DE19634269A1

DE19634269A1 - Opto-electronic system with transmitter and receiver also distance sensor

Info

Publication number: DE19634269A1
Application number: DE1996134269
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Argast
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1996-08-24
Filing date: 1996-08-24
Publication date: 1998-02-26

Abstract

The system (1) comprises a transmitter (3), a receiver (4), a distance sensor (2) and an evaluation unit. The light (5) emitted from the transmitter and the light (6) impinging on the receiver is coaxially conducted to impinge on a deflection unit (10). By the deflector movement, the transmitted light meets stationary mirror elements (11a-c) cyclically, singly, one after the other. The transmitted light reflected at the mirror elements, forms beams (5a-c), which in time pulses with the transmitting light impinge on the individual mirror elements. The distance values stemming from the individual beams, are evaluated successively in the evaluation unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1.The invention relates to an optoelectronic device according to the Oberbe handle of claim 1.

Eine derartige Vorrichtung ist in der DE 41 19 797 C2 offenbart. Diese Vor richtung ist als Sicherheitslichttaster ausgebildet. Die vom Sender emittierten Sendelichtstrahlen werden in einer fest vorgegebenen Richtung emittiert und treffen bei freiem Strahlengang auf eine den Überwachungsbereich begrenzende Referenzfläche. Dabei wird die Distanz der Referenzfläche zur Vorrichtung er faßt und zusammen mit einer oberen und unteren Toleranzgrenze als Sollwert abgespeichert. Der von einem Objekt stammende Distanzwert wird mit dem Sollwert innerhalb der Toleranzgrenzen verglichen. Liegt dieser Distanzwert außerhalb der Toleranzgrenzen, so wird ein Warnvorgang ausgelöst.Such a device is disclosed in DE 41 19 797 C2. This before direction is designed as a safety light switch. The emitted by the transmitter Transmitting light beams are emitted in a fixed, predetermined direction meet a boundary of the surveillance area when the beam path is clear Reference surface. The distance of the reference surface to the device becomes him summarizes and together with an upper and lower tolerance limit as a setpoint saved. The distance value from an object is compared with the Setpoint value compared within the tolerance limits. Is this distance value outside the tolerance limits, a warning process is triggered.

Die Einsatzmöglichkeiten dieses Sicherheitslichttasters sind eingeschränkt, da mit den Sendelichtstrahlen nur ein nahezu eindimensionaler Überwachungs bereich überwacht werden kann. Zur Vergrößerung des Überwachungsbereichs können die Sendelichtstrahlen über einen Drehspiegel abgelenkt werden, so daß mit der Vorrichtung eine halbkreisförmige Fläche abgetastet wird. Nachteilig hierbei ist der radiale Verlauf der Sendelichtstrahlen, so daß die Auflösung der Vorrichtung quer zur Strahlachse mit zunehmender Entfernung stark abnimmt.The possible uses of this safety light button are limited because with the transmitted light beams only an almost one-dimensional monitoring area can be monitored. To enlarge the surveillance area the transmitted light beams can be deflected via a rotating mirror, so that a semi-circular surface is scanned with the device. Disadvantageous here is the radial course of the transmitted light rays, so that the resolution of the Device decreases transversely to the beam axis with increasing distance.

Eine andere Möglichkeit der Erweiterung des Überwachungsbereichs besteht in der Mehrfachanordnung mehrerer Sicherheitslichttaster, die sich zu einem Licht gitter ergänzen. Nachteilig hierbei ist, daß eine Vielzahl von Sicherheitslicht tastern benötigt wird, um den Überwachungsbereich abzudecken.Another possibility for expanding the surveillance area is in the multiple arrangement of several safety light scanners that form one light complete the grid. The disadvantage here is that a variety of security lights buttons is required to cover the surveillance area.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs ge nannten Art so auszubilden, daß mit möglichst geringem Schaltungsaufwand ein flächiger Überwachungsbereich lückenlos überwachbar ist. The invention has for its object a device of the beginning ge mentioned type so that with the least possible circuitry area monitoring area can be continuously monitored.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The features of claim 1 are provided to achieve this object. Advantageous embodiments and expedient further developments of the Erfin tion are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß treffen die vom Sender des Distanzsensors emittierten Sende lichtstrahlen auf eine Umlenkeinheit und werden von dort periodisch einzeln nacheinander auf Spiegelelemente geführt. Dabei sind die Sendelichtstrahlen koaxial zu den Empfangslichtstrahlen geführt. Die Spiegelelemente sind so an geordnet, daß die an den Spiegelelementen reflektierten Sendelichtstrahlen parallel im Überwachungsbereich verlaufende Strahlenbündel bilden.According to the invention, the transmission emitted by the transmitter of the distance sensor hits light rays onto a deflection unit and are periodically separated from there led one after the other on mirror elements. Here are the transmitted light rays guided coaxially to the received light beams. The mirror elements are so on ordered that the transmitted light rays reflected on the mirror elements Form parallel beams in the surveillance area.

