DE10041182C2 - Optoelektronische Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich.

Eine derartige optoelektronische Vorrichtung ist aus der DE 42 19 260 C2 be­ kannt. Die optoelektronische Vorrichtung weist zur Ortung von Objekten in einem Überwachungsbereich einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einen als ortsauflösenden Detektor ausgebildeten Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger auf, welche in einem gemeinsamen Gehäuse integ­ riert sind. Die Sendelichtstrahlen werden über eine Ablenkeinheit abgelenkt und so periodisch innerhalb eines Überwachungsbereichs geführt.

Außerhalb des Überwachungsbereichs ist im Innern des Gehäuses ein Testob­ jekt angeordnet. Die vom Testobjekt als Empfangslichtstrahlen zum Empfänger zurückreflektierten Sendelichtstrahlen werden in einer Auswerteeinheit zur Funktionsüberprüfung der optoelektronischen Vorrichtung hinsichtlich ihrer Amplitude ausgewertet.

Damit ist beispielsweise überprüfbar, ob der Sender oder der Empfänger funk­ tionsfähig sind. Auch können aufgrund von Alterungen oder Verschmutzungen von Bauteilen hervorgerufene Störungen mit der Testmessung gegen das Test­ objekt erfasst werden.

Jedoch gibt die Testmessung gegen das Testobjekt keinen Aufschluss darüber, ob die Distanzmessung zur Ortung der Objekte im Überwachungsbereich feh­ lerfrei erfolgt.

Aus der Druckschrift Manhart, S. et al.: "Self-calibrating low power laser ran­ gefinder for space applications", In: SPIE Vol. 663 Laser Radar Technology and Applications, 1986, Seiten 115 bis 121 ist eine optoelektronische Vorrich­ tung zur Erfassung von Objekten in einem räumlich ausgedehnten Bereich be­ kannt. Diese Vorrichtung umfasst einen Sendelichtstrahlen emittierenden Sen­ der und einen Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger aufweisenden Distanzsensor, sowie eine Ablenkeinheit. Mittels der Ablenkeinheit werden die Sendelichtstrahlen innerhalb des räumlich ausgedehnten Bereichs geführt.

Der Sender emittiert Sendelichtstrahlen in Form einer Folge von Sendelichtpul­ sen mit einer vorgegebenen Pulsfrequenz.

Als Referenzobjekte sind Fasern vorgesehen, in welche Sendelichtpulse als Referenz-Sendelichtpulse eingekoppelt und über unterschiedliche Längen ge­ führt werden. Anschließend werden die Referenz-Sendelichtpulse teilweise als Referenz-Empfangslichtpulse zum Empfänger geleitet.

Zur Durchführung einer Referenzmessung werden die Laufzeiten der Referenz- Empfangslichtpulse bestimmt.

Die DE 36 30 401 C1 betrifft einen optischen Entfernungsmesser mit einem Lichtsender, der einen Messlichtimpuls emittiert, einem Lichtempfänger, der das am Objekt reflektierte Licht empfängt, einer optischen Referenzstrecke und einer Auswerteeinheit.

Die Referenzstrecke weist ein Mehrfach-Reflexionselement auf, das den über die Referenzstrecke geführten Teil des Messlichtstrahles derart mehrfach re­ flektiert, dass der Empfänger eine Mehrzahl von um eine Laufzeit durch das Mehrfach-Reflexionselement verzögerten Referenzimpulsen detektiert. In der Auswerteeinheit wird die Entfernung des Objekts aus der Lage des am Objekt reflektierten Lichtimpulses zwischen zwei mehrfach reflektierten Referenzim­ pulsen bestimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine optoelektronische Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass deren Funktionsfähigkeit möglichst genau und umfassend überprüfbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung dient zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich und weist einen Distanzsensor mit einem Sendelichtimpulse emittierenden Sender und einem Empfangslichtim­ pulse empfangenden Empfänger auf. Mittels einer Ablenkeinheit werden die Sendelichtstrahlen innerhalb des Überwachungsbereichs geführt. Die Ablenk­ einheit weist wenigstens einen rotierenden Umlenkspiegel auf, über welchen die Sendelichtimpulse und von einem Objekt reflektierte Empfangslichtimpulse geführt sind. Die innerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs Δα über den Umlenkspiegel geführten Sendelichtimpulse überstreichen den Überwachungs­ bereich.

