DE102006048297A1 - Opto-electronic sensor device i.e. light barrier, has polarization filter arranged between transmitter and transmitter optics that is designed as thin Fresnel lens, and analyzer arranged between receiver and receiver optics - Google Patents

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    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers

Abstract

The device has a transmitter (1) for transmitting electromagnetic radiation, and a receiver (4) for receiving the radiation. A polarization filter (2) is attached to the transmitter for polarizing the radiation. An analyzer (5) is provided for analyzing the polarized radiation. A transmitter optics (3) and a receiver optics (6) are formed by a diffraction grating or by a Fresnel lens. The filter is arranged between the transmitter and the transmitter optics. The analyzer is arranged between the receiver and the receiver optics. The transmitter optics is designed as a thin Fresnel lens.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere Lichtschranke, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to an optoelectronic sensor device, in particular Photocell, according to the preamble of claim 1.

Das besondere Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensoreinrichtung sind Lichtschranken. Nichtsdestoweniger ist das Erfindungsprinzip auch bei anderen optoelektronischen Sensoreinrichtungen einsetzbar, und zwar immer dort, wo polarisierte elektromagnetische Strahlung verwendet wird.The special application of the optoelectronic sensor device according to the invention are light barriers. Nonetheless, the principle of the invention is can also be used in other optoelectronic sensor devices, and always there, where polarized electromagnetic radiation is used.

Optoelektronische Sensoreinrichtungen weisen einen Sender zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung sowie einen Empfänger zum Empfangen der elektromagnetischen Strahlung auf. Sender und Empfänger ist dabei jeweils eine Senderoptik und eine Empfängeroptik zugeordnet. Damit stark reflektierende oder spiegelnde Objekte sicher detektiert werden können (denn aufgrund der großen Helligkeit ist eine sichere Detektion nicht immer möglich), wird polarisiertes Licht verwendet. Zu diesem Zweck ist dem Sender ein Polarisationsfilter und dem Empfänger ein Analysator zugeordnet. Dieser Einsatz von Linearpolarisatoren in Lichtschranken zur Unterdrückung von Störsignalen stark reflektierender oder spiegelnder Objekte ist bekannt.Optoelectronic Sensor devices have a transmitter for emitting electromagnetic Radiation as well as a receiver for receiving the electromagnetic radiation. Transmitter and receiver in each case a transmitter optics and a receiver optics are assigned. In order to strongly reflecting or reflecting objects are reliably detected can (because of the big one Brightness is not always possible) Polarized light is used. For this purpose, the sender a polarizing filter and the receiver associated with an analyzer. This use of linear polarizers in photoelectric sensors for the suppression of noise strongly reflecting or reflecting objects is known.

Das Problem bei derartigen optoelektronischen Sensoreinrichtungen stellt die Sender- sowie Empfängeroptik dar. Hier werden bislang dicke Linsen verwendet. Diese weisen herstellungsbedingt in der inneren Struktur Spannungen auf, welche sich negativ auf die Polarisation der elektromagnetischen Strahlung auswirken. Aufgrund dieser Polarisationsstörungen ist es notwendig, daß das Polarisationsfilter und der Analysator jeweils im Bereich zwischen der Sender- bzw. Empfängeroptik und dem Reflektionselement angeordnet werden muß. Dadurch lassen sich aber die Optiken zum einen nicht kostengünstig herstellen. Zum anderen besteht – wie ausgeführt – das Problem der Spannungsdoppelbrechung.The Problem with such optoelectronic sensor devices provides the transmitter and receiver optics dar. Here thick lenses are used so far. These are production-related in the inner structure tensions, which are negative affect the polarization of electromagnetic radiation. by virtue of this polarization disorders it is necessary that the Polarizing filter and the analyzer each in the range between the Transmitter or receiver optics and the reflection element must be arranged. This can be but the optics for a low-cost manufacture. On the other hand exists - like executed - the problem the stress birefringence.

