DE102011054706A1 - Automatic movable floor dust collection apparatus has disc that is arranged in cross-section of output beam path for deflecting beam reflected on region between disc and transmission and receiving units - Google Patents

Automatic movable floor dust collection apparatus has disc that is arranged in cross-section of output beam path for deflecting beam reflected on region between disc and transmission and receiving units Download PDF

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Dr. Zuber Daniel
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Vorwerk and Co Interholding GmbH
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Abstract

The apparatus (1) has a crushing device (H) that is provided with optical transmission and receiving units. A plane mirror is provided for deflecting the beam with respect to the transmission and receiving units. Transmission and receiving units are rotated about an angle of 180[deg] using a rotary unit. A disc (10) is arranged in cross-section of an output beam path for deflecting beam reflected on a region between the disc and the transmission and receiving units.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätig verfahrbares Gerät, insbesondere selbsttätig verfahrbares Bodenstaub-Aufsammelgerät, mit vorzugsweise elektromotorisch angetriebenen Verfahrrädern, einem Gerätegehäuse und vorzugsweise einem Staubsammelbehälter, wobei das Gerät mit einer Hinderniserkennung versehen ist, die aus optischen Sende- und Empfängereinheiten besteht und wobei bevorzugt ein Element zur Strahlumlenkung vorgesehen ist, wobei weiter zur Rundumerfassung zumindest ein Teil der Sende- und Empfängereinheit um 180° oder mehr drehbar und bevorzugt auf einem antreibbaren Drehteil angeordnet ist und wobei darüber hinaus die Sende- und Empfängerstrahlen eine bevorzugt für die Strahlen im Wesentlichen durchlässige Aus- bzw. Eintrittsscheibe durchsetzen.The invention relates to an automatically movable device, in particular automatically movable soil dust collecting device, preferably with an electric motor driven traversing a device housing and preferably a dust collection container, the device is provided with an obstacle detection, which consists of optical transmitting and receiving units and preferably an element is provided for beam deflection, wherein at least a part of the transmitting and receiving unit rotatable by 180 ° or more and preferably on a driven rotary member is arranged for Rundum detection and wherein moreover the transmitting and receiving beams preferably a preferably transparent to the rays from or penetrate entry disc.

Geräte der in Rede stehenden Art sind bekannt, so bspw. in Form von selbsttätig verfahrbaren Saug- und/oder Reinigungsgeräten zur Abreinigung von insbesondere Fußböden, darüber hinaus in weiterer Ausgestaltung bspw. auch in Form eines selbsttätig verfahrbaren Transportgerätes oder weiter bspw. in Form eines Rasenmähgerätes. Derartige Geräte sind bevorzugt mit Abstandssensoren versehen, um so bspw. eine Kollision mit im Verfahrweg stehenden Gegenständen oder dergleichen zu vermeiden. Diese Sensoren arbeiten bevorzugt berührungslos, so weiter bevorzugt als Licht- oder Ultraschallsensoren. Hierzu ist es weiter bekannt, das Gerät mit Mitteln zur Rundum-Abstandsmessung zu versehen, so weiter bspw. in Form eines optischen Triangulationssystems, welches auf einem, bevorzugt um eine Vertikalachse des Gerätes rotierenden Drehteil angeordnet ist. Mittels eines solchen Systems können Abstandsmessungen zufolge Reflektionen erreicht werden, welche Abstandsmessungen zur Raumorientierung, weiter insbesondere im Zuge der selbsttätigen Arbeit zur Hinderniserkennung sowie weiter bevorzugt zum Anlegen einer Karte der zu befahrenden Räumlichkeit und somit entsprechend zur Erstellung einer Kartierung genutzt werden. Diesbezüglich wird bspw. auf die DE 10 2008 014 912 A1 verwiesen. Der Inhalt dieser Patentanmeldung wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung vorliegender Erfindung mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Patentanmeldung in Ansprüche vorliegender Erfindung mit einzubeziehen. Die zufolge der Abstandsmessung erfassten Raumbegrenzungen, ggf. unter Berücksichtigung etwaiger Hindernisse in den Räumen, werden bevorzugt in Form einer Kartierung der Umgebung, insbesondere der aus mehreren Räumen bestehenden Wohnung abgelegt, weiter bevorzugt in einem nicht flüchtigen Speicher des Gerätes, so dass im Zuge eines Reinigungs- oder Transportvorganges auf diese Kartierung zur Orientierung zurückgegriffen werden kann. Zur Rundum- bzw. zur annähernd Rundum-Hinderniserfassung wird das zumindest ein Teil der Sende- und Empfängereinheiten aufweisende Drehteil kontinuierlich in einer Richtung oder alternierend bevorzugt um eine Vertikalachse angetrieben. Insbesondere zum Schutz der Sende- und Empfängereinheiten, weiter insbesondere zum Schutz des auf dem antreibbaren Drehteller angeordneten Teils der Sende- und Empfängereinheiten, ist es weiter bekannt, eine Schutzhaube vorzusehen. Diese überfängt das Drehteil, ist weiter bevorzugt gegenüber dem Drehteil drehfest angeordnet, insbesondere mit der Gerätehaube des Gerätes verbunden. Insbesondere im umlaufenden Wandungsbereich der Schutzhaube ist diese für die Sende- und Empfängerstrahlen im Wesentlichen in Form einer Scheibe durchlässig gestaltet.Devices of the type in question are known, so for example. In the form of automatically movable suction and / or cleaning equipment for cleaning of particular floors, in addition in a further embodiment, for example. In the form of an automatically movable transport device or further example. In the form of a Rasenmähgerätes. Such devices are preferably provided with distance sensors, so as to avoid, for example, a collision with stationary objects or the like. These sensors preferably operate without contact, so more preferably as light or ultrasonic sensors. For this purpose, it is further known to provide the device with means for all-around distance measurement, so on, for example, in the form of an optical triangulation system, which is arranged on a, preferably rotating about a vertical axis of the device rotary member. By means of such a system, distance measurements can be achieved according to reflections which distance measurements for spatial orientation, in particular in the course of the automatic work for obstacle detection and more preferably for creating a map of the space to be traveled and thus used accordingly to create a mapping. In this regard, for example, on the DE 10 2008 014 912 A1 directed. The content of this patent application is hereby incorporated in full into the disclosure of the present invention, also for the purpose of including features of this patent application in claims of the present invention. The space limitations detected according to the distance measurement, possibly taking into account any obstacles in the rooms, are preferably stored in the form of a mapping of the environment, in particular the apartment consisting of several rooms, more preferably in a non-volatile memory of the device, so that in the course of a Cleaning or transport process can be used on this mapping for guidance. For all-round or approximately all-around obstacle detection, the rotating part having at least a part of the transmitting and receiving units is driven continuously in one direction or alternately preferably around a vertical axis. In particular, for the protection of the transmitting and receiving units, more particularly for the protection of the arranged on the driven turntable part of the transmitting and receiving units, it is further known to provide a protective hood. This overhangs the rotary part, is further preferably arranged non-rotatably relative to the rotary member, in particular connected to the device hood of the device. In particular, in the peripheral wall region of the protective cover this is designed to be transparent to the transmitting and receiving beams substantially in the form of a disc.

Im Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, ein Gerät der in Rede stehenden Art insbesondere hinsichtlich der Abstandsmessung zur Hinderniserkennung weiter zu verbessern.In view of the above-described prior art, a technical problem of the invention is seen in a device of the type in question, in particular with regard to the distance measurement for obstacle detection to further improve.

