DE102005062258A1

DE102005062258A1 - Optoelectronic device has multiple reception element that evaluates angular position of at least two direct reflections by computing object distance from distance of two reception light flecks

Info

Publication number: DE102005062258A1
Application number: DE200510062258
Authority: DE
Inventors: Martin Argast
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2005-12-24
Filing date: 2005-12-24
Publication date: 2007-07-05

Abstract

The optoelectronic device has at least one transmitter and at least one receiver in the form of a multi reception element with a multiple arrangement of receiving elements. The transmission light beams are radiated in a spatial angular range and the angular position of at least two direct reflections are evaluated by the multiple reception element by computing the object distance from the distance of the two reception light flecks.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung.The The invention relates to an optoelectronic device.

Es ist eine Vorrichtung nach der DE 199 33 439 A1 bekannt, die glänzende Objekte dadurch detektiert, dass das Sendelicht zu einem sensorseitigen Reflektor hin und zurück gelenkt wird und im Sensor einen Mindesintensitätswert erreicht. Der zulässige Objektneigungswinkel ist abhängig vom Objektabstand und der Reflektorgröße. Bei diffus reflektierenden Objekten wird der Mindesintensitätswert unterschritten.It is a device after the DE 199 33 439 A1 known, the shiny objects detected by the fact that the transmitted light is directed back and forth to a sensor-side reflector and reaches a Mindesintensitätswert in the sensor. The permissible object tilt angle depends on the object distance and the reflector size. In the case of diffusely reflecting objects, the minimum intensity value is undershot.

Es sind weitere Vorrichtungen nach 1 bekannt, die eine möglichst große Empfangsoptik ausweisen und dadurch einen gewisse Objektneigung zulassen, die vom Objektabstand und dem Durchmesser der Empfangsoptik abhängig sind. Der zulässige Objektneigungswinkel w2 beträgt näherungsweise: w2 = 0,5·arctan(d2/d1), wobei d1 der Objektabstand und d2 der Empfangsoptikdurchmesser ist. Beispielsweise ergibt sich für d1 = 200mm und d2 = 15mm ein zulässiger Objektneigungswinkel von +/- 1°.There are more devices after 1 known, identify the largest possible receiving optics and thereby allow a certain object tilt, which are dependent on the object distance and the diameter of the receiving optics. The allowable object tilt angle w2 is approximately: w2 = 0.5 * arctan (d2 / d1), where d1 is the object distance and d2 is the receive optical diameter. For example, for d1 = 200mm and d2 = 15mm, there is a permissible object tilt angle of +/- 1 °.

Nachteile der Vorrichtungen nach dem Stand der Technik sind:

– der zulässige Objektneigungswinkel ist für praktisch sinnvolle Sensorabmessungen sehr klein,
– der Objektneigungswinkel nimmt mit dem Objektabstand ab,
– der Objektabstand kann nicht ermittelt werden, bzw. kann nur ein diffuser Anteil ausgewertet werden, wobei der Direktreflex nicht in den Sensor fallen darf.

Disadvantages of the devices according to the prior art are:

The permissible object inclination angle is very small for practically sensible sensor dimensions,
The object tilt angle decreases with the object distance,
- The object distance can not be determined, or only a diffuse component can be evaluated, the direct reflex must not fall into the sensor.

Vor der Beschreibung der erfindungsgemäßen Lösung soll der Begriff „Glanz" an Hand von 2 beschrieben werden.Before the description of the solution according to the invention, the term "gloss" is intended to be based on 2 to be discribed.

Glanz ist die Eigenschaft einer Oberfläche, einfallende Lichtstrahlen mehr oder minder gerichtet zu reflektieren. Je mehr Lichtstrahlen von einer Oberfläche gerichtet reflektiert werden, desto glatter und glänzender ist diese.shine is the property of a surface, incidental Reflect light rays more or less directed. The more Beams of light from a surface be reflected, the smoother and more brilliant is this.

