CN112534305A - 用于光学监视至少一个区域的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于光学监视至少一个区域(112)的装置(110)。装置(110)包括发送器单元(114)和接收器单元(116)。发送器单元(114)具有至少一个照射源(118)。照射源(118)被设计为生成具有束轮廓的至少一个光束(122)。每个光束(122)被指定用于传播到接收器单元(116)，从而穿越至少一个监视区域(124)。接收器单元(116)包括‑至少一个转移装置(134)，其中，转移装置(134)具有响应于从照射源(118)传播到至少两个光学传感器(138)的至少一个入射光束(122)的至少一个焦距，其中，转移装置(134)具有光轴(136)，其中，转移装置(134)构成坐标系，其中，纵坐标l是沿光轴的坐标，以及其中，d是距光轴(136)的空间偏移，‑至少两个光学传感器(138)，其中，每个光学传感器(138)具有至少一个光敏区域(140)，其中，每个光学传感器(138)被设计为响应于由光束(122)对其相应的光敏区域(140)的照射而生成至少一个传感器信号，其中，光学传感器(138)中的两个光学传感器被布置为使得两个光学传感器(138)的光敏区域(140)在以下至少一项上不同：它们的纵坐标、它们的空间偏移或它们的表面区域；以及‑至少一个评估装置(150)，其中，评估装置(150)被配置用于通过监视以下至少一个来生成输出：首先通过评估所述传感器信号，监视至少一个光束(122)在穿越至少一个监视区域(124)时的束轮廓的变化，以及进一步地，监视发送器单元(114)的位置的至少一个分量的变化，其中，通过评估来自传感器信号的组合信号Q来相对于转移装置(134)的坐标系确定分量。

Description

用于光学监视至少一个区域的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于光学监视至少一个区域的装置，一种用于光学监视至少一个区域的方法以及该装置的各种用途。具体地，根据本发明的装置、方法和用途可以例如用于安全技术，具体地，用于限制进入危险区域(诸如机器)。然而，其它应用也是可能的。

背景技术

已知可用于限制进入危险区域(诸如机器)的光障(light barrier)和光幕(lightcurtain)。当进入该区域时，可能会发出警告，或者甚至可能机器被关闭，或者将警告发送到控制装置，特别是可以将命令发送到机器或其它评估装置。光障通常包括指向接收器装置的照射装置。只要从照射装置发送的光束被接收，接收器将处于第一状态，诸如安全状态。如果光束未被接收，则接收器将处于第二状态，诸如警告状态或关闭状态。光幕可以具有多个发送器或接收器光束，以便覆盖诸如到机器的入口的区域。光幕可以使用反射元件，使得发送器和接收器可以彼此相邻放置，或者以便使用更少的发送器或接收器单元。

安全规范要求光幕被设计为使得其识别操纵。例如，安全规范IEC61496-2要求光幕不能接收从发送器到接收器之间采用间接路线的光。例如，光幕应识别出使用镜子的光束重定向。此外，由于发亮的金属部件引起的光束的意外重定向需要被光幕识别。

典型的操纵来自故意(willful)操纵或非故意(intentional)操纵。如果诸如光幕的安全单元导致定期关闭，则可能会进行故意操作以使机器生产率更高。在不注意安全单元的情况下，机器设置的更改可能是非故意的操作。

已经提出了各种方法来提高光幕的安全性。例如，发送器和接收器单元中的小孔径可用于使操纵和更改不太可能。然而，这可能导致光幕的设置更加困难，特别是在照射中使用红外光的情况下。在另一示例中，可以在接收器单元中使用小孔径，使得接收器仅接收来自照射装置方向的光束。为了简化发送器和接收器单元相对于彼此的设置阶段，可以在发送器单元中使用较大的孔径和较少的准直光束。然而，这可能会降低安全性。

US 7,667,185 B2描述了一种具有至少一个光发射器和至少一个光接收器的光电传感器组件，该光接收器包括空间分辨接收元件，该接收元件具有内部区域和外部区域，该内部区域包括用于检测光束的至少一个光敏元件，该外部区域包括用于确定由光发射器所发射的光束的位置的至少一个光敏元件，其中外部区域比内部区域满足更低的灵敏度和/或带宽要求。

US 2008/173831 A1描述了一种用于在被监视区域中检测对象的光电传感器，该光电传感器具有相对于彼此可调节地布置的光发射器和相关联的光接收器，使得由光发射器发射的光被光接收器直接接收。光发射器和光接收器符合规范要求，该规范要求限定了没有反射表面的规范区域，使得由于光发射器发出的超出规范区域的光的反射，此类光不能被光接收器接收。在规范区域中，由光发射器生成的发射光锥和由光接收器限定的接收光锥在规范开口角(opening angle)内重叠。评估单元将定向到光接收元件的光的中断解释为在监视区域中检测到对象。光发射器形成具有任何所需大小的开口角的发射光锥，而光接收器具有开口角不超过规范开口角的一半的接收光锥。

在另一示例中，光幕可以与距离测量(诸如飞行时间测量)组合。然而，这将需要发送器和接收器单元的同步直接耦合。DE 10 2016 122 364 A1描述了一种用于监视监视区域的光电传感器，特别是光幕，其中传感器包括用于发送监视束的至少一个光发射器，用于接收监视束并生成对应的接收信号的至少一个光接收器，以及评估单元，以便从接收信号中检测监视束是否被中断，并在检测到监视束不允许的中断时发出中断信号。在该情况下，光接收器被配置为使得接收到的信号取决于监视束在光接收器上所生成的光斑的几何形状，并且评估单元被配置为根据接收的信号检测不间断的监视束是否被操纵。然而，此类光接收器的带宽通常受到限制，并且除了50:50矩形模式以外的调制模式可能影响装置的性能，并且可能限制光幕或光障中常用的快速编码调制的使用。50:50矩形调制模式对于工业安全环境通常不是最优的，因为其它不相关的装置可发出这些模式，并且因此可操纵光幕。

发明内容

本发明解决的问题

因此，本发明的一个目的是提供面对已知装置和方法的上述技术挑战的装置和方法。具体地，本发明的目的是优选地以较低的技术努力并且在技术资源和成本方面较低的要求，提供提高安全性(诸如防止操纵)的装置和方法。

发明内容

具有独立权利要求的特征的本发明解决了该问题。在从属权利要求和/或以下说明书和详细实施例中提出了可以单独或组合实现的本发明的有利发展。

如下面所使用的，术语“具有”、“包含”或“包括”或其任意语法变化形式以非排他性方式使用。因此，这些术语既可以指一种情况，其中除了由这些术语引入的特征之外，在该上下文中描述的实体中不存在其它特征，并且还可以指存在一个或多个其它特征的情况。作为示例，表达“A具有B”、“A包含B”和“A包括B”可以指一种情况：除B之外，A中不存在其它元素(即，其中仅A并且唯一地由B组成的情况)，并且指这样的情况：除B之外，实体A中还存在一个或多个其它元素，诸如元素C、元素C和D或甚至其它元素。

此外，应注意，指示特征或元素可存在一次或多于一次的术语“至少一个”、“一个或多个”或类似表达通常在引入相应特征或元素时仅使用一次。在下面，在大多数情况下，当提及相应的特征或元素时，尽管相应的特征或元素可能只存在一次或多于一次，但不会重复“至少一个”或“一个或多个”的表达。

此外，如下面所使用的，术语“优选地”、“更优选地”、“特别地”、“更特别地”、“具体地”、“更具体地”或类似的术语与可选特征结合使用，而没有限制替代可能性。因此，由这些术语引入的特征是可选特征，并且不旨在以任何方式限制权利要求的范围。如本领域技术人员将认识到的，本发明可以通过使用替代特征来执行。类似地，由“在本发明的实施例中”引入的特征或类似表达旨在是可选特征，而对本发明的替代实施例没有任何限制，对本发明的范围没有任何限制，并且对关于以这种方式引入的特征与本发明的其它可选或非可选特征相结合的可能性没有任何限制。

在本发明的第一方面，公开了一种用于光学监视至少一个区域的装置。该区域可能是危险区域和/或监视区域。如在此所使用的，“监视区域”或“用于监视的区域”是指例如出于安全原因而被监视和/或需要监视的任意关注(interest)区域。具体地，该装置可以是或可以包括至少一个光障，诸如用于监视至少一个监视区域的至少一个光幕。如在此所使用的，术语“光障”具有其普通含义，并且具体地，涉及被配置为通过使用发送器单元和接收器单元来确定对象的距离、不存在、存在中的一个或多个的装置。术语光障也涉及确定接收器单元、发送器单元或反射目标的存在或不存在。光障可以是反射或单向(one way)装置。例如，在单向装置中，光障可以包括位于发送器单元的视线内的接收器单元。因此，当防止光束到达接收器单元时，可以检测诸如人或人的一部分的对象。例如，在反射光障中，发送器单元和接收器单元可以布置在同一位置，并且光障另外包括反射目标，以将由发送器单元生成的光束反射回接收器单元。因此，当光束没有到达接收器单元时，可以检测到对象。光障可以使用至少一个光束或多个光束，诸如光幕的光束阵列。光障可以被设计为接近(proximity)传感器。可以通过发送器单元和接收器单元的位置为单向装置定义监视区域的边界，或者通过反射目标以及发送器和接收器单元的位置为反射装置定义监视区域的边界。例如，该区域可以是机器或机器的区域，诸如机器的危险区域。该区域可以是进入区域，例如到机器的进入区域。如在此所使用的，术语“光学监视”是指使用至少一个光束来监视和/或观察和/或控制区域。

该装置包括发送器单元和接收器单元。发送器单元具有至少一个照射源。照射源被设计为生成具有束轮廓的至少一个光束。每个光束被指定用于传播到接收器单元，从而穿越至少一个监视区域。接收器单元包括

-至少一个转移(transfer)装置，其中，转移装置具有响应于从照射源传播到至少两个光学传感器的至少一个入射光束的至少一个焦距，其中，转移装置具有光轴，其中，转移装置构成坐标系，其中，纵坐标l是沿光轴的坐标，以及其中，d是距光轴的空间偏移，

-至少两个光学传感器，其中，每个光学传感器具有至少一个光敏区域，其中，每个光学传感器被设计为响应于由光束对其相应的光敏区域的照射而生成至少一个传感器信号，其中，光学传感器中的两个光学传感器以如下方式布置：两个光学传感器的光敏区域在以下一项至少上不同：它们的纵坐标、它们的空间偏移或它们的表面区域(area)；以及

-至少一个评估装置，其中，评估装置被配置用于通过监视以下至少一个来生成输出：首先通过评估传感器信号，监视至少一个光束在穿越至少一个监视区域时的束轮廓的变化，以及进一步地，监视发送器单元的位置的至少一个分量的变化，其中，通过评估来自传感器信号的组合信号Q来相对于转移装置的坐标系确定该分量。

如在此所使用的，术语“发送器单元”是指被配置用于发送和/或传输至少一个信号，特别是至少一个光束的至少一个装置。如在此所使用的，术语“照射源”是指被配置用于生成至少一个光束的至少一个装置。照射源可以是或可以包括至少一个光源。光源可以是或可以包括至少一个多束光源。例如，光源可包括至少一个LED或至少一个激光源以及至少一个转移装置或一个或多个衍射光学元件(DOE)。如在此所使用的，术语“光线(ray)”通常是指垂直于光的波阵面的线，其指向能量流的方向。如在此所使用的，术语“束(beam)”通常是指光线的集合。在下面，术语“光线”和“束”将用作同义词。如在此进一步使用的，术语“光束”通常是指一定量的光，特别是基本上在相同方向中行进的一定量的光，包括光束具有发散角(spreading angle)或扩展角(widening angle)的可能性。光束可以具有空间延伸。具体地，光束可以具有非高斯束轮廓。束轮廓可以选自包括以下项的组：梯形束轮廓；三角束轮廓；锥形束轮廓。梯形束轮廓可以具有平台区域和至少一个边缘区域。如在此所使用的，术语“束轮廓”通常是指光束的横向强度轮廓。束轮廓可以是光束强度的空间分布，特别是在垂直于光束传播的至少一个平面中。如将在下面更详细概述的，光束具体地可以是高斯光束或高斯光束的线性组合。然而，其它实施例是可行的。用于光学监视的装置可以包括至少一个转移装置，该至少一个转移装置被配置用于调节、限定和确定束轮廓(特别是束轮廓的形状)中的一种或多种。

如在此所使用的，术语“光”通常是指在可见光谱范围、紫外光谱范围和红外光谱范围中的一个或多个范围中的电磁辐射。其中，术语可见光谱范围通常是指380nm至780nm的光谱范围。术语红外光谱范围通常是指在780nm至1mm范围内，优选在780nm至3.0微米范围内的电磁辐射。术语紫外光谱范围通常是指在1nm至380nm范围内，优选在100nm至380nm范围内的电磁辐射。优选地，在本发明中使用的光是可见光，即在可见光谱范围内的光，或者是红外光。术语“光束”通常可以指发射和/或反射到特定方向的一定量的光。因此，光束可以是在垂直于光束的传播方向的方向中具有预定延伸的一束光线。优选地，光束可以是或可以包括一个或多个高斯光束，诸如高斯光束的线性组合，其可以通过一个或多个高斯束参数(诸如束腰、瑞利长度或任何其它束参数或适于表征束直径的发展和/或束在空间中的传播的束参数的组合中的一个或多个)来表征。

用于光学监视的装置被配置为使得光束沿着用于光学监视的装置的光轴从发送器单元朝向接收器单元传播。为此，用于光学监视的装置可以包括至少一个反射元件或反射目标，优选地至少一个棱镜、反射镜、反射箔、回复(retro)反射器等，用于将照射光束偏转到光轴上。具体地，用于光学监视的装置进一步可以包括至少一个反射目标，该至少一个反射目标被设计为被从至少一个照射源传播到至少两个光学传感器的至少一个光束撞击(impinge)。发送器单元可以包括至少一个控制装置，用于控制光束的生成和/或发送。可替代地，对于反射光障，其中可以布置发送器单元和接收器单元，使得光束从发送器单元朝向反射目标传播，该反射目标将光束反射到接收器单元。为此，用于光学监视的装置可以包括至少一个反射目标，诸如至少一个反射元件或回复反射器。

用于光学监视的装置进一步可以包括在发送器单元和接收器单元之间的连接，其中该连接被设计用于在发送器单元和接收器单元之间提供同步。发送器单元和接收器单元之间的同步可以是有线绑定的和/或可以使用至少一个光学同步路径来实现。优选地，连接可以是无线连接，使得不需要有线绑定连接。发送器和接收器单元之间的连接可以用于发射监视信号，以监视照射源或发送器单元的安全工作模式。

具体地，照射源可以包括至少一个激光和/或激光源。可以采用各种类型的激光器，诸如半导体激光器。另外地或可替代地，可以使用非激光光源，诸如LED和/或灯泡。照射源可以适于生成和/或投影点云，例如照射源可以包括以下中的一个或多个：至少一个数字光处理投影仪、至少一个LCoS投影仪、至少一个空间光调制器；至少一个衍射光学元件；至少一个发光二极管阵列；至少一个激光光源阵列。照射源可以包括人造照射源，特别是至少一个激光源和/或至少一个白炽灯和/或至少一个半导体光源，例如，至少一个发光二极管，特别是有机发光二极管和/或无机发光二极管。作为示例，由照射源发出的光可以具有300nm至1000nm，特别是500nm至1000nm的波长。另外地或可替代地，可以使用红外光谱范围内，诸如在780nm至3.0μm的范围内的光。具体地，可以使用在近红外区域中的硅光电二极管可具体适用于700nm至1000nm的范围内的部分中的光。由于它们通常定义的束轮廓和其它可操作性，特别优选使用至少一个激光源作为照射源。照射源可以集成到用于光学监视的装置的壳体中。

穿越监视区域的光束可能不太准直，例如光束可能会随着距照射源的距离而略微扩展，这有助于简化光障的设置。

发送器单元可进一步包括至少一个调制源。如在此所使用的，术语“调制源”是指被配置用于生成至少一个调制模式的至少一个装置。调制源可以被配置为以调制源撞击照射源以生成承载调制模式的至少一个光束的方式来生成调制模式。调制模式可以选自包括以下项的组：伪随机调制模式、Aiken码、BCD码、Gillham码、Stibitz码、独热码和格雷(gray)码。调制模式可以选自包括以下项的组：矩形脉冲模式、50:50矩形模式、正弦模式、周期性脉冲模式。与在DE 10 2016 122 364 A1中描述的光电传感器相比，发送器单元可以使用更复杂的调制模式来编码光源。这可以允许接收器单元检测由发送器单元发送的光束。

发送器单元可以包括至少两个照射源。照射源中的每个照射源可以被设计用于由单独的调制模式来调制，两个照射源的单独的调制模式相对于彼此是不同的。发送器单元可以包括用于每个照射源的单独调制源，或者其中发送器单元进一步包括被指定用于切换单个调制源对至少两个照射源的单独撞击的多路复用器。评估装置被指定用于将单独的调制模式分配给单独的照射源。

照射源可具有如下几何形状，该几何形状可以从1.5·10^-7mm²·sr扩展至314mm²·sr，优选从1·10^-5mm²·sr扩展至22mm²·sr，更优选从3·10^-4mm²·sr扩展至3.3mm²·sr。照射源的几何范围G可以由G＝A·Ω·n²定义，特别是对于具有半孔径角θ的旋转对称光学系统，G＝π·A·sin²(θ)·n²，其中A为表面的面积，该表面可以是主动(active)发射表面、光阀、光学孔径或具有A_OF＝π·r² _OF的光纤纤芯(OF)的面积，以及Ω是光对射的投影立体角，并且n是介质的折射率。对于光纤，发散角通过θ_max＝arcsin(NA/n)获得，其中NA是光纤的最大数值孔径。例如，照射源可以具有10mm的边缘长度，并且投影立体角可以是90°。例如，照射源可以具有3mm的边缘长度和60°的投影立体角。其它实施例也是可行的，诸如1mm的边缘长度和35°的投影立体角。

如在此所使用的，术语“接收器单元”是指被配置为接收从发送器单元传播到接收器单元的至少一个光束的至少一个装置。为了接收光束，如上概述，接收器单元包括至少两个光学传感器。如在此所使用的，“光学传感器”通常是指用于检测光束的光敏装置，诸如用于检测由至少一个光束生成的照射和/或光斑。如在此进一步使用的，“光敏区域”通常是指响应于至少一个传感器信号生成的照射而可以由至少一个光束从外部照射的相应的光学传感器的区域。光敏区域可以特别地位于相应光学传感器的表面上。然而，其它实施例是可行的。术语“至少两个光学传感器，每个具有至少一个光敏区域”是指具有两个单个光学传感器的配置，每个具有一个光敏区域，并且是指带有具有至少两个光敏区域的一个组合光学传感器的配置。因此，术语“光学传感器”另外指被配置为生成一个输出信号的光敏装置，而在此，被配置为生成两个或更多个输出信号的光敏装置(例如至少一个CCD和/或CMOS装置)称为两个或更多个光学传感器。如将在下面进一步详细概述的，每个光学传感器可被体现为使得诸如通过提供响应于针对整个光学传感器而由一个均匀的传感器信号恰好创建的照射而可被照射的恰好一个光敏区域，在相应的光学传感器中恰好存在一个光敏区域。因此，每个光学传感器可以是单区域光学传感器。然而，单区域光学传感器的使用使得接收器单元的设置特别简单和有效。因此，作为示例，可以在设置中使用可商购的光传感器，诸如可商购的硅光电二极管，每个硅光电传感器恰好具有一个光敏区域。然而，其它实施例是可行的。因此，作为示例，可以使用包括两个、三个、四个或多于四个的光敏区域的光学装置，其在本发明的上下文中被视为两个、三个、四个或多于四个的光学传感器。作为示例，光学传感器可以包括光敏区域矩阵。因此，作为示例，光学传感器可以是像素化光学装置的一部分或构成像素化光学装置。作为示例，光学传感器可以是具有像素矩阵的至少一个CCD和/或CMOS器件的一部分或构成具有像素矩阵的至少一个CCD和/或CMOS器件，每个像素形成光敏区域。

