DE19721105A1

DE19721105A1 - Opto-eletronischer Sensor

Info

Publication number: DE19721105A1
Application number: DE19721105A
Authority: DE
Inventors: Robert Dr Bauer
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2017-05-21
Also published as: JP4219442B2; CH693549A5; DE19721105C2; FR2763699A1; JPH10332326A; FR2763699B1; DE19721105C5; US6157040A

Description

Die Erfindung betrifft einen opto-elektronischen Sensor mit einem Lichtsender zum Aussenden eines Sendelichtbündels in einen Überwachungsbereich, mit einem Lichtempfänger zum Emp fang eines Empfangslichtbündels, das durch das von einem Ge genstand im Überwachungsbereichs in Richtung des Lichtempfän gers reflektierte Sendelicht gebildet ist, wobei das Emp fangslichtbündel in Abhängigkeit vom Abstand des Gegenstandes vom Sensor in einem veränderlichen Strahlwinkel zum Sende lichtbündel steht, und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Lichtempfängers.

Derartige Sensoren erlauben aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber dem Strahlwinkel zwischen Sende- und Empfangslicht bündel die Bestimmung des Abstands eines das Sendelicht re flektierenden Gegenstands vom Sensor bzw. die Eingrenzung des Überwachungsbereiches durch elektronisches Ausblenden von Ge genständen im Vorder- oder Hintergrund des Überwachungsberei ches. Sensoren, die zur Durchführung dieses Triangulations verfahrens ausgebildet sind, sind in verschiedenen Ausfüh rungsformen bekannt.

Entsprechende Sensoren weisen als Lichtsensoren ortsauflösen de Photoelemente auf, wie beispielsweise PSD-Dioden, welche zwei Ausgangssignale liefern, aus denen der Konzentrations schwerpunkt des den Lichtsensor beaufschlagenden Empfangs lichtbündels ermittelt wird. Weiterhin bekannt sind Diffe renzelemente, die im wesentlichen aus zwei benachbart ange ordneten Photodioden bestehen. Die Ortsauflösung des das Dif ferenzelement beaufschlagenden Empfangslichtbündels erfolgt durch Vergleich und Auswertung der jeweiligen Ausgangssignale der beiden Photodioden.

Um diese Sensoren auf einen Strahlwinkel zu justieren, bei dem das Empfangslichtbündel den jeweiligen Lichtsensor nicht in dessen Mittelpunkt beaufschlagt und bei dem die beiden Ausgangssignale des Lichtsensors somit nicht symmetrisch sind, wird insbesondere bei den Differenzelementen üblicher weise die Symmetrie der Beaufschlagung des Lichtsensors durch das Empfangslichtbündel über eine mechanische Einstellvor richtung hergestellt. Diese mechanische Einstellvorrichtung umfaßt beispielsweise um eine Querachse verschwenkbare Um lenkspiegel.

Die Verwendung einer mechanischen Einstellvorrichtung bedingt in nachteiliger Weise eine konstruktiv aufwendige Herstel lung, eine großvolumige Bauweise sowie mechanische Störanfäl ligkeit des Sensors, und sie erfordert die Durchführung eines manuellen Justiervorgangs.

Die bekannten Sensoren der eingangs genannten Art weisen überdies den Nachteil auf, daß die analoge Schwerpunktsbil dung ihrer beiden Ausgangssignale lediglich eine ungenaue Be stimmung des Strahlwinkels und somit des Abstands eines das Sendelicht reflektierenden Gegenstands vom Sensor ermöglicht. Weiterhin ist ihre Genauigkeit einer unerwünschten und nach teiligen Ortsabhängigkeit der Lichtempfindlichkeit des ver wendeten Lichtsensors unterworfen

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Sensor der eingangs genannten Art dergestalt auszubilden, daß er ohne die Verwendung einer mechanischen Einstellvorrichtung mit ho her Genauigkeit auf verschiedene Bezugsabstände eines Gegen standes im Überwachungsbereich vom Sensor einstellbar ist.

Eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der Lichtempfänger des Sensors einen Mehrelement-Lichtsensor aufweist, der wenigstens vier einzelne Sensorelemente be sitzt, die dergestalt benachbart angeordnet sind, daß in Ab hängigkeit vom Strahlwinkel unterschiedliche Sensorelemente vom Empfangslichtbündel beaufschlagt sind.

Der Lichtempfänger des erfindungsgemäßen Sensors weist also wenigstens vier diskrete Sensorelemente auf, die einzeln aus gelesen und ausgewertet werden können. Dadurch können Lage, Struktur und Intensität eines den Lichtempfänger beaufschla genden Empfangslichtbündels anhand der Signale der einzelnen Sensorelemente bestimmt werden. Diese mehreren Ausgangssigna le des erfindungsgemäßen Sensors ermöglichen eine genauere Auswertung als das Vorhandensein von lediglich zwei Ausgangs signalen, die im wesentlichen nur ein analoges Integral über das Empfangslichtsignal der gesamten lichtempfindlichen Flä che des Lichtsensors liefern. Die Unterteilung der lichtemp findlichen Fläche des Lichtsensors in eine Vielzahl von dis kreten Sensorelementen kann dem erfindungsgemäßen Sensor so mit zur Erzielung einer höheren Ortsauflösung verhelfen.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung kann auch darin gesehen werden, daß bei einer entsprechend großen Auslegung des erfindungsgemäßen Mehrelement-Lichtsensors mit vielen einzelnen Sensorelementen eine mechanische Zuordnung bzw. Justage von Sendeoptik, gewünschter Ausrichtung bzw. Nullpunkteinstellung durch die veränderliche Zuordnung der einzelnen Sensorelemente zur Steuer- und Auswerteeinheit be wirkt werden kann.

Inhomogene Strukturen des den Mehrelement-Lichtsensor beauf schlagenden Empfangslichtbündels können vom erfindungsgemäßen aufgelöst und derart ausgewertet werden, daß sie die Genauig keit des Sensors noch weiter erhöhen. Störeffekte, wie bei spielsweise unerwünschte Reflexionen des Sende- oder Emp fangslichtbündels, können vom Sensor erkannt, ausgewertet und ausgefiltert werden. Insbesondere eine spiegelnde Reflexion des Sendelichts an einem anderen Gegenstand als dem zu detek tierenden Gegenstand im Überwachungsbereich kann aufgrund der Fähigkeit des Sensors, Abstände zu den verschiedenen reflek tierenden Gegenständen zu unterscheiden, erkannt werden, so daß die fälschliche Erzeugung eines Gegenstandsfeststellungs signals unterdrückt werden kann.

