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DE10222797B4 - distance determination - Google Patents

distance determination

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DE10222797B4
DE10222797B4 DE2002122797 DE10222797A DE10222797B4 DE 10222797 B4 DE10222797 B4 DE 10222797B4 DE 2002122797 DE2002122797 DE 2002122797 DE 10222797 A DE10222797 A DE 10222797A DE 10222797 B4 DE10222797 B4 DE 10222797B4
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DE
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Grant
Patent type
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DE2002122797
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Siegfried Ringwald
Kai Waslowski
Gerhard Merettig
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Sick AG
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Sick AG
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    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/46Indirect determination of position data
    • G01S17/48Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497Means for monitoring or calibrating

Abstract

Vorrichtung zum Bestimmen des Objektabstands (D) zwischen einem nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden optoelektronischen Sensor (11) und einem Tastobjekt (13), An apparatus for determining the object distance (D) between a working according to the triangulation principle optoelectronic sensor (11) and a sensed object (13),
– mit wenigstens einem Messkanal zwischen einer Sendeeinheit (S1) zum Aussenden elektromagnetischer Abtaststrahlen in den Messbereich und wenigstens einer Empfangseinheit (E) zum Nachweisen von aus dem Messbereich reflektierten und/oder remittierten Abtaststrahlen, - with at least one measuring channel between a transmission unit (S1) for transmitting electromagnetic scanning beams in the measuring range and at least one receiving unit (E) for detecting light reflected from the measurement area and / or diffusely reflected scanning beams,
– mit zumindest einem Zusatzkanal, der zusätzlich zu der Sendeeinheit (S1) und der Empfangseinheit (E) des Messkanals eine weitere Sendeeinheit (S2) zum Aussenden eines Kompensationslichtstrahls (27), mit dem gezielt Störstrahlung nachgebildet wird, aufweist, - with at least one additional channel, in addition to the transmitter unit (S1) and the receiving unit (E) of the measuring channel has a further transmission unit (S2) for transmitting a compensation light beam (27) targeted interference is simulated by,
– mit einer der weiteren Sendeeinheit (S2) zugeordneten optischen Komponente (26, 28) zur Formung des Kompensationslichtstrahles (27), die zwischen der weiteren Sendeeinheit (S2) und einer Sendeoptik (FS) angeordnet ist und - a further transmission unit (S2) associated optical component (26, 28) for forming the compensation light beam (27) between the further transmission unit (S2) and a transmission optical system (FS) and
– mit einer Auswerteeinheit zur gemeinsamen Auswertung der Empfangssignale des Messkanals und des Zusatzkanals zur Bestimmung des Objektabstands (D) - with an evaluation unit for the joint evaluation of the received signals of the measuring channel and the supplemental channel for the determination of the object distance (D)
– und wobei die optische Komponente (26) als Lichtleiter (28) ausgebildet ist. - and wherein the optical component (26) is designed as a light guide (28).

Description

  • [0001] [0001]
    Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestimmen des Objektabstands zwischen einem nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden optoelektronischen Sensor und einem Tastobjekt, wie sie aus der The invention relates to a device for determining the object distance between an operating according to the triangulation principle optoelectronic sensor and an object to be scanned, as from the DE 100 59 156 A1 DE 100 59 156 A1 bekannt ist. is known. Der Inhalt dieser nicht mehr anhängigen Hauptanmeldung 100 59 156.6 soll zusätzlich zu dem im nachfolgenden Beschriebenen durch Bezugnahme vollinhaltlich hiermit übernommen werden. The content of this no longer pending parent application 59 100 156.6 is also to be taken to the hereinafter described by reference herein in full.
  • [0002] [0002]
    Bei bekannten Sensoren, die nach dem Triangulationsprinzip arbeiten, wird ein ausgesandter Lichtfleck auf dem Objekt, dessen Abstand bestimmt werden soll, abgebildet und vom Objekt auf einen ortsauflösenden Empfänger abgebildet. In known sensors operating according to the triangulation principle, an emitted light spot on the object whose distance is to be determined, reproduced and displayed from the object on a position-resolving receiver. Die Position des reflektierten und/oder remittierten Lichtflecks auf dem Empfänger ist von dem auch als Tastweite bezeichneten Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt abhängig. The position of the reflected and / or remitted light spot on the receiver is dependent on the sensing distance, also referred to as a distance between the sensor and the object. Die Lage des Schwerpunkts des Lichtflecks auf dem Empfänger kann somit als ein Maß für den zu bestimmenden Abstand verwendet werden. The center of gravity of the light spot on the receiver can thus be used as a measure of the distance to be determined. Hierzu ist es bekannt, den lichtempfindlichen Bereich des Empfängers in zwei Unterbereiche zu unterteilen, nämlich einen Nahbereich und einen Fernbereich. For this purpose it is known to divide the photosensitive area of ​​the receiver into two areas, namely a near and a far range. Die Verteilung der Intensität des abgebildeten Lichtflecks zwischen dem Nahbereich und dem Fernbereich ist von dem Objektabstand abhängig, so dass die Differenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Bereiche das Maß für den Objektabstand bildet. The distribution of the intensity of the imaged light spot between the local area and the remote area depends on the object distance, so that the difference between the output signals of the two areas constituting the measure for the object distance.