Diese Problematik ist zunächst und im Wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass die Scheibe (Aus- bzw. Eintrittsscheibe) im Querschnitt so zum Strahlengang, insbesondere zum Ausgangsstrahlengang verläuft, dass an der Scheibe auftretende Reflektionen auf einen Bereich zwischen Scheibe und den Sende- und Empfängereinheiten abgelenkt sind. Die Aus- bzw. Eintrittsscheibe ist bevorzugt Teil einer Schutzhaube, die das rotierende Drehteil, auf welchem bevorzugt ein Umlenkspiegel der Sende- und Empfängereinheit angeordnet ist, überdeckt, um insbesondere das Drehteil und das darauf angeordnete Teil der Sende- und Empfängereinheiten gegen äußere Eingriffe (Stöße, Eindringen von Schmutz, Eingriff durch den Benutzer) zu schützen. Die Schutzhaube ist mindestens in dem Bereich, in dem sie vom Strahlengang der Sende- und Empfängerstrahlen durchdrungen wird (Sende- und Empfangspfad), optisch transparent. Im übrigen Bereich kann die Schutzhaube intransparent sein. Die Schutzhaube kann weiter aus mehreren Teilen bestehen oder ein einzelnes Teil sein. Vorteilhaft ist eine feste Verbindung zwischen Schutzhaube und Gerätegehäuse, so dass die Schutzhaube bevorzugt nicht mit dem Drehteil dreht. Die Schutzhaube wird weiter bevorzugt rotationssymmetrisch mit kreisrundem Querschnitt zur Drehachse des Drehteils ausgebildet. Die Schutzhaube, insbesondere der transparente, im Wesentlichen strahldurchlässige Bereich ist weiter bevorzugt ebenfalls ein optisches Element der Sende- und Empfängereinheiten. Weiter wird die Schutzhaube bevorzugt aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt, wobei als Kunststoffe PC oder PMMA bevorzugt Verwendung finden. Weiter kann die Schutzhaube auch aus Glas bestehen. Zur Realisierung einer Filterfunktion kann das Material der Schutzhaube, insbesondere im Strahldurchtrittsbereich eingefärbt sein, wobei eine maximale Transmission im Wellenlängenbereich des verwendeten Messlichtes gegeben ist.This problem is solved first and foremost by the subject matter of claim 1, wherein it is pointed out that the disk (exit or entry disk) extends in cross section to the beam path, in particular to the output beam path, that reflections occurring on the disk affect a region are deflected between the disc and the transmitting and receiving units. The exit or entry disc is preferably part of a protective hood, which covers the rotating rotary part, on which preferably a deflection mirror of the transmitting and receiving unit is arranged, in order, in particular, to turn the rotary part and the part of the transmitting and receiving units arranged thereon against external interference ( Shocks, ingress of dirt, intervention by the user). The protective hood is optically transparent at least in the region in which it is penetrated by the beam path of the transmitting and receiving beams (transmitting and receiving paths). In the remaining area, the protective cover can be non-transparent. The guard may further consist of several parts or be a single part. A fixed connection between the protective hood and the device housing is advantageous, so that the protective cover preferably does not rotate with the rotary part. The protective hood is further preferably formed rotationally symmetrical with a circular cross-section to the axis of rotation of the rotary member. The protective hood, in particular the transparent, substantially radiotranslucent region is also preferably also an optical element of the transceiver units. Next, the protective cover is preferably made of plastic by injection molding, with PC or PMMA preferably being used as plastics. Next, the guard can also consist of glass. To realize a filter function, the material of the protective hood, be colored in particular in the beam passage area, wherein a maximum transmission in the wavelength range of the measuring light used is given.

Die die Schutzhaubenwandung bildende, umlaufende Scheibe ist bevorzugt mit Bezug zu einem Vertikalschnitt durch die Schutzhaube so angestellt, dass insbesondere ausgesendete Strahlen zufolge Reflektion an der Scheibe nicht unmittelbar in Richtung auf den Empfangsbereich des Empfängers gespiegelt werden. Insbesondere bei größeren Messentfernungen und Gegenständen mit niedriger Remission kann ein solches gespiegeltes Störsignal das eigentliche Nutzsignal derart dominieren, dass keine sinnvolle Messung mehr möglich ist. Bei einem Durchdringen der Sendestrahlen (Ausgangsstrahlen) durch die Scheibe wird ein Teil der Lichtenergie (erfahrungsgemäß 3% bis 5%) an den optischen Grenzschichten der Scheibe spekular (spiegelnd) reflektiert. Diese reflektierten Strahlen werden zufolge des gewählten Querschnittsverlaufs der Scheibe in einen unkritischen Bereich nach innen, d. h. in den durch die Schutzhaube überdeckten Bereich abgelenkt, so bspw. auf die Oberfläche der von dem Drehteil durchsetzten Gerätehaube. Zugleich wird bevorzugt über die gleiche Reflektion an der optischen Grenzfläche insbesondere abgelenkte Eintrittsstrahlen in den von der Schutzhaube überdeckten Bereich abgelenkt, weiter bevorzugt zufolge des gewählten Querschnittsverlaufes der Scheibe ebenfalls abgelenkt in Richtung auf einen Bereich zwischen Scheibe und den Sende- und Empfängereinheiten, so bspw. in Richtung auf die Oberfläche der Gerätehaube. Einer Fehlmessung zufolge reflektierten Störlichts ist so in vorteilhafter Weise entgegengewirkt, da Reflexionen in einen unkritischen Bereich gelenkt werden.The peripheral disk forming the protective hood wall is preferably adjusted with respect to a vertical section through the protective hood such that in particular emitted beams are not mirrored directly in the direction of the receiving region of the receiver due to reflection at the disk. Especially with larger measurement distances and objects with low remission, such a mirrored interference signal can dominate the actual useful signal in such a way that meaningful measurement is no longer possible. When penetrating the transmission beams (output beams) through the disk part of the light energy (experience, 3% to 5%) at the optical boundary layers of the disc specular (specular) reflected. These reflected rays are due to the selected cross-sectional shape of the disc in an uncritical area inwards, d. H. deflected into the area covered by the protective hood, so for example. On the surface of the enforced by the rotary member device hood. At the same time, deflected entry beams are preferably deflected into the area covered by the protective hood via the same reflection at the optical interface, more preferably also deflected in the direction of an area between the pane and the transmitting and receiving units, for example according to the selected cross-sectional profile of the pane. towards the surface of the device hood. A false measurement reflected reflected light is thus counteracted in an advantageous manner, since reflections are directed into a non-critical area.

Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend, auch in der Figurenbeschreibung, oftmals in ihrer bevorzugten Zuordnung zum Gegenstand des Anspruches 1 oder zu Merkmalen weiterer Ansprüche erläutert. Sie können aber auch in einer Zuordnung zu nur einzelnen Merkmalen des Anspruches 1 oder des jeweiligen weiteren Anspruches oder jeweils unabhängig von Bedeutung sein.Further features of the invention are explained below, also in the description of the figures, often in their preferred association with the subject matter of claim 1 or with features of further claims. But they can also be in an assignment to only individual features of claim 1 or the respective further claim or each independently of importance.

Der vorgesehene und aus dem Stand der Technik vorbekannte Rundum-Sensor zur Abstandsmessung sendet einen Messstrahl aus. Dieser ermittelt den Abstand zu dem Auftrefffort des Messstrahls auf das nächste Hindernis, zum Beispiel eine Wand oder ein Möbelstück. Als Messmethode kommt hierbei bevorzugt ein Lichtlaufzeitverfahren (ToF, time of flight) zum Einsatz. Ein Phasenkorrelationsverfahren (PKS) ist diesbezüglich auch möglich. Weiter bevorzugt kommt ein Triangulationsverfahren in Betracht. Der Messstrahl kann als Linie (Divergenzwinkel des Stahls sehr klein, kleiner als 50 mrad, was bevorzugt typischerweise zu einem Strahldurchmesser im Bereich von 1 bis 22 mm führt) oder als ausgedehnter Strahl ausgebildet sein. Hierbei wird bevorzugt ein Strahl mit einer Divergenz von 2 bis 4 mrad verwendet, der bei einer Entfernung von 3 m einen Durchmesser von 20 bis 30 mm erreicht. Der Empfangsbereich des Sensors ist in gleicher Weise bevorzugt als divergente Empfangskeule ausgebildet, wobei zur Kompensation von Toleranzen dessen Divergenz größer ist (z. B. um einen Faktor 2) als der des Sendestrahls.The proposed and previously known from the prior art all-round sensor for distance measurement sends out a measuring beam. This determines the distance to the impact of the measuring beam on the next obstacle, for example, a wall or a piece of furniture. As a method of measurement here preferably a light transit time method (ToF, time of flight) is used. A phase correlation method (PKS) is also possible in this regard. More preferably, a triangulation method is considered. The measuring beam can be formed as a line (divergence angle of the steel very small, smaller than 50 mrad, which preferably leads typically to a beam diameter in the range of 1 to 22 mm) or as an extended beam. In this case, a beam with a divergence of 2 to 4 mrad is preferably used, which reaches a diameter of 20 to 30 mm at a distance of 3 m. The receiving region of the sensor is preferably designed as a divergent receiving lobe in the same way, with its divergence being greater (for example by a factor of 2) than that of the transmitting beam in order to compensate for tolerances.

Der berührungsfreie arbeitende Sensor zur Messung eines Abstandes zu einem Gegenstand ist mit mindestens einer optischen Lichtquelle ausgestattet, welche den Messstrahl erzeugt. Die Lichtquelle sendet Licht im sichtbaren oder unsichtbaren Wellenlängenbereich aus, z. B. rot im Bereich von 650 nm oder grün im Bereich von 532 nm. Bevorzugt wird Licht im Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von mehr als 700 nm, weiter bevorzugt Strahlquellen (Laserdioden oder LEDs) mit Wellenlängen von beispielsweise 785 nm, 850 nm oder 980 nm. Bei der Lichtquelle kann es sich um eine Lampe oder LED handeln, bevorzugt werden jedoch Laserdioden vorgesehen.The non-contact working sensor for measuring a distance to an object is equipped with at least one optical light source, which generates the measuring beam. The light source emits light in the visible or invisible wavelength range, eg. Red in the range of 650 nm or green in the range of 532 nm. Preferred is light in the infrared range with a wavelength of more than 700 nm, more preferably beam sources (laser diodes or LEDs) with wavelengths of for example 785 nm, 850 nm or 980 nm The light source may be a lamp or LED, but preferably laser diodes are provided.

