CN110082771A - 用于检测对象的光电传感器和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于检测对象的光电传感器和方法。提出了用于检测监测区域(20)中的对象的光电传感器(10)，该光电传感器具有：至少一个光发射器(22)，其用于从各发射点(22b)开始发射多个彼此分离的光束(26)；用于发射的光束(26)的共同的发射光学器件(24)；至少一个光接收器(32)，其用于根据被对象反射的并入射在各接收点(32b)的漫反射的光束(28)产生相应的接收信号；用于漫反射的光束(28)的共同的接收光学器件(30)；以及用于从接收信号获取关于对象的信息的评估单元(40)。在此，发射点(22b)布置在第一圆周(44a)上和/或接收点(32b)布置在第二圆周(44b)上。

Description

用于检测对象的光电传感器和方法

本发明涉及根据权利要求1或15的前序部分的用于检测监测区域中的对象的光电传感器和方法。

许多光电传感器根据扫描原理工作，其中光束被发射到监测区域中并且被对象反射的光束被再次接收，以便随后以电子的方式对接收信号进行评估。在这种情况下，通常用已知的相位法或脉冲法来测量光飞行时间，以便确定被接触的对象(angetastetenObjekt)的距离。

为了扩展单光束光扫描仪的测量范围，一方面可以如激光扫描仪中那样移动扫描光束。在那里，由激光器产生的光束借助偏转单元周期性地扫描监测区域。除了所测量的距离信息外，从偏转单元的角位置推断出对象的角位置，并且从而获得以二维极坐标的对象在监测区域中的位置。

用于扩展测量范围并获得附加的距离数据的另一可行方案在于，通过多个扫描光束同时检测多个测量点。这也可以与激光扫描仪结合，该激光扫描仪随后不仅检测监测平面，而且还通过多个监视平面检测三维空间区域。在大多数的激光扫描仪中，扫描移动通过旋转反射镜来实现。特别是在使用多个扫描光束的情况下，但在现有技术中也已知的，代替地如在DE 197 57 849 B4中所述的那样让具有光发射器和光接收器的整个测量头旋转。

原则上，可以通过重复单光束设备的组件来实现多个扫描光束。但这样是不必要的繁琐和复杂。因此，在现有技术中存在多次使用组件的方法。因此，在DE 10 2015 121839 A1中，多个光发射器的扫描光束由共同的发射光学器件成形，并且在期望的方向上偏转。但这会产生其他问题，因为发射光学器件现在也必须清晰地成像对象点，这些对象点不完全笔直向前地位于光轴上。换句话说，发射光学器件可能还得能够处理大于0°的视场角。这又与保持光学器件简单，优选仅使用单个透镜的要求相冲突。对于单个透镜具有不可避免的像差，其中在这里主要与其场曲(Bildfeldkrümmung)相关。

一种可能的出路是将视场角限制到接近0°的值，使得场曲保持较小。但是这样一来，通过相同的光学器件却只能实现密集的扫描光束。在几度的合理的彼此距离和限制在例如<5°的视场角的情况下，共同的光学器件不再允许多于两个或三个扫描光束。对于更多的扫描光束和更大的测量范围(例如，30°)，仍然需要更多的光学器件。

另一方面，也存在这种可行方案，即省去简单的光学器件而使用多透镜的物镜，从而减少像差。但这要明显贵得多，而且必须自行调整。最多也就仅可以实现较小的孔径比，因为低于2的光圈数难以通过物镜实现，通常甚至仅实现大约3的光圈数。但这仅允许变小的接收孔径，并因此降低设备的有效工作范围。与之相反，典型的单个透镜可以具有1的光圈数。

EP 3 182 153 A1提出了使具有光发射器或光接收器的表面有效地弯曲。这完成了与实际光学元件无关的附加优化度，但仍然需要附加部件或附加处理。

DE 101 143 62 C2公开了一种激光扫描系统。在实施方式中，设置了四个附加的激光发射器，以获得预碰撞信息。然而，这些激光发射器分别使用自己的光学器件。

在根据EP 2 381 268 A1的激光扫描仪中，四个VCSEL激光二极管被用作光发射器。然而，其仍然不是多光束系统，因为这四个VCSEL激光二极管有效地仅产生一个共同的扫描光束，因此只存在唯一一个接收器。也没有设置共同的发射光学器件。

