DE10142161A1

DE10142161A1 - Optoelektronischer Sensor und Detektionsverfahren

Info

Publication number: DE10142161A1
Application number: DE2001142161
Authority: DE
Inventors: Michael Klein
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2003-03-20

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor zur Detektion eines auf einem Transportmittel entlang einer Transportrichtung transportierten Objekts, wenigstens mit einem Sender zum Aussenden von Sendelicht in Richtung des Transportmittels, einem Empfänger zum Empfang von Sendelicht aus der Richtung des Transportmittels und zur Erzeugung von entsprechenden Empfangssignalen und einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Empfangssignale. Zur Vermeidung von Fehldetektionen aufgrund von Höhenschwankungen des Transportmittels weist der Empfänger wenigstens zwei Empfangselemente zur Erzeugung eines jeweiligen Empfangssignals auf. Die Empfangselemente sind zumindest im wesentlichen parallel zur Transportrichtung angeordnet. Die Auswerteeinrichtung besitzt eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich einer Differenz der Empfangssignale mit wenigstens einem Schwellenwert. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Detektionsverfahren.

Description

Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor zur Detektion eines auf einem Transportmittel entlang einer Transportrichtung transportierten Objekts, wenigstens mit einem Sender zum Aussenden von Sendelicht in Richtung des Transportmittels, einem Empfänger zum Empfang von Sendelicht aus der Richtung des Transportmittels und zur Erzeugung von entsprechenden Empfangssignalen, und einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Empfangssignale. Die Erfindung betrifft ferner ein entsprechendes Detektionsverfahren.

Beispielsweise sind Reflexionslichtschranken bekannt, bei denen das Sendelicht quer zur Transportrichtung zu einem Reflektor ausgesendet und von diesem zurück zu dem Empfänger reflektiert wird. Eine Unterbrechung des Sendelicht-Strahlengangs kann anhand der damit verbundenen Verringerung des Empfangssignals erkannt werden, um zum Beispiel ein Gegenstandsfeststellungssignal zu erzeugen. Ferner sind komplexere Systeme bekannt, wie beispielsweise Lichtgitter, die sich quer zur Transportrichtung entlang des Transportmittels erstrecken. Auch sind Systeme bekannt, bei denen eine CCD-Kamera das aktiv beleuchtete Transportmittel beobachtet, wobei Bilderkennungsalgorithmen eingesetzt werden, um ein transportiertes Objekt identifizieren zu können.

Ein Problem bei der derartigen Detektion von transportierten Objekten kann darin bestehen, daß das Transportmittel, beispielsweise ein Förderband, unregelmäßigen Höhenschwankungen unterliegt. Diese Höhenschwankungen können dadurch verursacht werden, daß das Transportmittel nicht über seine gesamte Länge geführt wird, so daß Spannungsschwankungen auftreten können. Dieses Phänomen kann dazu führen, daß das transportierte Objekt den Sendelichtstrahl bzw. den überwachten Raumbereich soweit verläßt, daß keine sichere Detektion des Objekts mehr möglich ist.

Bei den genannten Reflexionslichtschranken kann dieses Problem dadurch umgangen werden, daß mit einer vergleichsweise geringen Schaltschwelle gearbeitet wird, so daß selbst eine geringfügige Veränderung des Empfangssignals noch zur Erzeugung eines Gegenstandsfeststellungssignals führt. Diese Abhilfemaßnahme hat jedoch den Nachteil einer geringen verbleibenden Signalreserve und einer unerwünscht hohen Verschmutzungsempfindlichkeit des Sensors. Auch können Objekte, die niedriger sind als die maximale Höhenschwankung des Transportmittels, trotz dieser Abhilfemaßnahme nicht erkannt werden.

Die erläuterten komplexeren Systeme wie Lichtgitter oder CCD-Kamera vermögen zwar, derartige Höhenschwankungen zu erkennen. Solche Systeme sind jedoch vergleichsweise aufwendig und daher für viele Anwendungen zu teuer.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit geringem Aufwand eine sichere Detektion von Objekten zu ermöglichen, die während ihres Transports unregelmäßigen Höhenschwankungen unterliegen.

