DE9400891U1

DE9400891U1 - Optoelectronic device with adjustable sensitivity

Info

Publication number: DE9400891U1
Application number: DE9400891U
Authority: DE
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1993-09-25
Filing date: 1994-01-20
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2004-01-21

Description

Leuze electronic GmbH*+£o. Leuze electronic GmbH*+£o.

73277 Owen/Teck73277 Owen/Teck

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der EP 0 224 044 A2 bekannt. Die dort beschriebene Erfindung wird in Trocknungseinrichtungen in Kfz-Waschanlagen eingesetzt. Die Trocknungseinrichtung wird in einem Beschädigungen ausschließenden Sicherheitsabstand an der Kontur des jeweiligen Fahrzeugs entlang geführt. Zur Abtastung der Kontur des Fahrzeugs ist an der Trockungseinrichtung eine Lichtschranken-Vorrichtung vorgesehen, wobei bei Eintritt des Fahrzeugs in den Strahlengang der Lichtschranken-Vorrichtung ein Schaltvorgang ausgelöst wird.A device of this type is known from EP 0 224 044 A2. The invention described therein is used in drying devices in car washes. The drying device is guided along the contour of the respective vehicle at a safe distance that excludes damage. A light barrier device is provided on the drying device to scan the contour of the vehicle, whereby a switching process is triggered when the vehicle enters the beam path of the light barrier device.

Eine Schwierigkeit bei derartigen Vorrichtungen besteht darin, daß mit der Lichtschranken-Vorrichtung nicht nur die lichtundurchlässige Karosserie eines Fahrzeugs sicher erkannt werden muß, sondern auch dessen Windschutzscheiben, die fast völlig lichtdurchlässig sind. Damit derartige Objekte von der Lichtschranken-Vorrichtung sicher erkannt werden können, wird bei der Lichtschranken-Vorrichtung die Schaltschwelle vor Beginn des Trockungs-Vorgangs so eingestellt, daß die Schaltschwelle bei freiem Strahlengang der Lichtschranke nur um einen kleinen Betrag unterschritten wird.One difficulty with such devices is that the light barrier device must not only reliably detect the opaque body of a vehicle, but also its windshield, which is almost completely transparent. In order for such objects to be reliably detected by the light barrier device, the switching threshold of the light barrier device is set before the drying process begins so that the switching threshold is only undershot by a small amount when the light barrier's beam path is clear.

Mit einer derartigen Lichtschranken-Vorrichtung können mit hinreichend großer Zuverlässigkeit teilweise transparente Gegenstände, wie z.B. Windschutzscheiben an Kraftfahrzeugen erkannt werden. Eine Erkennung von teilweise transparenten Gegenständen, die eine sehr geringe Dicke aufweisen, wie z.B. Etiketten, die auf einem Trägermaterial, das beispielsweise von einer dünnen, lichtdurchlässigen Folie gebildet ist, aufgebracht ist, ist mit einer derartigen Vorrichtung jedoch nicht möglich. In diesem Fall sind die Sendelichtintensitäten, die die Folie alleine bzw. die Folie und die Etikette durchdringen nahezu identisch.With such a light barrier device, partially transparent objects, such as windshields on motor vehicles, can be detected with sufficient reliability. However, detection of partially transparent objects that are very thin, such as labels applied to a carrier material that is made of a thin, translucent film, for example, is not possible with such a device. In this case, the transmitted light intensities that penetrate the film alone or the film and the label are almost identical.

Zudem können Folien und Etiketten aus verschiedenen Materialien unterschiedlicher Dicke und Farbe bestehen, so daß eine große Bandbreite unterschiedlicher Signale zuverlässig ausgewertet werden muß.In addition, films and labels can be made of different materials of different thicknesses and colors, so that a wide range of different signals must be reliably evaluated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zumindest in Teilbereichen transparente Gegenstände, die auf lichtundurchlässigen Gegenständen aufgebracht sein können, mittels einer optoelektronischen Vorrichtung sicher zu erkennen.The invention is based on the object of reliably detecting objects that are transparent at least in some areas and that can be applied to opaque objects by means of an optoelectronic device.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine optoelektronische Vorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-13 sowie 15-19 beschrieben.To solve this problem, an optoelectronic device according to the characterizing features of claim 1 is provided. Advantageous embodiments and further developments of the invention are described in claims 2-13 and 15-19.

