DE19924470A1 - Reflexionslichtschranke und Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einem Objektraum sowie Reflektoreinheit für eine solche Reflexionslichtschranke - Google Patents

Abstract

Um eine Reflexionslichtschranke zum Detektieren eines Objekts in einem Objektraum, umfassend eine Sendeeinheit zum Emittieren von polarisiertem Licht über den Objektraum hinweg, welcher einen Sender umfaßt, einen Reflektor zum Reflektieren des über den Objektraum hinweg emittierten Lichtes und einen Empfänger zum Detektieren des vom Reflektor reflektierten Lichtes, so zu verbessern, daß die bei Abwesenheit eines Objekts aus dem Objektraum am Empfänger gemessene Lichtintensität im Verhältnis zu der vom Sender emittierten Lichtintensität erhöht wird und dennoch eine Fehlfunktion der Reflexionslichtschranke aufgrund metallisch spiegelnder Oberflächen an den zu detektierenden Objekten vermieden wird, wird vorgeschlagen, daß die Reflexionslichtschranke ferner eine doppelbrechende Schicht umfaßt, die im Lichtweg zwischen dem Objektraum und dem Reflektor angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reflexionslicht­ schranke zum Detektieren eines Objekts in einem Objektraum, umfassend eine Sendeeinheit zum Emittieren von polarisiertem Licht über den Objektraum hinweg, welche einen Sender umfaßt, einen Reflektor zum Reflektieren des über den Objektraum hin­ weg emittierten Lichtes und einen Empfänger zum Detektieren des vom Reflektor reflektierten Lichts.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einem Objektraum mittels einer Reflexionslichtschranke, bei dem von einer Sendeeinheit pola­ risiertes Licht über den Objektraum hinweg emittiert wird, das über den Objektraum hinweg gelangte Licht mittels eines Reflektors reflektiert wird, das vom Reflektor reflektierte Licht mittels eines Polarisationsfilters gefiltert wird und das vom Polarisationsfilter gefilterte Licht mittels eines Empfängers detektiert wird.

Solche Reflexionslichtschranken und Verfahren zum Detektieren eines Objekts in einem Objektraum sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Mittels Lichtschranken können Objekte detektiert werden, die den Strahlengang zwischen dem Sender und dem Empfänger ganz oder teilweise abdecken und somit eine Signaländerung am Emp­ fänger erzeugen.

Bei Reflexionslichtschranken wird das vom Sender emittierte Licht von dem Reflektor in den Empfänger zurückreflektiert. Häufig befinden sich Sender und Empfänger der Reflexions­ lichtschranke in einem gemeinsamen Gehäuse.

Ein Objekt wird dann detektiert, wenn der Strahlengang zwi­ schen dem Sender und dem Reflektor und/oder zwischen dem Re­ flektor und dem Empfänger ganz oder teilweise durch das Ob­ jekt abgedeckt wird.

Eine Fehlfunktion der Reflexionslichtschranke kann jedoch auftreten, wenn das von dem Sender emittierte und auf die Oberfläche des zu detektierenden Objektes auftreffende Licht in den Empfänger zurückreflektiert wird.

Im allgemeinen reflektieren die zu detektierenden Objekte das auf dieselben auffallende Licht gerichtet oder diffus.

Die Leuchtdichte diffus reflektierten Lichtes ist dabei sehr gering, da das auftreffende Licht wie bei einem Lambert- Strahler gleichmäßig in einen Halbraum zurückreflektiert wird. Dadurch, daß die Schaltschwelle des Empfängers auf eine Lichtintensität festgelegt wird, welche oberhalb der Intensi­ tät des diffus reflektierten Lichtes liegt, kann daher ausge­ schlossen werden, daß ein diffus reflektierendes Objekt einen nicht unterbrochenen Strahlengang vortäuscht.

Die Leuchtdichte gerichtet reflektierter Strahlung ist jedoch um Größenordnungen höher als die der diffus reflektierten Strahlung. Eine solche gerichtete Reflexion erfolgt insbeson­ dere an metallisch spiegelnden Oberflächen.

Solche gerichtet reflektierenden Oberflächen zu detektieren­ der Objekte können demnach zu einer Fehlfunktion der Refle­ xionslichtschranke führen, wenn die gerichtet reflektierende Oberfläche des zu detektierenden Objekts so ausgerichtet ist, daß das vom Sender kommende Licht genau in den Empfänger zu­ rückreflektiert wird.

Um eine solche Fehlfunktion aufgrund gerichtet reflektieren­ der Oberflächen zu vermeiden, ist es bekannt, das vom Sender emittierte Licht linear zu polarisieren und das zum Empfänger zurückreflektierte Licht vor dem Auftreffen auf den Empfänger ein Linearpolarisationsfilter passieren zu lassen, dessen Durchlaßrichtung um 90° gegenüber der Polarisationsrichtung des vom Sender emittierten Lichts gedreht ist.

Da bei der Reflexion an einer metallischen, gerichtet reflek­ tierenden Oberfläche die Polarisationsebene des reflektierten Lichts mit der Polarisationsebene des einfallenden Lichts übereinstimmt, kann das an der metallischen, gerichtet re­ flektierenden Oberfläche reflektierte Licht das Linearpolari­ sationsfilter vor denn Empfänger nicht passieren, so daß das von dem zu detektierenden Objekt reflektierte Licht nicht zur am Empfänger gemessenen Lichtintensität beiträgt und eine ge­ richtet reflektierende Oberfläche an dem zu detektierenden Objekt somit keinen ununterbrochenen Strahlengang vortäuschen kann.

Reflexionslichtschranken der vorstehend beschriebenen Art werden als "polarisierende Reflexionslichtschranken" bezeich­ net.

Nachteilig bei den bekannten polarisierenden Reflexionslicht­ schranken ist jedoch, daß das dem Empfänger vorgeschaltete Linearpolarisationsfilter auch einen beträchtlichen Anteil des am Reflektor der Reflexionslichtschranke reflektierten Lichtes ausblendet, so daß auch bei Abwesenheit eines zu de­ tektierenden Objektes aus dem Objektraum die am Empfänger ge­ messene Lichtintensität deutlich geringer ist als die vom Sender emittierte Lichtintensität.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Reflexionslichtschranke und ein Verfahren zum Detektie­ ren eines Objekts in einem Objektraum der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die bei Abwesenheit eines Objekts aus dem Objektraum am Empfänger gemessene Lichtintensität im Verhältnis zu der vom Sender emittierten Lichtintensität er­ höht wird und dennoch eine Fehlfunktion der Reflexionslicht­ schranke aufgrund metallisch spiegelnder Oberflächen an den zu detektierenden Objekten vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Reflexionslichtschranke mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß die Reflexionslichtschranke ferner eine doppelbrechende Schicht umfaßt, die im Lichtweg zwischen dem Objektraum und dem Reflektor angeordnet ist.

Eine doppelbrechende Schicht weist eine optische Anisotropie auf, das heißt, der Brechungsindex und damit die Ausbrei­ tungsgeschwindigkeit von Licht, das in die doppelbrechende Schicht eintritt, hängen von der Polarisationsrichtung dieses Lichtes ab.

Üblicherweise wird eine doppelbrechende Schicht so aus einem doppelbrechenden Kristall geschnitten, daß der minimale Bre­ chungsindex (und damit die maximale Ausbreitungsgeschwindig­ keit) für eine linear polarisierte Lichtwelle mit Ausbrei­ tungsrichtung senkrecht zu den Schnittflächen der doppelbre­ chenden Schicht erreicht wird. Die Polarisationsrichtung, längs welcher linear polarisiertes Licht die höchste Ausbrei­ tungsgeschwindigkeit aufweist, wird als "schnelle Achse" der doppelbrechenden Schicht bezeichnet. Diese schnelle Achse liegt bei der vorstehend beschriebenen Herstellungsweise der doppelbrechenden Schicht parallel zu den Grenzflächen der doppelbrechenden Schicht.

Ebenfalls parallel zu den Grenzflächen der doppelbrechenden Schicht, jedoch senkrecht zur schnellen Achse ist die soge­ nannte "langsame Achse" der doppelbrechenden Schicht ausge­ richtet. Linear polarisiertes Licht mit einer Polarisations­ richtung längs der langsamen Achse der doppelbrechenden Schicht weist eine minimale Ausbreitungsgeschwindigkeit in der doppelbrechenden Schicht auf, was einem maximalen Bre­ chungsindex entspricht.

Trifft auf die doppelbrechende Schicht linear polarisiertes Licht auf, so wird dieses Licht in eine erste Komponente mit zu der schnellen Achse paralleler Polarisationsrichtung und eine zweite Komponente mit zu der langsamen Achse paralleler Polarisationsrichtung zerlegt. Diese beiden Komponenten lau­ fen mit unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten durch die doppelbrechende Schicht, so daß die beiden Komponenten nach Durchlaufen der doppelbrechenden Schicht einen Gangun­ terschied aufweisen, welcher von der Dicke der doppelbrechen­ den Schicht und von der Brechzahldifferenz zwischen der schnellen Achse und der langsamen Achse abhängt.

Weist das einfallende linear polarisierte Licht eine Polari­ sationsrichtung auf, welche parallel zur schnellen Achse oder parallel zur langsamen Achse der doppelbrechenden Schicht ausgerichtet ist, so bleibt der lineare Polarisationszustand dieses Lichts durch die doppelbrechende Schicht unverändert, da in diesem Fall keine Aufspaltung in zwei Komponenten un­ terschiedlicher Ausbreitungsgeschwindigkeit erfolgt.

Liegt die Polarisationsrichtung des linear polarisierten ein­ fallenden Lichts jedoch zwischen der schnellen Achse und der langsamen Achse der doppelbrechenden Schicht, so tritt auf­ grund des Gangunterschieds zwischen der Komponente mit Pola­ risationsrichtung parallel zu der schnellen Achse und der Komponente mit Polarisationsrichtung parallel zur langsamen Achse der doppelbrechenden Schicht aus der doppelbrechenden Schicht Licht mit einem veränderten Polarisationszustand aus.