如在此进一步使用的，“传感器信号”通常是指由光学传感器响应于光束的照射而生成的信号。具体地，传感器信号可以是或可以包括至少一种电信号，诸如至少一种模拟电信号和/或至少一种数字电信号。更具体地，传感器信号可以是或可以包括至少一个电压信号和/或至少一个电流信号。更具体地，传感器信号可以包括至少一个光电流。此外，可以使用原始传感器信号，或者接收器单元、光学传感器或任何其它元件可适于处理或预处理传感器信号，从而生成辅助传感器信号，该辅助传感器信号也可以用作传感器信号，诸如通过过滤等进行预处理。

光敏区域可以朝向发送器单元取向，特别是对于单向光障。如在此所使用的，术语“朝向发送器单元取向”通常是指如下情况，即光敏区域的相应表面从发送器单元完全或部分地可见。具体地，在发送器单元的至少一个点与相应的光敏区域的至少一个点之间的至少一条互连线可以与光敏区域的表面元件形成不同于0°的角度，诸如在20°至90°的范围内，优选为80至90°，诸如90°的角度。因此，当发送器单元位于光轴上或接近光轴时，从发送器单元朝向接收器单元传播的光束可以基本上平行于光轴。如在此所使用的，术语“基本上垂直”是指垂直取向的条件，其公差为例如±20°或更小，优选公差为±10°或更小，更优选公差为±5°或更小。类似地，术语“基本上平行”是指平行取向的条件，其公差例如为±20°或更小，优选公差为±10°或更小，更优选公差为±5°或更小。另外地或可替代地，光敏区域中的至少一个光敏区域可以被取向为不同于朝向发送器单元的取向，并且接收器单元可以包括被配置为将光束引导到光敏区域上的至少一个反射元件和/或至少一根光纤。

发送器单元和接收器单元可以相对于彼此布置，使得光学传感器中的至少一个光学传感器的传感器信号是最高的传感器信号。如在此所使用的，术语“最高”是指传感器信号的幅度或强度之一或二者。具体地，光障的零位置的最优布置可以使得与传感器信号的变化有关的组合信号Q的灵敏度最高。

光学传感器在紫外线、可见光或红外光谱范围中的一个或多个范围中可以是敏感的。具体地，光学传感器在从500nm至780nm，最优选地在650nm至750nm或在690nm至700nm处的可见光谱范围内可以是敏感的。具体地，光学传感器在近红外区域中可能是敏感的。具体地，光学传感器在近红外区域的部分中可能是敏感的，其中硅光电二极管特别适用于700nm至1000nm范围内。具体地，光学传感器在红外光谱范围内，具体地在780纳米至3.0微米的范围内可以是敏感的。例如，光学传感器各自独立地可以是或可以包括从包括以下项中选择的至少一种元件：光电二极管、光电管、光电导体、光电晶体管或其任何组合。例如，光学传感器可以是或可以从包括以下项中选择的至少一种元件：CCD传感器元件、CMOS传感器元件、光电二极管、光电管、光电导体、光电晶体管或其任何组合。可以使用任何其它类型的光敏元件。如将在下面进一步详细概述的，光敏元件通常可以完全或部分地由无机材料制成和/或可以完全或部分地由有机材料制成。最常见的是，如将在下面更详细概述的，可以使用一个或多个光电二极管，诸如可商购的光电二极管，例如无机半导体光电二极管。如在此进一步使用的，术语“光敏元件”通常是指对紫外光、可见光或红外光谱范围中的一个或多个中的照射敏感的元件。具体地，光敏元件可以是或可以包括选自包括以下项中的至少一种元件：光电二极管、光电管、光电导体、光电晶体管或其任何组合。可以使用任何其它类型的光敏元件。

光学传感器具体地可以是半导体传感器，优选为无机半导体传感器，更优选为光电二极管，最优选为硅光电二极管。因此，本发明可以简单地通过使用可商购的无机光电二极管，即一个小光电二极管和一个大面积光电二极管来实现。因此，可以以便宜且廉价的方式实现本发明的设置。具体地，光学传感器可以是或可以包括无机光电二极管，其在红外光谱范围内敏感，优选在780nm至3.0微米的范围内，和/或在可见光谱范围内敏感，优选在380nm至780nm的范围内。具体地，光学传感器在近红外区域的其中硅光电二极管特别适用于700nm至1000nm范围内的部分中可能是敏感的。可以用于光学的红外光学传感器可以是可商购的红外光学传感器，诸如可从德国莱茵河畔路德维希港(D-67056)的trinamiX GmbH以商标名称Hertzstueck^TM商购的红外光学传感器。因此，作为示例，光学传感器可以包括本征光伏类型的至少一个光学传感器，更优选地，选自由包括以下项的组的至少一个半导体光电二极管：Ge光电二极管、InGaAs光电二极管、扩展型InGaAs光电二极管、InAs光电二极管、InSb光电二极管、HgCdTe光电二极管。另外地或可替代地，光学传感器可以包括非本征光伏类型的至少一种光学传感器，更优选地，选自包括以下项的组的至少一种半导体光电二极管：Ge:Au光电二极管、Ge:Hg光电二极管、Ge:Cu光电二极管、Ge:Zn光电二极管、Si:Ga光电二极管、Si:As光电二极管。另外地或可替代地，光学传感器可以包括至少一个光电导传感器，诸如PbS或PbSe传感器、辐射热计，优选地选自包括以下项的组的辐射热计：VO辐射热计和非晶Si辐射热计。光学传感器可以是不透明的、透明的或半透明的。然而，为了简单起见，可以使用对于光束不透明的不透明传感器，因为这些不透明传感器通常可广泛地商购。光学传感器具体地可以是具有单个光敏区域的均匀传感器。因此，光学传感器具体可以是非像素化光学传感器。

鉴于如上所述的现有技术文件DE 10 2016 122 364 A1中涉及的技术挑战，特别是鉴于生成WO 2015/024871中所述的所谓的FiP效应所需的技术努力，必须注意，本发明可以具体地通过使用非FiP光学传感器来实现。实际上，由于具有FiP特征的光学传感器通常在焦点处的相应传感器信号中表现出很强的峰值，所以将使用FiP传感器作为光学传感器的接收器单元的测量范围限制在两个位置之间的范围内，并且第一和第二光学传感器处于光束焦点。然而，当使用线性光学传感器时，即，不表现出FiP效应的光学传感器，采用本发明的设置，通常可以避免该问题。因此，第一光学传感器和第二光学传感器可各自至少在测量范围内具有线性信号特征，使得相应的第一和第二传感器信号可取决于相应的光学传感器的照射总功率，并且可与照射的光斑直径无关。然而，应注意，其它实施例也是可行的。

第一和第二光学传感器各自具体地可以是半导体传感器，优选地是无机半导体传感器，更优选地是光电二极管，并且最优选地是硅光电二极管。因此，与复杂且昂贵的FiP传感器相反，本发明可以简单地通过使用可商购的无机光电二极管，即一个小光电二极管和一个大面积光电二极管来实现。因此，可以以便宜且廉价的方式实现本发明的设置。然而，接收器单元可以包括适于生成如WO 2015/024871中所述的所谓FiP效应的至少一个FiP传感器的实施例是可行的。

照射源和光学传感器可以布置在共同平面或不同平面中。照射源和光学传感器可以具有不同的空间取向。特别地，照射源和光学传感器可以以扭曲布置来布置。照射光束通常可以平行于光轴或相对于光轴倾斜，例如包括与光轴的角度。作为示例，诸如激光光束的照射光束和光轴可以包括小于10°，优选地小于5°或甚至小于2°的角度。然而，其它实施例是可行的。此外，照射光束可以在光轴上或在光轴之外。作为示例，照射光束可以平行于光轴，具有距光轴小于10mm，优选距光轴小于5mm，或者甚至距光轴小于1mm，或者甚至可与光轴重合的距离。

接收器单元包括至少一个转移装置。术语“转移装置”(也称为“转移系统”)通常可以指一个或多个光学元件，其适于诸如通过修改光束的束参数、光束的宽度或光束的方向中的一个或多个来修改光束。转移装置可以适于将光束引导到光学传感器上。转移装置具体可以包括以下中的一个或多个：至少一个透镜，例如选自由至少一个聚焦可调透镜、至少一个非球面透镜、至少一个球面透镜、至少一个菲涅耳透镜组成的组中的至少一个透镜；至少一个非球面透镜；至少一个衍射光学元件；至少一个凹面镜；至少一个光束偏转元件，优选至少一个反射镜；至少一个分束元件，优选分束立方体或分束镜中的至少一个；至少一个多透镜系统。转移装置可包括至少一个梯度折射率(GRIN)透镜，诸如可从Grintech GmbH,Schillerstraβe 1,07745Jena,Germany得到的GRIN透镜。GRIN透镜可以具有连续的折射梯度，例如轴向和/或径向和/或球形的折射梯度。GRIN透镜的光圈数(f-number)可取决于透镜长度。使用GRIN透镜可以允许光学器件小型化，特别是使用非常薄的光学器件。例如，具有0.2mm的厚度或直径的非常薄的光学器件是可能的。转移装置可包括至少一个环形轴向透镜，例如圆环(torus)形式。环形轴向透镜可具有平凸形式，例如轴向和/或径向和/或球形曲率。

转移装置具有响应于从照射源传播到至少两个光学传感器的至少一个入射光束的至少一个焦距。如在此所使用的，转移装置的“焦距”是指可能撞击转移装置的入射准直射线进入“焦点”的距离，该“焦点”也可以被称为“焦距点”。因此，焦距构成转移装置会聚撞击光束的能力的量度。因此，转移装置可以包括可以具有会聚透镜作用的一个或多个成像元件。举例来说，转移装置可具有一个或多个透镜，特别是一个或多个折射透镜，和/或一个或多个凸面镜。在该示例中，焦距可以被定义为从薄折射透镜的中心到薄透镜的主焦点的距离。对于会聚的薄折射透镜(诸如凸或双凸薄透镜)，焦距可以被视为正值，并且可以提供一个距离，在该距离处，撞击作为转移装置的薄透镜的准直光束可以聚焦到单个斑点中。另外，转移装置可包括至少一个波长选择元件，例如至少一个滤光器。另外地，转移装置可以设计为(例如，在传感器区域的位置处，并且特别是传感器区域中)将预定的束轮廓施加在电磁辐射上。原则上，转移装置的上述可选实施例可以单独地或以任何所需的组合来实现。

转移装置具有光轴。特别地，接收器单元和转移装置具有共同的光轴。如在此所使用的，术语“转移装置的光轴”通常是指透镜或透镜系统的镜面对称或旋转对称的轴。接收器单元的光轴可以是接收器单元的光学设置的对称线。作为示例，转移装置可包括至少一个束路径，其中，在束路径中的转移装置的元件以相对于光轴旋转对称的方式定位。另外，位于束路径内的一个或多个光学元件也可以相对于光轴偏心或倾斜。然而，在该情况下，光轴可以被顺序地定义，诸如例如通过互连束路径中的光学元件的中心，例如通过互连透镜的中心，其中，在该上下文中，光学传感器不计为光学元件。光轴通常可以表示束路径。其中，接收器单元可以具有单个束路径，光束可以沿着该束路径从发送器单元传播到光学传感器，或者可以具有多个束路径。作为示例，可以给出单个束路径，或者可以将束路径分成两个或更多个部分束路径。在后一种情况下，每个部分束路径可以具有其自己的光轴，并且上面提到的条件通常可以独立地指向每个束路径。光学传感器可以位于一个且相同的束路径或部分束路径中。然而，可替代地，光学传感器也可以位于不同的部分束路径中。在光学传感器分布在不同的部分束路径上的情况下，至少一个第一光学传感器位于至少一个第一部分束路径中，与第一部分束路径的光轴偏移第一空间偏移，并且至少一个第二光学传感器位于至少一个第二部分束路径中，与第二部分束路径的光轴偏移至少一个第二空间偏移，其中第一空间偏移和第二空间偏移不同。

转移装置可以构成坐标系，其中纵坐标l是沿着光轴的坐标，并且其中d是距光轴的空间偏移。坐标系可以是极坐标系，其中转移装置的光轴形成z轴，并且其中距z轴的距离和极角可以用作附加坐标。平行于或反平行于z轴的方向可以被认为是纵向方向，并且沿着z轴的坐标可以被认为是纵坐标l。垂直于z轴的任何方向可以被认为是横向方向，并且极坐标和/或极角可以被认为是横向坐标。

光学传感器可偏离焦点定位。如在此所使用的，术语“焦点(focus)”通常是指由转移装置引起的光束的混淆圆(circle of confusion)的最小延伸或转移装置的焦距中的一个或二者。如在此所使用的，术语“混淆圆”是指由转移装置所聚焦的光束的光线锥引起的光斑。混淆圆可取决于转移装置的焦距f、从发送器单元到转移装置的纵向距离、转移装置的出射光瞳的直径、从转移装置到光敏区域的纵向距离、从转移装置到发送器单元的图像的距离。例如，对于高斯束，混淆圆的直径可以是高斯束的宽度。特别地，对于位于或放置距接收器单元无限距离处的点状对象，转移装置可以适于将来自对象的光束聚焦到转移装置的焦距处的焦点中。对于位于或放置距接收器单元无限距离处的非点状对象，转移装置可适于将来自对象的至少一个点的光束聚焦到转移装置的焦距处的聚焦平面中。对于没有位于或放置在距接收器单元无限距离处的点状对象，混淆圆可至少在一个纵坐标处具有最小的延伸。对于没有位于或放置在距接收器单元无限距离处的非点状对象，来自对象的至少一个点的光束的混淆圆可至少在一个纵坐标处具有最小的延伸。如在此所使用的，术语“偏离焦点定位”通常是指除了由转移装置引起的光束的混淆圆的最小范围或转移装置的焦距之外的位置。特别地，混淆圆的焦点或最小延伸可以位于纵坐标l_focus处，而每个光学传感器的位置可以具有与l_focus不同的纵坐标l_sensor。例如，纵坐标l_sensor可以在纵向方向中布置成比纵坐标l_focus更靠近转移装置的位置，或者可以布置成比纵坐标l_focus更远离转移装置的位置。因此，纵坐标l_sensor和纵坐标l_focus可以位于距转移装置不同的距离处。例如，光学传感器可以在纵向方向上与混淆圆最小范围间隔开焦距的±2％，优选地焦距的±10％，最优选焦距的±20％。例如，在转移装置的焦距处可以是20mm，并且纵坐标l_sensor可以是19.5mm，即，传感器可以以97.5％的焦距定位，使得l_sensor与焦点间隔开焦距的2.5％。

光学传感器被布置为使得光学传感器的光敏区域在以下的至少一项上不同：它们的纵坐标、它们的空间偏移或它们的表面区域。每个光敏区域可以具有几何中心。如在此所使用的，术语区域的“几何中心”通常可以指该区域的重心。作为示例，如果选择了区域内侧或外侧的任意点，并且如果将该任意点与区域的每个点互连的矢量上形成了积分，则积分是任意点的位置的函数。当任意点位于区域的几何中心中时，积分的绝对值的积分将被最小化。因此，换句话说，几何中心可以是区域内侧或外侧的点，与该区域所有点的总体(overall)距离或总距离最小。

例如，每个光敏区域的每个几何中心可以被布置在纵坐标I_center,i处，其中i表示相应光学传感器的数量。在接收器单元恰好包括两个光学传感器的情况下，以及在用于光学监视的装置包括多于两个的光学传感器的情况下，光学传感器可以包括至少一个第一光学传感器，其中第一光学传感器(特别是几何中心)被布置在第一纵坐标l_center,1处，以及至少一个第二光学传感器，其中第二光学传感器(特别是几何中心)位于第二纵坐标l_center,2处，其中第一纵坐标和第二纵坐标不同。例如，第一光学传感器和第二光学传感器可以位于在光轴方向中偏移的不同平面中。第一光学传感器可以布置在第二光学传感器的前面。因此，作为示例，第一光学传感器可以简单地放置在第二光学传感器的表面上。另外地或可替代地，第一光学传感器可以与第二光学传感器间隔开例如不超过第一光敏区域的表面区域的平方根的五倍。另外地或可替代地，第一光学传感器可以布置在第二光学传感器的前面，并且可以与第二光学传感器间隔不超过50mm，优选地不超过15mm。第一光学传感器和第二光学传感器的相对距离可以取决于例如焦距或物距。

只要满足上述条件之一，光学传感器的纵坐标也可以相同。例如，光学传感器的纵坐标可以是相同的，但是光敏区域可以与光轴间隔开和/或表面区域不同。

每个光敏区域的每个几何中心可以与转移装置的光轴(诸如束路径或相应的光传感器所位于的相应束路径的光轴)间隔开。几何中心与光轴之间的距离，特别是横向方向上的距离由术语“空间偏移”表示。在恰好两个光学传感器的情况下以及在多于两个的光学传感器的情况下，光学传感器可包括至少一个第一光学传感器，其与光轴间隔开第一空间偏移，以及至少一个第二光学传感器，其与光轴间隔开第二空间偏移，其中第一空间偏移和第二空间偏移不同。作为示例，第一和第二空间偏移可以相差至少1.2倍，更优选地至少1.5倍，更优选地至少2倍。只要满足上述条件之一，空间偏移也可以是零或可以取负值。

如在此所使用的，术语“表面区域”通常是指至少一个光敏区域的形状和内容(content)二者。在恰好两个光学传感器的情况下以及在多于两个的光学传感器的情况下，光学传感器可以包括具有第一表面区域的至少一个第一光学传感器和具有第二表面区域的至少一个第二光学传感器。在接收器单元包括多于两个光学传感器的情况下，例如包括光学传感器矩阵的传感器元件，矩阵中的第一组光学传感器或至少一个光学传感器可以形成第一表面区域，其中矩阵中的第二组光学传感器或至少一个其它光学传感器可以形成第二表面区域。第一表面区域和第二表面区域可以不同。特别地，第一表面区域和第二表面区域不全等。因此，第一光学传感器和第二光学传感器的表面区域可以在形状或内容的一个或多个上不同。例如，第一表面区域可以小于第二表面区域。作为示例，第一表面区域和第二表面区域二者可以具有正方形或矩形的形状，其中第一表面区域的正方形或矩形的边长小于第二表面区域的正方形或矩形的对应边长。可替代地，作为示例，第一表面区域和第二表面区域二者可以具有圆形的形状，其中第一表面区域的直径小于第二表面区域的直径。此外，作为示例，第一表面区域可以具有第一等效直径，而第二表面区域可以具有第二等效直径，其中第一等效直径小于第二等效直径。只要满足上述条件之一，表面区域可以是一致的。

光学传感器(特别是光敏区域)可以重叠或可以布置成使得在光学传感器之间没有重叠。

如在此进一步使用的，术语“评估装置”通常是指适于执行指定操作的任意装置，优选地通过使用至少一个数据处理装置，并且更优选地，通过使用至少一个处理器和/或至少一个专用集成电路。因此，作为示例，至少一个评估装置可以包括具有存储在其上的软件代码的至少一个数据处理装置，该软件代码包括多个计算机命令。评估装置可以提供用于执行一个或多个指定操作的一个或多个硬件元件，和/或可以向一个或多个处理器提供在其上运行的用于执行一个或多个指定操作的软件。

评估装置可以被配置用于基于例如在WO 2018/091649 A1、WO 2018/091638 A1和WO 2018/091640中描述的距离与光子比率(distance by photon ratio)(DPR)技术来生成输出，其内容通过引用被包括在内。DPR技术允许进行距离测量，诸如确定发送器单元的纵坐标。另外，DPR技术还允许在光束穿越监视区域(诸如光束的部分覆盖)时识别光束的几何变化。

评估装置被配置用于通过监视以下至少一个来生成输出：首先通过评估传感器信号，监视至少一个光束在穿越至少一个监视区域时的束轮廓的变化，以及进一步地，监视发送器单元的位置的至少一个分量的变化，其中，通过评估来自传感器信号的组合信号Q来相对于转移装置的坐标系确定该分量。如在此所使用的，术语“组合信号Q”是指通过组合传感器信号来生成的信号，特别是通过划分(dividing)传感器信号，划分多个传感器信号的倍数(multiple of)、或划分线性组合的传感器信号中的一个或多个。特别地，组合信号可以是商信号。可以通过使用各种方式来确定组合信号Q。作为示例，用于得出组合信号的软件方式、用于得出组合信号的硬件方式或二者可以被使用并且可以实现在评估装置中。因此，作为示例，评估装置可以包括至少一个除法器(divider)，其中除法器被配置用于得出商信号。除法器可以全部或部分地体现为软件除法器或硬件除法器中的一个或二者。

