DE102022113156A1

DE102022113156A1 - Optoelectronic measuring device

Info

Publication number: DE102022113156A1
Application number: DE102022113156.4A
Authority: DE
Inventors: Peter Urs Halter
Original assignee: Baumer Electric AG
Current assignee: Baumer Electric AG
Priority date: 2022-05-24
Filing date: 2022-05-24
Publication date: 2023-11-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Messeinrichtung mit einem Gehäuse, einem Sender zum Aussenden von Licht einem Empfänger zum Erfassen des an einem Objekt in einem Erfassungsbereich reflektierten Lichts, Strahlteilermitteln zum teilweisen Umlenken von Licht sowie Reflexionsmitteln zum Absorbieren und Ablenken von Licht mit einer dämpfenden Reflexionsfläche, die winklig zur Normalebene der ersten optischen Achse ausgerichtet ist und die so ausgestaltet ist, dass auftreffendes Licht des Restanteils abgeschwächt und von den Strahlteilermitteln und dem Empfangsbereich des Empfängers abgelenkt wird.

The present invention relates to an optoelectronic measuring device with a housing, a transmitter for emitting light, a receiver for detecting the light reflected on an object in a detection area, beam splitter means for partially deflecting light and reflection means for absorbing and deflecting light with an attenuating reflection surface, which is oriented at an angle to the normal plane of the first optical axis and which is designed such that incident light of the residual component is attenuated and deflected by the beam splitter means and the reception area of the receiver.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Messeinrichtung gemäß dem Anspruch 1.The present invention relates to an optoelectronic measuring device according to claim 1.

Optoelektronische Messeinrichtungen zum Erfassen von Objekten sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Die bekannten optoelektronischen Messeinrichtungen werden zum Messen eines Abstands eines Objekts von einem Bezugspunkt, also einer Entfernungsmessung oder Positionsmessung, zum Messen von geometrischen Eigenschaften eines Objekts, also einer Beschaffenheitserfassung, oder zum Erfassen einer Anwesenheit eines Objekts, also einer Objektüberwachung, eingesetzt.Optoelectronic measuring devices for detecting objects are generally known from the prior art. The known optoelectronic measuring devices are used for measuring a distance of an object from a reference point, i.e. a distance measurement or position measurement, for measuring geometric properties of an object, i.e. a condition detection, or for detecting the presence of an object, i.e. object monitoring.

Hierfür umfassen die bekannten Messeinrichtungen einen Sender zum Erzeugen und Aussenden von Licht und einen Empfänger zum Erfassen des an einem Objekt oder einem Reflektor reflektierten Lichts. Das ausgesendete Licht tritt durch eine in einem Gehäuse der Messeinrichtung ausgebildete Frontöffnung aus dem Gehäuse aus und wird auf einen Erfassungsbereich ausgesendet, der endseitig von dem Reflektor zur Reflexion des ausgesendeten Lichts begrenzt sein kann. Ferner kommt es bei der Anwesenheit eines Objekts innerhalb des Erfassungsbereichs zur Reflexion des ausgesendeten Lichts. Die Reflexion des ausgesendeten Lichts verursacht das reflektierte Licht, das von der Messeinrichtung detektierbar ist. Die bekannten Messeinrichtungen können somit Informationen über die Position, die Anwesenheit und/oder die äußere Beschaffenheit des Objekts ermitteln. Für den Reflektor wird oft eine kostengünstig herstellbare Reflexfolie verwendet.For this purpose, the known measuring devices include a transmitter for generating and emitting light and a receiver for detecting the light reflected on an object or a reflector. The emitted light exits the housing through a front opening formed in a housing of the measuring device and is emitted onto a detection area, which can be limited at the end by the reflector for reflecting the emitted light. Furthermore, if an object is present within the detection area, the emitted light is reflected. The reflection of the emitted light causes the reflected light, which can be detected by the measuring device. The known measuring devices can thus determine information about the position, presence and/or external condition of the object. A reflective film that can be produced inexpensively is often used for the reflector.

Optoelektronische Messeinrichtungen, in welchen das ausgesendete Licht und das am Objekt oder Reflektor reflektierte und somit zurückgeworfene Licht abschnittsweise im Wesentlichen entlang einer gemeinsamen Achse verlaufen, werden als koaxiale Messeinrichtungen bezeichnet. Koaxiale Messeinrichtungen haben den Vorteil einer erhöhten Nutzbarkeit des reflektierten Lichts, weil das reflektierte Licht sich möglichst weit mit dem ausgesendeten Licht überlappt, beziehungsweise in dieser starken Überlappung ausgewertet wird, was hinsichtlich vieler Anwendungen von Vorteil ist, insbesondere bei Anwendungen mit einem Reflektor.Optoelectronic measuring devices in which the emitted light and the light reflected on the object or reflector and thus reflected back run in sections essentially along a common axis are referred to as coaxial measuring devices. Coaxial measuring devices have the advantage of increased usability of the reflected light because the reflected light overlaps as much as possible with the emitted light, or is evaluated in this strong overlap, which is advantageous for many applications, especially in applications with a reflector.

Auch bei den bekannten koaxialen Messeinrichtungen sind die Lichtquelle des Senders und des Empfängers räumlich getrennt, weshalb die Ausbreitungsrichtung des ausgesendeten Lichts oder des reflektierten Lichts mittels Strahlteilermitteln beeinflusst werden muss, um wenigstens bereichsweise das Ausbreiten des ausgesendeten und reflektierten Lichts entlang einer gemeinsamen Achse zu realisieren.Even in the known coaxial measuring devices, the light source of the transmitter and the receiver are spatially separated, which is why the direction of propagation of the emitted light or the reflected light must be influenced by means of beam splitter means in order to realize the propagation of the emitted and reflected light along a common axis, at least in some areas.

Allerdings kann das ausgesendete Licht nicht vollständig mittels der Strahlteilermittel umgelenkt werden, weshalb es sich in einen Wirkanteil, der sich entlang einer optischen Achse in Richtung des Erfassungsbereichs ausbreitet, und einen Restanteil aufteilt, der - insbesondere nach einer Reflexion am Innenbereich des Gehäuses oder einer Lichtstreuung am Gehäuse - eine Art von unnützem Streulicht darstellt.However, the emitted light cannot be completely deflected by the beam splitter means, which is why it is divided into an active component, which propagates along an optical axis in the direction of the detection area, and a residual component, which - in particular after reflection on the interior of the housing or light scattering on the housing - represents a kind of useless scattered light.

Das Streulicht breitet sich innerhalb des Gehäuses aus und wird dort an weiteren Innenwänden reflektiert oder gestreut. Trifft das Streulicht auf den lichtsensitiven Empfangsbereich des Empfängers, wird das Messergebnis der optoelektronischen Messeinrichtungen negativ beeinflusst, da es sich dabei ja nicht um das am Objekt oder Reflektor reflektierten Licht handelt. Je mehr Platz in dem Gehäuse der Messeinrichtung vorhanden ist, umso einfacher gestaltet sich eine entsprechende Streulichtunterdrückung. Allerdings besteht eine große Nachfrage nach Messeinrichtungen mit geringen Dimensionsmaßen, was sich im Gehäuse unmittelbar auf einen geringen Bauraum zur Unterdrückung des Streulichts auswirkt.The scattered light spreads within the housing and is reflected or scattered there on other internal walls. If the scattered light hits the light-sensitive reception area of the receiver, the measurement result of the optoelectronic measuring devices is negatively influenced, since it is not the light reflected on the object or reflector. The more space there is in the housing of the measuring device, the easier it is to suppress scattered light. However, there is a great demand for measuring devices with small dimensions, which directly affects the limited installation space in the housing to suppress scattered light.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird nicht strikt zwischen den Begriffen „Reflexion“ und „Lichtstreuung“ unterschieden. Teilweise wird nur von Reflexion oder nur von Streuung gesprochen, obwohl beides gemeint ist, da eine reale Oberfläche mit einem minimalen Glanzanteil immer auf das auftreffende Licht sowohl reflektierend als auch streuend wirkt.Within the scope of the present invention, no strict distinction is made between the terms “reflection” and “light scattering”. Sometimes only reflection or only scattering is spoken of, although both are meant, since a real surface with a minimal amount of gloss always has both a reflecting and scattering effect on the incident light.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optoelektronische Messeinrichtung anzugeben, die trotz einer kompakten Gehäuseerstreckung eine zuverlässige Messung von Objekten ermöglicht.The present invention is therefore based on the object of overcoming the disadvantages known from the prior art. In particular, it is the object of the present invention to provide an optoelectronic measuring device which enables reliable measurement of objects despite a compact housing extension.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine optoelektronische Messeinrichtung gemäß der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst.This object is achieved according to the invention by an optoelectronic measuring device according to independent claims 1 and 2.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the invention are described in the dependent claims. All combinations of at least two of the features disclosed in the description, the claims and/or the figures fall within the scope of the invention.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Messeinrichtung, aufweisend ein Gehäuse, einen Sender, der zum Aussenden von Licht, welches sich hauptsächlich entlang einer ersten optischen Achse ausbreitet, ausgebildet ist und einen einen lichtsensitiven Empfangsbereich umfassenden Empfänger, der zum Erfassen des an einem Objekt in einem Erfassungsbereich reflektierten Lichts, welches sich hauptsächlich entlang einer zweiten optischen Achse ausbreitet und auf den Empfangsbereich auftrifft, ausgebildet ist.The present invention relates to an optoelectronic measuring device, having a housing, a transmitter, which is used to emit Light, which propagates mainly along a first optical axis, is formed and a receiver comprising a light-sensitive reception area, which is used to detect the light reflected from an object in a detection area, which propagates mainly along a second optical axis and impinges on the reception area, is trained.

Ferner umfasst die erfindungsgemäße Messeinrichtung Strahlteilermittel, die beim Auftreffen des Lichts so ausgebildet sind, dass ein Wirkanteil des ausgesendeten Lichts in Richtung des Objekts entlang der zweiten optischen Achse umgelenkt wird und ein Restanteil des ausgesendeten Lichts sich weiterhin entlang der ersten optischen Achse in Richtung von Reflexionsmitteln ausbreitet, und dass ein Wirkanteil des reflektierten Lichts, das sich in Bezug auf das ausgesendete Licht zumindest bereichsweise entlang einer gemeinsamen optischen Achse ausbreitet, sich weiterhin entlang der zweiten optischen Achse in Richtung des Empfängers ausbreitet und ein Verlustanteil des reflektierten Lichts in Richtung des Senders umgelenkt wird.Furthermore, the measuring device according to the invention comprises beam splitter means which, when the light impinges, are designed such that an effective portion of the emitted light is deflected in the direction of the object along the second optical axis and a remaining portion of the emitted light continues to be along the first optical axis in the direction of reflection means spreads, and that an effective component of the reflected light, which spreads at least partially along a common optical axis in relation to the emitted light, continues to propagate along the second optical axis in the direction of the receiver and a loss component of the reflected light is deflected in the direction of the transmitter becomes.

Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Messeinrichtung die bereits erwähnten Reflexionsmittel zum Absorbieren und Ablenken von Licht mit einer dämpfenden Reflexionsfläche, die winklig zur Normalebene der ersten optischen Achse ausgerichtet ist und die so ausgestaltet ist, dass auftreffendes Licht des Restanteils abgeschwächt und so abgelenkt und/oder weggelenkt wird, dass es im Wesentlichen nicht auf die Strahlteilermittel und dem Empfangsbereich des Empfängers auftrifft.Furthermore, the measuring device according to the invention comprises the already mentioned reflection means for absorbing and deflecting light with a damping reflection surface which is oriented at an angle to the normal plane of the first optical axis and which is designed in such a way that incident light of the remaining portion is attenuated and thus deflected and/or deflected away that it essentially does not impinge on the beam splitter means and the reception area of the receiver.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch noch eine weitere optoelektronische Messeinrichtung, umfassend ein Gehäuse, einen Sender, der zum Aussenden von Licht, welches sich hauptsächlich entlang einer zweiten optischen Achse ausbreitet, ausgebildet ist und einen einen lichtsensitiven Empfangsbereich umfassenden Empfänger, der zum Erfassen des an einem Objekt in einem Erfassungsbereich reflektierten Lichts, ausgebildet ist, wobei sich das reflektierte Licht hauptsächlich entlang einer ersten optischen Achse ausbreitet und auf den Empfangsbereich auftrifft.In addition, the present invention also relates to a further optoelectronic measuring device, comprising a housing, a transmitter, which is designed to emit light, which propagates mainly along a second optical axis, and a receiver comprising a light-sensitive reception area, which is designed to detect the on an object in a detection area of reflected light, wherein the reflected light propagates mainly along a first optical axis and impinges on the reception area.

Ferner umfasst auch diese konkrete Ausgestaltung der erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung Strahlteilermittel, die beim Auftreffen des Lichts so ausgebildet sind, dass ein Wirkanteil des ausgesendeten Lichts sich weiterhin entlang der zweiten optischen Achse in Richtung des Objekts ausbreitet und ein Restanteil des ausgesendeten Lichts entlang der ersten optischen Achse in Richtung von Reflexionsmitteln umgelenkt wird, und dass ein Wirkanteil des reflektierten Lichts entlang der ersten optischen Achse in Richtung des Senders umgelenkt wird und ein Verlustanteil des reflektierten Lichts sich weiterhin entlang der zweiten optischen Achse in Richtung des Senders ausbreitet, sowie die Reflexionsmittel zum Absorbieren und Ablenken von Licht mit einer dämpfenden Reflexionsfläche, die winklig zur Normalebene der ersten optischen Achse ausgerichtet ist und die so ausgestaltet ist, dass auftreffendes Licht des Restanteils abgeschwächt und so abgelenkt und/oder weggelenkt wird, dass es im Wesentlichen nicht auf die Strahlteilermittel und dem Empfangsbereich des Empfängers auftrifft.Furthermore, this specific embodiment of the optoelectronic measuring device according to the invention also includes beam splitter means which, when the light impinges, are designed such that an effective portion of the emitted light continues to propagate along the second optical axis in the direction of the object and a remaining portion of the emitted light along the first optical axis is deflected in the direction of reflection means, and that an effective component of the reflected light is deflected along the first optical axis in the direction of the transmitter and a loss component of the reflected light continues to propagate along the second optical axis in the direction of the transmitter, as well as the reflection means for absorbing and Deflecting light with an attenuating reflection surface which is oriented at an angle to the normal plane of the first optical axis and which is designed such that incident light of the residual component is attenuated and deflected and/or directed away in such a way that it essentially does not fall on the beam splitter means and the reception area of the recipient.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das reflektierte Licht, das vom Empfänger zum Messen des Objekts erfasst wird, durch Reflexion des ausgesendeten Lichts an einem in einem Erfassungsbereich anwesenden Objekt oder einem Reflektor verursacht. Der Erfassungsbereich erstreckt sich in einem Bereich außerhalb des Gehäuses und kann durch einen Reflektor endseitig begrenzt sein. Der Reflektor steht somit in Wirkverbindung mit der optoelektronischen Messeinrichtung und begrenzt endseitig den Erfassungsbereich.In the context of the present invention, the reflected light detected by the receiver for measuring the object is caused by reflection of the emitted light from an object present in a detection area or a reflector. The detection area extends in an area outside the housing and can be limited at the end by a reflector. The reflector is therefore in active connection with the optoelectronic measuring device and limits the detection area at the end.

Das vom Sender erzeugte Licht breitet sich im Wesentlichen entlang einer optischen Achse aus. Anders ausgedrückt, der Sender ist dazu eingerichtet Licht zu erzeugen, das sich in einem freien Raum kegelförmig um die optische Achse ausbreitet. Bevorzugt umfasst der Sender eine Lichtquelle.The light produced by the transmitter essentially propagates along an optical axis. In other words, the transmitter is set up to generate light that spreads out in a cone shape around the optical axis in a free space. The transmitter preferably includes a light source.

Ein Sender, der Licht gleichmäßig oder nahezu gleichmäßig in einen Halbraum abstrahlt, kann insbesondere durch eine Blende, die in einem Abstand von insbesondere 1mm bis 7mm vom Sender oder einer Lichtquelle montiert ist, zu einem Sender weitergebildet werden, bei dem sich das Licht nach der Blende kegelförmig ausbreitet. Diese Senderblende kann dabei insbesondere kreisrund, quadratisch oder auch rechteckig sein.A transmitter that emits light uniformly or almost uniformly into a half-space can be developed into a transmitter in which the light is dispersed according to the Aperture spreads out in a cone shape. This transmitter aperture can in particular be circular, square or even rectangular.

Der Empfangsbereich ist die lichtsensitive Fläche des Empfängers. Anders ausgedrückt, es handelt sich hierbei um eine Aktivfläche des Empfängers, auf der auftreffendes Licht erfasst werden kann. Neben einer reinen Detektion von Licht und/oder Lichtstrahlen und/oder Photonen kann der Empfänger auch so ausgebildet sein, dass eine konkrete und in Bezug auf die Aktivfläche positionsgenaue Lichtintensität erfasst wird. Ferner kann es auch vorgesehen sein, dass der Empfänger zum Erfassen von Licht von einer bestimmten Farbe und/oder Wellenlänge oder zum Erfassen von Licht mit unterschiedlicher Farbe und/oder Wellenlänge ausgebildet ist. Bevorzugt ist der Empfänger durch wenigstens eine Photodiode ausgebildet.The reception area is the light-sensitive surface of the receiver. In other words, this is an active surface of the receiver on which incident light can be detected. In addition to pure detection of light and/or light rays and/or photons, the receiver can also be designed in such a way that a specific light intensity that is precisely positioned in relation to the active surface is detected. Furthermore, it can also be provided that the receiver is designed to detect light of a specific color and/or wavelength or to detect light with different colors and/or wavelengths. The receiver is preferably formed by at least one photodiode.

Die Reflexionsfläche der erfindungsgemäßen Reflexionsmittel kann planar und/oder flach ausgebildet sein. Anders ausgedrückt die Reflexionsfläche kann sich vollständig in einer Ebene erstrecken.The reflection surface of the reflection means according to the invention can be planar and/or flat be educated. In other words, the reflection surface can extend completely in one plane.

Alternativ kann die Reflexionsfläche auch gewölbt ausgebildet sein. Bei einer gewölbten Ausgestaltung der Reflexionsfläche ist es ferner bevorzugt, wenn die Reflexionsfläche nach innen gewölbt ausgebildet ist und somit in einer Schnittdarstellung eine konkave Ausgestaltung aufweist. Ferner ist eine gewölbte Ausgestaltung der Reflexionsmittel so eingerichtet, dass sämtliche auf der Oberfläche gebildeten Tangenten winklig zur Normalebene der ersten optischen Achse ausgerichtet sind.Alternatively, the reflection surface can also be curved. With a curved design of the reflection surface, it is further preferred if the reflection surface is designed to be curved inwards and thus has a concave design in a sectional view. Furthermore, a curved design of the reflection means is set up so that all tangents formed on the surface are aligned at an angle to the normal plane of the first optical axis.

Weiterhin umfasst die Reflexionsfläche eine Oberflächenbeschaffenheit, die dämpfend auf das abzulenkende Licht wirkt. Ferner sind auch die mit der Reflexionsfläche zusammenwirkenden Flächen, auf die die von den Reflexionsmitteln abgelenkten Lichtstrahlen auftreffen, insbesondere so ausgestaltet, dass sich das Licht bei einem weiteren Ablenken abgeschwächt und nicht in Richtung des Empfängers oder der Strahlteilermittel ausbreitet.Furthermore, the reflection surface includes a surface texture that has a dampening effect on the light to be deflected. Furthermore, the surfaces cooperating with the reflection surface, onto which the light beams deflected by the reflection means impinge, are in particular designed so that the light is attenuated upon further deflection and does not spread in the direction of the receiver or the beam splitter means.

Das Gehäuse umfasst einen inneren Hohlraum und/oder umfangsseitig geschlossenen Innenbereich und definiert somit einen Bau- und/oder Aufnahmeraum für weitere Komponenten der Messeinrichtung. Das Gehäuse nimmt bevorzugt den Sender, den Empfänger, die Strahlteilermittel und die Reflexionsmittel auf. Bevorzugt umfasst das Gehäuse eine Austrittsöffnung, durch die die vom Sender ausgesandten Lichtstrahlen das Gehäuse verlassen und die am Objekt oder einem Reflektor reflektierten Lichtstrahlen wieder in das Gehäuse gelangen.The housing comprises an inner cavity and/or an inner area closed on the circumference and thus defines a construction and/or receiving space for further components of the measuring device. The housing preferably houses the transmitter, the receiver, the beam splitter means and the reflecting means. The housing preferably comprises an exit opening through which the light rays emitted by the transmitter leave the housing and the light rays reflected on the object or a reflector enter the housing again.

Die erfindungsgemäßen Strahlteilermittel lenken das auftreffende Licht teilweise um. Die Strahlteilermittel wirken mit dem vom Sender erzeugten Licht einerseits und dem am Objekt oder Reflektor reflektierten Licht andererseits zusammen.The beam splitter means according to the invention partially redirect the incident light. The beam splitter means interact with the light generated by the transmitter on the one hand and the light reflected on the object or reflector on the other hand.