Je nach Dicke und Brechzahldifferenz der doppelbrechenden Schicht wird das einfallende linear polarisierte Licht dabei in zirkular oder elliptisch polarisiertes Licht umgewandelt.

Tritt dieses zirkular oder elliptisch polarisierte Licht nach Reflexion an dem Reflektor der Reflexionslichtschranke in um­ gekehrter Richtung nochmals durch die doppelbrechende Schicht, so wird dieses zirkular oder elliptisch polarisier­ ter Licht wieder in linear polarisiertes Licht umgewandelt, dessen Polarisationsrichtung jedoch gegenüber der Polarisa­ tionsrichtung des ursprünglich auf die doppelbrechende Schicht eingefallenem Lichtes gedreht ist.

Durch die erfindungsgemäß im Lichtweg zwischen dem Objektraum und dem Reflektor der Reflexionslichtschranke angeordnete doppelbrechende Schicht wird also erreicht, daß das bei Abwe­ senheit eines zu detektierenden Objekts aus dem Objektraum zum Empfänger zurückreflektierte Licht eine Polarisations­ richtung aufweist, welche gegenüber der Polarisationsrichtung des von der Sendeeinheit über den Objektraum hinweg emittier­ ten Lichts verschieden ist. Da das vor dem Empfänger angeord­ nete Linearpolarisationsfilter nur solches Licht passieren läßt, dessen Polarisationsrichtung senkrecht zu der Polarisa­ tionsrichtung des von der Sendeeinheit emittierten Lichts ausgerichtet ist, wird durch diese Maßnahme also die Intensi­ tät des bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts aus dem Objektraum am Empfänger detektierten Lichts erhöht.

Daß bei den bekannten polarisierenden Reflexionslichtschran­ ken, welche keine doppelbrechende Schicht im Lichtweg zwi­ schen dem Objektraum und dem Reflektor aufweisen, im Falle der Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts aus dem Ob­ jektraum überhaupt eine von null verschiedene Lichtintensität am Empfänger gemessen wird, liegt daran, daß die bei diesen bekannten polarisierenden Reflexionslichtschranken verwende­ ten Reflektoren den Polarisationszustand des auf sie einfal­ lenden Lichtes nicht erhalten, sondern depolarisierend wir­ ken, so daß das von diesen Reflektoren zum Empfänger zurück­ reflektierte Licht im wesentlichen unpolarisiert ist und so­ mit stets auch eine Komponente aufweist, welche parallel zur Durchlaßrichtung des Linearpolarisationsfilters vor dem Emp­ fänger schwingt.

Dies bedeutet jedoch, daß bei diesen bekannten polarisieren­ den Reflexionslichtschranken maximal die Hälfte der zu dem Empfänger zurückreflektierten Lichtintensität das Linearpola­ risationsfilter vor dem Empfänger passieren und somit detek­ tiert werden kann. Im Gegensatz hierzu kann bei der erfin­ dungsgemäßen Reflexionslichtschranke ein Reflektor verwendet werden, welcher das auf denselben auffallende Licht nicht de­ polarisiert, sondern dessen polarisierten Zustand erhält. Wird die doppelbrechende Schicht so ausgebildet, daß sie die Polarisationsrichtung des Lichtes beim zweimaligen Durchlau­ fen der doppelbrechenden Schicht (einmal vor und einmal nach der Reflexion an denn Reflektor) um 90° dreht, so kann er­ reicht werden, daß das gesamte von der Sendeeinheit über den Objektraum hinweg emittierte Licht bei Abwesenheit eines Ob­ jektes aus dem Objektraum durch das Linearpolarisationsfilter vor dem Empfänger zu dem Empfänger gelangen kann. Bei einer erfindungsgemäßen Reflexionslichtschranke kann somit die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts aus dem Objekt­ raum am Empfänger gemessene Lichtintensität um einen Faktor 2 höher sein als bei den aus dem Stand der Technik bekannten polarisierenden Reflexionslichtschranken.

Das erfindungsgemäße Konzept beruht auf der Erkenntnis, daß die Polarisationsrichtung des auf den Reflektor einfallenden Lichtes gedreht werden muß, um die maximale Lichtintensität am Empfänger erhalten zu können, da der Reflektor selbst die Polarisationsrichtung des auf denselben einfallenden Lichtes entweder gar nicht ändert oder dieses Licht lediglich depola­ risiert.

Im Gegensatz hierzu sind die Hersteller von polarisierenden Reflexionslichtschranken bislang davon ausgegangen, daß die Polarisationsrichtung linear polarisierten Lichts durch die üblicherweise bei solchen Lichtschranken verwendeten Retrore­ flektoren bei der Reflexion um 90° gedreht werde. Unter einem Retroreflektor ist dabei ein Reflektor zu verstehen, welcher einfallende Lichtstrahlen überwiegend in dieselbe Richtung reflektiert, aus der sie auf den Retroreflektor treffen. Sol­ che Retroreflektoren bestehen aus einer Vielzahl von Elemen­ tar-Retroreflektoren, welche beispielsweise als Tripelspiegel oder Kugellinsen ausgebildet sein können.

Nun verhält es sich aber so, daß ein idealer Tripelspiegel oder auch ein Kugellinsenreflektor die Polarisationsrichtung einfallenden linear polarisierten Lichts nicht dreht, sondern exakt erhält. Folglich trifft die bisherige Auffassung nicht zu, wonach Retroreflektoren die Polarisationsrichtung einfal­ lenden linear polarisierten Lichts um 90° drehen. Es mußte daher ein technisches Vorurteil betreffend die Auswirkung von Retroreflektoren auf die Polarisationsrichtung einfallenden Lichts überwunden werden, um zur erfindungsgemäßen Lösung zu gelangen.

Wie bereits erwähnt, ist die am Empfänger bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts aus dem Objektraum meßbare Lichtintensität dann besonders hoch, wenn die Polarisations­ ebene des Lichtes beim zweimaligen Durchlaufen der doppelbre­ chenden Schicht um 90° gedreht wird. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß die doppelbrechende Schicht als Viertelwellen­ verzögerungsschicht ausgebildet ist.

Eine Viertelwellenverzögerungsschicht ist eine doppelbre­ chende Schicht, die eine solche Dicke und eine solche Brech­ zahldifferenz zwischen der schnellen Achse und der langsamen Achse aufweist, daß der Gangunterschied zwischen der Kompo­ nente mit Polarisationsrichtung parallel zur schnellen Achse und der Komponente mit Polarisationsrichtung parallel zur langsamen Achse nach einmaligem Durchlaufen der doppelbre­ chenden Schicht einem Phasenunterschied von π/2 entspricht. Schließt die Polarisationsrichtung des auf eine solche Vier­ telwellenverzögerungaschicht einfallenden linear polarisier­ ten Lichts mit der schnellen und mit der langsamen Achse je­ weils gleiche Winkel ein, so wird dieses linear polarisierte Licht durch die Viertelwellenverzögerungsschicht in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt. Durchläuft das zirkular po­ larisierte Licht nach Reflexion am Reflektor die Viertelwel­ lenverzögerungsschicht nochmals in umgekehrter Richtung, so wird dieses Licht in linear polarisiertes Licht gewandelt, dessen Polarisationsrichtung gegenüber der Polarisationsrich­ tung des ursprünglich einfallenden Lichtes um 90° gedreht ist.

Da die Brechzahl der Viertelwellenverzögerungsschicht wellen­ längenabhängig ist, wirkt diese Schicht nur für Licht be­ stimmter diskreter Wellenlängen exakt als Viertelwellenverzö­ gerungsschicht.

Unter einer "Viertelwellenverzögerungsschicht" im Sinne die­ ser Beschreibung ist daher eine solche doppelbrechende Schicht zu verstehen, die für mindestens eine der im vom Sen­ der emittierten Detektionslicht enthaltenen Lichtwellenlängen als Viertelwellenverzögerungsschicht wirkt.

Schließt die Polarisationsrichtung auf die Viertelwellenver­ zögerungsschicht einfallenden linear polarisierten Lichtes mit der schnellen Achse und mit der langsamen Achse der Vier­ telwellenverzögerungsschicht unterschiedliche Winkel ein, so wandelt die doppelbrechende Schicht dieses Licht in ellip­ tisch polarisiertes Licht um. Durchläuft dieses elliptisch polarisierte Licht nach Reflexion am Reflektor die Viertel­ wellenverzögerungsschicht nochmals in umgekehrter Richtung, so wird das elliptisch polarisierte Licht in linear polari­ siertes Licht gewandelt, dessen Polarisationsrichtung um einen von 90° verschiedenen Winkel gegenüber der Polarisa­ tionsrichtung des ursprünglich einfallenden Lichtes gedreht ist.

Durch Verdrehen der schnellen Achse der doppelbrechenden Schicht in Bezug auf die Polarisationsrichtung des auf diese Schicht einfallenden Lichtes kann somit der Drehwinkel einge­ stellt werden, um den die Polarisationsrichtung des Lichtes durch die doppelbrechende Schicht gedreht wird. Somit ist es durch Verdrehen der doppelbrechenden Schicht in einfacher Weise möglich, die am Empfänger bei Abwesenheit eines zu de­ tektierenden Objekts aus dem Objektraum gemessene Lichtinten­ sität und somit die Empfindlichkeit der Reflexionslicht­ schranke einzustellen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß die doppelbrechende Schicht um deren optische Achse drehbar ist.

Um den Drehwinkel der schnellen Achse der doppelbrechenden Schicht leicht einstellen und ablesen zu können, ist vorzugs­ weise vorgesehen, daß die doppelbrechende Schicht in einer Fassung gehalten ist und die Fassung mit einer Markierung zur Anzeige der Ausrichtung der doppelbrechenden Schicht versehen ist.

Grundsätzlich kann die doppelbrechende Schicht beliebig in Bezug auf den Reflektor ausgerichtet sein.

Bevorzugt wird jedoch eine Ausgestaltung, bei der die doppel­ brechende Schicht drehfest mit dem Reflektor verbunden ist.

Wie bereits erläutert, ist es bei der erfindungsgemäßen Re­ flexionslichtschranke zur Erzielung einer möglichst großen Lichtintensität am Empfänger bei Abwesenheit eines zu detek­ tierenden Objekts aus dem Objektraum von Vorteil, wenn der Reflektor auf denselben einfallendes Licht möglichst wenig depolarisiert. Vorteilhafterweise ist daher vorgesehen, daß der Reflektor einen Anteil von mindestens ungefähr 80% des auf den Reflektor einfallenden linear polarisierten Lichts unter Erhaltung der lPolarisationsrichtung reflektiert.

Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß der Reflektor die Drehrichtung auf den Reflektor einfallenden zirkular po­ larisierten Lichtes umkehrt.

Um bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts aus dem Objektraum eine möglichst hohe Intensität am Empfänger zu er­ zielen, ist es günstig, wenn der Reflektor als Retroreflektor ausgebildet ist.

Wie bereits erwähnt, können die Elementar-Retroreflektoren des Retroreflektors beispielsweise als Tripelspiegel oder als Kugellinsenreflektoren ausgebildet sein.

Bei Tripelspiegeln wird der einfallende Lichtstrahl an drei senkrecht zueinander stehenden Flächen gespiegelt, wodurch der aus dem Tripelspiegel ausfallende Lichtstrahl genau in die Richtung des einfallenden Lichtstrahls, jedoch in zur Einfallsrichtung senkrechter Richtung verschoben, zurückge­ worfen wird.

Bei Kugellinsenreflektoren wird das einfallende Lichtstrah­ lenbündel durch eine Kugellinse auf eine in geeignetem Ab­ stand zur Kugellinse befindliche sphärische Spiegelfläche fo­ kussiert. Das aus dem Fokus zurückreflektierte Licht wird durch die Kugellinse wieder kollimiert und parallel zur Ein­ fallsrichtung zurückgeworfen. Hierbei kommt es zu keiner Ver­ schiebung des zurückreflektierten Lichts in einer Richtung senkrecht zur Einfallsrichtung.

Besonders günstig ist es, wenn der Reflektor eine Retrorefle­ xionsfolie umfaßt. Solche retroreflektierende Folien sind bei gleicher Flächenausdehnung preiswerter als Kunststoffreflek­ toren und in jeder beliebigen Form zuschneidbar. Auch sind solche Retroreflexionsfolien großflächiger als Kunststoffre­ flektoren erhältlich, so daß unter Verwendung großflächiger Retroreflexionsfolien besonders große Reichweiten, das heißt besonders große Abstände zwischen der Sendeeinheit und dem Reflektor, realisierbar sind.

Ferner bieten Retroreflexionsfolien den Vorteil, daß sie mit kleineren Elementar-Retroreflektoren als Kunststoffreflekto­ ren herstellbar sind. Dies bietet insbesondere dann Vorteile, wenn der Sender nur einen kleinen Lichtfleck am Reflektor er­ zeugt, wie dies beispielsweise bei Verwendung eines Lasers als Sender der Fall ist. Sind die Elementarreflektoren größer als der am Reflektor erzeugte Lichtfleck, so kann dies zu Fehlfunktionen führen, da der vom Reflektor reflektierte Lichtstrahl in Abhängigkeit von dem Ort, an dem der Strahl in den Elementarreflektor fällt, unterschiedlich stark verscho­ ben wird und daher unter Umständen nicht mehr oder nur noch teilweise zum Empfänger zurückreflektiert wird. Kleine Ele­ mentar-Retroreflektoren sind daher zu bevorzugen, als Kunst­ stoffreflektor jedoch nur sehr kostspielig herzustellen.

Um eine möglichst große Differenz zwischen den Lichtintensi­ täten zu erhalten, welche vom Empfänger bei Anwesenheit eines zu detektierenden Objektes im Objektraum einerseits und bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objektes aus dem Objekt­ raum andererseits gemessen werden, ist es von Vorteil, wenn der Reflektor in Form und Ausdehnung dem Schattenbild des zu detektierenden Objekts am Ort des Reflektors entspricht. Da­ durch wird erreicht, daß das gesamte zum Empfänger zurückge­ langende Detektionslicht bei Anwesenheit eines zu detektie­ renden Objektes in dem Objektraum durch dieses Objekt modifi­ ziert, das heißt an diesem Objekt gestreut oder reflektiert oder durch dieses Objekt depolarisiert worden ist. Hingegen gelangt in diesem Fall bei Anwesenheit eines zu detektieren­ den Objekts im wesentlichen kein Licht mehr ungestört vom Sender zum Reflektor und von diesem zurück zum Empfänger.

Retroreflexionsfolien eignen sich in besonderer Weise dazu, so zugeschnitten zu werden, daß sie in Gestalt und Größe dem von einem zu detektierenden Objekt am Ort des Reflektors er­ zeugten Schattenbild entsprechen.

Zur Art des verwendeten Senders wurden bislang keine Angaben gemacht.

Besonders geeignet ist ein als Laserlichtquelle ausgebildeter Sender. Das von einer Laserlichtquelle ausgesandte Lichtbün­ del weist eine geringe Divergenz auf, so daß sich das Detek­ tionslichtbündel auch bei großem Abstand zwischen der Sende­ einheit und dem Reflektor nur geringfügig aufweitet, so daß die am Empfänger bei Abwesenheit eines zu detektierenden Ob­ jekts aus dem Objektraum gemessene Intensität besonders hoch ist.

Ferner ist das Laser-Detektionslicht im wesentlichen mono­ chromatisch, so daß die doppelbrechende Schicht für das ge­ samte Detektionslicht als Viertelwellenverzögerungsschicht wirken kann.

Besonders günstig ist es, wenn die Laserlichtquelle linear polarisiertes Licht emittiert. In diesem Fall kann darauf verzichtet werden, in der Sendeeinheit einen Linearpolarisa­ tor zur Erzeugung linear polarisierten Detektionslichts vor­ zusehen.

Bei den bekannten polarisierenden Reflexionslichtschranken wird ein zwischen dem Sender und dem Objektraum angeordneter Linearpolarisator und ein zwischen dem Empfänger und dem Ob­ jektraum angeordnetes Linearpolarisationsfilter verwendet.

Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, ein Zirkularpo­ larisationsfilter vorzusehen, das im Lichtweg zwischen dem Sender und dem Objektraum und zwischen dem Objektraum und dem Empfänger angeordnet ist.

Von dem Sender emittiertes, durch das Zirkularpolarisations­ filter zirkular polarisiertes Licht wird von einer Reflek­ toreinheit, welche eine Viertelwellenverzögerungsschicht und einen Reflektor umfaßt, als zirkular polarisiertes Licht un­ ter Erhaltung des Drehsinnes zurückreflektiert, so daß das zurückreflektierte Licht das Zirkularpolarisationsfilter vollständig passieren und zum Empfänger gelangen kann.

Wird das emittierte zirkular polarisierte Licht jedoch von einem zu detektierenden Objekt gerichtet zurückreflektiert, so kehrt sich bei der Reflexion der Drehsinn des zirkular po­ larisierten Detektionslichts um, so daß das zurückreflek­ tierte Detektionslicht das Zirkularpolarisationsfilter vor dem Empfänger nicht passieren kann.

Das Zirkularpolarisationsfilter entspricht von seiner Funk­ tion her also der Kombination aus einem zwischen dem Sender und dem Objektraum angeordneten Linearpolarisator und einem zwischen dem Objektraum und dem Empfänger angeordneten Li­ nearpolarisationsfilter mit zu der Durchlaßrichtung des Li­ nearpolarisators senkrechter Durchlaßrichtung.

Durch die Verwendung eines einzigen Zirkularpolarisationsfil­ ters anstelle eines Linearpolarisators und eines Linearpola­ risationsfilters, deren Durchlaßrichtungen unter einem Winkel von genau 90° zueinander ausgerichtet sein müssen, wird die Fertigung der Reflexionslichtschranke wesentlich vereinfacht, da das sonst erforderliche exakte Ausstanzen des Linearpola­ risators und des Linearpolarisationsfilters aus einer Linear­ polarisationsfolie und das exakte Ausrichten des Linearpola­ risators und des Linearpolarisationsfilters relativ zueinan­ der entfallen.

Um das Zirkularpolarisationsfilter zu schützen, ist vorteil­ hafterweise vorgesehen, daß dasselbe mit einer kratzun­ empfindlichen Abdeckung, insbesondere einer Abdeckung aus Po­ lymethylmethacrylat, versehen ist.

Besonders günstig ist es, wenn diese Abdeckung eine Beschich­ tung aus Polysiloxan aufweist.

Da die Ausrichtung des Zirkularpolarisationsfilters sowohl in Bezug auf den Sender und den Empfänger als auch in Bezug auf den Reflektor beliebig ist, kann das Zirkularpolarisations­ filter beispielsweise direkt an dem Sender angeordnet, insbe­ sondere auf den Sender aufgeklebt, sein.

Ergänzend oder alternativ hierzu kann vorgesehen sein, daß das Zirkularpolarisationsfilter direkt an dem Empfänger ange­ ordnet, insbesondere auf den Empfänger aufgeklebt, ist.

Die Verbindung des Zirkularpolarisationsfilters mit dem Sen­ der oder mit dem Empfänger kann dabei vor dem Zusammenbau der Sende- und Empfangseinheit der Reflexionslichtschranke erfol­ gen, da, wie bereits erwähnt, die Ausrichtung des Zirkularpo­ larisationsfilters in Bezug auf die übrigen Elemente der Re­ flexionslichtschranke beliebig ist.

Wegen der Beliebigkeit der Ausrichtung des Zirkularpolarisa­ tionsfilters in Bezug auf die übrigen Elemente der Refle­ xionslichtschranke ist es auch ohne weiteres möglich, eine nicht polarisierte Reflexionslichtschranke nachträglich mit einem solchen Zirkularpolarisationsfilter auszurüsten, wo­ durch die Störsicherheit dieser Reflexionslichtschranke in Bezug auf zu detektierende Objekte mit gerichtet reflektie­ renden Oberflächen verbessert werden kann.

Eine solche Nachrüstung gestaltet sich besonders einfach, wenn vorteilhafterweise vorgesehen ist, daß das Zirkularpola­ risationsfilter in einer Fassung gehalten ist, welche lösbar an einem Gehäuse der Sendeeinheit gehalten ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner durch eine Reflek­ toreinheit für eine Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 18 gelöst, welche einen Reflektor zum Reflek­ tieren des über den Objektraum hinweg emittierten Lichtes und eine doppelbrechende Schicht umfaßt, die im Lichtweg zwischen dem Objektraum und dem Reflektor angeordnet ist.

Besondere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Reflektorein­ heit sind Gegenstand der Ansprüche 20 bis 27, deren Vorteile bereits im Zusammenhang mit den besonderen Ausgestaltungen der Reflexionslichtschranke gemäß den Ansprüchen 2 bis 9 er­ läutert worden sind.

Ferner wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von An­ spruch 28 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das über den Objektraum hinweg gelangte Licht vor und nach der Reflexion an dem Reflektor durch eine doppelbrechende Schicht geführt wird.

Dadurch, daß das Detektionslicht vor und nach der Reflexion an dem Reflektor durch die doppelbrechende Schicht geführt wird, wird die Polarisationsrichtung des zum Empfänger zu­ rückgelangenden Lichtes gegenüber der Polarisationsrichtung des von der Sendeeinheit emittierten Lichtes gedreht, so daß die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts aus dem Objektraum am Empfänger gemessene Lichtintensität erhöht wird.

Wie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Refle­ xionslichtschranke ausgeführt, ist es von Vorteil, wenn eine als Viertelwellenverzögerungsschicht ausgebildete doppelbre­ chende Schicht verwendet wird.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das von der Sendeeinheit emit­ tierte Licht linear polarisiert ist, das vom Reflektor re­ flektierte Licht mittels eines Linearpolarisationsfilters ge­ filtert wird und die doppelbrechende Schicht relativ zu der Polarisationsrichtung des von der Sendeeinheit emittierten linear polarisierten Lichts so ausgerichtet wird, daß die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts vom Empfänger de­ tektierte Lichtintensität nahe einer vorgegebenen Schwel­ lenintensität liegt.

Dadurch wird erreicht, daß die vorgegebenen Schwellenintensi­ tät schon dann unter- oder überschritten wird, wenn das zu detektierende Objekt das zur Detektion verwendete Licht nur geringfügig modifiziert, also beispielsweise nur geringfügig absorbiert oder depolarisiert.

Um nur schwach absorbierende Objekte zu detektieren, wird da­ bei die doppelbrechende Schicht vorteilhafterweise so ausge­ richtet, daß die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Ob­ jekts vom Empfänger detektierte Lichtintensität knapp ober­ halb der vorgegebenen Schwellenintensität liegt. In diesem Fall unterschreitet die am Empfänger gemessene Lichtintensi­ tät den vorgegebenen Schwellenwert bereits dann, wenn ein nur schwach absorbierendes zu detektierendes Objekt in den Ob­ jektraum eingeführt wird.

Um im wesentlichen transparente, jedoch eine depolarisierende Wirkung aufweisende Objekte im Objektraum zu detektieren, wird die doppelbrechende Schicht hingegen vorteilhafterweise so ausgerichtet, daß die bei Abwesenheit eines zu detektie­ renden Objekts vom Empfänger detektierte Lichtintensität im wesentlichen minimal wird. In diesem Fall hat jede Änderung des Polarisationszustandes des Detektionslichtes im Lichtweg zwischen dem Sender und dem Empfänger einen Anstieg der am Empfänger gemessenen Lichtintensität zur Folge. Wird ein im wesentlichen transparentes, jedoch depolarisierendes zu de­ tektierendes Objekt in den Objektraum eingeführt, so steigt die am Empfänger gemessene Lichtintensität demnach aufgrund der depolarisierenden Wirkung des zu detektierenden Objekts an, so daß bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwellenin­ tensität ein die Anwesenheit eines zu detektierenden Objektes anzeigendes Signal ausgegeben werden kann.

Um auch solche Objekte detektieren zu können, welche eine nur schwach depolarisierende Wirkung aufweisen, ist in diesem Fall vorteilhafterweise vorgesehen, daß die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts vom Empfänger detektierte Lichtintensität knapp unterhalb einer vorgegebenen Schalt­ schwellenintensität liegt, so daß bereits eine geringe Erhö­ hung der am Empfänger gemessenen Lichtintensität genügt, um die Ausgabe eines die Anwesenheit eines zu detektierenden Ob­ jekts im Objektraum anzeigenden Signals zu veranlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Reflexionslicht­ schranke, deren Sendeeinheit einen Linearpolarisa­ tor und deren Reflektoreinheit eine drehbare Vier­ telwellenschicht umfaßt;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus der er­ sten Ausführungsform einer Reflexionslichtschranke aus Fig. 1 und deren Funktionsweise bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts aus dem Objektraum;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus und der Funktionsweise eines Tripelspiegel-Elementarreflek­ tors;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Ausrichtung der Viertelwellenschicht der Reflektoreinheit der er­ sten Ausführungsform der Reflexionslichtschranke in einem ersten Betriebsmodus, der der Detektion nicht transparenter Objekte dient;

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Aufbaus der er­ sten Ausführungsform der Reflexionslichtschranke und deren Funktionsweise in dem ersten Betriebsmo­ dus bei Anwesenheit eines gerichtet reflektierenden Objekts im Objektraum;

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Aufbaus der er­ sten Ausführungsform der Reflexionslichtschranke und deren Funktionsweise in einem zweiten Betriebs­ modus, welcher der Detektion eines transparenten Objekts dient, bei Abwesenheit des Objekts aus dem Objektraum;

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Ausrichtung der Viertelwellenschicht der Reflektoreinheit der er­ sten Ausführungsform der Reflexionslichtschranke in dem zweiten Betriebsmodus;

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Aufbaus der er­ sten Ausführungsform der Reflexionslichtschranke und deren Funktionsweise in dem zweiten Betriebsmo­ dus bei Anwesenheit eines transparenten, depolari­ sierenden Objekts im Objektraum;

Fig. 9 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Reflexionslicht­ schranke, die eine Sendeeinheit mit Zirkularpolari­ sationsfilter und eine Reflektoreinheit mit nicht drehbarer Viertelwellenschicht umfaßt;

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Aufbaus der zwei­ ten Ausführungsform der Reflexionslichtschranke und deren Funktionsweise bei Abwesenheit eines Objekts aus dem Objektraum;

Fig. 11 eine schematische Darstellung des Aufbaus der zwei­ ten Ausführungsform der Reflexionslichtschranke und deren Funktionsweise bei Anwesenheit eines gerich­ tet reflektierenden Objekts in dem Objektraum; und

Fig. 12 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer dritten Ausführungsform der Reflexionslicht­ schranke, welche eine autokollimierende Sender- und Empfängeroptik, ein an der Sender- und Empfängerop­ tik angeordnetes Zirkularpolarisationsfilter und eine an dem Reflektor angeordnete Viertelwellen­ schicht umfaßt.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.

Eine in den Fig. 1 bis 8 dargestellte, als Ganzes mit 100 be­ zeichnete erste Ausführungsform einer Reflexionslichtschranke umfaßt eine Sende- und Empfangseinheit 102 und eine im Ab­ stand von derselben angeordnete Reflektoreinheit 104.

Der Bereich zwischen der Sende- und Empfangseinheit 102 einerseits und der Reflektoreinheit 104 andererseits wird im folgenden als Objektraum 105 bezeichnet.

Die Sende- und Empfangseinheit 102 umfaßt einen lichtemittie­ renden Sender 106 und einen lichtdetektierenden Empfänger 108 (Fig. 2), welche in einem gemeinsamen Gehäuse 110 (Fig. 1) untergebracht sind.

An den Empfänger 108 ist eine Datenleitung 111 angeschlossen, über welche ein die Anwesenheit oder Abwesenheit eines zu de­ tektierenden Objekts anzeigendes Signal ausgegeben werden kann.

Im Betrieb der Reflexionslichtschranke 100 emittiert der Sen­ der 106, beispielsweise eine Leuchtdiode, ein Strahlenbündel 112 zunächst unpolarisierten Lichts, welches in der Sende- und Empfangseinheit 102 eine Senderoptik 114 und einen Li­ nearpolarisator 116 durchläuft.

Die Senderoptik 114 dient beispielsweise dazu, die Divergenz des emittierten Strahlenbündels 112 zu verringern.

Der Linearpolarisator 116 dient dazu, aus dem vom Sender 106 emittierten Licht nur diejenigen Anteile passieren zu lassen, deren Polarisationsrichtung mit der Durchlaßrichtung des Li­ nearpolarisators 116 übereinstimmt. Das den Linearpolarisator 116 verlassende Licht ist somit linear in der Durchlaßrich­ tung des Linearpolarisators 116, beispielsweise in vertikaler Richtung, polarisiert.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist der Linearpolarisator 116 in einem Austrittsfenster 118 des Gehäuses 110 der Sende- und Empfangseinheit 102 angeordnet.

Der Linearpolarisator 116 kann als Polarisationsfolie ausge­ bildet und auf die Senderoptik 114 aufgeklebt sein.

In einem unterhalb des Austrittsfensters 118 in dem Gehäuse 110 angeordneten Eintrittsfenster 120 ist ein Linearpolarisa­ tionsfilter 122 gehalten.

Die Durchlaßrichtung des Linearpolarisationsfilters 122 ist senkrecht zu der Durchlaßrichtung des Linearpolarisators 116, also beispielsweise horizontal, ausgerichtet.

Zwischen dem Linearpolarisationsfilter 122 und dem Empfänger 108 ist in der Sende- und Empfangseinheit 102 eine Empfänger­ optik 124 angeordnet, welche der Fokussierung eines durch das Eintrittsfenster 120 eintretenden Lichtbündels auf den Emp­ fänger 108 dient.

Das Linearpolarisationsfilter 122 kann beispielsweise als Po­ larisationsfolie ausgebildet und auf die Empfängeroptik 124 aufgeklebt sein.

Das Gehäuse 110 der Sende- und Empfangseinheit 102 ist mit­ tels (nicht dargestellter) geeigneter Halteelemente an einer Wand oder Stütze gehalten.