组合信号Q可以用于确定诸如故意和/或非故意操纵的操纵。术语“操纵”是指对用于光学监视的装置的任意故意和/或非故意干预，从而导致光束的一种特性的变化，诸如束路径的长度和/或方向的变化。从发送器单元到接收器单元的束路径可能会由于光学系统的变化(诸如由于水、划痕、引入附加反射元件、污垢，或甚至是光障的组件的错误布置的一种或多种)而导致而变化。光障也可以确定是否存在接收器单元、发送器单元或反射目标。具体地，此类变化可导致发送器单元的x、y或z位置、束轮廓、组合信号Q和光学传感器的传感器信号中的一个或多个的变化。通过监视组合信号Q，具体地组合信号Q的变化，光束路径的长度的变化可以是可检测的。组合信号Q可以用于确定发送器单元的z位置。由于组合信号Q取决于光束的束轮廓，因此可以将组合信号Q用于确定束轮廓的变化。评估装置可以被配置为通过确定和评估组合信号Q(例如在WO 2018/091649 A1、WO 2018/091638 A1和WO2018/091640 A1中所述)来确定束路径的长度的变化。评估装置可以被配置用于监视组合信号Q并用于确定组合信号Q的变化。评估装置可以被配置用于基于所确定的变化来确定操纵。例如，评估装置可以适于通过评估组合信号Q来确定发送器单元的纵坐标。在例如通过引入附加反射元件而改变发送器单元的z位置的情况下，组合信号Q的评估将导致与参考纵坐标不同的纵坐标。评估装置可以被配置用于比较参考纵坐标和测量的纵坐标。评估装置可以被配置用于在参考纵坐标和测量的纵坐标不同的情况下指示操纵，其中可以容忍在公差范围内的差。操纵进一步可导致撞击在相应光学传感器上的光束的x和/或y位置的变化，并且从而导致相应光学传感器的光敏区域的覆盖(诸如部分覆盖)的变化。组合信号Q可以用于检测光束的这些几何变化。具体地，评估装置可以被配置为用于通过检测光束的几何变化，诸如通过同时监视光斑的重心的位置和光斑的总强度，来确定发送器单元的至少一个横向坐标x和/或y的变化，而在重心位置改变的情况下，至少一个横向坐标x和/或y可能发生变化，而光斑的总强度不变。监视几个参数的组合(诸如监视z位置与监视x和/或y位置相结合)可以允许增强光障的可靠性。

如在此所使用的，术语“输出”是指关于所监视的参数(诸如当穿越至少一个区域时光束的束轮廓)和/或发送器单元的位置的至少一个分量的变化的任意指示。输出可以是和/或可以包括至少一个输出信号。输出可以包括指示是否存在变化的至少一个二进制信号。该输出可以包括关于变化(诸如差异量)、哪个参数被改变、哪个参数被监视等的至少一个信息。

评估装置可以进一步被设计用于通过监视光学传感器的传感器信号的变化来生成至少一个输出。如在此所使用的，术语“发送器单元的位置的至少一个分量”是指发送器单元的x位置、y位置和z位置中的一个或多个。具体地，术语“发送器单元的位置”是指发送器单元的至少一个孔径的位置。评估装置可以被设计用于通过使用针对由照射源生成的至少一个光束的至少一个参考束轮廓和针对发送器单元的位置的至少一个分量的至少一个参考分量来生成输出。如在此所使用的，术语“变化”是指诸如偏离至少一个参考束轮廓和/或偏离发送器单元的至少一个参考位置和/或偏离参考传感器信号和/或偏离参考组合信号。另外，术语“变化”是指诸如由于光束的中断而导致的掉落或甚至不存在。从包括参考束轮廓、位置的参考分量、参考传感器信号、参考组合信号Q的组中选择的一个或多个参考参数可以是预定的和/或预定义的。可以在教导阶段期间，存储至少一个参考束轮廓和/或发送器单元的位置的至少一个参考分量和/或参考传感器信号和/或参考组合信号Q。评估装置可以包括至少一个存储单元，在该存储单元中参考束轮廓、位置的参考分量、参考传感器信号、参考组合信号Q中的一个或多个可以存储在诸如表格或查找表中。

评估装置可以被配置为将监视的参数与相应的参考参数进行比较。可以通过使用至少一种数学运算(诸如分别从确定的值或轮廓减去相应的参考值或轮廓，反之亦然)来确定变化。评估装置可以被配置为确定参考参数与监视的参数之间的差是否超过至少一个阈值，并且在该差超过阈值的情况下指示变化。可以将操纵定义为x、y或z位置、组合信号Q和光学传感器的传感器信号中的一个或多个的变化，特别地，如果该变化涉及一个光学传感器，而其余传感器信号保持不变。

诸如束轮廓、组合信号Q、传感器信号、位置的至少一个分量的若干监视参数的组合可以允许提供对操纵具有增强可靠性的光障。具体地，光障可以更可靠地抵抗来自诸如金属板或表面的高反射环境的反射。来自束轮廓或x-y位置的信息可用于安全监视功能。作为示例，束轮廓的变化也可指示光学系统上的污垢，这可能导致安全功能的故障。此外，还可以通过监视束轮廓来检测可能导致系统故障的废气、蒸汽或颗粒物排放。监视诸如发送器单元的纵坐标的z位置还可以允许识别出光应该传播的距离的缩短。这可指示光学系统中的变化，诸如由于水、刮擦、操纵或污垢引起的变化，或者可指示光障的错误重新组装。

评估装置可以被配置用于基于输出来发起至少一个动作，其中该至少一个动作选自以下中的至少一项：提供至少一个信息(诸如安全功能)，生成至少一个警告，引起至少一个指令，改变输出信号。生成警告可以包括生成和/或改变至少一个电子信号。具体地，评估装置基于输出来致动至少一个安全功能。该信息可以是警告、安全关闭、紧急警告、违规信息等。评估装置可以被配置用于将信息分配给事件时间并且用于将信息与事件时间的组合存储在信息日志中。该警告可以包括视觉、听觉或触觉警告信号。该指令可以包括发起至少一个设备(诸如机器)的关闭。评估装置可以被配置为，并非所监视的参数之一的每个变化都可以导致关闭或警告，但是在每种情况下都可以导致关于变化的起源的信息，诸如改变的参数。

用于光学监视的装置可以包括多个发送器单元和/或接收器单元。接收器单元可以被配置为同时地或非同时地检测已经穿越多于一个的发送器单元的监视区域的光束。为了确保安全操作，接收器单元可以被配置为监视光束和/或束轮廓和/或每个发送器单元的x位置、y位置、z位置中的至少一个的存在并在发生变化时发出信息。在多个接收器单元的情况下，评估装置可以被配置为使用例如多路复用方案来评估每个接收器单元的传感器信号。另外地或可替代地，每个接收器单元可以包括至少一个评估装置。

评估装置可以包括至少一个安全单元，该安全单元包括至少一个电敏保护设备(ESPE)。ESPE可以包括多个元件，该元件被配置用于保护性脱扣(trip)和/或存在感测目的(诸如感测功能)和/或控制或监视功能。具体地，ESPE可以包括至少一个输出信号切换装置(OSSD)。OSSD可以连接到设备的机器控制系统。在评估装置已致动安全功能的情况下，特别是已经发起了如上所述的动作，则机器控制系统通过进入安全状态(例如OFF状态)进行响应。该设备可以包括如下中的一个或多个：至少一个电动机器主控制元件(MPCE)，其被配置用于控制设备的正常操作；至少一个机器辅助控制元件(MSCE)，其是被配置用于从危险部件的原动机移除电源的另一机器控制元件；至少一个最终切换装置(FSD)；至少一个辅助切换装置(SSD)；常闭(NC)触点和常开(NO)触点。可以响应于来自OSSD的指示来配置FSD，以中断将机器控制系统连接到机器主控制系统的电路。在该情况下，可以将SSD配置为通过进入OFF状态并发起其它机器控制动作(诸如使MSCE断电)来执行备用功能。

评估装置可以包括至少一个安全数字输入通道和/或至少一个安全数字输出通道和/或至少一个诊断通道，诸如基于IO-Link的诊断通道。评估装置可以连接到另一装置，诸如计算机、膝上型计算机、控制台装置或移动装置，以用于教导、参数设置、设置或用于诊断等。评估装置可以包括存储器，用于存储要被立即或在稍后的时间发送给另一装置(诸如前述另一装置之一)的诸如诊断信息的信息。评估装置可以包括M12连接器，用于连接到另一装置或用于连接发送器和接收器单元。评估装置可以使用光学传感器或另一光学传感器来检测环境入射光。环境入射光水平可以被发送到另一装置，诸如用于诊断。评估装置可以输出错误以及与错误有关的可能的对策。

发送器和/或接收器单元可以包括至少一个指示器照射源，诸如指示器LED，其通过改变照射的颜色和/或通过使用不同的闪烁或调制模式来指示发送器和/或接收器单元的状态或事件的类型。作为示例，不同的错误级别可以通过连续的或闪烁的红色LED灯指示，而闪烁可能以1至10Hz的频率发生。橙色或绿色照射可用于指示接收器单元是否接收到稳定量的光。

评估装置可以适于诸如通过将监视区域划分为至少两个子区域，根据监视区域来生成不同的信号或信息，其中所生成的信息的类型取决于子区域。例如，当光束在第一子区域中被中断时，生成警告信号，而当光束在第二子区域中被中断时，生成关闭信号。这可以允许定义不同的安全区域。

使用DPR技术可能是有利的，因为可以使用比例如FiP传感器快得多并且具有更大带宽的普通且廉价的Si传感器，诸如双单元(bi-cell)或象限二极管。另外的Si传感器可更加均质并且完全独立于强度，而在FiP装置中，同质性要求可能使制造成本高昂，而FiP商的强度独立性则需要附加技术投入。对于使用DPR技术的传感器的可能实施例，参考WO 2018/091649 A1、WO 2018/091638 A1和WO 2018/091640 A1，其内容通过引用包括在内。在下面，描述了用于示例性传感器设置的DPR技术，具体地，描述了组合信号Q的确定以及根据组合信号Q来确定发送器单元的纵坐标z。评估装置可以被配置用于通过划分传感器信号，划分传感器信号的倍数，划分传感器信号的线性组合中的一项或多项来得出组合信号Q。评估装置可以被配置用于使用组合信号Q和纵坐标之间的至少一种预定关系来确定纵坐标。发送器单元的至少一个纵坐标的确定可以由至少一个评估装置执行。因此，作为示例，该关系可以在软件和/或硬件中实现，诸如通过实现一个或多个查找表。因此，作为示例，评估装置可以包括一个或多个可编程装置，诸如一台或多台计算机、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)，它们被配置为执行上述评估，以便确定发送器单元的至少一个纵坐标。然而，另外地或可替代地，评估装置也可以全部或部分地由硬件来体现。

例如，评估装置被配置用于通过如下得出组合信号Q：

其中，x和y是横向坐标，A1和A2是光束的束轮廓在光学传感器位置处的面积，并且E(x，y，z_o)表示发送器单元的距离z_o处的束轮廓。面积A1和面积A2可能不同。特别地，A1和A2不全等。因此，A1和A2在形状或内容中的一项或多项中可以不同。束轮廓可以是光束的横截面。束轮廓可以选自包括以下项的组：梯形束轮廓；三角束轮廓；圆锥形束轮廓和高斯束轮廓的线性组合。通常，束轮廓取决于亮度L(z_o)和束形状S(x，y；z_o)，E(x，y；zo)＝L·S。因此，通过得出组合信号，它可以允许确定独立于亮度的纵坐标。

每个传感器信号可以包括光束的束轮廓的至少一个区域的至少一个信息。如在此所使用的，术语“束轮廓的区域”通常是指在用于确定组合信号Q的传感器位置处的束轮廓的任意区域。光敏区域可以被布置为使得第一传感器信号包括束轮廓的第一区域的信息，并且第二传感器信号包括束轮廓的第二区域的信息。束轮廓的第一区域和束轮廓的第二区域可以是相邻或重叠区域中的一个或二者。束轮廓的第一区域和束轮廓的第二区域在面积上可以不全等。

评估装置可以被配置为确定和/或选择束轮廓的第一区域和束轮廓的第二区域。束轮廓的第一区域可以基本上包括束轮廓的边缘信息，并且束轮廓的第二区域可以基本上包括束轮廓的中心信息。束轮廓可以具有中心，即，束轮廓的最大值和/或束轮廓的平台的中心点和/或光斑的几何中心，以及从中心延伸的下降边缘。第二区域可以包括横截面的内部区域，而第一区域可以包括横截面的外部区域。如在此所使用的，术语“基本上中心信息”通常是指与中心信息的比例(即，与中心对应的强度分布的比例)相比，边缘信息的低比例，即，与边缘对应的强度分布的比例。优选地，中心信息具有小于10％，更优选地小于5％的边缘信息的比例，最优选地，中心信息不包括边缘内容。如在此所使用的，术语“基本上边缘信息”通常是指与边缘信息的比例相比中心信息的低比例。边缘信息可以包括特别来自中心和边缘区域的整个束轮廓的信息。边缘信息可具有小于10％，优选地小于5％的中心信息的比例，更优选地，边缘信息不包括中心内容。如果束轮廓的至少一个区域靠近或围绕中心并且包括基本上中心信息，则可以确定和/或选择束轮廓的至少一个区域作为束轮廓的第二区域。如果束轮廓的至少一个区域包括横截面的下降边缘的至少一部分，则可以确定和/或选择束轮廓的至少一个区域作为束轮廓的第一区域。例如，可以将横截面的整个区域确定为第一区域。束轮廓的第一区域可以是区域A2，并且束轮廓的第二区域可以是区域A1。

边缘信息可以包括与束轮廓的第一区域中的多个光子有关的信息，而中心信息可以包括与束轮廓的第二区域中的多个光子有关的信息。评估装置可以适于确定束轮廓的面积积分。评估装置可以适于通过对第一区域进行积分和/或求和来确定边缘信息。评估装置可以适于通过对第二区域进行积分和/或求和来确定中心信息。例如，束轮廓可以是梯形束轮廓，并且评估装置可以适于确定梯形的积分。此外，当可以假定梯形束轮廓时，边缘和中心信号的确定可以用等效评估来代替，该等效评估利用梯形束轮廓的特性，诸如确定边缘的倾斜和位置以及中心平台的高度，以及通过几何考虑得出边缘和中心信号。

另外地或可替代地，评估装置可以适于从光斑的至少一个切片或切口确定中心信息或边缘信息中的一个或二者。例如，这可以通过用沿着切片或切口的线积分代替组合信号Q中的面积积分来实现。为了提高准确性，可以使用通过光斑的若干切片或切口并求平均。在椭圆形斑点轮廓的情况下，对多个切片或切口求平均可导致改善的距离信息。

评估装置可以被配置为通过以下中的一项或多项来得出组合信号Q：划分边缘信息和中心信息，划分边缘信息和中心信息的倍数，划分边缘信息和中心信息的线性组合。因此，基本上，光子比率可以用作该方法的物理基础。

光学传感器中的两个光学传感器可以如下设计和布置

-具有第一光敏区域的至少一个第一光学传感器，其中，第一光学传感器被配置为响应于从发送器单元传播到接收器单元的光束对第一光敏区域的照射而生成至少一个第一传感器信号；以及

-具有第二光敏区域的至少一个第二光学传感器，其中，第二光学传感器被配置为响应于由光束对第二光敏区域的照射而生成至少一个第二传感器信号，其中，第一光敏区域小于第二光敏区域。

评估装置可被配置用于通过评估第一和第二传感器信号来生成输出。评估装置可以进一步被设计用于通过监视第一传感器信号或第二传感器信号的变化来生成至少一个输出。

在该实施例中，光学传感器可以被布置为使得光学传感器的光敏区域在它们的纵坐标和/或它们的表面区域上不同。评估装置进一步被设计用于通过监视第一传感器信号或第二传感器信号的变化来生成至少一个输出。对于单向光障，第一和第二光敏区域特别可以朝向发送器单元取向。可替代地，对于反射光障，发送器单元以及第一和第二光敏区域可以朝向反射目标取向。

具体地，从发送器单元传播到接收器单元的光束可以完全照射第一光敏区域，使得第一光敏区域完全位于光束内，其中光束的宽度大于第一光学传感器的光敏区域。相反地，优选地，从发送器单元传播到接收器单元的光束可以具体地在第二光敏区域上产生光斑，该光斑小于第二光敏区域，使得光斑完全位于第二光敏区域内。在第二光敏区域上的光斑内，可以定位由第一光学传感器产生的阴影。因此，通常，如从发送器单元看出，具有较小的第一光敏区域的第一光学传感器可以位于第二光学传感器的前面，其中第一光敏区域完全位于光束内，并且光束在第二光敏区域上生成比第二光敏区域更小的光斑，并且进一步由第一光学传感器产生的阴影在光斑内。光学领域的技术人员可以通过选择对光束具有聚焦或散焦效果的一个或多个合适的透镜或元件，诸如通过使用合适的转移装置，来容易地调节该情况，如将在下面进一步详细概述的。如在此进一步使用的，光斑通常是指光束对物品、区域或对象的可见或可检测的圆形或非圆形照射。

如上概述，第一光敏区域小于第二光敏区域。如在此所使用的，术语“小于”是指第一光敏区域的表面区域小于第二光敏区域的表面区域，诸如至少0.9倍，例如至少0.7倍，或甚至至少0.5倍的事实。作为示例，第一光敏区域和第二光敏区域二者均可以具有正方形或矩形的形状，其中，第一光敏区域的正方形或矩形的边长小于第二光敏区域的正方形或矩形的对应边长。可替代地，作为示例，第一光敏区域和第二光敏区域二者均可以具有圆形的形状，其中，第一光敏区域的直径小于第二光敏区域的直径。再次，可替代地，作为示例，第一光敏区域可以具有第一等效直径，并且第二光敏区域可以具有第二等效直径，其中第一等效直径小于第二等效直径。

第一光敏区域具体地可以在光束的传播方向上与第二光敏区域重叠。光束可以照射第一光敏区域以及全部或部分地照射第二光敏区域。因此，作为示例，如从位于接收器单元的光轴上的点看，第一光敏区域可以位于第二光敏区域的前面，使得如从发送器单元看，第一光敏区域完全位于第二光敏区域内。当光束朝向第一和第二光敏区域传播时，如上概述，光束可以完全照射第一光敏区域并且可以在第二光敏区域上产生光斑，其中由第一光学传感器产生的阴影位于光斑内。然而，应当注意，其它实施例是可行的。

具体地，评估装置可以被配置为通过使用从第一和第二传感器信号得出的组合信号与纵坐标之间的至少一个已知的可确定的或预定的关系来确定发送器单元的至少一个坐标z。因此，评估装置可以具体地被配置用于通过划分第一和第二传感器信号，划分第一和第二传感器信号的倍数、或划分第一和第二传感器信号的线性组合来得出组合信号Q。作为示例，可以简单地将Q确定为Q＝s1/s2或Q＝s2/s1，其中s1表示第一传感器信号，并且s2表示第二传感器信号。另外地或可替代地，可以将Q确定为Q＝a·s1/b·s2或Q＝b·s2/a·s1，其中a和b是实数，作为示例，该实数可以是预定的或可确定的。另外地或可替代地，可以将Q确定为Q＝(a·s1+b·s2)/(c·s1+d·s2)，其中a、b、c和d是实数，作为示例，该实数是预定的或可确定的。作为后者的简单示例，可以将Q确定为Q＝s1/(s1+s2)。其它组合信号也是可行的。