Mit diesen Strahlenbündeln wird der Überwachungsbereich während einer Periode, welche von der Umlenkeinheit vorgegeben ist, nacheinander abgetastet. Die von den einzelnen Strahlenbündeln stammenden Signale werden nacheinan der im Empfänger registriert und im Zeittakt, mit der die Sendelichtstrahlen auf die einzelnen Spiegelsegmente geführt sind, in der Auswerteeinheit ausgewertet.With these bundles of rays, the surveillance area is covered during a Period, which is predetermined by the deflection unit, scanned one after the other. The signals coming from the individual beams are sequential the registered in the receiver and in time with which the transmitted light beams on the individual mirror segments are guided, evaluated in the evaluation unit.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß mit einem Distanzsensor ein Lichtgitter realisiert werden kann. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, daß im Gegensatz zu bekannten Lichtgittern nur ein Sender und ein Empfänger benötigt wird und somit auch kein Schaltungsaufwand für die Synchronisation verschiedener Sender und Empfänger notwendig ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Spiegelelemente relativ zur Umlenkeinheit ist gewährleistet, daß mit den einzelnen von den verschiedenen Spiegelelemen ten ausgehenden Strahlenbündeln der Überwachungsbereich schrittweise nach einander abgetastet wird. Die Taktrate der Abtastung läßt sich durch die Um lenkeinheit einfach vorgeben. Da zudem auch die Empfangslichtstrahlen über die einzelnen Spiegelelemente geführt sind, treffen die von den einzelnen Strahlenbündeln stammenden Signale im Takt, der von der Umlenkeinheit vor gegeben ist, auf den Empfänger und können in der Auswerteeinheit ohne Synchronisierungsaufwand nacheinander ausgewertet werden. A major advantage of the device according to the invention is that a light grid can be realized with a distance sensor. It is advantageous in particular that, in contrast to known light grids, only one transmitter and a receiver is needed and therefore no circuitry for the synchronization of different transmitters and receivers is necessary. By the arrangement of the mirror elements according to the invention relative to the deflection unit it is guaranteed that with the individual from the different mirror elements the outgoing beams of the surveillance area step by step is sampled from each other. The clock rate of the scan can be determined by the order simply specify the steering unit. Since also the received light beams over the individual mirror elements are guided, meet those of the individual Beams of signals originate in time with that from the deflection unit is given to the receiver and can be used in the evaluation unit without Synchronization effort can be evaluated in succession.

Durch eine geeignete Wahl der Anzahl der Spiegelelemente und deren Abstand zueinander läßt sich die laterale Auflösung des erfindungsgemäßen Lichtgitters auf einfache Art und Weise vorgeben. Auch eine nachträgliche Erweiterung durch Hinzufügen weiterer Spiegelelemente ist bei dieser Vorrichtung prinzipiell möglich.Through a suitable choice of the number of mirror elements and their spacing the lateral resolution of the light grid according to the invention can be mutually related specify in a simple way. Also a subsequent extension by adding more mirror elements is in principle in this device possible.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert.The invention is explained below with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungs gemäßen Vorrichtung. Fig. 1 block diagram of a first embodiment of the device according to the Invention.

Fig. 2 Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfin dungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 2 block diagram of a second embodiment of the device according to the inven tion.

Fig. 3 Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 2. Fig. 3 cross-section through the device of FIG. 2.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele einer optoelektronischen Vorrichtung 1 zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich dar gestellt. Die Vorrichtung 1 weist einen Distanzsensor 2 mit einem Sender 3, einem Empfänger 4 und einer nicht dargestellten Auswerteeinheit auf.In the drawings, two exemplary embodiments of an optoelectronic device 1 for detecting objects in a monitoring area are shown. The device 1 has a distance sensor 2 with a transmitter 3 , a receiver 4 and an evaluation unit, not shown.

Die Distanzmessung erfolgt vorzugsweise nach dem Prinzip der Laufzeitmes sung. Hierzu ist der Sender 3 von einer Laserdiode gebildet, der Empfänger 4 ist beispielsweise von einer Photodiode gebildet. Die Laserdiode kann einerseits im Dauerstrichbetrieb betrieben werden. In diesem Fall erfolgt die Distanzmes sung nach dem Phasenmeßprinzip. Den vom Sender 3 emittierten Sendelicht strahlen 5 wird eine Amplitudenmodulation aufgeprägt. Empfangsseitig wird die Phasendifferenz der ausgesendeten Sendelichtstrahlen 5 und der auf den Emp fänger 4 auftreffenden Empfangslichtstrahlen 6 ausgewertet. Alternativ kann die Laserdiode im Pulsbetrieb betrieben werden. In diesem Fall wird empfangsseitig direkt die Laufzeit eines Lichtimpulses ausgewertet. The distance measurement is preferably carried out on the principle of the transit time measurement. For this purpose, the transmitter 3 is formed by a laser diode, the receiver 4 is formed, for example, by a photodiode. On the one hand, the laser diode can be operated in continuous wave mode. In this case, the distance measurement is based on the phase measurement principle. An amplitude modulation is impressed on the transmitted light 5 emitted by the transmitter 3 . At the receiving end, the phase difference of the emitted transmitting light rays 5 and the catcher to the Emp 4 incident received light beams 6 is evaluated. Alternatively, the laser diode can be operated in pulse mode. In this case, the transit time of a light pulse is evaluated directly at the receiving end.

Der Distanzsensor 2 weist eine Linse 7 auf, welche die Sende- und Empfangs optik bildet. Die Sende- 5 und Empfangslichtstrahlen 6 werden koaxial über die Linse 7 geführt. Zur Erzeugung des koaxialen Strahlengangs kann im Distanz sensor 2 ein Strahlteilerspiegel 8 vorgesehen sein, über welchen die Sende- 5 und Empfangslichtstrahlen 6 geführt sind.The distance sensor 2 has a lens 7 , which forms the transmission and reception optics. The transmitted 5 and received light beams 6 are guided coaxially over the lens 7 . To generate the coaxial beam path, a beam splitter mirror 8 can be provided in the distance sensor 2 , via which the transmitted 5 and received light beams 6 are guided.

Bei freiem Strahlengang treffen die Sendelichtstrahlen 5 ungehindert auf eine den Überwachungsbereich begrenzende Referenzfläche 9.When the beam path is clear, the transmitted light beams 5 hit a reference surface 9 delimiting the monitoring area without hindrance.

Zur Erhöhung der Nachweissicherheit der Vorrichtung 1 wird die Referenz fläche 9 bei freiem Strahlengang in einer Initialisierungsphase vermessen. Die registrierten Distanzwerte werden in der Auswerteeinheit als Sollwerte abgespei chert. Zusätzlich werden für die Distanzwerte jeweils eine obere und untere Toleranzgrenze vorgegeben. Diese Toleranzgrenzen können aus den Meßwert streuungen berechnet oder als applikationsspezifische Parameter frei vorgegeben werden. Die Distanzwerte werden zusammen mit den Toleranzgrenzen in der Auswerteeinheit abgespeichert.To increase the reliability of detection of the device 1 , the reference surface 9 is measured in an initialization phase with a free beam path. The registered distance values are saved in the evaluation unit as setpoints. In addition, an upper and lower tolerance limit are specified for the distance values. These tolerance limits can be calculated from the measured value scatter or freely specified as application-specific parameters. The distance values are saved together with the tolerance limits in the evaluation unit.

