DE19614872C1 - Lichttaster - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lichttaster zum Nachweis eines Objekts in einem Über­ wachungsbereich innerhalb einer Nach­ weisebene.

Aus der DE 42 38 116 C2 ist eine Reflexionslichtschranke bekannt, deren Sender unpolarisiertes Sendelicht emittiert, welches bei freiem Strahlengang auf einen Retroreflektor mit vorgeordnetem Polarisationsfilter trifft. Die zurück­ reflektierten Empfangslichtstrahlen treffen auf einen teildurchlässigen Spiegel welcher als polarisierendes Element wirkt. Die den teildurchlässigen Spiegel durchdringenden Empfangslichtstrahlen treffen auf einen ersten Empfänger, die am teildurchlässigen Spiegel reflektierten Empfangslichtsstrahlen treffen auf einen zweiten Empfänger. Durch den teildurchlässigen Spiegel sind die auf die Empfänger auftreffenden Empfangslichtstrahlen jeweils linear polarisiert, wobei die Polarisationsrichtungen um 90° gegeneinander gedreht sind. In einer Auswerteeinheit wird die Differenz der am Ausgang der Empfänger anstehenden Empfangssignale gebildet.

Bei freiem Strahlengang treffen die Sendelichtstrahlen ungehindert auf den Retro­ reflektor und werden durch den Polarisationsfilter linear polarisiert. Die Polari­ sationsrichtung des Polarisationsfilters ist so gewählt, daß sie mit der Polarisa­ tionsrichtung der Empfangslichtstrahlen, die auf einen der beiden Empfänger auf­ treffen übereinstimmt.

Dementsprechend ergibt sich bei der Differenzbildung der Empfangssignale ein entsprechend hoher Signalwert (high-Signal).

Ist der Strahlengang durch ein Objekt unterbrochen, so wird von diesem das Sendelicht diffus gestreut oder reflektiert und trifft umpolarisiert auf den teil­ durchlässigen Spiegel. Unabhängig von der Materialbeschaffenheit der Objekte gelangen gleiche Anteile des Empfangslichts über den teildurchlässigen Spiegel auf die Empfänger, so daß bei der Differenzbildung in der Auswerteeinheit ein niedriger Signalwert (low-Signal) entsteht.

Auf diese Weise können mit der Reflexionslichtschranke gleichermaßen Objekte mit spiegelnder Reflexion als auch diffus streuende Objekte erkannt werden.

Eine derartige Reflexionslichtschranke ist jedoch nur unzureichend zur Detektion transparenter Objekte, insbesondere Glasplatten und dergleichen, geeignet, da ein hoher Anteil des Sendelichts die Glasplatte durchdringt und auf den Reflektor trifft. Zudem ist es oftmals wünschenswert, transparente Objekte von metalli­ schen oder diffus streuenden Objekten zu unterscheiden, was mit der genannten Reflexionslichtschranke ebenfalls nicht möglich ist.

Aus der DE 32 37 035 C1 ist eine Reflexionslichtschranke zum Erkennen auch stark reflektierender Gegenstände innerhalb einer Überwachungsstrecke bekannt. An einem Ende der Überwachungsstrecke ist ein Lichtsender, welcher Licht­ bündel mit einer vorgegebenen Spektralverteilung emittiert, und ein Empfänger angeordnet. Am anderen Ende der Überwachungsstrecke ist eine reflektierende Einrichtung, welche von einem Reflektor und einem diesem vorgeordneten Filter gebildet ist, angeordnet. Bei der Reflexion der Lichtbündel an der reflektieren­ den Einrichtung wird dessen Spektralverteilung geändert. Der Empfänger gibt ein Signal nur dann ab, wenn die spektrale Verteilung des am Empfänger registrierten Empfangslichts nicht der spektralen Verteilung der vom Sender emittierten Lichtbündel entspricht.