Der Glanzgrad einer Oberfläche ist definiert als der Quotient aus dem gerichtet und dem diffus reflektierten Anteil des auffallenden Lichts. Die praktische Bestimmung des Glanzgrades erfolgt nach DIN 537781 in den 6 Glanzgraden: hochglänzend, glänzend, seidenglänzend, seidenmatt, matt, und stumpfmatt. Der einfallende Sendestrahl 3 bildet zur Flächennormalen des Objektes 6 den Einfallswinkel 12.

a) Ist das Objekt transparent, wird der Sendestrahl 3 gebrochen und mit ca. 95% der Intensität als gebrochener Strahl 15 weitergeleitet. Ein Anteil mit ca 4% wird mit dem Ausfallwinkel 13 vom Objekt 6 reflektiert.
b) Ist das Objekt nichttransparent und hochglänzend, wird das gesamte Sendelicht mit dem Ausfallwinkel 13 vom Objekt 6 reflektiert.
c) Ist das Objekt nichttransparent und seidenmatt bis glänzend, bildet sich um den reflektierten Empfangslichtstrahl 4 Streustrahlung 14. Ein Anteil des Sendelichtes 3 wird je nach Glanzgrad durch das Objekt 6 absorbiert.
d) Ist das Objekt nichttransparent und stumpfmatt bis matt, wird der überwiegende Teil des Sendelichtes 3 absorbiert und ein geringer Anteil diffus in den Halbraum reflektiert.

The gloss level of a surface is defined as the quotient of the directed and the diffusely reflected portion of the incident light. The practical determination of the degree of gloss is carried out according to DIN 537781 in the 6 degrees of gloss: high-gloss, glossy, semi-gloss, semi-gloss, matt, and dull matt. The incident transmit beam 3 forms the surface normal of the object 6 the angle of incidence 12 ,

a) If the object is transparent, the transmission beam 3 broken and with about 95% of the intensity as a broken beam 15 forwarded. A share of about 4% is with the angle of failure 13 from the object 6 reflected.
b) If the object is nontransparent and shiny, the entire transmitted light will be at the angle of reflection 13 from the object 6 reflected.
c) If the object is non-transparent and semi-glossy to shiny, it forms around the reflected light beam 4 scattered radiation 14 , A share of the transmitted light 3 depending on the degree of gloss through the object 6 absorbed.
d) If the object is non-transparent and dull to dull, the predominant part of the transmitted light 3 absorbed and a small proportion diffusely reflected in the half space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine optoelektronische Vorrichtung bereitzustellen, mittels derer unterschiedliche glänzende Objekte sicher detektiert werden können.Of the Invention is the object of an optoelectronic device to provide, by means of which different shiny objects can be reliably detected.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object, the features of claim 1 are provided. advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Lösung nutzt den direkt vom Objekt gespiegelten Empfangslichtstrahl, im Folgenden als Direktreflex bezeichnet, um das Objekt zu detektieren. Durch Auswertung von zwei Direktreflexen aus unterschiedlichen Winkelbereichen kann nach dem Triangulationsprinzip die Objektdistanz ermittelt werden. Im ersten Ausführungsbeispiel werden die beiden Direktreflexe durch eine aufgeteilte Zylinderlinse erzeugt, im zweiten Ausführungsbeispiel durch zwei seitlich versetzte Sender. Aus dem Abstand der beiden Empfangslichtflecke die auf dem Mehrfachempfangselement abgebildet werden, wird die Objektdistanz berechnet. Durch die Auswertung des Empfangssignalverlaufes und/oder Vergleich mit einem eingeteachten Referenzsignalverlauf können verschiedenste Objekteigenschaften analysiert werden.The uses solution according to the invention the reflected directly from the object receiving light beam, below referred to as direct reflex to detect the object. By Evaluation of two direct reflections from different angular ranges can according to the triangulation principle, the object distance can be determined. In the first embodiment will be the two direct reflections generated by a split cylindrical lens, in the second embodiment by two laterally offset transmitters. From the distance of the two Receiving light spots imaged on the multiple receiving element be, the object distance is calculated. By the evaluation of the Received signal waveform and / or comparison with a note Reference signal waveform can vary Object properties are analyzed.

Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind:

– der zulässige Objektneigungswinkel ist nur abhängig vom Raumwinkel des Sendelichtes und weitgehend unabhängig von der Objektdistanz,
– dadurch können auch Sensoren mit kleinen Abmessungen zum Einsatz kommen,
– für glänzende Objekte kann der Abstand ermittelt werden,
– es können Objekteigenschaften, wie z.B. Glanzgrad ermittelt werden,
– transparente Objekte (Folien, Glas, Flüssigkeiten) können vor einem diffusen Hintergrund oder einer glänzenden Referenzfläche detektiert werden.