Davon ausgehend liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere Lichtschranke, der eingangs angegebenen Art zu schaffen, mit der die Gesamtoptik kostengünstig und kompakt hergestellt werden kann.From that Therefore, the invention is based on the object, an optoelectronic Sensor device, in particular light barrier, the specified above To create a way to make the overall look cost-effective and compact can.

Die technische Lösung ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.The technical solution is characterized by the features in the characterizing part of claim 1.

Die Grundidee der Erfindung liegt in einer spannungsarmen, dünnen Frontscheibe mit integrierten Fresnel- oder Beugungsstrukturen. Somit wird vorgeschlagen, die Optiken für Sender und Empfänger mit Polarisationsfiltern durch Einsatz von Fresnel- oder Beugungsstrukturen als spannungsarme, dünnwandige optische Komponenten auszuführen und die Funktionen in einem als Gehäuseabschluß dienenden Bauteil in Form einer Frontscheibe zu vereinen, ohne daß bei der Nutzung polarisierter elektromagnetischer Strahlung die Wirkung der Polarisationsfilter nachhaltig beeinträchtigt wird. Für die Herstellung dieser kostengünstigen Teile können herkömmliche Spritzgießverfahren verwendet werden. Als geeignete Materialien kommen COC oder PMMA in Frage, welche eine relativ geringe spannungsoptische Doppelbrechung aufweisen und insbesondere bei dünnwandigen Bauteilen zum Einsatz in Polarisationsoptiken einsetzbar sind.The The basic idea of the invention lies in a low-tension, thin front screen with integrated Fresnel or diffraction structures. Thus, it is suggested the optics for Sender and receiver with polarizing filters by using Fresnel or diffraction structures as low-tension, thin-walled to perform optical components and the functions in a housing closure To unify component in the form of a windscreen without at the Use of polarized electromagnetic radiation the effect the polarization filter is permanently impaired. For the production this inexpensive Parts can conventional injection molding be used. Suitable materials are COC or PMMA Question, which is a relatively low stress optical birefringence and especially in thin-walled Components can be used for use in polarization optics.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 schlägt vor, daß die Senderoptik und die Empfängeroptik durch eine einstückige Fresnellinse oder durch ein einstückiges Beugungsgitter gebildet sind. Dadurch ist eine durchgehend geschlossene Frontscheibe mit integrierten Linsenstrukturen bzw. Linienstrukturen geschaffen.The Training according to claim 2 hits before that the Transmitter optics and receiver optics by a one-piece Fresnel lens or formed by a one-piece diffraction grating are. This is a continuous closed windscreen with created integrated lens structures or line structures.

Dabei ist gemäß der Weiterbildung in Anspruch 3 die Fresnel- oder Beugungsstruktur der Geräteinnenseite zugewandt und die Außenseite als ebene Fläche ausgeführt.there is according to the training in claim 3, the Fresnel or diffraction structure of the device inside facing and the outside as a flat surface executed.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Sensoreinrichtung in Form einer Lichtschranke wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung die Lichtschranke.One embodiment an optoelectronic according to the invention Sensor device in the form of a light barrier will be described below with reference to Drawing described. This drawing shows a schematic representation the photocell.

Die Lichtschranke besitzt zunächst einen Sender 1 zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung. Vor dem Sender 1 befindet sich ein Polarisationsfilter 2. Und vor diesem Polarisationsfilter 2 befindet sich eine Senderoptik 3 in Form einer Fresnellinse.The photocell initially has a transmitter 1 for emitting electromagnetic radiation. In front of the transmitter 1 there is a polarization filter 2 , And in front of this polarization filter 2 there is a transmitter optics 3 in the form of a Fresnel lens.

Unmittelbar benachbart zu dem Sender 1 befindet sich ein Empfänger 4. Vor diesem Empfänger 4 befindet sich ein Analysator 5 und vor diesem Analysator 5 eine Empfängeroptik 6 ebenfalls in Form einer Fresnellinse. Dabei ist diese Fresnellinse der Empfängeroptik 6 mit der Fresnellinse der Senderoptik 3 zu einer Doppel-Fresnellinse vereinigt.Immediately adjacent to the transmitter 1 there is a receiver 4 , In front of this receiver 4 there is an analyzer 5 and in front of this analyzer 5 a receiver optics 6 also in the form of a Fresnel lens. This Fresnel lens is the receiver optics 6 with the Fresnel lens of the transmitter optics 3 united to a double Fresnel lens.