Durch die Verwendung von polarisiertem Licht können lichtdurchlässige Gegenstände erkannt werden, falls die Gegenstände den Polarisationszustand desBy using polarized light, transparent objects can be detected if the objects have the polarization state of the

Sendelichts beeinflussen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Gegenstände optisch aktiv sind. Jedoch auch für den Fall, daß das polarisierte Sendelicht beim Durchgang durch die Gegenstände lediglich depolarisiert wird, ergibt sich ein für die Detektion der Gegenstände ausreichendes Empfangssignal.
20This is particularly the case when the objects are optically active. However, even if the polarized transmitted light is only depolarized when it passes through the objects, a reception signal sufficient for the detection of the objects is produced.
20

Zur weiteren Erhöhung der Nachweisempfindlichkeit wird die Schaltschwelle bzw. die Ansprechempfindlichkeit der optoelektronischen Vorrichtung gegenstandsabhängig während eines Abgleichvorgangs mittels der Abgleichvorrichtung selbsttätig eingestellt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Strukturen von Gegenständen unterschieden werden sollen, die zu Empfangssignalen derselben Größenordnung führen und dabei eine Vielfalt von Gegenständen detektiert werden muß, so daß die Empfangssignale innerhalb einer großen Bandbreite variieren können.To further increase the detection sensitivity, the switching threshold or response sensitivity of the optoelectronic device is automatically adjusted depending on the object during an adjustment process using the adjustment device. This is particularly advantageous when structures of objects are to be distinguished that lead to received signals of the same magnitude and a variety of objects must be detected, so that the received signals can vary within a wide range.

Derartige Gegenstände können beispielsweise auf Trägermaterialien aufgebrachte Folien sein. Das Trägermaterial kann von einer dünnen lichtdurchlässigen Folie gebildet sein, auf die eine ebenfalls dünne, im wesentlichen lichtdurch-Such objects can be, for example, films applied to carrier materials. The carrier material can be formed from a thin, translucent film onto which a thin, essentially translucent

lässige Folie, beispielsweise eine Etikette aufgebracht ist.A non-permeable film, such as a label, is applied.

Damit mit der optoelektronischen Vorrichtung, die für einen derartigen Anwendungsfall vorzugsweise als Lichtschranke ausgebildet ist, die Etikette von der Folie unterschieden werden kann, wird während des Abgleichvorganges die Ansprechempfindlichkeit der optoelektronischen Vorrichtung bei auf die Folie gerichtetem Sendelichtstrahl eingestellt. Hierzu wird durch die Abgleichvorrichtung die Sendeleistung der optoelektronischen Vorrichtung so lange geändert, bis die Schaltschwelle unmittelbar unterhalb des Empfangssignalpegels liegt. Üblicherweise wird die Differenz des Empfangslichtpegels und der Schaltschwelle als Ansprechempfindlichkeit der Lichtschranke definiert. Wird anschließend der Sendelichtstrahl auf den Teil der Folie geführt, auf dem die Etikette aufgebracht ist, so reicht bereits eine sehr kleine weitere Schwächung des Sendelichtstrahls durch die Etikette aus, um einen Schaltvorgang auszulösen.In order for the optoelectronic device, which is preferably designed as a light barrier for such an application, to be able to distinguish the label from the film, the response sensitivity of the optoelectronic device is adjusted during the calibration process when the transmitted light beam is directed at the film. To do this, the calibration device changes the transmission power of the optoelectronic device until the switching threshold is immediately below the received signal level. The difference between the received light level and the switching threshold is usually defined as the response sensitivity of the light barrier. If the transmitted light beam is then directed onto the part of the film on which the label is applied, even a very small further weakening of the transmitted light beam by the label is sufficient to trigger a switching process.