Advantages of the solution according to the invention are:

- the permissible object tilt angle depends only on the solid angle of the transmitted light and largely independent of the object distance,
- This also sensors with small dimensions can be used,
- for shiny objects, the distance can be determined
Object properties, such as degree of gloss, can be determined
- transparent objects (foils, glass, liquids) can be detected in front of a diffuse background or a glossy reference surface.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

1: Vorrichtung nach dem Stand der Technik 1 : Device according to the prior art

2: Skizze zur Beschreibung der Definition des Begriffes „Glanz". 2 : Sketch to describe the definition of the term "shine".

3: Blockschaltbild zum ersten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1. 3 : Block diagram of the first embodiment of the device 1 ,

4: Blockschaltbild zum zweiten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1. 4 : Block diagram of the second embodiment of the device 1 ,

5: Funktionsprinzip des ersten Ausführungsbeispiels. 5 : Working principle of the first embodiment.

6a: Diagramm der Empfangssignalverläufe bei einem fernen Objekt. 6a : Diagram of the received signal traces at a remote object.

6b: Diagramm der Empfangssignalverläufe bei einem nahen Objekt. 6b : Diagram of the received signal curves at a near object.

7: Mögliche Anordnungen des Senders. 7 : Possible arrangements of the transmitter.

8: Skizze zur Beschreibung des zulässigen Objektneigungswinkels. 8th : Sketch for the description of the permissible object tilt angle.

9a: Sendestrahlaufweitung mit Fokuspunkt im Nahbereich. 9a : Transmission beam expansion with focus point in the near range.

9b: Fokuslage zur Detektion von kleinen Objekten. 9b : Focus position for the detection of small objects.

10: Funktionsprinzip des zweiten Ausführungsbeispiels mit zwei Sendern. 10 : Working principle of the second embodiment with two transmitters.

11: Diagramm der Empfangssignalverläufe nach 10. 11 : Diagram of the received signal waveforms after 10 ,

12: Anordnung eines glänzenden, geneigten Objektes. 12 : Arrangement of a shiny, tilted object.

13: Diagramm der Empfangssignalverläufe nach 12. 13 : Diagram of the received signal waveforms after 12 ,

14: Diagramm der Empfangssignalverläufe nach 12 zur Bestimmung des Glanzgrades. 14 : Diagram of the received signal waveforms after 12 to determine the gloss level.

15: Anordnung einer transparenten Schicht vor einem Objekt. 15 : Arrangement of a transparent layer in front of an object.

16: Diagramm der Empfangssignalverläufe nach 15. 16 : Diagram of the received signal waveforms after 15 ,

17: Diagramm der Empfangssignalverläufe bei einer transparenten Schicht vor einer glänzenden Referenzfläche. 17 : Diagram of the received signal curves in a transparent layer in front of a glossy reference surface.

18: Kombination eines Triangulationstasters mit der Vorrichtung nach 7b. 18 : Combination of a triangulation button with the device after 7b ,

3 zeigt das Blockschaltbild einer optoelektronischen Vorrichtung 1 mit dem Sender 2, dessen Sendelichtstrahlen 3 durch Reflektion am Objekt 6 die Empfangslichtstrahlen 4 ergeben. Die zweiteilige Empfangsoptik 7 teilt den Empfangslichtstrahl 4 durch zwei getrennte Randbereiche in die Teilstrahlen 4a und 4b auf und bündelt sie auf das den Empfänger bildende Mehrfachempfangselement 5 welches aus einer Reihenanordnung von Empfangselementen besteht. Der Empfangssignalverlauf wird in der Auswerteeinheit 11 ausgewertet und daraus am Schaltausgang 9 ein binäres Schaltsignal bereitgestellt. 3 shows the block diagram of an optoelectronic device 1 with the transmitter 2 , whose transmitted light rays 3 by reflection on the object 6 the received light beams 4 result. The two-part receiver optics 7 divides the received light beam 4 by two separate edge regions in the partial beams 4a and 4b on and bundles them on the receiver forming multiple receiving element 5 which consists of a series arrangement of receiving elements. The received signal waveform is in the evaluation unit 11 evaluated and from it at the switching output 9 provided a binary switching signal.

