DE19812304A1 - Elektronische Sende- und Empfangsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sende- und Empfangsvorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art.

Unter dem Begriff "elektrooptische Sende- und Empfangsvorrichtung" sollen da­ bei sowohl Lichtschranken, die beim Durchgang eines Körpers auf die Unterbre­ chung des Nutzlichtbündels mit der Erzeugung und Abgabe eines Schaltsignals reagieren, als auch Lichttaster bzw. Näherungssensoren verstanden werden, bei denen das vom Sender emittierte Licht nur dann auf den Empfänger trifft und ein Schaltsignal auslöst, wenn sich ein Körper genügend weit genähert hat, um als Reflektor zu dienen. Der Einfachheit halber werden im Folgenden beide Arten von elektrooptischen Sende- und Empfangsvorrichtungen kurz als "Lichtschran­ ken" bezeichnet.

Ein grundsätzliches Problem bei Lichtschranken besteht darin, daß auf den Empfänger treffendes Fremdlicht die eindeutige Identifizierung eines Ereignisses, das einen Schaltvorgang auslösen soll, außerordentlich erschweren und im Ex­ tremfall sogar unmöglich machen kann.

Die Hauptursache ist, daß Gleichlicht, das auf das optoelektrische Empfangs- Bauelement fällt, dessen Arbeitspunkt in eine ungünstige Richtung verschiebt, d. h. bei Phototransistoren in den nichtlinearen Kennlinienbereich, in dem die Ausgangssignalamplitude bei gleicher Nutzlichtstärke erheblich vermindert ist, oder bei Photodioden, die eine nahezu durchgehend lineare Kennlinie besitzen, an die Grenze des Arbeitsbereiches, an der die Amplitude des Ausgangssignals durch einen Beschneidungseffekt reduziert wird. Dies erfolgt unabhängig davon, ob es sich um eine mit Gleichlicht oder mit Lichtimpulsen arbeitende Licht­ schranke handelt.

Nach dem Stand der Technik versucht man dieser Schwierigkeit dadurch zu be­ gegnen, daß man am Empfänger eine Linse verwendet, die den Sichtwinkel in Richtung zum Sender hin einschränkt, und/oder daß man Empfänger einsetzt, die eine auf den Sender abgestimmte Spektralcharakteristik aufweisen.

Beide Vorgehensweisen führen jedoch zu Nachteilen. So ist der Einbau einer Linse häufig aus Platzgründen schwierig oder unmöglich. Auch werden zur Ver­ meidung von Verschmutzung und aus konstruktiven Gründen möglichst ebene Oberflächen gefordert. Die Verwendung eines optischen Filters mit engem spek­ tralen Durchlaßbereich verbietet sich häufig aus Kostengründen. Kostengünstige Filter weisen dagegen eine große Durchlaßbandbreite auf, so daß der Spek­ tralanteil des Fremdlichtes, der im Empfindlichkeitsbereich des Empfängers liegt, immer noch eine beträchtliche Intensität besitzt und somit zu Störungen führen kann.

Um in seiner Intensität gleichbleibendes oder sich nur langsam bzw. mit niederer Frequenz änderndes Fremdlicht unschädlich zu machen, ist es aus dem Stand der Technik, beispielsweise der DE-OS 31 40 865 bekannt einen gepulsten Sen­ der zu verwenden und das somit impulsförmige Nutzsignal am Empfängeraus­ gang mit Hilfe eines auf die Impulsfolgefrequenz abgestimmten Hochpaßfilters von den störenden Gleich- und Niederfrequenz-Spannungsanteilen zu trennen. Um auch noch die dieses Filter überwindenden Fremdlichtanteile unschädlich zu machen, wird ein die Lichtintensität in der Übertragungsstrecke darstellendes Si­ gnal mit Hilfe von zwei vom Oszillator angesteuerten Schaltern alternierend so in zwei Verarbeitungskanäle eingespeist, daß der erste der beiden Kanäle ein die Summe der Intensitäten von Nutz- und Wechselfremdlicht repräsentierendes Sig­ nal und der zweite ein die Intensität nur des Wechselfremdlichtes darstellendes Signal erhält und verarbeitet. Mit Hilfe eines als Differenzverstärker ausgebildeten Komparators wird dann die Differenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Kanäle ausgewertet. Das Ausgangssignal des Komparators muß mit einem von einem Flip-Flop gebildeten logischen Element gespeichert werden, das in der an­ sonsten analog arbeitenden Schaltung einen Fremdkörper bildet und die Ver­ wendung eines zusätzlichen integrierten Bausteins erforderlich macht.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektrooptische Sende- und Empfangsvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß der für die Verminderung der Fremdlichtempfindlichkeit erforderliche Schal­ tungsaufwand verringert werden werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 zusammenge­ faßten Merkmale vor.

Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck nicht das den Wechselfremdlicht­ anteil darstellende Signal unmittelbar als Referenzpegel verwendet, bei dessen Unter- bzw. Überschreiten durch das Summensignal ein Schaltvorgang ausgelöst wird, sondern ein vom erstgenannten Signal in veränderbarer Weise abgeleitetes Referenzsignal.

Die in unterschiedlichen Phasen des Betriebsablaufes der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung unterschiedliche Ankoppelung des Referenzsignals an das den Wechselfremdlichtanteil allein darstellende Signal erfolgt vorzugsweise derart, daß immer dann, wenn ein Überschreiten des regulären Referenzpegels durch das Summensignal erkannt wird, der Referenzpegel für eine vorgebbare Totzeit so verschoben wird, daß durch die ausgelösten Schaltvorgänge erzeugte Störspannungen, die auf das Summensignal aufgekoppelt werden, nicht dazu führen, daß letzteres den Referenzpegel wieder in der entgegengesetzten Rich­ tung überschreitet und somit ein Hin- und Herschalten (Rattern) des Ausgangs­ signals der Lichtschranke auftritt.

Auch nach Ende dieser Totzeit wird der Referenzpegel gegen den Wert, den er vor dem Schaltvorgang hatte im Sinne einer Schalthysterese verschoben gehal­ ten, so daß das Summensignal sich um einen größeren Betrag ändern muß, um ein Zurückschalten der Lichtschranke zu bewirken. Erst wenn dies geschehen ist, wird der Referenzpegel wieder in der ursprünglichen Weise an das Wechsel­ fremdlichtsignal gekoppelt. Diese dynamische Hysterese bietet den Vorteil, daß bei langsamem Eintreten eines Körpers in eine Lichtschranke oder bei nur teil­ weiser Unterbrechung des Lichtbündels durch einen kleinen bzw. dünnen Ge­ genstand, die bei einem solchen mechanischen Vorgang immer auftretenden Schwingungen und Zitterbewegungen die extrem schnelle Elektronik nicht zu ei­ nem Hin- und Herschalten veranlassen, ohne daß es zu dem Empfindlichkeits­ verlust kommt, der mit einer starren Hysterese verbunden wäre.

Überdies läßt sich diese dynamische Hysterese mit einfacheren und kostengün­ stigeren Bauelementen verwirklichen, als dies bei dem gleichen Zweck dienen­ den Flipflop-Schaltungen der Fall ist, wie sie beim Stand der Technik verwendet werden.

Ein weiteres Problem kann sich aus der Tatsache ergeben, daß die elektroopti­ schen Sende- und/oder Empfangsbauelemente zwar ein zylindrisches, zur Licht­ austritts- bzw. Lichteintrittsseite hin jedoch halbsphärisches Gehäuse besitzen. Beim Einbau in die Wand eines Lichtschrankengehäuses mußte bisher der halbsphärische Gehäuseteil des Bauelementes über die Wandaußenfläche vor­ stehen, um die Ausbildung einer ringförmigen, das Bauelement umgebenden Vertiefung zu vermeiden, in der sich Schmutz ansammeln könnte. Dies hat aber für das Empfangs-Bauelement den Nachteil zur Folge, daß es aus der Umge­ bung viel Fremdlicht aufnehmen kann.

Um dies zu vermeiden ist vorzugsweise zumindest für das Empfangs-Bauele­ ment ein im wesentlichen zylindrischer Einbauadapter aus lichtdurchlässigem Material vorgesehen, der einen an der in Einbaulage hinteren Stirnseite offenen Innenhohlraum aufweist, dessen Innenmaße den Außenmaßen des Bauelemen­ tes entsprechen und der an seiner in Einbaulage vorderen Seite eine ebene, ge­ schlossene Stirnfläche besitzt.