In einer auf die Initialisierungsphase folgenden Betriebsphase werden Objekte im Überwachungsbereich erfaßt, wobei die Distanz der Objekte zur Vorrich tung 1 registriert wird. Neben dieser Distanzinformation interessiert oftmals nur, ob ein Objekt in den Überwachungsbereich eingedrungen ist oder nicht. Hierzu werden die aktuellen, vom Distanzsensor 2 registrierten Distanzwerte fortlau fend mit den Sollwerten innerhalb der vorgegebenen Toleranzgrenzen vergli chen.In an operating phase following the initialization phase, objects are detected in the monitoring area, the distance of the objects from the device 1 being registered. In addition to this distance information, it is often only of interest whether an object has entered the monitoring area or not. For this purpose, the current distance values registered by the distance sensor 2 are continuously compared with the target values within the specified tolerance limits.

Liegt einer oder liegen mehrere der aktuellen Distanzwerte außerhalb dieser Toleranzgrenzen, so erfolgt eine Objektmeldung.If one or more of the current distance values lie outside of this Tolerance limits, an object message is issued.

Die Nachweisempfindlichkeit kann noch dadurch gesteigert werden, wenn zu sätzlich zu den Distanzinformationen auch die Amplituden der am Ausgang des Empfängers 4 anstehenden Empfangssignale bewertet werden. The detection sensitivity can be increased further if, in addition to the distance information, the amplitudes of the received signals at the output of the receiver 4 are also evaluated.

In diesem Fall werden in der Initialisierungsphase die von der Referenzfläche 9 stammenden Amplituden der Empfangssignale als Sollwerte abgespeichert. Auch für diese Sollwerte werden obere und unter Toleranzgrenzen definiert. Analog zur Auswertung der Distanzwerte werden in der Betriebsphase die aktuellen Amplitudenwerte mit den Sollwerten verglichen. Eine Objektmeldung erfolgt zweckmäßigerweise dann, wenn sowohl die aktuellen Distanzwerte als auch die aktuellen Amplitudenwerte außerhalb der Toleranzgrenzen der Soll werte liegen. Alternativ kann eine Objektmeldung bereits dann erfolgen, wenn entweder die Distanzwerte oder die Amplitudenwerte außerhalb der Toleranz grenze liegen.In this case, the amplitudes of the received signals originating from the reference surface 9 are stored as nominal values in the initialization phase. Upper and lower tolerance limits are also defined for these setpoints. Analogous to the evaluation of the distance values, the current amplitude values are compared with the target values in the operating phase. An object message is expedient when both the current distance values and the current amplitude values lie outside the tolerance limits of the target values. Alternatively, an object can be reported when either the distance values or the amplitude values are outside the tolerance limit.

Üblicherweise bleibt die Position der Referenzfläche 9 während der Initialisie rungs- und Betriebsphase unverändert. In diesem Fall ist die Referenzfläche 9 beispielsweise von der Oberfläche einer Wand oder einer Maschine gebildet.The position of the reference surface 9 usually remains unchanged during the initialization and operating phase. In this case, the reference surface 9 is formed, for example, by the surface of a wall or a machine.

Alternativ kann die Referenzfläche 9 auch beweglich angeordnet sein. Dann ist die Referenzfläche 9 beispielsweise von der Oberfläche eines Fahrzeugs gebil det, welches sich entlang einer vorgegebenen Bahn bewegt.Alternatively, the reference surface 9 can also be arranged to be movable. Then the reference surface 9 is formed, for example, by the surface of a vehicle which is moving along a predetermined path.

In diesem Fall wird während der Initialisierungsphase die Referenzfläche 9 ent lang dieser vorgegebenen Bahn bei freiem Strahlengang bewegt. Währenddessen wird die Referenzfläche 9 fortlaufend von der Vorrichtung 1 vermessen. Die die Sollwerte bildenden Distanzwerte und Amplitudenwerte werden während der Bewegung der Referenzfläche 9 fortlaufend registriert und als zeitabhängige Sollwert-Kennlinien abgespeichert. Während der darauffolgenden Betriebsphase führt die Referenzfläche 9 dieselbe Bewegung aus. Dabei werden die aktuellen Meßwerte mit den jeweils zugehörigen Sollwerten, die zu den jeweils entspre chenden Zeiten aufgenommen worden sind, miteinander verglichen.In this case, during the initialization phase, the reference surface 9 is moved along this predetermined path with a free beam path. In the meantime, the reference surface 9 is continuously measured by the device 1 . The distance values and amplitude values forming the setpoints are continuously registered during the movement of the reference surface 9 and stored as time-dependent setpoint characteristic curves. During the subsequent operating phase, the reference surface 9 executes the same movement. The current measured values are compared with the associated setpoints that were recorded at the corresponding times.

