DE19710724A1 - Optoelektronischer Sensor - Google Patents
Optoelektronischer SensorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor, ins
besondere einen Barcodeleser mit einer einem Lichtempfänger
vorgeschalteten Empfangsoptik zur Fokussierung eines von ei
nem Objekt, insbesondere einem Barcode reflektierten Licht
strahls auf den Lichtempfänger.
Bei derartigen optoelektronischen Sensoren besteht ein Pro
blem darin, daß sich das Objekt, welches Sendelicht zum
Lichtempfänger reflektiert, in unterschiedlichen Tastabstän
den zum Sensor befinden kann, wodurch sich jeweils entspre
chend unterschiedliche Abbildungsbedingungen ergeben.
Insbesondere bewirken unterschiedliche Tastabstände Änderun
gen des vom Lichtempfänger gelieferten elektrischen Stromes.
Bei unveränderlicher Größe der für das empfangene Licht maß
geblichen Eintrittspupille des Sensors ändert sich der vom
Lichtempfänger gelieferte Lichtstrom näherungsweise mit dem
Kehrwert des quadrierten Tastabstandes.
Dabei bewirken unterschiedliche Tastabstände entsprechend un
terschiedliche Lichtfleckgrößen auf dem Lichtempfänger, wobei
die Lichtfleckgröße mit abnehmendem Tastabstand wächst.
Vorstehend geschilderte Abhängigkeiten zwischen Tastabstand
und Lichtstrom bzw. zwischen Tastabstand und Lichtfleckgröße
ergeben auf nachteilige Weise ein ungleichförmiges Übertra
gungsverhalten des Sensors bzw. des Lichtempfängers, wodurch
die Signalverarbeitung und Auswertung der vom Lichtempfänger
gelieferten Signale erschwert wird.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen optoelektro
nischen Sensor der eingangs genannten Art derart weiterzubil
den, daß das Übertragungsverhalten des gesamten Sensorsystems
bzw. des Lichtempfängers verbessert wird. Insbesondere soll
sichergestellt werden, daß sich eine Änderung des Tastabstan
des nicht negativ auf die Qualität der vom Lichtempfänger ge
lieferten Signale bzw. der im Sensor erfolgenden Signalverar
beitung auswirkt und daß der vom Lichtempfänger empfangene
Nutzlichtanteil insbesondere auch bei kurzen Tastabständen
hoch genug ist, um eine zuverlässige und qualitativ hochwer
tige Signalverarbeitung zu ermöglichen.
Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe werden erfin
dungsgemäß drei Lösungsansätze vorgeschlagen:
Gemäß dem ersten Lösungsansatz wird zwischen Empfangsoptik
und Lichtempfänger eine Blende vorgesehen, welche einen wirk
samen Bereich für zumindest von im wesentlichen in Fernlage
zur Empfangsoptik befindlichen Objekten reflektiertes Licht
aufweist.
Durch die Vorsehung der genannten Blende wird erreicht, daß
auch bei geringen Tastabständen, d. h. bei erhöhter Licht
fleckgröße nur ein durch den genannten wirksamen Bereich be
grenzter Anteil des reflektierten Lichts auf den Lichtempfän
ger gelangt, da derjenige Anteil des reflektierten Lichts
ausgeblendet wird, der demjenigen Bereich des Lichtflecks
entspricht, welcher außerhalb des wirksamen Bereichs der
Blende auf diese auftrifft. So wird ein unerwünschtes Anstei
gen des Lichtstroms aufgrund erhöhter Lichtfleckgröße vermie
den.
Sinnvoll ist es, wenn der wirksame Bereich der Blende bzw.
die Blendenöffnung so angeordnet wird, daß bei in Fernlage
zur Empfangsoptik befindlichen Objekten zumindest im wesent
lichen das gesamte, vom Objekt reflektierte und durch die
Eintrittspupille fallende Licht auf den Lichtempfänger ge
langt. Die Wirkung der Blende setzt in diesem Fall erst dann
ein, wenn das reflektierende Objekt näher zum Sensor hinbe
wegt und dadurch die Lichtfleckgröße erhöht wird.
Durch eine gezielte Abstimmung der Größe des wirksamen Be
reichs bzw. der Größe der Blendenöffnung, der Brennweite der
Empfangsoptik sowie des Abstandes des reflektierenden Objek
tes von der Blende lassen sich unterschiedlichen Übertra
gungscharakteristiken einstellen.
Weiterhin wird erfindungsgemäß erreicht, daß die Empfangsei
genschaften des Gesamtsystems, die sich aufgrund der Form des
abtastenden Laserstrahls, aufgrund der Charakteristik der
Auswerteelektronik und aufgrund unterschiedlicher Lichtstär
ken des beispielsweise von einem Barcode zurückgeworfenen
Lichtes ergeben, optimiert werden.
Eine besonders gute Wirkung der erfindungsgemäß vorgesehenen
Blende läßt sich dann erzielen, wenn die Blende näher am
Lichtempfänger als an der Empfangsoptik angeordnet ist bzw.
dadurch, daß die Blende unmittelbar benachbart zum Lichtemp
fänger angeordnet wird. Bei geringem Abstand zwischen Licht
empfänger und Blende läßt sich die auf den Empfänger gelan
gende Lichtfleckgröße über einen großen Bereich von Tastab
ständen fast vollkommen konstant halten.
Bei sehr geringen Tastabständen kann es vorkommen, daß durch
die Vorsehung der erfindungsgemäßen Blende letztlich zu wenig
Licht auf den Empfänger trifft, da die Lichtintensität pro
Flächeneinheit nachläßt, wenn die Lichtfleckgröße aufgrund
eines stark verringerten Tastenabstandes entsprechend stark
erhöht ist. Um in diesem Fall den auf den Empfänger auftref
fenden Lichtanteil zu erhöhen, kann die Blende einen ersten
wirksamen Bereich für von im wesentlichen in Fernlage zur
Empfangsoptik befindlichen Objekten reflektiertes Licht und
zumindest einen zweiten wirksamen Bereich für von zwischen
Fernlage zur Empfangsoptik und Empfangsoptik befindlichen Ob
jekten reflektiertes Licht aufweisen.
Der zweite wirksame Bereich wird dabei so angeordnet, daß nur
bei geringen Tastabstände Licht durch ihn hindurchtritt, wäh
rend der erste wirksame Bereich so angeordnet ist, daß er im
wesentlichen das gesamte, von einem in Fernlage befindlichen
Objekt reflektierte Licht durchläßt. Der erste wirksame Be
reich befindet sich somit bei allen Tastabständen im Bereich
des empfangenen Lichtflecks, während der zweite wirksame Be
reich nur von einem in Folge verringerten Tastabstandes stark
vergrößerten Lichtfleck erfaßt wird. Der zweite wirksame Be
reich bewirkt somit, daß bei geringen Tastabständen zusätzli
ches Licht auf den Empfänger gelangt, um so den Lichtstrom in
gewünschter Weise zu erhöhen.
Die beiden wirksamen Bereiche können beispielsweise als zwei
separate Blendenschlitze ausgebildet werden, welche insbeson
dere unterschiedlich groß sind. Ebenso ist es jedoch auch
möglich, daß beide wirksamen Bereiche Bestandteil einer ein
zigen Blendenöffnung sind, die verschiedene Konturen aufwei
sen kann, wobei durch die Auswahl verschiedener Konturen je
weils gewünschte Übertragungscharakteristiken einstellbar
sind.
Gemäß dem zweiten Lösungsansatz der Erfindung weist die
Lichtempfängereinheit einen ersten Lichtempfänger für von im
wesentlichen in Fernlage zur Empfangsoptik befindlichen Ob
jekten reflektiertes Licht und zumindest einem zweiten Licht
empfänger für von zwischen Fernlage zur Empfangsoptik und
Empfangsoptik befindlichen Objekten reflektiertes Licht auf.
Die beiden erfindungsgemäß vorgesehenen Lichtempfänger können
so angeordnet werden, daß sie in ihrer Wirkungsweise im we
sentlichen den beiden wirksamen Bereichen der vorstehend er
läuterten Blende entsprechen, d. h., daß beispielsweise bei in
Fernlage befindlichen reflektierenden Objekten der erste
Lichtempfänger zumindest einen Großteil des reflektierten
Lichts empfängt, während der zweite Lichtempfänger in diesem
Fall im wesentlichen kein Licht empfängt. Bei verringertem
Tastabstand vergrößert sich der Empfangslichtfleck dann der
art, daß von beiden Lichtempfängern Licht empfangen wird, wo
durch der Lichtstrom bei kurzen Tastabständen in gewünschter
Weise erhöht wird.
Bei den gemäß der zweiten Lösungsvariante vorgeschlagenen
zwei oder mehr Lichtempfängern kann die Übertragungscharakte
ristik des Sensors beispielsweise durch eine gezielte Auswahl
der Größen der lichtempfindlichen Flächen der Lichtempfänger
oder durch die Vorsehung von Lichtempfängern mit unterschied
lichen Empfindlichkeiten in jeweils gewünschter Weise einge
stellt werden.
Ein Vorteil bei der Vorsehung von zwei oder mehr Lichtempfän
gern ist darin zu sehen, daß für die Auswertung des Empfangs
signals nicht nur der Photostrom eines einzelnen Lichtempfän
gers, sondern mehrere Signale, d. h. die Photoströme von zwei
oder mehr Lichtempfängern zur Verfügung stehen.
Mittels einer geeigneten Auswerteeinheit können demzufolge
beispielsweise die von unterschiedlichen Lichtempfängern ge
lieferten Signale unterschiedlich gewichtet werden, wodurch
sich die Empfangscharakteristik eines erfindungsgemäßen Sen
sors gezielt einstellen läßt.
Zudem ist es möglich, daß mittels einer geeigneten Auswerte
einheit auf der Basis der von den Lichtempfängern gelieferten
Signale der Abstand zwischen dem reflektierendem Objekt und
dem Sensor bestimmt wird. Dies ist möglich, da bei der Vorse
hung von zwei oder mehreren Sensoren die Lage und/oder Größe
des empfangenen Lichtflecks bestimmt werden kann, aus der
Rückschlüsse auf den genannten Abstand gezogen werden können.
Im Falle der Bestimmung des Abstandes zwischen reflektieren
dem Objekt und Sensor kann diese Abstandsinformation dazu
verwendet werden, eine Fokussiereinrichtung für den Sen
destrahl entsprechend einzustellen und somit an den bestimm
ten Abstand anzupassen. So lassen sich optimale Abbildungsei
genschaften hinsichtlich Schärfe des abtastenden Lichtpunktes
erzielen.
Bevorzugt ist es, wenn bei der Auswertung der von den Licht
empfängern gelieferten Signale die auf die genannte Weise
eingestellte Bildweite der Sendeoptik berücksichtigt wird.
Gemäß dem dritten Lösungsansatz der vorliegenden Erfindung
wird die Empfangsoptik derart ausgebildet, daß sie einen er
sten Teilbereich für die Abbildung von im wesentlichen in
Fernlage zur Empfangsoptik befindlichen Objekten und zumin
dest einen zweiten Teilbereich für die Abbildung von zwischen
Fernlage zur Empfangsoptik und Empfangsoptik befindlichen Ob
jekten aufweist, wobei beide Teilbereiche voneinander unter
schiedliche Abbildungseigenschaften besitzen.
Bei Entwicklung dieses Lösungsansatzes wurde erkannt, daß
sich der tatsächlich genutzte Bereich der Empfangsoptik in
Abhängigkeit vom Tastabstand bzw. in Abhängigkeit von der
Größe des empfangenen Lichtflecks ändert. Erfindungsgemäß
macht man sich diesen Effekt dadurch zunutze, daß unter
schiedliche Teilbereiche der Empfangsoptik mit unterschiedli
chen Abbildungseigenschaften versehen werden, wobei bestimmte
Teilbereiche nur bei bestimmten Tastabständen wirksam sind.
In der Regel wird bei kleinem Tastabstand ein größerer Be
reich der Empfangsoptik genutzt als bei einem größerem Ta
stabstand. Dementsprechend kann dieser vergrößerte benutzte
Bereich durch die Vorsehung entsprechender Abbildungseigen
schaften dazu verwendet werden, bei kleinen Tastabständen
mehr Licht auf den Lichtempfänger zu lenken, um so den
Lichtstrom bei geringen Tastabständen in gewünschter Weise zu
erhöhen.
Die unterschiedliche Abbildungseigenschaften aufweisenden
Teilbereiche der Empfangsoptik können von einer einzigen Lin
se oder von mehreren Linsen gebildet sein und durch Vorsehung
unterschiedlicher Brennweiten und/oder unterschiedlicher
Schrägstellungen optischer Komponenten der Empfangsoptik rea
lisiert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die Vorsehung von nur zwei Teil
bereichen mit unterschiedlichen Abbildungseigenschaften be
schränkt. Es können ganz allgemein mehrere Teilbereiche vor
gesehen werden, die jeweils unterschiedliche Abbildungseigen
schaften aufweisen.
Vorteilhaft ist es, wenn beide Teilbereiche insbesondere in
nerhalb einer einzigen Linse zumindest im wesentlichen kon
zentrisch zueinander angeordnet sind. In diesem Fall ergibt
sich ein Zentralbereich der Linse mit einer ersten Abbil
dungseigenschaft und ein diesen Zentralbereich umgebender
Ringbereich mit Abbildungseigenschaften, die sich von den er
sten Abbildungseigenschaften unterscheiden.
In diesem Fall kann beispielsweise der innere Teilbereich der
Linse zur Abbildung der im wesentlichen in Fernlage zur Emp
fangsoptik befindlichen Objekte und der äußere Teilbereich
zur Abbildung von zwischen Fernlage zur Empfangsoptik und
Empfangsoptik befindlichen Objekten ausgebildet sein. Da der
äußere Teilbereich bei geringen Tastabständen, die bei zwi
schen Fernlage zur Empfangsoptik und Empfangsoptik befindli
chen Objekten auftreten, infolge eines vergrößerten Empfangs
lichtflecks wirksam ist, wird in diesen Fällen automatisch
immer auch der innere Teilbereich der Empfangsoptik wirksam,
so daß der äußere Teilbereich letztlich bewirkt, daß nicht
nur vom inneren, sondern zusätzlich auch vom äußeren Teilbe
reich Licht auf den Lichtempfänger gelenkt wird.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen be
schrieben; In diesen zeigen:
Fig. 1a-c ein Prinzipschaubild des Empfangsbereichs ei
nes optoelektronischen Sensors gemäß der er
sten erfindungsgemäßen Lösungsvariante für
drei unterschiedliche Tastabstände,
Fig. 2a-c ein Prinzipschaubild des Empfangsbereichs ei
nes optoelektronischen Sensors gemäß der zwei
ten erfindungsgemäßen Lösungsvariante für drei
unterschiedliche Tastabstände,
Fig. 3a/b ein Prinzipschaubild des Empfangsbereichs ei
nes optoelektronischen Sensors gemäß der drit
ten erfindungsgemäßen Lösungsvariante für zwei
unterschiedliche Tastabstände (erste Alterna
tive), und
Fig. 4a/b ein Prinzipschaubild des Empfangsbereichs ei
nes optoelektronischen Sensors gemäß der drit
ten erfindungsgemäßen Lösungsvariante für zwei
unterschiedliche Tastabstände (zweite Alterna
tive).
Fig. 1a zeigt in schematischer Seitenansicht eine Sammellinse
1 mit einer horizontal verlaufenden Achse 2, auf der sich im
Abstand d1 zur Sammellinse 1 ein reflektierendes Objekt 3 be
findet.
Der Abstand d1 entspricht der Fernlage der in Fig. 1a darge
stellten Empfangsanordnung.
Auf der dem Objekt 3 abgewandten Seite der Sammellinse 1 ist
ein Lichtempfänger 4 vorgesehen, welcher zur Umwandlung von
empfangenem Licht in einen elektrischen Strom geeignet ist.
Unmittelbar benachbart zum Lichtempfänger 4 ist zwischen Sam
mellinse 1 und Lichtempfänger 4 eine Blende 5 vorgesehen, die
zwei getrennte Blendenschlitze 6 und 7 aufweist.
Die Blendenschlitze 6, 7 sind dabei derart angeordnet, daß
dann, wenn sich ein Objekt 3 - wie in Fig. 1a dargestellt - in
Fernlage befindet, empfangenes Licht zumindest weitestgehend
vollständig durch den Blendenschlitz 6 tritt und auf diese
Weise auf den Lichtempfänger 4 gelangt. Durch den zweiten
Blendenschlitz 7 tritt in diesem Fall kein Licht.
Wenn nun das reflektierende Objekt näher zur Empfangsoptik
bzw. näher zur Sammellinse 1 hinbewegt wird und sich bei
spielsweise in dem in Fig. 1b dargestelltem Abstand d2 zur
Sammellinse 1 befindet, vergrößert sich der auf die Blende 5
abgebildete Lichtfleck. Insbesondere wird der Lichtfleck in
diesem Fall größer als die freie Durchtrittsfläche des Blen
denschlitzes 6. Allerdings ist der Lichtfleck noch nicht so
groß, daß er den Bereich des zweiten Blendenschlitzes 7 er
reicht.
In der in Fig. 1b dargestellten Position des reflektierenden
Objektes 3 entfaltet die Blende 5 ihre Wirkung dahingehend,
daß ein Teil des reflektierten Lichtes ausgeblendet wird und
nicht auf den Lichtempfänger 4 gelangt.
Auf diese Weise wird erreicht, daß die Lichtfleckgröße auf
dem Lichtempfänger 4 in den beiden Positionen gemäß Fig. 1a
und 1b im wesentlichen unverändert ist.
In der Darstellung gemäß Fig. 1c befindet sich das reflektie
rende Objekt 3 im Abstand d3 zur Sammellinse 1, wobei d3 ge
genüber d2 (Fig. 1b) verringert ist.
Diese Verringerung des Abstandes zwischen Sammellinse 1 und
reflektierendem Objekt 3 führt zu einer weiteren Vergrößerung
des auf die Blende 5 abgebildeten Lichtflecks.
Der auf der Blende 5 abgebildete Lichtfleck gemäß Fig. 1c ist
dabei so groß, daß er sowohl den Blendenschlitz 6 als auch
den Blendenschlitz 7 überdeckt, so daß durch beide Blenden
schlitze 6, 7 Licht auf den Lichtempfänger 4 trifft.
In der Position gemäß Fig. 1c wird also durch den Blenden
schlitz 7 zusätzliches Licht auf den Lichtempfänger 4 gelei
tet, wodurch der vom Lichtempfänger 4 gelieferte elektrische
Strom erhöht wird, um so die aufgrund der vergrößerten Licht
fleckgröße reduzierte Lichtintensität pro Flächeneinheit zu
kompensieren.
Fig. 2a zeigt eine Ausführungsform gemäß der zweiten erfin
dungsgemäßen Lösungsvariante, bei der im Unterschied zur
Fig. 1 anstelle der Blende 5 und dem Lichtempfänger 4 zwei ne
beneinander angeordnete Lichtempfänger 8 und 9 vorgesehen
sind.