In der DE 29 24 489 A1 ist eine Einrichtung zum Feststellen von blattförmigen Material längs eines Förderweges beschrieben. Die Einrichtung ist als Kom­ bination von einer Durchlichtschranke und einer Reflexionslichtschranke ausgebildet und weist einen Sender und zwei Empfänger auf.

Der Sender und der erste Empfänger, welchen jeweils ein Polarisator zugeordnet ist, sind auf verschiedenen Seiten des blattförmigen Materials angeordnet und bilden eine Durchlichtschranke. Der zweite Empfänger ist auf derselben Seite wie der Sender so angeordnet, daß die von ihm empfangene Lichtmenge bei Durchtritt des blattförmigen Materials durch den Förderweg zunimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Lichttaster der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Detektion von transparenten Objekten und eine Unterscheidung von Objekten mit unterschiedlichen Reflexions- und Transmissionseigenschaften mit größtmöglicher Sicherheit gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei dem erfindungsgemäßen Lichttaster sind Sender und Empfänger im Abstand so zueinander angeordnet, daß die Sende- und Empfangslichtstrahlen in einem vorgegebenen Winkel α, welcher im Bereich 80° < α < 130° liegt, zueinander verlaufen. Die Sende- und Empfangs­ lichtstrahlen schneiden sich in der Nachweisebene, in der die zu detektierenden Objekte angeordnet sind.

Der Lichttaster weist zwei Sender auf, deren Sendelichtstrahlen durch polarisier­ ende Mittel linear polarisiert sind. Zudem weist der Lichttaster zwei Empfänger auf, denen polarisierende Mittel vorgeordnet sind, so daß die auf den Empfänger auftreffenden Empfangslichtstrahlen ebenfalls linear polarisiert sind. Dabei sind die Polarisationsrichtungen der von den Sendern emittierten Sendelichtstrahlen und auf den Empfänger auftreffenden Empfangslichtstrahlen jeweils um 90° gegeneinander gedreht. In einer Auswerteeinheit wird die Differenz der am Ausgang der Empfänger anstehenden Empfangssignale gebildet, welche mittels eines Schwellwerts bewertet werden.

Dabei ist der Sender, welcher parallel zur Einfallsebene des Sendelichts polari­ siertes Sendelicht emittiert, nur innerhalb vorgegebener Zeitintervalle aktiviert. Damit kann das zu detektierende Objekt wahlweise mit einem oder zwei Sen­ dem abgetastet werden.

Für den Fall, daß beide Sender aktiviert sind ergeben sich für verschiedene Objektbeschaffenheiten folgende Empfangssignale.

Ist ein diffus streuendes Objekt im Strahlengang des Lichttasters angeordnet, so werden die am Objekt gestreuten Sendelichtstrahlen depolarisiert. Dement­ sprechend gelangt auf beide Empfänger etwa dieselbe Lichtmenge, so daß das Differenzsignal unterhalb des Schwellwerts liegt.

Ist ein metallisches Objekt im Strahlengang angeordnet, so bleibt bei der Refle­ xion der Sendelichtstrahlen deren Polarisationsrichtung erhalten. Dies beruht da­ rauf, daß der Einfallswinkel der Sendelichtstrahlen α/2 bedeutend kleiner als 90° ist. Der Polarisationszustand von an Metallen reflektiertem Licht ändert sich erst bei größeren Einfallswinkeln.

Da von den zwei Sendern jeweils linear polarisiertes Licht emittiert wird, wobei die Polarisationsrichtungen um 90° zueinander gedreht sind, und da empfangs­ seitig selektiv diese beiden Polarisationsrichtungen empfangen werden, trifft nach der polarisationserhaltenden Reflexion der Sendelichtstrahlen an dem metallischen Objekt in etwa dieselbe Lichtmenge auf die Empfänger, so daß wiederum die Differenz der Empfangssignale unterhalb des Schwellwerts liegt.

