DE202017103345U1 - Tasting light grid for detecting objects - Google Patents
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Abstract
Tastendes Lichtgitter (10) zur Erfassung von Objekten (20a-c) in einem Überwachungsbereich (12) mittels einer Vielzahl zueinander paralleler Überwachungsstrahlen (24a-c), das mindestens einen Lichtsender (14) zum Aussenden von Sendelicht (18), eine Vielzahl von Lichtempfängern (26) zum Empfangen des von den Objekten reflektierten Sendelichts als jeweils ein Überwachungsstrahl (24a-c) sowie eine Steuer- und Auswertungseinheit (28) aufweist, welche die Objekte (20a-c) anhand von jeweiligen Empfangssignalen der Lichtempfänger (26) erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass mehr Lichtempfänger (26) vorgesehen sind als Lichtsender (14) und dass mehrere Überwachungsstrahlen (24a-c) durch denselben Lichtsender (14) erzeugt sind. Tasting light grid (10) for detecting objects (20a-c) in a monitoring area (12) by means of a plurality of mutually parallel monitoring beams (24a-c), the at least one light transmitter (14) for emitting transmitted light (18), a plurality of Light receivers (26) for receiving the transmitted light reflected from the objects as a respective monitoring beam (24a-c) and a control and evaluation unit (28) which detects the objects (20a-c) based on respective received signals of the light receiver (26) , characterized in that more light receivers (26) are provided as light emitter (14) and that a plurality of monitoring beams (24a-c) are generated by the same light emitter (14).
Description
Die Erfindung betrifft ein tastendes Lichtgitter zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mittels einer Vielzahl zueinander paralleler Überwachungsstrahlen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a momentary light grid for detecting objects in a surveillance area by means of a plurality of mutually parallel monitoring beams according to the preamble of claim 1.
Lichtgitter werden in der Automatisierungstechnik zur Vermessung von Objekten eingesetzt, um die Position und Ausdehnung von Objekten anhand der Position und Anzahl unterbrochener Strahlen zu messen. Beispielsweise kann auf diesem Weg die Höhe von auf einem Förderband bewegten Objekten bestimmt werden. In der Sicherheitstechnik dienen die parallelen Lichtstrahlen als eine Art virtuelle Wand, und bei Unterbrechung durch ein Objekt wird beispielsweise eine Gefahrenquelle abgesichert.Light grids are used in automation technology to measure objects in order to measure the position and extent of objects based on the position and number of intermittent beams. For example, the height of objects moved on a conveyor belt can be determined in this way. In safety engineering, the parallel light beams serve as a kind of virtual wall, and when interrupted by an object, for example, a source of danger is secured.
Die meisten Lichtgitter umfassen eine Vielzahl von Sendern und zugeordneten Empfängern, so dass jeweils ein Paar aus einem Sender und einem Empfänger eine Lichtschranke bildet, die erkennt, ob der zwischen dem Sender und dem Empfänger aufgespannte Lichtstrahl von einem Objekt unterbrochen ist oder nicht. Die Sender und Empfänger sind jeweils in einer Sendeeinheit und einer Empfangseinheit zusammengefasst, die einander gegenüber montiert werden.Most light curtains comprise a plurality of transmitters and associated receivers, so that a respective pair of transmitters and receivers forms a light barrier which detects whether the light beam spanned between the transmitter and the receiver is interrupted by an object or not. The transmitters and receivers are each combined in a transmitting unit and a receiving unit, which are mounted opposite each other.
Lichtgitter können mehrere hundert Lichtstrahlen umfassen, die auch als Überwachungsstrahlen oder Kanäle bezeichnet werden. Um die Justageanforderungen handhabbar zu halten, werden zwar strahlformende Optiken zur Begrenzung des jeweiligen Sende- und Empfangsstrahls genutzt. Sie sind aber so ausgelegt, dass bei üblichen Abständen zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit ein Empfänger Sendelicht nicht nur von dem zugeordneten Sender, sondern auch von dessen Nachbarn empfängt. Für eine eindeutige Kanalzuordnung werden dann Sender und Empfänger zyklisch und paarweise aktiviert. Dennoch ist zumindest in Winkelrichtung noch eine korrekte Justage erforderlich.Light grids can comprise several hundred light beams, which are also referred to as monitoring beams or channels. In order to keep the adjustment requirements manageable, although beam-shaping optics are used to limit the respective transmit and receive beam. However, they are designed so that at usual distances between transmitting unit and receiving unit a receiver receives transmitted light not only from the associated transmitter, but also from its neighbors. For a unique channel assignment, the sender and receiver are then activated cyclically and in pairs. Nevertheless, at least in the angular direction still a correct adjustment is required.
