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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Abstract
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
Unmittelbar
benachbart zu dem Sender
Die
gemeinsame Doppellinse (Fresnellinse oder Beugungslinse) der Senderoptik
Die
Funktionsweise ist wie folgt:
Die vom Sender
The transmitter
Nach
dem Auftreffen auf einen Reflektor wird die elektromagnetische Strahlung
zurückgestrahlt und
zunächst
mittels der Empfängeroptik
Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Lichtschranke mit Reflektor ausgebildet. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
den Empfänger
- 11
- Sendertransmitter
- 22
- Polarisationsfilterpolarizing filter
- 33
- Senderoptiktransmitter optics
- 44
- Empfängeroptikreceiver optics
- 55
- Analysatoranalyzer
- 66
- Empfängeroptikreceiver optics
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- 2006-10-12 DE DE200610048297 patent/DE102006048297A1/en not_active Ceased
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