Ist das Objekt von einer Glasplatte oder einem vergleichbaren transparenten Ge­ genstand gebildet, so ändern sich die Polarisationsverhältnisse der am Objekt re­ flektierten Sendelichtstrahlen.

Die Anordnung der Sender und Empfänger ist so gewählt, daß der Einfalls­ winkel in der Größenordnung des Brewsterwinkels für das entsprechende trans­ parente Objekt liegt. Entsprechend wird der senkrecht zur Einfallsebene des Sendelichts polarisierte Teil des Sendelichts erheblich stärker als der parallel zur Einfallsebene polarisierte Teil des Sendelichts an der Grenzfläche des Objekts reflektiert. Entsprechend ist das Ausgangssignal an dem Empfänger, auf welchen das senkrecht zur Einfallsebene polarisierte Empfangslicht auftrifft erheblich größer als das auf den anderen Empfänger auftreffende Empfangssignal. Dem­ zufolge liegt die Differenz der Empfangssignale oberhalb des Schwellwerts. Auf diese Weise können transparente Gegenstände wie zum Beispiel Glasplatten sicher detektiert werden. Zudem können diese Objekte von diffus streuenden oder metallischen Objekten sicher unterschieden werden.

Für den Fall, daß nur ein Sender aktiviert ist, können zudem diffus streuende Objekte von metallischen Objekten unterschieden werden.

Der aktivierte Sender emittiert senkrecht zur Einfallsebene polarisiertes Licht. Für diffus streuende und transparente Objekte ändert sich empfangsseitig gegen­ über der Situation, wenn beide Sender aktiviert sind nichts.

Im Falle metallischer Objekte bleibt bei der Reflexion der Sendelichtstrahlen am Objekt die senkrecht zur Einfallsebene Polarisationsrichtung des Sendelichts er­ halten, so daß empfangsseitig die Differenz der Empfangssignale oberhalb des Schwellwerts liegt.

Bei der Konfiguration mit einem aktiven Sender können somit diffus streuende Objekte einerseits von transparenten und metallischen Objekten andererseits sicher unterschieden werden.

Wird ein Objekt nacheinander mit einem und zwei Sendern abgetastet, so kann aus der Auswertung beider Empfangssignale genau beurteilt werden, ob das Ob­ jekt diffus streuend, metallisch oder transparent ist.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Lichttasters besteht darin, daß eine sichere Detektion von transparenten Objekten nicht nur für eine spezifische Ma­ terialsorte sondern für ein breites Spektrum von Materialien möglich ist.

Dies ist darauf zurückzuführen, daß sich die signifikanten Unterschiede bei der Reflexion verschiedener Polarisationsrichtungen an den transparenten Objekten über einen relativ großen Bereich um den Brewsterwinkel erstrecken. Dadurch braucht wiederum die Winkelstellung der Sender und der Empfänger zueinander nicht genau vorgegeben sein. Durch eine geeignete Wahl des Schwellwerts der Auswerteeinheit kann der erfindungsgemaße Lichttaster flexibel für eine Vielzahl von Materialien eingesetzt werden.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Fig. 1 erläutert, welche eine schematische Darstellung des Lichttasters zeigt.

In Fig. 1 ist ein Lichttaster 1 zum Nachweis von Objekten 2 in einem Über­ wachungsbereich dargestellt. Der Lichttaster 1 weist jeweils zwei Sender 3, 3′ und zwei Empfänger 4, 4′ auf, welche in vorgegebenem Abstand zueinander in separaten Gehäusen 5, 6 integriert sind. Vorzugsweise sind die Sender 3, 3′, und Empfänger 4, 4′ jeweils identisch ausgebildet. Die Sender 3, 3′ und Empfänger 4, 4′ sind jeweils über Zuleitungen 7, 8 mit einer extern angeord­ neten Auswerteeinheit 9 verbunden.