Sogenannte tastende Lichtgitter sind eine spezielle Bauform, bei der Sende- und Empfangseinheit zusammengefasst sind. Es wird also nicht überwacht, ob ein Lichtstrahl zwischen einem Sender und einem gegenüberliegenden Empfänger durch ein Objekt unterbrochen ist. Stattdessen wird nach dem Tastprinzip ein Lichtstrahl ausgesandt und am selben Ort wieder empfangen, sofern sich ein Objekt im Lichtstrahl befindet, das den Lichtstrahl reflektiert. Dabei wird in dieser Beschreibung vereinfachend zwischen gerichteter Reflexion und diffuser Remission nicht unterschieden.So-called momentary light grids are a special design in which the transmitting and receiving unit are combined. It is therefore not monitored whether a light beam between a transmitter and an opposite receiver is interrupted by an object. Instead, a light beam is emitted and received again at the same location, provided that an object is located in the light beam that reflects the light beam. In this description, a simplified distinction between directional reflection and diffuse remission is not made in this description.
Ein tastendes Lichtgitter kann zusätzlich zur reinen Anwesenheitsfeststellung auch den Abstand des angetasteten Objekts in einem Lichtlaufzeitverfahren messen. Man unterscheidet hier Pulslaufzeitverfahren, in denen ein kurzer Lichtpuls ausgesandt und die Zeit bis zum Empfang des reflektierten Lichtpulses gemessen wird, und Phasenverfahren, in denen Sendelicht amplitudenmoduliert und eine Phasenverschiebung zwischen Sende- und Empfangslicht bestimmt wird, wobei die Phasenverschiebung ebenfalls ein Maß für die Lichtlaufzeit ist. Die Grenze zwischen den beiden Verfahren lässt sich aber nicht immer scharf ziehen, denn etwa bei komplexen Pulsmustern wird ein Pulslaufzeitverfahren einem Phasenverfahren ähnlicher als einer klassischen Einzelpulsmessung.A momentary light grid can also measure the distance of the touched object in a light transit time method in addition to the pure presence detection. Here, a distinction is made between pulse transit time methods in which a short light pulse is emitted and the time until reception of the reflected light pulse is measured, and phase methods in which transmitted light is amplitude modulated and a phase shift between transmitted and received light is determined, the phase shift also being a measure of the light transit time is. However, the boundary between the two methods can not always be drawn sharply, because, for example, in the case of complex pulse patterns, a pulse transit time method is more similar to a phase method than to a classical single pulse measurement.
Um auch geringe Empfangsintensitäten nachweisen zu können, können als Lichtempfänger Lawinenphotodioden (APD, Avalanche Photo Diode) eingesetzt werden. Das einfallende Licht löst hier einen kontrollierten Lawinendurchbruch (Avalanche Effect) aus. Dadurch werden die durch einfallende Photonen erzeugten Ladungsträger vervielfacht, und es entsteht ein Photostrom, der zu der Lichtempfangsintensität proportional, dabei aber wesentlich größer ist als bei einer einfachen PIN-Diode.In order to be able to detect even low reception intensities, avalanche photodiodes (APD, avalanche photo diode) can be used as the light receiver. The incident light triggers a controlled avalanche breakdown. As a result, the charge carriers generated by incident photons are multiplied, and there is a photocurrent, which is proportional to the light receiving intensity, but much larger than a simple PIN diode.
Eine noch größere Empfindlichkeit wird mit Lawinenphotodioden erreicht, die im sogenannten Geiger-Modus betrieben werden (SPAD, Single Photon Avalanche Diode). Hierbei wird die Lawinenphotodiode oberhalb der Durchbruchspannung vorgespannt, so dass bereits ein einziger, durch ein einzelnes Photon freigesetzter Ladungsträger eine nicht mehr kontrollierte Lawine auslösen kann, die dann aufgrund der hohen Feldstärke sämtliche verfügbaren Ladungsträger rekrutiert. Danach kommt die Lawine zum Erliegen (passive quenching) und steht für eine gewisse Totzeit nicht mehr zur Detektion zur Verfügung. Alternativ ist auch bekannt, die Lawine von außen zu erkennen und zu löschen (active quenching).An even greater sensitivity is achieved with avalanche photodiodes, which are operated in the so-called Geiger mode (SPAD, Single Photon Avalanche Diode). Here, the avalanche photodiode is biased above the breakdown voltage, so that even a single, released by a single photon charge carrier can trigger a no longer controlled avalanche, which then recruits all available charge carriers due to the high field strength. Then the avalanche comes to a standstill (passive quenching) and is no longer available for detection for a certain dead time. Alternatively, it is also known to detect and extinguish the avalanche from the outside (active quenching).