Die geometrische Ausdehnung des an einem Gegenstand im Über wachungsbereich reflektierten Empfangslichtbündels entlang der Oberfläche des Mehrelement-Lichtsensors kann ermittelt werden und als weitere Information für die Bestimmung des Ab stands des Gegenstands vom Sensor verwendet werden.

Da die Signalinformation der mehreren einzelnen Elemente des Lichtsensors zur Verfügung steht, kann diese Information mit Hilfe digitalelektronischer Vorrichtungen auf sehr vielfälti ge, flexible und einer Einzelanwendung des Sensors jeweils angepaßten Weise verarbeitet werden. Hierbei können insbeson dere abgespeicherte und abrufbare Auswerteprogramme verwen det werden. Auch sogenannte "teach-in"-Verfahren können die Anpassung des Sensors an die Anforderungen einer Einzelanwen dung in vorteilhaft einfacher Weise ermöglichen.

Die Einstellung eines einem bestimmten Bezugsabstand entspre chenden Strahlwinkels kann bei dem erfindungsgemäßen Sensor durch Zuweisung des Lichtintensitätsmaximums des den Mehrele ment-Lichtsensor beaufschlagenden Empfangslichtbündels an ein oder mehrere einzelne Sensorelemente erfolgen.

Es ist hierbei besonders vorteilhaft, wenn die Sensorelemente des Mehrelement-Lichtsensors durch die Steuer- und Auswerte einheit in mehrere Sensorbereiche unterteilbar sind. Dadurch können diese Sensorbereiche danach unterschieden werden, ob sie von dem von einem Gegenstand im Überwachungsbereich re flektierten Empfangslichtbündel beaufschlagt sind. In diesem Ball können die Sensorbereiche, gemäß dem jeweiligen Strahl winkel, verschiedenen Zonen des Überwachungsbereichs entspre chen.

In bevorzugter Weise erfolgt die Unterteilung der Sensorele mente insbesondere in zwei oder drei Sensorbereiche, entspre chend einer Unterteilung des Überwachungsbereiches in zwei bzw. drei Zonen. Diese Zonen können dann beispielsweise eine Objektzone und Vorder- bzw. Hintergrundzone bilden, in denen Gegenstände die Erzeugung eines Gegenstandsfeststellungs signals bewirken oder beabsichtigt nicht bewirken. Diese Un terteilung des Überwachungsbereichs kann aufgrund der hohen Ortsauflösung des erfindungsgemäßen Sensors in derselben Wei se jedoch auch in mehr als drei Zonen erfolgen, beispielswei se um innerhalb einer Objektzone und zusätzlich zu einer Vor der- und einer Hintergrundzone eine weitere auszublendende Zone zu bilden.

Die Unterteilung der Sensorelemente basiert bevorzugt auf ei ner einmalig vorgenommenen und dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßten Kalibrierungs-Einstellung. Hierfür kann sich ein Referenzgegenstand in einem bestimmten Bezugs-Abstand zum Sensor innerhalb dessen Überwachungsbereichs befinden. Dar aufhin können die entsprechenden Signale der Sensorelemente ermittelt und dahingehend ausgewertet werden, daß die Senso relemente in Sensorbereiche unterteilt werden, die genau dem Bezugs-Abstand des Referenzgegenstands entsprechen. Um mehre re Zonen des Überwachungsbereichs zu definieren, können ent sprechende unterschiedliche Bezugs-Abstände durch den Sensor vermessen und in der vorstehend beschriebenen Art ausgewertet werden.

Die Anordnung der Sensorelemente im Mehrelement-Lichtsensor kann in einer eindimensionalen Zeile erfolgen.

Es ist bevorzugt, wenn die Anzahl der Sensorelemente durch eine ganzzahlige Potenz der Zahl 2 gegeben ist und insbeson dere zwischen 8 und 1024 liegt. Dies vereinfacht die Auswer tung der Signale der Sensorelemente insbesondere mit Hilfe digitalelektronischer Mittel.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die geometrische Ausdeh nung eines Sensorelements entlang wenigstens einer Richtung in der Ebene seiner lichtempfindlichen Fläche geringer, ins besondere wesentlich geringer, als die geometrische Ausdeh nung des Empfangslichtbündels entlang dieser Richtung ist (Fig. 2). In diesem Fall werden mehrere Sensorelemente durch das Empfangslichtbündel beaufschlagt, und es ergibt sich eine höhere Auflösung bei der Bestimmung der geometrischen Ausdeh nung des Querschnitts des Empfangslichtbündels.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die geometrische Ausdeh nung der Anordnung mehrerer Sensorelemente entlang wenigstens einer Richtung in der Ebene der lichtempfindlichen Fläche des Mehrelement-Lichtsensors größer ist als die geometrische Aus dehnung des Empfangslichtbündels entlang dieser Richtung (Fig. 2). Dadurch wird verhindert, daß das Lichtbündel alle Sensorelemente gleichzeitig beaufschlagt. Somit kann auch er reicht werden, daß von verschiedenen Sensorelementen des Mehrelement-Lichtsensors sowohl ein maximales, der höchsten Lichtintensität des Empfangslichtbündels entsprechendes Si gnal, als auch ein minimales, dem Restlicht und Untergrund rauschen entsprechendes Signal, erzeugt werden, und daß somit der Signalkontrast des Mehrelement-Lichtsensors optimiert wird. Darüber hinaus begünstigt diese Anordnung der Sensor elemente deren Unterteilung in verschiedene Bereiche, ent sprechend ihrer Beaufschlagung durch das Empfangslichtbündel.

Der erfindungsgemäße Sensor kann als Mehrelement-Lichtsensor eine Photodioden-Matrix aufweisen, die insbesondere einstüc kig ausgebildet ist. Derartige Photodioden-Matrizen, bei spielsweise aus Silizium gefertigt, bilden üblicherweise ei nen kostengünstigen Detektor mit einer Vielzahl von diskreten Kanälen und sie besitzen bei kleinvolumigem Aufbau ein hohes Verhältnis von lichtempfindlicher Fläche zu lichtunempfindli cher Fläche.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn den einzelnen Sensorele menten des Mehrelement-Lichtsensors jeweils ein Verstärkungs mittel zugeordnet ist, welches insbesondere zur Vermeidung von Störeffekten dem jeweiligen Sensorelement räumlich nahe angeordnet ist. Jedem Sensorelement können auch ein oder meh rere Schalter zugeordnet sein, durch welche das Auslesen der Signale der Sensorelemente steuerbar ist. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Verstärkungsmittel und/oder Schalter im Mehrelement-Lichtsensor innerhalb eines einzigen Chips inte griert sind.