Die Sender 3, 3′ sind von Leuchtdioden gebildet. Die Empfänger 4, 4′ sind vor­ zugsweise als Photodioden ausgebildet. Die Auswerteeinheit 9 kann von einem Microcontroller, einem Mikroprozessor oder dergleichen gebildet sein.

Die Gehäuse 5, 6 weisen in den vorderen Stirnseiten jeweils eine Ausnehmung auf, in welche jeweils eine Sendeoptik 10 bzw. eine Empfangsoptik 11 einge­ setzt ist. Die Sendeoptik 10 fokussiert die von den Sendern 3, 3′ emittierten Sendelichtstrahlen 12, 12′. Die Empfangsoptik 11 fokussiert die auf das Em­ pfänger-Gehäuse 6 auftreffenden Empfangslichtstrahlen 13.

Die Gehäuse 5, 6 mit den Sendern 3, 3′ sowie den Empfängern 4, 4′ sind so an­ geordnet, daß die Strahlachsen der Sendelichtstrahlen 12, 12′ und der Empfangs­ lichtstrahlen 13 in einem Winkel α zueinander verlaufen. Der Winkel α liegt im Bereich 80° < α < 130°. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung verlaufen die Sende- 12, 12′ und Empfangslichtstrahlen 13 in der Zeichenebene und schneiden sich in einer Nachweisebene, in der das zu detektierende Objekt 2 an­ geordnet ist. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der Sender 3, 3′ und Empfänger 4, 4′ relativ zu dem zu detektierenden Objekt 2 werden die vom Objekt 2 reflektierten bzw. zurückgestreuten Sendelichtstrahlen 12, 12′ auf die Empfänger 4, 4′ geführt. Bei freiem Strahlengang treffen demzufolge keine Sendelichtstrahlen 12, 12′ auf die Empfänger 4, 4′.

Den Sendern 3, 3′ sind polarisierende Mittel nachgeordnet, so daß die vom ersten Sender 3 emittierten Sendelichtstrahlen 12 parallel zur Einfallsebene der auf das Objekt 2 auftreffenden Sendelichtstrahlen 12, 12′ polarisiert sind, und daß die vom zweiten Sender 3′ emittierten Sendelichtstrahlen 12′ senkrecht zur Einfallsebene polarisiert sind.

Die polarisierenden Mittel sind zum einen von einem teildurchlässigen Spiegel 14 gebildet. Die Sender 3, 3′ sind so angeordnet, daß die von den Sendern 3, 3′ emittierten Sendelichtstrahlen 12, 12′ in einem Winkel von 90° zueinander ver­ laufend auf den teildurchlässigen Spiegel 14 treffen.

Die vom ersten Sender 3 emittierten Sendelichtstrahlen 12 durchdringen den teil­ durchlässigen Spiegel 14 und werden dabei parallel zur Einfallsebene polarisiert. Da die Polarisation des Sendelichts bei Durchgang durch den teildurchlässigen Spiegel 14 entsprechend dessen Materialbeschaffenheit unvollständig sein kann, ist zwischen dem ersten Sender 3 und dem teildurchlässigen Spiegel 14 ein Polarisationsfilter 15 angeordnet. Der Polarisationsfilter 15 erhöht den Polarisa­ tionsgrad des Sendelichts.

Die vom zweiten Sender 3′ emittierten Sendelichtstrahlen 12′ werden am teil­ durchlässigen Spiegel 14 reflektiert und dabei senkrecht zur Einfallsebene polari­ siert. Da auch hierbei die Polarisation unvollständig sein kann, ist zur Erhöhung des Polarisationsgrades zwischen dem zweiten Sender 3′ und dem teildurch­ lässigen Spiegel 14 ein weiterer Polarisationsfilter 16 im Strahlengang angeord­ net.

Die von den Sendern 3, 3′ emittierten Sendelichtstrahlen 12, 12′ verlaufen vom teildurchlässigen Spiegel 14 zur Sendeoptik 10 parallel und werden auf das Objekt 2 geführt.