Da die Folie und die Etikette im wesentlichen lichtdurchlässig sind und eine sehr geringe Dicke aufweisen, wird die Sendelichtintensität beim Durchgang durch diese Gegenstände kaum geschwächt Häufig bestehen diese Folien aus Kunststoffen, wobei die Kunststoffmoleküle entlang einer Vorzugsrichtung gestreckt sind. Aufgrund dieser Eigenschaft wird die Polarisationsebene des Sendelichts beim Durchgang durch die Folie bzw. die Etikette gedreht. Durch den Einsatz jeweils eines Polarisationsfilters unmittelbar hinter dem Sender und vor dem Empfänger im Strahlengang der Lichtschranke führt dieser Effekt zu einer Signaländerung beim Übergang des Sendelichtstrahls von der Folie zur Etikette, die ausreicht, um den Schaltvorgang auszulösen. Die Etikette kann somit sicher vor dem von der Folie gebildeten Untergrund unterschieden werden.Since the film and the label are essentially transparent to light and have a very small thickness, the transmitted light intensity is hardly weakened when passing through these objects. These films are often made of plastics, with the plastic molecules stretched along a preferred direction. Due to this property, the polarization plane of the transmitted light is rotated when passing through the film or the label. By using a polarization filter immediately behind the transmitter and in front of the receiver in the beam path of the light barrier, this effect leads to a signal change when the transmitted light beam passes from the film to the label, which is sufficient to trigger the switching process. The label can therefore be reliably distinguished from the background formed by the film.

Gemäß den unterschiedlichen Polarisationseigenschaften der zu vermessenden Gegenstände können zweckmäßigerweise verschiedenartige polarisierende EIemente verwendet werden. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2-6 beschrieben.Depending on the different polarization properties of the objects to be measured, different types of polarizing elements can be used. Advantageous embodiments are described in claims 2-6.

Je nachdem, ob die Folien, auf denen Etiketten aufgebracht sind, lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig sind, werden die Gegenstände über eine Transmissions- bzw. Reflexionsmessung detektiert. Die Ausbildung der optoelektronischen Vorrichtung für diese Anwendungsfälle ist in den Ansprüchen 7 und 8. 5Depending on whether the films on which labels are applied are translucent or opaque, the objects are detected using a transmission or reflection measurement. The design of the optoelectronic device for these applications is described in claims 7 and 8. 5

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild der optoelektronischen Vorrichtung,The invention is explained below with reference to the drawings.
Fig. 1 is a block diagram of the optoelectronic device,

Fig. 2 Sender und Empfänger der optoelektronischen Vorrichtung mit imFig. 2 Transmitter and receiver of the optoelectronic device with

Strahlengang angeordneten Polarisationsfiltern und einem Gegenstand, bestehend aus einer Folie und darauf aufgebrachten Etiketten, polarization filters arranged in the beam path and an object, consisting of a film and labels applied to it,

Fig. 3 Empfangspegel in Abhängigkeit von der Zeit bei senkrecht zurFig. 3 Reception level as a function of time at perpendicular to the

Strahlachse bewegtem Gegenstand nach Fig. 2.Beam axis moving object according to Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer optoelektronischen Vorrichtung 1 dargestellt. Die optoelektronische Vorrichtung 1 weist einen Sender 2 und einen Empfänger 3 auf, die an eine Auswerteelektronik 4 angeschlossen sind. Zweckmäßigerweise besteht der Sender 2 aus einer GaAlAs Sendediode und der Empfänger 3 aus einem Fototransistor.Fig. 1 shows a block diagram of an optoelectronic device 1. The optoelectronic device 1 has a transmitter 2 and a receiver 3, which are connected to an evaluation electronics 4. Expediently, the transmitter 2 consists of a GaAlAs transmitting diode and the receiver 3 of a phototransistor.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die optoelektronische Vorrichtung 1 als Lichtschranke ausgebildet, d.h. der Sender 2 und der Empfänger 3 sind gegenüberliegend angeordnet. In diesem Fall ist ein zu detektierender Gegenstand 5 zwischen Sender 2 und Empfänger 3 angeordnet. Alternativ können Sender 2 und Empfänger 3 nebeneinanderliegend angeordnet sein, um entfernte Gegenstände 5 über eine Reflexionsmessung zu detektieren. In diesem Fall handelt es sich bei der optoelektronischen Vorrichtung 1 um eine Reflexions-Lichtschranke. In the present embodiment, the optoelectronic device 1 is designed as a light barrier, i.e. the transmitter 2 and the receiver 3 are arranged opposite one another. In this case, an object 5 to be detected is arranged between the transmitter 2 and the receiver 3. Alternatively, the transmitter 2 and the receiver 3 can be arranged next to one another in order to detect distant objects 5 via a reflection measurement. In this case, the optoelectronic device 1 is a reflection light barrier.

Das vom Gegenstand 5 auf den Empfänger 3 auftreffende Sendelicht erzeugt im Empfänger 3 eine Ausgangsspannung, die mit einer Schaltschwelle bewertet wird. Die Schaltschwelle wird durch eine Schwellwertschaltung realisiert, die im wesentlichen einen Komparator 6 aufweist.
5The transmitted light from the object 5 striking the receiver 3 generates an output voltage in the receiver 3, which is evaluated with a switching threshold. The switching threshold is implemented by a threshold circuit, which essentially has a comparator 6.
5

Zur Erhöhung der Nachweisempfindlichkeit sind unmittelbar hinter dem Sender 2 bzw. vor dem Empfänger 3 polarisierende Elemente, die vorzugsweise als Polarisationsfilter 7, 8 ausgebildet sind, angeordnet.To increase the detection sensitivity, polarizing elements, which are preferably designed as polarization filters 7, 8, are arranged immediately behind the transmitter 2 or in front of the receiver 3.

In der in Figur 2 dargestellten Ausfuhrungsform sind das Polarisationsfilter am Sender 2 (Polarisator 7) und das Polarisationsfilter am Empfänger 3 (Analysator 8) für linear polarisierendes Licht durchlässig, wobei die Polarisationsebene des den Polarisator 7 durchdringenden Lichts um 45° zur Polarisationsebene des den Analysator 8 durchdringenden Lichts gedreht ist.In the embodiment shown in Figure 2, the polarization filter on the transmitter 2 (polarizer 7) and the polarization filter on the receiver 3 (analyzer 8) are permeable to linearly polarized light, whereby the polarization plane of the light penetrating the polarizer 7 is rotated by 45° to the polarization plane of the light penetrating the analyzer 8.

Diese Lichtschranken-Anordnung kann insbesondere dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn optisch aktive Gegenstände 5, die das Sendelicht um ca. 45° drehen, von anderen Gegenständen 5, die andere Polarisationseigenschaften aufweisen, unterschieden werden sollen. Entsprechend kann für Gegenstände 5, die Polarisationsebene um einen anderen Winkel drehen , der o.g. Winkel angepaßt werden.This light barrier arrangement can be used particularly advantageously if optically active objects 5, which rotate the transmitted light by approximately 45°, are to be distinguished from other objects 5 that have different polarization properties. Accordingly, the above-mentioned angle can be adapted for objects 5 that rotate the polarization plane by a different angle.

Je nach Anwendungsfall können anstelle von linear polarisierenden Elementen auch zirkulär polarisierende Elemente verwendet werden, wobei Polarisator 7 und Analysator 8 die Polarisationsebene des Lichts in der gleichen oder in der entgegengesetzten Drehrichtung drehen können.Depending on the application, circularly polarizing elements can also be used instead of linearly polarizing elements, whereby polarizer 7 and analyzer 8 can rotate the polarization plane of the light in the same or opposite direction.

Die Auswerteelektronik 4 besteht im wesentlichen aus der Schwellwertschaltung und einer Abgleichvorrichtung zur Einstellung der Ansprechempfindlichkeit der optoelektronischen Vorrichtung 1. Die Abgleichvorrichtung weist ein Digitalpotentiometer 9, vorzugsweise ein E²-Digital Potentiometer, auf.The evaluation electronics 4 essentially consists of the threshold circuit and an adjustment device for setting the response sensitivity of the optoelectronic device 1. The adjustment device has a digital potentiometer 9, preferably an E ² digital potentiometer.

Ferner weist die Abgleichvorrichtung ein RS-Flip-Flop 10 auf, an dessen Eingang S ein Schalter 11 angeschlossen ist Der Komparator 6 ist an den Eingang R des RS-Flip-Flops 10 angeschlossen.Furthermore, the adjustment device has an RS flip-flop 10, to whose input S a switch 11 is connected. The comparator 6 is connected to the input R of the RS flip-flop 10.