通常，在上述设置中，Q是发送器单元的纵坐标和/或光斑的大小(诸如光斑的直径或等效直径)的单调函数。因此，作为示例，具体地，在使用线性光学传感器的情况下，商Q＝s1/s2是光斑的大小的单调递减函数。不希望受到该理论的束缚，据信这是由于以下事实：在上述优选设置中，第一信号s1和第二信号s2二者均随着距光源的增加距离作为平方函数减小，因为到达接收器单元的光量减少。然而，其中，第一信号s1比第二信号s2更迅速地下降，因为在如实验中使用的光学设置中，图像平面中的光斑增长，并且因此散布在更大的区域上。因此，第一和第二传感器信号的商随着光束的直径或光斑在第一和第二光敏区域上的直径的增加而连续减小。此外，商主要独立于光束的总功率，因为光束的总功率在第一传感器信号和第二传感器信号二者中均形成因子。因此，组合信号Q可以形成次级信号，该次级信号在第一和第二传感器信号与光束的大小或直径之间提供唯一且明确的关系。另一方面，由于光束的大小或直径取决于发送器单元(光束从其朝向接收器单元传播)与接收器单元本身之间的距离，即取决于发送器单元的纵坐标，在第一和第二传感器信号与纵坐标之间可能存在唯一且明确的关系。对于后者，可以参考例如WO 2014/097181 A1。可以通过以下来确定预定关系，通过分析考虑(诸如通过假设高斯光束的线性组合)、通过经验测量(诸如测量第一和第二传感器信号或根据发送器单元的纵坐标得出的次级信号的测量)、或二者。评估装置可以被配置用于通过评估组合信号Q来确定纵坐标。评估装置可以被配置用于使用组合信号Q和纵坐标之间的至少一个预定关系。预定关系可以是经验关系、半经验关系和分析得出的关系中的一种或多种。评估装置可以包括用于存储预定关系(诸如查找列表或查找表)的至少一个数据存储装置。

具体地，第一和第二光学传感器可以线性地布置在接收器单元的一个且相同的束路径中。如在此所使用的，术语“线性地”通常是指传感器沿着一个轴布置。因此，作为示例，第一和第二光学传感器二者可以位于接收器单元的光轴上。具体地，第一和第二光学传感器可以相对于光轴同心地布置。第一光学传感器可以布置在第二光学传感器的前面。因此，作为示例，第一光学传感器可以简单地放置在第二光学传感器的表面上。另外地或可替代地，第一光学传感器可以与第二光学传感器间隔开不超过第一光敏区域的表面区域的平方根的五倍。另外地或可替代地，第一光学传感器可以布置在第二光学传感器的前面，并且可以与第二光学传感器间隔开不超过50mm，优选地不超过15mm。

如上概述，第二光敏区域大于第一光敏区域。因此，作为示例，第二光敏区域可以比第一光敏区域大至少两倍，更优选大至少三倍，以及最优选大至少五倍。具体地，第一光敏区域可以是小的光敏区域，使得优选地，光束完全照射该光敏区域。因此，作为可适用于典型光学配置的示例，第一光敏区域可具有0.01mm²至150mm²的表面区域，更优选地0.1mm²至100mm²的表面区域。第二光敏区域具体地可以是较大的区域。因此，优选地，在接收器单元的测量范围内，由从接收器的发送器单元传播的光束生成的光斑可以完全位于第二光敏区域内，使得光斑完全位于第二光敏区域的边界内。作为在典型的光学装置中适用的示例，第二光敏区域可以具有1mm²至1000mm²的表面区域，更优选地具有2mm²至600mm²的表面区域。

第一和第二光学传感器各自独立地可以是不透明的、透明的或半透明的。然而，为了简单起见，可以使用对于光束不透明的不透明传感器，因为这些不透明传感器通常可广泛地商购。

第一和第二光学传感器各自具体地可以是均具有单个光敏区域的均匀传感器。因此，第一和第二光学传感器具体可以是非像素化光学传感器。

如上概述，通过评估第一和第二传感器信号，可以使评估装置确定发送器单元的至少一个纵坐标。然而，此外，发送器单元的其它坐标，包括一个或多个横向坐标和/或旋转坐标，可以由评估装置确定。因此，作为示例，一个或多个附加横向传感器可以用于确定至少一个横向坐标。各种横向传感器在本领域中通常是已知的，诸如WO 2014/097181 A1中公开的横向传感器和/或其它位置敏感装置(PSD)，诸如象限二极管、CCD或CMOS芯片等。这些装置通常也可以实现在接收器单元中。作为示例，光束的一部分可以在接收器单元内通过至少一个分束元件分开。作为示例，分开部分可以被导向横向传感器(诸如CCD或CMOS芯片或相机传感器)，并且由分开部分在横向传感器上生成的光斑的横向位置可以被确定，从而确定至少一个横向坐标。

然而，第一光学传感器和第二光学传感器的其它实施例是可行的。例如，第一光学传感器和第二光学传感器可以具有具有相同大小的光敏区域。在该情况下，例如，第一光敏区域和第二光敏区域可以被布置为使得光敏区域在它们的纵坐标上不同。

在本发明的另一实施例中，接收器单元可以包括具有光学传感器矩阵的至少一个传感器元件，光学传感器各自具有光敏区域。每个光学传感器可以被配置为响应于由从发送器单元传播到接收器单元的光束对光敏区域的照射而生成至少一个传感器信号。在该实施例中，光学传感器可以被布置为使得光学传感器的光敏区域在空间偏移和/或表面区域上不同。评估装置可以被配置用于通过以下方式评估传感器信号：

a)确定具有最高传感器信号的至少一个光学传感器并形成至少一个中心信号；

b)评估光学传感器矩阵的传感器信号并形成至少一个和信号；

c)通过组合中心信号与和信号来确定至少一个组合信号；以及

d)通过评估组合信号来确定发送器单元的至少一个纵坐标z。

如在此所使用的，术语“传感器元件”通常是指被配置用于感测至少一个参数的装置或多个装置的组合。在当前情况下，参数具体可以是光学参数，并且传感器元件具体可以是光学传感器元件。传感器元件可以形成为单一的单个装置或作为多个装置的组合。如在此进一步使用的，术语“矩阵”通常是指多个元件以预定的几何顺序的布置。如下面将进一步详细概述的，该矩阵具体地可以是或可以包括具有一个或多个行和一个或多个列的矩形矩阵。行和列具体地可以以矩形方式布置。然而，应当概述的是，其它布置也是可行的，诸如非矩形布置。作为示例，圆形布置也是可行的，其中元件围绕中心点布置成同心圆或椭圆形。例如，矩阵可以是单行的像素。其它布置是可行的。

矩阵的光学传感器具体地可以在大小、灵敏度和其它光学、电和机械特性中的一个或多个上相等。具体地，矩阵的所有光学传感器的光敏区域可以位于公共平面中，该公共平面优选地面对发送器单元，使得从发送器单元传播到接收器单元的光束可以在公共平面上生成光斑。

如在一个或多个上述现有技术文件中更详细地解释的，例如在WO 2012/110924A1或WO 2014/097181 A1中，通常，在光斑的大小(诸如，光斑的直径、束腰或等效直径)与发送器单元的纵坐标之间存在预定或可确定的关系，光束从该发送器单元朝向接收器单元传播。不希望受到该理论的束缚，光斑可以通过两个测量变量来表征：在光斑中心或接近光斑中心的小测量块中测量的测量信号，也称为中心信号，以及在具有或不具有中心信号的情况下在光斑上积分的积分或和信号。对于当束在被加宽或聚焦时不改变的具有一定总功率的光束，和信号应与光斑的光斑大小无关，并且因此，至少当使用其相应的测量范围内的线性光学传感器时，应与发送器单元和接收器单元之间的距离无关。然而，中心信号取决于光斑大小。因此，中心信号通常在光束聚焦时增大，而在光束散焦时减小。通过比较中心信号与和信号，因此，可以生成关于由光束生成的光斑的大小以及因此关于发送器单元的纵坐标的信息项。作为示例，可以通过从中心信号与和信号中形成组合信号Q，并且通过使用纵坐标和组合信号之间的预定或可确定的关系以得出纵坐标来进行中心信号与和信号的比较。

光学传感器矩阵的使用提供了许多优点和益处。因此，由光束在传感器元件上(诸如在传感器元件的矩阵的光学传感器的光敏区域的公共平面上)生成的光斑中心可以随发送器单元的横向位置而变化。通过使用光学传感器矩阵，接收器单元可以适应这些条件的变化，并且因此可以简单地通过比较传感器信号来确定光斑的中心。因此，接收器单元可以自己选择中心信号并确定和信号，并从这两个信号中得出组合信号，该组合信号包含有关发送器单元的纵坐标的信息。通过评估组合信号，可以因此确定发送器单元的纵坐标。因此，光学传感器矩阵的使用在发送器单元的位置方面，特别是在发送器单元的横向位置方面提供了显著灵活性。

光斑在光学传感器矩阵上的横向位置，诸如生成传感器信号的至少一个光学传感器的横向位置，甚至可以用作附加信息项，从该附加信息项中可以得出关于发送器单元的横向位置的至少一项信息，如例如在WO 2014/198629 A1中公开。另外地或可替代地，接收器单元可以包括至少一个附加横向检测器，用于除了至少一个纵坐标之外，还检测发送器单元的至少一个横向坐标。

因此，根据本发明，术语“中心信号”通常是指至少一个传感器信号，该至少一个传感器信号包括束轮廓的基本上中心信息。如在此所使用的，术语“最高传感器信号”是指局部最大值或关注区域中的最大值中的一个或二者。例如，中心信号可以是由整个矩阵或矩阵内关注区域的光学传感器生成的多个传感器信号中具有最高传感器信号的至少一个光学传感器的信号，其中关注区域可以在由光学传感器矩阵生成的图像内预定或可确定。中心信号可以来自单个光学传感器，或者如下面将更详细概述的，来自一组光学传感器，其中，在后一种情况下，作为示例，该组光学传感器的传感器信号可以相加、积分或平均，以便确定中心信号。产生中心信号的一组光学传感器可以是一组相邻的光学传感器，诸如与具有最高传感器信号的实际光学传感器相距小于预定距离的光学传感器，或可以是生成距最高传感器信号预定范围内的传感器信号的一组光学传感器。为了允许最大的动态范围，可以尽可能大地选择产生中心信号的一组光学传感器。评估装置可以适于通过积分多个传感器信号(例如，在具有最高传感器信号的光学传感器周围的多个光学传感器)来确定中心信号。例如，束轮廓可以是梯形束轮廓，并且评估装置可以适于确定梯形(特别是梯形的平台)的积分。

类似地，术语“和信号”通常是指包括束轮廓的基本上边缘信息的信号。例如，可以通过将传感器信号相加，对传感器信号进行积分或对整个矩阵或矩阵内关注区域的传感器信号求平均来得出和信号，其中关注区域可以在由矩阵的光学传感器生成的图像内预定或可确定。当对传感器信号进行相加、积分或求平均时，可以从相加、积分或求平均中省去生成传感器信号的实际光学传感器，或可替代地可以将其包括在相加、积分或求平均中。评估装置可以适于通过对整个矩阵或矩阵内关注区域的信号进行积分来确定和信号。例如，束轮廓可以是梯形束轮廓，并且评估装置可以适于确定整个梯形的积分。此外，当可以假设梯形束轮廓时，边缘和中心信号的确定可以用等效评估来代替，该等效评估利用梯形束轮廓的特性，诸如确定边缘的斜率和位置以及中心平台的高度，以及通过几何考虑得出边缘和中心信号。

另外地或可替代地，评估装置可以适于从光斑的至少一个切片或切口确定中心信息或边缘信息中的一个或二者。这可以例如通过用沿着切片或切口的线积分代替组合信号Q中的面积积分来实现。为了提高准确性，可以使用通过光斑的若干切片或切口并求平均。在椭圆形斑点轮廓的情况下，对多个切片或切口求平均可导致改善的距离信息。

类似地，如在此所使用的，术语“组合信号”通常是指通过组合中心信号与和信号而生成的信号。具体地，该组合可以包括以下中的一个或多个：形成中心信号与和信号的商，反之亦然；形成中心信号的倍数与和信号的倍数的商，反之亦然；形成中心信号的线性组合与和信号的线性组合的商，反之亦然。另外地或可替代地，组合信号可以包括任意信号或信号组合，其包含关于中心信号与和信号之间的比较的至少一项信息。

具体地，光束可以完全照射从其生成中心信号的至少一个光学传感器，使得产生中心信号的至少一个光学传感器完全位于光束内，其中光束宽度大于从中产生传感器信号的至少一个光学传感器的光敏区域。相反，优选地，光束具体地可以在整个矩阵上产生小于矩阵的光斑，使得光斑完全位于矩阵内。光学领域的技术人员可以通过选择对光束具有聚焦或散焦效果的一个或多个合适的透镜或元件，诸如通过使用合适的转移装置，来容易地调节该情况。

如上概述，中心信号通常可以是单个传感器信号，诸如来自光斑中心的光学传感器的传感器信号，或者可以是多个传感器信号的组合，诸如由光斑中心的光学传感器产生的传感器信号的组合，或通过处理由上述一种或多种可能性得出的传感器信号得出的次级传感器信号。中心信号的确定可以通过电子方式执行，因为传感器信号的比较通过传统的电子装置相当简单地实现，或者可以完全或部分地通过软件来执行。具体地，中心信号可以选自包括以下项的组：最高传感器信号；与最高传感器信号处于预定公差范围内的一组传感器信号的平均值；来自包含具有最高传感器信号的光学传感器的一组光学传感器和预定的一组相邻光学传感器的传感器信号的平均值；来自包含具有最高传感器信号的光学传感器的一组光学传感器和预定的一组相邻光学传感器的传感器信号之和；与最高传感器信号处于预定公差范围内的一组传感器信号之和；高于预定阈值的一组传感器信号的平均值；高于预定阈值的一组传感器信号之和；来自包含具有最高传感器信号的光学传感器的一组光学传感器和预定的一组相邻光学传感器的传感器信号的积分；与最高传感器信号处于预定公差范围内的一组传感器信号的积分；高于预定阈值的一组传感器信号的积分。

如上概述，光学传感器的原始传感器信号可以用于评估或从中得出的次级传感器信号。如在此所使用的，术语“次级传感器信号”通常是指信号，诸如电子信号，更优选地是模拟和/或数字信号，其通过处理一个或多个原始信号(诸如通过滤波、求平均、解调等)来获得。因此，图像处理算法可以用于根据矩阵的全部传感器信号或从矩阵内的关注区域生成次级传感器信号。具体地，评估装置可以被配置为用于变换光学传感器的传感器信号，从而生成次级光学传感器信号，其中评估装置被配置为用于通过使用次级光学传感器信号来执行步骤a)-d)。传感器信号的变换具体地可以包括选自包括以下项的组的至少一种变换：滤波；选择至少一个关注区域；由传感器信号产生的图像与至少一个偏移之间形成的差异图像；通过反转由传感器信号产生的图像来反转传感器信号；在不同时间由传感器信号产生的图像之间形成的差异图像；背景校正；分解成颜色通道；分解成色调；饱和；以及亮度通道；频率分解；奇异值分解；应用Canny边缘检测器；应用高斯滤波器的拉普拉斯算子；应用差分高斯滤波器；应用Sobel算子；应用拉普拉斯算子；应用Scharr算子；应用Prewitt算子；应用Roberts算子；应用Kirsch算子；应用高通滤波器；应用低通滤波器；应用傅立叶变换；应用Radon变换；应用霍夫变换；应用小波变换；阈值转换法；创建二进制图像。关注区域可以由用户手动确定或可以自动确定，诸如通过识别由光学传感器生成的图像内的对象。作为示例，可以通过图像内(即在由光学传感器生成的传感器信号的总数之内)的自动图像识别来确定车辆、人或另一种类型的预定对象，并且可以选择关注区域，使得对象位于关注区域内。在该情况下，可以仅对关注区域执行评估，诸如纵坐标的确定。然而，其它实现方式也是可行的。

如上概述，对光斑中心的检测(即对中心信号和/或从中产生中心信号的至少一个光学传感器的检测)可以完全或部分地电子地执行，或通过使用一种或多种软件算法完全或部分地执行。具体地，评估装置可以包括至少一个中心检测器，用于检测至少一个最高传感器信号和/或用于形成中心信号。中心检测器具体地可以完全或部分地体现在软件中和/或可以完全或部分地体现在硬件中。中心检测器可以完全或部分地集成到至少一个传感器元件中和/或可以独立于传感器元件而完全或部分地体现。

如上概述，和信号可以从矩阵的所有传感器信号，从关注区域内的传感器信号，或从排除了由有助于中心信号的光学传感器产生的传感器信号的这些可能性之一得出。在每种情况下，可以生成可靠的和信号，该可靠的和信号可以与中心信号可靠地比较，以便确定纵坐标。通常，和信号可以选自包括以下项的组：矩阵的所有传感器信号的平均值；矩阵的所有传感器信号之和；矩阵的所有传感器信号的积分；矩阵中所有传感器信号的平均值，但来自有助于中心信号的那些光学传感器的传感器信号除外；矩阵中所有传感器信号之和，但来自有助于中心信号的那些光学传感器的传感器信号除外；矩阵中所有传感器信号的积分，但来自有助于中心信号的那些光学传感器的传感器信号除外；与具有最高传感器信号的光学传感器处于预定范围内的光学传感器的传感器信号之和；与具有最高传感器信号的光学传感器处于预定范围内的光学传感器的传感器信号的积分；高于与具有最高传感器信号的光学传感器处于预定范围内的光学传感器的特定阈值的传感器信号之和；高于与具有最高传感器信号的光学传感器处于预定范围内的光学传感器的特定阈值的传感器信号的积分。然而，其它选项存在。

求和可以完全或部分地以软件执行和/或可以完全或部分地以硬件执行。通常，通过纯电子手段进行求和是可能的，这通常可以很容易地将其实现到接收器单元中。因此，在电子技术领域中，通常已知求和装置用于求和两个或更多个电信号，即模拟信号和数字信号二者。因此，评估装置可以包括至少一个求和装置，用于形成和信号。求和装置可以完全或部分地集成到传感器元件中，或者可以完全或部分地独立于传感器元件而体现。求和装置可以完全或部分地体现在硬件或软件中的一个或二者中。

如上概述，具体地，可以通过形成一个或多个商信号来执行中心信号与和信号之间的比较。因此，通常，组合信号可以是商信号，其由以下中的一种或多种得出：形成中心信号与和信号的商，反之亦然；形成中心信号的倍数与和信号的倍数的商，反之亦然；形成中心信号的线性组合与和信号的线性组合的商，反之亦然；形成中心信号与和信号和中心信号的线性组合的商，反之亦然；形成和信号与和信号和中心信号的线性组合的商，反之亦然；形成中心信号的幂与和信号的幂的商，反之亦然。然而，其它选项存在。评估装置可以被配置用于形成一个或多个商信号。评估装置可以进一步被配置用于通过评估至少一个商信号来确定至少一个纵坐标。

评估装置具体地可以被配置用于使用组合信号Q与纵坐标之间的至少一个预定关系，以便确定至少一个纵坐标。因此，由于以上公开的原因以及由于光斑的特性对纵坐标的相关性，组合信号Q通常是纵坐标和/或光斑大小(诸如光斑的直径或等效直径)的单调函数。因此，作为示例，特别是在使用线性光学传感器的情况下，传感器信号s_center与和信号s_sum的简单商Q＝s_center/s_sum可以是距离的单调递减函数。不希望受到该理论的束缚，可以认为，这是由于以下事实：在上述优选设置中，中心信号s_center与和信号s_sum二者随距光源的距离的增加而作为平方函数减小，因为到达接收器单元的光量减少。然而，其中，中心信号s_center比和信号s_sum更迅速地下降，因为在实验中使用的光学设置中，图像平面中的光斑增长，并且因此散布在更大的区域上。因此，中心信号与和信号的商随着矩阵光学传感器的光敏区域上增加的光束直径或光斑直径而连续减小。此外，商通常独立于光束的总功率，因为光束的总功率在中心信号和和传感器信号二者中均形成因数。因此，商Q可以形成次级信号，该次级信号提供中心信号和和信号与光束的大小或直径之间唯一且明确的关系。另一方面，由于光束的大小或直径取决于发送器单元(光束从发送器单元朝向接收器单元传播)与接收器单元本身之间的距离，即取决于发送器单元的纵坐标，因此一方面中心信号与和信号与另一方面纵坐标之间唯一且明确的关系可能存在。对于后者，可以例如参考一个或多个上述现有技术文件，诸如WO 2014/097181 A1。可以通过分析考虑来确定预定关系，诸如通过假设高斯光束的线性组合，通过经验测量，诸如测量作为发送器单元的纵坐标的函数的组合信号和/或中心信号以及和信号或由其得出的次级信号或二者的测量。