Die optoelektronische Vorrichtung 1 weist eine Umlenkeinheit 10 auf, welche dem Distanzsensor 2 nachgeordnet ist und über welche die Sende- 5 und Emp fangslichtstrahlen 6 geführt sind. Die Umlenkeinheit 10 führt eine periodische Bewegung aus, so daß die Sendelichtstrahlen 5 nacheinander auf der Umlenk einheit 10 nachgeordnete Spiegelelemente 11a, b, c geführt sind. Dabei treffen in den entsprechenden Stellungen der Umlenkeinheit 10 die Sendelichtstrahlen 5 jeweils auf ein Spiegelelement 11a, b, c. Die Spiegelelemente 11a, b, c sind stationär so angeordnet, daß die an den einzelnen Spiegelelementen 11a, b, c re flektierten Sendelichtstrahlen 5 parallel zueinander im Überwachungsbereich verlaufende Strahlenbündel 5a, b, c bilden.The optoelectronic device 1 has a deflection unit 10 , which is arranged downstream of the distance sensor 2 and via which the transmitted 5 and received light beams 6 are guided. The deflection unit 10 performs a periodic movement, so that the transmitted light beams 5 are successively guided on the deflection unit 10 downstream mirror elements 11 a, b, c. In the corresponding positions of the deflection unit 10, the transmitted light beams 5 each strike a mirror element 11 a, b, c. The mirror elements 11 a, b, c are arranged stationary so that the transmitted light beams 5 reflected on the individual mirror elements 11 a, b, c re form beams 5 a, b, c running parallel to one another in the monitoring area.

Entsprechend der Periodendauer der Bewegung der Umlenkeinheit 10 werden die Sendelichtstrahlen 5 in einem vorgegebenen Zeittakt auf die einzelnen Spiegelelemente 11a, b, c geführt, so daß mit den von den Spiegelelementen 11a, b, c ausgehenden Strahlenbündeln 5a, b, c der Überwachungsbereich sukzessive abgetastet wird. Die koaxial zu den Sendelichtstrahlen 5 geführten Empfangslichtstrahlen 6 werden auf demselben Weg wie die Sendelichtstrahlen 5 geführt, so daß die von den einzelnen Strahlenbündeln 5a, b, c stammenden Empfangssignale in dem von der Umlenkeinheit 10 vorgegebenen Zeittakt nach einander auf den Empfänger 4 treffen und in der Auswerteeinheit ohne Syn chronisierungsaufwand nacheinander ausgewertet werden können.Corresponding to the period of the movement of the deflection unit 10 , the transmitted light beams 5 are guided to the individual mirror elements 11 a, b, c in a predetermined time cycle, so that the beams 5 a, b, c emanating from the mirror elements 11 a, b, c Surveillance area is successively scanned. The received coaxially to the transmitted light beams 5 received light beams 6 are guided in the same way as the transmitted light beams 5 , so that the received signals from the individual beams 5 a, b, c come in succession from the deflection unit 10 to the receiver 4 and can be evaluated one after the other in the evaluation unit without synchronization effort.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Umlenkeinheit 10 aus einem drehbar gelagerten Spiegelelement 12, welches über ein Stellglied 13 in verschiedenen Winkelstellungen positionierbar ist. Das Stellglied 13 wird zweckmäßigerweise von der Auswerteeinheit des Distanzsensors gesteuert und kann beispielsweise von einem Schrittmotor gebildet sein.In the embodiment shown in FIG. 1, the deflection unit 10 consists of a rotatably mounted mirror element 12 which can be positioned in various angular positions via an actuator 13 . The actuator 13 is expediently controlled by the evaluation unit of the distance sensor and can be formed, for example, by a stepper motor.