  • [0003] [0003]
    Nachteilig an diesen Sensoren ist, dass Störsignale, die dem eigentlichen Empfangssignal, das von dem vom Objekt reflektierten und/oder remittierten Lichtfleck stammt, überlagert sind, nicht als solche erkannt werden können. A disadvantage of these sensors is that interference signals, which are the actual reception signal derived from the light reflected from the object and / or diffusely reflected light spot superimposed, can not be recognized as such. Quellen derartiger Störsignale sind beispielsweise Fehler oder Verschmutzungen der Sensoroptik, spiegelnde, glänzende oder stark kontrastbehaftete Flächen entweder auf dem Objekt, dessen Abstand bestimmt werden soll, oder auf Störobjekten, die seitlich oder hinter dem zu ertastenden Objekt angeordnet sind und auch als Hintergrundobjekte bezeichnet werden, Dies können z. Sources of such interference are, for example error or soiling of the sensor optics, reflective, shiny or highly contrasting prone surfaces either on the object whose distance is to be determined, or obstructions, which are arranged to ertastenden object side or behind the and are also referred to as background objects, This can eg. B. Fensterscheiben oder dergleichen sein. B. windows or the like.
  • [0004] [0004]
    Aus der From the DE 100 12 522 A1 DE 100 12 522 A1 ist ein Triangulationslichttaster bekannt, der zwei koaxiale Lichtstrahlen aussendet, die unterschiedliche Strahldurchmesser haben, um auch auf strukturierten Oberflächen eine genauere Distanzmessung als mit einem Einzelstrahl zu ermöglichen. discloses a triangulation light sensor which emits two coaxial light beams that have different beam diameters to allow even on structured surfaces a more precise distance measurement as with a single beam.
  • [0005] [0005]
    Aufgabe der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zu schaffen, mit einem nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden optoelektronischen Sensor den Abstand zwischen dem Sensor und einem Objekt auf möglichst einfache und zuverlässige Weise unabhängig von eventuell vorhandenen, das eigentliche Empfangssignal verfälschenden Fehlerquellen zu bestimmen, wobei insbesondere die Energieaufnahme des Sensors durch eine weitere einen Kompensationslichtstrahl aussendende Sendeeinheit möglichst klein sein soll und gleichzeitig aber der Kompensationslichtstrahl seine Wirkung behalten soll. The object of the invention is to provide a possibility to determine the distance between the sensor and an object in a very simple and reliable manner independently of possibly present, the actual received signal distorting error sources with a working according to the triangulation principle optoelectronic sensor, in particular the energy absorption the sensor should be as small as possible by further a compensation light beam emitting transmitter unit and at the same time but the compensation light beam is to retain its effect.
  • [0006] [0006]
    Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1. The object is achieved by an article having the features of claim 1.
  • [0007] [0007]
    Durch den Zusatzkanal stehen zusätzliche Informationen zur Verfügung, die durch die gemeinsame Auswertung mit den Informationen aus dem Messkanal herangezogen werden können, um Fehlerquellen als solche zu identifizieren und so den Einfluss der Fehlerquellen auf die Abstandsmessung zu reduzieren, wobei durch eine zusätzliche optische Komponente im Zusatzkanal der Kompensationsstrahl derart formbar ist, dass das Kompensationslicht nur in die relevante Richtung ausgesendet werden kann, nämlich die Richtung, die dem Sichtfeld der Empfangsoptik entspricht. Through the auxiliary channel are additional information available that can be used by the joint evaluation of the information from the measuring channel in order to identify sources of error as such and thus to reduce the influence of errors in the distance measurement, by an additional optical component in the additional channel is the compensation beam so malleable that the compensation light can be emitted only in the relevant direction, namely the direction corresponding to the field of view of the receiving optics. Daraus ergibt sich der wesentliche Vorteil der Erfindung, dass die zusätzliche Sendeeinheit bei gleichbleibender Wirkung des Kompensationslichtes nur eine geringe Lichtleistung abgeben muss, so dass der Sensor durch den Zusatzkanal nur eine geringere zusätzliche Energieaufnahme hat und in Folge dessen sich im Betrieb weniger erhitzt. This results in the essential advantage of the invention that the additional transmission unit has to give only a small light output for the same effect of the compensation light so that the sensor has only a slight additional energy from the auxiliary channel and the less heated in sequence during operation.