4 zeigt das Blockschaltbild der Vorrichtung 1 mit zwei zueinander versetzt angeordneten Sendern 2a und 2b, die alternierend geschaltet werden und über das Objekt 6 die Empfangslichtstrahlen 4a und 4b erzeugen, die auf dem Mehrfachempfangselement 5 zwei Empfangssignalverläufe (Lichtflecke) ergeben. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform der Vorrichtung gemäß 1. 4 shows the block diagram of the device 1 with two mutually offset transmitters 2a and 2 B that are switched alternately and over the object 6 the received light beams 4a and 4b generate on the multicast element 5 two received signal waveforms (light spots) result. Otherwise, this embodiment corresponds to the device according to 1 ,

5 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 mit der aufgeteilten Empfangsoptik 7. Der Sender 2 emittiert Sendelichtstrahlen 3 in einen grö ßeren Raumwinkel, in dem das Objekt 6 detektiert werden soll. Entsprechend der Neigung des Objektes 6 gelangen die beiden Direktreflexe 4a, 4b über die Randbereiche der Empfangsoptik 7 zum Mehrfachempfangselement 5. Wird die Empfangsoptik 7 durch eine Zylinderlinse gebildet, werden die Empfangslichtstrahlen 4a, 4b als Empfangslichtstreifen in der Ebene des Mehrfachempfangselement 5 und quer dazu gebündelt, so dass sich Empfangslichtstreifen und Mehrfachempfangselement 5 in einem weiten Neigungsbereich des Objektes 6 schneiden. 5 shows the first embodiment of the device 1 with the split receiving optics 7 , The transmitter 2 emits transmitted light rays 3 in a larger ßeren solid angle, in which the object 6 should be detected. According to the inclination of the object 6 get the two direct reflexes 4a . 4b over the edge areas of the receiving optics 7 to the multiple receiving element 5 , Will the receiving optics 7 formed by a cylindrical lens, the received light beams 4a . 4b as a receiving light strip in the plane of the multiple receiving element 5 and bundled transversely thereto, so that received light strip and multiple receiving element 5 in a wide range of inclination of the object 6 to cut.

Wie in 6a gezeigt, entsteht auf dem Mehrfachempfangselement 5 ein Empfangssignalverlauf mit den zwei Intensitätsmaximas u4a und u4b im Abstand n1. In einem kürzeren Abstand des Objektes 6' ändert sich der Winkel der einfallenden Teilstrahlen 4a', 4b' und damit, wie in 6b gezeigt, der Abstand n1' der Intensitätsmaximas u4a und u4b. Durch die Änderung der Neigung des Objektes 6 wird lediglich die Lage der beiden Intensitätsmaximas u4a und u4b verschoben, wobei der Abstand n1 erhalten bleibt.As in 6a shown, arises on the multiple receiving element 5 a received signal waveform with the two intensity maxima u4a and u4b at a distance n1. In a shorter distance of the object 6 ' the angle of the incident partial beams changes 4a ' . 4b ' and with it, as in 6b the distance n1 'of the intensity maxima u4a and u4b is shown. By changing the inclination of the object 6 only the position of the two intensity maxima u4a and u4b is shifted, the distance n1 being maintained.

7 zeigt verschiedene Anordnungen des Senders 2. Vorzugsweise ist der Sender 2, wie in 7a gezeigt, zwischen den beiden Randbereichen der Empfangsoptik 7 angeordnet. 7b und 7c zeigen, dass der Sender 2 auch neben oder über der Empfangsoptik 7 angeordnet werden kann, wobei lediglich die Ausrichtung der Sendestrahlen 3 des Senders 2 angepasst werden muss. 7 shows different arrangements of the transmitter 2 , Preferably, the transmitter 2 , as in 7a shown between the two edge regions of the receiving optics 7 arranged. 7b and 7c show that the transmitter 2 also next to or above the receiver optics 7 can be arranged, with only the orientation of the transmitted beams 3 the transmitter 2 must be adjusted.