因此，通常，评估装置可以被配置用于通过评估组合信号Q(诸如商信号)来确定纵坐标。该确定可以是一步过程，诸如通过直接组合中心信号与和信号并从其得出纵坐标，或者可以是多步过程，诸如，通过首先从中心信号与和信号中得出组合信号，并且其次，通过从组合信号中得出纵坐标。本发明应包括两个选项，即分开且独立的步骤的步骤c)和d)的选项，以及完全或部分地组合的步骤c)和d)的选项。

评估装置可以被配置用于使用组合信号和纵坐标之间的至少一个预定关系。预定关系可以是经验关系、半经验关系和分析得出的关系中的一种或多种。评估装置可以包括用于存储预定关系(诸如查找列表或查找表)的至少一个数据存储装置。

如上概述，光学传感器具体地可以是或可以包括光电检测器，优选地，无机光电检测器，更优选地，无机半导体光电检测器，最优选地，硅光电检测器。具体地，光学传感器在红外光谱范围内可能是敏感的。矩阵的所有光学传感器或矩阵的至少一组光学传感器具体地可以是相同的。可以为不同的光谱范围专门设置矩阵的相同光学传感器的组，或者就光谱灵敏度而言，所有光学传感器可以相同。此外，光学传感器可以在大小上和/或关于它们的电子或光电特性相同。

矩阵可以包括独立的光学传感器。因此，可以包括无机光电二极管的矩阵。然而，可替代地，可以使用可商购矩阵，诸如CCD检测器(诸如CCD检测器芯片)和/或CMOS检测器(诸如CMOS检测器芯片)中的一个或多个。

因此，通常，光学传感器可以形成传感器阵列或可以是传感器阵列的一部分，诸如上述矩阵。因此，作为示例，接收器单元可以包括具有m行和n列的光学传感器阵列，诸如矩形阵列，其中m、n独立地为正整数。优选地，给出多于一列且多于一行，即，n＞1，m＞1。因此，作为示例，n可以为2至16或更高，并且m可以为2至16或更高。优选地，行数与列数的比率接近于1。作为示例，n和m可以被选择为使得0.3≤m/n≤3，诸如通过选择m/n＝1:1、4:3、16:9或类似的值。作为示例，该阵列可以是具有相等数量的行和列的正方形阵列，诸如通过选择m＝2，n＝2、或m＝3，n＝3等。

如上面进一步概述的，具体地，矩阵可以是具有至少一行(优选地多行)以及多列的矩形矩阵。作为示例，行和列可以基本上垂直地取向，其中，关于术语“基本上垂直”，可以参考如上给出的定义。因此，作为示例，小于20°，特别是小于10°或甚至小于5°的公差是可以接受的。为了提供宽广的视野，矩阵特别地可以具有至少10行，优选地至少500行，更优选地至少1000行。类似地，矩阵可具有至少5列，优选地至少500列，更优选地至少1000列。矩阵可以包括至少50个光学传感器，优选地至少10000个光学传感器，更优选地至少500000个光学传感器。矩阵可以包括数百万像素范围内的多个像素。然而，其它实施例是可行的。因此，如上面概述的，在期望轴向旋转对称的设置中，矩阵的光学传感器的圆形布置或同心布置(也可以称为像素)可能是优选的。

如上面进一步概述的，优选地，传感器元件可以基本上垂直于接收器单元的光轴取向。关于术语“基本上垂直”，可以参考上面给出的定义和公差。光轴可以是直的光轴，或者可以弯曲或甚至分立，诸如通过使用一个或多个偏转元件和/或通过使用一个或多个分束器，其中在后一种情况下，基本上垂直的取向可以指在光学装置的相应分支或束路径中的局部光轴。

如上概述，通过评估中心信号与和信号，可以使接收器单元确定发送器单元的至少一个纵坐标，包括由评估装置确定的一个或多个横向坐标和/或旋转坐标。因此，作为示例，一个或多个横向传感器可以用于确定至少一个横向坐标。如上概述，至少一个光学传感器(从中产生中心信号)的位置可以提供有关发送器单元的至少一个横向坐标的信息，其中，作为示例，可以使用简单的透镜方程式进行光学转换并用于得出横向坐标。另外地或可替代地，可以使用一个或多个附加横向传感器，并且可以由接收器单元包括。各种横向传感器在本领域中通常是已知的，诸如WO 2014/097181 A1中公开的横向传感器和/或其它位置敏感装置(PSD)，诸如象限二极管、CCD或CMOS芯片等。另外地或可替代地，作为示例，接收器单元可以包括R.A.Street:Technology and Applications of Amorphous Silicon,Springer-Verlag Heidelberg,2010,pp.346-349(非晶硅技术和应用，施普林格出版社海德堡，2010年，第346-349页)中公开的一个或多个PSD。其它实施例是可行的。这些装置通常也可以实现在接收器单元中。作为示例，光束的一部分可以在接收器单元内通过至少一个分束元件分开。作为示例，分开部分可以被导向横向传感器(诸如CCD或CMOS芯片或相机传感器)，并且由分开部分在横向传感器上生成的光斑的横向位置可以被确定，从而确定至少一个横向坐标。评估装置可以适于组合纵坐标和横向坐标的信息并确定发送器单元在空间中的位置。

接收器单元可以被配置用于评估单个光束或多个光束。在多个光束从发送器单元传播到接收器单元的情况下，可以提供用于区分光束的部件。因此，光束可以具有不同的光谱特性，并且接收器单元可以包括用于区分不同光束的一个或多个波长选择元件。然后可以独立地评估每个光束。作为示例，波长选择元件可以是或可以包括一个或多个滤光器、一个或多个棱镜、一个或多个光栅、一个或多个二向色镜或其任意组合。此外，另外地或可替代地，为了区分两个或更多个光束，可以以特定的方式调制光束。因此，作为示例，可以对光束进行频率调制，并且可以对传感器信号进行解调，以便根据它们的解调频率来部分地区分源自不同光束的传感器信号。这些技术通常是高频电子领域的技术人员已知的。通常，评估装置可以被配置用于区分具有不同调制的不同光束。

照射源可适于生成和/或投影点云，使得在光学传感器(例如CMOS检测器)矩阵上生成多个照射区域。另外，光学传感器矩阵上可能存在干扰，诸如由于斑点和/或外来光和/或多次反射引起的干扰。评估装置可以适于确定至少一个关注区域，例如由光束照射的一个或多个像素，该像素用于确定纵坐标。例如，评估装置可以适于执行滤波方法，例如斑点分析和/或对象识别方法。

在实施例中，两个光学传感器可以被布置成使得光学传感器的几何中心与转移装置的光轴间隔开不同的空间偏移。评估装置可以被配置用于通过组合至少两个传感器信号来确定至少一个纵坐标z。在该实施例中，光学传感器可以被布置成使得光学传感器的光敏区域在其空间偏移和/或它们的表面区域方面不同。如从发送器单元可见，光学传感器的光敏区域可以重叠，或者可以不重叠，即可以彼此相邻放置而没有重叠。光敏区域可以彼此间隔开或者可以直接相邻。

接收器单元可以包括多于两个的光学传感器。在任何情况下，即在接收器单元正好包括两个光学传感器的情况下，以及在接收器单元包括多于两个的光学传感器的情况下，光学传感器可包括与光轴间隔开第一空间偏移的至少一个第一光学传感器，以及与光轴间隔开第二空间偏移的至少一个第二光学传感器，其中第一空间偏移和第二空间偏移不同。在提供另外的光学传感器的情况下，除了第一和第二光学传感器之外，这些附加光学传感器还可以满足条件，或者可替代地，可以与光学轴间隔开第一空间偏移、第二空间偏移、或不同的空间偏移。作为示例，第一和第二空间偏移可以相差至少1.2倍，更优选地至少1.5倍，更优选地至少2倍。只要满足上述条件，空间偏移也可以是零或可以取负值。

例如，光学传感器可以是分段二极管(segmented diode)的部分二极管，其中分段二极管的中心与转移装置的光轴偏心(off-center)。光学传感器可以是双单元(bi-cell)二极管或象限二极管中的部分二极管和/或包括至少一个CMOS传感器。如在此所使用的，术语“部分二极管”可以包括串联或并联连接的多个二极管。该示例相当简单，并且可以经济高效地实现。因此，作为示例，双单元二极管或象限二极管以低成本广泛地可商购，并且用于这些双单元二极管或象限二极管的驱动方案是众所周知的。如在此所使用的，术语“双单元二极管”通常是指在一个封装中具有两个部分二极管的二极管。双单元二极管和象限二极管可以具有两个或四个单独的光敏区域，特别是两个或四个有源区域。作为示例，双单元二极管可以各自形成具有二极管的全部功能的独立二极管。作为示例，双单元二极管中的每一个可以具有正方形或矩形的形状，并且两个二极管可以放置在一个平面中，使得两个部分二极管总共形成具有矩形形状的1×2或2×1矩阵。然而，在本发明中，如将在下面进一步详细概述的，提出了一种用于评估双单元二极管和象限二极管的传感器信号的新方案。然而，通常，光学传感器特别地可以是象限二极管的部分二极管，其中象限二极管的中心与转移装置的光轴偏心。如在此所使用的，术语“象限二极管”通常是指在一个封装中具有四个部分二极管的二极管。作为示例，四个部分二极管可各自形成具有二极管的全部功能的独立二极管。作为示例，四个部分二极管可以各自具有正方形或矩形的形状，并且四个部分二极管可以放置在一个平面中，使得四个部分二极管总共形成具有矩形或正方形形状的2×2矩阵。在另一示例中，四个部分二极管总共可以形成具有圆形或椭圆形的2×2矩阵。作为示例，部分二极管可以彼此相邻，并且彼此之间的间隔最小。作为示例，可以是双单元二极管的中心(其可以是双单元二极管的光学传感器的几何中心的交点)可以与光轴偏心至少0.01mm，更优选地至少0.1mm，更优选地至少1.0mm或甚至2.0mm。因此，作为另一示例，双单元二极管的中心的中心可以与光轴偏心为与光轴正交的光敏区域的最大范围的至少0.0001倍，优选地至少0.001倍，更优选地为与光轴正交的光敏区域的最大范围的至少0.005倍。

在使用具有2×2的部分二极管矩阵的象限二极管的情况下，象限二极管的中心具体地可以与接收器单元的转移装置的光轴偏心或偏移。因此，作为示例，象限二极管的中心(其可以是象限二极管的光学传感器的几何中心的交点)可以与光轴偏心至少0.01mm，更优选地至少0.1mm，更优选地至少1.0mm或甚至2.0mm。因此，作为另一示例，象限二极管的中心的中心可以与光轴偏心光敏区域的与光轴正交的最大范围的至少0.0001倍，优选地至少0.001倍，更优选地光敏区域的与光轴正交的最大范围的至少0.005倍。类似地，当使用具有多个光学传感器的其它类型的光学传感器设置时，光学传感器的整个中心可以从光轴偏移相同的距离。

通常，光学传感器的光敏区域可以具有任意的表面区域或大小。然而，优选地，特别是考虑到对传感器信号的简化评估，光学传感器的光敏区域基本上相等，诸如在小于10％，优选小于5％或甚至小于1％的公差内。特别是在典型的可商购象限二极管中就是这种情况。

具体地，评估装置可以被配置为使用传感器信号和/或从其得出的任何次级信号与纵坐标之间的至少一种已知的可确定的或预定的关系来确定发送器单元的至少一个纵坐标z。因此，评估装置可以被配置用于确定至少两个传感器信号中的(即，至少一个第一光学传感器的至少一个传感器信号和至少一个第二光学传感器的至少一个传感器信号中的)至少一个组合传感器信号。如在此通常使用的，术语“组合”通常可以指任意操作，其中两个或更多个分量(诸如信号)是被数学地合并以便形成至少一个合并的组合信号和/或被比较以便形成至少一个比较信号或比较结果中的一个或多个。作为示例，可以简单地将Q确定为Q＝s₁/s₂或Q＝s₂/s₁，其中s₁表示传感器信号中的第一信号，而s₂表示传感器信号中的第二信号。另外地或可替代地，可以将Q确定为Q＝j·s₁/k·s₂或Q＝k·s₂/j·s₁，其中j和k是实数，作为示例，该实数可以是预定的或可确定的。另外地或可替代地，可以将Q确定为Q＝(j·s₁+k·s₂)/(p·s₁+q·s₂)，其中j、k、p和q是实数，作为示例，该实数可以是预定的或可确定的。作为后者的简单示例，可以将Q确定为Q＝s₁/(s₁+s₂)，或者，作为进一步的示例，可以将Q确定为Q＝(s₁-s₂)/(s₁+s₂)。其它商信号是可行的。因此，作为示例，在提供多于两个的光学传感器的情况下，上述商形成可以发生在由这些光学传感器生成的两个传感器信号之间，或者可以发生在多于两个的传感器信号之间。因此，代替使用上面给出的公式中的传感器信号中的第一信号和传感器信号中的第二信号，可以将组合传感器信号用于商形成。

在典型设置中，使用诸如象限光电二极管的可商购象限二极管进行定位，即，用于调节和/或测量象限光电二极管平面中光斑的横向坐标。因此，作为示例，通过使用象限光电二极管进行激光束定位是众所周知的。然而，根据典型的偏好，象限光电二极管仅用于xy定位。根据该假设，象限光电二极管不适合测量距离。然而，关于接收器单元的光轴使用偏心象限光电二极管，上述发现以其它方式示出，如以下进一步的测量所示。因此，如上所指示，在象限光电二极管中，光斑的不对称性可以通过将象限二极管稍微偏轴地移动(诸如上述偏移)来测量。由此，诸如通过形成象限光电二极管的两个或更多个部分光电二极管(即象限)的两个或更多个传感器信号的组合信号Q，可以生成单调的z相关函数。其中，原则上测量仅需要两个光电二极管。其它两个二极管可用于噪声消除或获得更精确的测量。作为使用象限二极管或象限光电二极管的补充或替代，可以使用其它类型的光学传感器。因此，如将在下面进一步详细示出的，可以使用交错的光学传感器。

象限二极管的使用提供了胜于已知光学检测器的许多优点。因此，象限二极管与LED或有源目标结合用于许多应用中，并且以非常低的价格、具有诸如光谱灵敏度的各种光学特性并且以各种大小广泛地可商购。由于可以在接收器单元中实现商购产品，因此无需建立特定的制造过程。在使用象限二极管的情况下，也可以将象限二极管用于附加目的。因此，如光电子学和激光物理学领域中通常已知的，象限二极管也可以用于光斑的传统x-y测量。因此，作为示例，可以使用象限二极管的传统xy位置信息来调节透镜或接收器单元的位置，以优化用于距离测量的光斑位置。作为实际示例，光斑最初可以刚好位于象限二极管的中心，这通常不允许使用组合信号Q进行上述距离测量。因此，首先，传统象限光电二极管技术可用于使光斑在象限光电二极管上的位置偏心，使得例如使象限二极管上的光斑位置对于测量是最优的。因此，作为示例，光学传感器的不同偏心可以简单地是光学传感器相对于光轴运动的起点，使得光斑相对于光轴以及相对于光学传感器阵列的几何中心偏心。

因此，通常，光学传感器可以形成传感器阵列或可以是传感器阵列的一部分，诸如上述象限二极管。因此，作为示例，接收器单元可以包括具有m行和n列的光学传感器阵列，诸如矩形阵列，其中m、n独立地为正整数。优选地，给出多于一列且多于一行，即n＞1，m＞1。因此，作为示例，n可以为2至16或更高，并且m可以为2至16或更高。优选地，行数与列数的比率接近于1。作为示例，可以选择n和m，使得0.3≤m/n≤3，诸如通过选择m/n＝1:1、4:3、16:9或类似的值。作为示例，该阵列可以是具有相等行数和列数的正方形阵列，诸如通过选择m＝2，n＝2或m＝3，n＝3等。m＝2，n＝2是象限二极管或象限光学传感器的情况，由于实际原因，这是优选的情况之一，因为象限光电二极管是广泛可用的。

作为起点，阵列内的光学传感器的几何中心可以与光轴偏心(诸如上述偏移)。传感器阵列具体地可以相对于光轴(例如沿着梯度)可移动，优选地诸如通过例如在垂直于光轴的平面中移动传感器阵列而自动地移动，和/或通过移动光轴本身，例如以平行移位来移位光轴和/或倾斜光轴。因此，传感器阵列可以被移位以便调节由光束生成的光斑在传感器阵列的平面中的位置。另外地或可替代地，可以通过使用适当的元件，诸如通过使用一个或多个偏转元件和/或一个或多个透镜，来移位和/或倾斜光轴。作为示例，该运动可以通过使用一个或多个适当的致动器(诸如一个或多个压电致动器和/或一个或多个电磁致动器和/或一个或多个气动或机械致动器)来进行，其例如移动和/或移位阵列和/或移动和/或移位和/或倾斜束路径中的一个或多个光学元件以便移动光轴，诸如平行移位光轴和/或倾斜光轴。评估装置具体地可以被调节以控制例如在垂直于光轴的平面中传感器阵列对于光轴的相对位置。可以进行调节过程，因为评估装置被配置为，首先，通过使用传感器信号来确定光束在传感器阵列上生成的光斑的至少一个横向位置，并且其次，相对于光轴移动阵列，诸如通过移动阵列和/或光轴，例如通过在平面中对于光轴来移动阵列直到光斑偏心和/或通过倾斜透镜直到光斑偏心。如在此所使用的，横向位置可以是在垂直于光轴的平面(其也可以称为x-y平面)中的位置。为了测量横向坐标，作为示例，可以比较光学传感器的传感器信号。作为示例，在发现传感器信号相等的情况下，并且因此，在确定光斑相对于光学传感器对称地定位的情况下，诸如在象限二极管的中心，阵列的移位和/或透镜的倾斜可以发生，以便使阵列中的光斑偏心。因此，如上概述，诸如通过使象限光电二极管的中心与光轴偏心，阵列与光轴的偏心可以仅是起点，以便避免典型的情况，其中光斑位于光轴上并因此居中。通过使阵列相对于光轴偏心，因此，光斑应该偏心。在发现并非如此以至于光斑恰好位于阵列的中心并均匀照射所有光学传感器的情况下，阵列相对于光轴的上述移位可以优选自动发生，以便使阵列上的光斑偏心。由此，可靠的距离测量可以发生。

此外，上述组合信号Q的使用是用于距离测量的非常可靠的方法。另一方面，由于光束的大小或直径取决于发送器单元(光束从其朝向接收器单元传播)与接收器单元本身之间的距离，即取决于发送器单元的纵坐标，因此在第一和第二传感器信号与纵坐标之间可能存在唯一且明确的关系。对于后者，可以例如参考一个或多个上述现有技术文件(诸如WO 2014/097181 A1)。可以通过以下来确定预定关系，通过分析考虑(诸如通过假设高斯光束的线性组合)、通过经验测量(诸如测量第一和第二传感器信号或根据纵坐标得出的次级信号的测量)、或二者。

如上概述，具体地，可以使用象限光电二极管。作为示例，可以集成可商购的象限光电二极管，以便提供四个光学传感器，诸如可从Hamamatsu Photonics DeutschlandGmbH,D-82211 Herrsching am Ammersee,Germany获得的一个或多个象限光电二极管，诸如S4349型的象限Si PIN光电二极管，其在紫外光谱范围至近红外光谱范围敏感。在使用光学传感器阵列的情况下，该阵列可以是裸芯片或可以是封装的阵列，诸如封装在TO-5金属封装中。另外地或可替代地，可以使用表面安装的装置，诸如可从TT Electronics plc,Fourth Floor,St Andrews House,West Street Woking Surrey,GU21 6EB,England获得的TT Electronics OPR5911。应当注意，也可以使用其它光学传感器。

此外，应当注意，除了精确使用一个象限光电二极管的选项之外，还可以使用两个或更多个象限光电二极管。因此，作为示例，如上所述，第一象限光电二极管可以用于距离测量，提供两个或更多个光学传感器。可以例如在与第一象限光电二极管的束路径分离的第二部分束路径中使用另一个象限光电二极管，以进行横向位置测量，诸如用于使用至少一个横向坐标x和/或y。作为示例，第二象限光电二极管可以相对于光轴位于轴上。

