 verbunden ist. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Schalthysterese erzeugt. [0078] Zu den Sensoren gemäss Fig. 5 und Fig. 6 ist anzumerken, dass die Steuer-und Auswertevorgänge auch jeweils mittels eines gemeinsamen Mikroprozessors durchgeführt werden können. Bezugszeichenliste [0079] 11 : Sender 13 : Empfänger 15 : Empfangselement 17 : Verstärker 19 : Multiplizierer 21 : Speicher 23 : Summierer 25 : Komparator 27 : Flip-Flop 29 : Taktgeber 31 : Steuereinrichtung 33 : Summierer 35 : Schalter 37 : Summierer 39 : Komparator 41 : UND-Gatter 43 : Schalter 45 : Schalter A, AS, AW : Ausschaltabstand E, ES, EW : Einschaltabstand D : Tastabstand H : Betrag der Weghysterese HS, HW : Weghysterese h : Änderungsanzahl Fi : Gewichtungsfaktor Ff : Gewichtungsfaktoren gemäss aktueller Trennstegposition k : Auflösungsparameter m : Anzahl der Empfangselemente Q : Gegenstandsfeststellungssignal S : schwarzes Objekt W : weisses Objekt Vdiff : Differenzsignal Vsum : Summensignal V ¾, V0 ¾, V1 ¾ : Differenzschwellenwert V, V0, V1 : Summenschwellenwert TSP ¾ : Basis-Trennstegpositionssignal TSP : aktuelles Trennstegpositionssignal TSPc : Tabellenzeile TSPf : Normierungswert
Claims (24)
1. Verfahren zur Erzeugung eines positiven oder negativen Gegenstandsfeststellungssignals (Q) in Abhängigkeit von dem Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein eines Objekts in einem Vordergrundbereich oder einem Hintergrundbereich eines Überwachungsbereichs eines optoelektronischen Sensors, wobei während einer Betriebsphase
- Sendelicht in Richtung des Überwachungsbereichs ausgesendet wird,
- in Abhängigkeit von reflektiertem und empfangenem Sendelicht mehrere Empfangssignale erzeugt werden, die dem Vordergrundbereich oder dem Hintergrundbereich zugeordnet sind, und
- zur Erzeugung des positiven oder negativen Gegenstandsfeststellungssignals (Q) eine Differenz (Vdiff) der Empfangssignale mit wenigstens einem Differenzschwellenwert (V ¾) verglichen wird,
wobei für einen Wechsel zwischen dem positiven und negativen Gegenstandsfeststellungssignal (Q) eine Schalthysterese gebildet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Schalthysterese die Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich in Abhängigkeit von einer Änderung des Gegenstandsfeststellungssignals (Q) geändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens dasjenige Empfangssignal, das der Grenze zwischen dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich entspricht und als Grenzempfangssignal bezeichnet wird, entsprechend dem energetischen Schwerpunkt des empfangenen Sendelichts teilweise dem Vordergrundbereich und teilweise dem Hintergrundbereich zugeordnet ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Differenz (Vdiff) diejenigen Empfangssignale, die dem Vordergrundbereich zugeordnet sind, von denjenigen Empfangssignalen subtrahiert werden, die dem Hintergrundbereich zugeordnet sind, oder umgekehrt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Differenz (Vdiff) die Empfangssignale mit Gewichtungsfaktoren (Fi) verrechnet werden, wobei vorzugsweise die gewichteten Empfangssignale addiert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungsfaktoren (Fi) derartig gewählt werden, dass für einen Schaltabstand, in dem ein innerhalb des Überwachungsbereichs befindliches Objekt eine Änderung des Gegenstandsfeststellungssignals (Q) bewirken soll, die gewichtete Summe der Empfangssignale dem Wert des Differenzschwellenwerts (V ¾) entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass diejenigen Gewichtungsfaktoren (Fi), die einer Zuordnung des betreffenden Empfangssignals zu dem Vordergrundbereich entsprechen, und diejenigen Gewichtungsfaktoren (Fi), die einer Zuordnung des betreffenden Empfangssignals zu dem Hintergrundbereich entsprechen, unterschiedliche Vorzeichen besitzen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich durch Änderung der jeweiligen Gewichtungsfaktoren (Fi), insbesondere durch Änderung zumindest des Vorzeichens der jeweiligen Gewichtungsfaktoren erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtungsfaktoren (Fi) zumindest derjenigen Empfangssignale, die vollständig dem Vordergrundbereich oder Hintergrundbereich zugeordnet sind, ganzzahlig sind und insbesondere den Wert +1 oder -1 besitzen.
