DE19917487A1 - Optoelektronische Vorrichtung - Google Patents

Optoelektronische Vorrichtung

Info

Publication number
DE19917487A1
DE19917487A1 DE19917487A DE19917487A DE19917487A1 DE 19917487 A1 DE19917487 A1 DE 19917487A1 DE 19917487 A DE19917487 A DE 19917487A DE 19917487 A DE19917487 A DE 19917487A DE 19917487 A1 DE19917487 A1 DE 19917487A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optoelectronic device
signal
controller
far
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19917487A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19917487B4 (de
Inventor
Martin Argast
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leuze Electronic GmbH and Co KG
Original Assignee
Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leuze Electronic GmbH and Co KG filed Critical Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority to DE19917487A priority Critical patent/DE19917487B4/de
Publication of DE19917487A1 publication Critical patent/DE19917487A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19917487B4 publication Critical patent/DE19917487B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/46Indirect determination of position data
    • G01S17/48Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/04Systems determining the presence of a target
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung (1) zum Erfassen von Objekten (2) in einem Überwachungsbereich mit einem Sendelichtstrahlen (3) emittierenden Sender (4), einem Empfangslichtstrahlen (5) empfangenden, ein Nahsignal oder Fernsignal abgebenden ortsauflösenden Empfänger (6), und einer Auswerteeinheit (14), in welcher zur Erfassung von Objekten (2) der Quotient des Nah- und Fernsignals gebildet wird. Zur Quotientenbildung wird bei auf konstantem Wert geregelter Summe von Nah- und Fernsignal die Differenz zwischen dem Nah- und Fernsignal gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung stellt der Laser-Distanz-Sensor LDS der Firma Leu­ ze electronic dar. Dieser Sensor erfaßt die Distanz von Objekten in einem Überwachungsbereich nach dem Triangulationsprinzip und arbeitet mit einem als PSD-Element ausgebildeten Empfänger. Entsprechend der Lage des Licht­ flecks der Empfangslichtstrahlen wird an den Enden des PSD-Elements ein bestimmtes Nahsignal und Fernsignal erhalten. Durch Quotientenbildung des Nah- und Fernsignals wird eine Information über die Distanz des Objekts ge­ wonnen, die weitgehend unabhängig von der Reflektivität des Objektes ist.
Nachteilig hierbei ist jedoch, daß der Schaltungsaufwand für die Auswertung der Signale des Empfängers relativ aufwendig ist. Dabei sind insbesondere die Bauelemente, die für die Quotientenbildung benötigt werden, aufwendig und kostenintensiv.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schaltungsaufwand bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zu reduzieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfin­ dung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß werden zur Objekterfassung die am Empfänger anstehenden Nah- und Fernsignale dividiert, wobei die Quotientenbildung derart erfolgt, daß bei auf konstantem Wert geregelter Summe von Nah- und Fernsignal die Diffe­ renz zwischen dem Nah- und Fernsignal gebildet wird.
Dabei wird ausgenutzt, daß bei einer Regelung auf einen konstanten Wert der Summe von Nah- und Fernsignal die Differenz von Nah- und Fernsignal die­ selbe Information enthält wie der Quotient von Nah- und Fernsignal.
Der wesentliche Vorteil dabei besteht darin, daß die Quotientenbildung auf eine Differenzbildung zurückgeführt ist. Anstelle aufwendiger Bauteile zur Quotientenbildung können demzufolge einfache und kostengünstige Bauteile zur Differenzbildung verwendet werden.
Alternativ kann anstelle der Differenz von Nah- und Fernsignal auch das Nah- oder Fernsignal selbst zur Auswertung herangezogen werden.
Besonders vorteilhaft wird der Sender der optoelektronischen Vorrichtung im Pulsbetrieb betrieben. Mittels eines Reglers wird das Summensignal von Nah- und Fernsignal durch Regelung der Sendeleistung des Senders jeweils für jeden Sendelichtimpuls auf einen konstanten Wert geregelt. Dabei ist die Ein­ schwingzeit des Reglers so gewählt, daß der Regelvorgang bereits abgeschlos­ sen ist, bevor die Differenz des Nah- und Fernsignal durch ein Sample & Hold Glied übernommen und zur Auswertung herangezogen wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß der Regelprozeß die Auswertung nicht verfälscht. Diese Regelung läßt sich ohne großen baulichen Aufwand äußerst kostengünstig rea­ lisieren.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung.