因此，本发明的任务在于，简化并改进所述类型的多光束系统。

该任务通过根据权利要求1或15的用于检测监测区域中的对象的光电传感器和方法得以实现。根据本发明的传感器是多级扫描器，该多级扫描器通过至少一个光发射器从各发射点发射多个光束。每个发射点实际上是相应发射的光束从其发射的光发射器，但是其中首先并不一定需要物理的光发射器位于发射点处。而是在一些实施方式中，物理的光发射器还可以如下面将讨论的那样在多个或所有的发射点处产生多个发射的光束。此外，所发射的光束在较大光束内的光束光学意义上仍然不被理解成光束，而被理解成彼此分开的光束并从而被理解成单独的扫描光束，该扫描光束在监测区域中入射到对象上时相应地产生单独的、彼此间隔开的光斑。

至少一个光接收器能够根据从不同方向漫反射的光束产生相应的接收信号，这些光束被反射到对象上并入射在相应的接收点。类似于关于发射点的实施方案，接收点实际上是光接收器，而不必在每个接收点处物理地安置光接收器。评估由此生成的接收信号以获得关于对象的信息。

发射的光束穿过共同的发射光学器件，该发射光学器件例如确保发射的光束具有所需的光束形状、彼此之间的清晰分离或一定的光束方向。这同样适用于漫反射的光束及其共同的接收光学器件。

现在，本发明基于这一基本思想，即发射点布置在第一圆周上和/或接收点布置在第二圆周上。特别地，这对激光扫描仪而言第一眼看上去似乎是不合理的，因为在一条简单的线上有一维布置可能就足够了，然后借助该一维布置通过旋转移动扫描平面簇。然而，圆周可以实现减小上述像差的影响并且实际上消除场曲。顺带地，圆周不必覆盖所有的光束，更确切地说，在具有多个光束的模块化结构的传感器中也可以模块化地构成多个组，这些组至少部分地分别从发射点或接收点为自己形成圆周。

本发明的优点在于，尽管光学器件非常简单，但在很大程度上没有因场曲而造成的限制，更大的视场角成为可能，从而光束的更大的距离成为可能。因此，即使在高质量的单个透镜下，也可以获得±10°或更大的视场角范围，相应地获得更多的扫描光束或其间更大的角度距离。因此，为了覆盖甚至更大的角度范围(例如，30°)，小的发射/接收模块就足够了。当光束之间的角度大小相同时，产生明显更小的发射光斑和接收光斑。这降低了对调整精度的要求和光损失，并能够实现更大的有效工作范围和具有较高的频率带宽的更小的检测器。与单个光学器件相比，共同的光学器件且因此较大的光学器件可以更好地补偿公差，诸如减少温度敏感的VCSEL光源中的波动发散角或功率波动。

优选地，第一圆周以发射光学器件的光学中心轴线为中心和/或第二圆周以接收光学器件的光学中心轴线为中心。换句话说，各个光学器件的光学中心轴线延伸穿过圆周的圆心。然后，在光学器件的通常旋转对称特性下，光束各自经历相同的光束成形和偏转效果。因此，根据本发明，制造具有特别小的场曲效应的光学器件甚至不必是目标，无论如何这在单个透镜中在物理上是不可能的。相反，圆形布置的效果是光束经受相同的像差，或者光学器件可以仅针对与圆周对应的相关的视场角进行优化。

优选地，第一圆周的平面垂直于发射光学器件的光学中心轴线和/或第二圆周的平面垂直于接收光学器件的光学中心轴线。原则上也可以设想，倾斜所述平面。由于沙姆(Scheimpflug)条件，这应该在发射侧和接收侧进行。然后，如果考虑沿光学中心轴线的发射点或接收点的布置，则实际上不一定会形成圆形，而有可能是椭圆形。在本发明中，这基本上保持在圆周上的布置，因为物理位置继续位于圆上，但是整个光学特性不如在平面的垂直定向的情况下有利。

优选地，发射点均匀地分布在第一圆周上和/或接收点均匀地分布在第二圆周上。这种发射点或接收点构成规则的n角的均匀布置更容易处理，特别是为了在扫描光束之间获得相同的角度距离。然而，圆周上的不规则分布仍然是可能的，并且这决不排除在扫描光束之间设置相等的角度距离。