Dadurch wird es möglich, den Einbauadapter, in den das Empfangs-Bauelement von hinten her eingesetzt ist, so in das Lichtschrankengehäuse einzubauen, daß seine ebene Stirnfläche mit der Außenwand des Lichtschrankengehäuses bündig abschließt. Somit wird eine ebene Außenfläche erzielt, an der sich keine eine Schmutzablagerung begünstigenden Strukturen befinden. Gleichzeitig wird das Empfangs-Bauelement so weit nach hinten versetzt positioniert, daß die Öffnung im Lichtschrankengehäuse als Blende dient, die den Öffnungswinkel, durch den Licht einfallen muß, damit es auf die lichtempfindliche Oberfläche des Bauele­ mentes trifft, erheblich einschränkt und somit die Fremdlichtempfindlichkeit der Lichtschranke stark vermindert.

Diese und andere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Schaltungsanordnung sind in den Unteransprüchen niederge­ legt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1a und 1b in stark schematisierter Weise das Funktionsprinzip einer als Lichtschranke bzw. Lichttaster aufgebauten elektrooptischen Sende- und Empfangsvorrichtung, die gemäß der Erfindung ausgebildet werden kann,

Fig. 2 ein stark vereinfachtes Schaltungsdiagramm einer erfin­ dungsgemäßen, als Lichtschranke oder Lichttaster verwend­ baren elektrooptischen Sende- und Empfangsvorrichtung,

Fig. 3 ein Diagramm, das verschiedene Spannungs- und Impulsformen der Schaltungsanordnung aus Fig. 2 wiedergibt, und

Fig. 4a und 4b ein in herkömmlicher Weise und ein unter Verwendung eines Einbauadapters in die Wand eines Lichtschrankengehäuses eingebautes elektrooptisches Bauelement.

In den Fig. 1a und 1b ist das Grundprinzip von zwei elektrooptischen Sende- und Empfangsvorrichtungen wiedergegeben, die als Unterbrechungslichtschranke bzw. Näherungssensor aufgebaut sind und die gemäß der Erfindung ausgestaltet werden können.

Die beiden elektrooptischen Sende- und Empfangsvorrichtungen 1, 1' in den Fig. 1a und 1b umfassen jeweils einen elektrooptischen Sender 2, 2', der von einem Oszillator 3, 3' zur Abgabe von Lichtimpulsen angesteuert wird, deren Folgefre­ quenz in der Größenordnung von 20 kHz liegen kann. Die Lichtimpulse werden in eine Übertragungsstrecke 4, 4' gesandt.

Im Falle der in Fig. 1a gezeigten Unterbrechungslichtschranke ist die Übertra­ gungsstrecke 4 direkt auf einen elektrooptischen Empfänger 5 gerichtet, während bei dem Näherungssensor 1' aus Fig. 1b die Übertragungsstrecke 4' gegen den elektrooptischen Empfänger 5, durch einen Schirm 6' so abgedeckt ist, daß der Empfänger 5' das Licht des Senders 2' nur dann empfangen kann, wenn sich ein Gegenstand 7', dessen Bewegung erfaßt werden soll, soweit nähert, daß er das vom Sender 2' auf ihn fallende Licht zum Empfänger 5, reflektiert, wie dies durch den Pfeil 4'' symbolisiert ist.

Demgegenüber unterbricht bei der Unterbrechungslichtschranke aus Fig. 1a ein Körper 7 die Übertragungsstrecke 4 oder vermindert zumindest die Intensität des in ihr übertragenen Lichts, wenn er sich in Richtung des Pfeiles F entsprechend weit in die Übertragungsstrecke 4 hineinbewegt.

In beiden Fällen kann die durch den sich bewegenden Gegenstand 7, 7' bewirkte Modulation der Intensität der vom Sender 2, 2' in die Übertragungsstrecke 4, 4' ausgesandten Lichtimpulse vom elektrooptischen Empfänger 5, 5' erfaßt und in ein elektrisches Signal umgesetzt werden, das in einer elektronischen Schal­ tungsanordnung 8, 8' in der Weise ausgewertet wird, daß sie an ihrem Ausgang A, A' ein Schaltsignal abgibt, wenn ein Gegenstand 7 weit genug in die Übertra­ gungsstrecke 4 eingedrungen ist bzw. sich ein Gegenstand 7' weit genug an den Näherungssensor 1' angenähert hat, um die Übertragungsstrecke 4' durch den Zweig 4'' zu ergänzen.

Um den Einfluß des durch die Pfeile 9, 9' angedeuteten Fremdlichts, das in den meisten Anwendungsfällen unvermeidlicherweise auf den elektrooptischen Empfänger 5, 5' fällt, zu vermindern, wie dies im Folgenden noch genauer be­ schrieben wird, wird der elektronischen Schaltungsanordnung 8, 8' auch das Impulssignal des Oszillators 3, 3' zugeführt, wie dies durch die Pfeile 1, 1' symboli­ siert ist.

Das stark vereinfachte Schaltungsdiagramm der Fig. 2 zeigt die erfindungsge­ mäße Ausgestaltung einer elektrooptischen Sende- und Empfangsvorrichtung, die, obwohl im Folgenden überwiegend auf eine Durchgangslichtschranke Bezug genommen wird, in gleicher Weise als Näherungssensor bzw. Lichttaster ver­ wendet werden kann.

In Fig. 2 ist wieder der Oszillator 3 dargestellt, der das in Fig. 3 in der obersten Zeile gezeigte Impulssignal an einen Sender 2 abgibt, von dem in Fig. 2 nur die Licht emittierende Diode 10 wiedergegeben ist, die ein entsprechendes impuls­ förmiges Lichtsignal in die Übertragungsstrecke 4 sendet, an deren anderem Ende sich der Empfänger 5 befindet, der ein elektrooptisches Empfangs-Bau­ element 11 umfaßt.

Das Ausgangssignal dieses Empfangs-Bauelements 11 wird über ein von einem Kondensator 14 und einem Widerstand 15 gebildetes Hochpaßfilter, das die nie­ derfrequenten Fremdlichtanteile unterdrückt, dem Eingang eines Verstärkers V1 zugeführt.

Der Ausgang des Verstärkers V1 ist durch zwei steuerbare Schalter 17, 18 mit zwei Verarbeitungskanälen 19, 20 verbindbar, von denen der Kanal 19 ein von einem Widerstand 22 und einem Kondensator 23 gebildetes Tiefpaßfilter umfaßt, während der Kanal 20 ein aus einem Widerstand 24 und einem Kondensator 25 bestehendes Tiefpaßfilter und einen Impedanzverstärker 26 aufweist, dessen Ausgangssignal über den Widerstand 27 eines zwischen den Ausgang des Impedanzverstärkers 26 und Masse gelegten Spannungsteilers 27, 28 einem Strom-Summationspunkt 29 zugeführt wird, an dem das Ausgangssignal dieses Verarbeitungskanals 20 erscheint.

Die Ausgangssignale der beiden Verarbeitungskanäle 19, 20 werden den beiden Eingängen eines als Komparator arbeitenden Differenzverstärkers 30 zugeführt, dessen Ausgangssignal sowohl das am Ausgang der Schaltungsanordnung 8 er­ scheinende Schaltsignal bildet als auch über einen Hysteresewiderstand 31 an den Strom-Summationspunkt 29 gelegt wird. Außerdem wird es einer Totzeit- Schaltung 32 zugeführt, deren Ausgangssignal die Ladespannung des Konden­ sators 25 des Tiefpaßfilters 24, 25 verändern kann, wie dies unten noch genauer erläutert wird.

Die steuerbaren Schalter 17, 18 werden durch ein Verzögerungsglied VZ1 bzw. VZ2 mit Impulsen angesteuert, die aus den Oszillatorimpulsen abgeleitet sind, die auch der Sender 2 erhält.