  • [0008] [0008]
    Die gemeinsame Auswertung erfolgt in einer dem Sensor zugeordneten Auswerteeinheit, an welche die Empfangseinheit angeschlossen ist. The joint evaluation is carried out in an evaluation unit assigned to the sensor, to which the receiver unit is connected. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Verfahrens zur Abstandsbestimmung bzw. von dem Aufbau und der Betriebsweise des Sensors können jeweils geeignete mathematische Auswerteverfahren, z. Depending on the embodiment of the method for determining distance and from the structure and operation of the sensor in each case suitable mathematical evaluation method may include, for. B. Kreuzkorrelationen zwischen einer abgespeicherten oder eingelernten Intensitätsverteilung der Empfangssignale und einer aktuellen Intensitätsverteilung, zum Einsatz kommen. B. cross-correlations between a stored or learned intensity distribution of the received signals and a current intensity distribution, are used.
  • [0009] [0009]
    Als Empfangseinheit kann ein ortsauflösender Detektor von grundsätzlich beliebiger Art vorgesehen werden. As a receiving unit, a position-sensitive detector can be provided by basically any kind. Die Position eines vom Objekt reflektierten und/oder remittierten Lichtflecks und Informationen über die Umstände der Lichtfleckreflexion und/oder -remission können aus der oder den nachgewiesenen Intensitätsverteilungen abgelesen werden. The position of a light reflected from the object and / or diffusely reflected light spot and information on the circumstances of the light spot reflection and / or reflectance, can be read from the one or more detected intensity distributions.
  • [0010] [0010]
    Für den Messkanal und den Zusatzkanal werden jeweils eine eigene Sendeeinheit und vorzugsweise eine gemeinsame Empfangseinheit verwendet. are each a separate transmitter unit for the measurement channel and the additional channel, and preferably uses a common receiver unit.
  • [0011] [0011]
    Nach der Erfindung ist die optische Komponente, die den Kompensationsstrahl mit formt als Lichtleiter ausgebildet, wobei der Lichtleiter bevorzugt Linsenwirkung aufweist, beispielsweise in dem die Lichteintritts- und/oder Lichtaustrittsfläche gekrümmt sind. According to the invention the optical component that forms the compensation beam is formed as a light guide, wherein the light guide has preferably lens effect, for example in which the light entrance and / or light exit surface are curved. Damit kann eine optimale Ausleuchtung insbesondere des Sichtfeldes der Empfangseinheit erreicht werden. This can achieve optimum illumination in particular the field of view of the receiving unit.
  • [0012] [0012]
    Die optische Komponente ist zwischen der weiteren Sendeeinheit und einer Sendeoptik, zumeist eine Linse, angeordnet. The optical component is disposed between the further transmission unit and a transmission optical system, usually a lens.
  • [0013] [0013]
    Bevorzugt treten die Abtaststrahlen und der Kompensationsstrahl durch dieselbe Sendeoptik, denn insbesondere Störreflexe von der Sendeoptik, die beispielsweise durch Verschmutzung hervorgerufen sein können, bewirken eine Störung der Auswertung. Preferably, the scanning and compensating beam through the same transmission optics occur because particular interfering reflections from the transmitting optics, which may be caused for example by pollution, cause a disturbance of the evaluation. So ist das Problem bekannt, dass die Störreflexe sich an Fensterscheiben spiegeln können und dadurch ein Fehlschalten des Sensors erfolgen kann. Thus, the problem is known that the interfering reflections may reflect on window panes, and thereby can be made a false switching of the sensor. Derartiges Falschlicht kann aber mittels des Kompensationsstrahl erkannt werden, insbesondere wenn dieser dieselbe Sendeoptik durchtritt. However, such stray light can be detected by means of the compensation beam, in particular if these have the same transmission optical system passes.