优选地，至少一个光发射器产生三个、五个或更多个光束。因此，存在三个、五个或更多个发射点、漫反射的光束和接收点。反过来表达，所述数量不是二或四。对于大于五的有利数量，六、八或十六是特别有利的。应该重复的是，数量还可以涉及发射/接收模块，其中多个可以安装在一个光学传感器中。然后，根据安装模块数量将扫描光束的总数加在一起，因此可以设计其它数量。

优选地，至少一个光发射器产生四个光束，其中发射点和/或接收点不被布置成正方形或矩形。在这一点上，确切地说是指数量四，其不是最小值。通过前面的段落可以制定组合的条件，即优选地，光束的数量以及发射点或接收点不是四个，或者如果是四个，则不是正方形或矩形布置。

优选地，传感器具有多个光发射器或光源，特别是每个发射点一个光发射器，和/或多个光接收器或光接收元件，特别是每个接收点一个光接收器。因此，所发射的光束至少部分地(如果不是全部的话)直接由发射点处的自身的光发射器产生，并且同样的适用于漫反射的光束、接收点和光接收器。

优选地，光发射器和/或光接收器构成具有底面的部件，特别是具有矩形的或正方形的底面的部件，其中底面至少部分地相对于圆周的直径或相对于彼此旋转。物理光发射器或光接收器不仅由点状辐射表面或接收表面组成，而且还是具有超过该表面的延伸部的半导体组件。该底面通常是正方形或矩形的，然后该底面可能会阻碍圆周上期望的布置。反过来，这可以通过熟练的旋转的布置来规避。底面可以相对于彼此旋转，但也可以相对于圆周的外部参照，诸如直径来旋转，该直径定向在激光扫描仪的旋转轴线上。然后，底面不是水平于或垂直于扫描平面，而是相对于扫描平面旋转。

优选地，光发射器与分束器元件相关联，以便将光发射器的光分成多个发射的光束。因此，单个物理的光发射器负责多个或者甚至所有的发射点。还可以设想，使多个物理的光发射器的光分开，例如利用三重分离光束从两个光发射器获得六个发射点。

优选地，光发射器被构造用于通过将光束移动到多个发射点，特别是所有发射点上而依次产生多个彼此分离的光束。在此，移动的光发射器模拟不同发射点处的多个光发射器。该移动可以以不同的方式产生，例如通过机械装置、MEMS反射镜，光学相控阵或声光调制器产生。

优选地，光接收器是空间分辨的并且在接收点处具有多个有效区域。在本实施方式中，同一个光接收器负责几个或甚至所有接收点。为此，特别地，光接收器具有像素矩阵，并且仅使用接收点处的一个或多个像素来获得接收信号。其余的像素还可能生成信号，但这些信号被忽略或未被读出。还可以设想，完全禁用这些像素，诸如在SPAD矩阵(单光子雪崩二极管(Single-Photon Avalanche Diode))中有针对性地仅将接收点处的像素预先偏压到高于击穿电压。

优选地，光接收器仅具有一个光敏元件，该光敏元件覆盖多个或所有接收点，其中光发射器针对多路复用进行构造，其中在每种情况下仅发射的光束之一是有效的，或者针对编码进行构造。因此，在这里来自多个或甚至所有接收点的光聚集在同一光接收器中。因此，对于相关的接收点，不可能区分漫反射的光束，而是通过发送侧的多路复用或可区分的光束编码(例如，脉冲编码)来实现。

优选地，光发射器和光接收器构成同轴布置，并且发射光学器件和接收光学器件组合在共同的光学器件中。这导致特别紧凑的结构。共同的光学器件起到发射和接收光学器件的双重作用。

优选地，发射光学器件和/或接收光学器件具有透镜。因此，光学器件起折射作用，而不是例如反射或衍射，这在原则上也是可以设想的。更优选地，发射光学器件或接收光学器件由一个透镜组成。这导致特别简单的结构，其中本发明的优点显而易见。可替代地，可以设想附加的光学元件，例如由具有相关联的光阑的透镜组成的所谓的景观透镜，由两个透镜组成的系统或甚至由多个透镜组成的成像光学器件。