Eine SPAD zählt somit wie ein Geigerzähler Einzelereignisse. SPADs sind nicht nur hochempfindlich, sondern auch vergleichsweise kostengünstig und effizient in Silizium-Halbleitern zu integrieren. Weiter lassen sie sich dann mit wenig Aufwand auf einer Leiterkarte integrieren. Eine Besonderheit ist die Tatsache, dass auch ein minimales Störereignis, wie ein Fremdlichtphoton oder Dunkelrauschen, das gleiche maximale Empfangssignal erzeugt wie ein Nutzlichtsignal.A SPAD thus counts as a Geiger counter individual events. Not only are SPADs highly sensitive, but they are also comparatively inexpensive and efficient to integrate into silicon semiconductors. Next, they can then be integrated with little effort on a printed circuit board. A special feature is the fact that even a minimal disturbance event, such as an extraneous light photon or dark noise, generates the same maximum received signal as a useful light signal.
Aus der
In der
Die
Die
Weiterhin bekannt sind 3D-Kameras, die auf einem Lichtlaufzeitverfahren basieren, etwa aus der
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein tastendes Lichtgitter zu verbessern.It is therefore an object of the invention to improve a momentary light grid.
Diese Aufgabe wird durch ein tastendes Lichtgitter zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich mittels einer Vielzahl zueinander paralleler Überwachungsstrahlen nach Anspruch 1 gelöst. Wie in einem tastenden Lichtgitter üblich, wird von mindestens einem Lichtsender Sendelicht ausgesandt und, falls es auf ein Objekt trifft, zu einem Lichtempfänger reflektiert, der sich bezüglich des Überwachungsbereichs auf derselben Seite befindet wie der Lichtsender. Eine Steuer- und Auswertungseinheit wertet das jeweilige Empfangssignal der Lichtempfänger aus. Je nach Ausführungsform wird dabei beispielsweise summarisch erkannt, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich befindet, oder es wird anhand der betroffenen Überwachungsstrahlen die Position beziehungsweise Größe des Objekts gemessen.This object is achieved by a momentary light grid for detecting objects in a surveillance area by means of a plurality of mutually parallel monitoring beams according to claim 1. As is common in a momentary light grid, at least one light transmitter transmits transmitted light and, if it encounters an object, reflects to a light receiver which is located on the same side as the light transmitter with respect to the surveillance area. A control and evaluation unit evaluates the respective received signal of the light receiver. Depending on the embodiment, it is, for example, summarily detected whether an object is located in the monitoring area, or the position or size of the object is measured on the basis of the monitoring beams concerned.
Die Erfindung geht nun von dem Grundgedanken aus, die übliche paarweise Anordnung von Lichtsender und Lichtempfänger für einen Überwachungsstrahl aufzugeben. Stattdessen werden mehrere Überwachungsstrahlen durch denselben Lichtsender erzeugt. Es wird dabei ein Lichtstrahl oder Lichtfächer ausgesandt, der einen größeren Winkelbereich ausleuchtet. Daraus schneiden sich gewissermaßen mehrere Lichtempfänger ihre jeweiligen Überwachungsstrahlen heraus. Dabei erzeugen mehrere Lichtempfänger ihr Empfangssignal aus dem reflektierten Sendelicht desselben Lichtsenders. Dementsprechend gibt es mehr Lichtempfänger als Lichtsender, insbesondere um einen ganzzahligen Faktor mehr, d.h. es ist jeweils ein Lichtsender zwei, drei oder noch mehr Lichtempfängern zugeordnet.The invention is based on the basic idea of abandoning the usual pairwise arrangement of light transmitter and light receiver for a monitoring beam. Instead, multiple monitor beams are generated by the same light emitter. In this case, a light beam or light fan is emitted, which illuminates a larger angular range. From this, as it were, several light receivers intersect their respective monitoring beams. Several light receivers generate their received signal from the reflected transmitted light of the same light transmitter. Accordingly, there are more light receivers than light emitters, in particular by an integer factor more, i. in each case one light transmitter is assigned to two, three or even more light receivers.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass der Aufbau des Lichtgitters deutlich vereinfacht wird. Es entfällt eine Vielzahl von Lichtsendern. Durch das Tastprinzip wird auch vor Ort deutlich weniger Bauraum benötigt, denn es muss keine Empfängereinheit montiert werden. Die Justage bei der Installation entfällt weitgehend, insbesondere eine gegenseitige Justage einer Sende- und Empfangseinheit. Das Lichtgitter muss lediglich in der richtigen Höhe und mit einer Ausrichtung angebracht werden, welche der gewünschten Überwachung entspricht. Auch die Justierung der Komponenten innerhalb des Lichtgitters kann in noch zu erläuternden besonderen Ausführungsformen erheblich vereinfacht werden.The invention has the advantage that the structure of the light grid is significantly simplified. It eliminates a variety of light emitters. The touch principle also requires significantly less installation space on site, as no receiver unit has to be mounted. The adjustment during installation largely eliminated, in particular a mutual adjustment of a transmitting and receiving unit. The light grid must only be mounted at the correct height and with an orientation that corresponds to the desired monitoring. Also, the adjustment of the components within the light grid can be considerably simplified in particular embodiments to be explained.
Vorzugsweise ist nur ein Lichtsender vorgesehen. In dieser Ausführungsform werden besonders viele Lichtsender eingespart. Das übliche Konzept von Paaren von Lichtsendern und Lichtempfängern ist gänzlich aufgehoben, ein und derselbe Lichtsender ist für alle Lichtempfänger zuständig. Die Überwachungsstrahlen entstehen erst empfangsseitig. Ein einziger Lichtsender schließt aber nicht mehrere Lichtquellen aus, um eine höhere optische Ausgangsleistung zu erzielen, beispielsweise durch ein Array von Lichtquellen wie ein VCSEL-Array. Auch ein solcher Lichtsender ist immer noch für alle praktischen Belange des Lichtgitters als weitgehend punktförmig anzusehen.Preferably, only one light transmitter is provided. In this embodiment, especially many light transmitters are saved. The usual concept of pairs of light emitters and light receivers is completely canceled, one and the same light emitter is responsible for all light receivers. The monitoring beams are produced only at the receiving end. However, a single light emitter does not exclude multiple light sources to achieve higher optical output power, such as through an array of light sources such as a VCSEL array. Even such a light transmitter is still considered to be largely punctiform for all practical purposes of the light grid.
Die Lichtempfänger sind bevorzugt zueinander um mindestens einen Millimeter beabstandet. Der Abstand der Lichtempfänger und damit der Überwachungsstrahlen bestimmt das Auflösungsvermögen des Lichtgitters, das demensprechend bei einem Millimeter liegt, in anderen Ausführungsformen auch einen Wert von einigen Millimetern oder sogar Zentimetern, umgekehrt auch von weniger als einem Millimeter. Aufgrund der parallelen Überwachungsstrahlen ist das Auflösungsvermögen innerhalb des Überwachungsbereichs des Lichtgitters überall gleich, ganz anders als beispielsweise bei einer Kamera. Bei in der Sicherheitstechnik eingesetzten Lichtgittern entsprechen die Abstände einer Vorgabe einer Sicherheitsnorm, etwa 7-10 mm für Fingerschutz, 10-20mm für Armschutz oder 30-38mm für Beinschutz.The light receivers are preferably spaced from each other by at least one millimeter. The distance of the light receiver and thus the monitoring beams determines the resolution of the light grid, which is demensprechend at one millimeter, in other embodiments, a value of a few millimeters or even centimeters, conversely, less than one millimeter. Due to the parallel monitoring beams, the resolution within the monitored area of the light grid is the same everywhere, unlike, for example, a camera. For light curtains used in safety technology, the distances correspond to the specification of a safety standard, for example 7-10 mm for finger protection, 10-20 mm for arm protection or 30-38 mm for leg protection.
Die Anordnung der Lichtempfänger weist bevorzugt eine Längserstreckung von mindestens einem halben Meter, einem Meter oder mehreren Metern auf. Die Länge eines tastenden Lichtgitters ist anders als die typische kleine Dimensionierung einer Kamera im Prinzip nicht beschränkt. Je nach Öffnungswinkel des Lichtsenders oder der Lichtsender kann sich ein gewisser Totbereich in der Nahzone ergeben. Das lässt sich durch große Öffnungswinkel oder einen versenkten Einbau des Lichtsenders in ein Lichtgittergehäuse auffangen, oder es wird bei Messanwendungen hingenommen. Die Längserstreckung entspricht der Ausdehnung des Überwachungsbereichs in Höhenrichtung, oder der entsprechenden Richtung bei nicht vertikaler Montage des Lichtgitters. In lateraler Richtung ist der Überwachungsbereich nicht scharf begrenzt, da auch aus großen Entfernungen noch gewisse Lichtanteile reflektiert werden können. Hier wird eine Reichweite spezifiziert, aus der Objekte noch zuverlässig erfasst werden. The arrangement of the light receiver preferably has a longitudinal extent of at least half a meter, one meter or several meters. The length of a grooving light grid, unlike the typical small dimensions of a camera, is not limited in principle. Depending on the opening angle of the light emitter or the light emitter, a certain dead zone in the near zone may result. This can be absorbed by large opening angles or a recessed mounting of the light emitter in a light curtain housing, or it is accepted in measurement applications. The longitudinal extent corresponds to the extent of the monitoring area in the height direction, or the corresponding direction in the case of non-vertical mounting of the light grid. In the lateral direction of the surveillance area is not sharply defined, as even from large distances still some light components can be reflected. Here, a range is specified from which objects are still reliably detected.
Den Lichtempfängern ist bevorzugt jeweils eine Empfangsoptik mit einem kleinen Empfangswinkel zugeordnet. Da ein Lichtsender für mehrere Lichtempfänger zuständig ist, trägt der Lichtsender wenig zur Abgrenzung von Überwachungsstrahlen bei. Eine stark begrenzende Empfangsoptik unterteilt das Sendelicht in die Überwachungsstrahlen. Damit es nicht zu unerwünschtem Übersprechen zwischen Kanälen kommt, d.h. einem Registrieren von Sendelicht in einem nicht zuständigen Lichtempfänger, werden die Lichtempfänger trotz Empfangsoptiken mit engem Empfangswinkel vorzugsweise zyklisch nacheinander aktiviert.The light receivers are preferably each associated with a receiving optical system with a small receiving angle. Since a light transmitter is responsible for several light receivers, the light emitter contributes little to the demarcation of surveillance beams. A strongly limiting receiving optics subdivides the transmitted light into the monitoring beams. To prevent unwanted crosstalk between channels, i. E. registering transmission light in a non-responsible light receiver, the light receivers are preferably cyclically activated one after the other despite receiving optics with a narrow reception angle.
Die Steuer- und Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, aus einer Lichtlaufzeit des Sendelichts einen Abstand erfasster Objekte zu bestimmen. Damit wird nicht nur die laterale Position und Ausdehnung erfasster Objekte anhand der betroffenen Überwachungsstrahlen, sondern auch die Kontur in Strahlrichtung vermessen. Das ausgesandte Lichtsignal weist dazu noch bevorzugter einen Lichtpuls auf. Der Sensor misst also Entfernungen nach dem Pulsverfahren. Dabei sind auch kompliziertere Formen wie Doppelpulse oder sogar Pulscodes denkbar. Es können auch mehrere Lichtpulse nacheinander ausgesandt, empfangen und die jeweiligen Einzelergebnisse gemeinsam statistisch ausgewertet werden, etwa in einem Pulsmittelungsverfahren. Alternativ ist ein Phasenverfahren denkbar.The control and evaluation unit is preferably designed to determine a distance of detected objects from a light transit time of the transmitted light. Thus, not only the lateral position and extent of detected objects is measured on the basis of the affected monitoring beams, but also the contour in the beam direction. The emitted light signal more preferably has a light pulse. The sensor thus measures distances according to the pulse method. Even more complicated forms such as double pulses or even pulse codes are conceivable. It is also possible for a plurality of light pulses to be transmitted one after the other, received, and the respective individual results jointly evaluated statistically, for example in a pulse averaging process. Alternatively, a phase method is conceivable.
Die Lichtempfänger weisen bevorzugt jeweils mindestens ein Lawinenphotodiodenelement auf, das mit einer Vorspannung oberhalb einer Durchbruchspannung vorgespannt und somit in einem Geiger-Modus betrieben ist. Die hohe Empfindlichkeit solcher Lawinenphotodiodenelemente im Geiger-Modus oder SPADs ist besonders vorteilhaft für ein tastendes Lichtgitter mit Distanzmessung.The light receivers preferably each have at least one avalanche photodiode element which is biased with a bias voltage above a breakdown voltage and thus operated in a Geiger mode. The high sensitivity of such avalanche photodiode elements in Geiger mode or SPADs is particularly advantageous for a momentum sensing grating with distance measurement.