  • [0014] [0014]
    Da das Störlicht nur dann wesentlich stört, wenn es im Sichtfeld der Empfangsoptik liegt, ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die optische Komponente den Kompensationsstrahl derart formt, dass der Kompensationsstrahl ein Sichtfeld der Empfangsoptik beleuchtet. Since the stray light only substantially interfere if it is within the field of view of the receiving optics is provided in a further development of the invention that the optical component forms the compensation beam such that the compensation beam illuminates a field of view of the receiving optics.
  • [0015] [0015]
    Vorzugsweise -sind alle Sende- und Empfangseinheiten in einer gemeinsamen Sensorebene angeordnet, die bevorzugt senkrecht zu der den kürzesten Abstand zwischen dem Sensor und dem Objekt entsprechenden Abstandsrichtung, die auch als Sende- und/oder Empfangsachse bezeichnet wird, verläuft. Preferably, all the transmitting and receiving units -are arranged in a common sensor plane which preferably extends perpendicular to the shortest distance between the sensor and the object distance corresponding to the direction, which is also referred to as a transmitting and / or receiving axis.
  • [0016] [0016]
    Bevorzugt ist die oder jede Sendeeinheit in Form einer LED oder einer Lasereinrichtung, beispielsweise einer Laserdiode, vorgesehen. the or each transmission unit is preferably in the form of an LED or a laser device, for example a laser diode, is provided. Des Weiteren ist vorzugsweise die oder jede Empfangseinheit in Form eines ortsauflösenden Detektors z. Further preferably, the or each receiving unit in the form of a spatially resolving detector z. B. in Form eines ein- oder mehrreihigen Fotodioden-Arrays, einer CCD (Charge Coupled Device) oder einer PSD (Position Sensitive Device) vorgesehen. Example in the form of a mono- or multi-row photodiode array, a CCD (Charge Coupled Device) or a PSD (Position Sensitive Device) is provided.
  • [0017] [0017]
    Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind auch in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben. Further embodiments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the drawing.
  • [0018] [0018]
    Alle in den Ansprüchen, der Beschreibungseinleitung und der nachfolgenden Figurenbeschreibung erwähnten Varianten der Erfindung können – sofern sie einander nicht widersprechen – auch miteinander kombiniert werden, wodurch eine besonders sichere und zuverlässige Bestimmung des Objektabstands möglich ist. All variants of the invention mentioned in the claims, the introductory description and the following description may - provided they do not contradict each other - also be combined with each other, whereby a particularly safe and reliable determination of the object distance is possible.
  • [0019] [0019]
    Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. The invention is described hereinafter by way of example with reference to the drawings. Es zeigen: Show it:
  • [0020] [0020]
    1a 1a eine schematische Darstellung einer Ausführungsform nach der a schematic representation of an embodiment of the DE 100 59 156 A1 DE 100 59 156 A1 ; ;
  • [0021] [0021]
    1b 1b eine der Anordnung nach one after arrangement 1a 1a zugehörige empfangsseitige Intensitätsverteilung; associated receiving side intensity distribution;
  • [0022] [0022]
    2 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung; a schematic representation of an embodiment of the invention;
  • [0023] [0023]
    3 3 eine Darstellung einer zusätzlichen optischen Komponente des Zusatzkanals; an illustration of an additional optical component of the supplemental channel;
  • [0024] [0024]
    4 4 eine typische Verteilung der Stärke der Lichtstrahlen im Empfängersichtbereich; a typical distribution of the intensity of the light beams in the receiver field of view;
  • [0025] [0025]
    1a 1a und b zeigen eine Möglichkeit, einen Zusatzkanal zu nutzen, um den die Messung eines Objektabstands D verfälschenden Einfluss eines Störobjekts and b show a possibility to use an auxiliary channel, by which the measurement of an object distance D falsifying influence of an interference object 15 15 unschädlich zu machen, nach der render harmless, after DE 100 59 156 A1 DE 100 59 156 A1 . ,
  • [0026] [0026]
    Ein Sensor a sensor 11 11 umfasst zwei Sendeeinheiten S1 und S2 sowie eine gemeinsame Empfangseinheit E. Es sind eine gemeinsame Sendeoptik FS für die beiden Sendeeinheiten S1, S2 in Form einer Linse sowie für die Empfangseinheit E eine Empfangsoptik FE vorgesehen, die ebenfalls als Linse ausgebildet ist. comprises two transmitter units S1 and S2 and a common receiving unit E. There are a common transmission optical system FS for the two transmitter units S1, S2, a receiving optical system FE in the form of a lens and for the receiving unit E, which is also formed as a lens. Bevorzugt sind alle Sende- und Empfangseinheiten in einem gemeinsamen Gehäuse all transmitting and receiving units are preferably in a common housing 23 23 angeordnet. arranged.