Der Ausgang Q ist an den Eingang CS des Digitalpotentiometers 9 angeschlossen. An den Ausgang Q des RS-Flip-Flops 10 sind ein Zeitglied 12 und ein Impulsgenerator 13 angeschlossen, deren Ausgänge auf die Eingänge U/D bzw. INC des Digitalpotentiometers 9 geführt sind.The output Q is connected to the input CS of the digital potentiometer 9. A timer 12 and a pulse generator 13 are connected to the output Q of the RS flip-flop 10, the outputs of which are connected to the inputs U/D and INC of the digital potentiometer 9.

Vom Ausgang des Digitalpotentiometers 9 führt eine Zuleitung zum Sender 2.A supply line leads from the output of the digital potentiometer 9 to the transmitter 2.

Durch Betätigen des Schalters 11 wird das am Ausgang Q des RS-Flip-Flops 10 angeordnete Zeitglied 12 aktiviert. Das Zeitglied 12 erzeugt ein Impulssignal definierter Länge. Der Anfang des Impulssignals löst den Abgleichvorgang aus, in dem der Eingang U/D des Digitalpotentiometers 9 auf "high" gesetzt wird.By operating the switch 11, the timing element 12 arranged at the output Q of the RS flip-flop 10 is activated. The timing element 12 generates a pulse signal of a defined length. The start of the pulse signal triggers the adjustment process, in which the input U/D of the digital potentiometer 9 is set to "high".

Die Länge des Impulssignals bestimmt die maximale Dauer des Abgleichvorgangs. Mit Beginn des Impulssignals wird die Ausgangsspannung des Digitalpotentiometers 9 auf den Wert "null" gesetzt.The length of the pulse signal determines the maximum duration of the adjustment process. When the pulse signal begins, the output voltage of the digital potentiometer 9 is set to the value "zero".

Daraufhin wird die Ausgangsspannung des Digitalpotentiometers 9 in diskreten Stufen schrittweise erhöht. Hierzu wird der Eingang CS über das RS-Flip-Flop 10 auf "high" gesetzt. Dies bewirkt im Digitalpotentiometer 9 ein Hochzählen von Inkrementen, wobei die Anzahl der Inkremente proportional zur Ausgangsspannung des Digitalpotentiometers 9 ist. Die Schrittweite der Inkremente wird durch den an den Eingang INC des Digitalpotentiometers 9 angeschlossenen Impulsgenerator 13 bestimmt. Die Pulsdauer der dort erzeugten Impulse definiert die Schrittweite der Inkremente.The output voltage of the digital potentiometer 9 is then increased step by step in discrete steps. To do this, the CS input is set to "high" via the RS flip-flop 10. This causes the digital potentiometer 9 to count up increments, with the number of increments being proportional to the output voltage of the digital potentiometer 9. The step size of the increments is determined by the pulse generator 13 connected to the INC input of the digital potentiometer 9. The pulse duration of the pulses generated there defines the step size of the increments.

Durch die Erhöhung der Ausgangsspannung des Digitalpotentiometers 9 wird die Sendeleistung des Senders 2 erhöht. Im Strahlengang zwischen Sender 2 und Empfänger 3 ist während des Abgleichvorgangs ein Gegenstand 5 angeordnet.By increasing the output voltage of the digital potentiometer 9, the transmission power of the transmitter 2 is increased. An object 5 is arranged in the beam path between the transmitter 2 and the receiver 3 during the calibration process.

Das den Gegenstand 5 durchdringende Sendelicht gelangt auf den Empfänger 3.The transmitted light penetrating the object 5 reaches the receiver 3.

Die Ausgangsspannung am Empfänger 3 wächst mit zunehmender Sendeleistung und damit mit steigender Ausgangsspannung am Digitalpotentiometer 9.The output voltage at the receiver 3 increases with increasing transmission power and thus with increasing output voltage at the digital potentiometer 9.

Die Ausgangsspannung am Digitalpotentiometer 9 wird solange erhöht bis im Komparator 6 ein Schaltvorgang ausgelöst wird, d.h. bis die Ausgangsspannung am Komparator 6 dem Wert der Schaltschwelle des Komparators 6 entspricht.The output voltage at the digital potentiometer 9 is increased until a switching process is triggered in the comparator 6, i.e. until the output voltage at the comparator 6 corresponds to the value of the switching threshold of the comparator 6.