9. Verfahren nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtungsfaktor (Fi) des Grenzempfangssignals den Wert einer positiven oder negativen Zahl oder eines positiven oder negativen Bruchteils besitzt, die bzw. der dem energetischen Schwerpunkt des empfangenen Sendelichts entspricht.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand, in dem ein Objekt die Erzeugung eines positiven Gegenstandsfeststellungssignals (Q) bewirkt, und/oder der Abstand, in dem ein Objekt die Erzeugung eines negativen Gegenstandsfeststellungssignals (Q) bewirkt, einstellbar oder einlernbar ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich infolge jeder Änderung des Gegenstandsfeststellungssignals (Q) geändert wird, und/oder dass die Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich während der Betriebsphase des Sensors geändert wird, und/oder dass die Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich derartig geändert wird, dass die Grenze zwischen Vordergrundbereich und Hintergrundbereich verschoben wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich um eine bestimmte Änderungsanzahl (h) von Empfangssignalen erfolgt, wobei die Änderungsanzahl insbesondere
- vor der Betriebsphase für die Dauer der gesamten nachfolgenden Betriebsphase, und/oder
- vor der Betriebsphase manuell oder durch einen Einlernvorgang, und/oder
- während der Betriebsphase manuell oder in Abhängigkeit von einer Summe der Empfangssignale, und/oder
- in Abhängigkeit von der Intensität und/oder von Änderungen des Umgebungslichts eingestellt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderung der Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich jeweils ausgehend von einem Einschaltabstand oder einem Ausschaltabstand erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei, vorzugsweise wenigstens 16, insbesondere 32, 64, 128 oder 256 Empfangssignale erzeugt werden.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzschwellenwert oder einer der Differenzschwellenwerte Null oder im Wesentlichen Null ist oder nahe des Wertes Null liegt.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei unterschiedliche Differenzschwellenwerte vorgesehen sind und die Differenz (Vdiff) der Empfangssignale mit einem der wenigstens zwei unterschiedlichen Differenzschwellenwerten (V0 ¾, V1 ¾) verglichen wird, der vorzugsweise in Abhängigkeit von dem aktuellen Gegenstandsfeststellungssignal (Q) ausgewählt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des positiven oder negativen Gegenstandsfeststellungssignals (Q) zusätzlich eine Summe (Vsum) der Empfangssignale mit wenigstens einem Summenschwellenwert (V, V0, V1) verglichen wird, wobei die Summe (Vsum) der Empfangssignale insbesondere mit einem von wenigstens zwei unterschiedlichen Summenschwellenwerten (V0, V1) verglichen wird, der vorzugsweise in Abhängigkeit von dem aktuellen Gegenstandsfeststellungssignal (Q) ausgewählt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedingung für die Erzeugung eines negativen - oder positiven - Gegenstandsfeststellungssignals (Q) vorgesehen ist, dass
- entweder die Differenz (Vdiff) der Empfangssignale geringer ist als der Differenzschwellenwert oder einer der Differenzschwellenwerte, insbesondere als ein unterer Differenzschwellenwert (V0 ¾), oder
- die Summe (Vsum) der Empfangssignale geringer ist als der Summenschwellenwert oder einer der Summenschwellenwerte, insbesondere als ein unterer Summenschwellenwert (V0).
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedingung für die Erzeugung eines positiven - oder negativen - Gegenstandsfeststellungssignals (Q) vorgesehen ist, dass
- die Differenz (Vdiff) der Empfangssignale grösser ist als der Differenzschwellenwert oder einer der Differenzschwellenwerte, insbesondere als ein oberer Differenzschwellenwert (V1 ¾), und
- die Summe (Vsum) der Empfangssignale grösser ist als der Summenschwellenwert oder einer der Summenschwellenwerte, insbesondere als ein oberer Summenschwellenwert (V1).