8 zeigt den zulässigen Neigungswinkel w2 des Objektes 6. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der durch das Objekt 6 zur Vorrichtung 1 zurück gespiegelte Sendelichtfleck gerade noch die Empfangsoptik 7 treffen muss. Da dieser Sendelichtfleck mit dem Objektabstand wächst ist der zulässige Neigungswinkel w2 des Objektes 6 etwa so groß wie der Raumwinkel w3 der Sendelichtstrahlen 3. Es gilt die Beziehung: w2 = 0,5·arctan(2·tan(w3)) ≈ w3. 8th shows the permissible angle of inclination w2 of the object 6 , It should be noted that the object 6 to the device 1 back mirrored transmission light spot just the receiving optics 7 must meet. Since this transmission light spot grows with the object distance, the permissible angle of inclination w2 of the object is 6 about as large as the solid angle w3 of the transmitted light rays 3 , The relation holds: w2 = 0.5 · arctan (2 · tan (w3)) ≈ w3.

9a zeigt die Möglichkeit der Vergrößerung des Raumwinkels der Sendelichtstrahlen 3. Durch Fokussierung der Sendelichtstrahlen 3 im Punkt P1, der im Nahbereich der Vorrichtung 1 in einem Bereich liegt, in dem kein Objekt detektiert werden soll. Durch diese Maßnahme wird der wirksame Raumwinkel und damit der zulässige Neigungswinkel des Objektes 6 vergrößert. 9a shows the possibility of increasing the solid angle of the transmitted light beams 3 , By focusing the transmitted light rays 3 at point P1, in the vicinity of the device 1 lies in an area in which no object is to be detected. By this measure, the effective solid angle and thus the permissible angle of inclination of the object 6 increased.

9b zeigt den Grenzfall für Anwendungen, bei denen eine sehr kleine Fläche des Objektes 6, bzw. Objekte mit kleinen Abmessungen nach diesem Verfahren detektiert und bezüglich ihres Abstandes beurteilt werden sollen. Der Fokuspunkt P1 der Sendelichtstrahlen 3 liegt unmittelbar vor dem Objekt 6. Die Einschränkung dabei ist, dass der Neigungswinkel des Objektes 6 so ist, dass die Empfangsoptik 7 noch getroffen wird. 9b shows the limiting case for applications where a very small area of the object 6 , or objects with small dimensions to be detected by this method and evaluated with respect to their distance. The focal point P1 of the transmitted light beams 3 lies directly in front of the object 6 , The limitation here is that the angle of inclination of the object 6 such is that the receiving optics 7 still hit.

10 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 mit zwei Sendern 2a, 2b, die alternierend geschaltet werden und über die einteilige Empfangsoptik 8 auf dem Mehrfachempfangselement 5 zwei Empfangssignalverläufe erzeugen. 10 shows the second embodiment of the device 1 with two transmitters 2a . 2 B , which are switched alternately and the one-piece receiver optics 8th on the multiple receiving element 5 generate two received signal waveforms.

11 zeigt das Diagramm der Empfangssignalverläufe, wobei im Gegensatz zu 6a die Signalverläufe u4a und u4b zeitlich nacheinander entstehen und ausgewertet werden können. 11 shows the diagram of the received signal waveforms, unlike 6a the waveforms u4a and u4b can be generated one after the other and evaluated.

12 zeigt die Vorrichtung 1 nach 10, die auf ein glänzendes Objekt 6 gerichtet ist. Die Diagramme der beiden Signalverläufe u4a und u4b sind in 13a dargestellt. Das um den Winkel w1 geneigte Objekt 6' liefert, wie in 13a dargestellt, die zwei Empfangssignalverläufe u4a, u4b, die gegenüber 13a um den Wert dn versetzt sind. Aus dem Versatz dn kann die Neigung des Objektes 6' ermittelt werden. 12 shows the device 1 to 10 pointing to a shiny object 6 is directed. The diagrams of the two waveforms u4a and u4b are in 13a shown. The object inclined by the angle w1 6 ' supplies, as in 13a illustrated, the two received signal waveforms u4a, u4b, the opposite 13a are offset by the value dn. From the offset dn can the inclination of the object 6 ' be determined.