Diese Aufgabe wird für einen optoelektronischen Sensor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Empfänger wenigstens zwei Empfangselemente zur Erzeugung eines jeweiligen Empfangssignals aufweist, daß ferner die Empfangselemente zumindest im wesentlichen parallel zur Transportrichtung angeordnet sind, und daß die Auswerteeinrichtung eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich einer Differenz der Empfangssignale mit wenigstens einem Schwellenwert aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 15 gelöst.

Bei der Erfindung sind also mehrere Empfangselemente vorgesehen, die in Transportrichtung räumlich benachbart zueinander angeordnet sind. Anstelle ein einziges Empfangssignal oder lediglich die Summe von Empfangssignalen mit einem Schwellenwert zu vergleichen, wird bei der Erindung eine Differenz der Ausgangssignale dieser benachbarten Empfangselemente gebildet. Diese Differenz wird mit einem oder mehreren Schwellenwerten verglichen.

Aufgrund der Anordnung dieser Empfangselemente - gleichsinnig oder gegensinnig - parallel oder im wesentlichen parallel zur Transportrichtung des Objekts wirken eventuelle Höhenschwankungen des Transportmittels sich im wesentlichen in gleichem Maße auf die Empfangssignale aus, so daß das Differenzsignal letztlich unverändert bleibt. Dadurch kann ein Objekt ungeachtet seiner Transporthöhe detektiert werden, und auch eine zwischenzeitliche Höhenschwankung führt nicht zu einer unbeabsichtigten Änderung des Schaltzustandes.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß diese in geringer Baugröße und mit einem vergleichsweise kostengünstigen Aufbau verwirklicht werden kann.

Ferner erlaubt es die Erfindung, zusätzlich zu der reinen Gegenstandsfeststellung auch weitere Informationen über das transportierte Objekt, wie beispielsweise die Transportrichtung oder den Abstand, zu ermitteln oder zu berücksichtigen, wie nachfolgend noch erläutert wird.

Außerdem ermöglicht die Erfindung eine verbesserte Erkennung von reflektierenden Objekten, wie beispielsweise von in Schrumpffolie verpackten Objekten, wie ebenfalls nachfolgend noch erläutert wird.

Als Ergebnis einer erfindungsgemäßen Detektion kann ein Gegenstandsfeststellungssignal bzw. ein Einschaltsignal erzeugt werden. Insbesondere wird ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugt, falls die ermittelte Differenz von zwei oder mehreren Empfangssignalen den genannten Schwellenwert überschreitet oder unterschreitet. In diesem Fall erfolgt also eine einfache Objekterkennung anhand der in den Strahlengang gelangenden Vorderkante des Objekts.

Zusätzlich oder alternativ kann ein Gegenstandsabwesenheitssignal erzeugt bzw. eine Änderung des Schaltzustandes des Sensors ausgelöst werden, falls das ermittelte Differenzsignal den Schwellenwert oder einen weiteren Schwellenwert unterschreitet bzw. überschreitet. Diese Art der Auswertung entspricht im allgemeinen einer Detektion der Hinterkante des durch den Sendelichtstrahl transportierten Objekts.

In diesem Zusammenhang ist anzumerken, daß es vom gewählten Verhältnis der Objektgröße zum Durchmesser des Sendelichtstrahls bzw. zur Öffnung von Sende- und/oder Empfangsoptik abhängt, ob der Sensor - gemäß der Schaltweise einer bekannten Reflexionslichtschranke - nach Erkennen der Vorderkante des Objekts seinen Schaltzustand beibehält oder ob der Sensor - unmittelbar nach Erkennen der Vorderkante des Objekts - bereits wieder seinen Schaltzustand wechselt.

Auch kann durch Einstellung unterschiedlicher Schwellenwerte eine Hysterese zwischen Ein- und Ausschalten des Sensors erzeugt werden.

Um die bereits erwähnte Richtungserkennung zu realisieren, also um erkennen zu können, aus welcher Richtung das Objekt den Sendelichtstrahl durchfährt, können zwei verschiedene Schwellenwerte vorgesehen sein, die das Differenzsignal bei objektfreiem Sendelicht-Strahlengang umgeben. Je nachdem, welcher Schwellenwert über- bzw. unterschritten wird, läßt dies auf die Unterbrechung des Sendelichtstrahls aus der einen oder der entgegengesetzten Transportrichtung schließen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzen der Sender und der Empfänger eine derartige Relativanordnung, daß bei objektfreiem Sendelicht-Strahlengang das Differenzsignal einen vorbestimmten Voreinstellungswert besitzt, insbesondere einen von Null verschiedenen Voreinstellungswert oder den Voreinstellungswert Null. In diesem Fall können definierte Schwellenwerte unterhalb und/oder oberhalb dieses Voreinstellungswerts gesetzt werden.