Weiter ist der Sensor bevorzugt mit wenigstens einem optischen Empfangselement ausgestattet, welches mindestens im gewählten Wellenlängenbereich des Sende-Elements empfindlich ist, weiter bevorzugt ausgeführt beispielsweise als mindestens eine Fotodiode, Fotowiderstand, CCD-Chip oder CMOS-Chip. Der optische Empfänger kann als einzelnes Empfangs-Element zur Erfassung eines einzelnen eingehenden Lichtsignals oder als mehrzelliges Array bzw. als mehrzellige Zeile zur simultanen oder sequenziellen Erfassung mehrerer eingehender Lichtsignale ausgebildet sein. Es sind diesbezüglich auch ausgedehnte Sensoren bekannt, beispielsweise linienförmige oder flächige PSD-Elemente.Furthermore, the sensor is preferably equipped with at least one optical receiving element which is sensitive at least in the selected wavelength range of the transmitting element, more preferably embodied as at least one photodiode, photoresistor, CCD chip or CMOS chip. The optical receiver can be designed as a single receiving element for detecting a single incoming light signal or as a multicell array or as a multicell line for simultaneous or sequential detection of a plurality of incoming light signals. There are also known in this regard extensive sensors, such as linear or flat PSD elements.

Der Lichtquelle und auch dem lichtempfindlichen Element können wahlweise optische Elemente zugeordnet sein (bevorzugt zur Ausformung eines Sendestrahls/Sendekegels bzw. Empfangsstrahls/Empfangskegels) ohne dass diese im Folgenden explizit aufgeführt sind. Optische Elemente können sein Linsen (Sammellinsen, Zerstreuungslinsen, auch als Fresnellinsen ausgeführt, asphärisch oder sphärisch), Blenden (kreisförmig, schlitzförmig, beliebig geformt, als eigene Teile ausgeführt oder im Gehäuse des Sensors integriert), Prismen, Spiegel (plan, konkav, konvex, Freiform), Lichtleiter oder auch Freiformelemente. Unter optischen Elementen werden auch Schutz- oder Abdeckscheiben im optischen Strahlengang verstanden, die dem mechanischen Schutz der optischen Einrichtung dienen. Bevorzugt werden zugeordnet der Lichtquelle und/oder dem lichtempfindlichen Element optische Filter vorgesehen, die für die vorgesehene optische Wellenlänge möglichst gut durchlässig sind, für andere aber jedoch möglichst wenig durchlässig. Optische Filter können als separate Elemente vorgesehen sein oder integriert in anderen optischen Elementen (z. B. Einfärbung oder Beschichtung von Linsen, Schutzfenstern usw.). Möglich sind weiter Einfärbungen, Beschichtungen, Bedampfungen usw. Werden Spiegel verwendet, so sind Oberflächenspiegel bevorzugt, da diese geringere optische Verluste aufweisen. In diesem Fall bietet es sich weiter an, den Spiegel als Kunststoff-Spritzgussteil auszuführen und die eigentliche Spiegelfläche als oberflächige Beschichtung mit einer reflektierenden Schicht vorzusehen. Hier bietet sich die Verwendung von metallischen Schichten an, beispielsweise Silber, Gold oder Kupfer, weiter bevorzugt Aluminium. Bei Benutzung von Aluminium ist weiter bevorzugt als weitere Beschichtung (Passivierung) eine Korrosionsschutzschicht vorgesehen.Optionally, the light source and also the photosensitive element can be assigned optical elements (preferably for forming a transmission beam / transmission cone or reception beam / reception cone) without these being explicitly listed below. Optical elements may be lenses (converging lenses, diverging lenses, also designed as Fresnel lenses, aspherical or spherical), diaphragms (circular, slot-shaped, arbitrarily shaped, designed as separate parts or integrated in the housing of the sensor), prisms, mirrors (plan, concave, convex , Freeform), light guides or free-form elements. Under optical elements are also protective or cover discs understood in the optical path, which serve the mechanical protection of the optical device. Preferably associated with the light source and / or the photosensitive element optical filters are provided which are suitable for the intended optical Wavelength are as permeable as possible, but as little permeable to others as possible. Optical filters may be provided as separate elements or integrated with other optical elements (eg, lens coloring or coating, protective windows, etc.). Dyeing, coating, vapor deposition etc. are also possible. If mirrors are used, then surface mirrors are preferred since they have lower optical losses. In this case, it further makes sense to perform the mirror as a plastic injection molded part and to provide the actual mirror surface as a surface coating with a reflective layer. Here, the use of metallic layers, for example silver, gold or copper, more preferably aluminum. When using aluminum is further preferred as a further coating (passivation), a corrosion protection layer is provided.

Die Scheibe verläuft in bevorzugter Ausgestaltung in einem Querschnitt, weiter insbesondere in einem Vertikalquerschnitt in einem Winkel von 60° bis 85° zu einem Austrittsstrahlengang bzw. zu einer Horizontalen. Die Scheibe kann hierbei über ihre vertikale Höhe betrachtet einen gleichmäßigen Winkel einnehmen, entsprechend einen gleichen Winkel sowohl im Ausgangsstrahlen- als auch im Eingangsstrahlenbereich aufweisend. Alternativ ist die Scheibe im Querschnitt über die vertikale Höhe mit unterschiedlichen Anstellwinkeln insbesondere zur Horizontalen versehen, so insbesondere mit einem Anstellwinkel im Ausgangsstrahlenbereich, welcher gegenüber dem Anstellwinkel im Eingangsstrahlenbereich der Scheibe steiler oder auch flacher gewählt ist. Darüber hinaus ist diesbezüglich bevorzugt vorgesehen, dass die Scheibe im Querschnitt gekrümmt verläuft, so weiter in einer bevorzugten Ausgestaltung entlang eines oder mehrerer hintereinander gereihter Kreislinienabschnitte, wobei weiter bevorzugt auch hier die Scheibe über die vertikale Höhe Scheibenbereiche unterschiedlicher Krümmung aufweisen kann. Insbesondere zufolge der bevorzugten Ausgestaltung der Scheibe mit über die Höhe betrachteten Scheibenbereichen unterschiedlicher Winkelausrichtungen bzw. unterschiedlicher Krümmungen treffen die von der Sendereinheit ausgestrahlten und an der Scheibe reflektierten Ausgangsstrahlen auf einen Bereich zwischen Scheibe und Sende- und Empfängereinheiten, welcher Bereich getrennt ist zu dem von der Scheibe projizierten Bildfeld des Empfängers. Die beiden Reflektionsbereiche sind entsprechend räumlich voneinander getrennt, wodurch eine Übersprechdämpfung erzielt wird.The disc extends in a preferred embodiment in a cross section, further in particular in a vertical cross section at an angle of 60 ° to 85 ° to an exit beam path or to a horizontal. The disk can in this case take over their vertical height considered a uniform angle, correspondingly having an equal angle in both the Ausgangsstrahlen- as well as in the input beam area. Alternatively, the disk is provided in cross section over the vertical height with different angles of attack, in particular to the horizontal, so in particular with an angle of attack in the output beam range, which is steeper or flatter compared to the angle of attack in the input beam range of the disc. In addition, it is preferably provided in this regard that the disc is curved in cross-section, so further in a preferred embodiment along one or more successively lined circular line sections, more preferably here also the disc over the vertical height may have disc areas of different curvature. In particular, according to the preferred embodiment of the disc with disc areas of different angular orientations or different curvatures considered over the height, the output beams radiated from the transmitter unit and reflected at the disc strike an area between disc and transceiver units, which area is separate from that of Slice projected image field of the receiver. The two reflection areas are correspondingly spatially separated, whereby a crosstalk attenuation is achieved.