此外，应注意，除了使用一个或多个象限光电二极管的选项之外，一个或多个象限光电二极管或其它光电二极管阵列也可以由彼此接近布置或组装的分离的光电二极管代替或模仿，该光电二极管优选地以对称形状，诸如矩形矩阵(诸如2×2矩阵)。然而，其它布置是可行的。在此类布置或组件中，光电二极管可被布置或组装在壳体或底座中，诸如所有光电二极管在单个壳体或底座中，或包括光电二极管的组在一个壳体或底座中，或每个光电二极管在单独的壳体或底座中。此外，光电二极管也可以直接组装在电路板上。在此类布置或组件中，可以将光电二极管布置成使得光电二极管的有源区域之间的间隔具有小于一厘米，优选地小于一毫米，更优选地尽可能小的不同值。此外，为了避免可能使测量劣化的光学反射、扭曲等，有源区域之间的空间可以是空的，或填充有材料，优选填充有吸光材料，诸如黑色聚合物，诸如黑硅、黑色聚甲醛等，更优选光学吸收且电绝缘的材料，诸如黑色陶瓷或绝缘的黑色聚合物，诸如黑硅等。此外，还可以通过在光电二极管之间添加不同的构建块(诸如塑料隔离物)来实现光电二极管间隔的不同值。其它实施例是可行的。采用有源区域之间的最小距离，通过诸如在2×2矩形矩阵中类似设置布置的单个二极管代替象限光电二极管，可以进一步最小化光学检测器的成本。此外，来自象限二极管的两个或更多个二极管可以并联或串联连接以形成单个光敏区域。

接收器单元另外可以包括至少一个角度相关光学元件，该角度相关光学元件适于使从发送器单元行进到接收器单元的光束具有取决于当撞击到角度相关光学元件上时光束的入射角的束轮廓。角度相关光学元件可以包括选自由包括以下项的组的至少一种光学元件：至少一根光纤，特别是至少一根多分支光纤，特别是至少一根双分支光纤；在垂直于接收器单元的光轴的至少一个平面中布置的至少一个透镜阵列，特别是至少一个微透镜阵列；至少一个光学干涉过滤器；至少一个非线性光学元件，特别是一个双折射光学元件；至少一个液晶过滤器；至少一个偏振过滤器。每个光学传感器可以被设计为响应于由与角度相关光学元件生成的光束对其相应的光敏区域的照射而生成至少一个传感器信号。评估装置可以被配置用于通过根据传感器信号评估组合信号Q来确定发送器单元的至少一个纵坐标z。

如在此所使用的，术语“角度相关光学元件”是指适于使由发送器单元生成的光束适于具有在撞击到角度相关光学元件上时取决于入射角的束轮廓的光学元件。特别地，角度相关光学元件可以适于影响和/或改变和/或调节入射光束的束轮廓。例如，角度相关光学元件可以具有角度相关透射特性、角度相关反射特性或角度相关吸收特性中的一种或多种。可以相对于角度相关光学元件的光轴测量入射角。

取决于角度相关光学元件的特性，撞击在角度相关光学元件的第一侧(例如表面和/或入口)上的电磁波可以被部分吸收和/或反射和/或透射。术语“吸收”是指角度相关光学元件对入射光束的功率和/或强度的降低。例如，入射光束的功率和/或强度可以由角度相关光学元件转换成热量或另一种类型的能量。如在此所使用的，术语“透射”是指在角度相关光学元件外部的相对于光轴的角度为90°及以上的半空间中可测量的电磁波的一部分。例如，透射可以是撞击在角度相关光学元件的第一侧上，穿透角度相关光学元件，并且在第二侧(例如相对侧和/或出口)留在角度相关光学元件的电磁波的其余部分。术语“反射”是指在角度相关光学元件外部的相对于光轴的角度小于90°的半空间中可测量的电磁波的一部分。例如，反射可以是由于与角度相关光学元件的相互作用而导致的入射光束的波前方向的变化。

撞击在角度相关光学元件上的电磁波的总功率可以由角度相关光学元件分配在至少三个分量中，即吸收分量、反射分量和透射分量。透射度可以被定义为通过撞击在角度相关光学元件上的电磁波的总功率归一化的透射分量的功率。吸收度可以定义为通过撞击在角度相关光学元件上的电磁波的总功率归一化的吸收分量的功率。反射度可以被定义为通过撞击在角度相关光学元件上的电磁波的总功率归一化的反射分量的功率。

如在此所使用的，“角度相关透射”是指如下事实，即，透射度取决于入射光束撞击在角度相关光学元件上的入射角。角度相关光学元件可以在传播方向中布置在至少一个转移装置之后。角度相关光学元件和转移装置可以被布置成使得光束在撞击在角度相关光学元件上之前穿过转移装置。角度相关光学元件可以布置成使得光束撞击在转移装置和转移装置的焦点之间的角度相关光学元件上。使用至少一个转移装置允许进一步增强纵坐标的测量的鲁棒性。转移装置可以例如包括至少一个准直透镜。角度相关光学元件可以被设计为与以较小角度撞击的光线相比减弱以较大角度撞击的光线。例如，对于平行于光轴的光线，即在0°处，透射度可以是最高的，并且对于较大的角度，透射度可以减小。特别地，在至少一个遮挡(cut-off)角处，透射度可以急剧下降到零。因此，具有大入射角的光线可以被遮挡。

如在此所使用的，术语“角度相关吸收”是指如下事实：吸收度取决于入射光束撞击在角度相关光学元件上的入射角。如在此所使用的，术语“角度相关吸收”是指如下事实：吸收度取决于入射光束撞击在角度相关光学元件上的入射角。例如，取决于入射角，可以减小从发送器单元传播到接收器单元的光束的光子能量和/或强度。如在此所使用的，术语“角度相关反射”是指如下事实：反射度取决于入射光束撞击在角度相关光学元件上的入射角。

例如，角度相关光学元件包括至少一根光纤。具体地，角度相关光学元件包括至少一根光学测量光纤。可以将光纤设计成使得对于平行于光纤(即0°的角度)的入射光线，透射度可以是最高的，而忽略了反射效应。光纤可以被设计为使得对于较大的角度，例如从1°到10°的角度，透射度可以平滑地降低到平行光线的透射度的大约80％，并且可以一直保持在该水平直到光纤的接受角。如在此所使用的，术语“接受角”可以指光纤内不可能进行全反射以使得光线被反射出光纤之外的角度。可以将光纤设计成在接受角处透射度可以急剧下降到零。具有大入射角的光线可能会被遮挡。

光纤可以适于在光纤的两端之间透射入射光束的未被吸收和/或反射的至少一部分。光纤可以具有长度，并且可以适于允许一定距离的透射。光纤可以包括选自包括以下项的组的至少一种材料：二氧化硅、铝硅酸盐玻璃、锗硅酸盐玻璃、氟锆酸盐、稀土掺杂的玻璃、氟化物玻璃、硫族化物玻璃、蓝宝石、掺杂的变体，特别是用于石英玻璃、磷酸盐玻璃、PMMA、聚苯乙烯、含氟聚合物，诸如聚(全氟丁烯乙烯基醚)等。光纤可以是单模或多模光纤。光纤可以是阶跃折射率光纤、偏振光纤、保偏光纤、塑料光纤等。该光纤可以包括至少一个光纤芯，该至少一个光纤芯被具有较低折射率的至少一个光纤包层包围作为光纤芯。光纤包层也可以是双包层或多包层。光纤包层可以包括所谓的外护套。光纤包层可以涂覆有所谓的缓冲层，该缓冲层适于保护光纤免受损坏和潮湿。缓冲层可包括至少一种UV固化的氨基甲酸酯丙烯酸酯复合物和/或至少一种聚酰亚胺材料。在一个实施例中，光纤芯的折射率可以高于光纤包层材料的折射率，并且光纤可以适于通过低于接受角的全内反射来引导入射光束。在一个实施例中，光纤可包括至少一根中空光纤，也称为光子带隙光纤。中空光纤可以适于基本上在所谓的中空区域内引导入射光束，其中由于传播到光纤包层材料中而损失了光束的一小部分。

光纤可以在光纤的端部包括一个或多个光纤连接器。光纤可包括诸如无芯端盖的端盖。光纤可以包括光纤耦合器、光纤布拉格光栅、光纤偏振器、光纤放大器、光纤耦合二极管激光器、光纤准直器、光纤接头、光纤拼接、光纤连接器、机械拼接、融合拼接等中的一个或多个。光纤可以包括聚合物涂层。

光纤可以包括至少两根或更多根光纤。光纤可以是至少一根多叉式光纤，特别是至少一根分叉光纤。例如，分叉光纤可以包括两根光纤，特别是至少一个第一光纤和至少一个第二光纤。第一光纤和第二光纤可以在分叉光纤的入口端处彼此靠近布置，并且可以在分叉光纤的出口端处分成以一定距离隔开的两个腿。第一光纤和第二光纤可以被设计为具有相同特性的光纤，或者可以是不同类型的光纤。第一光纤可适于生成至少一个第一透射光束，并且第二光纤可适于生成至少一个第二透射光束。分叉光纤可以被布置为使得入射光束可以以第一入射角撞击到第一光纤中并且以不同于第一角度的第二入射角撞击到第二光纤中，使得对于第一透射光束和第二透射光束，透射度不同。光学传感器中的一个光学传感器可以布置在第一光纤的出口端处，并且另一个光学传感器可以布置在第二光纤的出口端处。光纤可以包括多于两根的光纤，例如三、四个或更多的光纤。例如，多叉式可包括多根光纤，其中每根光纤可包括芯、包层、缓冲层、护套中的至少一种，并且一根或多根光纤可被另一护套(诸如聚合物软管)部分地或全部地捆束，以确保光纤诸如在光纤的一端彼此靠近。所有光纤可以具有相同的数值孔径。所有的光纤可以布置成使得从发送器单元传播到接收器单元的光束撞击在转移装置和转移装置的焦点之间的所有光纤上。光纤可以布置成使得从发送器单元传播到接收器单元的光束撞击到光纤上的沿光轴的位置对于所有光纤都是相同的。其它布置也是可能的。

接收器单元可以包括多根光纤，例如多根单光纤或多根多叉式光纤。例如，光纤可以布置成一束光纤。例如，接收器单元可以包括多根单光纤，例如具有相同特性的光纤。光纤(即，单光纤或多叉式光纤)可以布置成使得入射光束可以以不同的入射角撞击到每根光纤中，使得对于每根光纤，透射度是不同的。在每根光纤的出口端处可以布置至少一个光学传感器。可替代地，至少两根或更多根光纤可以使用相同的光学传感器。可以将光纤端部处的光学传感器布置为使得离开光纤朝向光学传感器的光束的亮度功率的至少80％，优选地至少90％，更优选地至少99％撞击在至少一个光学传感器上。在角度相关光学元件是光纤的情况下，角度相关光学元件和/或光学传感器相对于转移装置以优化组合信号Q的相关位置可以由从发射器单元行进到接收器单元的光束撞击在角度相关光学元件上的位置给出。特别地，可以优化从发送器单元行进到接收器单元的光束撞击在光纤上的的相对于转移装置的位置，以获得具有高动态范围的组合信号Q。此外，关于光学装置的优化，在角度相关光学元件是光纤的情况下，光束撞击在光纤上的位置与在角度相关光学元件不是光纤(诸如干涉过滤器)的情况下光束撞击在光学传感器上的位置对应。

在另一方面，本发明公开了一种通过使用包括发送器单元和接收器单元的至少一个装置对至少一个区域进行光学监视的方法。该装置可以是根据本发明的装置，诸如根据涉及如上面公开的或如下面进一步详细公开的用于光学监视的装置的一个或多个实施例。仍然可以使用其它类型的装置。该方法包括以下方法步骤，其中该方法步骤可以以给定顺序执行或可以以不同顺序执行。此外，可以存在未列出的一个或多个附加方法步骤。此外，可以重复地执行一个、一个以上或甚至所有方法步骤。

该方法包括以下步骤：

-提供具有至少一个照射源的发送器单元，其中，照射源被设计为生成至少一个光束，每个光束具有束轮廓，其中，每个光束被指定用于传播到接收器单元，从而穿越至少一个监视区域；

-提供具有至少一个转移装置、至少两个光学传感器和评估装置的接收器单元，其中，转移装置具有响应于从照射源传播到至少两个光学传感器的至少一个入射光束的至少一个焦距，其中，转移装置具有光轴，其中，转移装置构成坐标系，其中，纵坐标l是沿光轴的坐标，以及其中，d是距光轴的空间偏移，其中，每个光学传感器具有至少一个光敏区域，其中，每个光学传感器被设计为响应于由光束对其相应光敏区域的照射而生成至少一个传感器信号，其中，光学传感器中的两个光学传感器被布置为使得两个光学传感器的光敏区域在以下的至少一项上不同：它们的纵坐标、它们的空间偏移、或它们的表面区域；

-生成至少一个光束，用于采用从发送器单元传播到接收器单元的光束来照射接收器单元的至少两个光学传感器的每一个光敏区域，从而穿越至少一个监视区域，其中，每一个光敏区域从而生成至少一个传感器信号；以及

-评估传感器信号，从而通过监视以下至少一个来生成输出：首先通过评估传感器信号，监视至少一个光束在穿越至少一个监视区域时的束轮廓的变化，以及进一步地，监视发送器单元的位置的至少一个分量的变化，其中，通过评估来自传感器信号的组合信号Q来相对于转移装置的坐标系确定该分量。

该方法可以进一步包括基于该输出发起至少一个动作，其中该至少一个动作是从以下至少一种中选择的：提供至少一个信息，生成至少一个警告，引起至少一个指令，改变输出信号。对于细节、选项和定义，可以参考如上所述的装置。

在本发明的另一方面，提出了根据本发明涉及装置的用途，为了使用，例如根据以上给出的或以下进一步详细给出的一个或多个实施例，该用途选自包括以下项的组：监视位于监视区域中的至少一个设备；区分与位于监视区域中的至少一个设备有关的故意操纵和非故意操纵；指示安全功能的故障。

关于根据本发明的装置的进一步用途，参考WO 2018/091649 A1、WO 2018/091638A1和WO 2018/091640，其内容通过引用被包括在内。

总体而言，在本发明的上下文中，以下实施例被认为是优选的：

实施例1：一种用于光学监视至少一个区域的装置，所述装置包括发送器单元和接收器单元，

其中，所述发送器单元具有至少一个照射源，其中，所述照射源被设计为生成具有束轮廓的至少一个光束，其中，每个光束被指定用于传播到所述接收器单元，从而穿越至少一个监视区域；

其中，所述接收器单元包括

-至少一个转移装置，其中，所述转移装置具有响应于从所述照射源传播到至少两个光学传感器的至少一个入射光束的至少一个焦距，其中，所述转移装置具有光轴，其中，所述转移装置构成坐标系，其中，纵坐标l是沿所述光轴的坐标，并且其中，d是距所述光轴的空间偏移，

-所述至少两个光学传感器，其中，每个光学传感器具有至少一个光敏区域，其中，每个光学传感器被设计为响应于由所述光束对其相应的光敏区域的照射而生成至少一个传感器信号，其中，所述光学传感器中的两个光学传感器被布置为使得所述两个光学传感器的光敏区域在以下至少一项上不同：它们的纵坐标、它们的空间偏移、或它们的表面区域；以及

-至少一个评估装置，其中，所述评估装置被配置用于通过监视以下至少一个来生成输出：首先通过评估所述传感器信号，监视所述至少一个光束在穿越所述至少一个监视区域时的所述束轮廓的变化，以及进一步地，监视所述发送器单元位置的至少一个分量的变化，其中，通过评估来自所述传感器信号的组合信号Q来相对于所述转移装置的所述坐标系确定所述分量。

实施例2：根据前述实施例所述的装置，其中，所述评估装置还被配置用于基于所述输出来发起至少一个动作，其中，所述至少一个动作选自以下中的至少一项：提供至少一个信息，生成至少一个警告，引起至少一个指令，改变输出信号。

实施例3：根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述评估装置还被配置用于将所述信息分配给事件时间，并且用于将所述信息与所述事件时间的组合存储在信息日志中。

实施例4：根据前述两项实施例中任一项所述的装置，其中，所述警告包括视觉警告信号、听觉警告信号或触觉警告信号。

实施例5：根据前述三项实施例中任一项所述的装置，其中，所述指令包括发起对至少一个设备的关闭。

实施例6：根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述发送器单元还包括至少一个调制源，所述调制源被配置为以如下方式生成调制模式：所述调制源撞击所述照射源以生成承载所述调制模式的至少一个光束。

实施例7：根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述调制模式选自包括以下项的组：伪随机调制模式，Aiken码，BCD码，Gillham码，Stibitz码，独热码，以及格雷码。

实施例8：根据前述两项实施例中的任一项所述的装置，其中，所述调制图案选自包括以下项的组：矩形脉冲图案，50:50矩形图案，正弦图案，周期性脉冲图案。

实施例9：根据前述两项实施例中任一项所述的装置，其中，所述发送器单元包括至少两个照射源，其中，每个所述照射源被设计用于被单独的调制模式调制，两个照射源的单独的调制模式相对于彼此不同。

实施例10：根据前述三项实施例中任一项所述的装置，其中，所述发送器单元包括用于每个照射源的单独调制源，或者其中，所述发送器单元还包括多路复用器，所述多路复用器被指定用于切换单个调制源对至少两个所述照射源的单独撞击。

实施例11：根据前述两项实施例中任一项所述的装置，其中，所述评估装置被指定用于将单独的调制模式分配给单独的照射源。

实施例12：根据前述实施例中任一项所述的装置，还包括在所述发送器单元和所述接收器单元之间的连接，其中，所述连接被设计用于在所述发送器单元和所述接收器单元之间提供同步。

实施例13：根据前述实施例中任一项所述的装置，还包括至少一个反射目标，所述反射目标被设计为被从所述至少一个照射源传播到所述至少两个光学传感器的所述至少一个光束撞击。

实施例14：根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，两个所述光学传感器被布置为：

-具有第一光敏区域的至少一个第一光学传感器，其中，所述第一光学传感器被配置为响应于从所述发送器单元传播到所述接收器单元的所述光束对所述第一光敏区域的照射而生成至少一个第一传感器信号；以及

-具有第二光敏区域的至少一个第二光学传感器，其中，所述第二光学传感器被配置为响应于所述光束对所述第二光敏区域的照射而生成至少一个第二传感器信号，其中，所述第一光敏区域小于所述第二光敏区域；

其中，所述评估装置被配置用于通过评估所述第一传感器信号和所述第二传感器信号来生成所述输出。

实施例15：根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述评估装置还被设计用于通过监视所述第一传感器信号或所述第二传感器信号的变化来生成所述至少一个输出。

实施例16：根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述发送器单元和所述接收器单元相对于彼此布置，以使得至少一个所述光学传感器的传感器信号是最高的传感器信号。

实施例17：根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述评估装置还被设计用于通过使用针对由所述照射源生成的所述至少一个光束的至少一个参考束轮廓和针对所述发送器单元的所述位置的所述至少一个分量的至少一个参考分量来生成所述输出。

实施例18：根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述至少一个参考束轮廓和所述至少一个参考分量在教导阶段期间被存储。

实施例19：一种用于通过使用包括发送器单元和接收器单元的至少一个装置光学监视至少一个区域的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供具有至少一个照射源的发送器单元，其中，所述照射源被设计为生成至少一个光束，每个光束具有束轮廓，其中，每个光束被指定用于传播到所述接收器单元，从而穿越所述至少一个监视区域；

-提供具有至少一个转移装置、至少两个光学传感器和评估装置的接收器单元，其中，所述转移装置具有响应于从所述照射源传播到至少两个光学传感器的至少一个入射光束的至少一个焦距，其中，所述转移装置具有光轴，其中，所述转移装置构成坐标系，其中，纵坐标l是沿所述光轴的坐标，并且其中，d是距所述光轴的空间偏移，其中，每个光学传感器具有至少一个光敏区域，其中，每个光学传感器被设计为响应于所述光束对其相应的光敏区域的照射而生成至少一个传感器信号，其中，两个所述光学传感器被布置为使得所述两个光学传感器的光敏区域在以下至少一项上不同：它们的纵坐标、它们的空间偏移、或它们的表面区域；