Bei einer fixen Schaltschwelle kann die Einstellung geometrisch, beispielsweise durch Verschieben von Sende- oder Empfangslinse oder durch Umlenkspiegel erfolgen.

Die Einstellung der Schwellenwerte kann beispielsweise auch - vor der eigentlichen Betriebsphase des Sensors - durch einen Einlernvorgang erfolgen, insbesondere indem ein Referenzobjekt in den Strahlengang eingesetzt wird.

Die Auswertung der Empfangssignale ist nicht auf den genannten Differenzvergleich beschränkt. Zusätzlich kann auch eine Summe von Empfangssignalen gebildet und mit einem oder mehreren Schwellenwerten verglichen werden.

Eine Summe von Empfangssignalen, insbesondere die Summe der für den Differenzvergleich heranzuziehenden Empfangssignale, kann auch zur Normierung des Differenzsignals herangezogen werden. Beispielsweise kann die Differenz der Empfangssignale durch die Summe der Empfangssignale dividiert werden. Dadurch wird erreicht, daß das Differenzsignal unabhängig von der Intensität des gesamten den Empfänger beaufschlagenden Sendelichtstrahls ist. Insbesondere wird durch eine derartige Normierung der Einfluß einer Höhenschwankung des Transportmittels auf den den Empfänger beaufschlagenden Lichtfleck bzw. das entsprechende Differenzsignal noch weiter verringert, so daß Fehldetektionen noch besser vermieden werden.

Der Sender und der Empfänger können relativ zueinander eine Triangulationsanordnung einnehmen, also eine Anordnung, bei der unterschiedliche Tastweiten des den Sendelicht-Strahlengang durchlaufenden Objekts zu unterschiedlichen Lagen des Lichtflecks des vom Objekt reflektierten Sendelichts auf dem Empfänger führen. Bei einer derartigen Anordnung kann zusätzlich eine Tastweite oder ein Tastweitenbereich eingestellt werden, beispielsweise durch Einstellen der Schwellenwerte oder - bei fixen Schaltschwellen - durch geometrische Einstellungen, wie sie zum Beispiel von Triangulationstastern bekannt sind, wie Verschieben von Sende- oder Empfangslinse oder Drehen eines Umlenkspiegels.

Der Sender und der Empfänger können eine Lichtschranke bilden. Insbesondere kommt eine "Aktiv-Aktiv"-Anordnung in Betracht, bei der der Sender und der Empfänger auf der einen Seite des Transportmittels vorgesehen sind und auf der anderen Seite ein Reflektor angeordnet ist, der - bei objektfreiem Sendelicht-Strahlengang - das Sendelicht in Richtung des Empfängers reflektiert.

Alternativ hierzu kann eine "Aktiv-Passiv"-Anordnung vorgesehen sein, bei der der Sender und der Empfänger auf unterschiedlichen Seiten des Transportmittels angeordnet sind und das Sendelicht - bei objektfreiem Sendelicht-Strahlengang - direkt in Richtung des Empfängers ausgesendet wird.

Der Sender kann beispielsweise eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode aufweisen, wobei vorzugsweise eine Sendeoptik vorgesehen ist, durch die ein kollimierter Sendelichtstrahl von definiertem Durchmesser erzeugt wird. Es ist ferner bevorzugt, wenn der Durchmesser dieses Sendelichtstrahls der erwarteten maximalen Höhenschwankung des Transportmittels entspricht, so daß bei jeder möglichen Höhenschwankung stets ein Teil des Sendelichtstrahls von einem passierenden Objekt unterbrochen wird.