Die beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet zur Unterdrückung des Einflus­ ses von Fremdlicht folgendermaßen:
Durch die als solche bekannte Maßnahme, den Sender 2 durch einen Oszillator 3 zu pulsen und das somit impulsförmige elektrische Signal des Empfangs-Bau­ elements 11 mit Hilfe eines Hochpaßfilters 14, 15 zu filtern, werden störende Gleichlichtanteile völlig unterdrückt und der Einfluß von niederfrequentem Fremd­ licht stark vermindert. Wegen der endlichen Bandbreite des Filters verbleibende bzw. wegen ihrer hohen Frequenz durch das Filter nicht unterdrückbare Wech­ selfremdlichtkomponenten werden schließlich dadurch eliminiert, daß zeitlich nacheinander erscheinende Teile des durch den Verstärker V1 verstärkten Aus­ gangssignals des Hochpaßfilters 14, 15 vermittels der steuerbaren Schalter 17, 18 so in die beiden Kanäle 19, 20 eingespeist werden, daß der eine Kanal 19 ei­ nen die Summe aus Nutz- und Wechselfremdlicht darstellenden Signalanteil ver­ arbeitet, während der andere Kanal 20 Signalanteile erhält, die im wesentlichen nur das Wechselfremdlicht repräsentieren und durch die mit Hilfe des nachfol­ genden Differenzverstärkers 30 durchgeführte Differenzbildung eliminiert werden können.

Um die optimalen Teile des Ausgangssignals des Verstärkers V1 in die Kanäle 19 und 20 einzuspeisen, werden die steuerbaren Schalter 17, 18 mit Impulsen des Oszillators 3 angesteuert, die jedoch durch die Verzögerungsglieder VZ1 bzw. VZ2 gegen die dem Sender 2 zugeführten Impulse so verzögert und in ihrer zeitlichen Länge so bemessen sind, daß, wie in Fig. 3 gezeigt, durch die Aus­ gangsimpulse des Verzögerungsgliedes VZ1 der steuerbare Schalter 17 immer dann geschlossen wird, wenn am Ausgang des Verstärkers V1 der Maximalwert der Nutzlichtimpulse auftritt (bzw. bei einem Näherungssensor auftreten kann), und durch die Ausgangssignale des Verzögerungsgliedes VZ2 der steuerbare Schalter 18 immer dann geschlossen wird, wenn nach einem solchen Nutzlicht­ impuls die Ausgangsspannung des Verstärkers V1 einen Minimalwert durchläuft, der aufgrund eines durch die differenzierende Wirkung des Kondensators 14 be­ dingten Unterschwingers US besonders niedrig ist.

Durch das Verzögerungsglied VZ1 werden somit im wesentlichen die Reaktions­ zeiten der elektrooptischen Sende- und Empfangsbauelemente und die Laufzeit in der Übertragungsstrecke 4 kompensiert, während das Verzögerungsglied VZ2 darüber hinaus noch für eine Verschiebung auf die dem Abfallen des jeweiligen Signalimpulses unmittelbar folgende Zeitspanne sorgt.

Somit werden die Kondensatoren 23, 25 der beiden Tiefpaßfilter 22, 23 bzw. 24, 25 auf die in Fig. 3 gezeigten Gleichspannungswerte TP1 bzw. TP2 aufgeladen, von denen der letztere das bis dahin noch nicht eliminierte Wechselfremdlicht FL und der erstgenannte die Summe aus diesem Wechselfremdlicht und dem Nutz­ licht darstellt.

Der Impedanzwandler 26 sorgt dafür, daß der Tiefpaß 24, 25 trotz des nachfol­ genden Spannungsteilers 27, 28 nicht stärker belastet wird, als der Tiefpaß 22, 23, der unmittelbar und ausschließlich mit dem hochohmigen Eingang des Diffe­ renzverstärkers 30 verbunden ist.

Der Spannungsteiler 27, 28 leitet aus dem Ausgangs-Spannungswert TP2 des Tiefpasses 26, 27 einen Referenzpegel RF ab, der mit TP2 in steuerbarer Weise gekoppelt ist.

Die Steuerung dieser Koppelung erfolgt in der Weise, daß der Referenzpegel RF im Ruhezustand, d. h. also solange kein Gegenstand genügend weit in die Licht­ schranke eingetreten ist (bzw. sich genügend weit an den Lichttaster angenähert hat), auf einem Wert gehalten wird, der deutlich unter dem Gleichspannungswert TP1 des Tiefpasses 22, 23 liegt, wie dies in Fig. 3 in der zweiten Zeile von oben für die drei ersten Signalimpulse von links dargestellt ist.