Die gemeinsame Doppellinse (Fresnellinse oder Beugungslinse) der Senderoptik 3 sowie der Empfängeroptik 6 ist gleichzeitig als Lichtaustritts- bzw. Lichteintrittsfenster Bestandteil des Lichtschrankengehäuses.The common double lens (Fresnel lens or diffraction lens) of the transmitter optics 3 as well as the receiver optics 6 is at the same time as Lichtaustritts- or light entrance window part of the light barrier housing.

Die Funktionsweise ist wie folgt:
Die vom Sender 1 emittierte elektromagnetische Strahlung wird zunächst durch das Polarisationsfilter 2 polarisiert und anschließend in der Senderoptik 3 parallelisiert. Da die Senderoptik 3 als dünne Fresnellinse ausgebildet ist, weist diese nur eine relativ geringe spannungsoptische Doppelbrechung auf, so daß die Polarisation der elektromagnetischen Strahlung so gut wie nicht beeinflußt wird.
The operation is as follows:
The transmitter 1 emitted electromagnetic radiation is first through the polarizing filter 2 polarized and then in the transmitter optics 3 parallelization. Because the transmitter optics 3 is designed as a thin Fresnel lens, this has only a relatively low voltage optical birefringence, so that the polarization of the electromagnetic radiation is virtually unaffected.

Nach dem Auftreffen auf einen Reflektor wird die elektromagnetische Strahlung zurückgestrahlt und zunächst mittels der Empfängeroptik 6 auf den Empfänger 4 gebündelt. Da auch hier sich die Empfängeroptik 6 in Form der Fresnellinse nicht auf die Polarisation der elektromagnetischen Strahlung auswirkt, kann der Analysator 5 zwischen der Empfängeroptik 6 und dem Empfänger 4 angeordnet sein.After hitting a reflector, the electromagnetic radiation is reflected back and first by means of the receiver optics 6 on the receiver 4 bundled. Because here too the receiver optics 6 in the form of the Fresnel lens does not affect the polarization of electromagnetic radiation, the analyzer 5 between the receiver optics 6 and the receiver 4 be arranged.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lichtschranke mit Reflektor ausgebildet. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Empfänger 4 auf der gegenüberliegenden Seite (also im Bereich des Reflektors) anzuordnen.In the illustrated embodiment, the light barrier is formed with a reflector. Of course it is also possible for the recipient 4 on the opposite side (ie in the area of the reflector) to arrange.

11
Sendertransmitter
22
Polarisationsfilterpolarizing filter
33
Senderoptiktransmitter optics
44
Empfängeroptikreceiver optics
55
Analysatoranalyzer
66
Empfängeroptikreceiver optics

Claims (3)