Der Umlenkeinheit 10 sind drei übereinander angeordnete, in einem Winkel von etwa 45° zur Vertikalen geneigte Spiegelelemente 11a, b, c so nachgeordnet, daß die auftreffenden Sendelichtstrahlen 5 durch die Reflexion an den Spiegel elementen 11a, b, c jeweils horizontal verlaufend den Überwachungsbereich passieren. Die Vorrichtung 1 bildet somit ein messendes Lichtgitter. Dabei kann die Kontur der den Überwachungsbereich begrenzenden Referenzfläche 9 be liebig ausgebildet sein. The deflecting unit 10, three superimposed, at an angle of approximately 45 ° inclined to the vertical mirror elements 11 a, b, c so arranged downstream of that the incident transmitted light beams 5 elements by the reflection at the mirror 11 a, b, c each extend horizontally the Pass surveillance area. The device 1 thus forms a measuring light grid. The contour of the reference area 9 delimiting the monitoring area can be designed arbitrarily.

Die Spiegelelemente 11a, b, c sind stationär und äquidistant zueinander ange ordnet. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Spiegelelementen 11a, b, c de finiert die laterale Auflösung der Vorrichtung.The mirror elements 11 a, b, c are stationary and equidistant from one another. The distance between two adjacent mirror elements 11 a, b, c defines the lateral resolution of the device.

Das Stellglied 13 der Umlenkeinheit 10 positioniert das drehbare Spiegelelement 12 für kurze, von der Auswerteeinheit vorgebbare Zeiten in den Winkelpositio nen, bei welchen die Sendelichtstrahlen 5 auf die Zentren der stationären Spiegelelemente 11a, b, c treffen.The actuator 13 of the deflection unit 10 positions the rotatable mirror element 12 for short, predeterminable times from the evaluation unit in the Winkelpositio NEN, at which the transmitted light rays 5 meet the centers of the stationary mirror elements 11 a, b, c.

Dabei sind die Zentren der stationären Spiegelelemente 11a, b, c in einer ver tikalen Ebene angeordnet. In dieser Ebene verlaufen auch die optischen Achsen der von den Spiegelelementen 11a, b, c ausgehenden Strahlenbündel 5a, b, c, welche den Überwachungsbereich abtasten. Damit die oberen Spiegelelemente 11a, b die darunter liegenden Spiegelelemente 11b, c nicht abschatten, sind die einzelnen Spiegelelemente 11a, b, c in horizontaler Richtung versetzt zueinander angeordnet, so daß die Sendelichtstrahlen 5 auf jedes einzelne Spiegelelement 11a, b, c ungehindert auftreffen können.The centers of the stationary mirror elements 11 a, b, c are arranged in a vertical plane. The optical axes of the beams 5 a, b, c emanating from the mirror elements 11 a, b, c, which scan the monitoring area, also run in this plane. So that the upper mirror elements 11 a, b do not shade the underlying mirror elements 11 b, c, the individual mirror elements 11 a, b, c are arranged offset to one another in the horizontal direction, so that the transmitted light beams 5 onto each individual mirror element 11 a, b, c can hit unhindered.

In einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung kann der Distanz sensor 2 in einem Gehäuse integriert sein. Die Umlenkeinheit 10, die Spiegel elemente 11a, b, c und der Distanzsensor 2 können an einem Träger befestigt sein.In a particularly simple embodiment of the invention, the distance sensor 2 can be integrated in a housing. The deflection unit 10 , the mirror elements 11 a, b, c and the distance sensor 2 can be attached to a carrier.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Distanzsensor 2, die Umlenkeinheit 10 und die Spiegelelemente 11a, b, c in einem gemeinsamen Gehäuse 14 integriert, wobei diese Elemente an den Gehäusewänden befestigt sein können. Alternativ können die Elemente an einem im Gehäuse 14 angeord neten Träger befestigt sein.In the embodiment shown in FIG. 1, the distance sensor 2 , the deflection unit 10 and the mirror elements 11 a, b, c are integrated in a common housing 14 , wherein these elements can be attached to the housing walls. Alternatively, the elements can be fastened to a carrier arranged in the housing 14 .