Die von der Sende- und Empfangseinheit 102 beabstandet ange­ ordnete Reflektoreinheit 104 umfaßt eine, beispielsweise zy­ lindrisch ausgebildete, Sockelplatte 126 (Fig. 1), welche mittels (nicht dargestellter) geeigneter Halteelemente an einer Wand oder Stütze festgelegt ist.

An der der Sende- und Empfangseinheit 102 zugewandten Seite der Sockelplatte 126 ist an derselben eine ringförmige Fas­ sung 128 um deren Ringachse drehbar gehalten.

In der Fassung 128 ist eine kreisförmig zugeschnittene Retro­ reflexionsfolie 130 gehalten, welche einen Reflektor 132 der ersten Ausführungsform einer Reflexionslichtschranke 100 bil­ det.

Ferner umfaßt die Reflektoreinheit 104 eine Viertelwellenver­ zögerungsschicht 134, welche auf der der Sende- und Empfangs­ einheit 102 zugewandten Seite des Reflektors 132 angeordnet ist. Die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 kann als Vier­ telwellenverzögerungsfolie ausgebildet sein.

Die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 ist entweder direkt in der Fassung 128 gehalten oder drehfest mit dem Reflektor 132 verbunden, beispielsweise auf den Reflektor 132 aufge­ klebt, so daß die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 bei einer Drehung der Fassung 128 um deren Achse mitgedreht wird.

Um die Fassung 128 um deren Achse drehen zu können, ist an deren Umfang ein radial nach außen abstehender Handgriff 136 vorgesehen.

Ferner ist die Fassung 128 an ihrem Umfang mit einer Markie­ rung 138, beispielsweise in Form eines Pfeils oder eines Dreiecks, versehen, welche es zusammen mit einer am Umfang der Sockelplatte 126 angeordneten Winkelteilung 140 ermög­ licht, den jeweils eingestellten Drehwinkel der Fassung 128 und somit der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 in Bezug auf eine vorgegebene Richtung, beispielsweise die Vertikale, zu ermitteln.

Die der Sende- und Empfangseinheit 102 zugewandte Oberfläche der Retroreflexionsfolie 130 umfaßt eine Vielzahl von Elemen­ tarreflektoren, welche beispielsweise als Tripelspiegel 142 (Fig. 3) ausgebildet sind.

Aufbau und Funktionsweise eines solchen Tripelspiegels 142 sind aus Fig. 3 zu ersehen. Jeder Tripelspiegel 142 weist drei paarweise senkrecht zueinander ausgerichtete Reflexions­ flächen 144, 146 und 148 auf, welche zusammen eine Ecke eines Würfels bilden.

Fällt ein Lichtstrahl 150 in den Tripelspiegel 142 ein, so wird er nacheinander an den Reflexionsflächen 144, 146 und 148 reflektiert und parallel zu seiner Einfallsrichtung, je­ doch in zu der Einfallsrichtung senkrechter Richtung ver­ setzt, von dem Tripelspiegel 142 zurückreflektiert.

Dies gilt unabhängig davon, welchen Winkel die Einfallsrich­ tung des Lichtstrahls 150 mit den Reflexionsflächen 144, 146 und 148 bildet. Ein Lichtstrahl wird daher von einem idealen Tripelspiegel 142 stets in die Richtung zurückreflektiert, aus der er emittiert wurde. Ein solcher Reflektor wird als Retroreflektor bezeichnet.

Der Betrag, um den ein in den Tripelspiegel 142 einfallender Lichtstrahl 150 bei der Rückreflexion verschoben wird, hängt jedoch davon ab, an welcher Stelle des Tripelspiegels 142 der Lichtstrahl 150 auf den Tripelspiegel 142 auftrifft. Dies wirkt sich um so stärker aus, je größer die Abmessungen des als Elementarreflektor verwendeten Tripelspiegels 142 sind.

Insbesondere dann, wenn eine Lichtquelle, beispielsweise ein Laser, verwendet wird, die einen Lichtfleck mit kleinem Durchmesser an dem Reflektor 132 erzeugt, wird daher vorzugs­ weise ein Reflektor 132 verwendet, welcher im Vergleich zur Größe des Lichtfleckes kleine Elementarreflektoren umfaßt.

Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform einer Re­ flexionslichtschranke 100 funktioniert in einem ersten Be­ triebsmodus, der der Detektion nicht-transparenter Objekte in dem Objektraum 105 dient, wie folgt:

Zum Betrieb der Reflexionslichtschranke 100 in dem ersten Be­ triebsmodus wird die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 durch Drehen der Fassung 128 mittels des Handgriffs 136 in die in Fig. 4 dargestellte Stellung gebracht, in welcher die schnelle Achse 152 und die zu der schnellen Achse 152 senk­ recht ausgerichtete langsame Achse 154 der Viertelwellenver­ zögerungsschicht 134 jeweils einen Winkel α von 45° mit der Durchlaßrichtung 155 des Linearpolarisators 116, das heißt beispielsweise mit der Vertikalen, einschließen.

Im Betrieb der Reflexionslichtschranke 100 emittiert die Sende- und Empfangseinheit 102 ein im allgemeinen divergentes Lichtstrahlenbündel 112 über den Objektraum 105 hinweg zu der Reflektoreinheit 104, von wo das divergente Strahlenbündel 112 (unter Beibehaltung der Bündelachse) zu der Sende- und Empfangseinheit 102 zurückreflektiert wird, wo ein Teil des Lichtstrahlenbündels 112 durch das Eintrittsfenster 120 zum Empfänger 108 gelangt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Die für das Verständnis der Arbeitsweise der Reflexionslicht­ schranke 100 wesentlichen Polarisationsverhältnisse des Lichts in dem Lichtstrahlenbündel 112 werden im folgenden un­ ter Bezugnahme auf die schematische Darstellung der Fig. 2 erläutert, in der das Lichtstrahlenbündel 112 aus Gründen der Übersichtlichkeit durch einen einzigen Lichtstrahl darge­ stellt ist.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, emittiert der Sender 106 unpo­ larisiertes Licht, welches durch die Senderoptik 114 zu dem Linearpolarisator 116 gelangt.

Den Linearpolarisator 116 passiert nur derjenige Anteil des vom Sender 106 emittierten Lichts, welcher parallel zu der Durchlaßrichtung des Linearpolarisators 116 polarisiert ist.

Dieses vertikal linear polarisierte Licht durchquert den Ob­ jektraum 105, in dem sich in dem in Fig. 2 dargestellten Fall kein zu detektierendes Objekt befindet, und trifft auf die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 der Reflektoreinheit 104 auf.

Da die Polarisationsebene des auf die Viertelwellenverzöge­ rungsschicht 134 einfallenden Lichts mit der schnellen Achse 152 und mit der langsamen Achse 154 der Viertelwellenverzöge­ rungsschicht 134 jeweils gleich große Winkel einschließt, wandelt die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 das einfal­ lende (vertikal) linear polarisierte Licht in aus der Vier­ telwellenverzögerungsschicht 134 austretendes (rechtsdrehend) zirkular polarisiertes Licht um.

Dieses (rechtsdrehend) zirkular polarisierte Licht wird durch den Reflektor 132 als linksdrehend zirkular polarisiertes Licht zu der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 zurückre­ flektiert.

Die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 wandelt das einfal­ lende linksdrehend zirkular polarisierte Licht in aus der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 austretendes horizontal linear polarisiertes Licht um.

Das aus der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 austretende horizontal linear polarisierte Licht durchquert den Objekt­ raum 105 und trifft auf das Linearpolarisationsfilter 122 in dem Eintrittsfenster 120 der Sende- und Empfangseinheit 102.

Da die Polarisationsebene des auf das Linearpolarisationsfil­ ter 122 einfallenden Lichts mit dessen Durchgangsrichtung übereinstimmt, kann dieses Licht das Linearpolarisationsfil­ ter 122 passieren und durch die Empfängeroptik 124 zu dem Empfänger 108 gelangen.

Der Empfänger 108 mißt die Intensität des einfallenden Lichts. Eine (nicht dargestellte und nicht näher beschrie­ bene) Auswertungsschaltung vergleicht die gemessene Intensi­ tät mit einem vorgegebenen Schwellenwert. Bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts aus dem Objektraum 105 liegt diese Intensität oberhalb des vorgegebenen Schwellenwerts, so daß über die Datenleitung 111 ein Signal ausgegeben wird, welches die Abwesenheit des zu detektierenden Objekts aus dem Objektraum 105 anzeigt.

Gelangt ein zu detektierendes nicht-transparentes Objekt 156 (Fig. 5) so in den Objektraum 105, daß es den Lichtweg zwi­ schen der Sende- und Empfangseinheit 102 einerseits und der Reflektoreinheit 104 andererseits unterbricht, so gelangt das vom Sender 106 emittierte Licht nicht mehr zum Reflektor 132 und kann von diesem nicht mehr reflektiert werden.

Handelt es sich bei dem zu detektierenden Objekt 156 um ein, beispielsweise metallisches, Objekt mit reflektierenden Eigenschaften, so wird das vom Sender 106 emittierte, durch den Linearpolarisator 116 vertikal linear polarisierte Licht von dem zu detektierenden Objekt 156 - unter Beibehaltung der Polarisationsrichtung - zu der Sende- und Empfangseinheit 102 zurückreflektiert, wo es auf das Linearpolarisationsfilter 122 auftrifft.

Da die Polarisationsrichtung des Lichtes durch die Reflexion an dem zu detektierenden Objekt 156 jedoch nicht gedreht wurde, steht die Polarisationsrichtung des auf das Linearpo­ larisationsfilter 122 einfallenden Lichts senkrecht zu dessen Durchlaßrichtung, so daß das von dem zu detektierenden Objekt 156 reflektierte Licht nicht zu dem Empfänger 108 gelangen kann.

Folglich fällt die vom Empfänger 108 gemessene Lichtintensi­ tät unter den vorgegebenen Schwellenwert ab, und über die Da­ tenleitung 111 wird ein Signal ausgegeben, welches die Anwe­ senheit eines zu detektierenden Objekts in dem Objektraum 105 anzeigt.

Würde es sich bei dem zu detektierenden Objekt 156 um ein Ob­ jekt handeln, welches das vom Sender 106 emittierte Lichtbün­ del 112 lediglich absorbiert und/oder diffus streut, so würde dessen Anwesenheit im Objektraum 105 ebenfalls zuverlässig erkannt. Da von dem zu detektierenden Objekt 156 diffus zu­ rückgestreutes Licht depolarisiert wäre, könnte ein Anteil desselben zwar durch das Linearpolarisationsfilter 122 hin­ durch zum Empfänger 108 gelangen; die Intensität des diffus zurückgestreuten Lichtes wäre jedoch gegenüber der Intensität von gerichtet zurückgestreutem Licht sehr klein. Der vorge­ gebene Schwellenwert für die Lichtintensität wird so gewählt, daß er unterhalb der Intensität gerichtet zurückgestreuten Lichts, jedoch oberhalb der Intensität diffus zurückgestreu­ ten Lichtes liegt. Über die Datenleitung 111 würde daher im Fall eines diffus zurückstreuenden Objektes 156 ebenfalls ein Signal ausgegeben, welches die Anwesenheit eines zu detektie­ renden Objektes im Objektraum 105 anzeigt.

Dadurch, daß bei der ersten Ausführungsform der Reflexions­ lichtschranke 100 die Polarisationsrichtung des von der Sende- und Empfangseinheit 102 emittierten linear polarisier­ ten Lichts durch die Reflektoreinheit 104 im vorstehend be­ schriebenen ersten Betriebsmodus bei Abwesenheit eines zu de­ tektierenden Objekts 156 aus dem Objektraum 105 im wesentli­ chen vollständig um 90° gedreht wird, ist die Intensität des durch das Linearpolarisationsfilter 122 zum Empfänger 108 ge­ langenden Lichts im Idealfall doppelt so groß wie dies der Fall wäre, wenn die Reflektoreinheit 104 die Polarisation des auf dieselbe einfallenden Lichtes aufheben würde.

Somit ist das Verhältnis zwischen der vom Empfänger 108 ge­ messenen Lichtintensität bei Abwesenheit eines zu detektie­ renden Objektes aus dem Objektraum 105 zu der bei diffuser Reflexion an einem zu detektierenden Objekt gemessenen Licht­ intensität, das heißt der Signal-Rausch-Abstand, in dem vor­ stehend beschriebenen ersten Betriebsmodus der ersten Ausfüh­ rungsform der Reflexionslichtschranke 100 besonders groß.

Durch eine Erhöhung der Sendeleistung des Senders 106 könnte eine solche Verbesserung des Signal-Rausch-Abstandes nicht erzielt werden, da die bei Abwesenheit eines zu detektieren­ den Objektes aus dem Objektraum 105 gemessene Intensität und die aufgrund diffuser Reflexion an einem zu detektierenden Objekt gemessene Intensität durch eine solche Maßnahme im selben Mäße zunehmen würden.

Ferner wäre es auch durch eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Empfängers 108 nicht möglich, eine Verbesserung des Si­ gnal-Rausch-Abstandes zu erzielen, da sich auch eine solche Erhöhung der Empfindlichkeit auf das bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objektes aus dem Objektraum 105 und das bei diffuser Reflexion an einem zu detektierenden Objekt erhal­ tene Signal in gleicher Weise auswirken würde.

Befindet sich die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 in der in Fig. 4 dargestellten Stellung, in welcher die Polarisa­ tionsrichtung des einfallenden linear polarisierten Lichtes gleiche Winkel mit der schnellen Achse 152 und mit der lang­ samen Achse 154 der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 ein­ schließt, so wird die Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtes um den maximal möglichen Betrag von 90° gedreht, wo­ durch die Intensität des am Empfänger 108 detektierten Lich­ tes maximiert wird.

Es ist jedoch auch möglich, den Winkel α zwischen der Polari­ sationsrichtung des einfallenden Lichtes und der schnellen Achse 152 der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 auf einen von 45° verschiedenen Wert einzustellen.

Dies hat zur Folge, daß das einfallende linear polarisierte Licht durch die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 nicht in zirkular polarisiertes Licht, sondern im allgemeinen Fall in elliptisch polarisiertes Licht gewandelt wird, welches als elliptisch polarisiertes Licht vom Reflektor 132 zur Viertel­ wellenverzögerungsschicht 134 zurückreflektiert und von der­ selben in linear polarisiertes Licht gewandelt wird, welches gegenüber der ursprünglichen Polarisationsrichtung des Lich­ tes um einen Winkel von weniger als 90° gedreht ist.

Folglich kann dieses Licht nach Durchlaufen des Objektraums 105 das Linearpolarisationsfilter 122 nicht mehr vollständig, sondern nur zu einem durch die Größe des Drehwinkels α be­ stimmten Anteil passieren.

Die vom Empfänger 108 bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objektes aus dem Objektraum 105 gemessene Intensität kann so­ mit in einfacher Weise durch Einstellen eines gewünschten Drehwinkels α an der Fassung 128 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Damit ist auch der Abstand zwischen der bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objektes aus dem Ob­ jektraum 105 gemessenen Intensität und dem vorgegebenen Schwellenwert für die Intensität durch Verdrehen der Viertel­ wellenverzögerungsschicht 134 einstellbar.

Insbesondere kann die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objektes aus dem Objektraum 105 am Empfänger 108 gemessene Intensität durch Einstellen eines geeigneten Winkels α auf einen Wert knapp oberhalb des vorgegebenen Schwellenwertes eingestellt werden, so daß die am Empfänger 108 gemessene Lichtintensität bereits dann den vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, wenn ein nur schwach absorbierendes zu detek­ tierendes Objekt 156 in den Objektraum 105 eingeführt wird.

Um im wesentlichen transparente, jedoch eine depolarisierende Wirkung aufweisende zu detektierende Objekte im Objektraum 105 zu detektieren, kann der im folgenden beschriebene zweite Betriebsmodus der ersten Ausführungsform der Reflexionslicht­ schranke 100 verwendet werden.

Zum Betrieb der ersten Ausführungsform der Reflexionslicht­ schranke 100 in diesem zweiten Betriebsmodus wird die Vier­ telwellenverzögerungsschicht 134 durch Drehen der Fassung 128 mittels des Handgriffs 136 in die in Fig. 7 dargestellte Stellung gebracht, in welcher die schnelle Achse 152 der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 parallel zu der Polari­ sationsrichtung des auf die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 von der Sende- und Empfangseinheit 102 her einfallenden Lichtes und die langsame Achse 154 der Viertelwellenverzöge­ rungsschicht 134 senkrecht zu dieser Polarisationsrichtung ausgerichtet ist. In dieser Stellung beträgt der Winkel α zwischen der schnellen Achse 152 und der Polarisationsrich­ tung des einfallenden Lichtes demnach 0°.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, passiert das von der Sende- und Empfangseinheit 102 emittierte Licht in diesem zweiten Betriebsmodus die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 ohne Änderung der Polarisationsrichtung.

Das die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 verlassende ver­ tikal linear polarisierte Licht wird von dem Reflektor 132 unter Erhaltung der Polarisationsrichtung zu der Viertelwel­ lenverzögerungsschicht 134 zurückreflektiert und passiert die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 wiederum, ohne die Pola­ risationsrichtung zu ändern.

Das im Falle der Abwesenheit eines zu detektierenden Objektes aus dem Objektraum 105 auf das Linearpolarisationsfilter 122 auftreffende Licht ist somit senkrecht zur Durchlaßrichtung des Linearpolarisationsfilters 122 linear polarisiert, so daß dieses Licht das Linearpolarisationsfilter 122 nicht passie­ ren kann.

Am Empfänger 108 wird daher bei Abwesenheit eines zu detek­ tierenden Objektes aus dem Objektraum 105 eine minimale In­ tensität gemessen.

Wird ein im wesentlichen transparentes, jedoch depolarisie­ rendes zu detektierendes Objekt 158 in den Objektraum 105 eingeführt, wie in Fig. 8 dargestellt, so wird das von der Sende- und Empfangseinheit 102 emittierte vertikal linear po­ larisierte Licht beim Durchgang durch das depolarisierende Objekt 158 depolarisiert, das heißt es weist nach Durchgang durch das depolarisierende Objekt 158 auch Anteile auf, wel­ che in anderen als der vertikalen Polarisationsrichtung pola­ risiert sind.

Diese Depolarisation des Lichtes bleibt beim Durchgang durch die Viertelwellenverzögerungsschicht 134, der Reflexion an dem Reflektor 132 und dem erneuten Durchgang durch die Vier­ telwellenverzögerungsschicht 134 erhalten.

Beim erneuten Durchlaufen des depolarisierenden Objektes 158 wird die Depolarisation des Lichtes noch weiter verstärkt, so daß das am Linearpolarisationsfilter 122 eintreffende Licht eine Komponente aufweist, welche parallel zu der horizontalen Durchlaßrichtung des Linearpolarisationsfilters 122 polari­ siert ist.

Ein Teil dieses Lichtes kann somit das Linearpolarisations­ filter 122 passieren und zum Empfänger 108 gelangen. Am Emp­ fänger 108 wird somit bei Anwesenheit eines depolarisierenden Objektes 158 im Objektraum 105 eine erhöhte Lichtintensität gemessen.

Ein Schwellenwert für die gemessene Lichtintensität wird im zweiten Betriebsmodus so vorgegeben, daß er zwischen der bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objektes aus dem Objekt­ raum 105 gemessenen Intensität und der bei Anwesenheit eines depolarisierenden Objektes 158 in dem Objektraum 105 gemesse­ nen Intensität liegt.

Bei Überschreiten dieses vorgegebenen Schwellenwertes wird über die Datenleitung 111 ein Signal ausgegeben, welches die Anwesenheit eines (depolarisierenden) zu detektierenden Ob­ jektes im Objektraum 105 anzeigt.

In diesem zweiten Betriebsmodus der ersten Ausführungsform einer Reflexionslichtschranke 100 ist es somit möglich, transparente Folien oder Klarglas, welche Licht nur geringfü­ gig absorbieren, jedoch eine depolarisierende Wirkung aufwei­ sen, zuverlässig zu detektieren.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform einer Refle­ xionslichtschranke 100 wird ein kreisförmiger Reflektor 132 verwendet.