Nach dem das ausgesendete Licht die Strahlteilermittel durchstrahlt hat, breitet sich ein Teil des ausgesendeten Lichts entlang der zweiten optischen Achse in Richtung des Objekts oder Reflektors aus. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dieser Teil als Wirkanteil des ausgesendeten oder erzeugten Lichts bezeichnet, da er auf das Objekt oder den Reflektor auftrifft und für die Messung verwendet werden kann. Der andere Teil des ausgesendeten Lichts, der sich nach dem Durchstrahlen der Strahlteilermittel im Wesentlichen entlang der ersten optischen Achse ausbreitet und auf die Reflexionsmittel trifft, wird in der vorliegenden Erfindung als Restanteil des ausgesendeten Lichts bezeichnet. Vom Restanteil des ausgesendeten Lichts geht ein großes Risiko einer negativen Beeinflussung des Messergebnisses aus, da er im Vergleich zum effektiv genutzten Teil des Wirkanteils, der durch die Gehäuse-Austrittsöffnung durchtritt, eine erheblich größere Intensität aufweist.After the emitted light has irradiated the beam splitter means, part of the emitted light propagates along the second optical axis in the direction of the object or reflector. In the context of the present invention, this part is referred to as the active component of the emitted or generated light because it impinges on the object or the reflector and can be used for the measurement. The other part of the emitted light, which propagates substantially along the first optical axis after radiating through the beam splitter means and impinges on the reflection means, is referred to in the present invention as the residual portion of the emitted light. The remaining portion of the emitted light poses a great risk of negatively influencing the measurement result, since it has a significantly greater intensity compared to the effectively used portion of the active portion that passes through the housing outlet opening.

Weiterbildend ist es vorgesehen, dass die Reflexionsfläche gewölbt, insbesondere nach innen gewölbt, ausgebildet ist oder dass die Reflexionsfläche planar ausgebildet ist, wobei die Reflexionsfläche in diesem Zusammenhang wenigstens zwei Flächenabschnitte aufweist, die jeweils planar ausgebildet sind, und die zueinander geneigt und/oder winklig ausgerichtet sind.In a further development, it is provided that the reflection surface is curved, in particular curved inwards, or that the reflection surface is planar, the reflection surface in this context having at least two surface sections, each of which is planar and which is inclined and/or angled towards one another are aligned.

Bei einer planaren Ausgestaltung der Reflexionsfläche aus wenigstens zwei zueinander geneigten und/oder zueinander winklig ausgerichteten Flächenabschnitten umfassen die wenigstens zwei Flächenabschnitte zunächst jeweils eine flache Oberfläche. Ferner sind die Flächenabschnitte so zueinander ausgerichtet, dass sämtliche Flächenabschnitte nahe der ersten optischen Achse nicht parallel zur Normalebene der ersten optischen Achse ausgerichtet sind.In the case of a planar configuration of the reflection surface consisting of at least two surface sections that are inclined to one another and/or oriented at an angle to one another, the at least two surface sections initially each comprise a flat surface. Furthermore, the surface sections are aligned with one another in such a way that all surface sections near the first optical axis are not aligned parallel to the normal plane of the first optical axis.

Nahe der optischen Achse wird dabei so verstanden, dass Lichtstrahlen, die beim Sender auf der optischen Achse starten, einen Winkel kleiner als 10° bis 15° aufweisen, bevor sie auf diese Flächenabschnitte auftreffen.Near the optical axis is understood to mean that light rays that start on the optical axis at the transmitter have an angle of less than 10° to 15° before they hit these surface sections.

Durch das Unterteilen der Reflexionsfläche in mehrere Flächenabschnitte, die jeweils individuell ausgerichtet werden, kann somit die Richtung der beim Auftreffen auf die Reflexionsfläche auftreffenden Lichtstrahlen gezielt beeinflusst werden, um zum Vermeiden von Fehldetektionen diese nicht auf den Empfangsbereich und/oder möglichst wenig auf die Strahlteilermittel abzulenken. Neben dem gezielten Fernhalten des abgelenkten Streulichts vom Empfänger und von den Strahlteilermitteln kommt es beim Ablenken und/oder Reflektieren des Lichts zusätzlich zu einer Dämpfung, um die Intensität des Streulichts (Restanteil des ausgesendeten Lichts) abzuschwächen.By dividing the reflection surface into several surface sections, each of which is individually aligned, the direction of the light beams striking the reflection surface can be influenced in a targeted manner in order to avoid false detections by deflecting them onto the reception area and/or as little as possible onto the beam splitter means . In addition to the targeted keeping of the deflected scattered light away from the receiver and the beam splitter means, when the light is deflected and/or reflected, an additional attenuation occurs in order to weaken the intensity of the scattered light (residual portion of the emitted light).

Eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, insbesondere im Zusammenhang einer planar ausgebildeten Reflexionsfläche, sieht ferner vor, dass die Reflexionsmittel einen länglichen Steg aufweisen, der sich entlang der ersten optischen Achse in Richtung der Strahlteilermittel bereichsweise erstreckt, wobei der Steg eine geneigte und/oder abgeschrägte Stirnseite mit einer planaren Oberfläche zum Ausbilden der Reflexionsfläche, insbesondere eines weiteren Flächenabschnitts, umfasst.A preferred development of the present invention, in particular in connection with a planar reflection surface, further provides that the reflection means have an elongated web which extends in regions along the first optical axis in the direction of the beam splitter means, the web being an inclined and/or beveled one End face with a planar surface for forming the reflection surface, in particular a further surface section.

Unter einem sich bereichsweise erstreckenden Steg wird eine Ausgestaltung des länglichen, beispielsweise stabförmigen, Stegs verstanden, bei dem sich der Steg zwar in Richtung der Strahlteilermittel erstreckt, diese aber nicht erreicht. In einer Schnittansicht erstreckt sich der Steg somit nur in einem Teilbereich zwischen einem außenseitigen Gehäuse und den zentrisch und/oder innenseitig angeordneten Strahlteilermitteln.A partially extending web is understood to mean a configuration of the elongated, for example rod-shaped, web in which the web extends in the direction of the beam splitter means, but does not reach them. In a sectional view, the web thus extends only in a partial area between an external housing and the centrally and/or internally arranged beam splitter means.

Die Stirnseite des Stegs ist mit anderen Worten die zu den Strahlteilermitteln ausgerichtete Außenseite und/oder Außenfläche des Stegs. Die Stirnseite ist hinsichtlich eines benachbarten Gehäusebereichs in Bezug auf die erste optische Achse versetzt angeordnet und überragt somit unmittelbar benachbarte Gehäuseabschnitte und/oder Flächenabschnitte.In other words, the end face of the web is the outside and/or outer surface of the web that is aligned with the beam splitter means. The end face is arranged offset with respect to an adjacent housing area with respect to the first optical axis and thus projects beyond immediately adjacent housing sections and/or surface sections.

Weiterbildend ist es in diesem Zusammenhang ferner vorgesehen, dass der Steg zwischen zwei Flächenabschnitten der wenigstens zwei Flächenabschnitte angeordnet ist. Die beiden Flächenabschnitte sind hierbei zueinander entgegengesetzt geneigt und/oder dachförmig ausgerichtet, wobei die von dem Steg endseitig ausgebildete Reflexionsfläche die beiden unmittelbar benachbarten Flächenabschnitte in Bezug auf die erste optische Achse überragt.In a further development, it is further provided in this context that the web is arranged between two surface sections of the at least two surface sections. The two surface sections are inclined in opposite directions to one another and/or aligned in a roof shape, with the reflection surface formed at the end of the web projecting beyond the two immediately adjacent surface sections with respect to the first optical axis.

Im Rahmen dieser Ausgestaltung wird unter zwei entgegengesetzt ausgerichteten Flächenabschnitten eine bevorzugte Ausgestaltung der Reflexionsmittel verstanden, bei der in einer Schnittansicht und in Bezug auf die zweite optische Achse der eine Flächenabschnitt eine positive Steigung aufweist und/oder zum unmittelbar benachbarten Steg ansteigt und der andere Flächenabschnitt eine negative Steigung aufweist und/oder zum unmittelbar benachbarten Steg abfällt. Anders ausgedrückt, entgegengesetzt geneigt beschreibt eine Ausgestaltung der Reflexionsmittel, bei der die reflektierten Strahlen in entgegengesetzte Richtungen abgelenkt werden, um diese auf der einen Seite - das ist die Seite, die dem Empfänger zugewandt ist - neben den Strahlteilermitteln abzulenken und auf der anderen Seite - das ist die Seite, die der Frontöffnung zugewandt ist - möglichst steil durch die Strahlteilermittel oder neben die Strahlteilermittel abzulenken.In the context of this embodiment, two oppositely aligned surface sections are understood to mean a preferred embodiment of the reflection means, in which, in a sectional view and in relation to the second optical axis, one surface section has a positive slope and / or rises towards the immediately adjacent web and the other surface section has a has a negative slope and/or slopes towards the immediately adjacent web. In other words, oppositely inclined describes an embodiment of the reflection means in which the reflected beams are deflected in opposite directions in order to deflect them on one side - that is the side that faces the receiver - next to the beam splitter means and on the other side - this is the side that faces the front opening - to be deflected as steeply as possible through the beam splitter means or next to the beam splitter means.

Steil durch die Strahlteilermittel bezeichnet einen Strahlwinkel, der zur Normalen zum Strahlteilermittel einen kleinen Winkel, bevorzugt kleiner als 20°, besonders bevorzugt kleiner als 15°, ganz besonders bevorzugt kleiner als 10°, bildet.Steep through the beam splitter means refers to a beam angle that forms a small angle to the normal to the beam splitter means, preferably less than 20°, particularly preferably less than 15°, most preferably less than 10°.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung sieht ferner vor, dass die Reflexionsfläche eine glänzend schwarze und/oder in Bezug auf das vom Sender ausgesendete Licht eine absorbierend beschichtete oder gefärbte Oberfläche aufweist, um auf das auftreffende Licht des Restanteils nicht nur reflektierend, sondern gleichzeitig auch dämpfend zu wirken.A further development of the optoelectronic measuring device according to the invention further provides that the reflection surface has a glossy black surface and/or an absorbent coated or colored surface in relation to the light emitted by the transmitter in order to not only reflect but also attenuate the incident light of the residual component to act.

Unter einer Oberfläche, die das Senderlicht absorbiert, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere auch eine Ausgestaltung verstanden, bei der das vom Sender erzeugte rote Licht auf eine glänzende, blaue oder grüne Oberfläche auftrifft, wobei die bläuliche oder grüne Farbgestaltung für das rote Licht dämpfend wirkt.In the context of the present invention, a surface that absorbs the transmitter light is also understood to mean, in particular, an embodiment in which the red light generated by the transmitter impinges on a shiny, blue or green surface, with the bluish or green color design dampening the red light works.

Die Reflexionsmittel können somit in Abhängigkeit einer konkreten Realisierung des Senders so optimiert werden, dass eine große dämpfende Wirkung erzielt werden kann, um das Streulicht, also den Restanteil des ausgesendeten Lichts, bereits durch wenige, solcher dämpfenden Reflexionen auf eine Intensität und/oder Helligkeit zu reduzieren, die für den Empfänger unkritisch ist.The reflection means can thus be optimized depending on a specific implementation of the transmitter in such a way that a large attenuating effect can be achieved in order to increase the scattered light, i.e. the remaining portion of the emitted light, to an intensity and/or brightness through just a few such attenuating reflections reduce that is not critical for the recipient.