Der erfindungsgemäße Sensor funktioniert besonders gut, wenn die Steuer- und Auswerteeinheit Mittel zum parallelen Ausle sen der Signale von Sensorelementen enthält. Falls die Sen sorelemente in Sensorbereiche unterteilt sind, ist es von Vorteil, wenn die Steuer- und Auswerteeinheit Mittel zum pa rallelen Auslesen der Signale dieser Sensorbereiche umfaßt. Die genannten Mittel können durch mehrere parallele Leitungen ausgebildet sein, wobei einer parallelen Leitung insbesondere die Sensorelemente eines Sensorbereiches zugeordnet sind.

Die Anzahl der parallelen Leitungen kann der Anzahl der Sen sorbereiche entsprechen. Durch Zusammenfassen mehrerer Sen sorbereiche auf einer parallelen Leitung kann sie jedoch auch geringer sein als die Anzahl der Sensorbereiche. Bevorzugt weist die Steuer- und Auswerteeinheit eine Schaltersteuerein heit auf, durch welche die Zuschaltung einzelner Sensorele mente auf eine parallele Leitung gesteuert wird.

In vorteilhafter Ausführungsform ist jedem Sensorelement je weils ein erster und ein zweiter Schalter zugeordnet, wobei alle ersten Schalter mit einer ersten parallelen Leitung und alle zweiten Schalter mit einer zweiten parallelen Leitung verbunden sind. In diesem Fall kann jedem Sensorelement zu sätzlich jeweils ein dritter Schalter zugeordnet sein, wobei alle dritten Schalter mit einer dritten parallelen Leitung verbunden sind. Es ist bevorzugt, wenn die über erste, zweite oder dritte Schalter durch eine parallele Leitung miteinander verbundenen Sensorelemente dann jeweils einen Sensorbereich bilden, der den Vordergrund, die Objektzone oder den Hinter grund des Überwachungsbereichs repräsentiert.

Bevorzugt ist jedes Sensorelement nur mit jeweils einer pa rallelen Leitung verbunden. Ein Sensorelement kann jedoch auch gleichzeitig mit mehreren parallelen Leitungen verbunden sein. Dies kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn dieses Sensorelement zwischen Sensorelementen verschiedener Sensorbereiche liegt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Steuer- und Auswerteeinheit Mittel zum seriellen Auslesen der Signale von Sensorelementen. Diese Mittel können derart aus gestaltet sein, daß sie bei einer Unterteilung der Sensorele mente in Sensorbereiche diese Sensorbereiche seriell ausle sen. Die Mittel können insbesondere durch eine Multiplex- Datenübertragungseinheit ausgebildet sein, in der die Signale der Sensorelemente oder die Signale der Sensorelemente eines Sensorbereiches oder die Signale der Sensorbereiche zeitlich nacheinander eingelesen und ausgegeben werden.

Die Steuer- und Auswerteeinheit des erfindungsgemäßen Sensors kann Mittel zur Bildung der Summe der Signale von Sensorele menten aufweisen. Dadurch läßt sich ein über einen bestimmten Bereich der lichtempfindlichen Fläche des Mehrelement- Lichtsensors integriertes Signal erzeugen, wobei dieser Be reich entsprechend einer Unterteilung der Sensorelemente in Sensorbereiche in vorteilhafter Weise frei wählbar ist. Die Summenbildung kann beispielsweise durch Aufschalten der Si gnale der Sensorelemente eines Sensorbereichs auf eine paral lele Leitung, der diese Sensorelemente gemeinsam zugeschaltet sind, oder mit Hilfe eines Mikroprozessors erfolgen.

Es ist von Vorteil, wenn die Steuer- und Auswerteeinheit Mit tel zur Bildung der Differenz zwischen Signalen aufweist. Diese Signale können entweder Ausgangssignale von Sensorele menten oder Summen der Signale von Sensorelementen, insbeson dere eines Sensorbereichs, sein. Anhand dieser Differenzen läßt sich beispielsweise der Kontrast zwischen den integralen Lichtsignalen verschiedener Sensorbereiche ermitteln, wobei die Sensorbereiche wiederum in vorteilhafter Weise frei wähl bar sind.

In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn die Steuer- und Auswer teeinheit weiterhin Mittel aufweist, durch die ein Gegen standsfeststellungssignal erzeugbar ist, wenn die ermittelte Differenz einen definierten Schwellwert unter- oder über schreitet oder diesem gleich ist. Die Erzeugung eines derar tigen Gegenstandsfeststellungssignals kann auch dann erfol gen, wenn die ermittelte Differenz innerhalb oder außerhalb eines Toleranzbereiches liegt, der einen definierten Schwell wert umgibt.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Sensors ist außerdem begünstigt, wenn die Steuer- und Auswerteeinheit Mittel zur Digitalisierung der Signale der Sensorelemente bzw., falls eine Unterteilung der Sensorelemente in Sensorbereiche er folgt ist, der Signale der Sensorelemente der Sensorbereiche umfaßt. In diesem Fall können diesem Mittel nachgeschaltete digitalelektronische Auswertemittel verwendet werden, bei spielsweise um die Lage, Breite oder Struktur des den Mehr element-Lichtsensor beaufschlagenden Empfangslichtbündels zu analysieren.

Die Steuer- und Auswerteeinheit kann in vorteilhafter Weise einen Mikroprozessor enthalten. Dieser kann beispielsweise zur Steuerung des parallelen oder des seriellen Auslesens der Signale der Sensorelemente des Mehrelement-Lichtsensors die nen. Ebenso kann er die Signale der Sensorelemente verarbei ten und analysieren. Auf eingespeicherten Berechnungsgrundla gen basierend kann dieser Mikroprozessor auch die Untertei lung der Sensorelemente in Sensorbereiche beurteilen und festlegen. Der Mikroprozessor kann insbesondere eine selbstadaptierende Logik aufweisen, die eine Anpassung des Sensors bzw. der Sensorbereichsunterteilung an veränderliche Auswertungs- und Umweltbedingungen ermöglicht.

Zum Zwecke der Justierung des erfindungsgemäßen Sensors ist es vorteilhaft, wenn die Steuer- und Auswerteeinheit Mittel zur manuellen und/oder automatischen Kalibrierungs- Einstellung aufweist, wobei diese Kalibrierungs-Einstellung sich auf einen Bezugs-Abstand eines innerhalb des Überwa chungsbereichs befindlichen Referenzgegenstands vom Sensor beziehen kann.

Eine manuelle Kalibrierungs-Einstellung kann beispielsweise durch äußere Betätigung der Mittel derart erfolgen, daß bei Anwesenheit eines Referenzgegenstands innerhalb des Überwa chungsbereichs in einem Bezugsabstand vom Sensor durch den Sensor ein Soll-Ausgangssignal oder Gegenstandsfeststellungs signal erzeugt wird, welches diesem Bezugsabstand entspricht.

Eine automatische Kalibrierungs-Einstellung kann beispiels weise dadurch erfolgen, daß geeignete Signale der Sensorele mente bzw. Sensorbereiche ermittelt und abspeichert werden, wobei diese Signale einem oder mehreren Bezugs-Abständen zum Sensor entsprechen können, in denen jeweils ein Referenzge genstand innerhalb des Überwachungsbereichs angeordnet ist.

In vorteilhafter Weise wird mit einer Kalibrierungs-Einstel lung, insbesondere mit der automatischen Kalibrierungs-Ein stellung, durch die Steuer- und Auswerteeinheit eine Unter teilung der Sensorelemente des Mehrelement-Lichtsensors in mehrere Sensorbereiche individuell festgelegt.

Bevorzugt erfolgt die Kalibrierungs-Einstellung einmalig für den nachfolgenden Praxiseinsatz des Sensors. Die Kalibrie rungs-Einstellung kann jedoch auch im Praxiseinsatz wieder holt werden, um gegebenenfalls eine an veränderte Umgebungs bedingungen angepaßte Änderung der Unterteilung der Sensore lemente in Sensorbereiche zu bewirken. So können beispiels weise alterungsbedingte Trifteffekte des Sensors ausgeglichen werden.

Eine weiterhin vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsge mäßen Sensors ermöglicht zumindest näherungsweise die quanti tative Bestimmung der Abstände von im Überwachungsbereich be findlichen Gegenständen vom Sensor. Diese Abstandsbestimmung kann anhand der Auswertung der Signale der Sensorelemente er folgen. Hierfür und für die Ausgabe der ermittelten Abstände kann die Steuer- und Auswerteeinheit des Sensors geeignete Mittel aufweisen. Der Abstandsmessung kann insbesondere eine Kalibrierungs-Einstellung zugrunde liegen, welche die Auswer tung und das Abspeichern von Signalen der Sensorelemente um faßt, die bei Anwesenheit von Referenzgegenständen in ver schiedenen Abständen zum Sensor innerhalb des Überwachungsbe reichs ermittelt werden.

Schließlich ist es bevorzugt, wenn der Lichtsender des Sen sors zur Aussendung von pulsförmigen Lichtsignalen ausgebil det ist. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn der Mehrele ment-Lichtsensor und/oder die Steuer- und Auswerteeinheit in geeigneter Weise mit der Frequenz der pulsförmigen Lichtsi gnale synchronisiert sind.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen offenbart, wobei auch andere Kombinationen der ein zelnen Ausführungsformen möglich sind als in den Unteransprü chen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in die sen zeigen:

Fig. 1 das Prinzipschaubild eines erfindungsgemäßen Sensors,

Fig. 2 die schematische Darstellung einer bevorzugten Anordnung der Sensorelemente eines von einem Empfangslichtbündel beaufschlagten erfindungs gemäßen Mehrelement-Lichtsensors,

Fig. 3 das Prinzipschaubild eines erfindungsgemäßen Sensors mit parallelem Auslesen der Sensorele mente,

Fig. 4a und 4b jeweils den prinzipverlauf des Ausgangssignals eines die Signale der Sensorelemente verarbei tenden Mittels der Steuer- und Auswerteeinheit des erfindungsgemäßen Sensors, und

Fig. 5 das Prinzipschaubild eines erfindungsgemäßen Sensors mit seriellem Auslesen der Sensorele mente.

Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau eines opto-elektroni schen Sensors 1. Dieser enthält einen Lichtsender 2, der sich im wesentlichen in der Brennebene einer am Gehäuse des Sensors 1 angeordneten Sendeoptik 3 befindet. Das Gehäuse des Sensors 1 weist weiterhin eine der Sendeoptik 3 benachbarte Empfangsoptik 4 auf.

Innerhalb des Sensors 1, im Bereich der Bildebene der Emp fangsoptik 4, befindet sich ein Lichtsensor 5 dergestalt, daß seine lichtempfindliche Fläche im wesentlichen parallel zur Bildebene der Empfangsoptik 4 angeordnet ist und daß der Mit telpunkt seiner lichtempfindlichen Fläche von der Hauptachse der Empfangsoptik 4 weg vom Lichtsender 2 seitlich versetzt ist. Über mehrere Sensor-Signalausgänge 6, von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist, ist der Lichtsensor 5 mit einer ebenfalls innerhalb des Sensors 1 befindlichen Steuer- und Auswerteeinheit 7 verbunden.

Weiterhin ist in Fig. 1 ein vom Lichtsender 2 ausgehendes, die Sendeoptik 3 durchdringendes Sendelichtbündel 8 einge zeichnet, das außerhalb des Sensors 1 einen näherungsweise parallelen Verlauf aufweist.

Im Überwachungsbereich des Sensors 1, in einem Abstand D vom Sensor 1, befindet sich ein Gegenstand 9, welcher das Licht des Sendelichtbündels 8 reflektiert. Derjenige Teil des re flektierten Lichts, der durch die Empfangsoptik 4 in das In nere des Sensors 1 auf den Lichtsensor 5 gelangt, bildet das Empfangslichtbündel 10. Der Abstand des Mittelpunkts des den Lichtsensor 5 beaufschlagenden Lichtflecks von dem dem Licht sender 2 abgewandten Ende des Lichtsensors 5 ist als Strahl ablenkung A bezeichnet.

Außerhalb des Sensors 1 stehen das Sendelichtbündel 8 und das Empfangslichtbündel 10 im wesentlichen in einem Strahlwin kel α zueinander.

Außerdem ist in Fig. 1 im Überwachungsbereich des Sensors 1 ein weiterer Gegenstand gestrichelt eingezeichnet, der als Referenzgegenstand 9' in einem Bezugs-Abstand D' vom Sensor 1 angeordnet ist.

Der Lichtsensor 5 ist ortsauflösend ausgebildet, d. h. seine Ausgangssignale liefern eine Information darüber, in welchem Bereich seiner lichtempfindlichen Fläche er vom Empfangs lichtbündel beaufschlagt ist. Falls sich der Abstand D des Gegenstands 9 vom Sensor 1 verändert, ändert sich auch der Strahlwinkel α und somit die Strahlablenkung A entlang der lichtempfindlichen Fläche des Lichtsensors 5.