Die Lichtempfänger weisen bevorzugt eine Vielzahl von Lawinenphotodiodenelementen auf, und die Steuer- und Auswertungseinheit ist für einen Einlernmodus ausgebildet, in dem der zu aktivierende Bereich des Lichtempfängers anhand der Position eines Lichtflecks eingelernt wird. Dadurch werden die Anforderungen an eine gegenseitige Ausrichtung von Lichtsendern und Lichtempfängern geringer beziehungsweise entsprechende Toleranzen werden kompensiert. Außerdem erhöht sich das Signal-Rausch-Verhältnis erheblich, weil nur noch Lawinenphotodiodenelemente zum Empfangssignal beitragen, auf die tatsächlich reflektiertes Sendelicht trifft. Die Aktivierung kann tatsächlich die physische Aktivierung betreffen, indem beispielsweise nur aktive Lawinenphotodiodenelemente mit einer Vorspannung insbesondere oberhalb der Durchbruchspannung versorgt werden. Für die verbesserte Justierung und Messgenauigkeit genügt aber, wenn Lawinenphotodiodenelemente, die nicht vom Lichtfleck getroffen werden, zu der Messung nicht beitragen, beispielsweise indem ihr Empfangssignal nicht ausgewertet wird.The light receivers preferably have a multiplicity of avalanche photodiode elements, and the control and evaluation unit is designed for a learning mode in which the region of the light receiver to be activated is taught in using the position of a light spot. As a result, the requirements for a mutual alignment of light emitters and light receivers are lower or corresponding tolerances are compensated. In addition, the signal-to-noise ratio increases significantly because only avalanche photodiode elements contribute to the received signal that is actually reflected by the transmitted light. The activation may in fact relate to the physical activation, for example by supplying only active avalanche photodiode elements with a bias, in particular above the breakdown voltage. But for the improved adjustment and measurement accuracy is sufficient if avalanche photodiode elements that are not hit by the light spot, do not contribute to the measurement, for example, by their received signal is not evaluated.
Die Steuer- und Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, die Lichtempfänger zyklisch durch Vorspannen von Lawinenphotodiodenelementen zu aktivieren. Der übliche Zyklus, mit dem die einzelnen Überwachungsstrahlen nacheinander auf die Erfassung von Objekten geprüft werden, ist somit auf besondere Weise über die Vorspannung gesteuert. Das verringert die Leistungsaufnahme und verhindert, dass sich SPADs schon vor der eigentlichen Messung innerhalb ihres Zyklus' in ihrer Totzeit befinden, beispielsweise aufgrund einer durch Dunkelrauschen ausgelösten Lawine.The control and evaluation unit is preferably designed to activate the light receivers cyclically by biasing avalanche photodiode elements. The usual cycle, with which the individual monitoring beams are checked successively for the detection of objects, is thus controlled in a special way via the bias voltage. This reduces power consumption and prevents SPADs from being dead in their cycle even before the actual measurement, for example due to an avalanche caused by dark noise.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile beispielhaft anhand von Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in:
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1 eine schematische Schnittdarstellung eines Lichtgitters; -
2 ein vereinfachtes Ersatzschaltbild einer Lawinenphotodiode im Geiger-Modus; und -
3 eine schematische Draufsicht auf einen Lichtempfänger zur Erläuterung des Einlernens eines Empfangslichtflecks.
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1 a schematic sectional view of a light grid; -
2 a simplified equivalent circuit of an avalanche photodiode in Geiger mode; and -
3 a schematic plan view of a light receiver for explaining the learning of a received light spot.
Trifft das Sendelicht
Das Lichtgitter
Wegen deren hoher Empfindlichkeit und Dynamikkompression weisen die Lichtempfänger
Eine Steuer- und Auswertungseinheit
Eine sehr einfache Auswertung sieht lediglich einen Schwellwertvergleich der Empfangspegel vor, um binär zu erkennen, ob ein Objekt
Für die Lichtlaufzeitmessung wird beispielsweise der Lichtsender
Im Bereitschaftszustand liegt über der Diode
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 3091272 A1 [0010]EP 3091272 A1 [0010]
- EP 1906368 A1 [0011]EP 1906368 A1 [0011]
- EP 1947481 B1 [0012]EP 1947481 B1 [0012]
- EP 1927867 B1 [0013]EP 1927867 B1 [0013]
- DE 19757595 C2 [0014]DE 19757595 C2 [0014]
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