14a zeigt das Diagramm der Empfangssignalverläufe u4a, u4b von einer seidenmatt bis glänzenden Oberfläche. Die Breite d3 eines Signalverlaufes ist ein Maß für den Glanzgrad der Objektoberfläche. Damit kann evtl. auch die Bedruckung einer matten Oberfläche mit glänzendem Aufdruck, bzw. die Bedruckung eines glänzenden Trägers mit matter Bedruckung analysiert werden. Ebenso kann die partielle Strukturierung eines glänzenden, ebenen Trägers beurteilt werden. Bei einer Flüssigkeitsschicht ist die Breite d3 ein Maß für die Welligkeit der Flüssigkeitsoberfläche, die durch Vibrationen oder andere Bewegungen entstehen kann. 14a shows the diagram of the received waveforms u4a, u4b from a satin to glossy surface. The width d3 of a signal curve is a measure of the gloss level of the object surface. This may possibly also be used to analyze the printing of a matt surface with a glossy print, or the printing of a glossy support with a matt print. Likewise, the partial structuring of a glossy, flat support can be assessed. For a liquid layer, the width d3 is a measure of the waviness of the liquid surface, which may be due to vibrations or other movements.

Bei gegebenem Objektabstand kann auch, wie in 14b dargestellt, die Überlappung ausgedrückt durch das Verhältnis der Spannung am Überlappungspunkt U2 zur Maximalspannung Umax als Maß für den Glanzgrad, z.B. für seidenmatte Oberflächen, verwendet werden.For a given object distance can also, as in 14b represented, the overlap expressed by the ratio of the voltage at the overlap point U2 to the maximum stress Umax as a measure of the gloss, for example, silk matt surfaces used.

Bei matten Oberflächen ist der Signalverlauf, wie in 14c gezeigt, so flach, dass nur die Intensität U3 als Anhaltspunkt für die Objektdistanz dient, wobei der Reflexionsgrad näherungsweise bekannt und konstant sein sollte. Ansonsten kann auf das Vorhandensein eines Objektes geschlossen werden, wenn U3 einen Intensitätsschwellwert übersteigt.For matte surfaces, the waveform is as in 14c shown so flat that only the intensity U3 serves as a reference for the object distance, the reflectance should be approximately known and constant. Otherwise, the presence of an object can be inferred if U3 exceeds an intensity threshold.

15 zeigt die Vorrichtung 1, die auf das diffus reflektierende Objekt 6 gerichtet ist, dem ein transparentes Objekt 6' vorgelagert ist, das durch eine Kunststofffolie, eine Glasplatte oder eine Flüssigkeitsschicht gebildet sein kann. Die Sendelichtstrahlen 3 durchdringen das transparente Objekt 6' und generieren diffus reflektierte Empfangslichtstrahlen, die über das Mehrfachempfangselement 5, wie im Diagramm der 16 dargestellt, den Grundpegel U3 generieren. Von der Oberfläche des transparenten Objektes 6' werden durch die Direktreflexe die beiden Intensitätsmaximas u4a und u4b generiert, die das Vorhandensein des vorgelagerten transparenten Objektes 6' zeigt und der Abstand n1 ein Maß für den Objektabstand darstellt. Diese Auswertung ermöglicht vorzugsweise die Kontrolle von Folienverpackungen bezüglich fehlerhafter oder fehlender Folie. 15 shows the device 1 pointing to the diffusely reflecting object 6 which is a transparent object 6 ' upstream, which may be formed by a plastic film, a glass plate or a liquid layer. The transmitted light rays 3 penetrate the transparent object 6 ' and generate diffused reflected received light beams transmitted through the multiple receiving element 5 as in the diagram of 16 represented, generate the base level U3. From the surface of the transparent object 6 ' the direct reflections generate the two intensity maxima u4a and u4b which indicate the presence of the upstream transparent object 6 ' shows and the distance n1 represents a measure of the object distance. This evaluation preferably allows the control of film packages with respect to faulty or missing film.

17a zeigt das Diagamm der beiden Intensitätsmaximas u4a und u4b, für den Fall, dass die Vorrichtung auf eine glänzende Referenzfläche gerichtet wird. Um transparente Objekte vor dieser Referenzfläche erkennen zu können, werden die beiden Signalverläufe als Referenzsignalverläufe u4a_ref, 4b_ref gespeichert. 17a shows the diagram of the two intensity maxima u4a and u4b, in the case that the device is directed to a glossy reference surface. In order to be able to recognize transparent objects in front of this reference surface, the two signal profiles are stored as reference signal profiles u4a_ref, 4b_ref.