-生成所述至少一个光束以用于用从所述发送器单元传播到所述接收器单元的所述光束来照射所述接收器单元的所述至少两个光学传感器的光敏区域中的每个光敏区域，从而穿越至少一个监视区域，其中，所述光敏区域中的每一个光敏区域生成至少一个传感器信号；以及

-评估传感器信号，从而通过监视以下至少一个来生成输出：首先通过评估所述传感器信号来监视所述至少一个光束在穿越所述至少一个监视区域时的所述束轮廓的变化，以及进一步地，监视所述发送器单元的位置的至少一个分量的变化，其中，通过评估来自所述传感器信号的组合信号Q来相对于所述转移装置的所述坐标系确定所述分量。

实施例20：根据前述实施例所述的方法，还包括：基于所述输出来发起至少一个动作，其中，所述至少一个动作选自以下中的至少一项：提供至少一个信息，生成至少一个警告，引起至少一个指令，改变输出信号。

实施例21：根据前述任一项涉及装置的实施例所述的装置的用途，为了使用，所述用途选自包括以下项的组：监视位于监视区域中的至少一个设备；区分与位于所述监视区域中的所述至少一个设备有关的故意操纵和非故意操纵；指示安全功能的故障。

附图说明

通过结合从属权利要求的以下优选示例性实施例的描述，本发明的其它可选细节和特征是显而易见的。在该上下文中，可以以隔离的方式或与其它特征组合地实现特定特征。本发明不限于示例性实施例。在附图中示意性地示出了示例性实施例。在各个附图中，相同的附图标记指代相同的元件或具有相同功能的元件，或者关于其功能彼此对应的元件。

具体地，在附图中：

图1示出根据本发明的用于光学监视的装置的第一示例性实施例；

图2示出装置的第二示例性实施例；以及

图3示出装置的第三示例性实施例。

具体实施方式

图1示出用于光学监视至少一个区域112的装置110的第一示例性实施例。在图1的实施例中，装置110可以被设计为光障，特别是单向光障。装置110包括发送器单元114和接收器单元116。发送器单元114包括至少一个照射源118。照射源118可以是或可以包括至少一个光源120。光源120可以是或可以包括至少一个多束光源。例如，光源可以包括至少一个激光源和一个或多个衍射光学元件(DOE)。照射源118被设计为生成具有束轮廓的至少一个光束122。每个光束122被指定用于传播到接收器单元116，从而穿越至少一个监视区域(atleast area for surveillance)124。装置110可以被配置为使得光束122沿着装置110的光轴126从发送器单元114朝向接收器单元116传播。

装置110可以包括在发送器单元114和接收器单元116之间的连接128。该连接可以被设计用于在发送器单元144和接收器单元116之间提供同步。发送器单元114和接收器单元116之间的同步可以是有线绑定的和/或可以使用至少一个光同步路径来实现。优选地，连接可以是无线连接，使得不需要有线绑定连接。连接128可以另外被配置用于技术和/或安全功能。

具体地，照射源118可以包括至少一个激光器和/或激光源。可以采用各种类型的激光器，诸如半导体激光器。另外地或可替代地，可以使用非激光光源，诸如LED和/或灯泡。照射源118可以适于生成和/或投影点云，例如照射源128可以包括以下中的一个或多个：至少一个数字光处理投影仪、至少一个LCoS投影仪、至少一个空间光调制器；至少一个衍射光学元件；至少一个发光二极管阵列；至少一个激光光源阵列。照射源118可以包括人造照射源，特别是至少一个激光源和/或至少一个白炽灯和/或至少一个半导体光源，例如，至少一个发光二极管，特别是有机发光二极管和/或无机发光二极管。作为示例，由照射源118发出的光可以具有300nm至1000nm，特别是500nm至1000nm的波长。另外地或可替代地，可以使用红外光谱范围内，诸如在780nm至3.0μm的范围内的光。具体地，可以使用在近红外区域中其中硅光电二极管可具体适用于700nm至1000nm的范围内的部分中的光。由于它们通常定义的束轮廓和其它可操作性，特别优选使用至少一个激光源作为照射源。照射源118可以集成到用于光学监视的装置110的壳体中。

穿越监视区域124的光束122可能不太准直，例如光束可能会随着距照射源118的距离而略微扩展，这允许促进光障的设置。发送器单元114可以包括至少一个转移装置130，该转移装置130被配置用于准直由光源122生成的光束。

发送器单元114可进一步包括至少一个调制源132，也表示为调制装置。调制源132可以被配置为以调制源132撞击照射源118以生成承载调制模式的至少一个光束的方式来生成调制模式。调制模式可以选自包括以下项的组：伪随机调制模式、Aiken码、BCD码、Gillham码、Stibitz码、独热码和格雷码。调制模式可以选自包括以下项的组：矩形脉冲模式、50:50矩形模式、正弦模式、周期性脉冲模式。与在DE 10 2016 122 364 A1中描述的光电传感器相比，发送器单元可以使用更复杂的调制模式来编码光源。这可以允许接收器单元116检测由发送器单元114发送的光束122。

接收器单元116包括至少一个转移装置134。转移装置134具有响应于从照射源118传播到至少两个光学传感器138的至少一个入射光束122的至少一个焦距。转移装置134具有光轴136。转移装置134构成坐标系，其中，纵坐标l是沿光轴136的坐标，并且d是距光轴136的空间偏移。

接收器单元116包括至少两个光学传感器138。每个光学传感器138具有至少一个光敏区域140。每个光学传感器138被设计为响应于由光束122对其相应的光敏区域140的照射而生成至少一个传感器信号。如图1中所示，光敏区域140可以朝向发送器单元114取向，特别是对于单向光障。光学传感器138被布置为使得光学传感器138的光敏区域140在以下中的至少一项上不同：它们的纵坐标、它们的空间偏移或它们的表面区域。每个光敏区域140可以具有几何中心。

光学传感器138可以在紫外、可见或红外光谱范围中的一个或多个中敏感。具体地，光学传感器138在从500nm至780nm，最优选地在650nm至750nm或在690nm至700nm的可见光谱范围内可以是敏感的。具体地，光学传感器138在近红外区域中可以是敏感的。具体地，光学传感器138在近红外区域的其中硅光电二极管特别适用于700nm至1000nm范围内的部分中可以是敏感的。具体地，光学传感器138在红外光谱范围内，具体地在780nm至3.0微米的范围内可以是敏感的。例如，光学传感器138各自独立地可以是或可以包括从包括以下项中选择的至少一种元件：光电二极管、光电管、光电导体、光电晶体管或其任何组合。例如，光学传感器138可以是或可以包括从包括以下项中选择的至少一种元件：CCD传感器元件、CMOS传感器元件、光电二极管、光电管、光电导体、光电晶体管或其任何组合。可以使用任何其它类型的光敏元件。如将在下面进一步详细概述的，光敏元件通常可以完全或部分地由无机材料制成和/或可以完全或部分地由有机材料制成。最常见的是，如将在下面更详细概述的，可以使用一个或多个光电二极管，诸如可商购的光电二极管，例如无机半导体光电二极管。具体地，光敏元件可以是或可以包括从包括以下项中选择的至少一种元件：光电二极管、光电管、光电导体、光电晶体管或其任何组合。可以使用任何其它类型的光敏元件。

光学传感器138具体地可以是半导体传感器，优选为无机半导体传感器，更优选为光电二极管，以及最优选为硅光电二极管。因此，本发明可以简单地通过使用可商购的无机光电二极管(即一个小光电二极管和一个大面积光电二极管)来实现。因此，可以以便宜且廉价的方式实现本发明的设置。具体地，光学传感器138可以是或可以包括无机光电二极管，其在红外光谱范围内敏感，优选在780nm至3.0微米的范围内，和/或在可见光谱范围内敏感，优选在380nm至780nm的范围内敏感。具体地，光学传感器138在近红外区域的其中硅光电二极管特别适用于700nm至1000nm范围内的部分中可以是敏感的。可以用于光学的红外光学传感器可以是可商购的红外光学传感器，诸如可从德国莱茵河畔路德维希港(D-67056)的trinamiX GmbH以商标名称Hertzstueck^TM商购的红外光学传感器。因此，作为示例，光学传感器138可以包括本征光伏类型的至少一个光学传感器，更优选地，选自包括以下项的组的至少一个半导体光电二极管：Ge光电二极管、InGaAs光电二极管、扩展型InGaAs光电二极管、InAs光电二极管、InSb光电二极管、HgCdTe光电二极管。另外地或可替代地，光学传感器可以包括非本征光伏类型的至少一种光学传感器，更优选地，选自包括以下项的组的至少一种半导体光电二极管：Ge:Au光电二极管、Ge:Hg光电二极管、Ge:Cu光电二极管、Ge:Zn光电二极管、Si:Ga光电二极管、Si:s光电二极管。另外地或可替代地，光学传感器可以包括至少一个光电导传感器，诸如PbS或PbSe传感器、辐射热计，优选地选自包括以下项的组的辐射热计：VO辐射热计和非晶Si辐射热计。光学传感器138可以是不透明的、透明的或半透明的。然而，为了简单起见，可以使用对于光束不透明的不透明传感器，因为这些不透明传感器通常可广泛地商购。光学传感器138具体地可以是具有单个光敏区域140的均匀传感器。因此，光学传感器138具体地可以是非像素化光学传感器。替代地，光学传感器138中的一个或两个可以是像素化传感器。

接收器单元116可以包括可以如下布置的两个光学传感器138

-具有第一光敏区域144的至少一个第一光学传感器142，其中，第一光学传感器142被配置为响应于从发送器单元114传播到接收器单元116的光束122对第一光敏区域144的照射而生成至少一个第一传感器信号；以及

-具有第二光敏区域148的至少一个第二光学传感器146，其中，第二光学传感器146被配置为响应于由光束122对第二光敏区域148的照射而生成至少一个第二传感器信号，其中，第一光敏区域144小于第二光敏区域148。

例如，第一光敏区域144的表面区域可以小于第二光敏区域148的表面区域，诸如至少0.9倍，例如至少0.7倍、或甚至至少0.5倍。作为示例，第一光敏区域144和第二光敏区域148二者均可以具有正方形或矩形的形状，其中第一光敏区域的正方形或矩形的边长小于第二光敏区域的正方形或矩形的对应边长。可替代地，作为示例，第一光敏区域144和第二光敏区域148二者可以具有圆形的形状，其中第一光敏区域144的直径小于第二光敏区域148的直径。同样，可替代地，作为示例，第一光敏区域可以具有第一等效直径，而第二光敏区域可以具有第二等效直径，其中第一等效直径小于第二等效直径。

例如，光学传感器138可以是分段二极管的部分二极管，其中分段二极管的中心与光轴136偏心。光学传感器138可以是双单元二极管或象限二极管中的部分二极管和/或包括至少一个CMOS传感器。双单元二极管或象限二极管以低成本广泛地可商购，并且用于这些双单元二极管或象限二极管的驱动方案是众所周知的。双单元二极管和象限二极管可以具有两个或四个单独的光敏区域140，特别是两个或四个有源区域。作为示例，双单元二极管可以各自形成具有二极管的全部功能的独立二极管。作为示例，双单元二极管中的每一个可以具有正方形或矩形的形状，并且两个二极管可以放置在一个平面中，使得两个部分二极管总共形成具有矩形形状的1×2或2×1矩阵。然而，通常，光学传感器138特别地可以是象限二极管中的部分二极管，其中象限二极管的中心与转移装置的光轴偏心。作为示例，在象限二极管中，四个部分二极管可以各自形成具有二极管的全部功能的独立二极管。作为示例，四个部分二极管可以各自具有正方形或矩形形状，并且四个部分二极管可以放置在一个平面中，使得四个部分二极管总共形成具有矩形或正方形形状的2×2矩阵。在另一示例中，四个部分二极管总共可以形成具有圆形或椭圆形的2×2矩阵。作为示例，部分二极管可以彼此相邻，并且彼此之间的间隔最小。作为示例，双单元二极管的中心(其可以是双单元二极管的光学传感器的几何中心的交点)可以与光轴偏心至少0.01mm，更优选地至少0.1mm，更优选地至少1.0mm或甚至2.0mm。因此，作为另一示例，双单元二极管的中心的中心可以与光轴偏心为与光轴正交的光敏区域的最大范围的至少0.0001倍，优选地至少0.001倍，更优选地为与光轴正交的光敏区域的最大范围的至少0.005倍。

在使用具有2×2的部分二极管矩阵的象限二极管的情况下，象限二极管的中心具体地可以与接收器单元的转移装置的光轴偏心或偏移。因此，作为示例，象限二极管的中心(其可以是象限二极管的光学传感器的几何中心的交点)可以与光轴偏心至少0.1mm，更优选地至少0.5mm，更优选地至少1.0mm或甚至2.0mm。因此，作为另一示例，象限二极管的中心的中心可以与光轴偏心为与光轴正交的光敏区域的最大范围的至少0.0001倍，优选地至少0.001倍，更优选地为与光轴正交的光敏区域的最大范围的至少0.005倍。类似地，当使用具有多个光学传感器138的其它类型的光学传感器设置时，光学传感器138的整个中心可以与光轴偏移相同的距离。通常，光学传感器138的光敏区域140可以具有任意的表面区域或大小。然而，优选地，特别是考虑到对传感器信号的简化评估，光学传感器的光敏区域基本上相等，诸如在小于10％，优选小于5％或甚至小于1％的公差内。特别是在典型的可商购象限二极管中就是这种情况。作为示例，可以集成可商购的象限光电二极管，以提供四个光学传感器138，诸如可从Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH,D-82211Herrsching amAmmersee,Germany获得的一个或多个象限光电二极管，诸如S4349型的象限Si PIN光电二极管，其在紫外光谱范围至近红外光谱范围敏感。在使用光学传感器阵列的情况下，该阵列可以是裸芯片或可以是封装的阵列，诸如封装在TO-5金属封装中。另外地或可替代地，可以使用表面安装的装置，诸如可从TT Electronics plc,Fourth Floor,St Andrews House,West Street Woking Surrey,GU21 6EB,England获得的TT Electronics OPR5911。应当注意，也可以使用其它光学传感器。

例如，接收器单元可以包括具有光学传感器138的矩阵的至少一个传感器元件，光学传感器138每个具有光敏区域。每个光学传感器138可以被配置为响应于由从发送器单元114传播到接收器单元116的光束122对光敏区域140的照射而生成至少一个传感器信号。矩阵可以是或可以包括具有一个或多个行和一个或多个列的矩形矩阵。具体地，行和列可以以矩形方式布置。然而，应当概述，其它布置也是可行的，诸如非矩形布置。作为示例，圆形布置也是可行的，其中元件围绕中心点布置成同心圆或椭圆形。例如，矩阵可以是单行的像素。其它布置是可行的。矩阵的光学传感器138具体地可以在大小、灵敏度和其它光学、电气和机械特性中的一个或多个上相等。具体地，矩阵的所有光学传感器的光敏区域140可以位于公共平面中，该公共平面优选地面向发送器单元，使得从发送器单元114传播到接收器单元116的光束可以在公共平面上生成光斑。如上概述，光学传感器具体地可以是或可以包括光电检测器，优选地，无机光电检测器，更优选地，无机半导体光电检测器，最优选地，硅光电检测器。具体地，光学传感器在红外光谱范围内可能是敏感的。矩阵的所有光学传感器138或矩阵的至少一组光学传感器138具体地可以是相同的。可以为不同的光谱范围专门提供矩阵的相同光学传感器138的组，或者就光谱灵敏度而言，所有光学传感器可以相同。此外，光学传感器138在大小和/或关于其电子或光电特性方面可以相同。该矩阵可以包括独立的光学传感器138。因此，可以包括无机光电二极管的矩阵。然而，可替代地，可以使用可商购的矩阵，诸如CCD检测器(诸如CCD检测器芯片)和/或CMOS检测器(诸如CMOS检测器芯片)中的一个或多个。因此，通常，光学传感器138可以形成传感器阵列或可以是传感器阵列的一部分，诸如上述矩阵。因此，作为示例，接收器单元116可以包括具有m行和n列的光学传感器138的阵列，诸如矩形阵列，其中m、n独立地为正整数。优选地，给出多于一列且多于一行，即，n＞1，m＞1。因此，作为示例，n可以为2至16或更高，并且m可以为2至16或更高。优选地，行数与列数的比率接近于1。作为示例，n和m可以被选择为使得0.3≤m/n≤3，诸如通过选择m/n＝1:1、4:3、16:9或类似的值。作为示例，阵列可以是具有相等数量的行和列的正方形阵列，诸如通过选择m＝2，n＝2、或m＝3，n＝3等。具体地，矩阵可以是具有至少一行(优选地多行)以及多列的矩形矩阵。作为示例，行和列可以基本上垂直地取向，因此，作为示例，小于20°，特别是小于10°或甚至小于5°的公差是可以接受的。为了提供宽广的视野，矩阵特别地可以具有至少10行，优选地至少50行，更优选地至少100行。类似地，矩阵可具有至少10列，优选地至少50列，更优选地至少100列。矩阵可以包括至少50个光学传感器138，优选地至少100个光学传感器138，更优选地至少500个光学传感器138。矩阵可以包括数百万像素范围内的多个像素。然而，其它实施例是可行的。。

接收器单元114包括至少一个评估装置150。评估装置150被配置用于通过监视以下至少一个来生成输出：首先通过评估传感器信号，监视至少一个光束122在穿越至少一个监视区域124时的束轮廓的变化，以及进一步地，监视发送器单元116的位置的至少一个分量的变化，其中，通过评估来自传感器信号的组合信号Q来相对于转移装置134的坐标系确定该分量。

评估装置150可以被配置用于基于例如在WO 2018/091649 A1、WO 2018/091638A1和WO 2018/091640中描述的距离与光子比率(DPR)技术来生成输出，其内容通过引用被包括在内。DPR技术允许进行距离测量，诸如确定发送器单元的纵坐标。另外，DPR技术还允许在光束122穿越监视区域124(诸如光束的部分覆盖)时识别光束122的几何变化。组合信号Q可以通过组合传感器信号来生成，特别是通过划分传感器信号，划分传感器信号的倍数、或划分传感器信号的线性组合中的一个或多个。特别地，组合信号可以是商信号。可以通过使用各种手段来确定组合信号Q。作为示例，用于得出组合信号的软件方式、用于得出组合信号的硬件方式或二者可以被使用并且可以实现在评估装置中。因此，作为示例，评估装置150可以包括至少一个除法器152，其中除法器被配置用于得出组合信号。除法器152可以全部或部分地体现为软件除法器或硬件除法器中的一个或二者。

评估装置可以被配置用于通过划分传感器信号，划分传感器信号的倍数，划分传感器信号的线性组合中的一项或多项来得出组合信号Q。评估装置可以被配置用于使用组合信号Q和纵坐标之间的至少一个预定关系来确定纵坐标。发送器单元的至少一个纵坐标的确定可以由至少一个评估装置执行。因此，作为示例，该关系可以在软件和/或硬件中实现，诸如通过实现一个或多个查找表。因此，作为示例，评估装置可以包括一个或多个可编程装置，诸如一台或多台计算机、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)，它们被配置为执行上述评估，以便确定发送器单元的至少一个纵坐标。然而，另外地或可替代地，评估装置也可以全部或部分地由硬件来体现。

例如，评估装置150可以被配置用于通过以下方式得出组合信号Q：

其中，x和y是横向坐标，A1和A2是光束122的束轮廓在光学传感器138的位置处的面积，并且E(x，y，z_o)表示发送器单元的距离z_o处的束轮廓。面积A1和面积A2可能不同。特别地，A1和A2不全等。因此，A1和A2在形状或内容中的一项或多项中可以不同。束轮廓可以是光束122的横截面。束轮廓可以选自包括以下项的组：梯形束轮廓；三角束轮廓；圆锥形束轮廓和高斯束轮廓的线性组合。每个传感器信号可以包括光束的束轮廓的至少一个区域的至少一个信息。光敏区域140可以被布置为使得第一传感器信号包括束轮廓的第一区域的信息，而第二传感器信号包括束轮廓的第二区域的信息。束轮廓的第一区域和束轮廓的第二区域可以是相邻或重叠区域中的一个或二者。束轮廓的第一区域和束轮廓的第二区域在面积上可以不全等。