Ebenfalls im Gehäuse 14 ist ein Testobjekt 15 so angeordnet, daß bei einer vor gegebenen Winkelstellung der Umlenkeinheit 10 die Sendelichtsstrahlen 5 über die Umlenkeinheit 10 zu diesem Testobjekt 15 geführt sind. Das Testobjekt 15 weist eine definierte Oberfläche und Distanz zum Distanzsensor 2 auf. Durch Auswertung der vom Testobjekt 15 empfangenen Signale hinsichtlich Distanz wert und Amplitude kann die Funktionsfähigkeit des Distanzsensors 2 zyklisch überprüft werden.Also in the housing 14 , a test object 15 is arranged such that, at a given angular position of the deflection unit 10, the transmitted light beams 5 are guided to this test object 15 via the deflection unit 10 . The test object 15 has a defined surface and distance from the distance sensor 2 . The functionality of the distance sensor 2 can be checked cyclically by evaluating the signals received by the test object 15 with respect to the distance value and amplitude.

In den Fig. 2 und 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Vorrichtung 1 dargestellt. Die Vorrichtung 1 ist wiederum als dreistrah liges Lichtgitter ausgebildet, wobei die Lage der Strahlachsen durch die Position der Spiegelelemente 11a, b, c vorgegeben wird.In FIGS. 2 and 3, a further embodiment of the erfindungsge MAESSEN device 1 is shown. The device 1 is in turn designed as a three-beam light grid, the position of the beam axes being predetermined by the position of the mirror elements 11 a, b, c.

Der Distanzsensor 2, die Umlenkeinheit 10, die Spiegelelemente 11a, b, c sowie das Testobjekt 15 sind ebenfalls in einem gemeinsamen Gehäuse 14 unterge bracht.The distance sensor 2 , the deflection unit 10 , the mirror elements 11 a, b, c and the test object 15 are also housed in a common housing 14 .

Die Umlenkeinheit 10 ist in diesem Fall von einem rotierenden Prisma 16, welches über einen von der Auswerteeinheit gesteuerten Motor 17 angetrieben wird, gebildet. Die Drehachse der Umlenkeinheit 10 verläuft in vertikaler Rich tung. Das Prisma 16 führt im Gegensatz zu dem drehbaren Spiegelelement der Umlenkeinheit 10 gemäß Fig. 1 eine kontinuierliche Drehbewegung mit kon stanter Drehzahl aus.The deflection unit 10 is formed in this case by a rotating prism 16 , which is driven by a motor 17 controlled by the evaluation unit. The axis of rotation of the deflection unit 10 extends in the vertical direction. In contrast to the rotatable mirror element of the deflection unit 10 according to FIG. 1, the prism 16 carries out a continuous rotary movement with constant speed.

Die von dem Distanzsensor 2 emittierten und koaxial zu den Empfängslicht strahlen 6 geführten Sendelichtstrahlen 5 werden durch die Umlenkeinheit 10 so abgelenkt, daß diese auf einer kreiskegelförmigen Bahn umlaufen. Die Spiegel elemente 11a, b, c sind wiederum im wesentlichen vertikal angeordnet. Die Ab stände benachbarter Spiegelelemente 11a, b, c sind jeweils identisch. Die Spiegelelemente 11a, b, c sind in einem Winkel von etwa 45° zur Vertikalen geneigt, so daß die an den Spiegelelementen 11a, b, c reflektierten Sendelicht strahlen 5 horizontal verlaufende Strahlenbündel 5a, b, c bilden. Damit bei einer Umdrehung die Sendelichtstrahlen 5 jeweils einzeln nacheinander auf eines der Spiegelelemente 11a, b, c treffen, sind diese senkrecht zu den optischen Achsen der Strahlenbündel 5a, b, c in horizontaler Richtung versetzt angeordnet. Dies ist aus Fig. 3 ersichtlich. Auch das Testobjekt 15 ist in dieser Richtung ver setzt zu den Spiegelelementen 11a, b, c angeordnet, wobei das mittlere Spiegel element 11b und das Testobjekt 15 auf gleicher Höhe angeordnet sind. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind das Testobjekt 15 und die Spiegelelemente 11a, b, c senkrecht zur Drehachse der Umlenkeinheit 10 um jeweils 90° versetzt an geordnet.The transmitted light beams 5 emitted by the distance sensor 2 and guided coaxially to the receiving light 6 are deflected by the deflection unit 10 such that they rotate on a circular-conical path. The mirror elements 11 a, b, c are in turn arranged substantially vertically. From the stands of adjacent mirror elements 11 a, b, c are each identical. The mirror elements 11 a, b, c are inclined at an angle of approximately 45 ° to the vertical, so that the transmitted light reflected from the mirror elements 11 a, b, c form 5 horizontally extending beams 5 a, b, c. So that during one revolution the transmitted light beams 5 each hit one of the mirror elements 11 a, b, c one after the other, they are arranged offset in the horizontal direction perpendicular to the optical axes of the beam bundles 5 a, b, c. This can be seen in FIG. 3. The test object 15 is arranged ver in this direction to the mirror elements 11 a, b, c, the middle mirror element 11 b and the test object 15 being arranged at the same height. As can be seen from FIG. 3, the test object 15 and the mirror elements 11 a, b, c are arranged perpendicular to the axis of rotation of the deflection unit 10 , each offset by 90 °.

Claims

1. Optoelectronic device with a transmitter, a receiver and an evaluation unit having a distance sensor for detecting objects in a monitoring area which is delimited by a reference surface, the distance of the reference surface to the device being detected by the distance sensor and with which originate from an object the distance value is compared, characterized in that the transmitted light beams ( 5 ) emitted by the transmitter ( 3 ) and the received light beams ( 6 ) impinging on the receiver ( 4 ) hit a deflection unit ( 10 ) in a coaxially guided manner by the deflection movement of the deflection unit ( 10 ) the transmitted light beams ( 5 ) periodically one after the other on the deflection unit ( 10 ) downstream, stationary mirror elements ( 11 a, b, c) meet, so that the reflected on the mirror elements ( 11 a, b, c) reflected light beams ( 5 ) form beams ( 5 a, b, c) running parallel to each other in the monitoring area, and that in the timing with which the transmitted light beams ( 5 ) strike the individual mirror elements ( 11 a, b, c), the distance values originating from the individual beam bundles ( 5 a, b, c) are successively evaluated in the evaluation unit.

2. Optoelectronic device according to claim 1, characterized in that the mirror elements ( 11 a, b, c) are arranged one above the other at a distance from one another.

3. Optoelectronic device according to claim 1 or 2, characterized in that the mirror elements ( 11 a, b, c) are arranged equidistantly.

4. Optoelectronic device according to one of claims 1-3, characterized in that the centers of the mirror elements ( 11 a, b, c) are arranged lying in a vertical plane.

5. Optoelectronic device according to one of claims 1-3, characterized in that the mirror elements ( 11 a, b, c) transverse to the optical axes of the emanating from the mirror elements ( 11 a, b, c) beams ( 5 a, b, c) are arranged offset in the horizontal direction.

6. Optoelectronic device according to one of claims 1-5, characterized in that the deflection unit ( 10 ) is formed by a rotatable mirror element ( 12 ) which can be positioned in a predetermined angular positions via an actuator ( 13 ).

7. Optoelectronic device according to one of claims 1-5, characterized in that the deflection unit is formed by a rotating prism ( 16 ).

8. Optoelectronic device according to one of claims 1-7, characterized in that the distance sensor ( 2 ), the deflection unit ( 10 ) and the mirror elements ( 11 a, b, c) are arranged in a common housing ( 14 ).

9. Optoelectronic device according to claim 8, characterized in that a test object ( 15 ) is arranged in the housing ( 14 ), with the function of checking the distance sensor ( 2 ) at a predetermined position of the deflection unit ( 10 ) the transmitted light beams ( 5 ) Deflection unit ( 10 ) are guided onto the test object ( 15 ).

10. Optoelectronic device according to one of claims 1-9, characterized in that on the receiver ( 4 ) of the distance sensor ( 2 ) on standing signals are evaluated with regard to their amplitude, the amplitude values coming from the reference surface ( 9 ) within an upper and lower tolerance limit can be compared with the application values originating from the objects.

11. Optoelectronic device according to one of claims 1-10, characterized in that the position of the reference surface ( 9 ) is temporally changeable.