Weiterbildend ist es vorgesehen, dass eine hinsichtlich des Strahlengangs des vom Sender erzeugten Lichts beabstandete Senderblende und/oder hinsichtlich des Strahlengangs des reflektierten Lichts vom Empfänger beabstandete Empfängerblende eine Durchtrittsöffnung umfasst, deren lichte Weite in Bezug auf ein benachbartes Dimensionsmaß eines Gehäuseabschnitts und/oder eines zu erwartenden runden oder eckigen Lichtkegels reduziert ist.In a further development, it is provided that a transmitter aperture spaced apart with respect to the beam path of the light generated by the transmitter and/or a receiver aperture spaced apart from the receiver with respect to the beam path of the reflected light comprises a passage opening, the clear width of which is relative to an adjacent dimension of a housing section and/or a housing section expected round or square light cone is reduced.

Auch die Sender- und/oder die Empfängerblende führt/en zu einer Abschwächung des Streulichts. Sowohl die Sender- als auch die Empfängerblende können einen Beitrag dazu leisten, dass das sich im Innenbereich des Gehäuses ausbreitende Streulicht vom Empfangsbereich des Empfängers ferngehalten werden kann. Ferner kann es in diesem Zusammenhang auch zu einer Abschirmung von Fremdlicht kommen, das von externen Lichtquellen abstammt.The transmitter and/or receiver aperture also leads to an attenuation of the scattered light. Both the transmitter and the receiver aperture can contribute to keeping the scattered light propagating inside the housing away from the reception area of the receiver. Furthermore, in this context, extraneous light that comes from external light sources can also be shielded.

Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messeinrichtung sieht ferner vor, dass im Gehäuse und gegenüberliegend der Reflexionsmittel eine spaltartige Vertiefung und/oder Materialausnehmung zum Ausbilden einer sich auf die einfallenden Lichtstrahlen auswirkenden Optikfalle ausbildbar ist, wobei der Vertiefung insbesondere durch einen Teilbereich der Sender- oder Empfängerblende einerseits und eines Halteelements der Strahlteilermittel andererseits ausgebildet ist.A further development of the measuring device according to the invention further provides that a gap-like depression and / or material recess can be formed in the housing and opposite the reflection means to form an optical trap that affects the incident light rays, the depression in particular through a partial area of the transmitter or receiver aperture on the one hand and a holding element of the beam splitter means on the other hand is formed.

Durch die im Inneren des Gehäuses ausgebildete Optikfalle, die eine spaltartige Vertiefung darstellt, wird das Licht mehrfach zwischen den Innenwänden abgelenkt und somit geschwächt. Vorteilhaft kann durch die geometrische Ausgestaltung der Vertiefung eine Reflexion in Richtung des Empfängers vollständig verhindert werden oder zumindest eine Abschwächung um den Faktor 1000 und mehr erreicht werden.Due to the optical trap formed inside the housing, which represents a gap-like depression, the light is deflected several times between the inner walls and thus weakened. Advantageously, a reflection in the direction of the receiver can be completely prevented, or at least one, by the geometric design of the recess Attenuation by a factor of 1000 or more can be achieved.

Zudem sieht eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vor, dass die erste optische Achse und die zweite optische Achse einen rechten Winkel aufspannen und/oder dass die Strahlteilermittel eine teilweise wirkende, insbesondere 50% wirkende, Spiegelfläche ausbilden, wobei die Spiegelfläche in dem Gehäuse so angeordnet und/oder ausgerichtet ist, dass die Spiegelfläche zu der ersten und zweiten optischen Achse einen Winkel von je 45° aufspannt. Vorteilhaft kann in diesem Zusammenhang der Sender und der Empfänger an separaten Positionen innerhalb des Gehäuses positioniert werden, um eine gegenseitige negative Beeinflussung zu vermeiden. Ferner ist es in diesem Zusammenhang auch einfach möglich eine koaxiale optoelektronische Messeinrichtung auszubilden.In addition, a further development of the present invention provides that the first optical axis and the second optical axis span a right angle and/or that the beam splitter means form a partially acting, in particular 50% acting, mirror surface, the mirror surface being arranged in the housing in this way / or is aligned so that the mirror surface forms an angle of 45 ° to the first and second optical axes. In this context, the transmitter and the receiver can advantageously be positioned at separate positions within the housing in order to avoid mutual negative influence. Furthermore, in this context it is also easily possible to design a coaxial optoelectronic measuring device.

Weiterbildend ist es ferner vorgesehen, dass die Messeinrichtung eine erste Linse umfasst, die zwischen den Strahlteilermitteln und einer im Gehäuse ausgebildeten Frontöffnung angeordnet ist, um den Wirkanteil des ausgesendeten Lichts in Richtung des Objekts zu kollimieren oder fokussieren und das am Objekt reflektierte Licht zurück via Strahlteilermittel auf die lichtsensitive Empfängerfläche abzubilden oder zu bündeln.In a further development, it is further provided that the measuring device comprises a first lens which is arranged between the beam splitter means and a front opening formed in the housing in order to collimate or focus the active component of the emitted light in the direction of the object and the light reflected on the object back via the beam splitter means to image or bundle onto the light-sensitive receiver surface.

Diese erste Linse wird bevorzugt zur zweiten optischen Achse A2 geneigt positioniert und/oder im Gehäuse festgelegt, damit Strahlen des Wirkanteils des ausgesendeten Lichts, die auf diese Linse auftreffen und neben der Transmission/Refraktion auch Reflexion erfahren, durch diese Linsenneigung von der optischen Achse A2 abgelenkt werden.This first lens is preferably positioned at an angle to the second optical axis A2 and/or fixed in the housing so that rays of the active component of the emitted light that impinge on this lens and, in addition to transmission/refraction, also experience reflection, due to this lens inclination from the optical axis A2 get distracted.

Weiterbildend oder alternativ ist es ferner vorgesehen, dass die Messeinrichtung eine erste Sammellinse umfasst, die im Gehäuse zwischen den Strahlteilermitteln und dem Empfänger angeordnet ist, insbesondere um den Wirkanteil des reflektierten Lichts auf den Empfangsbereich zu fokussieren. In dieser Ausgestaltung kann es vorteilhaft sein, die Empfängerblende doppelt auszuführen, einmal vor dieser Sammellinse mit dem Ziel Streulicht von der Sammellinse und damit vom Empfänger fernzuhalten und eine zweite Empfängerblende direkt hinter der Sammellinse, um sowohl Streulicht weiter abzublocken und zudem Licht, das durch die Frontöffnung in das Gehäuse gelangt, gezielt abzublenden.In a further development or alternative, it is further provided that the measuring device comprises a first converging lens which is arranged in the housing between the beam splitter means and the receiver, in particular in order to focus the effective component of the reflected light onto the reception area. In this embodiment, it can be advantageous to design the receiver aperture twice, once in front of this converging lens with the aim of keeping scattered light away from the converging lens and thus away from the receiver, and a second receiver aperture directly behind the converging lens in order to further block both scattered light and also light that passes through the The front opening enters the housing in a targeted manner.

Weiterbildend oder alternativ ist es zudem vorgesehen, dass die Messeinrichtung eine zweite Sammellinse umfasst, die zwischen den Strahlteilermitteln und dem Sender angeordnet ist, insbesondere um das vom Sender ausgesendete Licht in Richtung der Strahlteilermittel zu kollimieren oder bündeln. Der Sender ist bevorzugt als ein LED-Chip ausgebildet, um den Sender durch ein standardisiertes und kostengünstig beziehbare Bauelement auszubilden.Further or alternatively, it is also provided that the measuring device comprises a second converging lens which is arranged between the beam splitter means and the transmitter, in particular in order to collimate or focus the light emitted by the transmitter in the direction of the beam splitter means. The transmitter is preferably designed as an LED chip in order to form the transmitter using a standardized and inexpensive component.

Weiterhin umfasst eine bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung auch weitere Reflexionsmittel, die so im Gehäuse angeordnet und dort ausgerichtet sind, dass Lichtstrahlen, die beim Auftreffen des Wirkanteils des ausgesendeten Lichts auf die erste Linse durch Reflexion an dieser Linse entstehen und zurück in den Gehäuseraum zwischen dieser Linse und den Strahlteilermitteln geworfen werden, weiter abgelenkt werden, damit sie im Wesentlichen von den Strahlteilermitteln und dem Empfangsbereich des Empfängers ferngehalten und/oder weggelenkt werden.Furthermore, a preferred development of the present invention also includes further reflection means which are arranged in the housing and aligned there in such a way that light rays which arise when the active component of the emitted light hits the first lens by reflection on this lens and back into the housing space between it Lens and the beam splitter means are thrown further deflected so that they are essentially kept away from the beam splitter means and the reception area of the receiver and / or deflected away.

Typischerweise fallen die an der ersten Linse durch Reflexion entstandenen Lichtstrahlen auf eine Gehäuseinnenwand, von wo sie wieder in Richtung der Strahlteilermittel und der Empfängerfläche reflektiert werden können. Ein oder mehrere Stege oder geneigte Reflexionsflächen am Gehäuseboden zwischen Strahlteilermittel und dieser ersten Linse können dies verhindern.Typically, the light rays created by reflection at the first lens fall onto an inner wall of the housing, from where they can be reflected again in the direction of the beam splitter means and the receiver surface. One or more webs or inclined reflection surfaces on the bottom of the housing between the beam splitter means and this first lens can prevent this.

Auch in diesem Zusammenhang ist es wichtig, dass das Streulicht, das beim Auftreffen des Wirkanteils des ausgesendeten Lichts auf die erste Linse entsteht, sich nicht innerhalb des Gehäuses so ausbreiten kann, dass es zu einer negativen Einflussnahme auf das Messergebnis der Messeinrichtung kommt. Es soll somit verhindert werden, dass sich das Streulicht innerhalb des Gehäuses so ausbreitet, dass es auf den lichtsensitiven Empfangsbereich des Empfängers trifft. Vorteilhaft umfasst diese Ausführungsform auch Reflexionsmittel oder Stege, die innerhalb des Gehäuses so positioniert und ausgerichtet sind, dass das Streulicht, das beim Auftreffen des sich entlang der zweiten optischen Achse ausbreitenden Wirkanteils auf die erste Linse entsteht, nicht bereits durch eine zweite Reflexion auf den Empfangsbereich oder auf die Strahlteilermittel auftreffen kann.In this context too, it is important that the scattered light that arises when the effective portion of the emitted light hits the first lens cannot spread within the housing in such a way that it has a negative influence on the measurement result of the measuring device. The aim is to prevent the scattered light from spreading within the housing in such a way that it hits the light-sensitive reception area of the receiver. This embodiment advantageously also includes reflection means or webs that are positioned and aligned within the housing in such a way that the scattered light that arises when the active component propagating along the second optical axis hits the first lens is not already caused by a second reflection on the reception area or can impinge on the beam splitter means.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht ferner vor, dass die Reflexionsmittel einteilig oder monolithisch ausgebildet sind und vorzugsweise Funktionselemente zum lösbaren oder unlösbaren Verbinden der Reflexionsmittel mit dem Gehäuse umfassen oder dass die Reflexionsmittel mit dem Gehäuse, insbesondere mittels additiver Fertigung oder Spritzgussverfahren, monolithisch herstellbar sind.A preferred embodiment of the present invention further provides that the reflection means are designed in one piece or monolithically and preferably comprise functional elements for detachably or non-detachably connecting the reflection means to the housing or that the reflection means can be produced monolithically with the housing, in particular by means of additive manufacturing or injection molding processes .