评估装置150可以被配置为确定和/或选择束轮廓的第一区域和束轮廓的第二区域。束轮廓的第一区域可以基本上包括束轮廓的边缘信息，并且束轮廓的第二区域可以基本上包括束轮廓的中心信息。束轮廓可以具有中心，即束轮廓的最大值和/或束轮廓的平台的中心点和/或光斑的几何中心，以及从中心延伸的下降边缘。第二区域可以包括横截面的内部区域，而第一区域可以包括横截面的外部区域。优选地，中心信息具有小于10％，更优选地小于5％的边缘信息的比例，最优选地，中心信息不包括边缘内容。边缘信息可以包括特别来自中心和边缘区域的整个束轮廓的信息。边缘信息可具有小于10％，优选地小于5％的中心信息的比例，更优选地，边缘信息不包括中心内容。如果束轮廓的至少一个区域靠近或围绕中心并且基本上包括中心信息，则束轮廓的至少一个区域可以被确定和/或选择为束轮廓的第二区域。如果束轮廓的至少一个区域包括横截面的下降边缘的至少一部分，则束轮廓的至少一个区域可以被确定和/或选择为束轮廓的第一区域。例如，可以将横截面的整个区域确定为第一区域。束轮廓的第一区域可以是区域A2，并且束轮廓的第二区域可以是区域A1。

边缘信息可以包括与束轮廓的第一区域中的多个光子有关的信息，而中心信息可以包括与束轮廓的第二区域中的多个光子有关的信息。评估装置150可以适于确定束轮廓的面积积分。评估装置150可以适于通过对第一区域进行积分和/或求和来确定边缘信息。评估装置150可以适于通过对第二区域进行积分和/或求和来确定中心信息。例如，束轮廓可以是梯形束轮廓，并且评估装置可以适于确定梯形的积分。此外，当可以假定梯形束轮廓时，边缘和中心信号的确定可以用等效评估来代替，该等效评估利用梯形束轮廓的特性，诸如确定边缘的倾斜和位置以及中心平台的高度，以及通过几何考虑得出边缘和中心信号。

另外地或可替代地，评估装置150可以适于根据光斑的至少一个切片或切口确定中心信息或边缘信息中的一个或二者。例如，这可以通过用沿着切片或切口的线积分代替组合信号Q中的面积积分来实现。为了提高准确性，可以使用通过光斑的若干切片或切口并求平均。在椭圆形斑点轮廓的情况下，对多个切片或切口求平均可导致改善的距离信息。

评估装置150可以被配置为通过以下中的一项或多项来得出组合信号Q：划分边缘信息和中心信息，划分边缘信息和中心信息的倍数，划分边缘信息和中心信息的线性组合。因此，基本上，光子比率可以用作该方法的物理基础。评估装置150可以被配置用于通过评估组合信号Q来确定纵坐标。评估装置150可以被配置用于使用组合信号Q和纵坐标之间的至少一个预定关系。预定关系可以是经验关系、半经验关系和分析得出的关系中的一种或多种。评估装置150可以包括用于存储预定关系(诸如查找列表或查找表)的至少一个数据存储装置。

组合信号Q可以用于确定诸如故意和/或非故意操纵的操纵。操纵可以是指对装置110的任意故意和/或非故意干预，从而导致光束122的一种特性的变化，诸如束路径的长度和/或方向的变化。从发送器单元114到接收器单元116的束路径可能会由于光学系统的变化而导致变化，诸如由于水、划痕、引入附加反射元件、污垢，或甚至是光障组件的错误布置的一种或多种而导致的变化。具体地，此类变化可导致发送器单元114的x、y或z位置、束轮廓、组合信号Q和光学传感器138的传感器信号中的一个或多个的变化。通过监视组合信号Q，具体是组合信号Q的变化，光束路径的长度的变化可以是可检测的。组合信号Q可以用于确定发送器单元的z位置。由于组合信号Q取决于光束122的束轮廓，因此可以将组合信号Q用于确定束轮廓的变化。评估装置150可以被配置为通过确定和评估组合信号Q(例如在WO2018/091649 A1、WO 2018/091638 A1和WO 2018/091640 A1中所述)来确定束路径的长度的变化。评估装置150可以被配置用于监视组合信号Q并用于确定组合信号Q的变化。评估装置可以被配置用于基于所确定的变化来确定操纵。例如，评估装置可以适于通过评估组合信号Q来确定发送器单元的纵坐标。在例如通过引入附加反射元件而改变发送器单元的z位置的情况下，组合信号Q的评估将导致与参考纵坐标不同的纵坐标。评估装置150可以被配置用于比较参考纵坐标和测量的纵坐标。评估装置150可以被配置用于在参考纵坐标和测量的纵坐标不同的情况下指示操纵，其中可以容忍在公差范围内的差。操纵进一步可导致撞击在相应光学传感器上的光束的x和/或y位置的变化，并且从而导致相应光学传感器138的光敏区域140的覆盖(诸如部分覆盖)的变化。组合信号Q可以用于检测光束的这些几何变化。具体地，评估装置150可以被配置为用于通过检测光束122的几何变化，诸如通过同时监视光斑的重心的位置和光斑的总强度，来确定发送器单元的至少一个横向坐标x和/或y的变化，而在重心位置改变的情况下，至少一个横向坐标x和/或y可能发生变化，而光斑的总强度不变。监视几个参数的组合(诸如监视z位置与监视x和/或y位置相结合)可以允许增强光障的可靠性。输出可以是关于所监视的参数(诸如当穿越至少一个区域时光束的束轮廓)和/或发送器单元的位置的至少一个分量的变化的任意指示。输出可以是和/或可以包括至少一个输出信号。输出可以包括指示是否存在变化的至少一个二进制信号。该输出可以包括关于变化(诸如差异量)、哪个参数被改变、哪个参数被监视等的至少一个信息。

评估装置150可以进一步被设计用于通过监视光学传感器138的传感器信号的变化来生成至少一个输出。评估装置150可以被设计用于通过使用针对由照射源118生成的至少一个光束122的至少一个参考束轮廓和针对发送器单元114的位置的至少一个分量的至少一个参考分量来生成输出。从包括参考束轮廓、位置的参考分量、参考传感器信号、参考组合信号Q的组中选择的一个或多个参考参数可以是预定的和/或预定义的。可以在教导阶段期间，存储至少一个参考束轮廓和/或发送器单元114的位置的至少一个参考分量和/或参考传感器信号和/或参考组合信号Q。评估装置150可以包括至少一个存储单元，在该存储单元中，参考束轮廓、位置的参考分量、参考传感器信号、参考组合信号Q中的一个或多个可以存储在诸如表格或查找表中。

评估装置150可以被配置为将监视的参数与相应的参考参数进行比较。可以通过使用至少一种数学运算(诸如分别从确定的值或轮廓减去相应的参考值或轮廓，反之亦然)来确定变化。评估装置150可以被配置为确定参考参数与监视的参数之间的差是否超过至少一个阈值，并且在该差超过阈值的情况下指示变化。可以将操纵定义为x、y或z位置、组合信号Q和光学传感器138的传感器信号中的一个或多个的变化，特别地，如果该变化涉及一个光学传感器138，而其余传感器信号保持不变。

诸如束轮廓、组合信号Q、传感器信号、位置的至少一个分量的若干监视参数的组合可以允许提供对操纵具有增强的可靠性的光障。具体地，光障可以更可靠地抵抗来自诸如金属板或表面的高反射环境的反射。来自束轮廓或x-y位置的信息可用于安全监视功能。作为示例，束轮廓的变化也可指示光学系统上的污垢，这可能导致安全功能的故障。此外，还可以通过监视束轮廓来检测可能导致系统故障的废气、蒸汽或颗粒物排放。监视诸如发送器单元114的纵坐标的z位置还可以允许识别出光应该传播的距离的缩短。这可指示光学系统中的变化，诸如由于水、刮擦、操纵或污垢引起的变化，或者可指示光障的错误重新组装。

评估装置150可以被配置用于基于输出来发起至少一个动作，其中该至少一个动作选自以下中的至少一项：提供至少一个信息(诸如安全功能)，生成至少一个警告，引起至少一个指令，改变输出信号。具体地，评估装置基于输出来致动至少一个安全功能。该信息可以是警告、安全关闭、紧急警告、违规信息等。评估装置150可以被配置用于将信息分配给事件时间并且用于将信息与事件时间的组合存储在信息日志中。该警告可以包括视觉、听觉或触觉警告信号。该指令可以包括发起至少一个设备(诸如机器)的关闭。评估装置150可以被配置为，并非所监视的参数之一的每个变化都可以导致关闭和/或警告，和/或但是在每种情况下输出信号的变化都可以导致关于变化的起源的信息，诸如改变的参数。

评估装置150可以包括至少一个安全单元154，该安全单元154包括至少一个电敏保护设备(ESPE)156。ESPE可以包括多个元件，该元件被配置用于保护性脱扣和/或存在感测目的(诸如感测功能)和/或控制或监视功能。具体地，ESPE可以包括至少一个输出信号切换装置(OSSD)158。OSSD 158可以连接到设备的机器控制系统。在评估装置已致动安全功能的情况下，特别是已经发起了如上所述的动作，则机器控制系统通过进入安全状态(诸如OFF状态)进行响应。该设备可以包括如下中的一个或多个：至少一个电动机器主控制元件(MPCE)，其被配置用于控制设备的正常操作；至少一个机器辅助控制元件(MSCE)，其是被配置用于从危险部件的原动机移除电源的另一机器控制元件；至少一个最终切换装置(FSD)；至少一个辅助切换装置(SSD)；常闭(NC)触点和常开(NO)触点。可以响应于来自OSSD 158的指示来配置FSD，以中断将机器控制系统连接到机器主控制系统的电路。在该情况下，可以将SSD配置为通过进入OFF状态并发起其它机器控制动作(诸如使MSCE断电)来执行备用功能。

使用DPR技术可能是有利的，因为可以使用比例如FiP传感器快得多并且具有更大带宽的普通且廉价的Si传感器，诸如双单元二极管或象限二极管。另外的Si传感器可更加均质并且完全独立于强度，而在FiP装置中，同质性要求可能使制造成本高昂，而FiP商的强度独立性则需要附加技术投入。对于使用DPR技术的传感器的可能实施例，参考WO 2018/091649 A1、WO 2018/091638 A1和WO 2018/091640 A1，其内容通过引用包括在内。

图2示出装置110的实施例，其中装置110被设计为反射光障。在该实施例中，发送器单元114和光学传感器138的光敏区域140可以朝向反射目标159取向。因此，反射目标159、发送器单元114和接收器单元116可以被布置为使得光束122从发送器单元114传播到反射目标159，并且使得光束被反射目标159反射到接收器单元116。关于发送器单元114和接收器单元116的实施例和设计，参考上面图1的描述。

图3示出装置110的实施例，其中装置110被设计为光幕。装置110可以包括多个发送器单元114和/或接收器单元116。关于发送器单元114和接收器单元116的实施例和设计，参考上面的图1的描述。接收器单元116可以被配置为同时或不同时检测已经穿越多于一个的发送器单元114的监视区域124的光束122。为了确保安全操作，接收器单元116可以被配置为监视光束122和/或束轮廓和/或每个发送器单元114的x位置、y位置、z位置中的至少一个的存在，并在发生变化时发送出信息。在多个接收器单元114的情况下，每个接收器单元114可以包括单独的评估装置150和/或接收器单元114可以包括中央评估装置160，该中央评估装置160可以被配置为使用例如多路复用方案来评估每个接收器单元的传感器信号。

发送器单元114各自可以包括至少一个照射源118。每个照射源118可以被设计用于由单独的调制模式来调制，该单独的调制模式可以相对于彼此不同。发送器单元114各自可以包括用于每个照射源118的单独调制源132，或者其中发送器单元114进一步包括包括多路复用器的中央调制装置162，该多路复用器被指定用于切换单个调制源照射源进行单独撞击。评估装置150，特别是中央评估装置160，被指定将单独的调制模式分配给单独的照射源118。

参考编号列表

110 用于光学监视的装置

112 区域

114 发送器单元

116 接收器单元

118 照射源

120 光源

122 光束

124 监视区域

126 光轴

128 连接

130 转移装置

132 调制源

134 转移装置

136 光轴

138 光学传感器

140 光敏区域

142 第一光学传感器

144 第一光敏区域

146 第二光学传感器

148 第二光敏区域

150 评估装置

152 除法器

156 ESPE

158 OSSD

159 反射目标

160 中央评估装置

162 中央调制装置

Claims (20)

1.一种用于光学监视至少一个区域(112)的装置(110)，所述装置(110)包括发送器单元(114)和接收器单元(116)，

其中，所述发送器单元(114)具有至少一个照射源(118)，其中，所述照射源(118)被设计为生成具有束轮廓的至少一个光束(122)，其中，每个光束(122)被指定用于传播到所述接收器单元(116)，从而穿越至少一个监视区域(124)；

其中，所述接收器单元(116)包括

-至少一个转移装置(134)，其中，所述转移装置(134)具有响应于从所述照射源(118)传播到至少两个光学传感器(138)的至少一个入射光束(122)的至少一个焦距，其中，所述转移装置(134)具有光轴(136)，其中，所述转移装置(134)构成坐标系，其中，纵坐标l是沿所述光轴的坐标，并且其中，d是距所述光轴(136)的空间偏移，

-所述至少两个光学传感器(138)，其中，所述至少两个光学传感器(138)中的每个光学传感器具有至少一个光敏区域(140)，其中，每个光学传感器(138)被设计为响应于由所述光束(122)对其相应的光敏区域(140)的照射而生成至少一个传感器信号，其中，所述光学传感器(138)中的两个光学传感器被布置为使得所述两个光学传感器(138)的光敏区域(140)在以下至少一项上不同：它们的纵坐标、它们的空间偏移、或它们的表面区域；以及

-至少一个评估装置(150)，其中，所述评估装置(150)被配置用于通过监视以下至少一个来生成输出：首先通过评估所述传感器信号，监视所述至少一个光束(122)在穿越所述至少一个监视区域(124)时的所述束轮廓的变化，以及进一步地，监视所述发送器单元(114)的位置的至少一个分量的变化，其中，通过评估来自所述传感器信号的组合信号Q来相对于所述转移装置(134)的所述坐标系确定所述分量。

2.根据前述权利要求所述的装置(110)，其中，所述评估装置(150)还被配置用于基于所述输出来发起至少一个动作，其中，所述至少一个动作选自以下中的至少一项：提供至少一个信息，生成至少一个警告，引起至少一个指令，改变输出信号。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述评估装置(150)还被配置用于将所述信息分配给事件时间，并且用于将所述信息与所述事件时间的组合存储在信息日志中。

4.根据前述两项权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述警告包括视觉警告信号、听觉警告信号或触觉警告信号。

5.根据前述三项权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述指令包括发起对至少一个设备的关闭。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述发送器单元(114)还包括至少一个调制源(132)，所述调制源(132)被配置为以如下方式生成调制模式：所述调制源(132)撞击所述照射源(118)以生成承载所述调制模式的至少一个光束(122)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述调制模式选自包括以下项的组：伪随机调制模式，Aiken码，BCD码，Gillham码，Stibitz码，独热码，以及格雷码。

8.根据前述两项权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述发送器单元(114)包括至少两个照射源(118)，其中，每个所述照射源(118)被设计用于被单独的调制模式调制，两个照射源(118)的单独的调制模式相对于彼此不同。

9.根据前述三项权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述发送器单元(114)包括用于每个照射源(118)的单独调制源(132)，或者其中，所述发送器单元(114)还包括多路复用器，所述多路复用器被指定用于切换单个调制源(132)对至少两个所述照射源(118)的单独撞击。

10.根据前述两项权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述评估装置(150)被指定用于将单独的调制模式分配给单独的照射源(118)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，还包括在所述发送器单元(114)和所述接收器单元(116)之间的连接(128)，其中，所述连接(128)被设计用于在所述发送器单元(114)和所述接收器单元(116)之间提供同步。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，还包括至少一个反射目标(159)，所述反射目标(159)被设计为被从所述至少一个照射源(118)传播到所述至少两个光学传感器(138)的所述至少一个光束(122)撞击。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，两个所述光学传感器(138)被布置为：

-具有第一光敏区域(144)的至少一个第一光学传感器(142)，其中，所述第一光学传感器(142)被配置为响应于从所述发送器单元(114)传播到所述接收器单元(116)的所述光束(122)对所述第一光敏区域(144)的照射而生成至少一个第一传感器信号；以及

-具有第二光敏区域(148)的至少一个第二光学传感器(146)，其中，所述第二光学传感器(146)被配置为响应于所述光束(122)对所述第二光敏区域(148)的照射而生成至少一个第二传感器信号，其中，所述第一光敏区域(144)小于所述第二光敏区域(148)；

其中，所述评估装置(150)被配置用于通过评估所述第一传感器信号和所述第二传感器信号来生成所述输出。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述评估装置(150)还被设计用于通过监视所述第一传感器信号或所述第二传感器信号的变化来生成所述至少一个输出。

15.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述发送器单元(114)和所述接收器单元(116)相对于彼此布置，以使得至少一个所述光学传感器的传感器信号是最高的传感器信号。

16.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述评估装置(150)还被设计用于通过使用针对由所述照射源(118)生成的所述至少一个光束的至少一个参考束轮廓和针对所述发送器单元(114)的所述位置的所述至少一个分量的至少一个参考分量来生成所述输出。

17.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其中，所述至少一个参考束轮廓和所述至少一个参考分量在教导阶段期间被存储。

18.一种用于通过使用包括发送器单元(114)和接收器单元(116)的至少一个装置光学监视至少一个区域的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供具有至少一个照射源(118)的发送器单元(114)，其中，所述照射源(118)被设计为生成至少一个光束(122)，每个光束(122)具有束轮廓，其中，每个光束(122)被指定用于传播到所述接收器单元(116)，从而穿越所述至少一个监视区域(124)；

-提供具有至少一个转移装置(134)、至少两个光学传感器(138)和评估装置(150)的接收器单元(116)，其中，所述转移装置(134)具有响应于从所述照射源(118)传播到至少两个光学传感器(138)的至少一个入射光束(122)的至少一个焦距，其中，所述转移装置(134)具有光轴(136)，其中，所述转移装置(134)构成坐标系，其中，纵坐标l是沿所述光轴(136)的坐标，并且其中，d是距所述光轴(136)的空间偏移，其中，每个光学传感器(138)具有至少一个光敏区域(140)，其中，每个光学传感器(138)被设计为响应于所述光束(122)对其相应的光敏区域(140)的照射而生成至少一个传感器信号，其中，两个所述光学传感器(138)被布置为使得所述两个光学传感器(138)的光敏区域(140)在以下至少一项上不同：它们的纵坐标、它们的空间偏移、或它们的表面区域；

-生成所述至少一个光束(122)以用于用从所述发送器单元(114)传播到所述接收器单元(116)的所述光束(122)来照射所述接收器单元(116)的所述至少两个光学传感器(138)的光敏区域(140)中的每个光敏区域，从而穿越至少一个监视区域(124)，其中，所述光敏区域(140)中的每一个光敏区域生成至少一个传感器信号；以及

-评估传感器信号，从而通过监视以下至少一个来生成输出：首先通过评估所述传感器信号来监视所述至少一个光束(122)在穿越所述至少一个监视区域(124)时的所述束轮廓的变化，以及进一步地，监视所述发送器单元(114)的位置的至少一个分量的变化，其中，通过评估来自所述传感器信号的组合信号Q来相对于所述转移装置(134)的所述坐标系确定所述分量。

19.根据前述权利要求所述的方法，还包括：基于所述输出来发起至少一个动作，其中，所述至少一个动作选自以下中的至少一项：提供至少一个信息，生成至少一个警告，引起至少一个指令，改变输出信号。

20.根据前述任一项涉及装置的权利要求所述的装置(110)的用途，为了使用，所述用途选自包括以下项的组：监视位于监视区域中的至少一个设备；区分与位于所述监视区域中的所述至少一个设备有关的故意操纵和非故意操纵；指示安全功能的故障。

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