Die vom Objekt 2 reflektierten Empfangslichtstrahlen 13 treffen auf den Emp­ fängern 4, 4′ vorgeordnete polarisierende Mittel, die im Strahlengang zwischen der Empfangsoptik 11 und den Empfängern 4, 4′ angeordnet sind.

Die Ausbildung der polarisierenden Mittel sowie deren räumliche Anordnung zu den Empfängern 4, 4′ entspricht der sendeseitigen Anordnung der polarisierenden Mittel relativ zu den Sendern 3, 3′.

Die den Empfängern 4, 4′ vorgeordneten polarisierenden Mittel weisen einen teildurchlässigen Spiegel 17 auf. Der Normalenvektor der Spiegelfläche ist um 45° zur Strahlachse der auftreffenden Empfangslichtstrahlen 13 geneigt.

Ein Teil des Empfangslichts, vorzugsweise etwa 50%, durchdringt den teildurch­ lässigen Spiegel 17 und wird dabei parallel zur Einfallsebene polarisiert.

Der restliche Teil des Empfangslichts wird am teildurchlässigen Spiegel 17 re­ flektiert und wird dabei senkrecht zur Einfallsebene polarisiert. Zur Erhöhung des Polarisationsgrades sind als weitere polarisierende Mittel Polarisationsfilter 18, 19 vorgesehen. Jedem Empfänger 4, 4′ ist jeweils ein Polarisationsfilter 18, 19 vorgeordnet.

Über die Auswerteeinheit 9 wird der Sender 3, dessen Sendelichtstrahlen 12 pa­ rallel zur Einfallsebene polarisiert sind, innerhalb vorgegebener Zeitintervalle aktiviert und deaktiviert. Vorteilhafterweise erfolgt die Senderaktivierung periodisch, wobei die Periodendauer so gewählt ist, daß das zu deaktivierende Objekt 2 sowohl mit einem als auch mit zwei Sendern 3, 3′ abgetastet wird.

Die am Ausgang der Empfänger 4, 4′ anstehenden Empfangssignale werden in die Auswerteeinheit 9 eingelesen und dort weiterverarbeitet. Hierzu wird in der Auswerteeinheit 9 die Differenz der Empfangssignale gebildet. In einer beson­ ders einfachen Ausführungsform wird hierzu die Differenz D = I_S-I_P gebildet, wobei I_P und I_S die Empfangssignale der Empfänger 4, 4′ sind, welche parallel bzw. senkrecht zur Einfallsebene polarisiertes Licht empfangen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird eine gewichtete Differenz D = I_S-K·I_P gebildet. Der Gewichtungsfaktor K ist so gewählt, daß sich bei Abtastung von diffus streuenden Objekten 2 die Differenz D = 0 ergibt.

Durch Vorgabe des Gewichtungsfaktors K über die Auswerteeinheit 9 können Bauteiltoleranzen oder Justagefehler von optischen Elementen, die beispielsweise bei den polarisierenden Mitteln auftreten, auf einfache Weise kompensiert wer­ den.

Die Differenzen werden in der Auswerteeinheit 9 mittels eines Schwellwerts be­ wertet. Der Schwellwert ist in der Auswerteeinheit 9 einstellbar. Insbesondere kann die Höhe des Schwellwerts davon abhängig sein, ob ein oder zwei Sender 3, 3′ aktiviert sind. Falls die Schwellwerte differieren wird der Schwellwert synchron zur Senderaktivierung in der Auswerteeinheit 9 variiert. In einer beson­ ders einfachen Ausführungsform kann derselbe Schwellwert sowohl bei einem als auch bei zwei aktivierten Sendern 3, 3′ verwendet werden.

Die Wahl des Schwellwerts hängt von der Materialbeschaffenheit der zu detek­ tierenden Objekte 2 und der räumlichen Anordnung der Lichtschranke 1 relativ zum Objekt 2 ab.