Tritt dann ein Gegenstand in die Übertragungsstrecke ein, so sinken die Schei­ telwerte der Signalimpulse ab, so daß der Spannungswert TP1 am Kondensator 23 nach einer kurzen Zeitspanne, deren größter Teil in Fig. 3 durch eine Auslas­ sung übersprungen ist, unter den Referenzpegel RF abfällt. In diesem Moment erscheint am Ausgang des Differenzverstärkers 30 und damit auch am Ausgang A der Schaltungsanordnung ein Schaltsignal, das die Schaltungseinheit 32 dazu veranlaßt, die Spannung am Kondensator 25 und damit auch den Referenzpegel RF am +-Eingang des Differenzverstärkers 30 um einen Wert TS für eine Totzeit nach oben zu ziehen, die ausreichend lang ist, um sicherzustellen, daß nach ih­ rem Ende alle Störspannungsspitzen verschwunden sind, die von den ausgelö­ sten Schaltvorgängen erzeugt und in die Schaltungsanordnung eingekoppelt werden. Dabei ist der Wert TS so groß gewählt, daß die eingekoppelten Stör­ spannungen nicht in der Lage sind, den Differenzverstärker 30 zu einem Hin- und Herschalten zu veranlassen. Die Schaltungseinheit 32 legt an den Kondensator 25 nur einen kurzen Impuls an, so daß seine Ladespannung innerhalb einiger Impulsperioden auf den durch das Wechselfremdlicht vorgegebenen Wert TP2 abfallen kann.

Obwohl die Spannung am Kondensator 25 am Ende dieses Zeitraumes auf den Wechselfremdlichtwert TP2 abgesunken ist, bleibt der Referenzpegel auf einem um eine Hysteresespannung HS erhöhten Wert RF', weil das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 30 über den Hysteresewiderstand 31 auf den Strom- Summationspunkt 29 rückgekoppelt wird. Diese erzwungene Hysterese bewirkt, daß die Amplitude der Signalimpulse, die ein Zurückschalten auslösen kann, deutlich größer sein muß als die das Schalten auslösende Amplitude. Somit wird ohne Verlust an Empfindlichkeit ein ansonsten beim langsamen oder nur teil­ weise erfolgenden Abdunkeln der Lichtimpulse durch einen Gegenstand in der Übertragungsstrecke auftretendes Hin- und Herschalten des Schaltsignales ver­ hindert, ohne daß auf Flipflop-Schaltungen zurückgegriffen werden muß. Dies ist mit einem erheblichen Vorteil hinsichtlich der Kosten für die benötigten Bauele­ mente verbunden.

Für einen Näherungssensor bzw. Lichttaster gilt entsprechendes mit umgekehrter Schaltlogik.

In Fig. 4a ist in schematischer Weise ein Schnitt durch einen Teil der Wand 35 eines Lichtschrankengehäuses mit einer Bohrung 36 wiedergegeben, in die ein elektrooptisches Empfangs-Bauelement 38 in herkömmlicher Weise so einge­ setzt ist, daß die halbkugelige Stirnseite 39 des ansonsten zylindrischen Bauele­ mentgehäuses 40 vollständig über die Außenfläche 42 der Wand 35 vorsteht, um die Ausbildung einer Vertiefung zu vermeiden, die eine Ablagerung von Schmutz begünstigen würde.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß in vielen Fällen das Vorstehen des halb­ kugeligen Gehäuseteils über die Wandaußenfläche 42 unerwünscht oder sogar inakzeptabel ist, daß das Empfang-Bauelement durch nicht dargestellte Mittel in seiner axialen Lage positioniert werden muß, um nicht noch weiter nach außen vorzuragen, und daß beim Vergießen der Lichtschranke die Bohrung 36 mit dem Empfangs-Bauelement 38 erst abgedichtet werden muß, weil sonst das dünn­ flüssige Vergußmaterial ausläuft.

Alle diese Nachteile werden durch die in Fig. 4b gezeigte Verwendung eines Ein­ bauadapters 45 vermieden, der aus einem lichtdurchlässigen Kunststoff herge­ stellt ist und eine im wesentlichen zylindrische Form dergestalt besitzt, daß sich in axialer Richtung zwei Abschnitte mit unterschiedlichem Außendurchmesser an­ einander anschließen.