In der Darstellung gemäß Fig. 2a befindet sich das reflektie
rende Objekt 3 wiederum in Fernlage zur Empfangsanordnung 1,
8, 9. Hierbei wird zumindest der wesentliche Anteil des vom
reflektierenden Objekt 3 reflektierten Lichts auf den ersten
Lichtempfänger 8 geleitet. Der Lichtempfänger 9 empfängt in
diesem Fall kein Licht.
Wenn nun der Tastabstand von d1 gemäß Fig. 2a auf d2 gemäß
Fig. 2b verringert wird, vergrößert sich die Lichtfleckgröße
des empfangenen Lichtes so, daß der Lichtempfänger 8 gemäß
Fig. 2b durch den vergrößerten Lichtfleck vollständig ausge
leuchtet wird. Der Lichtempfänger 9 empfängt weiterhin kein
Licht.
Durch weitere Verringerung des Tastabstandes von d2 gemäß
Fig. 2b auf d3 gemäß Fig. 2c findet eine weitere Vergrößerung
des empfangenen Lichtflecks statt, so daß schließlich auch
der zweite Lichtempfänger 9 mit Empfangslicht beaufschlagt
wird.
Gemäß Fig. 2c werden beide Lichtempfänger 8, 9 von Empfangs
licht beaufschlagt, so daß auf diese Weise die Summe der von
den beiden Lichtempfängern 8, 9 gelieferten elektrischen
Ströme in gewünschter Weise erhöht wird.
Die beiden von den Lichtempfängern 8, 9 gelieferten
Lichtströme lassen sich auf unterschiedliche Weise vorteil
haft auswerten, wie dies vorstehend bereits erläutert wurde.
Alternativ zu der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist es
auch möglich, die beiden Lichtempfänger 8, 9 in Richtung
senkrecht zur optischen Achse weiter auseinander zu bewegen.
In diesem Fall läßt sich hinsichtlich des Lichtempfängers 8
eine Blendenwirkung erzielen, wenn der Lichtfleck größer als
die wirksame Empfangsfläche des Lichtempfängers 8 wird, nicht
jedoch so groß, daß auch der Lichtempfänger 9 erfaßt wird.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung gemäß der dritten
Lösungsvariante.
Gemäß Fig. 3a ist eine Sammellinse 10 vorgesehen, die einen
inneren Teilbereich 11 mit einer ersten Brennweite und einen
äußeren Teilbereich 12 mit einer zweiten Brennweite aufweist.
Die Brennweite des äußeren Teilbereichs 12 ist kürzer als die
Brennweite des inneren Teilbereichs 11.
Die beiden Teilbereiche 11, 12 sind konzentrisch zueinander
angeordnet.
Im Abstand d1 (Fernlage) zur Sammellinse 10 ist auf der opti
schen Achse 2 ein reflektierendes Objekt 3 vorhanden.
Ungefähr in der Mitte zwischen reflektierendem Objekt 3 und
Sammellinse 10 ist eine Blende 13 angeordnet, deren Blenden
öffnung so positioniert ist, daß bei dem Abstand d1 zur Linse
10 befindlichem Objekt 3 nur der innere Teilbereich 11 der
Linse 10 mit Empfangslicht beaufschlagt wird. Licht, welches
den äußeren Teilbereich 12 beaufschlagen würde, wird durch
die Blende 13 ausgeblendet.
Auf der dem Objekt 3 abgewandten Seite der Linse 10 ist ein
Lichtempfänger 4 vorgesehen, auf welchen das durch den inne
ren Teilbereich 11 gemäß Fig. 3a gelangende Licht fokussiert
wird.
Wenn nun das reflektierende Objekt 3 näher zur Empfangsoptik
12, 13 bewegt wird, d. h., wenn der Tastabstand auf d2 gemäß
Fig. 3b verkürzt wird, gelangt das gesamte, vom Objekt 3 re
flektierte Licht durch den Blendenschlitz der Blende 13 auf
die Linse 10, wobei hier sowohl der innere Teilbereich 11 als
auch der äußere Teilbereich 12 mit Empfangslicht beaufschlagt
wird.