  • [0027] [0027]
    Während im von der Sendeeinheit S1 und der Empfangseinheit E gebildeten Messkanal S1-E die ausgesandten Abtaststrahlen While the emitted scanning beams in the formed by the transmitting unit and the receiving unit S1 E measuring channel S1-E 25 25 fokussiert werden, um auf dem Tastobjekt be focused on the object to be scanned 13 13 einen Tastfleck zu erzeugen, wird im Zusatzkanal S2-E dafür gesorgt, dass eine im Vergleich zu den Abtaststrahlen to produce a Tastfleck is ensured in the additional channel S2-E, that in comparison to the scanning 25 25 des Messkanals S1-E räumlich wesentlich weiter ausgedehnte Abtastzone in den tastobjektseitigen Halbraum des Sensors of the measurement channel S1-E spatially substantially further extended sensing zone in the half-space of the sensor tastobjektseitigen 11 11 ausgesandt wird. is sent. Die Abtastzone kann durch gezielte Nicht-Fokussierung, Streuung, Aufweitung und/oder diffuse Aussendung der Abtaststrahlen der Sendeeinheit S2 erzeugt werden. The scanning zone may be created through specific non-focusing, spreading, expansion and / or diffuse transmission of the scanning beams of the transmitter unit S2.
  • [0028] [0028]
    Mit der Abtastzone wird gezielt Störstrahlung nachgebildet, die beispielsweise durch Streuung in der Sendeeinheit S2, durch Reflexionen und/oder Remissionen an optischen Elementen wie z. With the scanning interference is simulated specifically, for example, by scattering in the transmitting unit S2, due to reflections and / or remission of optical elements such. B. Blenden oder Tuben sowie durch Defekte der Sendeoptik FS, z. B. Blenden or tubes, as well as defects of the transmitting optical system FS, for example. B.. Kratzer, Staub oder Schlieren an einer Sendelinse, hervorgerufen und von einem Störobjekt B .. caused scratches, dust or streaks on a transmission lens, and of a disturbing object 15 15 , beispielsweise ein Fenster, auf die Empfangseinheit E reflektiert und/oder remittiert wird. , For example a window, reflected on the receiving unit E and / or is in remission.
  • [0029] [0029]
    1b 1b zeigt die Intensitätsverteilungen der von den beiden Sendeeinheiten S1, S2 stammenden Empfangssignale. shows the intensity distributions of data originating from the two transmission units S1, S2 receive signals. Es ist ein Fall dargestellt, bei dem aufgrund der vorstehend erwähnten Fehlerquellen auch im Messkanal S1-E ausgesandte Strahlung auf das Störobjekt There is shown a case in which a result of the above-mentioned error sources emitted in the measuring channel S1-E radiation to the obstruction 15 15 trifft und von diesem auf die Empfangseinheit E reflektiert und/ oder remittiert wird, wodurch an der Position X2 ein Intensitätspeak erzeugt wird. scored and reflected therefrom to the receiving unit E and / or remission will, whereby a peak intensity is generated at the position X2. Der entsprechende Intensitätspeak der Sendeeinheit S2 des Zusatzkanals ist aufgrund der gezielten Nachbildung der Störstrahlung höher als derjenige des Messkanals, in welchem mit fokussierten Abtaststrahlen The corresponding intensity peak of the transmitting unit S2 of the auxiliary channel is due to the targeted replica of the interference is higher than that of the measuring channel, in which scanning with focused 25 25 gearbeitet wird. working. An der Position X1 dagegen, die dem zu ermittelnden Objektabstand D entspricht, entsteht im Messkanal S1-E ein höheres Empfangssignal. At the position X1, however, corresponding to the object to be determined distance D in the measuring channel S1-E creates a higher reception signal. als im Zusatzkanal S2-E, da die Intensitätsdichte der Abtastzone am Tastobjekt as in the additional channel S2-E, since the intensity density of scanning the object to be scanned 13 13 geringer ist als diejenige der Abtaststrahlen is less than that of the scanning beams 25 25 , mit denen auf dem Tastobjekt , With those on the sensed object 13 13 ein Tastfleck erzeugt wird. a Tastfleck is generated.