Der Außendurchmesser des in Einbaurichtung hinteren Abschnitts 46 ist dabei so groß gewählt, daß in ihm ein Innenhohlraum 48 ausgebildet sein kann, dessen Maße den Außenabmessungen des Bauelementgehäuses 39, 40 so entspre­ chen, daß das Bauelement durch die an der hinteren Stirnseite 49 des Ein­ bauadapters vorgesehene Zugangsöffnung zum Innenhohlraum 48 bequem ein­ geführt werden kann und im Einbauadapter 45 stabil gehalten wird.

Der Außendurchmesser des vorderen Abschnittes 50 ist demgegenüber deutlich vermindert und entspricht in etwa dem Außendurchmesser des zylindrischen Teils 40 des Bauelementgehäuses.

Im Übergangsbereich zwischen den beiden Abschnitten 46, 50 ist eine sich über den ganzen Umfang des Einbauadapters 45 erstreckende, sich vom kleinen Durchmesser des vorderen Abschnitts 50 ausgehend nach hinten erweiternde, stumpfkegelige Ringfläche 52 vorgesehen, die sich im eingebauten Zustand an der Innenkante der Bohrung 36 abstützt. Auf diese Weise wird das Bauelement ohne weiter Hilfsmittel in seiner axialen Lage exakt positioniert und gleichzeitig die Bohrung 36 für den Vergußvorgang dicht verschlossen.

Wichtig ist, daß die axiale Länge des vorderen Abschnittes 50 des Einbauadap­ ters 45 so gewählt ist, daß im eingebauten Zustand seine vordere, ebene Stirn­ fläche 55 mit der Außenfläche 42 der Wand 35 fluchtet, also keinerlei Teile des Bauelementes oder des Adapters vorstehen. Der Spalt zwischen der Außenwand des vorderen Abschnittes 50 und der Innenwand der Bohrung 36 ist in Fig. 4b der Deutlichkeit halber übertrieben groß dargestellt und ist in der Praxis so klein, daß in ihm keine merkliche Schmutzablagerung erfolgen kann.

Ein wesentlicher Vorteil der in Fig. 4b gezeigten Anordnung besteht darin, daß der Lichteintrittsbereich des Empfangs-Bauelementes 38 so weit nach hinten verlagert ist, daß die Bohrung 36 als Eintrittspupille wirkt und den seitlichen Lichteinfall, der in Fig. 4a durch die Pfeile F dargestellt ist, erheblich einschränkt. Somit wird durch die Verwendung des beschriebenen Einbauadapters 45 zumin­ dest für das Empfangsbauelement die Fremdlichtempfindlichkeit der Licht­ schranke weiter beträchtlich vermindert.

Claims (7)

1. Elektrooptische Sende- und Empfangsvorrichtung (1, 1') zum Erfassen von sich bewe­ genden Gegenständen (7, 7') mit

• - einem elektrooptischen Sende-Bauelement (10), das von einem Oszillator (3,3') zum Aussenden von Lichtimpulsen in eine Übertragungsstrecke (4; 4', 4'') ange­ steuert wird,
• - einem elektrooptischen Empfangs-Bauelement (11), das dazu dient, das Licht aus der Übertragungsstrecke (4; 4', 4''), dessen Intensität durch die zu erfassenden Ge­ genstände (7, 7') moduliert wird, zu empfangen und in ein elektrisches Signal um­ zusetzen, dessen Amplitude der Intensität des empfangenen Lichtes entspricht, und
• - mit einer elektronischen Schaltungsanordnung (8, 8'), die
  • - zwei Verarbeitungskanäle (19, 20), in die vom Ausgangssignal des Empfangs- Bauelements (11) abgeleitetes Signal mit Hilfe von zwei vom Oszillator (3) an­ gesteuerten Schaltern (17, 18) alternierend so eingespeist wird, daß der erste Verarbeitungskanal (19) ein die Intensität von Nutz- und Wechselfremdlicht repräsentierendes Signal und der zweite Verarbeitungskanal (20) ein die Intensität nur des Wechselfremdlichtes repräsentierendes Signal erhält und verarbeitet, sowie
  • - eine zur Eliminierung des Wechselfremdlichtanteils die Differenz zwischen den Ausgangssignalen der beiden Verarbeitungskanäle (19, 20) auswertende Schaltungseinheit (30) umfaßt, die dann, wenn die Intensität des aus der Übertragungsstrecke (4, 4') empfangenen Nutzlichtes aufgrund der durch einen sich bewegenden Gegenstand (7, 7') bewirkten Modulation einen vom Aus­ gangssignal des zweiten der beiden Verarbeitungskanäle (20) abgeleiteten Referenzpegel (RF) durchläuft, ein Schaltsignal erzeugt,
• dadurch gekennzeichnet,
  daß eine Schaltungseinheit (32) vorgesehen ist, durch die der Referenzpegel (RZ) dann, wenn ihn das Ausgangssignal des ersten Verarbeitungskanals (19) aufgrund des Erfassens eines sich bewegenden Gegenstandes (7, 7') in einer ersten Richtung durchlaufen hat, entgegen der Änderungsrichtung des Ausgangssignals des ersten Verarbeitungskanals (19) kurzzeitig um einen vorgebbaren Totzeit- Spannungswert (TS) verschoben wird.