Bei einem Funktionselement kann es sich um ein lösbares Rastelement oder um unlösbare Haftmittel handeln. Ferner trägt die Herstellung mittels eines Spritzguss oder Druckgussverfahrens dazu bei, dass nach dem anfänglichen Herstellen oder Beschaffen einer Spritz- oder Druckgussform die Herstellungskosten für das Gehäuse vergleichsweise gering ausfallen. Ferner lässt sich in diesem Zusammenhang auch eine geringe Herstellungstoleranz realisieren.A functional element can be a detachable locking element or non-detachable adhesives. Furthermore, production using an injection molding or die-casting process contributes to this This means that after the initial production or procurement of an injection or die-casting mold, the manufacturing costs for the housing are comparatively low. Furthermore, a low manufacturing tolerance can also be achieved in this context.

Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die bei den gezeigten Ausführungsformen beispielhaft dargestellte Merkmalskombination kann nach Maßgabe der obigen Ausführungen entsprechend den für einen bestimmten Anwendungsfall notwendigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung durch weitere Merkmale ergänzt werden. Auch können, ebenfalls nach Maßgabe der obigen Ausführungen, einzelne Merkmale bei den beschriebenen Ausführungsformen weggelassen werden, wenn es auf die Wirkung dieses Merkmals in einem konkreten Anwendungsfall nicht ankommt.The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawings. The combination of features shown as an example in the embodiments shown can be supplemented by further features in accordance with the above statements in accordance with the properties of the optoelectronic measuring device according to the invention that are necessary for a specific application. Also in accordance with the above statements, individual features can be omitted from the described embodiments if the effect of this feature is not important in a specific application.

In den Zeichnungen sind Elemente gleicher Funktion und/oder gleichen Aufbaus stets mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.In the drawings, elements with the same function and/or the same structure are always designated with the same reference numerals.

Es zeigen:

1: eine schematische Schnittdarstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung, in
2: eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung in und in
3: eine schematische Schnittdarstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung in zusammengebauter Form.
4: eine schematische Draufsicht auf die erste und/oder dritte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung in zusammengebauter Form.

Show it:

1 : a schematic sectional view of a first preferred embodiment of an optoelectronic measuring device according to the invention, in
2 : a schematic sectional view of a second preferred embodiment of an optoelectronic measuring device according to the invention in and in
3 : a schematic sectional view of a third preferred embodiment of an optoelectronic measuring device according to the invention in assembled form.
4 : a schematic top view of the first and/or third preferred embodiment of an optoelectronic measuring device according to the invention in assembled form.

Die 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung 1A in einer vollständig zusammengebauten und somit betriebsbereiten Ausgestaltung.The 1 shows a schematic sectional view of a first preferred embodiment of an optoelectronic measuring device 1A according to the invention in a fully assembled and therefore operational configuration.

Die dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 1A umfasst ein Gehäuse 2 zum Ausbilden eines umfangsseitig geschützten hohlen Innenbereichs mit einer endseitigen Frontöffnung 23 für den Ein- und Austritt von Licht, das für die Messung von Objekten 7 in einem Erfassungsbereich 29 genutzt wird. Der Erfassungsbereich 29 erstreckt sich außerhalb der optoelektronischen Messeinrichtung 1A und ist an einem zur Messeinrichtung 1A gegenüberliegenden Ende durch einen Reflektor 27 begrenzt.The illustrated embodiment of the measuring device 1A according to the invention comprises a housing 2 for forming a circumferentially protected hollow interior area with an end front opening 23 for the entry and exit of light, which is used for the measurement of objects 7 in a detection area 29. The detection area 29 extends outside the optoelectronic measuring device 1A and is limited by a reflector 27 at an end opposite the measuring device 1A.

Zudem umfasst die erfindungsgemäße Messeinrichtung 1A einen Sender 3 zum Aussenden von Licht, das sich zunächst im Wesentlichen entlang einer ersten optischen Achse A1 innerhalb des hohlen Innenbereichs des Gehäuses 2 in Richtung von Strahlteilermitteln 5 ausbreitet.In addition, the measuring device 1A according to the invention comprises a transmitter 3 for emitting light, which initially propagates substantially along a first optical axis A1 within the hollow interior region of the housing 2 in the direction of beam splitter means 5.

Neben dem für die Erzeugung von Licht vorgesehenen Sender 3 umfasst die Messeinrichtung 1A auch einen Empfänger 4 zum Erfassen von reflektiertem Licht, das durch Reflexion des ausgesendeten Lichts an dem Objekt 7, das sich im Erfassungsbereich 29 befindet oder dem Reflektor 27, der den Erfassungsbereich 29 endseitig begrenzt, entstanden ist.In addition to the transmitter 3 intended for generating light, the measuring device 1A also includes a receiver 4 for detecting reflected light, which is generated by reflection of the emitted light on the object 7, which is in the detection area 29, or the reflector 27, which is the detection area 29 limited at the ends.

Zum Erfassen des reflektierten Lichts weist der Empfänger 4 einen lichtsensitiven Empfangsbereich 6 auf. Sämtliche Lichtstrahlen, die auf dem Empfangsbereich 6 auftreffen, werden von dem Empfänger 4 erfasst und in ein Sensorausgangssignal gewandelt, das in Abhängigkeit einer konkreten Anwendung weiterverarbeitet oder ausgewertet wird.To detect the reflected light, the receiver 4 has a light-sensitive reception area 6. All light rays that strike the reception area 6 are detected by the receiver 4 and converted into a sensor output signal, which is further processed or evaluated depending on a specific application.

Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Messeinrichtung 1A die bereits genannten Strahlteilermittel 5, die so ausgebildet sind, dass das vom Sender 3 erzeugte Licht, das sich zunächst entlang der ersten optischen Achse A1 ausbreitet, in einen zum Messen des Objekts 7 verwendeten Wirkanteil und einen als Störgröße aufgefassten Restanteil aufgeteilt wird.Furthermore, the measuring device 1A according to the invention comprises the already mentioned beam splitter means 5, which are designed in such a way that the light generated by the transmitter 3, which initially propagates along the first optical axis A1, is divided into an active component used for measuring the object 7 and one which is interpreted as a disturbance variable The remaining share is divided.

Der Wirkanteil des ausgesendeten Lichts wird durch die Strahlteilermittel 5 in Richtung des von der Messeinrichtung 1A überwachten Erfassungsbereichs 29 umgelenkt und breitet sich somit im Wesentlichen entlang der zweiten optischen Achse A2 aus. Der Wirkanteil des ausgesendeten Lichts wird nach dem Passieren der Austrittsöffnung 23 und dem Verlassen des Gehäuses 2 entweder an dem Objekt 7, das sich in dem Erfassungsbereich 29 befindet, oder an dem Reflektor 27 reflektiert, weshalb reflektiertes Licht entsteht. Das reflektierte Licht breitet sich in entgegengesetzter Richtung entlang der zweiten optischen Achse A2 zur optoelektronischen Messeinrichtung 1A aus und gelangt über die Frontöffnung 23 wieder in den Innenbereich des Gehäuses 2.The active component of the emitted light is deflected by the beam splitter means 5 in the direction of the detection area 29 monitored by the measuring device 1A and thus spreads essentially along the second optical axis A2. After passing through the exit opening 23 and leaving the housing 2, the active component of the emitted light is reflected either on the object 7, which is located in the detection area 29, or on the reflector 27, which is why reflected light is created. The reflected light propagates in the opposite direction along the second optical axis A2 to the optoelectronic measuring device 1A and reaches the interior of the housing 2 again via the front opening 23.

Der Restanteil des ausgesendeten Lichts durchdringt die Strahlteilermittel 5 und breitet sich weiterhin im Wesentlichen entlang der ersten optischen Achse A1 innerhalb des Gehäuses 2 aus.The remaining portion of the emitted light penetrates the beam splitter means 5 and continues to spread essentially along the first optical axis A1 within the housing 2.

Schließlich umfasst die Messeinrichtung 1A noch Reflexionsmittel 8, die gegenüberliegend des Senders 3 so hinter den Strahlteilermitteln 5 angeordnet sind, dass der Restanteil des ausgesendeten Lichts dort auftrifft. Die Reflexionsmittel 8 sind zum Absorbieren und Ablenken des Restanteils des Lichts ausgebildet und umfassen eine Reflexionsfläche 9, die auf das Licht dämpfend und somit helligkeitsabsorbierend sowie reflektierend wirkt. Die Reflexionsfläche 9 ist winklig zur Normalebene der ersten optischen Achse A1 ausgerichtet. Die Reflexionsfläche 9 ist also so geneigt, dass die reflektierten Lichtstrahlen des Restanteils des ausgesendeten Lichts von den Strahlteilermitteln 5 und dem Empfangsbereich 6 des Empfängers 4 abgelenkt und/oder ferngehalten werden. Aufgrund der konkreten Ausgestaltung der Reflexionsfläche 9, insbesondere deren Oberflächenbeschaffenheit kommt es neben dem Ablenken des Lichts auch zu einer Dämpfung, um die Helligkeit des Lichts abzubauen. Vorteilhafterweise ist der ganze Innenbereich mit einer solchen zumindest teilabsorbierenden Oberfläche ausgestattet. Damit wird sichergestellt, dass Streulicht, das nach Reflexion an der Reflexionsfläche 9 und weiteren Reflexionen an den Wänden/Flächen des Innenbereichs doch irgendwann auf den Empfänger trifft, hinsichtlich seiner Intensität so stark reduziert wird, dass es für den Empfänger unkritisch ist, da es erst gar nicht erfasst wird oder unter einer hardwarebezogenen oder softwarebasierten Erfassungsgrenze oder sogar im Rauschbereich des Empfängers liegt.Finally, the measuring device 1A also includes reflection means 8, which are arranged opposite the transmitter 3 behind the beam splitter means 5 so that the remaining portion of the emitted light hits there. The reflection means 8 are designed to absorb and deflect the remaining portion of the light and include a reflection surface 9 which has a dampening effect on the light and thus absorbs brightness and reflects it. The reflection surface 9 is aligned at an angle to the normal plane of the first optical axis A1. The reflection surface 9 is therefore inclined in such a way that the reflected light rays of the remaining portion of the emitted light are deflected and/or kept away from the beam splitter means 5 and the reception area 6 of the receiver 4. Due to the specific design of the reflection surface 9, in particular its surface quality, in addition to deflecting the light, there is also attenuation in order to reduce the brightness of the light. Advantageously, the entire interior area is equipped with such an at least partially absorbent surface. This ensures that scattered light, which eventually hits the receiver after reflection on the reflection surface 9 and further reflections on the walls/surfaces of the interior area, is reduced in terms of intensity to such an extent that it is not critical for the receiver, since it only is not detected at all or is below a hardware-related or software-based detection limit or even in the noise range of the receiver.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Reflexionsfläche 9 planar ausgebildet, wobei die Reflexionsfläche 9 mehrere flache Flächenabschnitte 10, 11, 12 umfasst, die zueinander winklig ausgerichtet sind.In the present exemplary embodiment, the reflection surface 9 is designed to be planar, the reflection surface 9 comprising a plurality of flat surface sections 10, 11, 12 which are oriented at an angle to one another.