Wird dieser glänzenden Referenzfläche eine transparente Schicht, die durch eine Kunststofffolie, eine Glasplatte oder eine Flüssigkeitsschicht gebildet sein kann, vorgelagert, ergibt sich, wie in 17b gezeigt, der Signalverlauf u4a, u4b, der eine Mischung aus dem Empfangslicht der Referenzfläche und der vorgelagerten transparenten Schicht darstellt.If a transparent layer, which may be formed by a plastic film, a glass plate or a liquid layer, precedes this glossy reference surface, as shown in FIG 17b the waveform u4a, u4b, which represents a mixture of the received light of the reference surface and the upstream transparent layer.

In 17c sind die beiden Signalverläufe u4a_obj, 4b_obj gezeigt, die dadurch ermittelt werden, dass von den Signalverläufen in 17b, die Referenzsignalverläufe u4a_ref, 4b_ref von 17a subtrahiert werden. Der Abstand n2 ist dann ein Maß für den Abstand der transparenten Schicht zur Vorrichtung 1. Damit können Kunststofffolien vor einer glänzenden Metalloberfläche detektiert werden.In 17c are shown the two waveforms u4a_obj, 4b_obj, which are determined by the fact that of the waveforms in 17b , the reference signal waveforms u4a_ref, 4b_ref of 17a be subtracted. The distance n2 is then a measure for the distance of the transparent layer to the device 1 , Thus, plastic films can be detected in front of a shiny metal surface.

18 zeigt die Kombination der Vorrichtung 1 nach 5 mit einem Triangulationstaster nach dem Stand der Technik. Zur Distanzmessung auf ein diffus reflektierendes Objekt 6' wird der Sender 2' aktiviert, der den Sendelichtstrahl 3' zum Objekt 6' emittiert, von wo der Empfangslichtstrahl 4' über die Empfangsoptik 16, die vorzugsweise durch eine Asphäre gebildet wird, auf das Mehrfachempfangselement 5 fokussiert wird. Aus der Empfangslichtposition wird der Abstand des Objektes 6' ermittelt. 18 shows the combination of the device 1 to 5 with a Triangulationstaster according to the prior art. For distance measurement on a diffusely reflecting object 6 ' becomes the transmitter 2 ' activated, which transmits the transmitted light beam 3 ' to the object 6 ' emitted, from where the received light beam 4 ' via the receiving optics 16 , which is preferably formed by an aspheric, on the multiple receiving element 5 is focused. The received light position becomes the distance of the object 6 ' determined.

Zur Abstandsermittlung des glänzenden Objektes 6 wird der Sender 2 aktiviert, der entsprechend 7b angeordnet ist. Die Direktreflexe 4a, 4b erzeugen über die zweiteilige Empfangsoptik 7, die durch zwei, der Empfangsoptik be nachbarten, Fresnelzylinderlinsenbereiche gebildet ist, die Signalverläufe u4a, u4b nach 6a, aus deren Abstand n1 die Objektdistanz berechnet wird.To distance determination of the shiny object 6 becomes the transmitter 2 activated accordingly 7b is arranged. The direct reflexes 4a . 4b generate over the two-part receiver optics 7 formed by two, the receiving optics adjacent be Fresnelzylinderlinsenbereiche, the waveforms u4a, u4b after 6a , from whose distance n1 the object distance is calculated.

11: Optoelektronische VorrichtungOptoelectronic contraption
22: Sendertransmitter
33: SendelichtstrahlTransmitted light beam
44: EmpfangslichtstrahlReception light beam
55: Empfängerreceiver
66: Objektobject
77: Empfangsoptik (zweiteilig)receiving optics (Two part)
88th: Empfangsoptik (einteilig)receiving optics (One-piece)
99: Schaltausgangswitching output
1010: DatenschnittstelleData Interface
1111: Auswerteeinheitevaluation
1212: Einfallswinkelangle of incidence
1313: Ausfallswinkelangle of reflection
1414: Streustrahlungscattered radiation
1515: gebrochener Strahlbroken beam
1616: Empfangsoptik (Asphäre)receiving optics (Asphere)

Claims

Optoelectronic device having at least one transmitter and at least one receiver, which is designed as a multiple receiving element with a multiple arrangement of receiving elements, characterized in that the transmitted light beams ( 3 ) are radiated in a solid angle range and the angular position of at least two direct reflections is evaluated by the multiple receiving element by the object distance is calculated from the distance of the two receiving light spots.