In einer außerhalb des Winkelbereichs Δα liegenden Referenzposition werden die am Umlenkspiegel reflektierten Sendelichtimpulse als Referenz- Sendelichtimpulse in eine ein Referenzobjekt bildende Lichtleitfaser eingekop­ pelt.

Die in der Lichtleitfaser geführten Referenz-Sende-Lichtimpulse werden zu­ mindest teilweise als Referenz-Empfangslichtimpulse zum Empfänger geführt. Zur Durchführung einer Referenzmessung werden die Laufzeiten der Referenz- Empfangslichtimpulse bestimmt.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführten Distanzmessungen zur Bestimmung der Positionen von Objekten oder Personen im Überwa­ chungsbereich sind durch eine Referenzmessung zu überprüfbar, die ebenfalls als Distanzmessung erfolgt. Dabei erfolgt die Referenzmessung erfindungsge­ mäß mittels eines Referenzobjektes, welches in einer Referenzposition außer­ halb des den Überwachungsbereich bildenden Winkelbereichs Δα liegt, wel­ cher von den Sendelichtimpulsen überstrichen wird.

Insbesondere bei dem Einsatz einer derartigen optoelektronischen Vorrichtung im Bereich der Sicherheitstechnik und des Personenschutzes ist der Überwa­ chungsbereich durch eine vorgegebene Maximaldistanz begrenzt, wobei die Maximaldistanz typischerweise von der Reflektivität der zu erfassenden Ob­ jekte abhängt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Länge der Lichtleitfaser so di­ mensioniert, dass die Laufzeit eines in der Lichtleitfaser geführten Referenz- Sendelichtimpulses, der am Ende der Lichtleitfaser als Referenz- Empfangslichtimpuls zurück zum Empfänger reflektiert wird, gerade der Ma­ ximaldistanz entspricht.

Zudem sind vorteilhaft über die Länge der Lichtleitfaser verteilte Reflexions­ stellen vorgesehen, an welchen jeweils ein Teil eines Referenz- Sendelichtimpulses als weiterer Referenz-Empfangslichtimpuls zurück zum Empfänger reflektiert wird.

Durch die Bestimmung der Distanzen aus den Laufzeiten der einzelnen Refe­ renz-Empfangslichtimpulse kann damit die mit der optoelektronischen Vor­ richtung durchgeführte Distanzmessung über den gesamten Überwachungsbe­ reich genau überprüft werden.

Zudem kann eine zusätzliche Überprüfung der Amplituden der Referenz- Empfangslichtimpulse erfolgen, wodurch insbesondere Alterungseffekte oder Ausfälle einzelner Bauteile der Vorrichtung überprüft werden. Desweiteren können Nichtlinearitäten und Nullpunktsfehler von Bauelementen auf diese Weise erfasst und kompensiert werden. Schließlich können zur Korrektur von Messfehlern anhand der Referenzmessungen Korrekturtabellen für die gemes­ senen Distanzen erstellt werden.

Vorteilhafterweise werden dabei die bei der Referenzmessung ermittelten Dis­ tanzwerte und Amplitudenwerte jeweils mit abgespeicherten Sollwerten vergli­ chen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Lichtleitfaser und/oder wenigstens eine weitere Lichtleitfaser zur Kontrolle der Verschmutzung eines im Gehäuse integrierten Austrittsfensters verwendet wer­ den, wodurch der Umfang der Testmessungen weiter erhöht wird.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Längsschnitt durch die erfindungsgemäße optoelektronische Vor­ richtung.

Fig. 2 Querschnitt durch die optoelektronische Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Fig. 3 Längsschnitt durch das Austrittsfenster der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 mit einer Anordnung zur Verschmutzungskontrolle.

Fig. 4 Projektion des Austrittsfensters gemäß Fig. 3 in eine Ebene mit der Anordnung zur Verschmutzungskontrolle.

In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfin­ dungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung 1 zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich dargestellt. Als Objekte im Überwachungsbe­ reich werden neben Gegenständen insbesondere auch in den Überwachungsbe­ reich eindringende Personen erfasst.

Die optoelektronische Vorrichtung 1 weist einen nach dem Impulslaufzeitver­ fahren arbeitenden Distanzsensor mit einem Sendelichtimpulse 2 emittierenden Sender 3 und einem Empfangslichtimpulse 4 empfangenden Empfänger 5 auf. Der Sender 3 ist beispielsweise von einer Laserdiode gebildet. Als Empfänger 5 ist eine Fotodiode oder dergleichen vorgesehen.