  • [0030] [0030]
    Die gemeinsame Auswertung der Empfangssignale der beiden Kanäle erfolgt dadurch, dass das Empfangssignal S2 des Zusatzkanals vom Empfangssignal S1 des Messkanals abgezogen wird und negative Differenzwerte gleich Null gesetzt werden. The joint evaluation of the received signals of the two channels is effected in that the receiving signal S2 of the auxiliary channel is subtracted from the reception signal S1 of the measuring channel and negative difference values ​​are set equal to zero. Übrig bleibt dann ein positives Differenzsignal an der dem Objektabstand D entsprechenden Position X1 auf der Empfangseinheit E. Dieses resultierende positive Differenzsignal wird dann für die Bestimmung des Objektabstands D verwendet. then remains is a positive difference signal at the corresponding to the object distance D position X1 to the reception unit E. This resulting positive difference signal is then used for the determination of the object distance D.
  • [0031] [0031]
    In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sendeeinheiten S1, S2 und die Empfangseinheit E in der gemeinsamen Sensorebene In the illustrated embodiment, the transmission units S1, S2 and the receiving unit E in the common sensor plane are 21 21 angeordnet, wobei sich die Sendeeinheit S2 des Zusatzkanals, mittels welcher die räumlich ausgedehnte Abtastzone erzeugt wird, zwischen der Sendeeinheit S1 des Messkanals und der Empfangseinheit E befindet. , wherein the transmitting unit S2 by means of which the spatially expanded sensing zone is formed of the additional channel, is located between the transmitting unit S1 of the measuring channel and the receiving unit E. Die Abbildung der von den beiden Sendeeinheiten S1, S2 ausgesandten Strahlen erfolgt durch die gemeinsame Sendeoptik FS. The mapping of the light emitted by the two transmitter units S1, S2 beams takes place through the common transmission optical system FS. Die Intensitäten im Messkanal und im Zusatzkanal werden derart gewählt, dass an der dem Störobjekt The intensities in the measuring channel and the additional channel are selected such that at the obstruction 15 15 entsprechenden Position X2 auf der Empfangseinheit E der Zusatzkanal ein höheres Signal liefert als der Messkanal, wie es in corresponding position X2 on the receiver unit E of the auxiliary channel provides a higher signal than the measurement channel, as in 1b 1b gezeigt ist, damit bei der Auswertung im Anschluss an die Bildung der Differenz zwischen den beiden Empfangssignalen lediglich an der dem Objektabstand D entsprechenden Position X1 ein positives Signal übrig bleibt. is shown, thus only at the corresponding to the object distance D position X1, a positive signal is left in the evaluation after the formation of the difference between the two reception signals.
  • [0032] [0032]
    Nach der Erfindung ist darüberhinaus vorgesehen, dass das Kompensationslicht des Zusatzkanals S2-E mit Hilfe einer optischen Komponente According to the invention it is envisaged also that the compensation light of the additional channel S2-E with the aid of an optical component 26 26 zu einem Kompensationsstrahl a compensation beam 27 27 geformt wird, wie dies schematisch in is formed, as shown schematically in 2 2 dargestellt ist. is shown.
  • [0033] [0033]
    Die optische Komponente The optical component 26 26 ist als Lichtleiter is provided as a light guide 28 28 ausgebildet, der unmittelbar an die Sendeeinheit S2 anschließend zwischen dieser und der Sendeoptik FS angeordnet ist. formed which is then to the sending unit S2 disposed immediately between this and the transmission optical system FS. Der Lichtleiter The light guide 28 28 weist an seiner Lichteintrittsfläche has on its light input face 30 30 und/oder Lichtaustrittsfläche and / or light exit surface 32 32 Linsenwirkung auf, indem diese Flächen gekrümmt sind ( Lensing action by these surfaces are curved ( 3 3 ). ). Alternativ könnte die optische Komponente auch nur als Linse ausgebildet sein. Alternatively, the optical component could also be formed only as a lens.