Wird eine Retroreflexionsfolie 130 als Reflektor 132 verwen­ det, so kann diese jedoch in jeder beliebigen Form zuge­ schnitten werden.

Besonders günstig ist es, wenn die Retroreflexionsfolie 130 in der Weise zugeschnitten wird, daß sie in Gestalt und Größe dem von einem zu detektierenden Objekt am Ort des Reflektors 132 erzeugten Schattenbild entspricht.

Dadurch wird erreicht, daß das gesamte zu der Sende- und Emp­ fangseinheit 102 zurückgelangende Detektionslicht bei Anwe­ senheit eines zu detektierenden Objektes 156 oder 158 in dem Objektraum 105 durch dieses Objekt modifiziert, das heißt an diesem Objekt gestreut oder reflektiert oder durch dieses Ob­ jekt depolarisiert worden ist. Hingegen gelangt in diesem Fall im wesentlichen kein Licht mehr ungestört von der Sende- und Empfangseinheit 102 zu der Reflektoreinheit 104 und von dieser zurück zur Sende- und Empfangseinheit 102. Der Abstand der vom Empfänger 108 bei Anwesenheit des zu detektierenden Objektes 156 oder 158 einerseits und bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objektes aus dem Objektraum 105 andererseits gemessenen Intensitäten wird daher durch die Abstimmung der Form und Größe des Reflektors 132 auf das Schattenbild des zu detektierenden Objektes maximiert.

Eine in den Fig. 9 bis 11 dargestellte zweite Ausführungsform einer Reflexionslichtschranke 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform dadurch, daß die Sende- und Empfangseinheit 102 statt eines Linearpolari­ sators und eines Linearpolarisationsfilters ein Zirkularpola­ risationsfilter 160 umfaßt.

Wie aus den Fig. 9 und 10 zu ersehen ist, ist das Zirkularpo­ larisationsfilter 160 in einem Austritts- und Eintrittsfen­ ster 162 des Gehäuses 110 zwischen der Sendeoptik 114 und der Empfängeroptik 124 einerseits und dem Objektraum 105 anderer­ seits angeordnet.

Das Zirkularpolarisationsfilter 160 kann, wie in Fig. 10 dar­ gestellt, aus einer Viertelwellenverzögerungsschicht 164 und einem zwischen der Viertelwellenverzögerungsschicht 164 und der Senderoptik 114 sowie der Empfängeroptik 124 angeordneten Linearpolarisationsfilter 166 aufgebaut sein. Im hier be­ schriebenen Ausführungsbeispiel ist die Durchgangsrichtung des Linearpolarisationsfilters 166 vertikal ausgerichtet.

Ein weiterer Unterschied zwischen der zweiten Ausführungsform einer Reflexionslichtschranke 100 und der vorstehend be­ schriebenen ersten Ausführungsform besteht darin, daß die Fassung 128, in der der Reflektor 132 und die Viertelwellen­ verzögerungsschicht 134 der Reflektoreinheit 104 gehalten sind, nicht drehbar an einer Sockelplatte, sondern ortsfest direkt an einer (nicht dargestellten) Wand oder Stütze ange­ ordnet ist. Die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 der Re­ flektoreinheit 104 ist somit bei der zweiten Ausführungsform nicht um die Achse der Fassung 128 drehbar. Zwar könnte auch bei der zweiten Ausführungsform eine um ihre Achse drehbare Fassung 128 verwendet werden, doch wäre eine solche Drehbar­ keit der Fassung 128 nicht von Nutzen, wie sich aus der fol­ genden Beschreibung der Funktionsweise der zweiten Ausfüh­ rungsform ergeben wird.

Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform einer Refle­ xionslichtschranke 100 mit der vorstehend beschriebenen er­ sten Ausführungsform überein.

Die zweite Ausführungsform einer Reflexionslichtschranke 100 funktioniert wie folgt:
Im Betrieb der Reflexionslichtschranke 100 emittiert der Sen­ der 106 ein Strahlenbündel 112 zunächst unpolarisierten Lichts, welches in den Fig. 10 und 11 aus Gründen der Über­ sichtlichkeit als einzelner Lichtstrahl dargestellt ist.

Das vom Sender 106 emittierte Licht durchläuft die Senderop­ tik 114, durch welche die Divergenz des Strahlenbündels 112 in gewünschter Weise eingestellt wird.

Im Anschluß an die Senderoptik 114 durchläuft das emittierte Licht das Zirkularpolarisationsfilter 160, aus dem ein zirku­ lar polarisierter Anteil des emittierten Lichts austritt. Im hier beschriebenen Beispiel ist das aus dem Zirkularpolarisa­ tionsfilter 160 austretende Licht rechtsdrehend zirkular po­ larisiert.

Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, kommt die zirkulare Polari­ sation dadurch zustande, daß nur der parallel zu der Durch­ laßrichtung des Linearpolarisationsfilters 166 polarisierte Anteil des vom Sender 106 emittierten Lichts durch das Li­ nearpolarisationsfilter 166 zu der Viertelwellenverzögerungs­ schicht 164 gelangen kann. Die Viertelwellenverzögerungs­ schicht 164 ist so ausgerichtet, daß die schnelle Achse und die langsame Achse der Viertelwellenverzögerungsschicht 164 jeweils gleich große Winkel mit der Polarisationsrichtung des einfallenden linear polarisierten Lichts einschließen, so daß dieses einfallende linear polarisierte Licht durch die Vier­ telwellenverzögerungasschicht 164 in zirkular polarisiertes Licht umgewandelt wird.

Das aus dem Zirkularpolarisationsfilter 160 austretende Licht durchquert den Objektraum 105, trifft auf die Viertelwellen­ verzögerungsschicht 134 der Reflektoreinheit 104 und wird von derselben in linear polarisiertes Licht umgewandelt.

Das aus der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 der Reflek­ toreinheit 104 austretende linear polarisierte Licht wird von dem Reflektor 132 unter Erhaltung der Polarisationsrichtung zu der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 zurückreflektiert und von dieser wieder in rechtsdrehend zirkular polarisiertes Licht umgewandelt.

Das aus der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 der Reflek­ toreinheit 104 austretende rechtsdrehend zirkular polari­ sierte Licht durchquert den Objektraum 105 und gelangt zu dem Zirkularpolarisationsfilter 160, welches das rechtsdrehend zirkular polarisierte Licht in vertikal linear polarisiertes Licht umwandelt, welches durch die Empfängeroptik 124 auf den Empfänger 108 fokussiert wird.

Wie aus Fig. 10 zu ersehen ist, wandelt dabei die Viertelwel­ lenverzögerungsschicht 164 das einfallende rechtsdrehend zir­ kular polarisierte Licht in vertikal linear polarisiertes Licht um, welches das Linearpolarisationsfilter 166 mit ver­ tikaler Durchlaßrichtung ungehindert passieren kann.

Bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objektes aus dem Ob­ jektraum 105 mißt der Empfänger 108 demnach eine Lichtinten­ sität, die oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Über die Datenleitung 111 wird daher in diesem Fall ein Si­ gnal ausgegeben, welches die Abwesenheit eines zu detektie­ renden Objektes aus dem Objektraum 105 anzeigt.

Gelangt ein zu detektierendes Objekt 156 mit einer gerichtet reflektierenden Oberfläche, beispielsweise ein metallisches Objekt, in den Objektraum 105, wie in Fig. 11 dargestellt, so wird das aus dem Zirkularpolarisationsfilter 160 der Sende- und Empfangseinheit 102 austretende Licht von dem zu detek­ tierenden Objekt 156 zu dem Zirkularpolarisationsfilter 160 zurückreflektiert, wobei sich die Drehrichtung des zirkular polarisierten Lichts umkehrt.

Das auf das Zirkularpolarisationsfilter 160 auffallende linksdrehend zirkular polarisierte Licht kann das Zirkularpo­ larisationsfilter 160 nicht passieren, so daß das von dem zu detektierenden Objekt 156 gerichtet reflektierte Licht nicht den Empfänger 108 erreicht.

Wie aus Fig. 11 zu ersehen ist, wandelt die Viertelwellenver­ zögerungsschicht 164 des Zirkularpolarisationsfilters 160 das einfallende linksdrehend zirkular polarisierte Licht nämlich in horizontal linear polarisiertes Licht um. Da die Polarisa­ tionsrichtung dieses Lichts senkrecht zu der Durchlaßrichtung des Linearpolarisationsfilters 166 ausgerichtet ist, kann dieses Licht das Linearpolarisationsfilter 166 nicht passie­ ren.

Der Empfänger 108 mißt darum eine geringe Lichtintensität, die unterhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Über die Datenleitung 111 wird daher ein Signal ausgegeben, welches die Anwesenheit eines zu detektierenden Objektes im Objekt­ raum 105 anzeigt.

Da bei der zweiten Ausführungsform einer Reflexionslicht­ schranke 100 das durch den Objektraum 105 gesandte, auf die Viertelwellenverzögerungsschicht 134 der Reflektoreinheit 104 auftreffende Licht nicht linear, sondern zirkular polarisiert ist, spielt es keine Rolle, wie die schnelle Achse 152 der Viertelwellenverzögerungsschicht 134 ausgerichtet ist. Das eintreffende zirkular polarisierte Licht wird stets in linear polarisiertes Licht umgewandelt, dessen Polarisationsrichtung mit der schnellen Achse 152 der Viertelwellenverzögerungs­ schicht 134 einen Winkel von 45° einschließt. Dieses linear polarisierte Licht wird von dem Reflektor 132 unter Erhaltung der Polarisationsrichtung zu der Viertelwellenverzögerungs­ schicht 134 zurückreflektiert, welche dieses Licht stets in zirkular polarisiertes Licht mit derselben Drehrichtung wie das einfallende zirkular polarisierte Licht zurückwandelt.

Die zweite Ausführungsform einer Reflexionslichtschranke 100 ist darum einfacher handhabbar, da die Viertelwellenverzöge­ rungsschicht 134 der Reflektoreinheit 104 nicht eine vorgege­ bene Ausrichtung haben muß.

Ferner ist die Sende- und Empfangseinheit 102 der zweiten Ausführungsform einfacher herstellbar, da statt eines Linear­ polarisators und eines Linearpolarisationsfilters, deren Durchlaßrichtungen genau senkrecht zueinander ausgerichtet sein müssen, lediglich ein einziges Zirkularpolarisationsfil­ ter montiert werden muß, dessen Orientierung überdies keine Rolle spielt. Dadurch wird die Fertigung der Sende- und Emp­ fangseinheit 102 wesentlich vereinfacht.

Das Zirkularpolarisationsfilter 160 kann bereits vor der Mon­ tage im Gehäuse 110 der Sende- und Empfangseinheit 102 mit dem Sender 106 (beispielsweise einer LED) und/oder dem Emp­ fänger 108 (beispielsweise einer Photodiode oder einem Pho­ totransistor) verbunden, beispielsweise auf diese Bauteile aufgeklebt, werden, da die spätere Ausrichtung des Zirkular­ polarisationsfilters 160 in Bezug auf das Gehäuse 110 der Sende- und Empfangseinheit 102 oder in Bezug auf die Reflek­ toreinheit 104 keine Rolle spielt.

Da die Ausrichtung des Zirkularpolarisationsfilters 160 un­ kritisch ist, können auch Sende- und Empfangseinheiten unpo­ larisierter Reflexionslichtschranken in einfacher Weise nach­ gerüstet werden, indem das Zirkularpolarisationsfilter 160 von außen so an einer solchen Sende- und Empfangseinheit an­ geordnet wird, daß sowohl das Austrittsfenster als auch das Eintrittsfenster der jeweiligen Sende- und Empfangseinheit von dem Zirkularpolarisationsfilter überdeckt wird. Die Stör­ sicherheit einer in dieser Weise nachgerüsteten Reflexions­ lichtschranke gegenüber gerichtet reflektierenden zu detek­ tierenden Objekten wird hierdurch erheblich verbessert.

Eine in Fig. 12 dargestellte dritte Ausführungsform einer Re­ flexionslichtschranke 100 unterscheidet sich von der vorste­ hend beschriebenen zweiten Ausführungsform dadurch, daß die Sende- und Empfangseinheit bei der dritten Ausführungsform als Autokollimationssystem ausgebildet ist, das heißt, der vom Sender 106 emittierte Strahl und der von der Reflek­ toreinheit 104 zurückreflektierte Strahl verlaufen innerhalb der Sende- und Empfangseinheit 102 längs derselben optischen Achse.

Wie aus Fig. 12 zu ersehen ist, ist bei der dritten Ausfüh­ rungsform einer Reflexionslichtschranke 100 in der Sende- und Empfangseinheit statt einer Senderoptik 114 und einer Empfän­ geroptik 124 nur eine einzige Sende- und Empfangsoptik 168 vorgesehen, welche sowohl von dem emittierten Strahlenbündel 112 als auch von dem zurückreflektierten Strahlenbündel durchlaufen wird.

Zwischen dem Sender 106 und der Sende- und Empfangsoptik 168 ist ein Strahlteiler 170 angeordnet, welcher einen Teil der Intensität des einlaufenden Strahlbündels zu dem Empfänger 108 reflektiert.

Auf diese Weise ist es möglich, mittels ein und derselben Sende- und Empfangsoptik 168 die Divergenz des emittierten Strahlenbündels zu verringern und das einlaufende Strahlen­ bündel auf den Empfänger 108 zu fokussieren.

Im übrigen stimmt die dritte Ausführungsform einer Refle­ xionslichtschranke 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform überein.

Claims (33)

1. Reflexionslichtschranke zum Detektieren eines Objekts (156, 158) in einem Objektraum (105), umfassend eine Sendeeinheit zum Emittieren von polarisiertem Licht über den Objektraum (105) hinweg, welche einen Sender (106) umfaßt, einen Reflektor (132) zum Reflektieren des über den Objektraum (105) hinweg emittierten Lichtes und einen Empfänger (108) zum Detektieren des vom Reflektor (132) reflektierten Lichts, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionslichtschranke (100) eine doppelbrechende Schicht umfaßt, die im Lichtweg zwischen dem Objektraum (105) und dem Reflektor (132) angeordnet ist.

2. Reflexionslichtschranke nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die doppelbrechende Schicht als Viertel­ wellenverzögerungsschicht (134) ausgebildet ist.

3. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelbrechende Schicht um deren optische Achse drehbar ist.

4. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelbrechende Schicht in einer Fassung (128) gehalten ist und die Fas­ sung mit einer Markierung (138) zur Anzeige der Ausrich­ tung der doppelbrechenden Schicht versehen ist.

5. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelbrechende Schicht drehfest mit dem Reflektor (132) verbunden ist.

6. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor einen An­ teil von mindestens ungefähr 80% des auf den Reflektor einfallenden linear polarisierten Lichts unter Erhaltung der Polarisationsrichtung reflektiert.

7. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (132) die Drehrichtung auf den Reflektor einfallenden zirkular po­ larisierten Lichtes umkehrt.

8. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (132) als Retroreflektor ausgebildet ist.

9. Reflexionslichtschranke nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reflektor (132) eine Retroreflexions­ folie (130) umfaßt.

10. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (132) in Form und Ausdehnung dem Schattenbild des zu detektieren­ den Objekts (156) am Ort des Reflektors entspricht.

11. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender als eine La­ serlichtquelle ausgebildet ist.

12. Reflexionslichtschranke nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Laserlichtquelle linear polari­ siertes Licht emittiert.

13. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionslicht­ schranke (100) ein Zirkularpolarisationsfilter (160) um­ faßt, das im Lichtweg zwischen dem Sender (106) und dem Objektraum (105) und zwischen dem Objektraum (105) und dem Empfänger (108) angeordnet ist.

14. Reflexionslichtschranke nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zirkularpolarisationsfilter (160) mit einer kratzunempfindlichen Abdeckung, insbesondere einer Abdeckung aus Polymethylmethacrylat, versehen ist.

15. Reflexionslichtschranke nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abdeckung eine Beschichtung aus Polysiloxan aufweist.

16. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkularpolarisa­ tionsfilter (160) an dem Sender (106) angeordnet, insbe­ sondere auf den Sender aufgeklebt, ist.

17. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkularpolarisa­ tionsfilter (160) an dem Empfänger (108) angeordnet, insbesondere auf den Empfänger aufgeklebt, ist.

18. Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkularpolarisa­ tionsfilter in einer Fassung gehalten ist, welche lösbar an einem Gehäuse der Sendeeinheit gehalten ist.

19. Reflektoreinheit für eine Reflexionslichtschranke nach einem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend einen Reflektor (132) zum Reflektieren des über den Objektraum (105) hinweg emittierten Lichtes, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinheit eine doppelbrechende Schicht (134) umfaßt, die im Lichtweg zwischen dem Objektraum (105) und dem Reflektor (132) angeordnet ist.

20. Reflektoreinheit nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die doppelbrechende Schicht als Viertelwellen­ verzögerungsschicht (134) ausgebildet ist.

21. Reflektoreinheit nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelbrechende Schicht um ihre optische Achse drehbar ist.

22. Reflektoreinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß die doppelbrechende Schicht in einer Fassung (128) gehalten ist und die Fassung mit einer Markierung (138) versehen ist, die die Ausrichtung der doppelbrechenden Schicht anzeigt.

23. Reflektoreinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß die doppelbrechende Schicht drehfest mit dem Reflektor (132) verbunden ist.

24. Reflektoreinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 23, da­ durch gekennzeichnet, daß der Reflektor (132) einen An­ teil von mindestens ungefähr 80% des auf den Reflektor (132) einfallenden linear polarisierten Lichts unter Er­ haltung der Polarisationsrichtung reflektiert.

25. Reflektoreinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß der Reflektor (132) die Dreh­ richtung auf den. Reflektor einfallenden zirkular polari­ sierten Lichts umkehrt.

26. Reflektoreinheit nach einem der Ansprüche 19 bis 25, da­ durch gekennzeichnet, daß der Reflektor (132) als Retro­ reflektor ausgebildet ist.

27. Reflektoreinheit nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich­ net, daß der Reflektor (132) eine Retroreflexionsfolie (130) umfaßt.

28. Verfahren zum Detektieren eines Objekts (156, 158) in einem Objektraum (105) mittels einer Reflexionslicht­ schranke (100), bei dem von einer Sendeeinheit (102) po­ larisiertes Licht über den Objektraum (105) hinweg emit­ tiert wird,
das über den Objektraum (105) hinweg gelangte Licht mit­ tels eines Reflektors (132) reflektiert wird,
das vom Reflektor (132) reflektierte Licht mittels eines Polarisationsfilters gefiltert wird und
das vom Polarisationsfilter gefilterte Licht mittels eines Empfängers (108) detektiert wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das über den Objektraum (105) hinweg ge­ langte Licht vor und nach der Reflexion an dem Reflektor (132) durch eine doppelbrechende Schicht geführt wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eine als Viertelwellenverzögerungsschicht (134) ausge­ bildete doppelbrechende Schicht verwendet wird.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Sendeeinheit (102) emit­ tierte Licht linear polarisiert ist,
das vom Reflektor (132) reflektierte Licht mittels eines Linearpolarisationsfilters (122) gefiltert wird und die doppelbrechende Schicht relativ zu der Polarisa­ tionsrichtung des von der Sendeeinheit (102) emittierten linear polarisierten Lichts so ausgerichtet wird, daß die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts vom Empfänger (108) detektierte Lichtintensität nahe einer vorgegebenen Schwellenintensität liegt.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelbrechende Schicht so ausgerichtet wird, daß die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts vom Empfänger (108) detektierte Lichtintensität knapp ober­ halb der vorgegebenen Schwellenintensität liegt.

32. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelbrechende Schicht so ausgerichtet wird, daß die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts vom Empfänger (108) detektierte Lichtintensität im wesent­ lich minimal wird.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts vom Empfänger detektierte Lichtintensität knapp unterhalb einer vorgegebenen Schaltschwellenintensität liegt.