Dem Sender 3 ist zur Strahlformung der Sendelichtimpulse 2 eine Sendeoptik 6 nachgeordnet. Zur Fokussierung der Empfangslichtimpulse 4 auf den Empfän­ ger 5 ist diesem eine Empfangsoptik 7 vorgeordnet. Der Sender 3 und der Emp­ fänger 5 sind an eine nicht dargestellte Auswerteeinheit angeschlossen, die von einem Mikroprozessor oder dergleichen gebildet ist.

Zur Bestimmung der Distanzen von Objekten im Überwachungsbereich wird die Laufzeit der auf ein Objekt geführten und als Empfangslichtimpulse 4 zu­ rück zum Empfänger 5 reflektierten Sendelichtimpulse 2 bestimmt. Aus den Laufzeiten werden in der Auswerteeinheit die entsprechenden Distanzwerte berechnet.

Die Sendelichtimpulse 2 und die von einem Objekt zurück zur optoelektroni­ schen Vorrichtung 1 reflektierten Empfangslichtimpulse 4 sind über eine Ab­ lenkeinheit 8 geführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Sende­ lichtimpulse 2 über einen stationären Spiegel 9 auf die Ablenkeinheit 8 geführt. Die Ablenkeinheit 8 besteht im vorliegenden Beispiel aus einem Umlenkspie­ gel 10, der auf einem um eine in vertikaler Richtung verlaufende Drehachse D drehbaren Sockel 11 aufsitzt. Der Sockel 11 wird mittels eines nicht darge­ stellten Motors in eine Drehbewegung mit konstanter Drehzahl versetzt.

Sowohl die vom Sender 3 emittierten Sendelichtimpulse 2 als auch die von einem Objekt reflektierten Empfangslichtimpulse 4 sind über den Umlenkspie­ gel 10 geführt. Prinzipiell kann die Ablenkeinheit 8 auch mehrere Umlenkspie­ gel 10 aufweisen, wobei insbesondere die Sendelichtimpulse 2 und Empfangs­ lichtimpulse 4 über separate Umlenkspiegel 10 geführt sein können.

Die optoelektronische Vorrichtung 1 ist in einem Gehäuse 12 integriert, wel­ ches an seiner Frontseite ein Austrittsfenster 13 aufweist, durch welches die Sendelichtimpulse 2 in den Überwachungsbereich geführt sind und durch wel­ ches die Empfangslichtimpulse 4 zurück zur optoelektronischen Vorrichtung 1 geführt sind.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, verläuft das Austrittsfenster 13 in Umfangsrich­ tung des Gehäuses 12 längs eines Kreisbogens und erstreckt sich über einen Winkelbereich von Δα = 180°. Die an der Ablenkeinheit 8 abgelenkten Sende­ lichtimpulse 2 sind periodisch innerhalb des vollen Winkelbereichs von 360° geführt. Dabei sind die Sendelichtimpulse 2 innerhalb des Winkelbereichs Δα zwischen 0° und 180° durch das Austrittsfenster 13 in den in einer horizontalen Ebene liegenden Überwachungsbereich geführt. Innerhalb des Winkelbereichs zwischen 180° und 360° sind die Sendelichtimpulse 2 dagegen im Innern des Gehäuses 12 geführt.

Der von den Sendelichtimpulse 2 überstrichene Überwachungsbereich ist zu großen Distanzen hin durch eine vorgegebene Maximaldistanz begrenzt. Insbe­ sondere bei einem Einsatz der optoelektronischen Vorrichtung 1 im Bereich der Sicherheitstechnik und des Personenschutzes ist diese Maximaldistanz durch die mit dem Distanzsensor erzielbare Messgenauigkeit vorgegeben. Im Bereich sicherheitstechnischer Anwendungen ist diese Maximaldistanz üblicherweise durch die Distanz definiert, bei welcher die Distanz eines Objekts mit einer einen sehr geringen Remissionsgrad aufweisenden Oberfläche, beispielsweise einer Oberfläche aus schwarzem Cordsamt mit einem Remissionsgrad von et­ wa 1,8%, mit einer vorgegebenen Genauigkeit noch bestimmt werden kann.