Fig. 2: Impulsdiagramme für die Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Fig. 3: Differenz von Nah- und Fernsignal am Ausgang des Empfängers der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Abhängigkeit der Objektdistanz.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung 1 zum Erfassen von Objekten 2 in einem Überwachungsbereich. Die optoelek­ tronische Vorrichtung 1 weist einen Sendelichtstrahlen 3 emittierenden Sender 4 auf, welcher von einer Leuchtdiode oder einem Laser gebildet sein kann. In Abstand neben dem Sender 4 ist ein Empfangslichtstrahlen 5 empfangender Empfänger 6 angeordnet.
Der Empfänger 6 kann prinzipiell zwei Empfangselemente aufweisen, wobei ein Empfangselement das Nahelement und das andere Empfangselement das Fernelement bildet. Die am Ausgang des Nahelements anstehenden Empfangs­ signale bilden die Nahsignale, die am Ausgang des Fernelements anstehenden Empfangsignale bilden die Fernsignale.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Empfänger 6 von einem PSD- Element gebildet. Die Längsachse des PSD-Elements verläuft im wesentlichen senkrecht zu den Strahlachsen der Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5. An einem der längsseitigen Enden wird über eine Zuleitung 7 das Nahsignal abge­ griffen, während über eine zweite Zuleitung 8 am anderen längsseitigen Ende das Fernsignal abgegriffen wird.
Die optoelektronische Vorrichtung 1 arbeitet nach dem Triangulationsprinzip. Aus dem Auftreffort der Empfangslichtstrahlen 5 auf den Empfänger 6 ergibt sich ein bestimmtes Verhältnis des Nah- und Fernsignals, welches ein Maß für die Distanz des Objekts 2 zur optoelektronischen Vorrichtung 1 liefert. Bei großen Objektdistanzen ist das Fernsignal erheblich größer als das Nahsignal, während Dir geringere Objektdistanzen das Verhältnis des Fernsignals zum Nahsignal immer kleiner wird.
Demzufolge ergibt der Quotient von Nah- und Fernsignal ein direktes Maß für die Distanz des Objekts 2. Üblicherweise werden zur Quotientenbildung ko­ stenaufwendige Dividierer eingesetzt. Derartige Bauelemente mit den hierfür notwendigen Schaltungsanordnungen sind nicht nur aufwendig, sondern auch anfällig gegen äußere Störeinflüsse. Analoge Schaltungsanordnungen weisen den Nachteil auf, daß sie äußerst empfindlich gegen Schwankungen der Umge­ bungstemperatur sind. Bei digitalen Schaltungsanordnungen besteht das Pro­ blem, daß sowohl das Nah- als auch das Fernsignal digitalisiert werden muß. Dabei besteht die Schwierigkeit darin, daß die Digitalisierung des Nah- und Fernsignals zeitgleich durchgeführt werden muß.
Um diese Nachteile zu vermeiden wird bei der erfindungsgemäßen optoelek­ tronischen Vorrichtung 1 die Quotientenbildung auf eine Differenzbildung zu­ rückgeführt. Dabei wird die Summe von Nah- und Fernsignal mittels einer Reglereinheit 9 auf einen konstanten Wert geregelt und dann die Differenz von Nah- und Fernsignal gebildet.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, emittiert der Sender 4 Sendelichtstrahlen 3, welche von einem Objekt 2 als Empfangslichtstrahlen 5 zum Empfänger 6 zurückre­ flektiert werden. Entsprechend der Lage des Lichtflecks auf dem von einem PSD-Element gebildeten Empfänger 6 ergibt sich ein bestimmtes Verhältnis des Nah- und Fernsignals an den Ausgängen des PSD-Elements. Das Nah- und Fernsignal wird über jeweils eine der Zuleitungen 7, 8 einem Vorverstärker 10, 11 zugeführt, in welchen das Nah- und Fernsignal verstärkt werden. Die Aus­ gänge der Vorverstärker 10, 11 sind jeweils auf einen Addierer 12 und einen Subtrahierer 13 geführt. Im Addierer 12 wird die Summe des Nah- und Fernsi­ gnals gebildet, während im Subtrahierer 13 die Differenz von Nah- und Fernsi­ gnal gebildet wird.