In diesem Zusammenhang erweist es sich weiter von Vorteil, dass die Scheibe im Scheibenbereich der Austrittsstrahlung weniger gekrümmt ist als in einem darunter liegenden Scheibenbereich, welcher darunter liegende Scheibenbereich bevorzugt der Scheibenbereich ist, durch welchen die am Hindernis reflektierten Strahlen in den Sensor (gebildet durch die Schutzhaube sowie das bevorzugt mit einem Umlenkspiegel versehene Drehteil sowie die Sende- und Empfängereinheiten) eintreten. Zufolge dieser Ausgestaltung treffen die Strahlen, die von der Sendeeinheit ausgehen, auf einen Bereich der Scheibe, welcher eine flachere Steigung aufweist als der Bereich, der von den der Empfängereinheit zugeordneten Strahlen durchdrungen werden. Die von der Sendeeinheit ausgehenden Strahlen treffen in bevorzugter Ausgestaltung relativ fern der Sende- und Empfängereinheiten bevorzugt auf der von der Schutzhaube überdeckten Geräteoberseite auf, wohingegen das Bildfeld des Empfängers relativ nah zu den Sende- und Empfängereinheiten abgebildet ist.In this context, it proves to be further advantageous that the disc is less curved in the disc region of the exit radiation than in an underlying disc region, which underlying disc region is preferably the disc region through which the rays reflected at the obstacle in the sensor (formed by the Guard and preferably provided with a deflecting rotary member and the transmitting and receiving units) occur. According to this embodiment, the rays emanating from the transmitting unit strike a region of the disk which has a flatter slope than the region which is penetrated by the beams associated with the receiver unit. In a preferred embodiment, the rays emanating from the transmitting unit preferably impinge relatively far on the transmitting and receiving units on the top of the device covered by the protective hood, whereas the image field of the receiver is imaged relatively close to the transmitting and receiving units.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist ein Bereich, auf den an oder von der Scheibe in das Gerätinnere reflektierte oder aus einem Hauptstrahlengang abgelenkte Strahlen auftreffen, eingefärbt. So sind weiter bevorzugt insbesondere die Oberflächen, die den beiden Bildbereichen (reflektierter Lichtbereich sowie Bildfeld des Empfängers) zugeordnet sind, in einer Weise eingefärbt, die in der verwendeten Wellenlänge des Messlichtes eine möglichst niedrige Remission aufweist. Hierzu wird bevorzugt eine möglichst dunkle, weiter bevorzugt schwarze Einfärbung vorgesehen. Dies kann durch eine Einfärbung oder Lackierung erreicht werden. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit der Verwendung eines durchgefärbten Materials, bspw. unter Nutzung eines eingefärbten Kunststoffgranulats zur Herstellung des Bauteils, auf welchem die beiden Bildbereiche abgebildet werden, weiter bevorzugt der Gerätehaube.In a further development of the subject invention, an area on which to or from the disc in the device interior or reflected deflected from a main beam incident rays colored. Thus, in particular, the surfaces which are assigned to the two image areas (reflected light range and image field of the receiver) are further colored in a manner which has the lowest possible remission in the wavelength of the measurement light used. For this purpose, the darkest, more preferably black coloring is preferably provided. This can be achieved by coloring or painting. In addition, there is also the possibility of using a through-dyed material, for example. Using a colored plastic granules for the production of the component on which the two image areas are imaged, more preferably the device hood.

Weiter bevorzugt ist vorgesehen, diese Oberflächenbereiche möglichst diffus reflektierend zu gestalten, so weiter bevorzugt zufolge einer gezielt eingebrachten Oberflächenrauheit (z. B. durch Aufrauhung, Sandstrahlen oder durch Verwendung eines Spritzgusswerkzeuges mit einer definiert aufgerauhten Oberfläche). Weiter alternativ oder auch kombinativ besteht die Möglichkeit, eine Mikrostruktur auf der Oberfläche zu erzeugen, z. B. durch Aufbringen kleiner Pyramiden, Kegel oder Kalotten im Bereich von 0,001 bis 0,5 mm. Darüber hinaus kann die Oberfläche auch ganz oder teilweise aus einem Schaum (bevorzugt offenporig) bestehen, wobei das Material des Schaumes im vorbeschriebenen Sinne dunkel eingefärbt sein kann.It is further preferred to make these surface regions as diffusely reflective as possible, so more preferably according to a specifically introduced surface roughness (eg by roughening, sandblasting or by using an injection molding tool with a defined roughened surface). Further alternatively or in combination, it is possible to generate a microstructure on the surface, for. B. by applying small pyramids, cones or calottes in the range of 0.001 to 0.5 mm. In addition, the surface may also consist wholly or partly of a foam (preferably porous), wherein the material of the foam may be colored dark in the above sense.

Weiter alternativ ist zumindest einer der Oberflächenbereiche, bevorzugt alle Oberflächenbereiche, mit einer reflektionsmindernden Deckschicht versehen, so in einer bevorzugten Ausführungsform in Form einer Flockschicht. Entsprechend ist bevorzugt die Auftrefffläche der Lichtstrahlen beflockt. Dabei wird ein Grundmaterial der Auftrefffläche, das in einer Ausgestaltung bereits eingefärbt und aufgerauht ist, mit Fasern oder Flocken versehen, beispielsweise durch eine Klebung. Die Dicke dieser Schicht liegt bevorzugt zwischen einigen 0,1 mm bis einigen mm, weiter bevorzugt im Bereich von 0,5 mm bis 1 mm. Als Werkstoff für den Flock sind Kurzfasern aus Polyamid bevorzugt. Das Schichtmaterial ist weiter bevorzugt eingefärbt, so in einer Ausgestaltung nachdem dieses aufgebracht wurde (beispielsweise durch Überlackieren). Weiter bevorzugt wird ein möglichst dunkles – im Sinne der verwendeten Arbeitswellenlänge – Schichtmaterial verwendet. Das Schichtmaterial ist zufällig orientiert oder mit einer definierten Orientierung versehen, dies bevorzugt im Falle von Fasermaterial. Eine Orientierung wird in einer möglichen Ausgestaltung bevorzugt durch Anlegen eines elektrischen Feldes während der Aufbringung oder Klebung erreicht. Weiter alternativ wird bevorzugt, die Beflockung auf eine Folie aufzubringen und diese auf die Auftrefffläche zu befestigen, beispielsweise aufzukleben, dies weiter bevorzugt in Form einer Selbstklebefolie.As an alternative, at least one of the surface regions, preferably all surface regions, is provided with a reflection-reducing cover layer, in a preferred embodiment in the form of a flock layer. Accordingly, the incident surface of the light beams is preferably flocked. In this case, a base material of the impact surface, which already colored in one embodiment and roughened, provided with fibers or flakes, for example by gluing. The thickness of this layer is preferably between a few 0.1 mm to a few mm, more preferably in the range of 0.5 mm to 1 mm. As a material for the flock short fibers of polyamide are preferred. The layer material is more preferably colored, so in one embodiment after this has been applied (for example by overcoating). More preferably, a dark as possible - in the sense of the operating wavelength used - layer material is used. The layer material is randomly oriented or provided with a defined orientation, this being preferred in the case of fiber material. Orientation is achieved in a possible embodiment preferably by applying an electric field during application or adhesion. As an alternative, it is preferred to apply the flocking to a film and to attach it to the impact surface, for example to adhere it, more preferably in the form of a self-adhesive film.

Alternativ zu einer Beflockung ist eine textile Deckschicht vorgesehen, welche bevorzugt ebenfalls möglichst dunkel eingefärbt ist. Eine solche textile Deckschicht ist beispielsweise ein Gewebe, Gewirke, Gestricke, Gelege, Gewirre (Filz) oder ein beispielsweise dunkler – im Sinne der Arbeitswellenlänge – Samt. Die Textilschicht wird auf die Auftrefffläche befestigt, beispielsweise aufgeklebt. Eine weitere Lösung sieht die Hinterspritzung im Kunststoff-Spritzgussverfahren vor. Die textile Deckschicht kann ebenfalls nach dem Aufbringen eingefärbt werden. Zu bevorzugen ist das Aufbringen einer bereits eingefärbten Schicht. Auch diesbezüglich ist eine Aufbringung der textilen Deckschicht mittels einer Selbstklebefolie bevorzugt.As an alternative to flocking, a textile cover layer is provided, which is preferably likewise dyed as dark as possible. Such a textile cover layer is, for example, a woven, knitted fabric, knitted fabric, scrim, thread (felt) or, for example, darker - in the sense of working wavelength - velvet. The textile layer is attached to the impact surface, for example glued. Another solution is injection molding in plastic injection molding. The textile cover layer can also be colored after application. To prefer is the application of an already colored layer. Also in this regard, an application of the textile cover layer by means of a self-adhesive film is preferred.

Bevorzugt wird in weiterer Ausgestaltung, dass die ins Geräteinnere reflektierten oder abgelenkten Strahlen auf eine, im Querschnitt sich in einem spitzen Winkel zur Horizontalen bzw. zum Hauptstrahlengang erstreckende Reflektionswand gerichtet sind. Sind die Bildbereiche auf der Geräteoberseite (Oberfläche der Gerätehaube) im Wesentlichen in einer Horizontalebene abgebildet, so werden diese zufolge der vorbeschriebenen alternativen Lösung abgebildet an einer zur Horizontalen schräg verlaufenden Wand. Dies bietet insbesondere eine kompakte Bauweise des gesamten Sensors, insbesondere eine gegenüber einer möglichen Abbildung der Bildbereiche auf der Geräteoberseite verringerte Durchmessergestaltung der Schutzhaube im Bereich der Scheibe. Bei einer bevorzugt drehbar vorgesehenen Strahlumlenkung, gebildet durch das eine Teil der Sende- und Empfängereinheit, die auf dem antreibbaren Drehteil angeordnet ist, ist die Reflektionswand weiter bevorzugt mitdrehend ausgebildet, weiter bevorzugt hierbei einen Träger für das Teil, insbesondere für den Umlenkspiegel bildend. In diesem Fall rotieren die beiden Bildbereiche bei Drehung des strahlumlenkenden Teils um ein gemeinsames geometrisches Zentrum, bevorzugt auf dem Sockel des Spiegelhalters.In a further embodiment, it is preferred that the rays reflected or deflected into the interior of the device are directed towards a reflection wall extending in cross-section at an acute angle to the horizontal or to the main beam path. If the image areas on the upper surface of the device (surface of the device hood) are shown substantially in a horizontal plane, they are imaged according to the above-described alternative solution on a wall inclined to the horizontal. This offers, in particular, a compact construction of the entire sensor, in particular a diameter configuration of the protective hood in the region of the pane which is reduced compared with a possible imaging of the image areas on the upper side of the device. In a preferably rotatably provided beam deflection, formed by the one part of the transmitting and receiving unit, which is arranged on the driven rotary member, the reflection wall is further preferably formed mitdrehend, further preferably forming a support for the part, in particular for the deflection mirror. In this case, the two image areas rotate upon rotation of the beam deflecting part about a common geometric center, preferably on the base of the mirror holder.

Weiter bevorzugt ist zwischen einem Bereich, auf den reflektierte Strahlen auftreffen, und einem Bereich, auf den abgelenkte Strahlen auftreffen, eine optische Trennfläche ausgebildet. Diese optische Trennfläche erstreckt sich weiter bevorzugt senkrecht zu einer Bereichsfläche. So ist insbesondere bei einer Abbildung der beiden Bildbereiche auf einer sich in einem spitzen Winkel zur Horizontalen erstreckenden Reflektionswand in dem geometrischen Zentrum, um welches die beiden Bereiche rotieren, ein Element zur Kanaltrennung vorgesehen. Dies wird bevorzugt durch eine Erhöhung zwischen den beiden Bildbereichen erzielt. Diese Erhöhung verhindert, dass Licht auf direktem Wege von dem einen in den anderen Bildbereich gelangt. Dieses die optische Trennfläche bildende Element ist weiter bevorzugt, wie vorbeschrieben in vorteilhafter Ausführung so ausgestaltet, dass seine Oberfläche wenig Messlicht remittiert und eine möglichst diffuse Reflektion aufweist. Eine Verwendung eines Elements zur Kanaltrennung aus einem Schaum im vorbeschriebenen Sinne ist diesbezüglich ebenfalls im Sinne der Erfindung möglich.More preferably, an optical interface is formed between an area where reflected rays impinge and a region from which deflected rays impinge. This optical separation surface further preferably extends perpendicular to a region surface. Thus, in particular when the two image areas are imaged, an element for channel separation is provided on a reflection wall extending at an acute angle to the horizontal in the geometric center around which the two areas rotate. This is preferably achieved by an increase between the two image areas. This increase prevents light from passing directly from one to the other image area. This element forming the optical interface is further preferred as described above in an advantageous embodiment designed so that its surface remits little measuring light and has as diffuse a reflection as possible. A use of an element for channel separation from a foam in the sense described above is also possible in this regard in the context of the invention.

Die vorbeschriebenen Merkmale sind sowohl in Verbindung mit einem beschriebenen selbsttätig verfahrbaren Gerät als auch unabhängig von einem solchen Gerät allein zum Abscannen der Umgebung im Allgemeinen von Bedeutung.The features described above are important both in connection with a self-describing device described and independently of such device alone for scanning the environment in general.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:Below, the invention with reference to the accompanying drawings, which illustrates only exemplary embodiments, explained in more detail. It shows:

1 ein selbsttätig verfahrbares Gerät in Form eines Bodenstaub-Aufsammelgerätes in perspektivischer Darstellung, mit einem von einer Schutzhaube überfangenen Drehteil; 1 an automatically movable device in the form of a ground dust collecting device in perspective, with a captured by a protective cover rotating part;

2 in schematischer Vertikalschnittdarstellung den Bereich des von der Schutzhaube überfangenen Bereichs des Drehteils sowie vorgesehener Sender- und Empfängereinheiten, eine erste Ausführungsform betreffend; 2 in a schematic vertical sectional view of the area of the hood covered by the protective area of the rotating part and provided transmitter and receiver units, a first embodiment concerning;

3 den Vertikalschnitt durch eine durch die Schutzhaubenwandung gestellte Aus- bzw. Eintrittsscheibe, in einer zweiten Ausführungsform; 3 the vertical section through a Asked by the guard wall exit or entry disc, in a second embodiment;

4 eine der 3 entsprechende Darstellung, eine weitere Ausführungsform betreffend; 4 one of the 3 corresponding representation concerning a further embodiment;

5 eine der 2 entsprechende Schnittdarstellung, eine weitere Ausführungsform betreffend; 5 one of the 2 corresponding sectional view concerning a further embodiment;

6 den Bereich VI in 5, betreffend eine alternative Ausführungsform. 6 the area VI in 5 , concerning an alternative embodiment.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu 1 ein selbsttätig verfahrbares Gerät 1 in Form eines selbsttätig verfahrbaren Bodenstaub-Aufsammelgerätes, mit einem Chassis, welches unterseitig, dem zu pflegenden Boden zugewandt, elektromotorisch angetriebene Verfahrräder sowie eine über die Unterkante des Chassisbodens hinausragende, gleichfalls elektromotorisch angetriebene Bürste trägt. Das Chassis ist überfangen von einer Gerätehaube 2, wobei das Gerät 1 der dargestellten Ausführungsform einen kreisförmigen Grundriss aufweist.Shown and described is first with reference to 1 a self-moving device 1 in the form of a self-propelled ground dust collecting device, with a chassis, which on the underside, facing the floor to be cared, carries electric motor driven Verfahrräder and beyond the lower edge of the chassis floor, also driven by electric motor brush. The chassis is covered by a device hood 2 , where the device 1 the illustrated embodiment has a circular floor plan.

Weiter kann das Gerät 1 zusätzlich oder auch alternativ zur Bürste eine Saugmundöffnung aufweisen. In diesem Fall ist in dem Gerät 1 weiter ein Sauggebläsemotor angeordnet, der elektrisch betrieben ist.Next, the device can 1 additionally or alternatively to the brush have a suction mouth. In this case is in the device 1 further arranged a suction fan motor, which is electrically operated.

Die Elektroversorgung der einzelnen Elektrokomponenten des Gerätes 1 wie für den Elektromotor der Verfahrräder, für den Elektroantrieb der Bürste, ggf. für das Sauggebläse und darüber hinaus für die weiter vorgesehene Elektronik in dem Gerät 1 zur Steuerung desselben ist über einen nicht dargestellten, wiederaufladbaren Akkumulator erreicht.The electrical supply of the individual electrical components of the device 1 as for the electric motor of the Verfahrräder, for the electric drive of the brush, possibly for the suction fan and beyond for the further provided electronics in the device 1 to control the same is achieved via a non-illustrated, rechargeable battery.

Es besteht das Bedürfnis, bei derartigen Geräten 1 Hindernisse zu erkennen, um ein Festfahren des Gerätes 1 zu verhindern. Hierzu ist eine sensorische Hinderniserkennung H vorgesehen. Diese wird weiter bevorzugt auch dazu genutzt, um mittels Abstandsmessungen zu Gegenständen und Raumbegrenzungen eine Karte der Umgebung anzulegen.There is a need for such devices 1 Detecting obstacles to a jamming of the device 1 to prevent. For this purpose, a sensory obstacle detection H is provided. This is also preferably used to create a map of the environment by means of distance measurements to objects and room boundaries.

Die Hinderniserkennung H besteht im Wesentlichen aus einer optischen Sendeeinheit 3 und einer optischen Empfängereinheit 4. Beide Einheiten beruhen auf einem optischen Messverfahren, wie insbesondere auf einem Phasenkorrelationsverfahren, Lichtlaufzeitmessung oder einem Heterodynverfahren.The obstacle detection H essentially consists of an optical transmission unit 3 and an optical receiver unit 4 , Both units are based on an optical measuring method, such as in particular on a phase correlation method, time of flight measurement or a heterodyne method.

Als Sendeeinheit 3 dient eine Laserdiode oder alternativ eine LED oder OLED, weiter alternativ eine auf Basis der Elektrolumineszenz arbeitende Lichtquelle. Bevorzugt wird eine Laserdiode mit rotem sichtbaren Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm, grünes sichtbares Licht im Bereich von 532 nm oder nicht sichtbares Licht im Infrarotbereich zwischen 780 nm und 1.100 nm. Darüber hinaus ist auch Licht im ultravioletten Bereich möglich.As transmitting unit 3 serves a laser diode or alternatively an LED or OLED, further alternatively a working based on the electroluminescent light source. Preference is given to a laser diode with red visible light having a wavelength of 650 nm, green visible light in the range of 532 nm or invisible light in the infrared range between 780 nm and 1100 nm. In addition, light in the ultraviolet range is also possible.

Als Empfängereinheit 4 wird ein optischer Empfänger verwendet, der zumindest im gewählten Wellenlängenbereich der Sendeeinheit 3 empfindlich ist. Die Empfängereinheit 4 ist ausgeführt als zumindest ein Fototransistor, eine Fotodiode, Fotowiderstand, CCD-Chip oder auch CMOS-Chip, wobei der optische Empfänger als einzelnes Empfangs-Element zur Erfassung eines einzelnen eingehenden Lichtsignals oder als mehrzelliges Array bzw. als mehrzellige Zeile zur simultanen oder sequentiellen Erfassung mehrerer eingehender Lichtsignale ausgebildet ist.As a receiver unit 4 an optical receiver is used which, at least in the selected wavelength range of the transmitting unit 3 is sensitive. The receiver unit 4 is embodied as at least one phototransistor, a photodiode, photoresistor, CCD chip or CMOS chip, wherein the optical receiver as a single receiving element for detecting a single incoming light signal or as a multicell array or as a multi-cell row for simultaneous or sequential detection is formed of several incoming light signals.

Die Sendeeinheit 3 und die Empfängereinheit 4 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel modulartig zusammengefasst bspw. auf einer Platine angeordnet. Dem so zusammengefassten Modul ist weiter ein Element 6 zur Strahlumlenkung zugeordnet, bevorzugt in Form eines Planspiegels. Die Sendeeinheit 3 und die Empfängereinheit 4 sind so ausgerichtet, dass der ausgesandte Lichtstrahl bzw. der zu empfangende Lichtstrahl senkrecht, bevorzugt parallel zu einer das Gerät 1 zentral durchsetzenden Körperachse ausgerichtet ist. Das Element 6 (Planspiegel) ist so in dem Lichtstrahl positioniert, dass eine Umlenkung um 90° in die Horizontale bzw. eine Umlenkung aus der Horizontalen nach vertikal unten erreicht wird. Entsprechend ist der das Element 6 bildende Planspiegel in einem Winkel von 45° zur Horizontalen ausgerichtet.The transmitting unit 3 and the receiver unit 4 is summarized in the illustrated embodiment in a modular manner, for example, arranged on a circuit board. The module summarized in this way is still an element 6 assigned to the beam deflection, preferably in the form of a plane mirror. The transmitting unit 3 and the receiver unit 4 are aligned so that the emitted light beam or the light beam to be received vertically, preferably parallel to a device 1 is aligned centrally enforcing body axis. The element 6 (Plane mirror) is positioned in the light beam, that a deflection by 90 ° in the horizontal or a deflection from the horizontal to vertical bottom is achieved. Accordingly, that is the element 6 forming plane mirror aligned at an angle of 45 ° to the horizontal.

Das strahlumlenkende Element 6 ist um die zentrale Vertikalachse x des Gerätes 1 um 360° rotierbar angeordnet, um so eine Rundum-Hinderniserfassung zu realisieren. Die Sendeeinheit 3 und die Empfängereinheit 4 sind gegenüber dem strahlumlenkenden Element 6 feststehend angeordnet, wobei weiter diese derart bspw. auf der Platine ausgerichtet sind, dass ein bevorzugt parallel zu der Vertikalachse x gerichteter Lichtstrahl ausgesendet bzw. empfangen werden kann.The beam deflecting element 6 is about the central vertical axis x of the device 1 rotatable by 360 °, so as to realize an all-around obstacle detection. The transmitting unit 3 and the receiver unit 4 are opposite to the beam deflecting element 6 fixedly arranged, wherein further, for example, are aligned on the board such that a preferably parallel to the vertical axis x directed light beam can be emitted or received.

Die Hinderniserkennung H ist weiter so ausgeführt, dass ein einzelner Mess- bzw. Lichtstrahl eingesetzt wird, um eine Anzahl von Messungen (typischerweise 60 bis 360 Messungen, bevorzugt 180 Messungen, bei einem 360°-Umlauf) auf dem Kreisumfang durchführbar sind. Dies ist dadurch erreicht, dass das strahlumlenkende Element 6 um die Vertikalachse x rotiert und in gewissen Abständen getaktet Messungen durchgeführt werden können.The obstacle detection H is further carried out so that a single measuring or light beam is used to perform a number of measurements (typically 60 to 360 measurements, preferably 180 measurements, in a 360 ° revolution) on the circumference. This is achieved in that the beam deflecting element 6 rotated about the vertical axis x and clocked at intervals Measurements can be performed.

Die Führung des Lichtstrahls erfolgt derart, dass ein Mittelstrahl eines Strahlenbündels im Bereich zwischen dem strahlumlenkenden Element und den Sende- und Empfängereinheiten 3, 4 die Dreh- und Vertikalachse x schneidet oder mit ihr zusammenfällt.The guiding of the light beam takes place in such a way that a central ray of a ray bundle in the region between the beam deflecting element and the transmitting and receiving units 3 . 4 the rotation and vertical axis x intersects or coincides with it.

Das strahlumlenkende Element 6 ist auf einem Drehteil 7 drehfest angeordnet. Dieses Drehteil 7 belässt zentral, koaxial zur Drehachse x einen Durchtritt 8 für den Lichtstrahl bzw. das Strahlenbündel. Weiter erstreckt sich das Drehteil 8 bis in das Geräteinnere, zum bevorzugt elektromotorischen Antrieb desselben.The beam deflecting element 6 is on a turned part 7 arranged rotationally fixed. This turned part 7 leaves central, coaxial with the axis of rotation x a passage 8th for the light beam or the beam. Next, the rotary part extends 8th into the Device interior, preferably the same electromotive drive.

Das strahlumlenkende Element 6 sowie die Sende- und Empfängereinheiten 3, 4 sind von einer Schutzhaube 5 überdeckt. Diese ist oberseitig an der Gerätehaube 2 festgelegt, entsprechend gegenüber dem drehbaren Element 6 drehfest angeordnet. Die Schutzhaube 5 weist eine bevorzugt lichtundurchlässige Haubendecke 8 sowie eine umlaufende, im Strahlengang transparente Haubenwandung in Form einer Aus- bzw. Eintrittsscheibe 10 auf.The beam deflecting element 6 as well as the transceiver units 3 . 4 are from a protective hood 5 covered. This is on the top side of the device hood 2 set, corresponding to the rotatable element 6 arranged rotationally fixed. The protective hood 5 has a preferably opaque hood ceiling 8th and a circumferential, in the beam path transparent hood wall in the form of an exit or entry disc 10 on.

In 2 sind der Sendekegel S der Sendeeinheit 3 und der Empfangskegel E der Empfängereinheit 4 vereinfacht als Kegel dargestellt, die gekennzeichnet sind durch jeweils einen Hauptstrahl (Ausgangsstrahlengang AG und Eingangsstrahlengang EG) im energetischen Zentrum der Kegel und Nebenstrahlen (Ausgangsnebenstrahlen AG' und Eingangsnebenstrahlen EG').In 2 are the transmission cone S of the transmitting unit 3 and the receiving cone E of the receiver unit 4 represented simplified as a cone, which are characterized by a respective main beam (output beam AG and input beam EG) in the energetic center of the cones and secondary beams (output secondary beams AG 'and input secondary beams EG').

Beim Durchdringen der Sendestrahlen durch die Aus- bzw. Eintrittsscheibe 10 wird ein Teil der Lichtenergie von etwa 4% an den optischen Grenzschichten der Scheibe 10 spekular (spiegelnd) reflektiert. In den Abbildungen ist die Scheibe 10 durch eine einzelne optische Grenzschicht repräsentiert. Tatsächlich besitzt diese jedoch zwei Grenzschichten, eine an der Innenseite und eine an der Außenseite, so dass der nachstehend näher beschriebene Reflektionseffekt doppelt auftritt.When penetrating the transmitted beams through the exit or entry disc 10 becomes a part of the light energy of about 4% at the optical boundary layers of the disk 10 specular (specular) reflected. In the pictures is the disc 10 represented by a single optical boundary layer. In fact, however, it has two boundary layers, one on the inside and one on the outside, so that the reflection effect described in detail below occurs twice.

Die Aus- bzw. Eintrittsscheibe 10 verläuft so zum Strahlengang, insbesondere zum Ausgangsstrahlengang AG, dass an der Scheibe 10 auftretende Reflektionen insbesondere resultierend aus dem Ausgangsstrahlengang AG (darüber hinaus aus dem gesamten Sendekegel S) auf einen Bereich A zwischen der Aus- bzw. Eintrittsscheibe 10 und dem Element 6 (Umlenkspiegel) bzw. den Sende- und Empfängereinheiten 3, 4 abgelenkt sind. Bei dem in 2 dargestellten gekrümmten Verlauf der Scheibe 10 wird dieser reflektierte Anteil in das Innere der Schutzhaube 5 auf die Oberfläche 10 der Gerätehaube 2 reflektiert. Gleichzeitig wird über die gleiche Reflektion an der optischen Grenzfläche der in 2 dargestellte Bereich B (Bildfeldempfänger) projiziert. Um hierbei eine räumliche Bereichstrennung des Reflektionsbereiches A und des Bereiches ”Bildfeldempfänger” B zu erreichen und hierdurch eine Übersprechdämpfung zu erzielen, ist die Scheibe 10 über die vertikale Höhe betrachtet mit Scheibenbereichen 12, 13 unterschiedlicher Krümmungen versehen, wobei in der dargestellten Winkellage des Elements 6 (Umlenkspiegel) die von der Sendeeinheit 3 ausgehenden Strahlen auf einen Scheibenbereich 12 mit einer gegenüber dem darunter angeordneten, von den der Empfängereinheit 4 zugeordneten Strahlen durchsetzten Scheibenbereich 13 flacheren Steigung auftreffen. So schließt in der dargestellten Ausführungsform gemäß 2 der Ausgangsstrahlengang AG mit einer durch den Reflektionspunkt des Ausgangsstrahlenganges AG an der Scheibe 10 verlaufenden Tangente einen spitzen Winkel α von etwa 65° ein, während der Eingangsstrahlengang EG zu einer in dessen Schnittpunkt zur Scheibe 10 verlaufenden Tangente einen demgegenüber steileren spitzen Winkel β von etwa 85° einschließt.The exit or entry disc 10 runs so to the beam path, in particular to the output beam AG, that on the disc 10 occurring reflections, in particular resulting from the output beam AG (in addition to the entire transmission cone S) to a region A between the exit or entry disc 10 and the element 6 (Deflection mirror) or the transmitting and receiving units 3 . 4 are distracted. At the in 2 illustrated curved course of the disc 10 this reflected portion is inside the protective hood 5 on the surface 10 the device hood 2 reflected. At the same time, the same reflection at the optical interface of the in 2 projected area B (image field receiver). In order to achieve a spatial separation of regions of the reflection region A and the area "image field receiver" B and thereby achieve a crosstalk attenuation, the disc is 10 viewed over the vertical height with disc areas 12 . 13 provided different curvatures, wherein in the illustrated angular position of the element 6 (Deflection mirror) that of the transmitting unit 3 outgoing rays on a disc area 12 with one opposite the one below, from the receiver unit 4 assigned beams interspersed disk area 13 flattening slope. So concludes in the illustrated embodiment according to 2 the output beam AG with a through the reflection point of the output beam AG at the disc 10 extending tangent at an acute angle α of about 65 °, while the input beam EG at a point of intersection with the disc 10 extending tangent on the other hand a steeper acute angle β of about 85 ° includes.

Zufolge der vorbeschriebenen unterschiedlichen Krümmungen bzw. Winkelausrichtungen treffen die von der Sendeeinheit 3 ausgehenden und einer Scheibe 10 reflektierten Strahlen mit einer größeren radialen Entfernung zum Element 6 bzw. zu den Sende- und Empfängereinheiten 3, 4 auf die Oberfläche 11 der Gerätehaube 2 (Reflektionsbereich A) als das Bildfeld des Empfängers (Bereich B). Die beiden Bereiche A und B sind zudem zueinander auf der Oberfläche 11 beabstandet, so dass es zu einer eindeutigen Trennung kommt. Licht aus dem Reflektionsbereich A kann zufolge dieser räumlichen Trennung nicht in den Lichtbereich der Sendeeinheit 3 gelangen.According to the above-described different curvatures or angle alignments, those from the transmitting unit meet 3 outgoing and a disc 10 reflected rays with a greater radial distance to the element 6 or to the transmitting and receiving units 3 . 4 on the surface 11 the device hood 2 (Reflection area A) as the image field of the receiver (Area B). The two areas A and B are also on each other on the surface 11 spaced, so that there is a clear separation. Due to this spatial separation, light from the reflection area A can not enter the light area of the transmitting unit 3 reach.

Die 3 und 4 zeigen weitere Beispiele einer über die vertikale Höhe gekrümmt verlaufenden Aus- bzw. Eintrittsscheibe 10, wobei auch hier über die vertikale Höhe betrachtet Scheibenbereiche 12 und 13 mit unterschiedlichen Krümmungen bzw. Steigungen relativ zu den Hauptstrahlengängen vorgesehen sind.The 3 and 4 show further examples of curved over the vertical height extending exit or entrance disc 10 , whereby also here over the vertical height regarded disk areas 12 and 13 are provided with different curvatures or slopes relative to the main beam paths.

Eine weitere alternative Ausführungsform zeigt 5. Der der Gerätehaube 2 zugewandte Fußbereich des Drehteils 7 ist sich nach vertikal unten konisch erweiternd geformt, wobei die äußere Konusfläche eine Reflektionswand 14 anbietet. Diese umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Einheit aus Sender und Empfänger, diese quasi abschattend.Another alternative embodiment shows 5 , The device hood 2 facing foot area of the rotary part 7 is shaped in a conically widening manner vertically downwards, the outer conical surface forming a reflection wall 14 offering. This includes in the illustrated embodiment, the unit of transmitter and receiver, these virtually shading.

Mit Bezug auf einen vertikalen Schnitt gemäß 5 erstreckt sich die Reflektionswand 14 in einem spitzen Winkel zu einer Horizontalen bzw. zu der Oberfläche 11 der Gerätehaube 2 von etwa 60°.With reference to a vertical section according to 5 the reflection wall extends 14 at an acute angle to a horizontal or to the surface 11 the device hood 2 of about 60 °.

Der mittlere radiale Abstand der Aus- bzw. Eintrittsscheibe 10 zur Rotationsachse x des Drehteils 7 ist in dieser Ausführungsform gegenüber der in 2 dargestellten Ausführungsform wesentlich verringert, was unter Beibehaltung der vorbeschriebenen Vorteile zufolge Projektion der Bereiche A und B auf die Reflektionswand 14 ermöglicht ist.The mean radial distance of the entry or entrance disc 10 to the rotation axis x of the rotating part 7 is in this embodiment opposite to in 2 shown embodiment, which, while maintaining the advantages described above, projection of the areas A and B on the reflection wall 14 is possible.

Die Bereiche A und B kommen entsprechend auf der um die Vertikalachse x rotierenden Reflektionswand 14 zum Liegen. Entsprechend rotieren die beiden Bereiche A und B bei Drehung des Elements 6 bzw. des Umlenkspiegels um die Vertikalachse x um ein gemeinsames geometrisches Zentrum.The areas A and B respectively corresponding to the reflection wall rotating about the vertical axis x 14 for lying. Correspondingly, the two areas A and B rotate as the element rotates 6 or of the deflection mirror about the vertical axis x about a common geometric center.

Auch in dieser Ausführungsform sind die vom Ausgangsstrahlengang AG und vom Eingangsstrahlengang EG durchsetzten Scheibenbereiche 12 und 13 unterschiedlich gekrümmt verlaufend gewählt, weiter insbesondere unterschiedliche Steigungen aufweisend, wobei dementsprechend auch bei dieser Ausführungsform die Bereiche A und B auf der Reflektionswand 14 räumlich voneinander getrennt sind.Also in this embodiment are the interspersed by the output beam AG and the input beam EG ground areas 12 and 13 chosen differently curved running, further having in particular different gradients, and accordingly also in this embodiment, the areas A and B on the reflection wall 14 spatially separated.

Um weiter zu vermeiden, dass Licht auf direktem Wege von dem einen Bereich A in den anderen Bildbereich B gelangt, ist in einer Weiterbildung gemäß der Darstellung in 6 zwischen den Bereichen A und B eine optische Trennfläche 15 vorgesehen, welche sich senkrecht zu den Bereichsflächen erstreckt. Diese optische Trennfläche 15 ist in Form einer Erhöhung ausgebildet, welche weiter bevorzugt im geometrischen Zentrum der Bereiche A und B ausgeformt ist. Hierdurch ist eine eindeutige Kanaltrennung erreicht.In order to further avoid that light passes directly from one area A into the other area B, in a development according to the illustration in FIG 6 between areas A and B an optical interface 15 provided, which extends perpendicular to the area surfaces. This optical interface 15 is formed in the form of an elevation, which is further preferably formed in the geometric center of the regions A and B. As a result, a clear channel separation is achieved.

Das die Trennfläche 15 aufweisende Element ist oberflächenmäßig bevorzugt so ausgebildet, dass wenig Messlicht remittiert wird und so eine möglichst diffuse Reflektion erreicht wird. Das Element der Trennfläche 15 kann hierbei weiter bspw. aus einem Schaumstoff bestehen, insbesondere aus einem offenporigen Schaumstoff, der weiter bevorzugt dunkel bis hin zu schwarz eingefärbt ist.That's the dividing surface 15 having surface element is preferably formed in such a way that little measuring light is remitted and so a possible diffuse reflection is achieved. The element of the interface 15 may in this case, for example, consist of a foam, in particular of an open-cell foam, which is more preferably colored dark to black.

Weiter bevorzugt sind die Oberflächen, die den beiden Bildbereichen A und B zugeordnet sind, eingefärbt, derart, dass in der verwendeten Wellenlänge des Messlichtes eine möglichst niedrige Remission gegeben ist. Diesbezüglich wird eine möglichst dunkle bis hin zu schwarze Einfärbung bevorzugt. In einer Weiterbildung sind die den Bereichen A und B zugeordneten Oberflächenbereiche diffus reflektierend gestaltet, so bspw. durch eine gezielt eingebrachte Oberflächenrauheit oder durch Ausbildung zumindest der Oberfläche aus einem Schaum, bevorzugt offenporigem Schaum. Zur Reflektionsminderung können die Bildbereiche A und B auch mit einer Deckschicht versehen sein, so weiter in einer Ausgestaltung durch eine Schicht mit Beflockungsmaterial, beispielsweise Kurzfasern aus Polyamid. Das hierdurch gebildete Schichtmaterial ist bevorzugt im Sinne der verwendeten Arbeitswellenlänge dunkel eingefärbt. Alternativ zu einer Beflockung ist eine textile Deckschicht versehen, welche bevorzugt ebenfalls möglichst dunkel im Sinne der Arbeitswellenlänge eingefärbt ist. Die reflektionsmindernde Deckschicht wird auf die Auftrefffläche im Bildbereich A und B befestigt, bevorzugt klebebefestigt.More preferably, the surfaces that are assigned to the two image areas A and B, colored, such that the lowest possible remission is given in the wavelength of the measuring light used. In this regard, a dark as possible to black color is preferred. In a further development, the surface areas assigned to regions A and B are designed to be diffusely reflecting, for example by a specifically introduced surface roughness or by forming at least the surface of a foam, preferably open-pore foam. To reduce the reflection, the image areas A and B may also be provided with a cover layer, so on in one embodiment by a layer with flocking material, for example short fibers of polyamide. The layer material formed thereby is preferably darkened in the sense of the operating wavelength used. As an alternative to flocking, a textile cover layer is provided, which is preferably likewise dyed as dark as possible in the sense of the working wavelength. The reflection-reducing cover layer is attached to the impact surface in the image area A and B, preferably adhesively bonded.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren in ihrer fakultativ nebengeordneten Fassung eigenständige erfinderische Weiterbildung des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention. The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize in their optional sibling version independent inventive development of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gerätdevice
22
Gerätehaubedevice hood
33
Sendeeinheittransmission unit
44
Empfängereinheitreceiver unit
55
Schutzhaubeguard
66
Elementelement
77
Drehteilturned part
88th
Durchtrittpassage
99
Haubendeckecover roof
1010
Aus- bzw. EintrittsscheibeExit or entry disc
1111
Oberflächesurface
1212
Scheibenbereichdisk area
1313
Scheibenbereichdisk area
1414
Reflektionswandreflection wall
1515
Trennflächeinterface
AA
Reflektionsbereichreflection region
BB
BildfeldempfängerField receiver
Ee
Empfängerkegelreceiver cone
HH
Hinderniserkennungobstacle detection
SS
SendekegelEmission cone
AGAG
AusgangsstrahlengangOutput beam path
AG'AG '
AusgangsnebenstrahlenOutput sub-beams
EGEC
EingangsstrahlengangInput beam path
EG'EC '
EingangsnebenstrahlenInput sub-beams
αα
Winkel angle
ββ
Winkel angle
xx
Rotationsachse axis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102008014912 A1 [0002] DE 102008014912 A1 [0002]

Claims (13)

Selbsttätig verfahrbares Gerät (1), insbesondere selbsttätig verfahrbares Bodenstaub-Aufsammelgerät, mit vorzugsweise elektromotorisch angetriebenen Verfahrrädern, einem Gerätegehäuse und vorzugsweise einem Staubsammelbehälter, wobei das Gerät (1) mit einer Hinderniserkennung (H) versehen ist, die aus optischen Sende- und Empfängereinheiten (3, 4) besteht und wobei bevorzugt ein Element (6) zur Strahlumlenkung vorgesehen ist, wobei weiter zur Rundumerfassung zumindest ein Teil der Sende- und Empfängereinheit (3, 4) um 180° oder mehr drehbar und bevorzugt auf einem antreibbaren Drehteil (7) angeordnet ist und wobei darüber hinaus die Sende- und Empfängerstrahlen eine bevorzugt für die Strahlen im Wesentlichen durchlässige Aus- bzw. Eintrittsscheibe (10) durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) im Querschnitt so zum Strahlengang (AG, EG) insbesondere zum Ausgangsstrahlengang (AG) verläuft, dass an der Scheibe (10) auftretende Reflektionen auf einen Bereich (A) zwischen Scheibe (10) und den Sende- und Empfängereinheiten (3, 4) abgelenkt sind.Automatically movable device ( 1 ), in particular automatically movable floor dust collecting device, with preferably electric motor driven traversing wheels, a device housing and preferably a dust collecting container, wherein the device ( 1 ) is provided with obstacle detection (H) consisting of optical transceiver units ( 3 . 4 ) and preferably one element ( 6 ) is provided for beam deflection, wherein at least a part of the transmitting and receiving unit ( 3 . 4 ) rotatable by 180 ° or more and preferably on a driven rotary member ( 7 In addition, and wherein the transmitting and receiving beams, preferably a preferably transparent to the rays exit or entrance disc ( 10 ) enforce, characterized in that the disc ( 10 ) in cross-section so the beam path (AG, EC) in particular to the output beam path (AG) runs that on the disc ( 10 ) occurring reflections on a region (A) between disc ( 10 ) and the transceiver units ( 3 . 4 ) are distracted. Gerät nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) in einem Querschnitt in einem Winkel von 60° bis 85° zu einem Austrittsstrahlengang (AG) bzw. zu einer Horizontalen verläuft.Device according to claim 1 or in particular according thereto, characterized in that the disc ( 10 ) extends in a cross section at an angle of 60 ° to 85 ° to an exit beam path (AG) or to a horizontal. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) im Querschnitt gekrümmt verläuft.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the disc ( 10 ) is curved in cross-section. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) über die Höhe Scheibenbereiche (12, 13) unterschiedlicher Winkelausrichtungen bzw. unterschiedlicher Krümmung aufweist.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the disc ( 10 ) over the height slice areas ( 12 . 13 ) has different angular orientations or different curvature. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) im Scheibenbereich (12) der Austrittsstrahlung weniger gekrümmt ist als in einem darunter liegenden Scheibenbereich (13).Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the disc ( 10 ) in the disk area ( 12 ) of the exit radiation is less curved than in an underlying disc area ( 13 ). Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich (A, B) auf den an oder von der Scheibe in das Geräteinnere reflektierte oder aus einem Hauptstrahlengang abgelenkte Strahlen auftreffen, eingefärbt ist.Apparatus according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that a region (A, B) impinges on the rays reflected or deflected from a main beam path onto or from the pane into the interior of the appliance. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (A, B) aufgerauht ist.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the region (A, B) is roughened. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich (A, B) mit einer reflektionsmindernden Deckschicht versehen ist.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the region (A, B) is provided with a reflection-reducing cover layer. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht eine Flockschicht ist.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the cover layer is a flock layer. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht eine textile Deckschicht ist.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the cover layer is a textile covering layer. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die ins Geräteinnere reflektierten oder abgelenkten Strahlen auf eine, im Querschnitt sich in einem spitzen Winkel zur Horizontalen erstreckende Reflektionswand (14) gerichtet sind.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that the rays reflected or deflected into the interior of the device act on a reflection wall (in cross-section at an acute angle to the horizontal) ( 14 ) are directed. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer drehbar vorgesehenen Strahlumlenkung die Reflektionswand (14) mitdrehend ausgebildet ist.Apparatus according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that, in the case of a rotatably provided beam deflection, the reflection wall ( 14 ) is formed co-rotating. Gerät nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Bereich (A), auf den reflektierte Strahlen auftreffen, und einem Bereich (B), auf den abgelenkte Strahlen auftreffen, eine optische Trennfläche (15) ausgebildet ist und/oder bevorzugt dass sich die optische Trennfläche (15) senkrecht zu einer Bereichsfläche erstreckt.Device according to one or more of the preceding claims or in particular according thereto, characterized in that between an area (A), on which reflected rays impinge, and a region (B), on which deflected rays impinge, an optical separating surface ( 15 ) is formed and / or preferred that the optical interface ( 15 ) extends perpendicular to a region surface.
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