Optoelektronische Sensoreinrichtung, insbesondere Lichtschranke, mit einem Sender (1) zum Aussenden elektromagnetischer Strahlung, mit einem Empfänger (4) zum Empfangen der elektromagnetischen Strahlung, mit einer Senderoptik (3) und einer Empfängeroptik (6) sowie mit einem dem Sender (1) zugeordneten Polarisationsfilter (2) zum Polarisieren der elektromagnetischen Strahlung und einem dem Empfänger (4) zugeordneten Analysator (5) für die polarisierte Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Senderoptik (3) und die Empfängeroptik (6) durch eine Fresnellinse oder durch ein Beugungsgitter gebildet ist und daß das Polarisationsfilter (2) zwischen dem Sender (1) und der Senderoptik (3) und der Analysator (5) zwischen dem Empfänger (4) und der Empfängeroptik (6) angeordnet ist.Optoelectronic sensor device, in particular light barrier, with a transmitter ( 1 ) for emitting electromagnetic radiation, with a receiver ( 4 ) for receiving the electromagnetic radiation, with a transmitter optics ( 3 ) and a receiver optics ( 6 ) as well as with the transmitter ( 1 ) associated polarizing filter ( 2 ) for polarizing the electromagnetic radiation and a receiver ( 4 ) associated analyzer ( 5 ) for the polarized radiation, characterized in that the transmitter optics ( 3 ) and the receiver optics ( 6 ) is formed by a Fresnel lens or by a diffraction grating and that the polarizing filter ( 2 ) between the transmitter ( 1 ) and the transmitter optics ( 3 ) and the analyzer ( 5 ) between the receiver ( 4 ) and the receiver optics ( 6 ) is arranged. Optoelektronische Sensoreinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Senderoptik (3) und die Empfängeroptik (6) durch eine einstückige Fresnellinse oder durch ein einstückiges Beugungsgitter gebildet sind.Optoelectronic sensor device according to the preceding claim, characterized in that the transmitter optics ( 3 ) and the receiver optics ( 6 ) are formed by a one-piece Fresnel lens or by a one-piece diffraction grating. Optoelektronische Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fresnel- oder Beugungsstruktur der Gehäuseinnenseite zugewandt ist und daß die Außenseite als homogene, ebene Fläche ausgebildet ist.Optoelectronic sensor device according to one of previous claims, characterized in that the Fresnel or diffraction structure facing the inside of the housing and that the outside as a homogeneous, flat surface is trained.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009007124A1 (en) * 2009-02-02 2010-08-05 Gubela Sen., Hans-Erich Retroreflector i.e. color filter reflector, for reflection light barrier in e.g. photography, has color filter made of light-transmissive material in preset color for selective passage of light of preset wavelengths
EP3534186A1 (en) 2018-03-02 2019-09-04 Sick AG Optoelectronic sensor and method for producing a cover plate

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4990768A (en) * 1988-11-11 1991-02-05 Omron Tateisi Electronics Co. Electronic apparatus including photoelectric switch
DE19619478A1 (en) * 1996-05-14 1997-11-20 Sick Ag Optical arrangement with diffractive optical element
US5946095A (en) * 1996-03-08 1999-08-31 Gas Research Institute Natural gas detection apparatus and method operable in a moving vehicle
DE202005003051U1 (en) * 2005-02-25 2005-05-19 Sick Ag Light gate or barrier optoelectronic sensor has transmit and receive beamwidths adjusted using additional foreoptics
DE10335263B4 (en) * 2003-08-01 2005-08-11 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optical sensor
DE102004011804A1 (en) * 2004-03-11 2005-10-06 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optical sensor for detecting objects in area to be monitored comprises casing(s) to accommodate optical and electronic components

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4990768A (en) * 1988-11-11 1991-02-05 Omron Tateisi Electronics Co. Electronic apparatus including photoelectric switch
US5946095A (en) * 1996-03-08 1999-08-31 Gas Research Institute Natural gas detection apparatus and method operable in a moving vehicle
DE19619478A1 (en) * 1996-05-14 1997-11-20 Sick Ag Optical arrangement with diffractive optical element
DE10335263B4 (en) * 2003-08-01 2005-08-11 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optical sensor
DE102004011804A1 (en) * 2004-03-11 2005-10-06 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optical sensor for detecting objects in area to be monitored comprises casing(s) to accommodate optical and electronic components
DE202005003051U1 (en) * 2005-02-25 2005-05-19 Sick Ag Light gate or barrier optoelectronic sensor has transmit and receive beamwidths adjusted using additional foreoptics

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009007124A1 (en) * 2009-02-02 2010-08-05 Gubela Sen., Hans-Erich Retroreflector i.e. color filter reflector, for reflection light barrier in e.g. photography, has color filter made of light-transmissive material in preset color for selective passage of light of preset wavelengths
DE102009007124B4 (en) * 2009-02-02 2019-01-10 Hans-Erich Gubela sen. Retroreflector with a color filter for optical sensors and reflection light barriers
EP3534186A1 (en) 2018-03-02 2019-09-04 Sick AG Optoelectronic sensor and method for producing a cover plate
DE102018104787A1 (en) 2018-03-02 2019-09-05 Sick Ag Opto-electronic sensor and manufacturing method for a windscreen

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