  • [0034] [0034]
    Insgesamt wird damit der Kompensationsstrahl Overall, is the compensation beam 27 27 derart geformt, dass er ein Sichtfeld shaped such that it has a field of view 34 34 der Empfangseinheit E und Empfangsopik EO im Wesentlichen ausgeleuchtet wird. the reception unit E and Empfangsopik EO is illuminated substantially. In In 2 2 ist dieser Zusammenang schematisch dargestellt. Zusammenang this is shown schematically. Der Kompensationsstrahl The compensation beam 27 27 ist derart begrenzt, dass er das Sichtfeld is limited such that it the field of view 34 34 ausleuchtet. illuminates. Der beleuchtete Bereich in der Objektebene ist mit der Bezugsziffer The illuminated area in the object plane is the reference numeral 36 36 versehen. provided. Prinzipiell wäre es auch denkbar, dass der Kompensationsstrahl In principle, it would also be conceivable that the compensation beam 27 27 nur einen Teil des Sichtfeldes only part of the field of view 34 34 ausleuchtet. illuminates. Das ist aber von den örtlichen Gegebenheiten abhängig. but that depends on the local conditions. So kann es sein, dass ein Störreflex, beispielsweise von einem Fenster nur in einem bestimmten Bereich des Sichtfeldes So it may be that a Störreflex, for example, from a window in a designated area of ​​the field of view 34 34 auftreten kann. may occur. Dann braucht der Kompensationsstrahl auch nur diesen Bereich ausleuchten. Then the compensation beam needs illuminate only that area. Gegebenenfalls kann dadurch weiter Energie gespart werden. If necessary, energy can be saved on.
  • [0035] [0035]
    Die Ausleuchtung des Sichtfeldes The illumination of the field of view 34 34 ist beispielhaft nochmal in dem Diagramm der by way of example again in the graph of 4 4 dargestellt. shown. Es sind dort die relativen Strahlstärken von Abtaststrahl There there are the relative strengths of beam scanning 25 25 und Kompensationsstrahl and compensating beam 27 27 gegenüber der Sichtfeldausdehnung aufgetragen. plotted against the field of view expansion. Der Abtaststrahl the scanning beam 25 25 ist örtlich relativ eng begrenzt. is locally relatively limited. Die Winkelangabe in dem Diagramm sind auf den Abtaststrahl bezogen. The angle data in the graph are based on the scanning beam. Der Kompensationsstrahl The compensation beam 27 27 hingegen ersteckt sich über das gesamte Sichtfeld und hat sein Maximum außerhalb des Bereiches in dem der Abtaststrahl im wesentlichen liegt, um insbesondere Störlichteinflüsse zu erkennen. however, extends over the entire field and has in the scanning beam is at its maximum outside the range substantially, particularly in order to detect interfering light.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Bestimmen des Objektabstands (D) zwischen einem nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden optoelektronischen Sensor ( An apparatus for determining the object distance (D) (between a working according to the triangulation principle optoelectronic sensor 11 11 ) und einem Tastobjekt ( ) And a sensed object ( 13 13 ), – mit wenigstens einem Messkanal zwischen einer Sendeeinheit (S1) zum Aussenden elektromagnetischer Abtaststrahlen in den Messbereich und wenigstens einer Empfangseinheit (E) zum Nachweisen von aus dem Messbereich reflektierten und/oder remittierten Abtaststrahlen, – mit zumindest einem Zusatzkanal, der zusätzlich zu der Sendeeinheit (S1) und der Empfangseinheit (E) des Messkanals eine weitere Sendeeinheit (S2) zum Aussenden eines Kompensationslichtstrahls ( ), - with at least one measurement channel (between a transmitter unit S1) for transmitting electromagnetic scanning beams in the measuring range and at least one receiving unit (E) for detecting light reflected from the measurement area and / or diffusely reflected scanning beams, - with at least one additional channel, in addition to the transmitter unit (S1) and the receiving unit (e) of the measuring channel a further transmission unit (S2) for transmitting a compensation light beam ( 27 27 ), mit dem gezielt Störstrahlung nachgebildet wird, aufweist, – mit einer der weiteren Sendeeinheit (S2) zugeordneten optischen Komponente ( ), Specifically interference is simulated with, which - with one of the further transmission unit (S2) associated optical component ( 26 26 , . 28 28 ) zur Formung des Kompensationslichtstrahles ( ) (For forming the compensation light beam 27 27 ), die zwischen der weiteren Sendeeinheit (S2) und einer Sendeoptik (FS) angeordnet ist und – mit einer Auswerteeinheit zur gemeinsamen Auswertung der Empfangssignale des Messkanals und des Zusatzkanals zur Bestimmung des Objektabstands (D) – und wobei die optische Komponente ( ), Which (between the further transmission unit S2) and a transmission optical system (FS), and - with an evaluation unit for the joint evaluation of the received signals of the measuring channel and the supplemental channel for the determination of the object distance (D) - and wherein the optical component ( 26 26 ) als Lichtleiter ( ) (As a light guide 28 28 ) ausgebildet ist. ) is trained.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Komponente ( Device according to claim 1, characterized in that the optical component ( 28 28 ) Linsenwirkung aufweist. has) lens effect.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtaststrahlen ( Device according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning beams ( 25 25 ) und der Kompensationsstrahl ( ) And the compensation beam ( 27 27 ) die Sendeoptik (FS) durchlaufen. ) Through the transmitting optical system (FS).
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Sendeeinheit (S1, S2) in Form einer LED oder einer Lasereinrichtung vorgesehen ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the or each transmission unit (S1, S2) is provided in the form of an LED or a laser device.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Komponente ( Device according to one of the preceding claims, characterized in that the optical component ( 28 28 ) den Kompensationsstrahl ( ) The compensation beam ( 27 27 ) derart formt, dass der Kompensationsstrahl ( ) Shaped such that the compensation beam ( 27 27 ) das Sichtfeld ( ) The field of view ( 34 34 ) der Empfangsoptik (EO) beleuchtet. ) Of the receiving optics (EO) illuminated.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Sende- und Empfangseinheiten (S1, S2, E) in einer gemeinsamen Sensorebene ( Device according to one of the preceding claims, characterized in that all transmitting and receiving units (S1, S2, E) (in a common sensor plane 21 21 ) angeordnet sind, die bevorzugt senkrecht zu der dem kürzesten Abstand zwischen dem Sensor ( ) Are arranged, which are preferably perpendicular to the shortest distance between the sensor ( 11 11 ) und dem Tastobjekt ( ) And the sensed object ( 13 13 ) entsprechenden Abstandsrichtung verläuft. ) Corresponding distance direction.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (E) in Form eines ortsauflösenden Detektors, insbesondere eines ein- oder mehrreihigen Fotodioden-Arrays, einer CCD (Charge Coupled Device) oder einer PSD (Position Sensitive Device) vorgesehen ist. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving unit (E) in the form of a spatially resolving detector, in particular a single or multi-row photodiode array, a CCD (Charge Coupled Device) or a PSD (Position Sensitive Device) is provided.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Sende- und Empfangseinheiten (S1, S2, E) in einem gemeinsamen Sensorgehäuse ( Device according to one of the preceding claims, characterized in that all transmitting and receiving units (S1, S2, E) (in a common sensor housing 23 23 ) angeordnet sind. ) Are arranged.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10341548A1 (en) * 2003-09-09 2005-03-31 Ibeo Automobile Sensor Gmbh Photoelectric detector
US7489425B2 (en) 2004-03-15 2009-02-10 Heidelberger Druckmaschinen Ag Method for controlling an operating process of a printing machine
DE102004038940A1 (en) * 2004-08-11 2006-02-23 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Equipment detecting film-packed objects in e.g. commercial storage and delivery operations, compares light signals returned by reflector and object, to determine its presence or absence
DE202006005978U1 (en) * 2006-03-10 2007-07-19 Pepperl + Fuchs Gmbh Optoelectronic sensor for determining presence, condition and/or position of object in monitoring region, has light source, which emits radiation and is vertical cavity surface emitting laser or resonant cavity light emitting device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5396510A (en) * 1993-09-30 1995-03-07 Honeywell Inc. Laser sensor capable of measuring distance, velocity, and acceleration
DE10012522A1 (en) * 2000-03-15 2001-10-04 Leuze Electronic Gmbh & Co Distance sensor
DE20118145U1 (en) * 2001-11-08 2002-01-31 Leuze Electronic Gmbh & Co optical sensor
DE10059156A1 (en) * 2000-11-29 2002-06-06 Sick Ag Triangulation method for determining object distances has an arrangement of two measurement channels that increases measurement accuracy by allowing detection of interference effects

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5396510A (en) * 1993-09-30 1995-03-07 Honeywell Inc. Laser sensor capable of measuring distance, velocity, and acceleration
DE10012522A1 (en) * 2000-03-15 2001-10-04 Leuze Electronic Gmbh & Co Distance sensor
DE10059156A1 (en) * 2000-11-29 2002-06-06 Sick Ag Triangulation method for determining object distances has an arrangement of two measurement channels that increases measurement accuracy by allowing detection of interference effects
DE20118145U1 (en) * 2001-11-08 2002-01-31 Leuze Electronic Gmbh & Co optical sensor

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