Der äußere Teilbereich 12 fokussiert dabei das durch ihn ge
leitete Licht auf den Lichtempfänger 4. Zusätzlich gelangt
natürlich auch durch den inneren Teilbereich 11 Licht auf den
Lichtempfänger 4, wobei der durch den inneren Teilbereich 11
erzeugte Lichtfleck in der Ebene des Lichtempfängers 4 gegen
über der Position gemäß Fig. 3a vergrößert ist.
Beim Tastabstand d2 gemäß Fig. 3b bewirkt der äußere Teilbe
reich 12 der Linse 10 also, daß zusätzlich Licht auf den
Lichtempfänger 4 gelangt, wodurch der Lichtstrom bei auf d2
verringertem Tastabstand in erwünschter Weise erhöht wird.
Fig. 4 zeigt eine alternative Anordnung zu Fig. 3, bei der eine
Linse 14 mit einer optischen Achse 2 vorgesehen ist, die
ebenfalls einen inneren Teilbereich 15 und einen äußeren
Teilbereich 16 aufweist, welche konzentrisch zueinander ange
ordnet sind.
In diesem Fall besitzt allerdings der innere Teilbereich 15
eine kleinere Brennweite als der äußere Teilbereich 16.
Bei dem in Fig. 4a dargestellten Tastabstand d1 zwischen Ob
jekt 3 und Linse 14 wird das durch den äußeren Bereich 16
tretende reflektierte Licht auf den Lichtempfänger 4 fokus
siert. Der durch den inneren Teilbereich 15 tretende Lichtan
teil gelangt nur zu einem kleinen Teil auf den Lichtempfän
ger 4.
Bei gegenüber der Fig. 4a verringertem Tastabstand d2 gemäß
Fig. 4b wird das durch den inneren Teilbereich 15 tretende
Licht auf den Lichtempfänger 4 fokussiert, wobei nun von dem
jenigen Lichtanteil, der durch den äußeren Teilbereich 16
tritt, nur ein Teil auf den Lichtempfänger 4 gelangt.
Durch eine entsprechende Wahl der Brennweiten des inneren
bzw. äußeren Teilbereichs 15 bzw. 16 können gezielte Übertra
gungscharakteristiken des Empfangsteils eines erfindungsgemä
ßen Sensors eingestellt werden.
1
Sammellinse
2
optische Achse
3
Objekt
4
Lichtempfänger
5
Blende
6
Blendenschlitz
7
Blendenschlitz
8
Lichtempfänger
9
Lichtempfänger
10
Sammellinse
11
innerer Teilbereich
12
äußerer Teilbereich
13
Blende
14
Sammellinse
15
innerer Teilbereich
16
äußerer Teilbereich
Claims (18)
1. Optoelektronischer Sensor, insbesondere Barcodeleser mit
einer einem Lichtempfänger (4) vorgeschalteten Empfangs
optik (1) zur Fokussierung eines von einem Objekt (3),
insbesondere einem Barcode reflektierten Lichtstrahls
auf den Lichtempfänger (4),
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen Empfangsoptik (1) und Lichtempfänger (4)
eine Blende (5) vorgesehen ist, welche einen wirksamen
Bereich (6) für zumindest von im wesentlichen in Fernla
ge zur Empfangsoptik (1) befindlichen Objekten (3) re
flektiertes Licht aufweist.
2. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blende (5) näher am Lichtempfänger (4) als an
der Empfangsoptik (1) angeordnet ist.
3. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blende (5) unmittelbar benachbart zum Lichtemp
fänger (4) angeordnet ist.
4. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blende (5) einen ersten wirksamen Bereich (6)
für von im wesentlichen in Fernlage zur Empfangsop
tik (1) befindlichen Objekten (3) reflektiertes Licht
und zumindest einen weiteren wirksamen Bereich (7) für
von zwischen Fernlage zur Empfangsoptik (1) und Emp
fangsoptik (1) befindlichen Objekten (3) reflektiertes
Licht aufweist.
5. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden wirksamen Bereiche (6, 7) als zwei sepa
rate Blendenschlitze ausgebildet sind.
6. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blendenschlitze (6, 7) unterschiedlich groß
sind.
7. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide wirksamen Bereiche Bestandteil einer einzigen
Blendenöffnung sind.
8. Optoelektronischer Sensor, insbesondere Barcodeleser mit
einer einer Lichtempfängereinheit (8, 9) vorgeschalteten
Empfangsoptik (1) zur Fokussierung eines von einem Ob
jekt (3), insbesondere von einem Barcode reflektierten
Lichtstrahls auf die Lichtempfängereinheit (8, 9),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtempfängereinheit (8, 9) einen ersten Licht
empfänger (8) für von im wesentlichen in Fernlage zur
Empfangsoptik (1) befindlichen Objekten (3) reflektier
tes Licht und zumindest einen weiteren Lichtempfänger
(9) für von zwischen Fernlage zur Empfangsoptik (1) und
Empfangsoptik (1) befindlichen Objekten (3) reflektier
tes Licht aufweist.
9. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Lichtempfänger (8, 9) unterschiedliche Empfind
lichkeiten aufweisen.
10. Optoelektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 8
oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Auswerteeinheit zur Auswertung der von beiden
Lichtempfängern (8, 9) gelieferten Signale vorhanden
ist.
11. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinheit zur unterschiedlichen und insbe
sondere einstellbaren Gewichtung der beiden gelieferten
Signale zum Zweck der Erzielung definierter Empfangscha
rakteristika ausgelegt ist.
12. Optoelektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 10
oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswerteeinheit zur auf der Basis der beiden Si
gnale erfolgenden Bestimmung des Abstandes zwischen Ob
jekt (3) und Sensor ausgelegt ist.
13. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Fokussiereinrichtung für einen Sendestrahl vor
gesehen ist, welche in Abhängigkeit vom Abstand zwischen
Objekt (3) und Sensor beaufschlagbar ist.
14. Optoelektronischer Sensor, insbesondere Barcodeleser mit
einer einem Lichtempfänger (4) vorgeschalteten Empfangs
optik (10, 14) zur Fokussierung eines von einem Ob
jekt (3), insbesondere einem Barcode-reflektiertem
Lichtstrahls auf den Lichtempfänger (4),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Empfangsoptik (10, 14) einen ersten Teilbe
reich (11, 16) für die Abbildung von im wesentlichen in
Fernlage zur Empfangsoptik (10, 14) befindlichen Objek
ten (3) und zumindest einen zweiten Teilbereich (12, 15)
für die Abbildung von zwischen Fernlage zur Empfangsop
tik (10, 14) und Empfangsoptik (10, 14) befindlichen Ob
jekten (3) aufweist, wobei beide Teilbereiche (11, 16;
10, 14) voneinander unterschiedliche optische Abbil
dungseigenschaften besitzen.
15. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Teilbereiche (11, 16; 10, 14) Bestandteil von
einer einzigen Linse (10, 14) oder von mehreren Linsen
sind.
16. Optoelektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 14
oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die unterschiedlichen optischen Abbildungseigen
schaften beider Teilbereiche (11, 16; 10, 14) durch Vor
sehung unterschiedlicher Brennweiten und/oder unter
schiedlicher Schrägstellungen optischer Komponenten der
Empfangsoptik (10, 14) realisiert sind.
17. Optoelektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 14
bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Teilbereiche (11, 16; 10, 14) zumindest im we
sentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind.
18. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der innere (11) bzw. äußere (16) Teilbereich zur Ab
bildung der im wesentlichen in Fernlage zur Empfangsop
tik (10, 14) befindlichen Objekte (3) und der äuße
re (12) bzw. innere (15) Teilbereich zur Abbildung von
zwischen Fernlage zur Empfangsoptik (10, 14) und Emp
fangsoptik (10, 14) befindlichen Objekten (3) ausgebil
det ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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