Für einen Einsatz der optoelektronischen Vorrichtung 1 im Bereich des Perso­ nenschutzes kann die Hard- und Software der Auswerteeinheit redundant auf­ gebaut sein, um die Auswertung der Messergebnisse des Distanzsensors über­ prüfbar zu gestalten.

Zudem werden die einzelnen Komponenten der optoelektronischen Vorrich­ tung 1, insbesondere die Komponenten des Distanzsensors, durch Referenz­ messungen zyklisch überprüft.

Erfindungsgemäß ist bei der optoelektronischen Vorrichtung 1 eine Referenz­ messung vorgesehen, durch welche die Distanzmessung innerhalb des gesam­ ten Überwachungsbereichs überprüfbar ist.

Zur Durchführung der Referenzmessung ist eine Lichtleitfaser 14 mit einer vorgeordneten Optik 15 vorgesehen. Die Lichtleitfaser 14 und die Optik 15 sind im Innern des Gehäuses 12, jedoch außerhalb des Überwachungsbereichs so angeordnet, dass in einer eine Referenzposition bildenden vorgegebenen Winkelposition der Ablenkeinheit 8, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt, die an der Ablenkeinheit 8 reflektierten Sendelichtimpulse 2 über die Optik 15 in eine Lichteintrittsfläche der Lichtleitfaser 14 als Referenz-Sendelichtimpulse eingekoppelt werden. Diese Referenz-Sendelichtimpulse verlaufen in der Lichtleitfaser 14, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer Spule ausgebildet ist. Die am anderen Ende der Spule austretenden Referenz- Sendelichtimpulse werden an einem Reflektor 16 reflektiert und verlaufen in der Lichtleitfaser 14 zurück bis sie an der Lichteintrittsfläche ausgekoppelt werden und über die Optik 15 auf die Ablenkeinheit 8 geführt werden. Von dort werden die Referenz-Empfangslichtimpulse auf den Empfänger 5 reflek­ tiert. Die in der Lichtleitfaser 14 geführten Sendelichtimpulse 2 und Emp­ fangslichtimpulse 4 bilden Referenz-Sendelichtimpulse bzw. Referenz- Empfangslichtimpulse, welche zur Distanz-Referenzmessung herangezogen werden. In einer alternativen Ausführungsform ist die Lichtleitfaser 14 in Form einer Schleife ausgebildet. In diesem Fall wird ein Referenz-Sendelichtimpuls über eine Lichteintrittsfläche an einem Ende der Lichtleitfaser 14 eingekoppelt und über eine separate Lichtaustrittsfläche am anderen Ende der Lichtleitfaser 14 als Referenz-Empfangslichtimpuls ausgekoppelt.

Die Referenzmessung ist erfindungsgemäß auch als Distanzmessung ausgebil­ det. Hierzu ist die Länge der Lichtleitfaser 14 an die Maximaldistanz des Ü­ berwachungsbereichs derart angepasst, dass die Laufzeit eines in die Lichtleit­ faser 14 eingekoppelten und an dem Ende der Lichtleitfaser 14 als Referenz- Empfangslichtimpuls 4 reflektierten und zurück zum Empfänger 5 geführten Referenz-Sendelichtimpuls gerade der Maximaldistanz entspricht.

Dabei ist insbesondere berücksichtigt, dass innerhalb der Lichtleitfaser 14 auf­ grund ihres Brechungsindexes die Lichtgeschwindigkeit gegenüber der Licht­ geschwindigkeit in Luft reduziert ist. Da die Maximaldistanz des Überwa­ chungsbereichs typischerweise mehrere Meter beträgt, muss die Lichtleitfaser 14 eine entsprechenden Länge aufweisen. Um eine platzsparende Unterbrin­ gung der Lichtleitfaser 14 zu gewährleisten, ist diese vorzugsweise hinter der Optik 15 in mehreren Windungen aufgewickelt oder gerollt.

Auf diese Weise ist mittels der Referenzmessung überprüfbar, ob die Distanz­ messung auch in der kritischen Maximaldistanz fehlerfrei durchgeführt wird. Da die Sendelichtimpulse 2 über die Ablenkeinheit 8 pro Umdrehung einmal in die Lichtleitfaser 14 eingekoppelt werden, ist eine zyklische Überprüfung der Distanzmessung gewährleistet.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind über die gesamte Länge der Lichtleitfaser 14 in vorgegebenen, vorzugsweise äquidistanten Abständen nicht dargestellte Reflexionsstellen in die Lichtleitfaser 14 eingearbeitet, wobei an den Reflexionsstellen jeweils ein vorgegebener Teil der Lichtmenge eines Referenz-Sendelichtimpulses als weiterer Referenz-Empfangslichtimpuls zum Empfänger 5 zurückreflektiert wird. Die Reflexionsstellen können beispiels­ weise durch ein definiertes Einritzen der Lichtleitfaser 14 erzeugt werden.

Auf diese Weise wird für einen in der Lichtleitfaser 14 eingekoppelten Refe­ renz-Sendelichtimpuls nicht nur der am Ende der Lichtleitfaser 14 reflektierte Referenz-Empfangslichtimpuls erhalten, zudem zusätzlich eine Folge von den an den Reflexionsstellen reflektierten Referenz-Empfangslichtimpulse.

In der Auswerteeinheit werden diese Referenz-Empfangslichtimpulse nachein­ ander registriert und in entsprechende Distanzwerte umgerechnet. Die so er­ mittelten Distanzwerte werden zur Überprüfung der Distanzmessung mit in der Auswerteeinheit abgespeicherten Sollwerten verglichen. Dadurch kann die Distanzmessung nahezu lückenlos über den gesamten Distanzbereich der op­ toelektronischen Vorrichtung 1 überprüft werden.

Zur Vervollständigung der Referenzmessung werden vorzugsweise auch die Amplituden der einzelnen Referenz-Empfangslichtimpulse registriert und mit vorgegebenen Sollwerten verglichen. Damit kann insbesondere überprüft wer­ den, ob die Funktionsfähigkeit einzelner Komponenten der optoelektronischen Vorrichtung 1, insbesondere des Distanzsensors, aufgrund von Alterungsef­ fekten oder dergleichen beeinträchtigt ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die Lichtleitfaser 14 und/oder wenigstens eine zweite Lichtleitfaser 14 für eine Kontrollmessung verwendet, mittels derer die Verschmutzung des Austrittsfensters 13 zyklisch überwacht wird.

Für den Fall, dass die Verschmutzungskontrolle mit derselben Lichtleitfaser 14 wie die Referenzmessung erfolgt, ist die Lichtleitfaser 14 in einen ersten und zweiten Abschnitt unterteilt. Der erste an die Optik 15 anschließende Teil der Lichtleitfaser 14 enthält die Reflexionsstellen zur Durchführung der Referenz­ messung. Daran schließt der zweite Abschnitt der Lichtleitfaser 14 an, der zur Verschmutzungskontrolle des Austrittsfensters 13 verwendet wird.

Ein Ausführungsbeispiel einer Messanordnung zur Kontrolle der Verschmut­ zung des Austrittsfensters 13 ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Austrittsfenster 13 nicht exakt senkrecht zur Strahlachse der Sendelichtimpulse 2 und Empfangslichtimpulse 4 ausgerichtet, sondern verläuft etwas geneigt. Alternativ kann das Austrittsfenster 13 auch eine Wölbung aufweisen.

Die Lichtleitfaser 14 zur Kontrolle des Austrittsfensters 13 verläuft dicht ober­ halb des oberen Randes des Austrittsfensters 13 über dessen gesamte Länge, ist dann längs eines seitlichen Randes des Austrittsfenster 13 geführt und verläuft dann dicht unterhalb des unteren Randes des Austrittsfensters 13 wieder über dessen gesamte Länge.

Im Bereich des am oberen Randes des Austrittsfensters 13 geführten Abschnitts der Lichtleitfaser 14 sind vorzugsweise in äquidistanten Abständen Lichtaus­ trittsöffnungen 17 in die Lichtleitfaser 14 eingearbeitet. Entsprechend sind im Bereich des am unteren Randes des Austrittsfensters 13 geführten Abschnitts der Lichtleitfaser 14 ebenfalls vorzugsweise äquidistant angeordnete Lichtein­ trittsöffnungen 18 in die Lichtleitfaser 14 eingearbeitet. Die Lichtaustrittsöff­ nungen 17 und Lichteintrittsöffnungen 18 sind jeweils paarweise gegenüberlie­ gend angeordnet.