Die Ausgangssignale des Lichtsensors 5 werden über die Sen sor-Signalausgänge 6 der Steuer- und Auswerteeinheit 7 zuge führt. Diese ist derart ausgebildet, daß sie unterschiedliche Ausgangssignale des Lichtsensors 5 verschiedenen Abständen D des Gegenstands 9 vom Sensor zuzuordnen vermag.

Somit entspricht der in Fig. 1 dargestellte Sensor 1 bekann ten Sensoren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Durch Ausbildung des Lichtsensors 5 des Sensors 1 als Mehrelement-Lichtsensor gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 entspricht der in Fig. 1 gezeigte Aufbau jedoch auch dem Aufbau eines neuartigen erfindungsgemäßen Sensors.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines erfindungsgemäßen Mehrelement-Lichtsensors 5. Der Mehrele ment-Lichtsensors 5 weist acht geradlinig benachbart angeord nete Sensorelemente 11 auf. Zwei mit dem Bezugszeichen Y mar kierte Sensorelemente 11 sind zumindest teilweise von einem Empfangslichtbündel 10 beaufschlagt. Dieses besitzt einen kreisförmigen Querschnitt 12, dessen Mittelpunkt, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, durch eine Strahl ablenkung A von einem Ende des Lichtsensors 5 beabstandet ist. Speziell die in Fig. 2 dargestellte Lage des Mittel punkts des Querschnitts 12 ist durch eine Strahlablenkung A gekennzeichnet.

Die vom Empfangslichtbündel im wesentlichen nicht beauf schlagten Sensorelemente 11 sind in Fig. 2 auf der bezogen auf das Empfangslichtbündel einen Seite mit X, auf der ande ren Seite des Mehrelement-Lichtsensors 5 mit Z bezeichnet. Die Bezeichnungen X, Y und Z für die Sensorelemente 11 ent sprechen einer Unterteilung des Mehrelement-Lichtsensors 5 in drei verschiedene Sensorbereiche.

Zwei Möglichkeiten des Auslesens der Sensorelemente 11 und zur Unterteilung des Mehrelement-Lichtsensors 5 in Sensor bereiche werden im folgenden beispielhaft anhand der Fig. 3, 4 und 5 erläutert. Dabei wird die Verwendung des Mehr element-Lichtsensors 5 als Lichtsensor 5 innerhalb des in Fig. 1 dargestellten Sensors 1 vorausgesetzt.

Fig. 3 zeigt den Mehrelement-Lichtsensor 5 gemäß Fig. 2 sowie schematisch Bestandteile einer Steuer- und Auswerteeinheit 7. Jedes Sensorelement 11 des Mehrelement-Lichtsensors 5 besitzt einen Sensor-Signalausgang 6, der jeweils mit einem Pol eines ersten Schalter 13 und einem Pol eines zweiten Schalters 14 elektrisch verbunden ist. Der jeweils andere Pol der ersten Schalter 13 ist mit einer ersten parallelen Leitung 15, der jeweils andere Pol der zweiten Schalter 14 ist mit einer zweiten parallelen Leitung 16 verbunden. Alle Schalter 13, 14 sind weiterhin mit einer Schaltersteuereinheit 17 verbunden.

Die erste parallele Leitung 15 ist dem negativen Eingang, die zweite parallele Leitung 16 dem positiven Eingang eines Dif ferenzverstärkers 18 zugeführt. Das analoge Ausgangssignal S des Differenzverstärkers 18 wird einem Analog/Digital-Wand ler 19 zugeführt. Der Ausgang des Analog/Digital-Wandlers 19 sowie die Schaltersteuereinheit 17 sind mit einem Mikropro zessor 20 verbunden, der einen Ausgang 21 besitzt.

Mittels der Schalter 13, 14 wird jeder Signalausgang 6 der Sensorelemente 11 durch die Schaltersteuereinheit 17 wahlwei se genau einer der beiden parallelen Leitungen 15, 16 zuge schaltet. Dadurch werden die Signale jeweils der einen der beiden parallelen Leitungen 15, 16 zugeschalteten Sensorele mente zu einem Summensignal aufsummiert. Da der Mehrelement- Lichtsensor 5 drei Sensorbereiche aufweist, die in Fig. 3 ge mäß Fig. 2 durch die Markierung der Sensorelemente 11 mit den Bezeichnungen X bzw. Y bzw. Z gekennzeichnet sind, müssen zu mindest einer der beiden Leitungen 15, 16 die Ausgangssignale der Sensorelemente von zwei verschiedenen der drei Sensorbe reiche zugeführt werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Stellung der Schalter 13, 14 werden also die Signale der Sensorelemente 11 der Sensorbe reiche X und Z der parallelen Leitung 15 zugeführt, und die Signale der Sensorelemente 11 des Sensorbereichs Y der paral lelen Leitung 16 zugeführt.

Der negative Eingang des Differenzverstärkers 18 empfängt so mit ein Signal, welches die Summe der Signale der Sensorele mente 11 sowohl des Sensorbereichs X als auch des Sensorbe reichs Z darstellt. Dementsprechend wird dem positiven Ein gang des Differenzverstärkers 18 über die parallele Leitung 16 ein Signal zugeführt, welches aus der Summe der Signale der Sensorelemente 11 des Sensorbereichs Y gebildet ist.

Falls der Mehrelement-Lichtsensor 5 von einem Empfangslicht bündel 10 beispielsweise, wie in Fig. 2 dargestellt, im we sentlichen nur im Sensorbereich Y beaufschlagt wird, liefert der Differenzverstärker 18 dem Analog/Digital-Wandler 19 ein positives Ausgangssignal S. Nach Digitalisierung durch den Analog/Digital-Wandler 19 wird dieses Signal im Mikroprozes sor 20 weiterverarbeitet, beispielsweise um nach Vergleich des Signals mit einem Schwellwert ein Gegenstandsfeststel lungssignal an seinem Ausgang 21 zu erzeugen.

Es ist nun möglich, den in Fig. 3 dargestellten Sensor 1 ge mäß der Anordnung nach Fig. 1 auf einen Bezugs-Abstand D' von Gegenständen innerhalb des Überwachungsbereichs vom Sensor 1 zu kalibrieren. Dadurch sollen in nachfolgenden Messungen zum Beispiel ein Vordergrund und ein Hintergrund des Überwa chungsbereichs derart ausgeblendet werden, daß der Sensor nur auf Gegenstände innerhalb einer dazwischen liegenden Objekt zone reagiert.

Zu diesem Zweck ist im Überwachungsbereich in dem gewünschten Bezugsabstand vom Sensor 1 ein Referenzgegenstand 9' anzuord nen. Falls der Referenzgegenstand 91 das Sendelichtbündel 8 als Empfangslichtbündel 10 beispielsweise unter einem Strahl winkel α reflektiert, der die in Fig. 2 dargestellte Beauf schlagung des Mehrelement-Lichtsensors 5 mit dem Empfangs lichtbündel 10 zur Folge hat, ist genau die in Fig. 2 bzw. Fig. 3 dargestellte Unterteilung der Sensorelemente 11 des Mehrelement-Lichtsensors 5 in die Sensorbereiche X, Y und Z sinnvoll. Diese Unterteilung muß also von der Steuer- und Auswerteeinheit 7 erkannt und als Kalibrierungseinstellung beibehalten werden.

Hierfür ermittelt der Mikroprozessor 20 zunächst das Aus gangssignal eines jeden Sensorelements 11, indem er bei über die Schaltersteuereinheit 17 erwirkten verschiedenen Stellun gen der Schalter 13, 14 das vom Analog/Digital-Wandler 19 di gitalisierte Ausgangssignal des Differenzverstärkers 18 er mittelt und auswertet. Nach erfolgter Auswertung weist der Mikroprozessor 20 für nachfolgende Messungen die Schalter steuereinheit 17 zur Einstellung der Schalter 13, 14 in genau den Stellungen an, die in Fig. 3 dargestellt sind und die der ebenfalls dargestellten Unterteilung der Sensorelemente 11 in die drei Sensorbereiche X, Y und Z entsprechen. Somit liegt diese Unterteilung des Mehrelement-Lichtsensors 5 den nach folgenden Messungen als Kalibrierungs-Einstellung zugrunde.

Falls sich nun in anschließenden Messungen ein Gegenstand 9 in dem Bezugs-Abstand D', auf dem die vorgenommene Kalibrie rungs-Einstellung basiert, vom Sensor 1 innerhalb des Überwa chungsbereichs befindet, ist am Differenzverstärker 18 infol ge der vorgenommenen Einstellung der Schalter 13, 14 das größtmögliche positive Ausgangssignal S abzulesen.

Befindet sich dagegen ein Gegenstand 9 in einem anderen Ab stand D vom Sensor 1 innerhalb des Überwachungsbereichs, so stellen sich ein Strahlwinkel α und eine Strahlablenkung A ein, die sich von den der Kalibrierungs-Einstellung des Sen sors 1 zugrunde liegenden Werten unterscheiden. Da die Beauf schlagung des Mehrelement-Lichtsensors 5 entgegen der Dar stellung in Fig. 2 in diesem Fall nicht mehr im wesentlichen im Sensorbereich Y erfolgt, liefert der Differenzverstärker 18, unter Voraussetzung einer beibehaltenen Stellung der Schalter 13, 14, ein schwächeres positives oder ein negatives Ausgangssignal S.

Die Abhängigkeit des Ausgangssignals S des Differenzverstär kers 18 von dem Abstand D eines im Überwachungsbereich be findlichen Gegenstands 9 vom Sensor 1 ist für die in Fig. 3 dargestellte Stellung der Schalter 13, 14 durch den in Fig. 4a gezeigten Verlauf 22 gegeben. Diesem Signalverlauf 22 ist zu entnehmen, daß das Ausgangssignal S einen maximalen Wert liefert, falls der Gegenstand 9 sich im Bezugsabstand D' be findet bzw. falls der Mehrelement-Lichtsensor 5 im Sensorbe reich Y vom Empfangslichtbündel 10 beaufschlagt wird.

Weiterhin ist dem Signalverlauf 22 zu entnehmen, daß der Aus gang des Differenzverstärkers 18 negative Werte S liefert, falls der Mehrelement-Lichtsensor 5 durch das Empfangslicht bündel deutlich abseits der Bezugs-Strahlablenkung A' beauf schlagt wird. Zur Veranschaulichung dieses Zusammenhangs ist in Fig. 4a die näherungsweise Lage der Sensorbereiche X, Y und Z angedeutet.

Fig. 4a macht deutlich, daß im erfindungsgemäßen Sensor die dem Signalverlauf 22 zugrundeliegende und in Fig. 3 darge stellte Stellung der Schalter 13, 14 auf einfache Weise dafür verwendet werden kann, den Vordergrund und den Hintergrund des Überwachungsbereichs entsprechend den Sensorbereichen X bzw. Z elektronisch auszublenden. Hierfür liefert der Mikro prozessor 20 an seinem Ausgang 21 beispielsweise nur dann ein Gegenstandsfeststellungssignal, wenn das Ausgangssignal S des Differenzverstärkers 18 den in Fig. 4a eingezeichneten Schwellwert 23 überschreitet. Dann können nur solche Gegen stände, die sich in einer dem Sensorbereich Y entsprechenden Objektzone des Überwachungsbereichs befinden, die Auslösung eines Gegenstandsfeststellungssignals bewirken.

Falls die in Fig. 3 dargestellte Stellung der Schalter 13, 14 dahingehend geändert wird, daß die Sensorelemente 11 der Sen sorbereiche X und Y der ersten parallelen Leitung 15 und die Sensorelemente 11 des Sensorbereichs Z der zweiten parallelen Leitung 16 zugeschaltet sind, bilden die Sensorbereiche X und Y nur noch einen einzigen gemeinsamen Sensorbereich. In die sem Fall sind die Sensorelemente 11 des Mehrelement-Licht sensors 5 nur noch in zwei unterscheidbare Sensorbereiche un terteilt, nämlich Sensorbereiche X mit Y und Sensorbereich Z.

Die der vorstehend beschriebenen Schalterstellung entspre chende Abhängigkeit des Ausgangssignals S des Differenzver stärkers 18 vom Abstand D eines im Überwachungsbereich be findlichen Gegenstands 9 vom Sensor 1 bzw. dessen Abhängig keit von der dem Abstand D entsprechenden Strahlablenkung A ist dem in Fig. 4b schematisch dargestellten Verlauf 24 zu entnehmen. Solange die Strahlablenkung A im wesentlichen in nerhalb der beiden Sensorbereiche X und Y liegt, liefert der Differenzverstärker 18 ein negatives Ausgangssignal S. Falls dagegen die Strahlablenkung A im wesentlichen innerhalb des Sensorbereichs Z liegt, liefert der Differenzverstärker 18 ein positives Ausgangssignal S. Somit kann bei dieser Schal terstellung anhand eines Vergleichs des Signals S mit einem Schwellwert durch den Mikroprozessor 20 auf einfache Weise eine Zone, nämlich ein Vordergrund oder ein Hintergrund, des Überwachungsbereichs ausgeblendet werden.

Die durch die Fig. 4a und 4b veranschaulichten Ausblend möglichkeiten beruhen allein auf Anweisungen an die Schalter steuereinheit 17 durch den Mikroprozessor 20. Im Mikroprozes sor 20 können auf sehr einfache Weise verschiedene Schemata von Anweisungen an die Schaltersteuereinheit 17 abgelegt und bei Bedarf aufgerufen werden. Somit ist die in Fig. 3 darge stellte Steuer- und Auswerteeinheit äußerst flexibel in der Erkennung von Gegenständen 9 und in der elektronischen Aus blendung verschiedener Zonen innerhalb des Überwachungsberei ches. Durch unterschiedliche Kalibrierung reagiert der Sensor auf variable Zonen des Überwachungsbereichs, wobei eine der speziellen Anwendung angepaßte Kalibrierung automatisiert und rein elektronisch, ohne mechanische Einflußnahme, durchführ bar ist.

Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung der Steuer- und Auswer teeinheit 7 zum Auslesen der Sensorelemente 11 und zur deren Unterteilung in verschiedene Sensorbereiche kann auch nach dem in Fig. 5 schematisch gezeigten Aufbau erfolgen. In die ser Anordnung sind alle Sensorelemente 11 des Mehrelement- Lichtsensors 5 über ihre Sensor-Signalausgänge 6 mit der Mul tiplex-Datenübertragungseinheit 25 verbunden. Die Multiplex- Datenübertragungseinheit 25 ist an einen Analog-Digital- Wandler 19 angeschlossen, der wiederum mit einem Mikroprozes sor 20 verbunden ist.

Die an den Sensor-Signalausgängen 6 der Sensorelemente 11 des Mehrelement-Lichtsensors 5 anliegenden Signale werden mit ei ner geeigneten Frequenz einzeln zeitlich nacheinander von der Multiplex-Datenübertragungseinheit 25 eingelesen und an den Analog-Digital-Wandler 19 weitergegeben. Dieser digitalisiert jedes der Signale und gibt es in digitaler Form an den Mikro prozessor 20 weiter.

Somit liegen dem Mikroprozessor 20 nach vollständig erfolgtem Auslesen aller Sensorelemente 11 deren Signale einzeln vor, ohne daß zu diesem Zeitpunkt eine Aufsummierung verschiedener Signale ähnlich der im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Art geschehen ist. Der Mikroprozessor 20 kann die Signale nun entweder einzeln oder kollektiv auswerten.

Die Auswertung der einzelnen Signale durch den Mikroprozessor ist insbesondere dann sinnvoll, wenn eine Kalibrierungs- Einstellung des Sensors 1 durchgeführt werden soll. Dann kann die Auswertung, ähnlich der im Zusammenhang mit Fig. 3 be schriebenen Art, derart erfolgen, daß als Ergebnis eine Un terteilung der Sensorelemente 11 in verschiedene Sensorberei che vorliegt. Dabei entsprechen diese Sensorbereiche wiederum Zonen innerhalb des Überwachungsbereichs, in denen Gegenstän de detektiert oder beabsichtigt nicht detektiert werden.

Eine kollektive Auswertung der Signale der Sensorelemente im Mikroprozessor 20 erfolgt insbesondere dann, wenn bereits ei ne Unterteilung der Sensorelemente 11 in Sensorbereiche, Zo nen des Überwachungsbereichs entsprechend, durchgeführt ist. In diesem Fall können die Signale der Sensorelemente 11 der Sensorbereiche beispielsweise, in ähnlicher Weise wie im Zu sammenhang mit Fig. 3 beschrieben, aufsummiert werden, so daß Differenzen zwischen den resultierenden Summenwerten gebildet und mit Schwellwerten verglichen werden können. Somit kann der Mikroprozessor an seinem Ausgang 21 ein Signal liefern, das eine Aussage darüber trifft, ob ein Gegenstand sich im Überwachungsbereich des Sensors 1 befindet bzw. in welcher Zone des Überwachungsbereichs sich dieser Gegenstand befin det.

In jedem Fall ist der Mikroprozessor 20 in der Auswertung der Signale wiederum äußerst flexibel. Er ist deshalb in einfa cher Weise mit einer selbstadaptierender Logik versehen, die beispielsweise eine automatische Kalibrierungs-Einstellung unterstützt und zeitlich langsame Änderungen der Signale, die auf unerwünschten Effekten beruhen, zu erkennen vermag.

Bezugszeichenliste

1

Sensor

2

Lichtsender

3

Sendeoptik

4

Empfangsoptik

5

Lichtsensor bzw. Mehrelement-Lichtsensor

6

Sensor-Signalausgang

7

Steuer- und Auswerteeinheit

8

Sendelichtbündel

9

Gegenstand

9

' Referenzgegenstand

10

Empfangslichtbündel

11

Sensorelement

12

Querschnitt des Empfangslichtbündels

13

erster Schalter

14

zweiter Schalter

15

erste parallele Leitung

16

zweite parallele Leitung

17

Schaltersteuereinheit

18

Differenzverstärker

19

Analog/Digital-Wandler

20

Mikroprozessor

21

Ausgang des Mikroprozessors

22

Signalverlauf

23

Schwellwert

24

Signalverlauf

25

Multiplex-Datenübertragungseinheit
A Strahlablenkung
A' Bezugs-Strahlablenkung
α Strahlwinkel
D Abstand des Gegenstands

9

vom Sensor

1

D' Bezugs -Abstand
S Ausgangssignal des Differenzverstärkers

18

X, Y, Z Sensorbereich

Claims

1. Opto-elektronischer Sensor (1) mit einem Lichtsen der (2) zum Aussenden eines Sendelichtbündels (8) in einen Überwachungsbereich, mit einem Lichtempfänger zum Empfang eines Empfangslichtbündels (10), das durch das von einem Gegenstand (9, 9') im Überwachungsbe reich in Richtung des Lichtempfängers reflektierte Sendelicht gebildet ist, wobei das Empfangslichtbündel (10) in Abhängigkeit vom Abstand des Gegenstandes (9, 9') vom Sensor (1) in einem veränderlichen Strahlwin kel zum Sendelichtbündel (8) steht, und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (7) zur Verarbeitung des Ausgangssignals des Lichtempfängers, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfänger einen Mehrelement-Lichtsen sor (5) aufweist, der wenigstens vier einzelne Sensor elemente (11) besitzt, die dergestalt benachbart ange ordnet sind, daß in Abhängigkeit vom Strahlwinkel un terschiedliche Sensorelemente (11) vom Empfangslicht bündel (10) beaufschlagt sind.

2. Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel umfaßt, durch welche die Sensorelemente (11) des Mehrelement- Lichtsensors (5) auf veränderliche Weise in mehrere, insbesondere zwei oder drei, Sensorbereiche unterteil bar sind.

3. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrelement-Lichtsensor (5) eine eindimensio nale Anordnung von Sensorelementen (11) aufweist.

4. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Sensorelemente (11) eine ganzzahli ge Potenz der Zahl 2 ist und insbesondere zwischen 8 und 1024 liegt.

5. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Ausdehnung eines Sensorele ments (11) entlang wenigstens einer Richtung in der Ebene seiner lichtempfindlichen Fläche geringer, ins besondere wesentlich geringer, als die geometrische Ausdehnung des Empfangslichtbündels (10) entlang die ser Richtung ist.

6. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Ausdehnung der Anordnung von Sen sorelementen (11) entlang wenigstens einer Richtung in der Ebene der lichtempfindlichen Fläche des Mehrele ment-Lichtsensors (5) größer als die geometrische Aus dehnung des Empfangslichtbündels (10) entlang dieser Richtung ist.

7. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrelement-Lichtsensor (5) eine insbesondere einstückige Photodioden-Matrix aufweist.

8. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er den einzelnen Sensorelementen (11) jeweils zu geordnete Verstärker und/oder Schalter (13, 14) ent hält, die insbesondere im Mehrelement-Lichtsensor (5) integriert sind.

9. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel zum pa rallelen Auslesen der Signale von Sensorelementen (11), insbesondere der Signale von in Sensorbereiche unterteilten Sensorelementen (11), umfaßt, wobei die Mittel insbesondere durch mehrere parallele Leitungen (15, 16) und/oder eine Schaltersteuereinheit (17) ge bildet sind.

10. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Sensorelement (11) jeweils ein erster und zweiter Schalter (13, 14) zugeordnet ist, wobei alle erste Schalter (13) mit einer ersten parallelen Lei tung (15) und alle zweiten Schalter (14) mit einer zweiten parallelen Leitung (16) verbunden sind.

11. Sensor (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Sensorelement (11) zusätzlich jeweils ein dritter Schalter zugeordnet ist, wobei alle dritte Schalter mit einer dritten parallelen Leitung verbun den sind.

12. Sensor (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die über erste, zweite oder dritte Schalter (13, 14) durch eine parallele Leitung (15, 16) verbundenen Sensorelemente (11) jeweils einen Sensorbereich bil den.

13. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel zum se riellen Auslesen der Signale von Sensorelementen (11), insbesondere eine Multiplex-Datenübertragungseinheit (25), umfaßt.

14. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel zur Bildung der Summe von Signalen von Sensorelementen (11) aufweist, wobei insbesondere die Summenbildung über Signale der Sensorelemente (11) eines oder mehre rer Sensorbereiche und/oder durch Aufschalten der Si gnale auf eine gemeinsame parallele Leitung (15, 16) und/oder mittels eines Mikroprozessors (20) erfolgt.

15. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel (18) zur Bildung der Differenz zwischen Signalen von Senso relementen (11) oder zwischen Summen von Signalen von Sensorelementen (11) umfaßt.

16. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel auf weist, durch die ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugbar ist, wenn die Differenz zwischen Summen von Signalen von Sensorelementen (11) kleiner und/oder gleich und/oder größer als ein definierter Schwellwert (23) ist, wobei insbesondere die Summenbildung über die Signale der Sensorelemente (11) eines oder mehre rer Sensorbereiche erfolgt.

17. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel auf weist, durch die ein Gegenstandsfeststellungssignal erzeugbar ist, wenn die Differenz zwischen Summen von Signalen von Sensorelementen (11) innerhalb oder au ßerhalb eines einen definierten Schwellwert (23) umge benden Toleranzbereichs liegt, wobei insbesondere die Summenbildung über die Signale der Sensorelemente (11) eines oder mehrerer Sensorbereiche erfolgt.

18. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel (19) zur Digitalisierung der Signale von Sensorelementen (11) und/oder der Summe oder der Differenz von Signa len von Sensorelementen (11) umfaßt.

19. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) einen Mikro prozessor (20) zur Steuerung des parallelen oder seri ellen Auslesens der Signale der Sensorelemente (11) und/oder zur Verarbeitung der Signale der Sensorele mente (11) und/oder zur Festlegung der Unterteilung der Sensorelemente (11) in Sensorbereiche umfaßt, wo bei der Mikroprozessor (20) insbesondere eine an ver änderte Applikationsbedingungen selbstadaptierende Lo gik aufweist.

20. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel zur ma nuellen und/oder automatischen Kalibrierungs-Einstel lung eines Bezugsabstands eines innerhalb des Überwa chungsbereichs befindlichen Referenzgegenstands (9') vom Sensor (1) aufweist, wobei durch diese Kalibrie rungs-Einstellung insbesondere eine Unterteilung der Sensorelemente (11) des Mehrelement-Lichtsensors (5) in mehrere, insbesondere zwei oder drei, Sensorberei che erwirkbar ist.

21. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (7) Mittel auf weist, durch welche eine Festlegung von Schwellwerten (23) und/oder eine Unterteilung der Sensorelemente (11) des Mehrelement-Lichtsensors (5) in Sensorberei che automatisch anpaßbar ist, wenn sich die Signale von Sensorelementen (11) verschiedener Sensorbereiche des Mehrelement-Lichtsensors (5) bei konstantem Be zugsabstand von innerhalb des Überwachungsbereichs be findlichen Gegenständen (9, 9') vom Sensor (1) zeit lich langsam verändern.

22. Sensor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (2) zur Aussendung von pulsförmi gen Lichtsignalen ausgebildet ist, wobei der Sensor (1) insbesondere Mittel zur Synchronisation der Ausle se der Signale der Sensorelemente (11) mit den puls förmigen Lichtsignalen aufweist.

23. Verwendung eines Sensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Unterteilung in Sensorbereiche dazu benutzt wird, um diffuse und spiegelnde Reflexio nen zu unterscheiden, insbesondere um zu erkennen, daß beide Arten von Reflexionen vorhanden sind, so daß nur die diffuse Reflexionsart als gewünschter Signalwert zur Weiterverarbeitung herangezogen wird.