Der Empfänger kann beispielsweise durch eine Linearanordnung von Photodioden, durch eine Differenzphotodiode oder durch einen PSD- Empfänger (Position Sensitive Device) realisiert werden. Auch für den Empfänger ist vorzugsweise eine Empfangsoptik vorgesehen, durch die zur Erzeugung eines Lichtflecks auf dem Empfänger das empfangene Sendelicht fokussiert wird.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigen:
Fig. 1a und 1b eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sensor bei freiem Sendelicht-Strahlengang, bzw. eine entsprechende Frontansicht des Empfängers,
Fig. 2a und 2b eine Seitenansicht des Sensors bzw. eine Frontansicht des Empfängers gemäß Fig. 1a und 1b, und zwar bei normaler Höhe des Transportmittels,
Fig. 3a und 3b eine Seitenansicht des Sensors bzw. eine Frontansicht des Empfängers gemäß Fig. 1a und 1b, und zwar bei erhöhter Anordnung des Transportmittels,
Fig. 4a und 4b eine Draufsicht auf den Sensor bzw. eine Frontansicht des Empfängers gemäß Fig. 1a und 1b, und zwar während die Vorderkante eines transportierten Objekts in den Strahlengang gelangt,
Fig. 5a und 5b eine Seitenansicht des Sensors bzw. eine Frontansicht des Empfängers gemäß Fig. 4a und 4b, und zwar bei normaler Höhe des Transportmittels, und
Fig. 6a und 6b eine Seitenansicht des Sensors bzw. eine Frontansicht des Empfängers gemäß Fig. 4a und 4b, und zwar bei erhöhter Anordnung des Transportmittels.
Fig. 1a zeigt eine schematische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Sensor 11 und einen Reflektor 13, die einander gegenüberstehend an einem Förderband 15 angeordnet sind. Der Reflektor 13 ist als sogenannter Tripelreflektor ausgebildet. Das Förderband 15 wird kontinuierlich entlang einer Transportrichtung X bewegt.
Der Sensor 11 weist einen Sender 17, beispielsweise eine Infrarot- Leuchtdiode, sowie einen Empfänger 19 mit einem positiven Empfangselement 21 und einem negativen Empfangselement 23 auf. Wie die Frontansicht des Empfängers 19 gemäß Fig. 1b zeigt, verläuft die Anordnung der Empfangselemente 21, 23 relativ zueinander genau parallel zur Transportrichtung X. Auch der Sender 17 und der Empfänger 19 sind bezüglich der Transportrichtung X parallel zueinander angeordnet.
An dem Sensor 11 sind ferner eine Sendeoptik 25 und eine Empfangsoptik 27 vorgesehen, die gemeinsam mit dem Sender 17 bzw. dem Empfänger 19 in Pupillenteilung angeordnet sind.
Der Sensor 11 besitzt außerdem eine - nicht dargestellte - Auswerteeinrichtung mit einer Vergleichseinrichtung, der die Ausgangssignale der Empfangselemente 21, 23 zugeführt werden. Die Auswerteeinrichtung bildet die Differenz zwischen dem von dem positiven Empfangselement 21 abgegebenen Empfangssignal und dem von dem negativen Empfangselement 23 abgegebenen Empfangssignal. Die Vergleichseinrichtung vergleicht diese Differenz mit einem vorbestimmten Schwellenwert.
Wie aus der Seitenansicht gemäß Fig. 2a ersichtlich ist, sind der Sensor 11 und der Reflektor 13 - bei normaler Höhe des Förderbands 15 - genau oberhalb der Oberseite des Förderbands 15 angeordnet.
Die Detektion von Objekten, die auf dem Förderband 15 in Transportrichtung X transportiert werden, geschieht wie folgt:
Der Sender 17 sendet - kontinuierlich oder in Sendepulsen - einen Sendelichtstrahl 29 aus, der im wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung X und in horizontaler Richtung verläuft und den Reflektor 13 beaufschlagt. Der Reflektor 13 reflektiert den Sendelichtstrahl 29, so daß dieser als Empfangslichtstrahl 31 den Empfänger 19 beaufschlagt. Der Empfangslichtstrahl 31 erscheint somit am Empfänger 19 als Lichtfleck 33.