Ein in die Lichtleitfaser 14 eingekoppelter Sendelichtimpuls 2 verläuft in dem am oberen Rand des Austrittsfensters 13 anliegenden Abschnitt der Lichtleitfa­ ser 14. An jeder Lichtaustrittsöffnung 17 wird ein Teil des Sendelichtimpulses 2 aus der Lichtleitfaser 14 ausgekoppelt. Wie in den Fig. 3 und 4 darge­ stellt, verlaufen die ausgekoppelten Teile des Sendelichtimpulses 2 senkrecht nach unten, durchsetzen dabei das geneigt oder gewölbt verlaufende Austritts­ fenster 13 und werden dann in die jeweils gegenüberliegenden Lichteintritts­ öffnungen 18 des am unteren Rand des Austrittsfenster 13 anliegenden Ab­ schnitts der Lichtleitfaser 14 eingekoppelt. Von dort verlaufen diese Sende­ lichtimpulse 2 in der Lichtleitfaser 14 zurück zum Empfänger 5. Da die Paare von Lichtaustritts- und Lichteintrittsöffnungen 17, 18 längs der Lichtleitfaser 14 hintereinander liegen, treffen die über die einzelnen Lichteintrittsöffnungen 18 eingekoppelten Sendelichtimpulse 2 nacheinander auf den Empfänger 5 auf und können zeitlich nacheinander ausgewertet werden.

Damit der Anteil des Sendelichtimpulses 2, der nicht über die Lichtaustrittsöff­ nungen 17 ausgekoppelt wird und über die gesamte Lichtleitfaser 14 läuft, nicht die das Austrittsfenster 13 durchsetzenden Sendelichtimpulse 2 überla­ gert, kann die Lichtleitfaser 14 im Bereich des längsseitigen Randes eine Ver­ zögerungsstrecke in Form einer Verlängerung der Lichtleitfaser 14 aufweisen.

In der Auswerteeinheit werden die Amplituden der über das Austrittsfenster 13 geführten Sendelichtimpulse 2 registriert und mit vorgegebenen Sollwerten verglichen. Stimmen die Amplituden mit den Sollwerten innerhalb einer vor­ gegebenen Genauigkeit überein, so liegt keine Verschmutzung des Austritts­ fensters 13 vor.

Bei einer Verschmutzung des Austrittsfensters 13 werden jedoch die Sende­ lichtimpulse 2 bei Durchgang durch das Austrittsfenster 13 gedämpft, so das dann die Amplituden der Sendelichtimpulse 2 unterhalb der Sollwerte liegen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 verlaufen die das Austrittsfenster 13 durchsetzenden Sendelichtimpulse 2 in vertikaler Richtung, während das Austrittsfenster 13 geneigt verläuft. Alternativ kann das Austritts­ fenster 13 in vertikaler Richtung verlaufen, während die Strahlachsen der Sen­ delichtimpulse 2 hierzu geneigt verlaufen.

Bezugszeichenliste

1

Optoelektronische Vorrichtung

2

Sendelichtimpulse

3

Sender

4

Empfangslichtimpulse

5

Empfänger

6

Sendeoptik

7

Empfangsoptik

8

Ablenkeinheit

9

stationärer Spiegel

10

Umlenkspiegel

11

Sockel

12

Gehäuse

13

Austrittsfenster

14

Lichtleitfaser

15

Optik

16

Reflektor

17

Lichtaustrittsöffnung

18

Lichteintrittsöffnung
D Drehachse

Claims (15)

1. Optoelektronische Vorrichtung zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem einen Sendelichtimpulse emittierenden Sender und einen Empfangslichtimpulse empfangenden Empfänger auf­ weisenden Distanzsensor und mit einer Ablenkeinheit, mittels derer die Sendelichtstrahlen innerhalb des Überwachungsbereichs geführt sind, wobei die Ablenkeinheit (8) wenigstens einen rotierenden Umlenkspiegel (10) aufweist, über welchen die Sendelichtimpulse (2) und von einem Objekt reflektierte Empfangslichtimpulse (4) geführt sind, wobei die in­ nerhalb eines vorgegebenen Winkelbereichs Δα über den Umlenkspiegel (10) geführten Sendelichtimpulse (2) den Überwachungsbereich über­ streichen und in einer außerhalb des Winkelbereichs Δα liegenden Refe­ renzposition die am Umlenkspiegel (10) reflektierten Sendelichtimpulse (2) als Referenz-Sendelichtimpulse in eine ein Referenzobjekt bildende Lichtleitfaser (14) eingekoppelt sind, und wobei die in der Lichtleitfaser (14) geführten Referenz-Sendelichtimpulse zumindest teilweise als Refe­ renz-Empfangslichtimpulse zum Empfänger (5) geführt sind, wobei zur Durchführung einer Referenzmessung die Laufzeiten der Referenz- Empfangslichtimpulse bestimmt werden.

2. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Lichtleitfaser (14) mehrere über deren Länge verteilte Refle­ xionsstellen aufweist, an welchen jeweils ein Teil der Referenz- Sendelichtimpulse reflektiert wird.

3. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass die an den Reflexionsstellen reflektierten Referenz-Empfangslichtimpulse während der Referenzmessung einzeln nacheinander erfasst und ausgewertet werden.

4. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Auswerteeinheit aufweist, in welcher aus den Laufzeiten der Referenz-Empfangslichtimpulse Distanzwerte be­ rechnet und mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden.

5. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, dass in der Auswerteeinheit die Amplituden der Referenz- Empfangslichtimpulse bestimmt und mit vorgegebenen Sollwerten ver­ glichen werden.

6. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass diese in einem Gehäuse (12) integriert ist, wobei die Lichtleitfaser (14) vollständig im Innern des Gehäuses (12) liegt.

7. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Lichtleitfaser (14) ausgekoppelten Refe­ renz-Empfangslichtimpulse über den Umlenkspiegel (10) zum Empfän­ ger (5) geführt sind.

8. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Frontwand des Gehäuses (12) ein Austritts­ fenster (13) vorgesehen ist, welches sich über den Winkelbereich Δα er­ streckt.

9. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, dass zur Kontrolle der Verschmutzung des Austrittsfensters (13) die Lichtleitfaser (14) und/oder wenigstens eine zweite Lichtleitfaser im Randbereich des Austrittsfensters (13) geführt ist, dass die oder jede Lichtleitfaser (14) Lichtaustrittsöffnungen (17) und Lichteintrittsöffnun­ gen (18) aufweist, wobei die aus jeweils einer Lichtaustrittsöffnung (17) ausgekoppelten Sendelichtimpulse (2) das Austrittsfenster (13) durchsetzen und in wenigstens eine Lichteintrittsöffnung (18) als Empfangs­ lichtimpulse (4) eingekoppelt werden.

10. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, dass zur Kontrolle der Verschmutzung des Austrittsfensters (13) die Amplituden der über die Lichteintrittsöffnungen (18) in die Lichtleitfaser (14) eingekoppelten und zum Empfänger (5) geführten Empfangslichtim­ pulse (4) bewertet werden.

11. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, dass die Amplituden der Empfangslichtimpulse (4) mit vorgegebenen Sollwerten verglichen werden.

12. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, da­ durch gekennzeichnet, dass der von den Sendelichtimpulsen (2) überstri­ chene Überwachungsbereich in einer horizontal verlaufenden Ebene liegt, und dass das Austrittsfenster (13) im Wesentlichen senkrecht zu der hori­ zontal verlaufenden Ebene ausgerichtet ist.

13. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, dass das Austrittsfenster (13) geneigt oder gewölbt ist, so dass dieses von den aus den Lichtaustrittsöffnungen (17) der Lichtleitfaser (14) aus­ gekoppelten, in vertikaler Richtung verlaufenden Sendelichtimpulsen (2) durchsetzt wird.

14. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitfaser (14) zur Kontrolle der Verschmutzung des Austrittsfensters (13) entlang des längsseitigen obe­ ren und des längsseitigen unteren Randes des Austrittsfensters (13) ge­ führt ist, dass im Bereich der an einem längsseitigen Rand des Austritts­ fensters (13) anliegenden Abschnitt der Lichtleitfaser (14) die Lichtaus­ trittsöffnungen (17) angeordnet sind, und dass im Bereich des zweiten längsseitigen Rands des Austrittsfensters (13) anliegenden, auf den Empfänger (5) zulaufenden Abschnitt der Lichtleitfaser (14) die Lichtein­ trittsöffnungen (18) angeordnet sind.

15. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, dass jeweils einer Lichtaustrittsöffnung (17) eine Lichteintrittsöff­ nung (18) gegenüber liegt.