Mit dem Lichttaster 1 sollen insbesondere metallische und diffus streuende Ob­ jekte 2 sowie transparente Objekte 2 wie zum Beispiel Glasplatten sicher de­ tektiert und von einander unterschieden werden.

Der Winkel α zwischen Sende- 12, 12′ und Empfangslichtstrahlen 13 ist so ge­ wählt, daß bei Reflexion an metallischen Objekten 2 die Polarisation der Sende­ lichtstrahlen 12, 12′ erhalten bleibt. Dies ist für eine große Anzahl von metalli­ schen Objekten 2 der Fall, solange der Einfallswinkel α/2 der Sendelichtstrahlen 12, 12′ signifikant kleiner als 90° ist.

Zudem ist der Winkel α so gewählt, daß bei Reflexion an transparenten Objek­ ten, wie zum Beispiel Glasmaterialien, das senkrecht zur Einfallsebene polari­ sierte Licht erheblich stärker als das parallel zur Einfallsebene polarisierte Licht reflektiert wird. Dies ist dann der Fall, wenn der Einfallswinkel α/2 in der Größenordnung des Brewsterwinkels ist.

Beim Übergang von Licht nach Glas liegt der Brewsterwinkel typischerweise im Bereich zwischen 50° und 60°.

Die vorgenannten Forderungen werden durch die Wahl des Winkels α im Be­ reich 80° < α < 130° hinreichend erfüllt. Im vorliegenden Fall beträgt der Winkel α = 90°. In speziellen Anwendungsfällen kann die Anforderung darin bestehen ein bestimmtes Glasmaterial zu detektieren. In diesem Fall kann der Winkel α so gewählt werden, daß er dem Brewsterwinkel für dieses Material entspricht, wodurch eine besonders hohe Detektionssicherheit erzielt wird.

Befindet sich ein diffus streuendes Objekt 2 im Strahlengang, so wird das auf das Objekt 2 auftreffende Licht diffus zurückgestreut und trifft depolarisiert auf die den Empfängern 4, 4′ vorgeordneten polarisierenden Mittel. Da über den Strahlteiler 17 und die nachgeordneten Polarisationsfilter 18, 19 eine symmetrische Aufteilung in senkrecht und parallel zur Einfallsebene polarisiertes Licht erfolgt, ergibt sich bei der Differenzbildung der Empfangssignale der beiden Empfänger 4, 4′ der Wert D = 0, falls zur Berechnung der Differenz der Ge­ wichtungsfaktor K verwendet wird. In jedem Fall liegt der Wert D unterhalb des Schwellwerts. Dies gilt unabhängig davon ob nur ein Sender 3′ oder beide Sender 3, 3′ aktiviert sind.

Befindet sich ein metallisches Objekt im Strahlengang, so hängt der in der Aus­ werteeinheit 9 ermittelte Signalwert D davon ab, wieviele Sender 3, 3′ aktiviert sind.

Sind beide Sender 3, 3′ aktiviert und sind diese identisch ausgebildet, so sind die auf die metallische Oberfläche auftreffenden Sendelichtstrahlen 12, 12′ zu gleichen Teilen senkrecht und parallel zur Einfallsebene polarisiert. Diese Polari­ sation bleibt bei der Reflexion an dem metallischen Objekt 2 erhalten. Durch die vorgeschalteten polarisierenden Mittel werden die Empfangslichtstrahlen 13 zu gleichen Teilen senkrecht und parallel zur Einfallsebene polarisiert sind, so daß die an den Ausgängen der Empfänger 4, 4′ anstehenden Empfangssignale I_S, I_P etwa gleich groß sind. Dementsprechend ergibt sich für die in der Auswerteein­ heit 9 gebildete Differenz in etwa der Wert D = 0 und liegt mit Sicherheit unterhalb des Schwellwerts.