Das auf diese Weise gebildete Differenzsignal wird direkt in eine Auswerteein­ heit 14 eingelesen, welche von einem Microcontroller oder dergleichen gebil­ det ist. Das Summensignal wird dagegen über die Reglereinheit 9 der Auswer­ teeinheit 14 zugeführt.
Die Auswerteeinheit 14 weist einen Schaltausgang 15 zur Ausgabe eines Schaltsignals auf. Zudem weist die Auswerteeinheit 14 einen Parametrierein­ gang 16 auf.
Die Reglereinheit 9 weist einen Subtrahierer 17 auf, in welchem die Summe des Nah- und Fernsignals mit einer Referenzspannung Uref verglichen wird. Die Referenzspannung Uref steht am Ausgang eines Bandpaßfilters 18 an, welcher an den Ausgang eines Taktgebers 19 angeschlossen ist.
Der Taktgeber 19 weist einen Oszillator auf, über welchen der Sender 4 im Pulsbetrieb betrieben wird. Dadurch sendet der Sender 4 periodisch Sendelicht­ impulse mit einem vorgegebenen Puls-Pausenverhältnis aus.
Dem Subtrahierer 17 der Reglereinheit 9 ist ein Regler 20 nachgeordnet, mit welchem die Summe des Nah- und Fernsignals auf einen konstanten Wert ge­ regelt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Regler 20 von einem I-Regler gebildet, mit welchem die Sendeleistung des Senders 4 regelbar ist. Am Ausgang des Reglers 20 ist eine Zuleitung zu einem Komparator 21 mit einem nachfolgenden Bereichs-Endausgang 22 geführt, der an einen Eingang der Auswerteeinheit 14 angeschlossen ist.
Auf die Zuleitung am Ausgang des Reglers 20 ist ein erster Schalter 23 geführt. Dieser Schalter 23 wird vom Taktgeber 19 gesteuert. Dabei ist der Schalter 23 über eine Zuleitung mit dem Sender 4 verbunden. Über diese Zuleitung wird mittels des Reglers 20 die Sendeleistung des Senders 4 geregelt.
An den Eingang des Reglers 20 ist ein zweiter Schalter 24 angeschlossen. Die­ ser Schalter 24 ist über Zuleitungen mit dem Subtrahierer 17 und dem Taktge­ ber 19 verbunden, wobei der Schalter 24 über den Taktgeber 19 gesteuert wird.
Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 wird im folgen­ den anhand der Diagramme in Fig. 2 erläutert. Wie aus dem oberen Dia­ gramm in Fig. 2 ersichtlich ist, werden durch die Ansteuerung des Senders 4 mit dem Taktgeber 19 vom Sender 4 periodisch Sendelichtimpulse emittiert, wobei die Pulsdauer eines Sendelichtimpulses jeweils gleich dem Zeitintervall t4-t1 ist.
Während der Dauer eines Sendelichtimpulses wird jeweils mittels des Reglers 20 die Sendeleistung des Sender 4 geregelt, so daß die Summe des Nah- und Fernsignals einen vorgegebenen konstanten Wert einnimmt. Dieser Wert ist durch die Referenzspannung Uref definiert. Somit bildet die Differenz zwischen dem Summensignal und der Referenzspannung Uref, welche im Subtrahierer 17 gebildet wird, die Regelgröße für den Regler 20, welche an dessen Eingang anliegt.
Die Referenzspannung Uref wird dabei über den Taktgeber 19 synchron zu dem Sendetakt der Sendelichtimpulse generiert. Wie in Fig. 2 dargestellt steigt der Wert der Referenzspannung Uref vom Wert null mit einer vorgegebenen An­ stiegszeit kontinuierlich auf einen Maximalwert an.