优选地，传感器被构造成激光扫描仪，并且具有可移动的偏转单元，借助该可移动的偏转单元，发射的光束被周期性地引导通过监测区域。如前所述，随着可移动偏转单元的移动，激光扫描仪在多个平面中扫描监测区域。优选地，偏转单元被构造成可旋转的扫描单元的形状，该扫描单元实际上构成可移动的测量头，至少光发射器连同共同的发射光学器件并且可能还有光接收器和评估单元的至少一部分被安置在该测量头中。

优选地，评估单元被构造用于根据发射光束和接收漫反射的光束之间的光飞行时间来确定对象的距离。传感器通过这种方式进行距离测量。可替代地，仅确定对象的存在并例如作为切换信号输出。

根据本发明的方法可以以类似的方式进一步发展并同时显示出类似的优点。这种有利的特征在从属于独立权利要求的从属权利要求中示例性地但不详尽地进行了描述。

附图说明

下面将示例性地根据实施方式并参考附图更详细地阐述本发明的其它特征和优点。附图中：

图1示出了被构造成激光扫描仪的光学传感器的剖视图；

图2a以俯视图示出了在圆周上的多个光发射器或光接收器的示例性布置；

图2b示出了根据图2a的布置的侧视图；

图2c示出了根据图2a的布置的透视图；

图3a示出了具有矩形底面的三个光发射器或光接收器的示例性布置；

图3b示出了四个光发射器或光接收器的示例性布置；

图3c示出了四个光发射器或光接收器的另一个非矩形或非正方形的布置；

图3d示出了六个光发射器或光接收器的示例性布置；

图3e示出了类似于图3d但具有旋转的底面的布置；以及

图3f示出了具有方形底面的八个光发射器或光接收器的布置。

图1示出了在一个实施方式中作为激光扫描仪的光电传感器10的示意性剖视图。在粗略的划分中，传感器10包括可移动的扫描单元12和基座单元14。该扫描单元12是光学测量头，而在基座单元14中还安置有其他元件，诸如电源、评估电子元件、连接件等。在操作中，借助基座单元14的驱动器16使扫描单元12围绕旋转轴线18旋转移动，以便周期性地扫描监测区域20。

在扫描单元12中，光发射器22利用多个光源22a，例如边缘发射器或VCSEL形式的激光器或LED，借助共同的发射光学器件24产生具有相对的角度偏移的多个发射光束26，这些发射光束被发射到监测区域20中。如果发射光束26在监测区域20中入射到对象上，则相应漫反射的光束28返回到传感器10。漫反射的光束28被共同的接收光学器件30引导到具有多个光接收元件32a的光接收器32上，这些光接收元件分别产生电接收信号。光接收元件32a可以是分离的部件或集成的矩阵布置的像素，例如光电二极管，APD(雪崩二极管(Avalanche Diode))或SPAD(单光子雪崩二极管)。

纯粹示例性的四个光源22a和光接收元件32a简单堆叠地示出。根据本发明，至少一个组实际上布置成圆形或布置在圆周上。但这并不必涉及物理光源22a和光接收元件32a，而是仅涉及这里与之匹配有效的作为发射光束26的起点的发射点和作为漫反射的光束28的终点的接收点。发射点、接收点以及其可能的数量、布置和产生将在对传感器10的一般描述之后参考图2a至图3f在多个实施例中进行更详细的阐述。

在本实施方式中，光发射器22和光接收器32共同布置在电路板(Leiterkarte)34上，该电路板位于旋转轴线18上并且与驱动器16的轴36连接。这仅是用于理解的示例，实际上可以设想任何数量和布置的电路板。具有双轴并置的光发射器22和光接收器32的光学基本结构不是强制性的，并且可以由任何本身已知的单光束的光电传感器或激光扫描仪的结构形式来代替。这种情况的示例是具有或不具有分束器的同轴布置。

非接触式的电源和数据接口38将可移动的扫描单元12与固定的基座单元14连接起来。存在控制和评估单元40，该控制和评估单元也可以至少部分地安置在电路板34上或安置在扫描单元12的其他位置处。控制和评估单元40控制光发射器22并接收光接收器32的接收信号以便进行进一步评估。此外，控制和评估单元还控制驱动器16并接收来自激光扫描仪公知的角度测量单元(未示出)的信号，该角度测量单元确定扫描单元12的相应的角度位置。

优选地，为了评估，通过本身已知的光飞行时间法来测量到接触到的对象的距离。结合关于角度测量单元的角度位置的信息，在角度和距离的每个扫描周期之后，可获得扫描平面中所有对象点的二维极坐标。通过识别相应漫反射的光束28及其在光接收元件32a中之一中的检测也已知相应的扫描平面，从而总体上扫描三维空间区域。

因此，对象位置或对象轮廓是已知的，并且可以通过传感器接口42输出。传感器接口42或另一未示出的连接件转过来充当参数化接口。传感器10也可以被构造成安全传感器，以应用在用于监控危险源(诸如，其例如是危险的机器)的安全技术中。在此，监测保护区域，其在机器运行期间操作人员不得进入其中。如果传感器10识别到不允许的保护区域干预，诸如操作人员的腿，则该传感器会触发机器的紧急停止。在安全技术中使用的传感器10必须特别可靠地工作，并且从而满足高的安全性要求，例如机器安全性的标准EN13849和非接触式保护装置(BWS)的设备标准EN61496。特别地，传感器接口42可以被构造成安全的输出接口(OSSD，输出信号切换装置(Output Signal Switching Device))，以便在对象干预保护区域时输出安全相关的切断信号。

所示的传感器10是具有旋转测量头，即扫描单元12的激光扫描仪。可替代地，也可以设想借助旋转反射镜或平面反射镜轮进行的周期性偏转。但在有多个发射光束26的情况下，这样的缺点在于，其取决于相应的旋转位置，即多个发射光束26如何落入到监测区域20中，因为如已知的几何方面的考虑所得到的那样，这些发射光束的布置通过旋转反射镜而旋转。另一可替代的实施方式要么替代旋转移动要么另外围绕垂直于旋转移动的第二轴线来回摆动扫描单元12，以便也产生甚至在高度上的扫描移动。此外，用于产生扫描平面的扫描移动也可以转而通过其它已知的方法产生，例如MEMS反射镜、光学相控阵或声光调制器，特别是在光源产生多个发射点的实施方式中如此。

作为激光扫描仪的实施方式是示例性的。没有周期性的移动的一维扫描器也是可以的，那么该扫描器实际上仅由具有相应的电子元件的固定的扫描单元12构成，但没有基座单元14。

在传感器10旋转期间，通过每一个发射光束26分别扫描一个表面。只有在0°的偏转角的情况下，即在图1中不存在的水平的发射光束的情况下，扫描监测区域20的平面。其余的发射光束扫描锥体的侧表面，根据偏转角度该椎体被构造成不同的锥度。在有多个发射波束26的情况下，这些发射光束以不同的角度向上和向下偏转，整体上产生一种多个沙漏的嵌套结构作为扫描形式。这些表面在这里有时也被简称为扫描平面。

图2a-图2c以俯视图、侧视图和透视图示出了发射点22b在圆周44a上的示例性布置。在该示例中，涉及三个发射点22b并因此涉及发射光束26。随后，在图3a-图3f中，还示出了具有不同数量和布置的其他实施方式。对发射侧的引用是任意的，因为在接收侧也可以可替代地或附加地进行相应的布置。只有术语光发射器22、光源22a、发射点22b、发射光学器件24、发射光束26和辐射表面必须由光接收器32、光接收元件32a、接收点32b、接收光学器件30、漫反射的光束26和光敏表面来替代。为了强调这一点，术语的交换在涉及接收侧的图3a-图3f中提出。根据以上所述很明显，也可以基于接收侧对图2a-图2c进一步进行阐述或者基于发射侧对图3a-图3f进一步进行阐述。

结合图1，已经简要讨论了光源22a和发射点22b之间的差异。发射点22b是发射光束26的起点。这也可以同时是物理光源22a的位置。但一方面，光源22a作为半导体构件也具有一定(在这里是正方形)的底面，该底面比辐射表面本身大。此外，还可以利用同一个物理光源22a从多个发射点22b产生发射光束。为此，在对图2a至图3f进行阐述之后还给出示例。这同样适用于接收点32b。

优选地，如图2a-图2c的示例所示，发射光学器件24的光学中心轴线穿过圆周44a的中心。由于发射点22b布置在圆周44a上，因此所有发射光束26都具有相同的视场角。有效地去除了场曲。

如果图2c中所示的圆周44a的平面46被定向成垂直于发射光学器件24的光轴，也是有利的。尽管不排除平面46有倾斜度。但实际上，即从发射光学器件24的角度来看，可能没有实现圆周44a，而是仅实现椭圆形，该椭圆形根据平面46的倾斜度而产生较差的光学性能。在图2c中，发射光束26上的箭头表示激光扫描仪的扫描移动。

严格地说，发射点22b不是数学点，而是具有有限的范围，使得只有一部分并且特别是中心可以布置在圆周44a上。然而，其余的辐射表面紧邻，从而使得通过减少由于场曲而引起的成像模糊来实现显著的优点。

图3a-图3f示出了接收点32b布置在圆周44b上的各种非穷举的示例。已经多次指出，也可以设想在发射侧的类似的布置。至少在根据图1的双轴布置中，接收点32b必须位于与发射点22b的圆周44a不同的圆周44b上。

图3a是类似于图2a的具有三个接收点32b的示例，但是这里具有矩形底面的光接收元件32a。通过相对于其余的光接收元件32a将光接收元件32a旋转90°，可以实现小的底面和接收点32b的均匀布置。

图3b是具有四个接收点32b的示例。同样，光接收元件32a旋转90°，以便能够实现紧凑的布置。可以设想的是，在光接收元件32a之间设置间隙，例如以便接收点32b在高度方向上均匀分布。这能够实现等距间隔的扫描光束和激光扫描仪中的扫描平面。

图3c示出了具有四个接收点32b的另一示例，偏离接收点32b的正方形和/或矩形布置是可能的且甚至可能是有利的。在这种情况下，通过这种方式实现了相比于根据图3b的布置(在外接矩形或水平方向上测量的)更小的总尺寸。

图3d和图3e是具有六个接收点32b的示例。在此，图3e图示了部件(即这里的光接收元件32a)的另一可能的旋转。在此，一方面，整个布置相对于圆周44b或其中心或者例如竖直的直径旋转。此外，各个光接收元件32a相对于彼此旋转，使得这些接收元件腾出空间，同时接收点32b在高度方向上均匀地分布。水平的虚线48表示激光扫描仪的通过这种方式可能的等距的扫描平面。

最后，图3f是具有八个接收点32b的示例。此外，在此，底面是正方形的，以便强调本发明不限于特定的底面。

从这些示例可以看出，这些部件可以等距离地布置在圆周44b上和/或在高度方向上等距地布置，但不是必须如此。此外，可以设想各种数量3、4、5、6、7、8、......16和更多的数量。

在根据图1的实施方式中，每个发射点22b通过自己的光源22a来实现，并且每个接收点32b通过自己的光接收元件32a来实现。可替代地，可以以各种方式与此不同。相同的光源22a可以通过分束器元件等从多个或甚至所有的发射点22b产生发射光束26。光源22a可以机械地移动，以便从多个或甚至所有的发射点22b依次产生发射光束26。该发射光束26也可以在没有光源22a的机械移动的情况下例如借助MEMS反射镜、光学相控阵或声光调制器来离开圆周44a或圆周的一部分。

反过来，多个接收点32b也可以通过单独的光接收元件32a来实现，诸如通过光接收元件32a的集成的多极布置的像素或像素区域来实现。可以设想，在接收侧上借助移动的MEMS反射镜等沿着圆周44b或圆周的一部分机械地移动光接收元件32a或相应地偏转漫反射的光束26。在另一实施方式中，多个或所有的接收点32b的接收光被引导到共同的光接收元件上。为了可以确定相应漫反射的光束28的特性，可以通过顺序地激活发射光束26或通过时间编码发射光束的多脉冲序列来进行多路复用。

本发明允许在发射侧、接收侧或两侧的圆周44a-44b上的布置的所有这些实施方式。

本发明在由单个透镜组成的发射光学器件24或接收光学器件30的情况下是特别有利的。这使得光学器件特别简单并且允许小的光圈数，并且特别是由于场曲而引起的大的像差的固有缺点至少在很大程度上由本发明得以补偿。然而，在两透镜或更多透镜的光学器件或成像物镜的情况下，根据本发明的圆形布置也有利于具有偏移的光阑(景观透镜(Landscape Lens))的单个透镜的布置。