Optoelectronic device according to claim 1, characterized characterized in that by means of a predetermined threshold value a switching signal is generated.

Optoelectronic device according to one of claims 1 or 2, characterized in that this only one transmitter ( 2 ), the transmitted light beams ( 3 ) radiates into a solid angle, and that over two separate areas of a receiving optics ( 7 . 8th ) two direct reflections are focused on a multiple receiving element.

Optoelectronic device according to claim 3, characterized in that the receiving optics ( 7 . 8th ) is formed by a cylindrical lens whose central area is covered.

Optoelectronic device according to claim 4, characterized in that in the covered central region of the cylindrical lens of the transmitter ( 2 ) is arranged.

Optoelectronic device according to claim 4, characterized in that the transmitter ( 2 ) is arranged above the cylindrical lens.

Optoelectronic device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the transmitter ( 2 ) Transmitted light beams ( 3 ) radiates in a wide solid angle, whereby objects ( 6 ) are detectable with large object inclinations.

Optoelectronic device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the transmitted light beams ( 3 ) of the transmitter ( 2 ) are focused to a point close to the sensor and span a large solid angle in the object area.

Optoelectronic device according to one of claims 1 or 2, characterized in that these two transmitters ( 2 ), which in a common object area and solid angle transmit light beams ( 3 ) and that of an object ( 6 ) reflected back receive light beams ( 4 ) via a receiving optics ( 7 . 8th ), which is preferably formed by a cylindrical lens, as two direct reflections are focused on the multiple receiving element.

Optoelectronic device according to claim 9, characterized in that the receiving optics ( 7 . 8th ) between the two stations ( 2 ) is arranged.

Optoelectronic device according to one of claims 9 or 10, characterized in that the two transmitters ( 2 ) are activated alternately, whereby the waveforms are evaluated separately in time.

Optoelectronic device according to one of claims 1 to 11, characterized in that a shiny object ( 6 ) is detected in front of a shiny reference surface in that the distance between the two receiving light spots is greater than the distance taught by the reference surface.

Optoelectronic device according to claim 12, characterized in that the object inclination of an object ( 6 ) is determined from the offset of the two received light spots between the current measurement and the taught position.

Optoelectronic device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the gloss level of an object surface the width of the waveforms the two received light spots on the multiple receiving element is determined.

Optoelectronic device according to one of claims 1 to 14, characterized in that from the width of the signal waveforms at the receiver ( 5 ) is closed on the transverse or longitudinal structuring of a shiny object surface.

Optoelectronic device according to one of claims 1 to 15, characterized in that from the width of the signal waveforms at the receiver ( 5 ) is closed to the waviness of a liquid surface.

Optoelectronic device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the presence of a diffusely reflecting object ( 6 ) is detected by the fact that the width of the waveforms on the receiver ( 5 ) clearly overlaps and the intensity of the signals exceeds a threshold.

Optoelectronic device according to claim 17, characterized in that from the waveform a conclusion on the surface texture possible is.

Optoelectronic device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the presence of a transparent film, glass plate or liquid layer in front of a diffusely reflecting object ( 6 ) is recognized by the fact that from a flat running basic intensity of the signals at the receiver ( 5 ), two significant position-assignable intensity maxima are measurable.

Optoelectronic device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the presence of a transparent film, glass plate or liquid layer in front of a shiny reference surface is detected by the fact that the determined in a teach operation waveform of the reference surface of the waveform with the transparent object ( 6 ) is subtracted and the distance and / or the intensity of the two calculated intensity maxima are further apart and / or exceed an intensity threshold value.

Optoelectronic device according to claim 3, characterized in that it is equipped with a triangulation probe for diffusely reflecting objects ( 6 ) is combined.