Die Reflexionsmittel 8 umfassen einen länglichen Steg 13, der sich entlang der ersten optischen Achse A1 in Richtung der Strahlteilermittel 5 in einem Teilbereich erstreckt. Am freien Ende umfasst der Steg 13 eine abgeschrägte Stirnseite 14, die zu den Strahlteilermitteln 5 ausgerichtet ist und die eine flache Oberfläche zum Ausbilden eines weiteren Flächenabschnitts 12 umfasst.The reflection means 8 comprise an elongated web 13 which extends in a partial area along the first optical axis A1 in the direction of the beam splitter means 5. At the free end, the web 13 includes a beveled end face 14, which is aligned with the beam splitter means 5 and which includes a flat surface for forming a further surface section 12.

Der längliche Steg 13 ist in der gezeigten Ausführungsform zwischen zwei Flächenabschnitten 10, 11 positioniert. Die beidseits des Stegs 13 angeordneten Flächenabschnitte 10, 11 sind zueinander entgegengesetzt geneigt ausgerichtet, um eine Reflexion des Restanteils des ausgesendeten Lichts in unterschiedliche Richtungen zu erzielen. Vorteilhaft wird das Licht somit auf zwei unabhängige Teilbereiche geworfen, die sich in der Längsschnittdarstellung beidseits der Strahlteilermittel 5 erstrecken.The elongated web 13 is positioned between two surface sections 10, 11 in the embodiment shown. The surface sections 10, 11 arranged on both sides of the web 13 are aligned in opposite directions to one another in order to achieve a reflection of the remaining portion of the emitted light in different directions. The light is thus advantageously thrown onto two independent partial areas, which extend on both sides of the beam splitter means 5 in the longitudinal sectional view.

Um beim Ablenken des Restanteils mittels der Reflexionsmittel 8 eine möglichst starke dämpfende Wirkung zu erzielen, weist die Reflexionsfläche 9 eine glänzende, schwarze Oberfläche 15 auf. Die Intensität und/oder Helligkeit des Restanteils des ausgesendeten Lichts wird somit beim Ablenken an den Reflexionsmitteln 8 möglichst stark gedämpft, damit nach mehreren Ablenkungen der Lichtstrahlen innenseitig des Gehäuses 2 die Intensität des Restanteils auf einen für den Empfänger 4 unkritischen Bereich abgebaut werden kann. Vorteilhaft können die Lichtstrahlen des Restanteils somit nicht zu einer Fehldetektion führen, auch wenn diese Strahlen nach einer Vielzahl an Reflexionen doch noch den lichtsensitiven Empfangsbereich 6 erreichen sollten.In order to achieve the greatest possible damping effect when deflecting the remaining portion by means of the reflection means 8, the reflection surface 9 has a shiny, black surface 15. The intensity and/or brightness of the remaining portion of the emitted light is thus attenuated as much as possible when deflected at the reflection means 8, so that after several deflections of the light beams on the inside of the housing 2, the intensity of the remaining portion can be reduced to an area that is not critical for the receiver 4. Advantageously, the light rays of the remaining portion cannot lead to incorrect detection, even if these rays still reach the light-sensitive reception area 6 after a large number of reflections.

Zudem umfasst die Messeinrichtung 1A eine Empfängerblende 17 mit einer Durchtrittsöffnung 28, deren lichte Weite in Bezug auf ein benachbartes Dimensionsmaß des Innenbereichs des Gehäuses 2 verkleinert ist, um begrenzend auf das sich im Innenraum des Gehäuses 2 ausbreitenden Streulicht zu wirken. Das Streulicht, das sich im Innenraum vor der Blende ausbreitet, wird damit behindert in den Innenbereich hinter der Blende und somit in den Bereich direkt vor dem Empfänger 4 zu gelangen.In addition, the measuring device 1A includes a receiver aperture 17 with a passage opening 28, the clear width of which is reduced in relation to an adjacent dimension of the interior of the housing 2 in order to limit the scattered light propagating in the interior of the housing 2. The scattered light that spreads in the interior in front of the aperture is prevented from reaching the interior area behind the aperture and thus into the area directly in front of the receiver 4.

Zudem ist in dem Innenbereich des Gehäuses 2 eine spaltartige Vertiefung 18 gegenüberliegend der Reflexionsmittel 8 ausgebildet, die vorliegend durch einen oberen Teilbereich 19 der Empfängerblende 17 und einem Halteelement 20 der Strahlteilermittel 5 ausgebildet ist.In addition, a gap-like depression 18 is formed in the interior region of the housing 2 opposite the reflection means 8, which in the present case is formed by an upper portion 19 of the receiver diaphragm 17 and a holding element 20 of the beam splitter means 5.

Die spaltartige Vertiefung 8, die im Querschnitt rechteckig oder auch spitz zulaufend ausgebildet sein kann, umfasst innenseitig eine Oberfläche, die - entsprechend der Reflexionsmittel 8 - auf Licht stark dämpfend wirkt, um für die an den Reflexionsmitteln 8 in Richtung des Empfängers 4 abgelenkten Lichtstrahlen eine Optikfalle auszubilden.The gap-like depression 8, which can be rectangular or tapered in cross-section, comprises a surface on the inside which - corresponding to the reflection means 8 - has a strong attenuating effect on light in order to provide a light rays deflected on the reflection means 8 in the direction of the receiver 4 To form an optical trap.

Schließlich umfasst die Messeinrichtung 1Aeine erste Linse 22, die im Gehäuse 2 zwischen der Frontöffnung 23 und den Strahlteilermitteln 6 angeordnet ist. Die erste Linse 22 kollimiert den Wirkanteil des ausgesendeten Lichts beim Austritt aus dem Gehäuse 2 in Richtung des Objekts 7 und bildet das am Objekt 7 reflektierte Licht im Zusammenspiel mit den Strahlteilermitteln 5 auf den lichtsensitiven Empfangsbereich 6 des Empfängers 4 ab. Finally, the measuring device 1A comprises a first lens 22, which is arranged in the housing 2 between the front opening 23 and the beam splitter means 6. The first lens 22 collimates the active component of the emitted light as it exits the housing 2 in the direction of the object 7 and, in interaction with the beam splitter means 5, images the light reflected on the object 7 onto the light-sensitive reception area 6 of the receiver 4.

Die erste Linse 22 ist im Gehäuse 2 in Bezug auf die zweite optische Achse A2 winklig festgelegt, um zu vermeiden, dass innenseitige Reflexionen direkt auf den Empfänger 4 zurückgeworfen werden. Zum Abfangen dieser Reflexionen umfasst die Messeinrichtung 1A weitere Reflexionsmittel 26, um eine negative Beeinflussung des Empfängers 4 durch die an der ersten Linse 22 verursachten reflektierten Lichtstrahlen zu vermeiden.The first lens 22 is angularly fixed in the housing 2 with respect to the second optical axis A2 in order to avoid internal reflections being reflected directly onto the receiver 4. To intercept these reflections, the measuring device 1A includes further reflection means 26 in order to avoid a negative influence on the receiver 4 by the reflected light rays caused by the first lens 22.

Die Reflexionsmittel 8 und die weiteren Reflexionsmittel 26 sind mit dem Gehäuse 2 monolithisch ausgebildet und werden somit aus einem Guss durch ein Spritzgussverfahren hergestellt.The reflection means 8 and the further reflection means 26 are designed to be monolithic with the housing 2 and are therefore produced from a single casting using an injection molding process.

Die 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung 1B. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden im Folgenden nur die Unterschiede zur bereits ausführlich erläuterten ersten Ausführungsform nach der 1 beschrieben.The 2 shows a schematic sectional view of a second preferred embodiment of an optoelectronic measuring device 1B according to the invention. In order to avoid repetition, only the differences to the first embodiment, which has already been explained in detail, are presented below 1 described.

Im Vergleich zu der 1 geht aus der Schnittdarstellung hervor, dass die Positionen vom Sender 3 und vom Empfänger 4 im Gehäuse 2 gerade vertauscht sind.Compared to that 1 It can be seen from the sectional view that the positions of the transmitter 3 and the receiver 4 in the housing 2 are just swapped.

Somit ist der Sender 3 zum Aussenden von Lichtstrahlen entlang der zweiten optischen Achse A2 ausgebildet. Der Empfänger 4, der in Übereinstimmung mit der 1 auch einen lichtsensitiven Empfangsbereich 6 umfasst, ist dagegen zum Erfassen von Lichtstrahlen ausgebildet, die sich im Wesentlichen entlang der ersten optischen Achse A1 ausbreiten.The transmitter 3 is therefore designed to emit light beams along the second optical axis A2. The receiver 4, which is in accordance with the 1 also includes a light-sensitive reception area 6, but is designed to detect light beams that propagate essentially along the first optical axis A1.

Die Strahlteilermittel 5, die das ausgesendete Licht in einen Wirkanteil und einen Restanteil aufteilen, sind somit so ausgebildet, dass der Wirkanteil des ausgesendeten Lichts sich weiterhin entlang der zweiten optischen Achse A2 in Richtung des Objekts 7 und/oder des Reflektors 27 ausbreitet und dass der Restanteil des ausgesendeten Lichts entlang der ersten optischen Achse A1 in Richtung der Reflexionsmittel 8, die nun im Innenraum des Gehäuses 2 im Längsschnitt gegenüberliegend des Empfängers 4 angeordnet sind, umgelenkt wird.The beam splitter means 5, which divide the emitted light into an active component and a residual component, are thus designed such that the active component of the emitted light continues to propagate along the second optical axis A2 in the direction of the object 7 and/or the reflector 27 and that the The remaining portion of the emitted light is deflected along the first optical axis A1 in the direction of the reflection means 8, which are now arranged in the interior of the housing 2 in the longitudinal section opposite the receiver 4.