Für den Fall, daß nur ein Sender 3′ aktiviert ist trifft rein senkrecht zur Einfalls­ ebene polarisiertes Sendelicht 12′ auf die Metalloberfläche. Bei der Reflexion an dieser Oberfläche bleibt der Polarisationszustand erhalten. Somit gelangt das linear polarisierte Empfangslicht 13 aufgrund der Ausfilterung durch die polari­ sierenden Mittel nur auf den Empfänger 4′, welchem die für senkrecht zur Ein­ fallsebene polarisiertes Licht durchlässigen polarisierten Mittel vorgeschaltet sind. Entsprechend ergibt sich für die Empfangssignale an den Ausgängen der Empfänger I_P = 0 und I_S < 0. Daher liegt der Differenzwert D = I_S-K·I_P ober­ halb des Schwellwerts.

Befindet sich eine Glasplatte oder ein vergleichbarer transparenter Gegenstand im Strahlengang des Lichttasters 1, so ist der in der Auswerteeinheit 9 ermittelte Differenzwert abhängig davon ob ein oder beide Sender 3, 3′ aktiviert sind.

Ist nur ein Sender 3′ aktiviert, so trifft senkrecht zur Einfallsebene polarisiertes Sendelicht 12′ auf die Objektoberfläche. Ein Teil des Sendelichts 12′ wird reflek­ tiert, wobei die Polarisationsrichtung des Sendelichts 12′ erhalten bleibt. Der An­ teil des reflektierten Sendelichts 12′ hängt von der Materialbeschaffenheit des Objekts 2 und vom Einfallswinkel α ab.

Da auf die den Empfängern 4, 4′ vorgeschalteten polarisierenden Mittel auf­ treffenden Empfangslichtstrahlen 13 vollständig senkrecht zur Einfallsebene po­ larisiert sind, gelangt Empfangslicht nur zum Empfänger 4′ und es ergibt sich für die Signalwerte an den Ausgängen der Empfänger 4, 4′ I_S < 0 und I_P = 0. Der Schwellwert in der Auswerteeinheit 9 ist so gewählt, daß die Differenz D = I_S-K·I_P der Ausgangssignale oberhalb des Schwellwerts liegt.

Sind beide Sender 3, 3′ aktiviert, so ist das auf das Objekt 2 auftreffende Sendelicht 12, 12′ zu gleichen Teilen senkrecht und parallel zur Einfallsebene polarisiert. Das auf das Objekt 2 auftreffende Sendelicht 12, 12′ wird polarisa­ tionsabhängig reflektiert. Da der Einfallswinkel des Sendelichts 12, 12′ in der Größenordnung des Brewsterwinkels liegt, wird der senkrecht zur Einfallsebene polarisierte Anteil des Sendelichts 12, 12′ erheblich stärker reflektiert als der pa­ rallel polarisierte Anteil. Entsprechend ist das Ausgangssignal I_S signifikant größer als I_P, wobei jedoch im allgemeinen I_P ≠ 0 ist. Dann ist die Differenz D = I_S-K·I_P noch immer signifikant größer als null. Der Schwellwert wird wie­ derum so gewählt, daß er unterhalb des Differenzwertes liegt. Für zahlreiche An­ ordnungen der Sender 3, 3′ und Empfänger 4, 4′ sowie für zahlreiche transpar­ ente Gegenstände kann derselbe Schwellwert verwendet werden, wenn ein oder zwei Sender 3, 3′ aktiviert sind. Da im Falle zweier aktiver Sender 3, 3′ jedoch das Empfangssignal I_P < 0 ist, ist der Differenzwert D für diesen Fall kleiner als der Differenzwert D bei einem aktiven Sender 3′. Somit muß in bestimmten Fällen der Schwellwert bei zwei aktiven Sendern 3, 3′ kleiner als bei einem aktiven Sender 3′ gewählt werden.

