DE3213625C2 - Optischer Sensor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Sensor mit einem Lichtstrahlen aussendenden Geber (1) und einem Empfänger (2) zur Aufnahme der durch einen Reflektor (3) reflektierten, ausgesandten Lichtstrahlen. Der Reflektor (3) ist hier ein die Lichtwellenlänge konvertierender Reflektor und der Empfänger (2) ist auf die vom Reflektor (3) konvertierte Wellenlänge abgestimmt. Hierdurch wird verhindert, daß zwischen Reflektor (3) und der Kombination Geber (1)/Empfänger (2) eingebrachte Gegenstände als Reflektor wirken können.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eh: ;n optischen Sensor mit einem Lichtstrahlen aussendenden Geber und einem Empfänger zur Aufnahme der durch einen Reflektor reflektierten, ausgesandten Lichtstrahlen.

Bei einem bekannten Sensor der obengenannten Art besteht die Gefahr, daß das zu fiberwachende Objekt das zwischen Geber und Reflektor eingebracht wird, selbst als Reflektor fungiert so daß Fehlschaltungen in Kauf genommen werden müssen. Bei weiterhin bekannten optischen Sensoren ist ein getrennter Geber und ein getrennter Empfänger, die räumlich voneinander getrennt sind, vorgesehen, zwischen die ein den Lichtstrahl unterbrechender Gegenstand eingebracht werden muß, so daß der Empfänger keine Lichtstrahlen empfangen kann. Diese Anordnung ist in der zuerst genannten Richtung sicherer, jedoch ist hier ein erheblicher Aufwand notwendig, da zwei getrennte Geräte hergestellt und auch mit dem entsprechenden Aufwand montiert werden müssen. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Sensor der obengenannten Art bei geringem Aufwand dahingehend zu verbessern, daß der die Lichtschranke betätigende Gegenstand nicht als Reflektor wirken kann. Dies wird auf einfache Weise bei einem Sensor der obengenannten Art dadurch erreicht daß der Reflektor ein die Lichtweüenlänge konvertierender Reflektor ist und der Empfänger auf die vom Reflektor konvertierte Wellenlänge abgestimmt ist Um auch für die Herstellung des Reflektors keinen besonderen Aufwand treiben zu müssen, ist es vorteilhaft, wenn der Reflektor eine Platte aus fluoreszierendem Polycarbonat ist. Ähnliche Platten werden beispielsweise zur Sicherung von Personen oder Gegenständen beim Straßendienst in Deutschland benutzt. Um auch bei den Sensoren in bezug auf den Empfänger keine besonderen Vorkehrungen treffen zu müssen, ist es weiterhin vorteilhaft wenn zur Abstimmung des Empfängers ein Filter vorgesehen ist Der Filter kann hier auf einen handelsüblichen Empfänger aufgesetzt werden. Um die Umformung der Wellenlänge besonders intensiv ausnutzen zu können, und auch Fremdlicht ausschließen zu können, ist es vorteilhaft wenn der Reflektor U-förmigen Querschnitt aufweist und als Auftrittsfläche die Innenfläche des Mittelsteges und als AustrittsFiächen die Endstirnflächen der U-Arme dienen und eine Geberaustrittsfläche und zwei Empfängereingänge vorgesehen sind. Hierzu ist es weiterhin vorteilhaft wenn der Reflektor topfförmig ausgebildet ist als Auftrittsflächc die innere Bodenfläche des Topfes und als Austrittsfläche die als Ring-Zylinder-Linse ausgebildete Topfwand dient Zur Ausrichtung des optischen Sensors auf den Reflektor kann der bei exakter Ausrichtung aufleuchtende Reflektorrand dienen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipdarsteüung des erfindungsgcrnäßen optischen Sensors,

Fig.2 eine Ausführungsform unter Verwendung eines U-förmigen Querschnitt aufweisenden Reflektors und

F i g. 3 eine Schnittdarstellung durch einen topf förmigen Reflektor.

Der in F i g. 1 dargestellte optische Sensor besteht aus dem in einem Gehäuse untergebrachten Geber 1 und dem Empfänger 2 oowie dem Reflektor 3. Der Geber 1 sendet Lichtstrahlen 4 auf den Reflektor 3. Der Reflektor 3 wandelt die Wellenlänge des kurzwelligen Lichtes in längerwelliges Licht um und reflektiert diese in Lichtstrahlen 5. Um festzustellen, daß der Lichtstrahl 5 nicht die gleiche Wellenlänge hat wie der Lichtstrahl 4, was beispielsweise dann passiert, wenn zwischen Reflektor 3 und Geber 1 und Empfänger 2 ein spiegelndes Teil eingebracht wird, ist der Empfänger 2 auf die spezielle Wellenlänge des Lichtstrahl« 5 abgestimmt was beispielsweise durch einen vorgesetzten Filter 6 erfolgen kann. Hier hat sich die Verwendung einer Linse 10 mit zwei Brennpunkten — innen Vollkonvexlinse und außen Ringkonvexlinse — als vorteilhaft erwiesen. Die Konvertierung der Lichtwellenlänge mittels Fluoreszenzmaterial geht hier von kurz- zu langwellig also z. B. grün nach rot Durch Vorsetzen des Filters 6, als Ringfilter der rotdurchlässig ist können handelsübliche Geber-Empfänger-Kombir.ationen benutzt werden. Die Reflektorkosten fallen im Verhältnis zu Geber und Empfänger nicht ins Gewicht Wird nun entweder der Lichtstrahl 4 oder der Lichtstrahl 5 durch einen Gegenstand, der nicht näher dargestellt ist unterbrochen, so erhält der Empfänger 2 kein Signal mehr und die Auslosung der Überwachung kann in bekannter Weise erfolgen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 trifft der Lichtstrahl 4 auf einen U-förmig ausgebildeten Reflektor 3, und zwar auf die Innenfläche 7 des U-Steges 13. Durch Lichtbrechung und Reflexion, was durch die Linien 8 angedeutet ist treten die Lichtstrahlen 5 an Endstirnflächen 9 des U-förmigen Reflektors 3 aus und treffen auf getrennte Filter 6, die einen Doppeleingang des Empfängers 2 bilden, auf. Die Auswertung der getrennten Eingänge kann auch derart erfolgen, daß festgestellt werden kann, von welcher Seite her ein Gegenstand in die Lichtschranke eingelaufen ist. Anstelle des U-förmigen Reflektors 3 kann auch ein topfförmiger Reflektor 11 mit einer Ring-Zylinderlinse 14 treten, wie er in Fig.3 dargestellt ist, der eine noch bessere Abschir-

mung gegen Fremdlicht bewirkt Für beide Ausführungen gilt, daß der Lichtaustrittsring bzw. die Schenkel so gestaltet sind, daß die Ring- bzw. Schenkeldicke wesentlich kleiner ist als die über den Boden 12 bzw. dem U-Steg 13 herausragende Länge derselben, so daß der Lichtaustrittswinkel möglichst klein ist, d. h. eine relativ gute Bündelung erfolgt Die Boden- oder Stegfläche kann auch leicht gekrümin* ausgeführt werden. Materialbrechungsindex im Reflektor und die geometrische Gestaltung muß jedenfalls so gewählt werden, daß der Winkel möglichst Totalreflexion an den Innenwänden des Reflektors ergibt

Hierzu 1 Biatt Zeichnungen

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Optischer Sensor mit einem Lichtstrahlen aussendenden Geber und einem Empfänger zur Aufnähme der durch einen Reflektor reflektierten, ausgesandten Lichtstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (3) ein passiver die Lichtwellenlänge konvertierender Reflektor (3) ist und der Empfänger (2) auf die vom Reflektor (3) konvertierte Wellenlänge abgestimmt ist

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Reflektor (3) eine Platte aus fluoreszierendem Kunststoff, vorzugsweise Polycarbonat ist

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- is kennzeichnet daß zur Abstimmung des Empfängers (2) ein Filter (6) vorgesehen ist

4. Sensor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (3) U-förmigen Querschnitt aufweist und als Auftrittsfläche die Innenfläche (7) des Mittelsteges und als Austrittsfläche die Endstirnflächen (9) der U-Arme dienen und eine Geberaustrittsfläche und zwei Empfängereingänge vorgesehen sind.

5. Sensor nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß der Reflektor topfförmig ausgebildet ist als Austrittsfläche die innere Bodenfläche (12) des Topfes und als Austrittsfläche die als Ring-Zylinder-Linse (14) ausgebildete Topfwand dient

30