Die Anstiegszeit der Referenzspannung Uref ist dabei durch die Filtercharakte­ ristik des Bandpaßfilters 18 bestimmt. Dabei weist das Bandpaßfilter 18 einen gleichartigen Schaltungsaufbau wie die dem Empfänger 6 nachgeordneten Vorverstärker 10, 11 auf. Somit wird für die Impulsform der Referenzspannung Uref im wesentlichen derselbe Signalverlauf erhalten, wie an den Ausgängen der Vorverstärker 10, 11 beim Empfang eines Empfangslichtimpulses. Der Vorteil hierbei liegt darin, daß dadurch der Verlauf der Referenzspannung Uref an den Verlauf des Summensignals am Ausgang des Addierers bestmöglichst angepaßt wird. Insbesondere ist die Anstiegszeit der Referenzspannung Uref an die Anstiegszeit des Nah- und Fernsignals am Ausgang des Empfängers 6 an­ gepaßt. Dadurch wird erreicht, daß während des Regelvorgangs im Regler 20 Überschwinger weitgehend vermieden werden.
Die Regelung durch den Regler 20 erfolgt jeweils nur während der Emission eines Sendelichtimpulses. Hierzu wird der Regler 20 im Sendetakt der Sende­ lichtimpulse periodisch aktiviert. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, erfolgt die Aktivierung des Reglers 20 jeweils zeitlich versetzt zum Beginn eines Sende­ lichtimpulses. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Regler 20 um ein Zeitintervall t2-t1 verzögert zum Beginn eines Sendelichtimpulses aktiviert.
Das Abschalten des Reglers 20 fällt dabei jeweils zeitlich mit dem Ende eines Sendelichtimpulses zusammen.
Die Beschaltung des Reglers 20 erfolgt dabei über die beiden Schalter 23, 24. Durch Schließen des ersten Schalters 23 wird der Ausgang des Reglers 20 mit dem Sender 4 verbunden, wodurch ein Sendelichtimpuls emittiert wird. Die Sendetaktvorgabe erfolgt dabei über den Taktgeber 19.
Um das Zeitintervall t2-t1 versetzt wird über den Taktgeber 19 der zweite Schalter 24 am Eingang des Reglers 20 geschlossen wodurch der Regler 20 aktiviert wird. Der zeitlich Verlauf der Aktivierung des Reglers 20 ist im zweiten Diagramm in Fig. 2 dargestellt.
Der Regelungsvorgang des Reglers 20 ist in den beiden unteren Diagrammen in Fig. 2 dargestellt. Während der Dauer des ersten Sendelichtimpulses im Zei­ tintervall zwischen t1 und t4 folgt der Verlauf des Summensignals, das heißt der Summe von Nah- und Fernsignal, exakt dem Verlauf der Referenzspannung Uref. Dieser Fall tritt im eingeschwungenen Zustand ein, wenn beispielsweise über eine längere Zeit mit den Sendelichtimpulsen jeweils dasselbe Objekt 2 in gleicher Distanz erfaßt wird. Der Sender 4 ist in diesem Fall bereits eingeregelt, so daß eine Nachregelung des Summensignals durch den Regler 20 kaum noch nötig ist.
Während des zweiten Sendelichtimpulses im Zeitintervall zwischen T+t1 und T+t4 hat sich beispielsweise die Distanz des Objekts 2 plötzlich erhöht, so daß nur noch eine geringere Lichtmenge auf den Empfänger 6 trifft. Ohne Regelung des Reglers 20 würde sich dann der gestrichelt dargestellte Signalverlauf des Summensignals ergeben. Infolge der Regelung des Reglers 20 wird jedoch die Sendeleistung des Senders 4 erhöht, so daß das Summensignal auf den Wert der Referenzspannung Uref eingeregelt wird. Da das Bandpaßfilter 18 einen gleichartigen Aufbau wie die Vorverstärker 10, 11 aufweist, entstehen während der Regelung im Zeitintervall zwischen T+t2 und T+t3 kaum Überschwinger, so daß sich das Summensignal nahezu kontinuierlich dem durch die Referenz­ spannung Uref vorgegebenen Maximalwert nähert. Dabei ist der Regelvorgang zum Zeitpunkt T+t3 bereits abgeschlossen.