Zudem kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel davon ausgegangen werden, dass der Sender als ein LED-Chip ausgebildet ist.In addition, in the present exemplary embodiment it can be assumed that the transmitter is designed as an LED chip.

Ferner sind die Strahlteilermittel 5 so ausgebildet, dass der Wirkanteil des reflektierten Lichts in Richtung des Empfängers 4 entlang der ersten optischen Achse A1 umgelenkt wird und ein Verlustanteil des reflektierten Lichts sich weiterhin entlang der zweiten optischen Achse A2 in Richtung des Senders 3 ausbreitet.Furthermore, the beam splitter means 5 are designed such that the effective component of the reflected light is deflected in the direction of the receiver 4 along the first optical axis A1 and a loss component of the reflected light continues to propagate along the second optical axis A2 in the direction of the transmitter 3.

Weiterhin umfasst die zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 1B eine erste Sammellinse 24, die zwischen den Strahlteilermitteln 5 und dem Sender 3 angeordnet ist.Furthermore, the second preferred embodiment of the measuring device 1B according to the invention comprises a first converging lens 24, which is arranged between the beam splitter means 5 and the transmitter 3.

Die erste Sammellinse 24 dient dazu, dass das vom Sender 3 ausgesendete Licht in Richtung der Strahlteilermittel 5 parallel ausgerichtet und somit kollimiert wird oder auf die Ebene, in der das Objekt 7 oder der Reflektor 27 liegt, fokussiert wird, oder aber in Richtung der Frontöffnung 23 (Gehäuseöffnung) gebündelt wird.The first converging lens 24 serves to align the light emitted by the transmitter 3 in parallel in the direction of the beam splitter means 5 and thus collimate it or focus it on the plane in which the object 7 or the reflector 27 lies, or in the direction of the front opening 23 (housing opening) is bundled.

Diese erste Sammellinse 24 kann durchaus auch kombiniert werden mit der hier nicht dargestellten ersten Linse 22, die sich wie in der 1 gezeigt nahe der Frontöffnung 23 befindet.This first converging lens 24 can also be combined with the first lens 22, not shown here, which is as in the 1 shown near the front opening 23.

Schließlich wird noch darauf hingewiesen, dass die in der 2 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 1B eine Senderblende 16 umfasst. Die Senderblende 16 umfasst eine zentrisch zu der zweiten optischen Achse A2 ausgerichtete Öffnung, die in Bezug auf den benachbarten Innenbereich des Gehäuses 2 im Durchmesser reduziert ist.Finally, it should be noted that the 2 illustrated embodiment of the measuring device 1B according to the invention comprises a transmitter aperture 16. The transmitter aperture 16 comprises an opening which is aligned centrally to the second optical axis A2 and is reduced in diameter in relation to the adjacent interior region of the housing 2.

In der 3 ist eine schematische Schnittdarstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Messeinrichtung 1A beschrieben, die in Bezug auf die Positionierung des Senders 3 und des Empfängers 4 im Gehäuse 2 der ersten Ausführungsform nach der 1 gleicht.In the 3 is a schematic sectional view of a third preferred embodiment of an optoelectronic measuring device 1A according to the invention, which is described in relation to the positioning of the transmitter 3 and the receiver 4 in the housing 2 of the first embodiment according to the 1 equals.

Neben dem Sender 3 und dem Empfänger 4 umfasst auch diese Ausführungsform Strahlteilermittel 5 und Reflexionsmittel 8.In addition to the transmitter 3 and the receiver 4, this embodiment also includes beam splitter means 5 and reflection means 8.

Die Strahlteilermittel 5 sind beim Auftreffen des vom Sender 3 ausgesendeten Lichts, das sich zunächst im Wesentlichen entlang der ersten optischen Achse A1 ausbreitet, so eingerichtet, dass ein Wirkanteil des ausgesendeten Lichts in Richtung des Erfassungsbereichs 29 oder des Objekts 7 umgelenkt wird. Der Wirkanteil des ausgesendeten Lichts breitet sich somit entlang der zweiten optischen Achse A2 aus. Der Restanteil des ausgesendeten Lichts, der nicht auf den Erfassungsbereich 29 umgelenkt wird, breitet sich dagegen weiterhin entlang der ersten optischen Achse A1 aus und trifft somit auf die Reflexionsmittel 8.When the light emitted by the transmitter 3 hits, which initially propagates essentially along the first optical axis A1, the beam splitter means 5 are set up in such a way that an effective portion of the emitted light is deflected in the direction of the detection area 29 or the object 7. The active component of the emitted light thus spreads along the second optical axis A2. The remaining portion of the emitted light, which is not deflected onto the detection area 29, continues to spread along the first optical axis A1 and thus hits the reflection means 8.

Hinsichtlich des am Objekt 7 oder am Reflektor 27 reflektierten Lichts sind die Strahlteilermittel 5 so ausgebildet, dass ein Wirkanteil des reflektierten Lichts sich weiterhin entlang der zweiten optischen Achse A2 in Richtung des Empfängers 4 ausbreitet und ein Verlustanteil des reflektierten Lichts in Richtung des Senders 3 umgelenkt wird. Der Verlustanteil breitet sich in Richtung des Senders 3 aus, weshalb er für eine negative Beeinflussung des Empfängers 4 als unproblematisch aufgefasst werden kann.With regard to the light reflected on the object 7 or on the reflector 27, the beam splitter means 5 are designed such that an effective portion of the reflected light continues to propagate along the second optical axis A2 in the direction of the receiver 4 and a loss portion of the reflected light is deflected in the direction of the transmitter 3 becomes. The loss component spreads in the direction of the transmitter 3, which is why it can be viewed as unproblematic in terms of a negative influence on the receiver 4.

Eine starke negative Beeinflussung des Empfängers 4 kann hingegen durch den Restanteil des ausgesendeten Lichts entstehen, weshalb die erfindungsgemäßen Reflexionsmittel 8 in einem Bereich innerhalb des Gehäuses 2 vorgesehen sind, in dem der Restanteil auf die Innenwand des Gehäuses 2 auftrifft.A strong negative influence on the receiver 4 can, however, arise from the remaining portion of the emitted light, which is why the reflection means 8 according to the invention in one Area within the housing 2 are provided, in which the remaining portion hits the inner wall of the housing 2.

Aus der Schnittdarstellung geht hervor, dass die Reflexionsmittel 8 so ausgebildet sind, dass die Reflexionsfläche 9 aus einer Vielzahl von Flächenabschnitten ausgebildet ist, die innenseitig des Gehäuses 2, insbesondere in direkter Nähe der ersten optischen Achse A1, angeordnet sind.The sectional view shows that the reflection means 8 are designed such that the reflection surface 9 is formed from a plurality of surface sections which are arranged on the inside of the housing 2, in particular in the direct vicinity of the first optical axis A1.

In dieser Ausgestaltungsform ist der erste Flächenabschnitt 10 der Reflexionsmittel 8 weiter aufgeteilt in eine erste Teilfläche 30 und eine zweite Teilfläche 31, die zueinander geneigt sind. Diese beiden Teilflächen 30, 31 können auch im Übergang zueinander oder als gesamtes gewölbt sein und somit Oberflächenneigungen aufweisen, die zwischen den Neigungen der beiden Teilflächen 30 und 31 liegen.In this embodiment, the first surface section 10 of the reflection means 8 is further divided into a first partial surface 30 and a second partial surface 31, which are inclined to one another. These two partial surfaces 30, 31 can also be curved in the transition to one another or as a whole and thus have surface inclinations that lie between the inclinations of the two partial surfaces 30 and 31.

Der Vorteil der Aufteilung in diese beiden Teilflächen wird ersichtlich anhand der gestrichelt gezeichneten Strahlen, die auf die Teilflächen 30, 31 auftreffen. Obwohl sie ausgehend von der Lichtquelle einen unterschiedlichen Winkel zur Achse A1 aufweisen, werden sie in die gleiche, spaltartige Vertiefung 18 gelenkt. Dies ist nur aufgrund der unterschiedlichen Neigung der beiden Teilflächen zueinander und zur Normalenebene zur optischen Achse A1 möglich.The advantage of dividing into these two partial areas can be seen from the rays shown in dashed lines that impinge on the partial areas 30, 31. Although they have a different angle to the axis A1 from the light source, they are directed into the same, gap-like recess 18. This is only possible due to the different inclination of the two partial surfaces to each other and to the normal plane to the optical axis A1.

Ferner geht aus der Schnittdarstellung hervor, dass die Reflexionsmittel 8 insgesamt zwei Stege 13 mit nach innen ausgebildeter, länglicher Ausgestaltung aufweisen, um durch das abschnittsweise Überragen der restlichen Sammelflächen 10, 11 eine zusätzliche Abschirmung des Empfängers 4 zu erzielen.Furthermore, it can be seen from the sectional view that the reflection means 8 have a total of two webs 13 with an inwardly elongated configuration in order to achieve additional shielding of the receiver 4 by projecting beyond the remaining collecting surfaces 10, 11 in sections.

Auch bei dieser Ausführungsform wird zwischen einem Teilbereich 19 der Empfängerblende 17 und einem Halteelement 20 der Strahlteilermittel 5 eine spaltartige Vertiefung 18 ausgebildet, um für die von den Reflexionsmitteln 8 in diesen Bereich abgelenkten Lichtstrahlen durch eine Mehrfachreflexion vom Empfänger 4 fernzuhalten und durch eine entsprechende Oberflächengestaltung auf eine für die Lichterfassung unkritische Intensität abzuschwächen.In this embodiment, too, a gap-like recess 18 is formed between a partial area 19 of the receiver aperture 17 and a holding element 20 of the beam splitter means 5 in order to keep the light rays deflected into this area by the reflection means 8 away from the receiver 4 through multiple reflection and through an appropriate surface design to attenuate an intensity that is not critical for light detection.

Zudem wird noch darauf hingewiesen, dass die dargestellte dritte Ausführungsform eine zweite Sammellinse 25 umfasst, die zwischen den Strahlteilermitteln 5 und dem Empfänger 4 angeordnet ist. Vorteilhaft ermöglicht die zweite Sammellinse 25, dass der Wirkanteil des reflektierten Lichts auf den lichtsensitiven Empfangsbereich 6 des Empfängers 4 fokussiert wird.It should also be noted that the third embodiment shown includes a second converging lens 25, which is arranged between the beam splitter means 5 and the receiver 4. The second converging lens 25 advantageously enables the effective component of the reflected light to be focused on the light-sensitive reception area 6 of the receiver 4.

Wie bereits zu der 2 beschrieben, kann auch diese zweite Sammellinse 25 durchaus kombiniert werden mit der hier nicht dargestellten ersten Linse 22, die sich wie in 1 gezeigt nahe der Gehäuseöffnung befindet.As already for that 2 described, this second converging lens 25 can also be combined with the first lens 22, not shown here, which is as in 1 shown near the housing opening.