Sobald im Komparator 6 die Schaltschwelle überschritten wird, wird der Eingang des RS-Flip-Flops 10 umgeschaltet, die Eingänge des Digitalpotentiometers 9 deaktiviert und der Abgleichvorgang beendet. Zur Visualisierung des Endes des Abgleichvorgangs ist am Ausgang des Komparators 6 eine Anzeige 14, die vorzugsweise als Leuchtdiode ausgebildet ist, angeschlossen. Sobald der Abgleichvorgang abgeschlossen ist, wird dies durch die Leuchtdiode angezeigt.As soon as the switching threshold is exceeded in the comparator 6, the input of the RS flip-flop 10 is switched, the inputs of the digital potentiometer 9 are deactivated and the calibration process is terminated. To visualize the end of the calibration process, a display 14, which is preferably designed as a light-emitting diode, is connected to the output of the comparator 6. As soon as the calibration process is completed, this is indicated by the light-emitting diode.

Bei dem oben beschriebenen Abgleichvorgang wird die Schaltschwelle des Komparators 6 konstant gehalten, während der Wertebereich der Ausgangsspannung des Empfängers 3 über die durch die Abgleichvorrichtung herbeigeführte Änderung der Sendeleistung verändert wird. Im Ergebnis wird durch diese Anpassung die Ansprechempfindlichkeit der optoelektronischen Vorrichtung 1, nämlich die Differenz zwischen Empfangspegel und Schaltschwelle, gegenstandsabhängig eingestellt. Alternativ zu den oben beschriebenen Verfahren kann bei konstanter Sendeleistung die Höhe der Schaltschwelle gegenstandsabhängig eingestellt werden.In the adjustment process described above, the switching threshold of the comparator 6 is kept constant, while the value range of the output voltage of the receiver 3 is changed by the change in the transmission power brought about by the adjustment device. As a result, this adjustment sets the response sensitivity of the optoelectronic device 1, namely the difference between the reception level and the switching threshold, depending on the object. As an alternative to the methods described above, the level of the switching threshold can be set depending on the object with a constant transmission power.

Der in Fig. 2 dargestellte Gegenstand 5 besteht aus einem Trägermaterial, das von einer transparenten Folie 5a gebildet ist. Auf die Folie 5a sind Etiketten 5b aufgebracht, auf die Schriftzüge 5c, Barcodes 5c oder ähnliches aufgedruckt sein können. Hinter dem Sender 2 bzw. vor dem Empfänger 3 ist jeweils ein Polarisationsfilter 7, 8 angeordnet, der linear polarisiertes Licht erzeugt. Die Polarisationsebenen der Polarisationsfilter 7, 8 sind um 45° gegeneinander gedreht. The object 5 shown in Fig. 2 consists of a carrier material that is formed by a transparent film 5a. Labels 5b are applied to the film 5a, on which lettering 5c, barcodes 5c or similar can be printed. A polarization filter 7, 8 is arranged behind the transmitter 2 and in front of the receiver 3, respectively, which generates linearly polarized light. The polarization planes of the polarization filters 7, 8 are rotated by 45° relative to one another.

Zur Durchführung des Abgleichvorgangs wird der Sendelichtstrahl auf den Teil der Folie 5a gerichtet, auf den keine Etikette 5b aufgebracht ist. Während des Abgleichvorgangs wird die Sendeleistung so lange erhöht, bis das von der Folie 5a auf den Empfänger 3 gelangende Sendelicht ein Empfangssignal generiert, das oberhalb der Schaltschwelle liegt. Dieser Schaltvorgang wird durch die Anzeige 14 sichtbar gemacht.To carry out the calibration process, the transmitted light beam is directed at the part of the foil 5a to which no label 5b is applied. During the calibration process, the transmission power is increased until the transmitted light reaching the receiver 3 from the foil 5a generates a received signal that is above the switching threshold. This switching process is made visible by the display 14.

In Fig. 3 (Bereich I) ist das vom von der Folie 5a auf den Empfänger 3 gelangenden Sendelicht generierte Empfangssignal dargestellt. Zudem ist in Fig. 3 die Schaltschwelle eingetragen, die unmittelbar oberhalb des von der Folie 5a stammenden Empfangssignals liegt.Fig. 3 (area I) shows the received signal generated by the transmitted light from the film 5a to the receiver 3. In addition, Fig. 3 shows the switching threshold, which is located directly above the received signal from the film 5a.

Die Lage der Polarisationsebenen der Polarisationsfilter 7, 8 zueinander ist so gewählt, daß das die Folie 5a durchdringende Sendelicht ein möglichst kleines Empfangssignal generiert im Verhältnis zu dem Empfangssignal, das von dem die Folie 5a und die Etikette 5b durchdringenden Sendelicht erzeugt wird. Dieses Empfangssignal ist im Bereich &Pgr; der Fig. 3 aufgetragen.The position of the polarization planes of the polarization filters 7, 8 relative to one another is selected so that the transmitted light penetrating the film 5a generates as small a received signal as possible in relation to the received signal generated by the transmitted light penetrating the film 5a and the label 5b. This received signal is plotted in the area Π of Fig. 3.

Da sowohl die Etikette 5b als auch die Folie 5a überwiegend transparent sind, kann die Differenz der beiden Empfangssignale durch eine Optimierung der Lage der Polarisationsebenen der Polarisationsfilter 7, 8 erzielt werden. Im vorliegenden Beispiel dreht sich die Polarisationsebene des Sendelichts beim Durchgang durch die Etikette 5b um etwa 45°. Demzufolge verursacht das durch die Folie 5a hindurchtretende Sendelicht ein sehr kleines Empfangssignal. Das die Folie 5a und die Etikette 5b durchdringende Sendelicht verursacht dagegen ein beträchtlich größeres Empfangssignal, da durch die Drehung der Polarisationsebene des Sendelichts beim Durchdringen der Etikette 5b die Polarisationsebene gerade um 45° gedreht wird, so daß die Polarisationsebene des Sendelichts mit der Polarisationsebene des am Empfänger 3 angeordneten PoIarisationsfilters 8 gut übereinstimmt.Since both the label 5b and the film 5a are predominantly transparent, the difference between the two received signals can be achieved by optimizing the position of the polarization planes of the polarization filters 7, 8. In the present example, the polarization plane of the transmitted light rotates by approximately 45° as it passes through the label 5b. As a result, the transmitted light passing through the film 5a causes a very small received signal. The transmitted light penetrating the film 5a and the label 5b, on the other hand, causes a considerably larger received signal, since the rotation of the polarization plane of the transmitted light as it passes through the label 5b causes the polarization plane to be rotated by exactly 45°, so that the polarization plane of the transmitted light corresponds well with the polarization plane of the polarization filter 8 arranged on the receiver 3.

Durch die Anpassung der Schaltschwelle an den Empfangspegel bei auf die Fo-By adjusting the switching threshold to the reception level at the Fo-

lie 5a gerichteten Sendestrahl wird beim Übergang des Sendelichtstrahls von der Folie 5a auf die Etikette 5b (Übergang von Bereich I nach Bereich &Pgr; in Fig. 3) mit Sicherheit ein Schaltvorgang ausgelöst, da bereits eine kleine Empfangssignalerhöhung zum Überschreiten der Schaltschwelle ausreicht. Dies bedeutet, daß mit die Etiketten 5b von dem von der Folie 5a gebildeten Trägermaterial sicher unterschieden werden können.When the transmitted light beam passes from the foil 5a to the label 5b (transition from area I to area Π in Fig. 3), a switching process is definitely triggered, since even a small increase in the received signal is sufficient to exceed the switching threshold. This means that the labels 5b can be reliably distinguished from the carrier material formed by the foil 5a.

Zur Erhöhung der Nachweisempfindlichkeit trägt die optimierte Anordnung der Polarisationsfilter 7, 8 bei, da durch sie der Kontrast zwischen Etikette 5b und Folie 5a gesteigert wird. Vorteilhaft ist ferner, daß die durch Schriftzüge 5c aus den Etiketten 5b verursachten Empfangssignaländerungen (Bereich &Pgr;&Igr; in Fig. 3) im Vergleich zur Signaländerung beim Übergang von Bereich I nach Bereich II in Fig. 3 gering sind.The optimized arrangement of the polarization filters 7, 8 contributes to increasing the detection sensitivity, as they increase the contrast between label 5b and foil 5a. Another advantage is that the received signal changes caused by lettering 5c on the labels 5b (area Πλ in Fig. 3) are small compared to the signal change at the transition from area I to area II in Fig. 3.

Dies bedeutet, daß auf den Etiketten 5b aufgebrachte Schriftzüge 5c die Meßgenauigkeit bei der Unterscheidung von Folie 5a und Etikette 5b nicht beeinflussen. Dies gilt jedoch nur solange wie die Schriftzüge 5c auf den Etiketten 5b in etwa dieselben Polarisationseigenschaften wie die Etiketten 5b aufweisen und im Wellenlängenbereich des Senders 2 dieselben Absorptionseigenschaften wie die Etiketten 5b aufweisen. Um diese Bedingung zu erfüllen, wird vorzugsweise monochromatisches Sendelicht verwendet. Zudem sind die Polarisationsfilter 7, 8 vorzugsweise nur für Lichtwellenlängen durchlässig, die der Sendelichtwellenlänge entsprechen.This means that lettering 5c applied to the labels 5b does not affect the measurement accuracy when distinguishing between film 5a and label 5b. However, this only applies as long as the lettering 5c on the labels 5b have approximately the same polarization properties as the labels 5b and have the same absorption properties as the labels 5b in the wavelength range of the transmitter 2. In order to meet this condition, monochromatic transmitted light is preferably used. In addition, the polarization filters 7, 8 are preferably only permeable to light wavelengths that correspond to the transmitted light wavelength.

• ··

Claims

Leuze electronic GmbH + Co. 73277 Owen/Teck Optoelectronic device with adjustable response sensitivity Protection claims

1. An optoelectronic device for detecting objects consisting of a transmitter, a receiver and evaluation electronics connected to the transmitter and receiver, which are at least partially transparent to light at least in some areas, in which the transmitted light reaching the receiver triggers a switching process depending on the object, the switching process being triggered in the evaluation electronics by means of a switching threshold which is implemented by a threshold circuit, with which the output voltage present at the receiver as the reception level due to the radiation power of the signal hitting the receiver is evaluated, the switching threshold or the response sensitivity of the device being automatically adjustable to a predeterminable value, characterized in that the evaluation electronics (4) have an adjustment device for setting the switching threshold or the response sensitivity depending on the object, and in that at least one polarizing element (7, 8) is arranged in the beam path of the device (1) immediately behind the transmitter (2) and in front of the receiver (3).

2. Device according to claim 1, characterized in that the transmitter

(2) arranged polarizing element (polarizer [7]) generates circularly polarized light, and that the polarizing element (analyzer [8]) arranged at the receiver (3) is transparent to circularly polarized light.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the polarizer (7) and the analyzer (8) generate circularly polarized light with the same direction of rotation.

"2"2

4. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the polarizer (7) and the analyzer (8) generate circularly polarized light with opposite directions of rotation.

5. Device according to claim 1, characterized in that the polarizer

(7) and the analyzer (8) each produce linearly polarized light.

6. Device according to claim 5, characterized in that the polarization planes of the light at the output of the polarizer (7) and the analyzer

(8) are inclined at an angle between 30° and 45° to each other.

7. Device according to claims 1-6, characterized in that it is designed as a light barrier.

8. Device according to one of claims 1-6, characterized in that it is designed as a reflection light barrier.

9. Device according to one of claims 1 -8, characterized in that the adjustment device has a digital potentiometer (9) and a comparator (6) generating the switching threshold.

10. Device according to claim 9, characterized in that the comparator (6) is connected to the digital potentiometer (9) via an RS flip-flop (10).

11. Device according to claim 9 or 10, characterized in that a timing element (12) and a pulse generator (13) are connected to an output (Q) of the RS flip-flop (10), the outputs of which are connected to inputs (U/D)

and (INC) of the digital potentiometer (9).
30

12. Device according to one of claims 9-11, characterized in that the output of the digital potentiometer (9) is connected to the transmitter (2)

is closed.

13. Device according to one of claims 9 - 12, characterized in that the adjustment device is activated via a switch (11), whereby the switch (11) is connected to an input (S) of the RS flip-flop (10).