In der Auswerteeinheit (14) ist ein nicht dargestelltes Sample & Hold Glied vorgesehen, welches von Sample-Impulsen, die im Taktgeber (19) generiert werden, angesteuert wird. Diese Folge von Sample-Impulsen ist im dritten Diagramm in Fig. 2 dargestellt. Der Anfang der Sample-Impulse ist jeweils um ein Zeitintervall t3-t1 gegenüber dem Beginn eines Sendelichtimpulses ver­ zögert. Das Ende eines Sample-Impulses fällt jeweils mit dem Ende des ent­ sprechenden Sendelichtimpulses zusammen.
Während der Dauer eines Sample-Impulses wird mittels des Sample & Hold Glieds jeweils die Differenz zwischen Nah- und Fernsignal am Ausgang des Subtrahierers 13 in der Auswerteeinheit 14 festgehalten und zur Quotientenbil­ dung in der Auswerteeinheit 14 herangezogen. Hierzu wird die Quotientenbil­ dung in der Auswerteeinheit 14 durch eine Differenzbildung ersetzt, in dem die Differenz von Nah- und Fernsignal am Ausgang des Subtrahierers 17 auf die auf den konstanten Wert der Referenzspannung Uref geregelte Summe des Nah- und Fernsignals bezogen wird. Da dieses Summensignal auf den konstanten Wert von Uref geregelt ist braucht dabei in der Auswerteeinheit 14 keine Divi­ sion mehr durchgeführt werden, so daß die Differenz von Nah- und Fernsignal bereits dem Quotienten des Nah- und Fernsignals entspricht.
Die zeitliche Folge der Sample-Impulse ist dabei so gewählt, daß deren zeitli­ che Verzögerung t3-t2 Zür Aktivierung des Reglers 20 so groß ist, daß der Re­ gelvorgang des Reglers 20 bereits abgeschlossen ist, wenn ein Sample-Impuls ansteht. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß durch den Regelprozeß des Reglers 20 das Differenzsignal am Ausgang des Subtrahierers 17 nicht ver­ fälscht wird.
Das Differenzsignal liefert somit ein genaues Maß für die Distanz des Objekts 2 zur optoelektronischen Vorrichtung 1. Der typische Signalverlauf des Diffe­ renzsignals in Abhängigkeit der Objektdistanz ist in Fig. 3 dargestellt.
Zur Objekterfassung wird dieses Differenzsignal in der Auswerteeinheit 14 mit einem Schwellwert 5 bewertet. Dadurch wird ein binäres Schaltsignal gene­ riert, welches über den Schaltausgang 15 ausgebbar ist. Dabei ist der Schwell­ wert S so gewählt, daß für große Objektdistanzen das Schaltsignal den Schalt­ zustand "aus" einnimmt, während für kleine Objektdistanzen der Schaltzustand "ein" eingenommen wird, was einer Objektdetektion entspricht. Dadurch wird erreicht, daß von in großer Distanz angeordneten Hintergrundobjekten keine Fehldetektionen ausgelöst werden. Vielmehr werden Objekte 2 nur bis zu einer Maximaldistanz zur optoelektronischen Vorrichtung 1 erfaßt, welche durch die Höhe des Schwellwerts S vorgebbar ist.
Wie in Fig. 3 dargestellt, läßt sich bei der optoelektronischen Vorrichtung 1 zudem der nutzbare Tastweitenbereich im Intervall zwischen d1 und d2 begren­ zen.
Hierzu ist dem Regler 20 der Komparator 21 mit dem Bereichs-Endausgang 22 nachgeordnet. Im Komparator 21 wird das Ausgangssignal des Reglers 20 mit einem Schwellwert S1 bewertet.
Solange der Regler 20 in seinem Aussteuerbereich arbeitet, kann mittels des Reglers 20 das Summensignal auf den Wert von Uref eingeregelt werden. Der Schwellwert S1 im Komparator ist so gewählt, daß bei innerhalb des Aussteu­ erbereichs arbeitendem Regler 20 dessen Ausgangssignal unterhalb des Schwellwerts S1 des Komparators 21 liegt. Bei sehr großen Objektdistanzen oder bei schwach reflektierenden Objekten 2 werden die Amplituden des Nah- und Fernsignals jedoch so klein, daß der Regler 20 außerhalb des Aussteuerbe­ reichs arbeitet und eine Einregelung des Summensignals auf Uref nicht mehr möglich ist. Dies entspricht in Fig. 3 dem Bereich von Objektdistanzen größer als d2. In diesem Fall liegt das Ausgangssignal oberhalb des Schwellwerts S1 des Komparators 21, so daß der Bereichs-Endausgang 22 aktiviert wird. Vor­ zugsweise wird dadurch eine Stör- oder Warnmeldung generiert oder der Schaltausgang der Vorrichtung 1 deaktiviert. Dasselbe gilt für kleine Objektdi­ stanzen oder bei sehr stark reflektierenden Objekten 2. Dieser Fall entspricht in Fig. 3 dem Bereich für Objektdistanzen kleiner als d1. Auch in diesem Be­ reich arbeitet der Regler 20 außerhalb des Aussteuerbereichs, so daß das Aus­ gangssignal des Reglers 20 oberhalb des Schwellwerts S1 des Komparators 21 liegt.

Claims (19)

1. Optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem Sendelichtstrahlen emittierenden Sen­ der, einem Empfangslichtstrahlen empfangenden, ein Nahsignal und Fernsignal abgebenden ortsauflösenden Empfänger, und einer Auswerte­ einheit, in welcher zur Erfassung von Objekten der Quotient des Nah- und Fernsignals gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Quoti­ entenbildung die Differenz zwischen dem Nah- und Fernsignal oder das Nah- oder Fernsignal auf die auf konstanten Wert geregelte Summe von Nah- und Fernsignal bezogen wird.
2. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Empfänger (6) ein Nahelement, an dessen Ausgang das Nah­ signal ansteht, und ein Fernelement, an dessen Ausgang das Fernsignal ansteht aufweist.
3. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Empfänger (6) von einem PSD-Element gebildet ist, wobei von einem Ende des PSD-Elements das Nahsignal und vom gegenüber­ liegenden Ende das Fernsignal abgegriffen wird.
4. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe des Nah- und Fernsignals mittels eines Reglers (20) durch Regelung der Sendeleistung des Senders (4) auf den Wert einer Referenzspannung Uref geregelt wird.
5. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Regler (20) von einem I-Regler gebildet ist.
6. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (4) im Pulsbetrieb betrieben wird, wobei der Sendetakt der Sendelichtimpulse durch einen Taktgeber (19) vorge­ geben ist, und daß synchron zu den Sendelichtimpulsen die Referenz­ spannung Uref kontinuierlich vom Wert Null auf einen Maximalwert er­ höht wird.
7. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anstiegszeit der Referenzspannung Uref an die Anstiegszeit der vorverstärkten Empfangssignalpulse des Nah- und Fernsignals ange­ paßt ist.
8. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Referenzspannung Uref am Ausgang eines an den Taktgeber (19) angeschlossenen Bandpaßfilters (18) ansteht und einem Subtrahierer (17) zugeführt wird, in welchem die Referenzspan­ nung Uref mit der Summe des Nah- und Fernsignals verglichen wird.
9. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Nah- und Fernsignal jeweils auf einen Vorverstärker (10, 11) geführt ist, wobei die Vorverstärker (10, 11) und das Bandpaßfilter (18) von gleichartigen Schaltungen gebildet sind.
10. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (20) im Sendetakt der Sendelichtimpulse aktiviert wird, wobei die Aktivierung des Reglers (20) bezüglich des Be­ ginns eines Sendelichtimpulses um ein Zeitintervall t2-t1 verzögert erfolgt und die Deaktivierung des Reglers (20) mit dem Ende eines Sendelicht­ impulses zusammenfällt.
11. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß ein erster Schalter (23) an eine Zuleitung am Ausgang des Reg­ lers (20) angeschlossen ist, welche über einen Komparator (21) und einen Bereichs-Endausgang (22) auf die Auswerteeinheit (14) geführt ist.
12. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang des Reglers (20) ein zweiter Schalter (24) angeschlossen ist, welcher über Zuleitungen an den Taktge­ ber (19) und den Subtrahierer (17) angeschlossen ist.
13. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch Schließen des ersten Schalters (23) im Sendetakt der Sendelichtimpulse der Ausgang des Reglers (20) mit dem Sender (4) verbunden ist.
14. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, da­ durch gekennzeichnet, daß durch Schließen des zweiten Schalters (24) der Regler (20) aktiviert wird.
15. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-14, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinheit (14) ein Sample & Hold Glied vorgesehen ist, welches durch im Taktgeber (19) generierte Sample-Impulse angesteuert wird, wobei der Anfang der Sample-Impulse jeweils um ein Zeitintervall t3-t1 gegenüber dem Beginn eines Sendelicht­ impulses verzögert ist und das Ende eines Sample-Impulses mit dem je­ weiligen Ende eines Sendelichtimpulses zusammenfällt, und daß wäh­ rend der Dauer eines Sample-Impulses jeweils die Differenz am Ausgang des Subtrahierers (13) festgehalten wird und zur Quotientenbildung her­ angezogen wird.
16. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß das Zeitintervall t3-t1 größer ist als das Zeitintervall t2-t1, wobei die Zeitdifferenz t3-t2 größer ist als die Einschwingzeit des Reglers (20).
17. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) einen Schaltausgang (15) aufweist.
18. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß der Quotient des Nah- und Fernsignals mit einem Schwellwert S bewertet wird, und daß das dadurch generierte binäre Schaltsignal über den Schaltausgang (15) ausgegeben wird.
19. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-18, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (14) einen Parame­ triereingang (16) aufweist.
DE19917487A 1998-04-22 1999-04-17 Optoelektronische Vorrichtung Expired - Fee Related DE19917487B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19917487A DE19917487B4 (de) 1998-04-22 1999-04-17 Optoelektronische Vorrichtung

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19817888.3 1998-04-22
DE19817888 1998-04-22
DE19917487A DE19917487B4 (de) 1998-04-22 1999-04-17 Optoelektronische Vorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19917487A1 true DE19917487A1 (de) 1999-11-11
DE19917487B4 DE19917487B4 (de) 2006-08-03

Family

ID=7865383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19917487A Expired - Fee Related DE19917487B4 (de) 1998-04-22 1999-04-17 Optoelektronische Vorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19917487B4 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2810743A1 (fr) * 2000-06-26 2001-12-28 Schneider Electric Ind Sa Cellule photoelectrique
DE10130227A1 (de) * 2000-06-29 2002-04-25 Leuze Electronic Gmbh & Co Optischer Sensor
EP1237011A1 (de) * 2001-03-02 2002-09-04 Datasensor S.p.A. Optoelektronische Entfernungsmessvorrichtung
DE10308148B4 (de) * 2002-03-08 2005-11-24 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optoelektronische Vorrichtung
DE102004031024A1 (de) * 2004-06-26 2006-01-12 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Optischer Sensor
EP1816488A1 (de) * 2006-02-07 2007-08-08 Leuze electronic GmbH + Co. KG Optoelektronische Vorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
DE202007004025U1 (de) * 2007-03-20 2008-07-31 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optoelektronische Vorrichtung
DE102013208664A1 (de) * 2012-12-12 2014-06-12 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Triangulations-Lichttasters
EP3572768A1 (de) * 2018-05-22 2019-11-27 Leuze electronic GmbH + Co. KG Optischer sensor und verfahren zum betrieb eines optischen sensors

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4312186C2 (de) * 1993-04-14 1995-04-06 Sick Optik Elektronik Erwin Verfahren und Vorrichtungen zur Feststellung von in einem Überwachungsbereich vorhandenen Gegenständen und/oder zur Feststellung deren Position