Aus der Schnittdarstellung geht auch hervor, dass die erste optische Achse A1 und die zweite optische Achse A2 gemeinsam einen rechten Winkel aufspannen.The sectional view also shows that the first optical axis A1 and the second optical axis A2 together form a right angle.

Ferner sind die Strahlteilermittel 5 dergestalt, dass diese eine 50% wirkende Spiegelfläche 21 ausbilden. Die Strahlteilermittel 5 sind somit im Gehäuse 2 so festgelegt, dass die Spiegelfläche 21 zu der ersten optischen Achse A1 und der zweiten optischen Achse A2 einen Winkel von je 45° aufspannt.Furthermore, the beam splitter means 5 are such that they form a 50% effective mirror surface 21. The beam splitter means 5 are thus fixed in the housing 2 so that the mirror surface 21 forms an angle of 45° to the first optical axis A1 and the second optical axis A2.

Weiterhin umfasst die dargestellte Messeinrichtung 1A eine zweite Sammellinse 25, die zwischen den Strahlteilermitteln 5 und dem Empfänger 4 angeordnet ist. Die zweite Sammellinse 25 bewirkt, dass das reflektierte Licht auf den Empfangsbereich 6 fokussiert werden kann, um eine scharfe Abbildung des Objekts 7 und/oder der Objektkanten zu ermöglichen und somit in der Auswertung der Signale die Erkennungsschärfe des Objekts 7 oder dessen Objektkanten zu erhöhen.Furthermore, the measuring device 1A shown comprises a second converging lens 25, which is arranged between the beam splitter means 5 and the receiver 4. The second collecting lens 25 causes the reflected light to be focused on the reception area 6 in order to enable a sharp image of the object 7 and/or the object edges and thus to increase the detection sharpness of the object 7 or its object edges when evaluating the signals.

Die 4 zeigt eine Draufsicht einer weiteren bevorzugten Messeinrichtung 1A, wobei die Verläufe des ausgesendeten Lichts und des reflektierten Lichts schematisch dargestellt sind.The 4 shows a top view of a further preferred measuring device 1A, the courses of the emitted light and the reflected light being shown schematically.

Die dargestellte Ausführungsform der Messeinrichtung 1A entspricht im Wesentlichen der aus der 3 bekannten Ausführungsform, wobei im Bereich der Austrittsöffnung 23 zusätzlich eine erste Linse 22 vorgesehen ist.The illustrated embodiment of the measuring device 1A essentially corresponds to that from the 3 known embodiment, wherein in the area of the outlet opening 23 a first lens 22 is additionally provided.

Konkret ist die erste Linse 22 zwischen den Strahlteilermitteln 5 und der Frontöffnung 23 des Gehäuses 2 angeordnet. Vorteilhaft führt die erste Linse 22 zum Kollimieren des aus dem Gehäuse 2 austretenden Lichts.Specifically, the first lens 22 is arranged between the beam splitter means 5 and the front opening 23 of the housing 2. Advantageously, the first lens 22 collimates the light emerging from the housing 2.

Weiterhin sind in der schematischen Draufsicht der Sender 3 zum Aussenden des Lichts, der Empfänger 4 zum Erfassen des reflektierten Lichts, die Strahlteilermittel 5 und die Reflexionsmittel 8 dargestellt.Furthermore, the transmitter 3 for emitting the light, the receiver 4 for detecting the reflected light, the beam splitter means 5 and the reflection means 8 are shown in the schematic top view.

Ferner umfasst die dargestellte Ausführungsform auch eine erste Empfängerblende 17 mit einer Durchtrittsöffnung 28, die in Bezug auf das benachbarte Gehäuse 2 in ihrer Erstreckung reduziert ist. Zudem ist unmittelbar benachbart zu der Durchtrittsöffnung 28 eine zweite Sammellinse 25 angeordnet, die somit zwischen den Strahlteilermitteln 5 und dem Empfänger 4 angeordnet ist, um den Wirkanteil des reflektierten Lichts auf den Empfangsbereich 6 des Empfängers 4 zu fokussieren.Furthermore, the illustrated embodiment also includes a first receiver aperture 17 with a passage opening 28, the extent of which is reduced in relation to the adjacent housing 2. In addition, a second converging lens 25 is arranged immediately adjacent to the passage opening 28, which is thus arranged between the beam splitter means 5 and the receiver 4 in order to determine the active component of the to focus reflected light on the reception area 6 of the receiver 4.

In dieser Ausgestaltungsform wurde die Empfängerblende doppelt ausgeführt, einmal als die erste Empfängerblende 17 vor der zweiten Sammellinse 25 mit dem Ziel Streulicht von der Sammellinse 25 und damit vom Empfänger 4 fernzuhalten und als eine zweite Empfängerblende 32 mit einer Durchtrittsöffnung 33 direkt hinter der Sammellinse 25, um sowohl Streulicht weiter abzublocken und zudem Licht, das durch die Frontöffnung 23 in das Gehäuse 2 gelangt, gezielt abzublenden.In this embodiment, the receiver aperture was designed twice, once as the first receiver aperture 17 in front of the second converging lens 25 with the aim of keeping stray light away from the converging lens 25 and thus from the receiver 4 and as a second receiver aperture 32 with a passage opening 33 directly behind the converging lens 25, in order to further block scattered light and also to specifically dim light that enters the housing 2 through the front opening 23.

Claims

Optoelectronic measuring device (1A), comprising a housing (2), a transmitter (3) designed to emit light which propagates mainly along a first optical axis (A1), a receiver (4) comprising a light-sensitive reception area (6), designed to detect the light reflected on an object (7) in a detection area (29), which propagates mainly along a second optical axis (A2) and onto the reception area (6 ) hits, beam splitter means (5), which are designed when the light hits, that an effective portion of the emitted light is deflected in the direction of the detection area (29) along the second optical axis (A2) and a remaining portion of the emitted light continues to propagate along the first optical axis (A1) in the direction of reflection means (8), and that an effective component of the reflected light continues to propagate along the second optical axis (A2) in the direction of the receiver (4) and a loss component of the reflected light is redirected in the direction of the transmitter (3) and the reflection means (8) for absorbing and deflecting light with an attenuating reflection surface (9) which is oriented at an angle to the normal plane of the first optical axis (A1) and which is designed so that incident light of the remaining component is attenuated and mainly at the beam splitter means ( 5) and the reception area (6) of the receiver (4).

Optoelectronic measuring device (1B), comprising a housing (2), a transmitter (3) designed to emit light which propagates mainly along a second optical axis (A2), a receiver (4) comprising a light-sensitive reception area (6), designed to detect the light reflected on an object (7) in a detection area (29), which propagates mainly along a first optical axis (A1) and onto the reception area (6 ) occurs, Beam splitter means (5), which are designed when the light hits, that an effective portion of the emitted light continues to propagate along the second optical axis (A2) in the direction of the detection area (29) and a remaining portion of the emitted light is deflected along the first optical axis (A1) in the direction of reflection means (8), and that an effective portion of the reflected light is deflected in the direction of the receiver (4) along the first optical axis (A1) and a loss portion of the reflected light continues to propagate along the second optical axis (A2) in the direction of the transmitter (3) and the reflection means (8) for absorbing and deflecting light with an attenuating reflection surface (9) which is oriented at an angle to the normal plane of the first optical axis (A1) and which is designed so that incident light of the remaining component is attenuated and mainly at the beam splitter means ( 5) and the reception area (6) of the receiver (4).

Optoelectronic measuring device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the reflection surface (9) is curved or that the reflection surface (9) is planar, the reflection surface (9) having at least two surface sections (10, 11, 30, 31) which are inclined to one another.

Optoelectronic measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection means (8) have an elongated web (13) which extends in regions along the first optical axis (A1) in the direction of the beam splitter means (5), the web (13 ) comprises an inclined and/or beveled end face (14) with a planar surface for forming the reflection surface (9).

Optoelectronic measuring device according to Claim 3 and 4 , characterized in that the elongated web (13) is arranged between two surface sections (10, 11) of the at least two surface sections (10, 11, 12), the two surface sections (10, 11) being aligned oppositely inclined to one another and the Reflection surface (9) formed by the web (13), which in particular forms a further surface section (12) which projects beyond two of the at least two surface sections (10, 11).

Optoelectronic measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection surface (9) has a glossy black surface (15) that is coated or colored to absorb the transmitter light in order to have a reflective and attenuating effect on the incident light of the remaining portion.

Optoelectronic measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that a transmitter aperture (16) which is spaced apart from the transmitter (3) with respect to the beam path of the emitted light and/or a receiver aperture (17, 33) which is spaced from the receiver (4) with respect to the beam path of the reflected light Passage opening includes, the clear width of which is reduced in relation to an adjacent dimension of a housing section and / or an expected round or square light cone.

Optoelectronic measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing (2) and opposite the reflection means (8) there is a gap-like depression (18) and / or material recess for forming an optical trap for the steel of the remaining portion reflected by the reflection means (8). is, wherein the recess (18) is formed in particular by a partial area (19) of the transmitter or receiver aperture (17) on the one hand and a holding element (20) of the beam splitter means (5) on the other hand.

Optoelectronic measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the first optical axis (A1) and the second optical axis (A2) span a right angle and/or that the beam splitter means (5) have a partially acting, in particular 50% acting, mirror surface (21), wherein the mirror surface (21) is arranged and/or aligned in the housing (2) such that the mirror surface (21) forms an angle of. to the first optical axis (A1) and the second optical axis (A2). 45° each.

Optoelectronic measuring device according to one of the preceding claims, characterized by a first lens (22) comprised by the measuring device (1A, 1B), which is arranged between the beam splitter means (5) and a front opening (23) of the housing (2) and to the second optical axis (A2) is positioned inclined in order to collimate or focus the effective component of the emitted light in the direction of the object (7) and to image or bundle the light reflected on the object (7) onto the light-sensitive reception area (6) by means of the beam splitter means (5). and/or a first collecting lens (24) comprised by the measuring device (1A, 1B), which is arranged between the beam splitter means (5) and the transmitter (3), in particular to direct the light emitted by the transmitter (3) in the direction of the beam splitter means ( 5) to collimate or bundle, the transmitter (3) preferably being designed as an LED chip and/or a second converging lens (25) comprised by the measuring device (1B), which is located between the beam splitter means (5) and the receiver ( 4) is arranged, in particular to focus the effective component of the reflected light on the reception area (6).

Optoelectronic measuring device according to Claim 10 , characterized by further reflection means (26), which are arranged and aligned in the housing (2) in such a way that light rays reflected on the first lens (22) are deflected by the further reflection means (26) in such a way that they are not reflected directly or via an individual Reflection strikes the beam splitter means (5) and the reception area (6) of the receiver (4).

Optoelectronic measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the reflection means (8, 26) are designed in one piece or monolithically and preferably comprise functional elements for detachably or non-detachably connecting the reflection means (8, 26) to the housing (2) or more preferably Reflection means can be produced monolithically with the housing (2), in particular by means of additive or injection molding processes.