Die Frontansichten des Empfängers 19 gemäß Fig. 1b und 2b zeigen die Ausbildung des Lichtflecks 33, wenn kein Objekt den Sendelichtstrahl 29bzw. den Empfangslichtstrahl 31 unterbricht (objektfreier Strahlengang) und wenn die Oberseite des Förderbands 15 sich auf regulärer Höhe befindet (vgl. Fig. 2a). Für diesen Zustand ist die Anordnung von Sender 17, Empfänger 19 und Reflektor 13 dergestalt gewählt, daß ein größerer Teil des Lichtflecks 33 das positive Empfangselement 21 und der geringere weitere Teil des Lichtflecks 33 das negative Empfangselement 23 beaufschlagt.
In diesem Zustand liefert die Auswerteeinrichtung ein positives Differenzsignal, das aufgrund der gewählten Anordnung einen positiven Voreinstellungswert bildet. Der bereits genannte Schwellenwert, mit dem dieses Differenzsignal verglichen wird, besitzt ebenfalls ein positives Vorzeichen; er ist jedoch betragsmäßig geringer als der Voreinstellungswert. Somit übertrifft in dem in den Fig. 1a, 1b, 2a und 2b gezeigten Zustand das Differenzsignal den vorbestimmten Schwellenwert.
Fig. 3a zeigt in einer der Darstellung gemäß Fig. 2a entsprechenden Seitenansicht die Situation, daß - immer noch bei objektfreiem Strahlengang - das Förderband 15 zeitweise eine gegenüber der Normallage erhöhte Position einnimmt. Die Oberseite des Förderbands 15 ist also entlang einer vertikalen Abweichungsrichtung Y nach oben versetzt. Dadurch ist ein unterer Teil des Sendelichtstrahls 29 unterbrochen, und der den Empfänger 19 beaufschlagende Lichtfleck 33 ist an seiner Unterseite um ca. ein Drittel seiner Ausdehnung verringert, wie aus der Frontansicht der Empfangselemente 21, 23 gemäß Fig. 3b ersichtlich ist.
Diese zeitweise Erhöhung des Förderbands 15 und die damit verbundene Verringerung des Lichtflecks 33 führt noch nicht zu einer Änderung des Schaltzustands des Sensors 11. Die aus den Ausgangssignalen der Empfangselemente 21, 23 gebildete (positive) Differenz verändert sich nämlich - im Verhältnis zu der eingestellten Schaltreserve - nur so geringfügig, daß das Differenzsignal weiterhin den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt.
Fig. 4a zeigt in einer der Darstellung gemäß Fig. 1a entsprechenden Draufsicht die Situation, daß ein vom Förderband 15 in Transportrichtung X bewegtes Objekt 35 mit seiner Vorderkante in den Empfangslichtstrahl 31 eintritt und diesen teilweise unterbricht.
Wie aus der Frontansicht des Empfängers 19 gemäß Fig. 4b ersichtlich, führt dieses Eindringen des Objekts 35 in den Empfangslichtstrahl 31 zu einer Verringerung des Lichtflecks 33 in einem unteren seitlichen Bereich, entsprechend der Transportrichtung X. Dadurch wird also das (positive) Ausgangssignal des Empfangselements 21 um einen entsprechenden Teil reduziert. Die einseitige Verringerung des Lichtflecks 33 bewirkt demnach eine Verringerung der Differenz der Ausgangssignale der Empfangssignale 21, 23, so daß das Differenzsignal den vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet. Dies wird von der Vergleichseinrichtung des Sensors 11 erkannt, so daß die Auswerteeinrichtung ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugt und nach außen abgibt.
Sofern das Förderband 15 mit dem Objekt 35 sich - wie in der Seitenansicht gemäß Fig. 5a gezeigt - in regulärer Höhe befindet, wird durch das Objekt 35 nur ein unterer seitlicher Teil des Lichtflecks 33 verdeckt, da ein Teil des Sendelichtstrahls 29 bzw. des Empfangslichtstrahls 31 oberhalb des Objekts 35 verläuft.
Falls ausgehend von dieser Lage das Förderband 15 sich entlang der Abweichungsrichtung Y vertikal nach oben bewegt, kann es zu einer Unterbrechung des Sendelichtstrahls 29 kommen, wie in der Seitenansicht gemäß Fig. 6a gezeigt. Der untere Teil des Sendelichtstrahls 29 kann hier den Reflektor 13 bereits deswegen nicht erreichen, da er vom Förderband 15 unterbrochen wird. Der obere Teil des Sendelichtstrahls 29 bzw. des Empfangslichtstrahls 31 wird vom Objekt 35 seitlich unterbrochen. Somit wird der Empfänger 19 nur noch im Bereich des negativen Empfangselements 23 von einem oberen Teil des ursprünglichen Lichtflecks 33 beaufschlagt, wie in der Frontansicht gemäß Fig. 6b dargestellt.
Auch bei der erhöhten Anordnung von Förderband 15 und Objekt 35 gemäß Fig. 6a und 6b nimmt das Differenzsignal einen negativen Wert an, so daß die Vergleichseinrichtung aufgrund eines Vergleichs mit dem vorbestimmten (positiven) Schwellenwert eine Änderung des Schaltzustandes des Sensors 11 auszulösen vermag. Somit ist aufgrund der gewählten Anordnung der Empfangselemente 21, 23 und des Vergleichs der Differenz der Ausgangssignale dieser Empfangselemente 21, 23 mit einem Schwellenwert die Detektion eines auf dem Förderband 15 transportierten Objekts 35 unabhängig davon möglich, ob das Förderband 15 Höhenschwankungen durchführt.
Aufgrund der Darstellungen gemäß Fig. 5a und 6a ist es offensichtlich, daß auch bei stärkeren Höhenschwankungen in oder entgegen der Abweichungsrichtung Y noch ein zutreffendes Differenzsignal und somit letztlich ein korrektes Gegenstandsfeststellungssignal erzeugt werden können. Somit können mittels des erfindungsgemäßen Sensors und Verfahrens Objekte beispielsweise mit einer Höhe von weniger als 5 mm noch selbst bei Höhenschwankungen des Förderbands 15 von ca. ±2 mm sicher detektiert werden.
Zu dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel ist noch anzumerken, daß die Erfindung eine verbesserte Erkennung von reflektierenden Objekten ermöglicht. Falls nämlich das den Sensor 11 passierende Objekt 35 eine reflektierende Oberfläche aufweist, wird der Sendelichtstrahl 29 von der Objektoberfläche in stärkerem Maße in Richtung des negativen Empfangselements 23 als in Richtung des positiven Empfangselements 21 reflektiert. Dies ist durch die Anordnung von Sender 17, negativem Empfangselement 23 und positivem Empfangselement 21 relativ zueinander in der dargestellten Reihenfolge bedingt. Somit bewirkt ein Einfahren eines reflektierenden Objekts 35 in den Strahlengang des Sensors 11 eine Verstärkung von negativen Empfangssignalen, und ein Unterschreiten des Schwellenwertes kann deshalb besonders sicher erkannt werden.
Schließlich ist zu den Figuren anzumerken, daß es wichtig ist, daß die Empfangselemente 21, 23 parallel zur Transportrichtung X angeordnet sind. Allerdings läßt die Erfindung sich auch dadurch verwirklichen, daß alternativ oder zusätzlich zu dem Förderband 15 der Sensor 11 relativ zu dem Förderband 15 bewegt wird. In diesem Fall ist für die Anordnung der Empfangselemente 21, 23 die Richtung der Relativbewegung maßgeblich. Bezugszeichenliste 11 Sensor
13 Reflektor
15 Förderband
17 Sender
19 Empfänger
21 positives Empfangselement
23 negatives Empfangselement
25 Sendeoptik
27 Empfangsoptik
29 Sendelichtstrahl
31 Empfangslichtstrahl
33 Lichtfleck
35 Objekt
X Transportrichtung
Y vertikale Abweichungsrichtung