2. Elektrooptische Sende- und Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Schaltungsanordnung (29, 31) vorgesehen ist, durch die der Refe­ renzpegel (RF) dann, wenn ihn das Ausgangssignal des ersten Verarbeitungskanals (19) aufgrund des Erfassens eines sich bewegenden Gegenstandes (7, 7') in einer er­ sten Richtung durchlaufen hat, um einen vorgebbaren Hysterese-Spannungswert (HS), solange entgegen der Änderungsrichtung des Ausgangssignals des ersten Ver­ arbeitungskanals (19) verschoben gehalten wird, bis das Ausgangssignal des ersten Verarbeitungskanals (19) den verschobenen Referenzpegel (RF') wieder in der ent­ gegengesetzten Richtung durchläuft.

3. Elektrooptische Sende- und Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Kanäle (19, 20) ein Tiefpaßfilter (22, 23; 24, 25) enthält.

4. Elektrooptische Sende- und Empfangsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das den Schalter (17) des ersten Kanals (19) schließende Impulssignal den das Sende-Bauelement (10) zur Lichtabgabe ansteuernden Oszillatorimpulsen entspricht, gegen diese aber durch eine Verzögerungsschaltung (VZ1) zur Kompen­ sation von Reaktions- und Laufzeiteffekten beim Senden, Durchlaufen der Übertra­ gungsstrecke (4, 4') und Empfangen der Nutzlichtimpulse so verzögert wird, daß der zugehörige Schalter (17) zum Speichern des Spannungs-Maximalwertes eines die Intensität von Nutz- und Fremdlicht repräsentierenden Signals im Kondensator (23) des folgenden Tiefpaßfilters (22, 23) geschlossen wird.

5. Elektrooptische Sende- und Empfangsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den Schalter (18) des zweiten Kanals (20) schließende Im­ pulssignal den das Sende-Bauelement (10) zur Lichtabgabe ansteuernden Oszillator­ impulsen entspricht, gegen diese aber durch eine Verzögerungsschaltung (VZ2) so verzögert wird, daß der zugehörige Schalter (18) zum Speichern des Spannungs-Mi­ nimalwertes eines nur das Wechselfremdlicht repräsentierenden Signals im Konden­ sator (25) des folgenden Tiefpaßfilters (24, 25) geschlossen wird.

6. Elektrooptische Sende- und Empfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters (22, 23) des er­ sten Kanals (19) dem einen Eingang eines Differenzverstärkers (31) zugeführt wird, an dessen anderen Eingang der vom Ausgangssignal des Tiefpaßfilters (23, 24) des zweiten Kanals (20) abgeleitete Referenzpegel (RF, RF') angelegt wird und der die Erzeugung des Schaltsignals dann auslöst, wenn das Ausgangssignal des Tiefpaß­ filters (22, 23) des ersten Kanals (19) den Referenzpegel (RF) durchläuft.

7. Elektrooptische Sende- und Empfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest für das Empfangs-Bauelement (38) ein Einbauadapter (45) aus lichtdurchlässigem Material vorgesehen ist, der einen an der in Einbaulage hinteren Seite offenen Innenhohlraum (48) aufweist, dessen In­ nenmaße im wesentlichen den Außenmaßen des elektrooptischen Bauelements (38) entsprechen und der an seiner in Einbaulage vorderen Seite eine ebene, geschlos­ sene Stirnfläche (55) besitzt.