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1211522A1 (de) * 2000-06-26 2002-06-05 Schneider Electric Industries SA Photoelektrische Zelle
US6727488B2 (en) 2000-06-26 2004-04-27 Schneider Electric Industries Sa Photoreceptor circuit switchable between operating modes
FR2810743A1 (fr) * 2000-06-26 2001-12-28 Schneider Electric Ind Sa Cellule photoelectrique
DE10130227B4 (de) * 2000-06-29 2006-03-23 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optischer Sensor
DE10130227A1 (de) * 2000-06-29 2002-04-25 Leuze Electronic Gmbh & Co Optischer Sensor
EP1237011A1 (de) * 2001-03-02 2002-09-04 Datasensor S.p.A. Optoelektronische Entfernungsmessvorrichtung
DE10308148B4 (de) * 2002-03-08 2005-11-24 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optoelektronische Vorrichtung
DE102004031024A1 (de) * 2004-06-26 2006-01-12 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Optischer Sensor
DE102004031024B4 (de) * 2004-06-26 2006-09-07 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Optischer Sensor
DE102004031024C5 (de) * 2004-06-26 2011-04-28 Leuze Lumiflex Gmbh + Co. Kg Optischer Sensor
EP1816488A1 (de) * 2006-02-07 2007-08-08 Leuze electronic GmbH + Co. KG Optoelektronische Vorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
DE202007004025U1 (de) * 2007-03-20 2008-07-31 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optoelektronische Vorrichtung
DE102013208664A1 (de) * 2012-12-12 2014-06-12 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Triangulations-Lichttasters
DE102013208664C5 (de) 2012-12-12 2019-07-18 Ifm Electronic Gmbh Verfahren zum Betreiben eines Triangulations-Lichttasters
EP3572768A1 (de) * 2018-05-22 2019-11-27 Leuze electronic GmbH + Co. KG Optischer sensor und verfahren zum betrieb eines optischen sensors

Also Published As

Publication number Publication date
DE19917487B4 (de) 2006-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0503040B1 (de) Optische sensoranordnung und verfahren zu deren betrieb
EP1936400B1 (de) Laserscanner
EP2189814B1 (de) Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Messung von Entfernungen nach dem Lichtlaufzeitprinzip
EP1423731B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufnahme eines dreidimensionalen abstandsbildes
EP2189805B1 (de) Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Messung von Entfernungen nach dem Lichtlaufzeitprinzip
EP2189804B1 (de) Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Messung von Entfernungen nach dem Lichtlaufzeitprinzip
EP0057447A1 (de) Entfernungsmessgerät nach dem Prinzip der Laufzeitmessung eines Messlichtimpulses
DE3219423A1 (de) Entfernungsmessverfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung
DE3210237A1 (de) Laser-entfernungsmesser
DE4312186C2 (de) Verfahren und Vorrichtungen zur Feststellung von in einem Überwachungsbereich vorhandenen Gegenständen und/oder zur Feststellung deren Position
DE4221113C1 (de) Komparatorschaltung zur Auslösung eines Schaltvorganges beim Durchgang eines veränderlichen Meßsignals durch eine Schaltschwelle
DE2206504A1 (de) Bereichsbegrenzungs-System für ein mit zwei Frequenzen arbeitendes Dauerstrich-Radarsystem
WO2007054422A2 (de) Verfahren zur umfelderfassung
AT403975B (de) Annäherungsschalter sowie steuerschaltungsanordnung hierfür
EP1174733B1 (de) Optischer Sensor
DE19917487A1 (de) Optoelektronische Vorrichtung
DE2301945C2 (de) Empfänger für impulsförmige Lichtsignale
DE1803350A1 (de) Radarsystem zur Erfassung bewegter Ziele bei Unterdrueckung der Festziele
DE3605885C2 (de)
DE2157815C3 (de) Gerät zur Erzeugung eines Lichtvorhanges
DE10018948B4 (de) Optoelektronische Vorrichtung
EP0039799B1 (de) Vorrichtung zum Erfassen von Bewegungen
DE2754420A1 (de) Ballistische messanordnung
DE1591117C1 (de) Einrichtung zur Durchfuehrung eines Impuls-Radarverfahrens mit Empfang nach der Sampling-Methode
EP2490045A1 (de) Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung von Objekten

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee