-
Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Entfernungsmessende Lichttaster verwenden ein Abstandsmessverfahren, bei dem die Zeitdifferenz zwischen einem optischen Ausgabesignal und dessen empfangener Antwort ausgewertet wird. Das Antwortsignal wird durch die Wegstrecke zwischen der aussendenden Strahlungs- oder Lichtquelle, dem zu vermessenden Objekt und dem Empfänger verzögert. Diese Lichtlaufzeit (TOF, Time of Flight) wird bestimmt und über die Lichtgeschwindigkeit in einen Abstand umgerechnet. Dabei können zwei Messprinzipien unterschieden werden. Bei einem Phasenmessverfahren wird das Ausgabesignal harmonisch moduliert und die Abstandsinformation über eine aufgrund der Wegstrecke entstehende Phasenverschiebung von Ausgabesignal und Antwortsignal gewonnen. In einem Pulsmessverfahren wird die Zeitdifferenz zwischen Aussendezeitpunkt und Empfangszeitpunkt direkt ausgewertet, beispielsweise durch Verwendung von kurzen Lichtpulsen im Nanosekundenbereich als Lichtsignal. Es ist auch bekannt, in einem Pulsmittelungsverfahren eine Vielzahl von Pulsmessungen statistisch auszuwerten, wie dies beispielsweise in der
DE 10 2007 013 714 A1 beschrieben wird.
-
Optoelektronische Entfernungsmessung kann beispielsweise in der Fahrzeugsicherheit, der Logistik- oder Fabrikautomatisierung oder der Sicherheitstechnik benötigt werden. Insbesondere kann ein Entfernungsmesser, der auf einem reflektierten Lichtstrahl basiert, auf eine Entfernungsänderung des Reflektors oder des reflektierenden oder remittierenden Ziels reagieren. Eine besondere Anwendung ist eine Reflexionslichtschranke, bei welcher der Abstand zwischen Lichtsender und Reflektor überwacht wird. Das Lichtlaufzeitverfahren ist auch das Prinzip, nach dem entfernungsmessende Laserscanner arbeiten, deren Fahrstrahl eine Linie oder sogar eine Fläche ausmisst.
-
Maßgeblich für eine genaue Bestimmung der Lichtlaufzeit ist das tatsächliche optische Ausgabesignal, das gegenüber dem elektronischen Ansteuerungssignal an die Lichtquelle verzögert ist. Die Verzögerung kann auswertungsseitig durch eine anfängliche Kalibration berücksichtigt werden. Entsteht aber zwischen dem elektrischen und dem optischen Ausgabesignal eine zeitliche Drift, beispielsweise durch Temperaturveränderung, Signalstärkenvariationen oder Alterung, wird die eigentliche Messung verfälscht. Prinzipiell kann versucht werden, die Drift etwa durch eine Temperaturstabilisierung zu eliminieren, aber das ist sehr aufwändig.
-
Um die Messfehler aufgrund von Drift zu kompensieren, verwenden manche Lichttaster eine interne optische Referenzmessung. Dabei wird ein Teil des optischen Ausgangssignals oder temporär das vollständige Ausgangssignal auf einen Referenzempfänger oder auf den zugleich als Referenzempfänger fungierenden eigentlichen Messlichtempfänger gelenkt.
-
Eine bekannte Anordnung für eine temporäre vollständige Auskopplung ist in der
DE 10 2006 043 977 A1 offenbart. In einer Ausführungsform einer optoelektronischen Sensoreinheit zur Distanzmessung wird ein Membranspiegel dafür genutzt, in einer gekrümmten Stellung das Sendelicht in einen Lichtleiter zu bündeln und so für eine Referenzmessung optisch kurzzuschließen und in einer entspannten Stellung das Sendelicht in den Detektionsbereich zu reflektieren. Demnach sind Referenzmessung und eigentliche Messung nur sequentiell möglich.
-
Bei der Teilauskopplung eines optischen Referenzsignals wird in einer bekannten Variante mit Hilfe eines optischen Plättchens aus einem transparenten Material einer optischen Dichte größer Eins, durch dessen beide Grenzflächen der optische Strahl geführt wird und das als teildurchlässiger Spiegel wirkt, ein Anteil des Sendelichts reflektiert und so ausgekoppelt, während der verbleibende Anteil das Plättchen passiert und so für die Messung eingesetzt werden kann. Das optische Signal wird dabei möglichst komplett auf das Plättchen gelenkt. Um optische Interferenzen zu unterdrücken, kann eine Seite des Plättchens mit einer Antireflexschicht versehen werden. Eine Antireflexschicht hoher Güte verursacht hohe Kosten, und dennoch kann die Reflexion nie vollständig unterdrückt werden.
-
Alternativ wird ein kleiner räumlicher Anteil des optischen Signals komplett abgelenkt und der nicht abgelenkte Teil zur Messung verwendet, beispielsweise mit Hilfe eines optischen Lichtwellenleiters beziehungsweise einer Faser. Diese räumliche Teilauskopplung ist empfindlich gegenüber mechanischen Veränderungen durch Schock oder temperaturbedingte Ausdehnung und kann dadurch zu Fehlern führen. Außerdem wird die Qualität des für die Messung verbleibenden Lichtstrahls durch Verzerrung der Wellenfronten verschlechtert.
-
Die
DE 100 27 239 A1 beschreibt ein derartiges Verfahren zur Abstandsmessung. Dabei werden dem Empfänger einerseits die an Objekten reflektierten Lichtsignale und andererseits als Referenz unmittelbar die von dem Sender ausgesandten Lichtsignale zugeführt. Dafür ist ein Lichtleiter oder ein direkter Durchbruch vorgesehen, durch den das Sendelicht zum Empfänger gelangen kann. Dabei werden die soeben genannten Nachteile der fehlenden Robustheit gegenüber mechanischen Belastungen und der verzerrten Wellenfronten nicht diskutiert und folglich auch nicht behoben.
-
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Messgenauigkeit eines optoelektronischen Sensors zu erhöhen.
-
Diese Aufgabe wird durch einen optoelektronischen Sensor zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich nach Anspruch 1 gelöst. Dabei geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, dass ein planparalleles optisches Element wie ein Etalon wirkt und daher unerwünschte interne Interferenzen erzeugt, welche das Messsignal oder eine mögliche Referenzmessung verfälschen. Deshalb wird ein im Strahlengang vorgesehenes optische Element gezielt so gestaltet, dass solche Interferenzen unterdrückt sind. Dazu wird ein optisches Element mit einer ersten Grenzfläche und einer zweiten Grenzfläche verwendet, bei dem diese Grenzflächen zumindest lokal nicht zueinander parallel sind.
-
Sofern die Grenzflächen perfekte Flächen sind, gibt es keine lokal unterschiedlichen Stellungen, solche Grenzflächen stehen somit entweder insgesamt parallel oder nicht parallel zueinander. Bei Unebenheiten oder anderen Abweichungen von einer perfekten Fläche können sich die Stellungen der Grenzflächen zueinander aber lokal unterscheiden. Die Bedingung, dass die Grenzflächen nicht parallel zueinander stehen, wird daher zunächst nur lokal gefordert, wobei insgesamt nicht parallele Grenzflächen diese Bedingung natürlich erst recht erfüllen. Bereiche, die der Sende- oder Empfangslichtfleck auch nach internen Reflexionen nicht trifft, sind für die Funktion des optischen Elements irrelevant und können praktisch beliebig geformt und orientiert sein.
-
Die Erfindung hat den Vorteil, dass auf einfache und kostengünstige Weise ein stabiles optisches Signal erzeugt wird. Dadurch wird das Messverhalten des Sensors verbessert und beispielsweise gegenüber Driften der Lichtquelle zuverlässig stabilisiert. Eine aufwändige Antireflexbeschichtung ist nicht mehr notwendig, auch wenn sie zusätzlich unterstützend angebracht werden kann.
-
Der Sensor weist bevorzugt einen Referenzlichtempfänger für eine Referenzmessung des Sendelichts auf, wobei das optische Element ein Teilauskopplungselement im Strahlengang des Sendelichts ist, um einen Teil des Sendelichts auszukoppeln und als Referenzlicht dem Referenzlichtempfänger zuzuführen. Dadurch wird die Referenzmessung stabilisiert und kann verlässlich zum Herausrechnen von Driften verwendet werden. Der Reflexionsgrad des Teilauskopplungselements bleibt wegen der besonderen Gestaltung der ersten und zweiten Grenzfläche über einen gewissen Spektralbereich konstant, beziehungsweise es werden keine verfälschenden Echopulse erzeugt.
-
Das Teilauskopplungselement ist bevorzugt als teildurchlässiger Spiegel ausgebildet. Dann wird ein Teil des Sendelichts als Referenzlicht reflektiert und der übrige Teil des Sendelichts als Detektionslicht transmittiert. Prinzipiell ist auch eine umgekehrte Anordnung mit vertauschten Rollen denkbar, bei dem der reflektierte Anteil als Detektionslicht und der transmittierte Anteil als Referenzlicht genutzt wird.
-
Das Teilauskopplungselement weist bevorzugt eine Keilform auf. Somit schließen die erste Grenzfläche und die zweite Grenzfläche einen Keilwinkel ein. Dieser Keilwinkel ist vorzugsweise spitz und kann sehr klein sein, da es nicht auf eine eigene optische Wirkung des Keils ankommt, sondern nur darauf, eine Wirkung als Etalon mit internen Interferenzen zu unterdrücken. Durch die Keilform ist eine einfache, replizierbare geometrische Ausgestaltung des Teilauskopplungselements angegeben, welche den gewünschten Effekt verlässlich erzielt.
-
Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, anhand des Signals des Referenzlichtempfängers eine Referenzmessung durchzuführen. Aufgrund des eingesetzten Teilauskopplungselements ist das Referenzsignal zuverlässig verfügbar, ohne die Messung negativ zu beeinflussen. Somit können Driften des Lichtsenders und der zugehörigen Schaltungen und Leitungen kompensiert werden.
-
Der Sensor ist vorzugsweise ein entfernungsmessender Lichttaster nach dem Lichtlaufzeitprinzip, dessen Auswertungseinheit dafür ausgebildet ist, einen Objektabstand aus einer Lichtlaufzeit zwischen Aussenden des Sendelichts und Empfang des reflektierten Sendelichts zu bestimmen. Eine Referenzmessung kann auch bei anderen optoelektronischen Sensoren nützlich sein, jedoch ist ein präziser Bezugszeitpunkt für die Lichtlaufzeitbestimmung besonders wichtig. Die Lichtlaufzeit kann mit jedem bekannten Verfahren gemessen werden, also insbesondere mit einem Phasenmessverfahren, einem Pulsmessverfahren oder einem Pulsmittelungsverfahren.
-
Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, die Lichtlaufzeit anhand der Referenzmessung zu korrigieren. Der Referenzlichtpfad ist bekannt, so dass zeitliche Verschiebungen aufgrund von Driften erfasst und kompensiert werden können. Es ist bei einem Pulsmittelungsverfahren auch denkbar, dass ein Sensor das gesamte Empfangssignal digital aufzeichnet und die optische Referenz diesem Empfangssignal überlagert. Wenn dann anhand der Lage der Maxima des von einem Objekt erzeugten Empfangspulses und der optischen Referenz eine Lichtlaufzeit bestimmt wird, sind Driften automatisch berücksichtigt.
-
Das Teilauskopplungselement weist vorzugsweise eine Reflexbeschichtung der ersten Grenzfläche, eine optische Dämpfung in einem Trägermaterial des Teilauskopplungselements und/oder eine Antireflexbeschichtung der zweiten Grenzfläche auf. Damit wird die Teilauskopplung für das Referenzsignal verstärkt beziehungsweise es werden interne Interferenzen noch weiter unterdrückt. Die Beschichtungen können von vergleichsweise minderer Qualität bleiben, weil damit der Effekt der besonderen Geometrie des Teilauskopplungselements nicht ersetzt, sondern nur noch unterstützt wird.
-
Das Teilauskopplungselement ist bevorzugt derart zu dem Lichtsender angeordnet, dass das Sendelicht zuerst auf die erste Grenzfläche und anschließend auf die zweite Grenzfläche trifft. In dieser Orientierung wird die Teilauskopplung sowie die gewünschte Wirkung der Beschichtungen besonders gut erzielt.
-
Das Teilauskopplungselement ist bevorzugt für eine Kanaltrennung ausgebildet, bei der das Sendelicht über einen anderen Bereich des Teilauskopplungselements in den Überwachungsbereich gelangt als das Referenzlicht zu dem Referenzlichtempfänger, insbesondere indem ein Teilbereich der ersten Grenzfläche eine Reflexbeschichtung aufweist. Somit sind in einem Querschnitt des Sendelichtstrahls die Anteile, die für die eigentliche Messung verwendet werden, geometrisch von den Anteilen des Referenzlichts klar getrennt.
-
Das optische Element ist bevorzugt eine Frontscheibe des Sensors. Dadurch kann das Innere des Sensors von einem Gehäuse geschützt werden, bleibt aber durch die Frontscheibe für das Sensorlicht transparent. Eine derartige Frontscheibe kann selbst wieder Störungen erzeugen, die durch geeignete Gestaltung der ersten und zweiten Grenzflächen unterdrückt oder verhindert werden.
-
Das optische Element ist vorzugsweise ein optisches Filter, insbesondere ein Polfilter oder ein optischer Bandpassfilter. Derartige Filter geben dem Sendelichtstrahl besondere optische Eigenschaften oder sorgen dafür, dass nur eine bestimmte Art von Licht erfasst wird. Bei herkömmlicher planparalleler Ausführung solcher Filter kann es zu einem Etaloneffekt und dadurch zu einer unerwünschten Drift kommen. Dies wird durch eine geeignete Stellung der Grenzflächen vermieden.
-
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen in:
-
1 eine schematische Schnittansicht eines optoelektronischen Sensors mit einem Teilauskopplungselement für Referenzlicht;
-
2 eine schematische Ausschnittsvergrößerung von Lichtsender, Teilauskopplungselement, Referenzlichtempfänger und der zugehörigen Lichtpfade in dem Sensor gemäß 1;
-
3 eine Darstellung einer Vielzahl nacheinander ausgeführter Abstandsmessungen zur Erläuterung von Messfehlern auf Grund von Etalonresonanzen bei Verwendung eines herkömmlichen Teilauskopplungselements;
-
4 eine Darstellung entsprechend 5 bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Teilauskopplungselements;
-
5 eine Ansicht ähnlich 2 für eine Ausführungsform des Teilauskopplungselements mit Beschichtungen;
-
6 eine Ansicht ähnlich 2 für eine Ausführungsform des Teilauskopplungselements mit Kanaltrennung zwischen Detektionslicht und Referenzlicht;
-
7 eine schematische Schnittansicht eines optoelektronischen Sensors mit einem optischen Element im Sendekanal; und
-
8 eine schematische Schnittansicht eines optoelektronischen Sensors mit einem optischen Element im Empfangskanal.
-
1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines optoelektronischen Sensors 10 in einer Ausführungsform als entfernungsmessender Lichttaster. Obwohl die Erfindung an diesem Beispiel beschrieben wird, sind prinzipiell auch andere optoelektronische Sensoren denkbar. Der Sensor 10 gemäß 1 verwendet eine Referenzmessung. Weiter unten wird anhand der 7 und 8 kurz eine Verallgemeinerung angesprochen, bei welcher der Sensor 10 keine Referenzmessung ausführt.
-
Der Sensor 10 weist einen Lichtsender 12 auf, beispielsweise eine schmalbandige Halbleiterlichtquelle wie eine LED oder eine Laserlichtquelle, die über eine Sendeoptik 14 einen kollimierten Sendelichtstrahl 16 erzeugt. Der Sendelichtstrahl 16 trifft auf ein weiter unten noch näher zu erläuterndes Teilauskopplungselement 18. Dort wird ein Anteil als Detektionslichtstrahl 20 in einen Überwachungsbereich 22 transmittiert und ein Anteil als Referenzlichtstrahl 24 auf einen Referenzlichtempfänger 26 reflektiert.
-
Befindet sich in dem Überwachungsbereich 22 ein Objekt 28, so kehrt ein Teil des Detektionslichtstrahls 20 als reflektiertes beziehungsweise remittiertes Licht 30 zu dem Sensor 10 zurück, wo es durch eine Empfangsoptik 32 gebündelt und in einem Lichtempfänger 34, beispielsweise einer Photodiode oder auch einer Mehrfachanordnung von lichtempfindlichen Elementen wie in einer CMOS- oder CCD-Matrix, in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.
-
Eine Auswertungseinheit 36, welche zugleich die Steuerungsfunktionen des Sensors 10 übernimmt, ist mit dem Lichtsender 12, dem Referenzlichtempfänger 26 und dem Lichtempfänger 34 verbunden, um einerseits den Sendelichtstrahl 16 auszusenden und andererseits die elektrischen Signale des Referenzlichtempfängers 26 und des Lichtempfängers 34 auszuwerten. Dabei wird der Abstand von dem Sensor 10 zu dem Objekt 28 mit einem der einleitend genannten Lichtlaufzeitverfahren ermittelt und kann auf einem Ausgang 38 ausgegeben werden. Das Signal des Referenzlichtempfängers 26 wird von der Auswertungseinheit 36 genutzt, um die Lichtlaufzeit trotz möglicher Driften in der Elektronik oder dem Lichtsender 12 auf den optischen Aussendezeitpunkt zu beziehen und somit eine robuste, präzise Abstandsbestimmung zu erzielen.
-
2 zeigt eine schematische Ausschnittsvergrößerung des Sendepfades des Sensors 10. Das Teilauskopplungselement 18 weist eine erste Grenzfläche 40 und eine zweite Grenzfläche 42 auf, die senkrecht zu der von Sendelichtstrahl 16 und Referenzlichtstrahl 24 gebildeten Papierebene stehen und einen Keilwinkel einschließen. Der Keilwinkel ist so gewählt, dass sich die reflektierten Lichtstrahlen der beiden Grenzflächen 40, 42 auf dem Referenzempfänger 26 nicht räumlich überlappen. Die übrigen Flächen und Kanten des Teilauskopplungselements 18 sind für die Funktion nicht relevant. Das Teilauskopplungselement 18 ist damit ein einstückiges, keilförmiges optisches Element, das als Teilerspiegel wirkt. Es ist aber nicht erforderlich, dass das Teilauskopplungselement 18 insgesamt als ein solcher Keil ausgebildet ist. Es genügt, wenn zumindest lokal eine ausreichende Abweichung von einer planparallelen Orientierung der Grenzflächen erreicht wird, um interne Reflexionen so weit zu unterdrücken, dass ein im Anschluss beschriebener Etaloneffekt unterdrückt wird. Ebenso kann das Teilauskopplungselement 18 außerhalb des optisch wirksamen Bereichs, also außerhalb des Auftreffbereichs des Sendelichtstrahls 16 sowie dessen interner Reflexionen beliebig gestaltet sein.
-
Die Wirkung eines derartigen Teilauskopplungselements 18 gegenüber einem herkömmlichen Plättchen wird nun unter Bezugnahme auf die 3 und 4 erläutert. Auch die Teilauskopplung eines herkömmlichen Plättchens beeinflusst nicht die Qualität des verbleibenden Detektionslichtstrahls 20. Bei dem herkömmlichen Plättchen ist aber nicht Sorge getragen, dass die Grenzflächen nicht planparallel sind. Deshalb treten mehrfache interne Reflexionen auf, so dass ein herkömmliches Plättchen als Etalon wirkt, dessen Modulationstiefe durch die Güte der Antireflexbeschichtung bestimmt wird.
-
Bei Pulsmessverfahren generiert ein Etalon einen zeitlich verzögerten Echopuls, welcher die Referenzmessung verfälscht. Ähnliches geschieht bei einem Phasenmessverfahren, bei dem die spektrale Eigenschaft des Etalons in den Vordergrund tritt, denn der von einem Etalon ausgekoppelte oder reflektierte Anteil und damit der Reflexionsgrad des herkömmlichen Teilauskopplungselements hängt von der Wellenlänge des Sendelichts 16 ab. Bei der Signalmodulation des Phasenmessverfahrens entstehen spektrale Seitenbänder auf der optischen Trägerfrequenz. Werden diese durch das Plättchen unterschiedlich stark reflektiert, stellt sich eine Phasenverschiebung ein. Wenn sich nun die Wellenlänge des Sendelichtstrahls 16 verändert, beispielsweise durch eine Temperaturveränderung des Lichtsenders 12, verändert sich auch die durch das Etalon verursachte Phasenverschiebung.
-
3 zeigt das Ergebnis einer mehrfach wiederholten Abstandsmessung in beliebigen Einheiten. Es ergibt sich eine periodische Änderung des auf Grund der Etalonresonanzen entstehenden Messfehlers bei einem Aufwärmprozess des in diesem Beispiel als Laser ausgebildeten Lichtsenders 12 und der damit verbundenen Wellenlängenänderungen.
-
Generell ist anzumerken, dass nicht alle spektralen Anteile des Lichts zwingend dieselbe Phase der Modulationsfrequenz aufweisen müssen. Werden die spektralen Anteile durch ein Plättchen unterschiedlich stark reflektiert und verschiebt sich der Schwerpunkt der spektralen Anteile, führt dies zu einem Messfehler.
-
4 zeigt nun zum Vergleich das Ergebnis einer mehrfach wiederholten Abstandsmessung bei Verwendung eines Teilauskopplungselements 18 nach einer Ausführungsform der Erfindung. Während eines Aufwärmprozesses des Lasers ist demnach keine periodische Änderung der Phase in der Referenzmessung und keine damit verbundene Wellenlängenänderung zu beobachten, und der in 3 illustrierte Messfehler ist praktisch eliminiert. Dabei ist zu beachten, dass auch 4 wegen der für das Verständnis unerheblichen Einheiten ohne Skala dargestellt, aber im Maßstab mit der 3 vergleichbar ist.
-
5 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung des Sendepfades eines Sensors 10 ähnlich 2 in einer weiteren Ausführungsform. Das Teilauskopplungselement 18 ist an seiner ersten Grenzfläche 40 mit einer Reflexbeschichtung 44 und an seiner zweiten Grenzfläche 42 mit einer Antireflexbeschichtung 46 versehen. Dadurch wird die Referenzmessung noch weiter verbessert, indem die für die Referenzmessung zu verwendende Reflexion an der ersten Grenzfläche 40 verstärkt und interne Reflexionen in dem Teilauskopplungselement 18 an der zweiten Grenzfläche 42 unterdrückt werden. Zusätzlich oder alternativ ist denkbar, die Interferenzen durch eine Materialdämpfung zu unterdrücken, also für das Teilauskopplungselement 18 ein Trägermaterial mit entsprechenden optischen Eigenschaften zu wählen.
-
6 zeigt nochmals eine weitere Ausführungsform des Sendepfades. Während bei der Ausführungsform gemäß 5 der Sendelichtstrahl 16 über seinen gesamten Querschnitt in einen transmittierten und einen reflektierten Anteil aufgeteilt wird, ist in der Ausführungsform gemäß 6 eine Reflexbeschichtung 44 nur in einem Teilbereich des von dem Sendelichtstrahl 16 erzeugten Lichtflecks vorgesehen. Dadurch ergibt sich eine Kanaltrennung, bei welcher die Transmission des Detektionslichtstrahls 20 und die Reflexion des Referenzlichtstrahls 24 auf dem Teilauskopplungselement 18 räumlich voneinander getrennt sind.
-
7 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Sensors 10 in einer schematischen Schnittansicht. Das Messprinzip des Sensors 10 ist dabei bewusst unbestimmt gehalten. So ist denkbar, dass der Sensor 10 in dieser Ausführungsform nach Art einer Reflexionslichtschranke oder eines einfachen Tasters die Anwesenheit von Objekten nur als binäres Schaltsignal ausgibt, wobei die Anwesenheit anhand der Intensität des Empfangssignals festgestellt wird. Es erfolgt in derartigen Sensoren keine Lichtlaufzeitmessung. Andererseits kann eine Lichtlaufzeitmessung auch ohne optische Referenz vorgenommen werden, beispielsweise anhand einer elektronischen Bestimmung des Sendezeitpunkts.
-
In dem Sendestrahl 16 beziehungsweise dem Messstrahl 20 ist ein optisches Element 18 angeordnet. Hierbei handelt es sich beispielsweise um ein optisches Filter, welches das Sendelicht polarisiert oder es als optischer Bandpass auf einen bestimmten Frequenzbereich beschränkt. Ähnlich dem Teilauskopplungselement der zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann es auch in dem optischen Element 18 bei zwei parallelen Grenzflächen zu einem Etaloneffekt kommen, der hier statt im Referenzkanal im Messkanal zu einer unerwünschten Drift führen würde. Indem dieses optische Element 18 entsprechend dem Teilauskopplungselement 18 angemessen gekeilt ausgeführt wird, kann der Etaloneffekt unterdrückt und damit eine Beeinträchtigung der Messung durch innere Interferenzen in dem optischen Element verhindert werden
-
8 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines Sensors 10. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach 7 ist hier ein optisches Element 18 mit Keilform zur Unterdrückung eines Etaloneffektes im Empfangspfad vorgesehen. Erneut handelt es sich bei dem optischen Element 18 beispielsweise um ein Filter, wie ein Polfilter oder ein Bandpassfilter.
-
Eine weitere, nicht dargestellte Möglichkeit für eine keilförmige Ausführung zur Unterdrückung von inneren Interferenzen, wie sie in herkömmlichen planparallelen optischen Elementen auftreten, ist eine Frontscheibe des Sensors 10.
-
Die in 7 und 8 gezeigten Sensoren verwenden keine Referenzmessung und haben daher kein Teilauskopplungselement 18 und keinen Referenzlichtempfänger 26. Es ist aber denkbar, in einer gemischten Ausführungsform ein keilförmiges weiteres optisches Element im Sende- oder Empfangsstrahlengang auch eines Sensors 10 mit Referenzmessung anzuordnen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102007013714 A1 [0002]
- DE 102006043977 A1 [0006]
- DE 10027239 A1 [0009]