Für den Fall, daß nur ein bestimmtes transparentes Objekt 2 detektiert werden soll kann der Winkel α so gewählt werden, daß er exakt dem Brewsterwinkel für dieses Material entspricht. In diesen Fällen wird bei zwei aktiven Sendern 3, 3′ der parallel zur Einfallsebene polarisierte Teil des Sendelichts 12, 12′ nicht an der Objektoberfläche reflektiert, so daß sich empfangsseitig I_P = 0 ergibt. In diesem Fall liegen bei einem oder zwei aktiven Sendern 3, 3′ identische Signal­ verhältnisse vor, so daß in der Auswerteeinheit 9 dieselben Differenzwerte D er­ halten werden, welche mit einem einheitlichen Schwellwert bewertet werden können.

Claims (8)

1. Lichttaster (1) zum Nachweis eines Objekts (2) in einem Überwachungs­ bereich innerhalb einer Nachweisebene, von der im Abstand zwei Sender (3, 3′) und zwei jeweils Empfangssignale abgebende Empfänger (4, 4′) derart angeordnet sind, daß die Sender Sendelichtstrahlen (12, 12′) unter einem gemeinsamen Winkel zur Nachweisebene schicken und der von dem Objekt daraufhin zurückgeworfene Teil der Sendelichtstrahlen (12, 12′) als Empfangslichtstrahlen (13), die mit den Sendelichtstrahlen (12, 12′) einen Winkei 80° < α < 130° einschließen und sich in der Nachweisebene mit den Sendelichtstrahlen (12, 12′) schneiden, den Empfängern (4, 4′) zugeführt sind, wobei den Sendern (3, 3′) polarisierende Mittel nachgeordnet sind, aufgrund derer der eine Sender (3) das Objekt mit parallel zur Einfalls­ ebene und der andere Sender (3′) das Objekt mit senkrecht zur Einfalls­ ebene polarisiertem Licht beaufschlagt, den Empfängern (4, 4′) polarisier­ ende Mittel vorgeordnet sind, aufgrund derer zu einem Empfänger (4) parallel und zum anderen Empfänger (4′) senkrecht zur Einfallsebene polarisiertes Licht gelangt, die Differenz der Empfangssignale in einer Auswerteeinheit (9) gebildet und mittels eines über die Auswerteeinheit (9) einstellbaren Schwellwerts bewertet ist und der eine Sender (3) innerhalb vorgegebener Zeitintervalle über die Auswerteeinheit (9) aktivierbar ist.

2. Lichttaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Sender (3′) periodisch aktiviert und deaktiviert wird, so daß das zu detek­ tierende Objekt (2) abwechselnd mit einem und mit zwei Sendern (3, 3′) abgetastet wird.

3. Lichttaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei aktiviertem und deaktiviertem einen Sender (3) die Differenz der Empfangssignale I_S und I_P in der Auswerteeinheit (9) mit jeweils demselben Schwellwert bewertet wird.

4. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit (9) die gewichtete Differenz D = I_S-K·I_P ge­ bildet und mit dem Schwellwert bewertet wird, wobei der Gewichtungs­ faktor K so gewählt ist, daß sich bei diffus reflektierenden Objekten (2) der Differenzwert D = 0 ergibt.

5. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die polarisierenden Mittel von teildurchlässigen Spiegeln (14, 17) gebildet sind.

6. Lichttaster nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die polari­ sierenden Mittel zusätzlich von Polarisationsfiltern (15, 16, 18, 19) gebil­ det sind, welche im Strahlengang der Sende- (12, 12′) bzw. Empfangslicht­ strahlen (13) zwischen den Sendern (3, 3′) bzw. Empfängern (4, 4′) und dem jeweils zugeordneten teildurchlässigen Spiegel (14, 17) angeordnet sind.

7. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel α dem doppelten Brewsterwinkel für den Übergang des Lichts der Sendelichtstrahlen von Luft nach Glas entspricht.

8. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (3, 3′) und die Empfänger (4, 4′) jeweils in einem Gehäuse (5, 6) integriert sind und an die zentral angeordnete Auswerteeinheit (9) ange­ schlossen sind.