20. Optoelektronischer Sensor, insbesondere Reflexionslichttaster, zumindest mit
- einem Sender (11) zum Aussenden von Sendelicht in Richtung eines Überwachungsbereichs,
- einem Empfänger (13) zur Ausgabe von wenigstens zwei Empfangssignalen in Abhängigkeit von reflektiertem und empfangenem Sendelicht, wobei die Empfangssignale einem Vordergrundbereich oder einem Hintergrundbereich des Überwachungsbereichs zugeordnet sind, und
- einer Auswerteeinrichtung, durch die zur Feststellung, ob sich ein Objekt oder kein Objekt in dem Vordergrundbereich oder dem Hintergrundbereich des Sensors befindet, eine Differenz (Vdiff) der Empfangssignale mit einem Differenzschwellenwert (V ¾, V0 ¾, V1 ¾) vergleichbar ist und in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleichs ein positives oder negatives Gegenstandsfeststellungssignal (Q) erzeugbar ist,
wobei für einen Wechsel zwischen dem positiven und negativen Gegenstandsfeststellungssignal (Q) eine Schalthysterese vorgesehen ist, und wobei der Sensor insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Schalthysterese die Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich in Abhängigkeit von einer Änderung des Gegenstandsfeststellungssignals (Q) änderbar ist.
21. Sensor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung wenigstens eine Multipliziereinrichtung (19) aufweist, durch die die Empfangssignale mit Gewichtungsfaktoren (Fi) verrechenbar sind, und/oder dass der Sensor eine Speichereinrichtung (21) aufweist, in dem eine Tabelle unterschiedlicher Gewichtungsfaktoren (Fi) ablegbar ist, die durch die Auswerteeinrichtung auslesbar sind.
22. Sensor nach einem der Ansprüche 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung wenigstens eine Summiereinrichtung (23, 37) aufweist, durch die die Empfangssignale gewichtet und/oder ungewichtet miteinander addierbar sind, und/oder dass die Auswerteeinrichtung eine Vergleichseinrichtung (25) aufweist, durch die die Empfangssignale oder eine Funktion (Vdiff) hiervon mit dem Differenzschwellenwert (V ¾, V0 ¾, V1 ¾) vergleichbar sind, und/oder dass die Auswerteeinrichtung eine Vergleichseinrichtung (39) aufweist, durch die eine Summe (Vsum) der Empfangssignale mit einem Summenschwellenwert (V, V0, V1) vergleichbar ist, wobei das Ergebnis dieses Vergleichs insbesondere als zusätzliches Kriterium für die Erzeugung des Gegenstandsfeststellungssignals (Q) vorgesehen ist.
23. Sensor nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Empfangssignale zu dem Vordergrundbereich und dem Hintergrundbereich um eine Änderungsanzahl (h) änderbar ist, die einer ganzzahligen Anzahl von Empfangselementen des Sensors oder einem Bruchteil oder Vielfachen hiervon entspricht, und/oder dass die Auswerteeinrichtung eine Auswahleinrichtung (43, 45) aufweist, durch die für einen Vergleich der Empfangssignale oder einer Funktion hiervon (Vdiff, Vsum) einer von mehreren Differenzschwellenwerten (V ¾, V0 ¾, V1 ¾) bzw. Summenschwellenwerten (V, V0, V1) auswählbar ist.
24. Sensor nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (11) und der Empfänger (13) eine Triangulationsanordnung bilden, und/oder dass der Empfänger (13) zur Erzeugung der Empfangssignale eine entsprechende Anzahl von Empfangselementen (15), insbesondere in Form einer Photodiodenzeile aufweist, und/oder dass der Sensor als Vordergrund-Taster oder als Hintergrund-Taster ausgebildet ist, und/oder dass ein Taktgeber (29) vorgesehen ist, durch den der Sender (11) zum Aussenden von gepulstem Sendelicht ansteuerbar ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |