DE102018202925A1

DE102018202925A1 - Sensor device and method for receiving optical radiation

Info

Publication number: DE102018202925A1
Application number: DE102018202925.3A
Authority: DE
Inventors: Olaf Anselm; Michael Voigt
Original assignee: Pepperl and Fuchs SE
Current assignee: Pepperl and Fuchs SE
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2019-08-29

Abstract

Die Erfindung bezieht sich u. a. auf eine Sensoreinrichtung (10) mit zumindest einer optischen Empfangseinrichtung (20) zur Detektion optischer Strahlung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung (20) in einem Schirmkasten (40) untergebracht ist und der Schirmkasten (40) zumindest einen strahldurchlässigen Strahleinfallbereich (SEB) aufweist, durch den von außerhalb des Schirmkastens (40) kommende optische Strahlung in den Schirmkasten (40) eindringen und die Empfangseinrichtung (20) erreichen kann, wobei der Strahleinfallbereich (SEB) des Schirmkastens (40) mit zumindest zwei elektrisch leitenden Gittern (41a, 42a) verschlossen ist, die entlang der Strahlrichtung der einfallenden optischen Strahlung gesehen hintereinander liegen.

The invention relates inter alia to a sensor device (10) having at least one optical receiving device (20) for detecting optical radiation. According to the invention, the receiving device (20) is accommodated in a screen box (40) and the screen box (40) has at least one beam-permeable beam incidence area (SEB) through which optical radiation coming from outside the screen box (40) enters the screen box (40 ) and the receiving device (20) can reach, wherein the beam incidence region (SEB) of the screen box (40) with at least two electrically conductive gratings (41a, 42a) is closed, seen along the beam direction of the incident optical radiation behind the other.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung mit zumindest einer optischen Empfangseinrichtung zur Detektion optischer Strahlung. Derartige Sensoreinrichtungen werden beispielsweise auf Türen oder Türelementen montiert, um eine gefahrlose bzw. gefährdungsarme automatische Türöffnung von Türen zu ermöglichen. Eine Sensoreinrichtung auf der Basis einer Signallaufzeitmessung ist beispielsweise aus der Patentschrift EP 1 832 866 B1 bekannt.The invention relates to a sensor device with at least one optical receiving device for detecting optical radiation. Such sensor devices are mounted, for example, on doors or door elements to allow a safe or low-risk automatic door opening of doors. A sensor device based on a signal transit time measurement is known for example from the patent EP 1 832 866 B1 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoreinrichtung anzugeben, die hinsichtlich der Einwirkung elektromagnetischer Störstrahlung besonders unempfindlich ist.The invention has for its object to provide a sensor device which is particularly insensitive to the effect of electromagnetic interference.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoreinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a sensor device with the features according to claim 1. Advantageous embodiments of the sensor device according to the invention are specified in subclaims.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung in einem Schirmkasten untergebracht ist und der Schirmkasten zumindest einen strahldurchlässigen Strahleinfallbereich aufweist, durch den von außerhalb des Schirmkastens kommende optische Strahlung in den Schirmkasten eindringen und die Empfangseinrichtung erreichen kann, wobei der Strahleinfallbereich des Schirmkastens mit zumindest zwei elektrisch leitenden Gittern verschlossen ist, die entlang der Strahlrichtung der einfallenden optischen Strahlung gesehen hintereinander liegen.Thereafter, the invention provides that the receiving device is housed in a screen box and the umbrella box has at least one radiant beam incidence area, penetrate from the outside of the screen box coming optical radiation in the screen box and can reach the receiving device, the beam incidence area of the screen box with at least two electrically closed conductive gratings, which are seen along the beam direction of the incident optical radiation behind the other.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ist darin zu sehen, dass der erfindungsgemäß vorgesehene Schirmkasten mit den zwei hintereinander liegenden Gittern eine effiziente Abschirmung bzw. Dämpfung einwirkender elektromagnetischer Störstrahlung bis in den MHz-Bereich und - je nach Gitterausbildung und -anordnung - sogar darüber hinaus gewährleistet, ohne dass dabei das Empfangen optischer Strahlung in relevantem Umfange beeinträchtigt wird.A significant advantage of the sensor device according to the invention is to be seen in the fact that the umbrella box provided according to the invention with the two grids arranged one behind the other ensures efficient shielding or attenuation of interfering electromagnetic radiation up to the MHz range and, depending on the grating design and arrangement, even beyond without impairing the reception of optical radiation to a relevant extent.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ist darin zu sehen, dass sich die hohe Dämpfung elektromagnetischer Störstrahlung mit geringem Fertigungsaufwand erreichen lässt.Another significant advantage of the sensor device according to the invention is the fact that the high attenuation of electromagnetic interference radiation can be achieved with low production costs.

Vorteilhaft kann die Sensoreinrichtung im Bereich der Sicherung von Türsteuerungen eingesetzt werden. Mit anderen Worten kann die Sensoreinrichtung in vorteilhafter Weise eine Türsensoreinrichtung zur Montage an einem vorzugsweise beweglichen Türelement, insbesondere einem um eine Drehachse drehbaren Türelement (z. B. Drehflügeltür), bilden.Advantageously, the sensor device can be used in the field of securing door controls. In other words, the sensor device can advantageously form a door sensor device for mounting on a preferably movable door element, in particular a door element (for example swing door) which can be rotated about an axis of rotation.

Die zumindest zwei Gitter sind im Strahleinfallbereich relativ zueinander vorzugsweise äquidistant, weisen also im Strahleinfallbereich einen konstanten bzw. nahezu konstanten Abstand zueinander auf.The at least two gratings are preferably equidistant relative to one another in the area of the incidence of the beam, that is to say they have a constant or nearly constant distance from each other in the area of the incidence of the incident beam.

Mit Blick auf eine minimale Dämpfung der optischen Strahlung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Gitteröffnungen der zumindest zwei Gitter im Strahleinfallbereich entlang der Strahleinfallrichtung gesehen fluchten. Demgemäß ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn die Gitteröffnungen der zumindest zwei Gitter im Strahleinfallbereich gleich groß sind. Alternativ kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass die Gitteröffnungen ungleich groß sind und/oder nicht fluchten.With a view to minimal attenuation of the optical radiation, it is considered advantageous if the grid openings of the at least two gratings are aligned in the beam incidence area along the direction of the beam incidence. Accordingly, it is also advantageous if the grid openings of the at least two grids are the same size in the beam incidence area. Alternatively, it can of course be provided that the grid openings are unequal in size and / or are not aligned.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Schirmkasten ein die Empfangseinrichtung tragendes Trägerelement, insbesondere eine Leiterplatte, eine innere Gitterhaube und eine die innere Gitterhaube umhüllende äußere Gitterhaube umfasst und der strahldurchlässige Strahleinfallbereich, durch den von außerhalb des Schirmkastens kommende optische Strahlung in den Schirmkasten eindringen und die Empfangseinrichtung erreichen kann, durch einen Gitterabschnitt der inneren Gitterhaube und einen Gitterabschnitt der äußeren Gitterhaube gebildet ist.In a particularly advantageous embodiment, it is provided that the umbrella box comprises a support element carrying the receiving device, in particular a printed circuit board, an inner grating hood and an outer grate hood enclosing the inner grate hood and the radiant beam incidence area, by the optical radiation coming from outside the screen box in the umbrella box penetrate and reach the receiving device is formed by a grid portion of the inner grid hood and a grid portion of the outer grid hood.

Vorzugsweise weist die Empfangseinrichtung zumindest zwei optische Empfangselemente auf. Bei dieser Variante ist es von Vorteil, wenn der Schirmkasten zumindest eine Trennwand aufweist, die parallel zu der Verbindungslinie zwischen den zwei optischen Empfangselementen angeordnet ist.Preferably, the receiving device has at least two optical receiving elements. In this variant, it is advantageous if the umbrella box has at least one partition, which is arranged parallel to the connecting line between the two optical receiving elements.

Vorzugsweise weist die Sensoreinrichtung zumindest zwei optische Sendeelemente auf. Bei dieser Variante ist es von Vorteil, wenn der Schirmkasten zumindest eine Trennwand aufweist, die parallel zu der Verbindungslinie zwischen den zwei Sendeelementen angeordnet ist.The sensor device preferably has at least two optical transmission elements. In this variant, it is advantageous if the umbrella box has at least one partition, which is arranged parallel to the connecting line between the two transmitting elements.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sensoreinrichtung zumindest zwei optische Empfangselemente und zumindest zwei optische Sendeelemente aufweist und der Schirmkasten zumindest eine Trennwand aufweist, die zwischen der die zumindest zwei optischen Empfangselemente verbindenden Verbindungslinie und der die zumindest zwei Sendeelemente verbindenden Verbindungslinie angeordnet ist.It is particularly advantageous if the sensor device has at least two optical receiving elements and at least two optical transmitting elements and the umbrella box has at least one separating wall which is arranged between the connecting line connecting the at least two optical receiving elements and the connecting line connecting the at least two transmitting elements.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zumindest eines der Gitter, vorzugsweise jeweils jedes der Gitter, zumindest zweimal umgebogen, insbesondere um 90° abgeknickt, ist und zwei parallele Gitterflächen und eine zu diesen senkrecht angeordnete Gitterfläche aufweist.In a further preferred embodiment it is provided that at least one of the grids, preferably in each case each of the grids, at least bent twice, in particular bent by 90 °, and has two parallel grid surfaces and a grid surface arranged perpendicular to these.

Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn zumindest eines der Gitter (oder alle Gitter) ganz oder zumindest abschnittsweise gekrümmt ist, vorzugsweise derart, dass schräg eintreffende optische Empfangsstrahlen - an jedem Auftreffpunkt - nahezu parallel zur Flächennormale des jeweiligen Gitters auftreffen. Beispielsweise können die Gitter durch ihre Krümmung jeweils eine Art Linse, zum Beispiel eine Konvexlinse, bilden.It is also considered advantageous if at least one of the gratings (or all gratings) is completely or at least partially curved, preferably in such a way that obliquely incident optical receiving rays impinge almost parallel to the surface normal of the respective grating at each impingement point. For example, the lattice can each form a kind of lens, for example a convex lens, by virtue of their curvature.

Der Abstand zwischen der Empfangseinrichtung und dem zu der Empfangseinrichtung nächstliegenden Gitter beträgt vorzugsweise mindestens 0,2 mm.The distance between the receiving device and the closest to the receiving device grating is preferably at least 0.2 mm.

Die zumindest zwei Gitter sind bevorzugt elektrisch miteinander verbunden, um eine besondere gute Abschirmung elektromagnetischer Störstrahlung zu erreichen.The at least two gratings are preferably electrically interconnected in order to achieve a particularly good shielding of electromagnetic interference radiation.

Der Abstand zwischen den zumindest zwei Gittern beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 100 mm.The distance between the at least two gratings is preferably between 0.1 mm and 100 mm.

Die zumindest zwei Gitter oder die zumindest zwei Gitterhauben bestehen vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material. Besonders bevorzugt bestehen die Gitter bzw. Gitterhauben aus Weißblech.The at least two grids or the at least two grille covers preferably consist of a ferromagnetic material. Particularly preferably, the grids or grille covers are made of tinplate.

Die Gitter bzw. Gitterhauben können aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise unterschiedlichen ferromagnetischen Materialien, bestehen, jedoch ist es mit Blick auf eine kostengünstige Fertigung von Vorteil, wenn sie aus demselben Material bestehen.The grids may be made of different materials, for example, different ferromagnetic materials, but it is advantageous in view of low-cost manufacturing if they are made of the same material.

Wie bereits erwähnt, ist die Sensoreinrichtung besonders bevorzugt eine Türsensoreinrichtung. Sie weist vorzugsweise auf: zumindest eine Sendeeinrichtung zum Erzeugen zumindest eines optischen Überwachungsstrahls, die bereits erwähnte Empfangseinrichtung zum Empfangen reflektierter oder zurück gestreuter optischer Strahlung des zumindest einen optischen Überwachungsstrahls und eine Auswerteinrichtung zum Auswerten der von der Empfangseinrichtung empfangenen optischen Strahlung und Erzeugen eines Objekterkennungssignals.As already mentioned, the sensor device is particularly preferably a door sensor device. It preferably has: at least one transmitting device for generating at least one optical monitoring beam, the already mentioned receiving device for receiving reflected or backscattered optical radiation of the at least one optical monitoring beam and an evaluation device for evaluating the optical radiation received by the receiving device and generating an object detection signal.

Die Auswerteinrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie die Signallaufzeit eines von der Sendeeinrichtung ausgesandten Strahlpulses bis zum Empfang reflektierter oder zurück gestreuter Strahlung auswertet und das Objekterkennungssignal zumindest auch in Abhängigkeit von der Signallaufzeit erzeugt.The evaluation device is preferably designed such that it evaluates the signal propagation time of a beam pulse emitted by the transmitting device until the reception of reflected or backscattered radiation and generates the object recognition signal at least also as a function of the signal propagation time.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Türelement mit einer Sensoreinrichtung, wie sie oben beschrieben worden ist.The invention also relates to a door element with a sensor device as described above.

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Betreiben einer Sensoreinrichtung, die zumindest eine optische Empfangseinrichtung zur Detektion optischer Strahlung aufweist. Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Verfahrens vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung in einem Schirmkasten untergebracht ist und der Schirmkasten zumindest einen strahldurchlässigen Strahleinfallbereich aufweist, durch den von außerhalb des Schirmkastens kommende optische Strahlung in den Schirmkasten eindringen und die Empfangseinrichtung erreichen kann, wobei der Strahleinfallbereich des Schirmkastens mit zumindest zwei elektrisch leitenden Gittern verschlossen ist, die entlang der Strahlrichtung einfallender optischer Strahlung gesehen hintereinander liegen, und wobei die hintereinander liegenden Gitter elektromagnetische Störstrahlung auf derem Weg zu der Empfangseinrichtung dämpfen.The invention also relates to a method for operating a sensor device, which has at least one optical receiving device for detecting optical radiation. According to the invention with respect to such a method is provided that the receiving device is housed in a screen box and the umbrella box has at least one radiant beam incidence area, penetrate from outside the screen box coming optical radiation into the screen box and can reach the receiving device, wherein the beam incident area of the screen box with at least two electrically conductive gratings is closed, which are seen along the beam direction of incident optical radiation behind the other, and wherein the successive grid attenuate electromagnetic interference radiation on the way to the receiving device.

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung verwiesen.With regard to the advantages of the method according to the invention, reference is made to the above statements in connection with the sensor device according to the invention.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn im Rahmen des Verfahren als Sensoreinrichtung eine Türsensoreinrichtung betrieben wird, die an einem Türelement angebracht ist, wobei mit einer Sendeeinrichtung der Türsensoreinrichtung zumindest ein optischer Überwachungsstrahl ausgesandt wird, mit der in dem Schirmkasten untergebrachten Empfangseinrichtung reflektierte oder zurück gestreute optische Strahlung empfangen wird und die reflektierte oder zurück gestreute Strahlung ausgewertet und ein Objekterkennungssignal gebildet wird.It is considered to be particularly advantageous if, as part of the method, a door sensor device is operated as a sensor device, which is attached to a door element, at least one optical monitoring beam being emitted by a transmission device of the door sensor device, with the receiving device accommodated in the umbrella box being reflected or scattered back optical radiation is received and the reflected or backscattered radiation is evaluated and an object detection signal is formed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

1 in einer Draufsicht ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung,
2 die Sensoreinrichtung gemäß 1 in einer anderen Darstellung in einer Sicht schräg von der Seite,
3 ein Ausführungsbeispiel für eine äußere Gitterhaube, die bei einem Schirmkasten der Empfangseinrichtung gemäß den 1 und 2 eingesetzt werden kann,
4 ein Ausführungsbeispiel für eine innere Gitterhaube, die bei dem Schirmkasten gemäß der Sensoreinrichtung gemäß den 1 und 2 eingesetzt werden kann, und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung in einer dreidimensionalen Sicht schräg von der Seite.

The invention will be explained in more detail with reference to embodiments; thereby show by way of example

1 in a plan view of an embodiment of a sensor device according to the invention,
2 the sensor device according to 1 in another view in a view obliquely from the side,
3 an embodiment of an outer grid hood, which in a screen box of the receiving device according to the 1 and 2 can be used
4 an embodiment of an inner grille hood, in accordance with the umbrella box the sensor device according to the 1 and 2 can be used, and
5 a further embodiment of a sensor device according to the invention in a three-dimensional view obliquely from the side.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.For the sake of clarity, the same reference numbers are always used in the figures for identical or comparable components.

Die 1 zeigt eine Sensoreinrichtung 10, die eine optische Empfangseinrichtung 20 und eine Sendeeinrichtung 30 umfasst.The 1 shows a sensor device 10 , which is an optical receiving device 20 and a transmitting device 30 includes.

Die optische Empfangseinrichtung 20 weist Empfangselemente 21 auf, die auf einer geraden Linie 22 - nachfolgend Empfängerlinie 22 genannt - angeordnet sind. Bei den Empfangselementen 21 kann es sich beispielsweise um Fotodioden handeln.The optical receiving device 20 has receiving elements 21 on that on a straight line 22 - hereinafter recipient line 22 called - are arranged. At the receiving elements 21 For example, they can be photodiodes.

Die Empfangselemente 21 der Empfangseinrichtung 20 sind in einem Schirmkasten 40 untergebracht, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 durch eine innere Gitterhaube 41, eine äußere Gitterhaube 42 sowie einen unteren Abschnitt 43 einer Leiterplatte 50 der Sensoreinrichtung 10 gebildet wird. Die Leiterplatte 50 der Sensoreinrichtung 10 trägt die Empfangselemente 21, den Schirmkasten 40 sowie die Sendeeinrichtung 30.The reception elements 21 the receiving device 20 are in a screen box 40 accommodated in the embodiment according to 1 through an inner grid hood 41 , an outer grid hood 42 and a lower section 43 a circuit board 50 the sensor device 10 is formed. The circuit board 50 the sensor device 10 carries the receiving elements 21 , the screen box 40 as well as the transmitting device 30 ,

Innerhalb des Schirmkastens 40 befindet sich neben den Empfangselementen 21 eine Auswerteinrichtung, die aus Gründen der Übersicht nicht näher dargestellt ist und dazu dient, die Empfangssignale der Empfangselemente 21 auszuwerten.Inside the screen box 40 is located next to the reception elements 21 an evaluation, which is not shown in detail for reasons of clarity and serves to receive the received signals of the receiving elements 21 evaluate.

Die Sendeeinrichtung 30 umfasst eine Vielzahl an Sendeelementen 31, bei denen es sich vorzugsweise um Leuchtdioden handelt. Die Sendeelemente 31 sind auf einer geraden Linie 32 - nachfolgend Senderlinie 32 genannt - angeordnet. In der 1 lässt sich erkennen, dass die Empfängerlinie 22 und die Senderlinie 32 parallel zueinander angeordnet sind.The transmitting device 30 includes a plurality of transmitting elements 31 , which are preferably light-emitting diodes. The transmission elements 31 are on a straight line 32 - in the following sender line 32 called - arranged. In the 1 can be seen that the recipient line 22 and the transmitter line 32 are arranged parallel to each other.

Zur elektromagnetischen Trennung der Empfangselemente 21 von den Sendeelementen 31 ist der Schirmkasten 40 vorzugsweise mit einer Trennwand 44 ausgestattet, die räumlich zwischen der Empfängerlinie 22 und der Senderlinie 32 angeordnet ist und vorzugsweise senkrecht auf der Leiterplatte 50 steht.For the electromagnetic separation of the receiving elements 21 from the transmitting elements 31 is the screen box 40 preferably with a partition 44 equipped spatially between the receiver line 22 and the transmitter line 32 is arranged and preferably perpendicular to the circuit board 50 stands.

Um den Empfangselementen 21 einen Empfang von außerhalb des Schirmkastens 40 kommender Strahlung zu ermöglichen, weist der Schirmkasten einen strahldurchlässigen Strahleinfallbereich SEB auf, durch den von außerhalb des Schirmkastens 40 kommende Strahlung in den Schirmkasten 40 eindringen und die Empfangselemente 21 erreichen kann.To the receiving elements 21 a reception from outside the umbrella box 40 To allow incoming radiation, the umbrella box has a radiant beam incidence area SEB on, by the outside of the screen box 40 coming radiation into the screen box 40 penetrate and the receiving elements 21 can reach.

Um eine elektromagnetische Abschirmung der Empfangselemente 21 zu gewährleisten, ist der Strahleinfallbereich SEB durch zwei elektrisch leitende Gitter verschlossen, die entlang der Strahlrichtung einfallender Strahlung gesehen hintereinander liegen. Das äußere Gitter wird durch ein Gitter 42a der äußeren Gitterhaube 42 (vgl. 3) gebildet; das dahinter bzw. innen liegende Gitter wird durch ein Gitter 41a der inneren Gitterhaube 41 (vgl. 4) gebildet. Ausführungsbeispiele für die beiden Gitterhauben 41 und 42 sind in den 3 und 4 näher dargestellt.To an electromagnetic shielding of the receiving elements 21 to ensure is the beam incidence area SEB closed by two electrically conductive grid, which are seen along the beam direction of incident radiation behind the other. The outer grid is through a grid 42a the outer grille hood 42 (see. 3 ) educated; the behind or inside grid is through a grid 41a the inner grid hood 41 (see. 4 ) educated. Embodiments for the two grille hoods 41 and 42 are in the 3 and 4 shown in more detail.

Die 2 zeigt die Sensoreinrichtung 10 gemäß 1 in einer anderen Sicht. Es lässt sich erkennen, dass die Sendeelemente 31 relativ zueinander und auch relativ zur Flächennormalen auf der Leiterplatte 50 unterschiedlich geneigt sind, so dass die Sendeeinrichtung 30 insgesamt einen Strahlfächer 11 bildet, der in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Leiterplatte 50 steht und die Senderlinie 32 einschließt.The 2 shows the sensor device 10 according to 1 in a different view. It can be seen that the transmitting elements 31 relative to each other and also relative to the surface normal on the circuit board 50 are differently inclined, so that the transmitting device 30 altogether a jet fan 11 forms, which lies in a plane perpendicular to the circuit board 50 stands and the transmitter line 32 includes.

Vorteilhaft ist es, wenn das auf der Senderlinie 32 liegende mittlere Sendeelement 31a senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Leiterplatte 50 angeordnet ist und somit den Strahl Sa im Wesentlichen senkrecht emittiert, wohingegen die links und rechts daneben liegenden Sendeelemente mit wachsendem Abstand vom mittleren Sendeelement 31a ansteigende Kippwinkel relativ zum mittleren Sendeelement 31a aufweisen.It is advantageous if that on the transmitter line 32 lying middle transmitting element 31a perpendicular or at least substantially perpendicular to the circuit board 50 is arranged and thus the beam Sat. emitted substantially perpendicularly, whereas the left and right adjacent transmitting elements with increasing distance from the central transmitting element 31a rising tilt angle relative to the central transmitting element 31a respectively.

Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine äußere Gitterhaube 42, die bei dem Schirmkasten 40 der Sensoreinrichtung 10 gemäß den 1 und 2 eingesetzt werden kann. Die äußere Gitterhaube 42 weist ein Gitter 42a auf, das eine seitliche Gitterfläche A1, eine dazu parallele zweite seitliche Gitterfläche A2 sowie eine obere Gitterfläche A3 umfasst. Die obere Gitterfläche A3 ist parallel zur Oberfläche der Leiterplatte 50 angeordnet und ermöglicht somit einen Strahleinfall optischer Strahlung, die senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht auf die Leiterplatte 50 einfällt.The 3 shows an embodiment of an outer grid hood 42 standing at the umbrella box 40 the sensor device 10 according to the 1 and 2 can be used. The outer grille hood 42 has a grid 42a on, this is a side grid area A1 , a parallel second lateral grid surface A2 and an upper grid area A3 includes. The upper grid area A3 is parallel to the surface of the circuit board 50 arranged and thus allows a beam incidence of optical radiation, which is perpendicular or at least substantially perpendicular to the circuit board 50 incident.

Die beiden seitlichen Gitterflächen A1 und A2 stehen senkrecht zur Leiterplatte 50 und ermöglichen somit gemeinsam mit der oberen Gitterfläche A3 auch einen Einfall optischer Strahlung, die seitlich auf den Schirmkasten 40 fällt.The two lateral grid surfaces A1 and A2 stand perpendicular to the PCB 50 and thus enable together with the upper grid surface A3 also an incidence of optical radiation, the side of the screen box 40 falls.

Bezüglich der Anordnung der äußeren Gitterhaube 42 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn diese auf der Leiterplatte 50 gemäß den 1 und 2 derart angeordnet wird, dass die Flächennormalen N1 und N2 der beiden seitlichen Gitterflächen A1 und A2 parallel zur Empfängerlinie 22 der Empfangselemente 21 liegen. Die Flächennormale N3 der oberen Gitterfläche A3 steht somit senkrecht zur Leiterplatte 50 und zur Empfängerlinie 22.Regarding the arrangement of the outer grille hood 42 It is considered advantageous if this on the circuit board 50 according to the 1 and 2 is arranged such that the surface normal N1 and N2 the two lateral grid surfaces A1 and A2 parallel to the recipient line 22 the reception elements 21 lie. The surface normal N3 the upper grid area A3 is thus perpendicular to the circuit board 50 and to the recipient line 22 ,

Mit Blick auf eine elektromagnetische Trennung der Sendeelemente 31 von den Empfangselementen 21 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die äußere Gitterhaube 42 einen massiven Wandabschnitt 42b aufweist, der räumlich zwischen der Empfängerlinie 22 und der Senderlinie 32 liegt und die Empfangselemente 21 somit von den Sendeelementen 31 trennt.With regard to an electromagnetic separation of the transmitting elements 31 from the reception elements 21 it is considered advantageous if the outer grid hood 42 a massive wall section 42b which is spatially between the recipient line 22 and the transmitter line 32 lies and the reception elements 21 thus of the transmitting elements 31 separates.

Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine innere Gitterhaube 41, die bei dem Schirmkasten 40 der Sensoreinrichtung 10 gemäß den 1 und 2 eingesetzt werden kann. Die innere Gitterhaube 41 ist kleiner als die äußere Gitterhaube 42, so dass diese innerhalb der äußeren Gitterhaube 42 eingesetzt werden kann. Die Formgestaltung der inneren Gitterhaube 41 ist vorzugsweise ähnlich zu der Ausgestaltung der äußeren Gitterhaube 42, wie sie in der 3 gezeigt ist. So lässt sich in der 4 erkennen, dass die innere Gitterhaube 41 ein Gitter 41a aufweist, das eine seitliche Gitterfläche A1, eine dazu parallele zweite seitliche Gitterfläche A2 sowie eine obere Gitterfläche A3 umfasst. Die obere Gitterfläche A3 ist parallel zur Oberfläche der Leiterplatte 50 angeordnet und ermöglicht somit einen Strahleinfall optischer Strahlung, die senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht auf die Leiterplatte 50 einfällt. Die beiden seitlichen Gitterflächen A1 und A2 stehen senkrecht zur Leiterplatte 50 und ermöglichen somit gemeinsam mit der oberen Gitterfläche A3 auch einen Einfall optischer Strahlung, die seitlich auf den Schirmkasten 40 fällt.The 4 shows an embodiment of an inner grille hood 41 standing at the umbrella box 40 the sensor device 10 according to the 1 and 2 can be used. The inner grate hood 41 is smaller than the outer grid hood 42 so that these are inside the outer grille 42 can be used. The design of the inner grill hood 41 is preferably similar to the configuration of the outer grid hood 42 as they are in the 3 is shown. So can be in the 4 recognize that the inner grille hood 41 a grid 41a having a lateral grid area A1 , a parallel second lateral grid surface A2 and an upper grid area A3 includes. The upper grid area A3 is parallel to the surface of the circuit board 50 arranged and thus allows a beam incidence of optical radiation, which is perpendicular or at least substantially perpendicular to the circuit board 50 incident. The two lateral grid surfaces A1 and A2 stand perpendicular to the PCB 50 and thus enable together with the upper grid surface A3 also an incidence of optical radiation, the side of the screen box 40 falls.

Bezüglich der Anordnung der inneren Gitterhaube 41 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn diese auf der Leiterplatte 50 gemäß den 1 und 2 derart angeordnet wird, dass die Flächennormalen N1 und N2 der beiden seitlichen Gitterflächen A1 und A2 parallel zum Empfängerlinie 22 der Empfangselemente 21 liegen. Die Flächennormale N3 der oberen Gitterfläche A3 steht somit senkrecht zur Leiterplatte 50 und zur Empfängerlinie 22.Regarding the arrangement of the inner grille hood 41 It is considered advantageous if this on the circuit board 50 according to the 1 and 2 is arranged such that the surface normal N1 and N2 the two lateral grid surfaces A1 and A2 parallel to the receiver line 22 the reception elements 21 lie. The surface normal N3 the upper grid area A3 is thus perpendicular to the circuit board 50 and to the recipient line 22 ,

Mit Blick auf eine elektromagnetische Trennung der Sendeelemente 31 von den Empfangselementen 21 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die innere Gitterhaube 41 einen massiven Wandabschnitt 41b aufweist, der räumlich zwischen der Empfängerlinie 22 und der Senderlinie 32 liegt und die Empfangselemente 21 somit von den Sendeelementen 31 trennt.With regard to an electromagnetic separation of the transmitting elements 31 from the reception elements 21 it is considered advantageous if the inner grid hood 41 a massive wall section 41b which is spatially between the recipient line 22 and the transmitter line 32 lies and the reception elements 21 thus of the transmitting elements 31 separates.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den 3 und 4 weisen die Gitter 41a und 42a der beiden Gitterhauben 41 und 42 jeweils drei Flächenabschnitte auf, nämlich zwei seitliche Gitterflächen A1 und A2 sowie eine obere Gitterfläche A3, wobei die obere Gitterfläche A3 senkrecht zu den beiden seitlichen Gitterflächen A1 und A2 ausgerichtet ist. Alternativ ist es möglich, die Gitterflächen der beiden Gitter gekrümmt oder gewölbt auszugestalten, um eine Art Linsenform zu bilden, so dass auch schräg eintreffende Empfangsstrahlen nahezu parallel zur jeweiligen Flächennormale des Gitters - bezogen auf den jeweiligen Auftreffpunkt - auftreffen bzw. verlaufen.In the embodiments according to the 3 and 4 have the grid 41a and 42a the two grille hoods 41 and 42 in each case three surface sections, namely two lateral grid surfaces A1 and A2 and an upper grid area A3 , wherein the upper grid surface A3 perpendicular to the two lateral grid surfaces A1 and A2 is aligned. Alternatively, it is possible to design the grating surfaces of the two grids curved or arched to form a kind of lens shape, so that obliquely incident receiving beams almost parallel to the respective surface normal of the grating - based on the respective impact point - impinge or extend.

Die in den 3 und 4 gezeigte kastenförmige Ausgestaltung der beiden Gitterhauben 41 und 42 und die zweifach umgebogene bzw. abgeknickte Ausgestaltung der beiden Gittern 41a und 42a ist mit Blick auf eine einfache Herstellung der Gitterhauben 41 und 42 besonders vorteilhaft. Beispielsweise können die Gitterhauben 41 und 42 jeweils durch Stanzen und Umbiegen von Weißblech hergestellt werden.The in the 3 and 4 shown box-shaped configuration of the two grille hoods 41 and 42 and the doubly bent or bent embodiment of the two gratings 41a and 42a is facing a simple manufacture of the grate hoods 41 and 42 especially advantageous. For example, the grille hoods 41 and 42 each made by punching and bending of tinplate.

Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Sensoreinrichtung 10, bei der Empfangselemente 21 (vgl. 1 und 2) einer Empfangseinrichtung 20 in einem Schirmkasten 40 untergebracht sind. Der Schirmkasten 40 kann mit dem Schirmkasten 40 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 4 baugleich sein.The 5 shows a further embodiment of a sensor device 10 , at the receiving elements 21 (see. 1 and 2 ) of a receiving device 20 in a screen box 40 are housed. The screen box 40 can with the screen box 40 in the embodiment according to the 1 to 4 be identical.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 weist die Sensoreinrichtung 10 gemäß 5 eine zusätzliche Trenneinrichtung 60 mit Strahlkanälen 61 auf, die auf die Sendeelemente 31 (vgl. 1 und 2) bzw. die Senderlinie 32 aufgestülpt sind und somit die Sendeelemente 31 voneinander trennen.In contrast to the embodiment according to the 1 and 2 has the sensor device 10 according to 5 an additional separator 60 with beam channels 61 on that on the transmitting elements 31 (see. 1 and 2 ) or the transmitter line 32 are turned up and thus the transmitting elements 31 separate each other.

Die Funktion der Trenneinrichtung 60 besteht darin, für jedes Sendeelement 31 einen individuellen Strahlkanal bereitzustellen, durch den die optische Strahlung des jeweiligen Sendeelements 31 austreten kann. Die Sendeelemente 31 werden durch die Trenneinrichtung 60 darüber hinaus von der optischen Empfangseinrichtung 20 isoliert, so dass ein unmittelbares Einkoppeln optischer Strahlung der Sendeelemente 31 in die Empfangselemente 21 (vgl. 1 und 2) verhindert oder zumindest stark reduziert wird.The function of the separator 60 consists of, for each transmitting element 31 to provide an individual beam channel through which the optical radiation of the respective transmitting element 31 can escape. The transmission elements 31 be through the separator 60 beyond that of the optical receiving device 20 isolated, so that a direct coupling of optical radiation of the transmitting elements 31 in the receiving elements 21 (see. 1 and 2 ) is prevented or at least greatly reduced.

Im Übrigen gelten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den 1 bis 4 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 entsprechend.Incidentally, the above explanations apply in connection with 1 to 4 in the embodiment according to 5 corresponding.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Sensoreinrichtungsensor device
1111: Strahlfächerbeam fan
2020: Empfangseinrichtungreceiver
2121: Empfangselementereceiving elements
2222: Empfängerliniereceiver line
3030: Sendeeinrichtungtransmitting device
3131: Sendeelementetransmitting elements
31a31a: Sendeelementtransmitting element
3232: Senderlinietransmitter line
4040: Schirmkastenscreen box
4141: Gitterhaubegrid cover
41a41a: Gittergrid
41b41b: Wandabschnittwall section
4242: Gitterhaubegrid cover
42a42a: Gittergrid
42b42b: Wandabschnittwall section
4343: Abschnittsection
4444: Trennwandpartition wall
5050: Leiterplattecircuit board
6060: Trenneinrichtungseparator
6161: Strahlkanäle beam channels
A1A1: Gitterflächegrid area
A2A2: Gitterflächegrid area
A3A3: Gitterflächegrid area
N1N1: Flächennormalesurface normal
N2N2: Flächennormalesurface normal
N3N3: Flächennormalesurface normal
SaSat.: Strahlbeam
SEBSEB: StrahleinfallbereichRay incidence area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1832866 B1 [0001]

Claims

Sensor device (10) with at least one optical receiving device (20) for detecting optical radiation, characterized in that - the receiving device (20) is housed in a screen box (40) and - the umbrella box (40) has at least one beam-transmitting beam incidence region (SEB) by which optical radiation coming from outside the screen box (40) can penetrate into the screen box (40) and reach the receiving device (20), - the beam incidence area (SEB) of the screen box (40) being provided with at least two electrically conductive gratings (41a, 42a) which lie one behind the other along the beam direction of the incident optical radiation.

Sensor device (10) according to Claim 1 , characterized in that the sensor device (10) is a door sensor device for mounting on a door element.

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two grids (41a, 42a) in the beam incidence region (SEB) are equidistant relative to each other.

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the grid openings of the at least two grids (41a, 42a) are aligned in the beam incidence region (SEB) along the direction of beam incidence.

Sensor device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the grid openings of the at least two grids (41a, 42a) in the beam incident region (SEB) are the same size.

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the umbrella box (40) carries a receiving device (20) supporting element, in particular a printed circuit board (50), an inner grid cover (41) and an inner grid hood (41) enclosing outer grating hood (42), and - the radiolucent beam incidence region (SEB), through which optical radiation coming from outside the screen box (40) can penetrate into the umbrella box (40) and reach the receiving device (20), through a grating section of the inner grate hood (41) and a grating portion of the outer grille hood (42) is formed.

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the sensor device (10) has at least two optical receiving elements (21) and - the umbrella box (40) has at least one partition wall (44) parallel to the connecting line (22 ) is disposed between the two optical receiving elements (21).

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the sensor device (10) has at least two optical transmitting elements (31) and - the umbrella box (40) has at least one partition (44) parallel to the connecting line (32 ) is arranged between the two optical transmission elements (31).

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the sensor device (10) has at least two optical receiving elements (21) and at least two optical transmitting elements (31) and - the umbrella box (40) has at least one partition wall (44) which is arranged between the connecting line (22) connecting the at least two optical receiving elements (21) and the connecting line (32) connecting the at least two transmitting elements (31).

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the grids (41a, 42a) bent at least twice, in particular bent by 90 °, and two parallel grid surfaces (A1, A2) and a grid surface arranged perpendicular to these (A3).

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the grids (41a, 42a) is completely or at least partially curved, in particular such that obliquely incident optical receiving beams - at each impact point - impinge almost parallel to the surface normal of the grating ,

Sensor device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the distance between the receiving device (20) and the nearest to the receiving means (20) grating (41a) is at least 0.2 mm.

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two grids (41a, 42a) are electrically connected to each other.

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the at least two gratings (41a, 42a) is between 0.1 mm and 100 mm.

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two grids (41a, 42a) or the at least two grille covers are made of ferromagnetic material.

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor device (10) is a door sensor device for mounting on a door element with - at least one transmitting device (30) for generating at least one optical monitoring beam, - the at least one receiving device (20) for receiving reflected or backscattered optical radiation of the at least one optical monitoring beam and - an evaluation device for evaluating the optical radiation received by the receiving device (20) and generating an object detection signal.

Sensor device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device evaluates the signal propagation time of one of the transmitting device (30) emitted beam pulse to the reception of reflected or backscattered radiation and generates the object detection signal at least in dependence on the signal propagation time.

Door element, in particular swing door, characterized in that the door element is equipped with a sensor device (10) according to one of the preceding claims.

Method for operating a sensor device (10) having at least one optical receiving device (20) for detecting optical radiation, characterized in that - the receiving device (20) is housed in a screen box (40) and - the umbrella box (40) at least one radiant transmission beam incident region (SEB) through which optical radiation coming from outside the screen box (40) can penetrate into the screen box (40) and reach the receiving device (20), - wherein the beam incidence area (SEB) of the screen box (40) with at least two electrically conductive grids (41a, 42a) is closed, which are seen along the beam direction of incident optical radiation behind the other, and - wherein the successive gratings (41a, 42a) attenuate electromagnetic interference on its way to the receiving device (20).

Method according to Claim 19 , characterized in that as part of the method as a sensor device (10) a door sensor device is operated, which is attached to a door element, in particular a swing door, wherein - with a transmitting device (30) of the door sensor device at least one optical monitoring beam is emitted, - with the reflected or backscattered optical radiation received in the screen box (40) accommodates receiving means (20), and - evaluates the reflected or backscattered optical radiation and forms an object detection signal.