Claims

1. Optoelektronischer Sensor zur Detektion eines auf einem Transportmittel (15) entlang einer Transportrichtung (X) transportierten Objekts (35), wenigstens mit
einem Sender (17) zum Aussenden von Sendelicht (29) in Richtung des Transportmittels (15),
einem Empfänger (19) zum Empfang von Sendelicht (31) aus der Richtung des Transportmittels (15) und zur Erzeugung von entsprechenden Empfangssignalen, und
einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Empfangssignale,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Vermeidung von Fehldetektionen aufgrund von Höhenschwankungen des Transportmittels (15) der Empfänger (19) wenigstens zwei Empfangselemente (21, 23) zur Erzeugung eines jeweiligen Empfangssignals aufweist, die Empfangselemente (21, 23) zumindest im wesentlichen parallel zur Transportrichtung (X) angeordnet sind, und die Auswerteeinrichtung eine Vergleichseinrichtung zum Vergleich einer Differenz der Empfangssignale mit wenigstens einem Schwellenwert aufweist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Auswerteeinrichtung ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugbar ist, falls die Differenz der Empfangssignale den Schwellenwert überschreitet oder unterschreitet.

3. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Auswerteeinrichtung ein Gegenstandsabwesenheitssignal erzeugbar ist, falls die Differenz der Empfangssignale den Schwellenwert unterschreitet oder überschreitet.

4. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17) und der Empfänger (19) dergestalt relativ zueinander und insbesondere zu einem Reflektor (13) angeordnet sind, daß bei objektfreiem Sendelicht-Strahlengang (29, 31) die Differenz der Empfangssignale einen positiven Voreinstellungswert, einen negativen Voreinstellungswert oder einen Voreinstellungswert Null besitzt.

5. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Auswerteeinrichtung zusätzlich eine Summe von wenigstens zwei Empfangssignalen erzeugbar ist.

6. Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Normierung der Differenz der Empfangssignale die Differenz mit der Summe der Empfangssignale verrechenbar, insbesondere durch die Summe dividierbar ist, und/oder
daß die Summe der Empfangssignale mit wenigstens einem Schwellenwert vergleichbar ist.

7. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17) und/oder der Empfänger (19) oberhalb, insbesondere genau oberhalb der Normalhöhe der Oberseite des Transportmittels (15) angeordnet sind.

8. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17) und der Empfänger (19) zumindest im wesentlichen parallel zur Transportrichtung (X) angeordnet sind, wobei der Empfänger (19) bezüglich der Transportrichtung (X) vorzugsweise vor dem Sender (17) angeordnet ist.

9. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17) und der Empfänger (19) eine Triangulationsanordnung einnehmen.

10. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (17) und der Empfänger (19) eine Lichtschranke bilden.

11. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Reflektor (13) vorgesehen ist, der bezüglich des Transportmittels (15) gegenüber von Sender (17) und Empfänger (19) angeordnet ist und der bei objektfreiem Sendelicht-Strahlengang (29, 31) zur Reflexion des Sendelichts in Richtung des Empfängers (19) vorgesehen ist, oder
daß der Sender und der Empfänger bezüglich des Transportmittels gegenüber voneinander angeordnet sind.

12. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sender (17) eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode aufweist, und/oder
daß der Sender (17) eine Sendeoptik (25) zur Erzeugung eines kollimierten Sendelichtstrahls aufweist, wobei der Durchmesser des Sendelichtstrahls (29) vorzugsweise der maximalen Höhenschwankung des Transportmittels entspricht.

13. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Empfänger (19) eine Linearanordnung von Photodioden, eine Differenzphotodiode oder einen PSD-Empfänger aufweist, und/oder
daß der Empfänger (19) eine Empfangsoptik (27) zur Fokussierung des empfangenen Sendelichts (31) aufweist.

14. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Transportmittel um ein Förderband (15) handelt.

15. Verfahren zur Detektion eines auf einem Transportmittel (15) entlang einer Transportrichtung (X) transportierten Objekts (35), wobei
Sendelicht (29) in Richtung des Transportmittels (15) ausgesendet wird,
Sendelicht (31) aus der Richtung des Transportmittels (15) empfangen wird, und
entsprechende Empfangssignale erzeugt und ausgewertet werden, und
wobei das Verfahren insbesondere mittels eines Sensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Vermeidung von Fehldetektionen aufgrund von Höhenschwankungen des Transportmittels (15) die Empfangssignale mittels wenigstens zweier Empfangselemente (21, 23) erzeugt werden, die zumindest im wesentlichen parallel zur Transportrichtung (X) angeordnet sind, und eine Differenz der Empfangssignale mit wenigstens einem Schwellenwert verglichen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugt wird, falls die Differenz der Empfangssignale den Schwellenwert überschreitet oder unterschreitet.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenstandsabwesenheitssignal erzeugt wird, falls die Differenz der Empfangssignale den Schwellenwert unterschreitet oder überschreitet.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Summe von wenigstens zwei Empfangssignalen gebildet und berücksichtigt wird.