单个光源22a和/或光接收元件32a可以与它们的(SMD)壳体一起以圆形布置放置在印刷电路板上。可替代地，仅半导体芯片以圆形布置封装在共同的壳体中(小装配(sub-mount))。通过这个方式，具有较小直径或直径相同的圆有更多的发射点22b或接收点32b是可能的，因此有更多的扫描角度或扫描平面也是可能的。也可以设想，圆形布置的发射器/接收器位于共同的半导体芯片上。然后，该结构形式接近接收成像器(Empfangs-Imager)的结构形式。

Claims (15)

1.一种用于检测监测区域(20)中的对象的光电传感器(10)，所述光电传感器具有：至少一个光发射器(22)，其用于从各发射点(22b)开始发射多个彼此分离的光束(26)；用于发射的光束(26)的共同的发射光学器件(24)；至少一个光接收器(32)，其用于根据被对象反射的并入射在各接收点(32b)的漫反射的光束(28)产生相应的接收信号；用于漫反射的光束(28)的共同的接收光学器件(30)；以及用于从所述接收信号获取关于对象的信息的评估单元(40)，

其特征在于，

所述发射点(22b)布置在第一圆周(44a)上和/或所述接收点(32b)布置在第二圆周(44b)上。

2.根据权利要求1所述的传感器(10)，其中，所述第一圆周(44a)以所述发射光学器件(24)的光学中心轴线为中心和/或所述第二圆周(44b)以所述接收光学器件(30)的光学中心轴线为中心。

3.根据权利要求1或2所述的传感器(10)，其中所述第一圆周(44a)的平面(46)垂直于所述发射光学器件(24)的光学中心轴线和/或所述第二圆周(44b)的平面(46)垂直于所述接收光学器件(30)的光学中心轴线。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(30)，其中，所述发射点(22)均匀地分布在所述第一圆周(44a)上和/或所述接收点(32b)均匀地分布在所述第二圆周(44b)上。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中所述至少一个光发射器(22)产生三个、五个或更多个光束(26)，或者其中所述至少一个光发射器(22)产生四个光束(26)并且所述发射点(22b)和/或所述接收点(32b)不被布置成正方形或矩形。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，所述传感器具有多个光发射器(22a)，特别是每个发射点(22b)具有一个光发射器(22a)，以及/或者所述传感器具有多个光接收器(32a)，特别是每个接收点(32b)具有一个光接收器(32a)。

7.根据权利要求6所述的传感器(10)，其中，所述光发射器(22)和/或所述光接收器(32)构成具有底面的部件，特别是具有矩形的或正方形的底面的部件，并且其中所述底面至少部分地相对于所述圆周(44a-44b)的直径旋转或相对于彼此旋转。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述光发射器(22)与分束器元件相关联，以便将所述光发射器的光分成多个发射的光束(26)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述光发射器(22)被构造用于通过将光束移动到多个发射点(22b)上而接连产生多个彼此分离的光束(26)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中所述光接收器(32)是空间分辨的并且在所述接收点(32b)上具有多个有效区域，或者其中所述光接收器(32)仅具有一个光敏元件(32a)，所述光敏元件覆盖多个或全部接收点(32b)，其中，所述光发射器(22)针对多路复用进行构造，其中在每种情况下发射的光束(26)中的仅一个是有效的，或者所述光发射器(22)针对编码进行构造。

11.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，光发射器(22)和光接收器(32)构成同轴布置，并且发射光学器件(24)和接收光学器件(30)组合在共同的光学器件中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述发射光学器件(24)和/或所述接收光学器件(30)具有透镜。

13.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，所述传感器被构造成激光扫描仪并且具有可移动的偏转单元(12)，借助所述偏转单元，发射的光束(26)被周期性地引导通过所述监测区域(20)，其中特别地，所述偏转单元(12)被构造成可旋转的扫描单元(12)的形式，所述光发射器(22)安置在所述扫描单元中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的传感器(10)，其中，所述评估单元(40)被构造用于根据发射光束(26)和接收漫反射的光束(28)之间的光飞行时间来确定对象的距离。

15.一种用于检测监测区域(20)中的对象的方法，其中，多个彼此分离的光束(26)从各发射点(22b)开始由共同的发射光学器件(24)发射，根据被对象反射的并且在穿过接收光学器件(30)入射在各接收点(32b)的漫反射的光束(28)产生相应的接收信号，以及对所述接收信号进行评估以获取关于对象的信息，

其特征在于，

所述发射点(22b)布置在第一圆周(44a)上和/或所述接收点(32b)布置在第二圆周(44b)上。