DE19917487A1 - Optoelektronische Vorrichtung - Google Patents
Optoelektronische VorrichtungInfo
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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.
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Publications (2)
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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)
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)
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 |
-
1999
- 1999-04-17 DE DE19917487A patent/DE19917487B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
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 |
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