DE29707630U1

DE29707630U1 - Lichttaster

Info

Publication number: DE29707630U1
Application number: DE29707630U
Authority: DE
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1997-04-26
Filing date: 1997-04-26
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2007-04-27

Description

Leuze electronic GmbH + Co.
73277 Owen/Teck

Die Erfindung betrifft einen Lichttaster gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 295 15 359 Ul ist ein optoelektronischer Lumineszenztaster bekannt, welcher eine im blauen Lichtbereich abstrahlende Punktlichtquelle und einen Empfänger aufweist. Die Sende- und Empfangslichtstrahlen sind über einen Farbteilerspiegel geführt. Durch den Einsatz des Farbteilerspiegels wird verhindert, daß blaues Sendelicht auf den Empfänger gelangt.

Nachteilig hierbei ist, daß der Lumineszenztaster nur für die Erkennung von lumineszierenden Gegenständen einsetzbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lichttaster mit möglichst geringer Baugröße für einen möglichst breiten Einsatzbereich zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei dem erfindungsgemäßen Lichttaster wird ein Sender eingesetzt, der im sichtbaren, den blauen Lichtbereich einschließenden Lichtbereich emittiert.

Der Lichttaster kann in unterschiedlichen Betriebsarten betrieben werden. Hierzu ist zum einen die Verstärkung der am Ausgang des Empfängers des Lichttasters anstehenden Empfangssignale einstellbar. Zum anderen ist ein im blauen Lichtbereich sperrender Filter vor den Empfänger in den Strahlengang der Empfangslichtstrahlen einbringbar. Der Filter ist vorzugsweise als Amber-Filter ausgebildet.

Befindet sich der Amber-Filter außerhalb des Strahlengangs der Empfangslichtstrahlen, so arbeitet der Lichttaster als Farbabsorptionstaster. Die Verstärkung der Empfangslichtstrahlen ist dann so eingestellt, daß die Empfangssignale unterhalb des Schwellwerts liegen, falls die Sendelichtstrahlen auf ein Objekt treffen, welches die Sendelichtstrahlen hinreichend stark absorbiert.

Befindet sich der Amber-Filter innerhalb des Strahlengangs der Empfangslichtstrahlen, so arbeitet der Lichttaster als Lumineszenztaster. Ist ein lumineszierendes Objekt im Strahlengang angeordnet, so wird dieses durch den im blauen Bereich und gegebenenfalls auch im UV-Bereich liegenden Teil der Sendelichtstrahlen zur Emission von Lumineszenzlicht angeregt.

Der Wellenlängenbereich des Lumineszenzlichts liegt im sichtbaren Bereich, typischerweise im Bereich von 420 nm bis 750nm.
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Der Wellenlängenbereich des im blauen Bereich liegenden Sendelichts wird durch das Amber-Filter ausgeblendet, um eventuelle Störreflexionen im blauen Bereich zu eliminieren.

Durch die Wahlmöglichkeit zwischen den beiden Betriebsarten ist ein breiter Anwendungsbereich des Lichttasters ermöglicht.

Zudem weist der Lichttaster eine geringe Baugröße auf. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, daß als Sender ein Halbleiterelement, welches vorzugsweise von einer Leuchtdiode gebildet ist, eingesetzt wird.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Figur 1: Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Lichttasters.
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In Figur 1 ist ein Lichttaster 1 zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich dargestellt. Der Lichttaster 1 weist einen in einem gemein-

samen Gehäuse 2 integrierten Sendelichtstrahlen 3 emittierenden Sender 4 und Empfangslichtstrahlen 5 empfangenden Empfänger 6 auf.

Der Sender 4 ist von einer Leuchtdiode gebildet und emittiert Sendelichtstrahlen 3 im Wellenlängenbereich von 360 nm - 650 nm. Dieser Wellenlängenbereich umfaßt den sichtbaren Bereich, insbesondere auch den blauen Bereich. Zudem ist zu einem geringen Bereich auch der UV-Bereich umfaßt. Vorzugsweise wird als Sender 4 eine GaN-Leuchtdiode verwendet, welche im Pulsbetrieb betrieben wird.

Der Emfpänger 6 ist von einer Photodiode gebildet. Zur Unterdrückung vor Störlichteinstrahlung wird der Empfänger 6 synchron mit dem Sender 4 betrieben. Die am Ausgang des Empfängers 6 anstehenden Empfangssignale werden in einem Verstärker 7 verstärkt und anschließend mit einem Schwellwert bewertet. Der Schwellwert kann über einen Komparator vorgegeben werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Schwellwert in einer zentralen Auswerteeinheit 8 generiert, in welche die Empfangssignale eingelesen werden. Auch der Sender 4 ist an die Auswerteeinheit 8 angeschlossen und wird von dieser angesteuert. Die Auswerteeinheit 8 ist vorzugsweise von einem Microcontroller gebildet.

Direkt vor dem Empfänger 6 ist in den Strahlengang der Empfangslichtstrahlen 5 ein Amber-Filter 9 einbringbar, welcher das Licht im blauen Bereich sperrt.

Die Position des Amber-Filters 9 ist mittels einem von der Aussenseite des Gehäuses 2 zugänglichen Betätigers 10 verstellbar. Hierzu ist der Amber-Filter in einem Führungsschlitten 10a gelagert. Über Rastmittel 10b ist der Amberfilter 9 in zwei unterschiedlichen Positionen am Führungsschlitten 10a arretierbar. An den Verstärker 7 ist ein Spindelpotentiometer 11 angeschlossen, welches ebenfalls von der Aussenseite des Lichttasters 1 zugänglich ist.

Die Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 sind über einen gemeinsamen Strahl-

teilerspiegel 12 geführt. Der Strahlteilerspiegel 12 ist jeweils um 45° gegenüber den optischen Achsen der Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 geneigt.

Dem Sender 4 ist eine erste Schlitzblende 13 vorgeordnet. Dem Strahlteilerspiegel 12 ist eine zweite Schlitzblende 14 nachgeordnet, deren Schlitzgröße größer als jene der ersten Schlitzblende 13 ist.

Durch die Schlitzblenden 13, 14 wird eine balkenförmige Geometrie des Sendeflecks erhalten, die insbesondere vorteilhaft zur Erkennung von lumineszierenden Marken ist.

Dem Empfänger 6 ist eine Lochblende 15 vorgeordnet.

Schließlich ist zur Fokussierung der Sende- 3 und Empfangslichtstrahlen 5 eine Bikonvexlinse 16 vorgesehen, welche in einer Gehäusewand angeordnet ist.

Der Lichttaster 1 kann in zwei unterschiedlichen Betriebsarten betrieben werden. Je nach Wahl der Betriebsart wird der Amber-Filter 9 in den Strahlengang der Empfangslichtstrahlen 5 eingebracht oder befindet sich außerhalb des Strahlengangs der Empfangslichtstrahlen 5. Zudem wird entsprechend der gewählten Betriebsart die Verstärkung des Verstärkers 7 eingestellt. Der Schwellwert bleibt dagegen konstant. Alternativ könnte bei konstant gehaltenem Verstärkungsfaktor der Schwellwert in geeigneter Weise eingestellt werden.

Befindet sich der Amber-Filter 9 außerhalb des Strahlengangs der Empfangslichtstrahlen 5, so arbeitet der Lichttaster 1 als Farbabsorptionstaster. Der Verstärkungsfaktor ist dann so eingestellt, daß die Empfangssignale unterhalb des Schwellwerts liegen, wenn farbige Objekte detektiert werden, welche im Bereich des vom Sender 4 emittierten Wellenlängenbereich Licht absorbieren. Dieser Wellenlängenbereich liegt vorzugsweise im Bereich von 450 nm bis 650 nm.

Befindet sich der Amber-Filter 9 im Strahlengang der Empfangslichtstrahlen 5, so arbeitet der Lumineszenztaster. In diesem Fall werden lumineszierende Objekte durch die im Bereich zwischen 360 nm und 430 nm liegenden Sendelichtstrahlen 3 zur Emission von längerwelligem Lumineszenzlicht angeregt. Dieses Licht wird vom Empfänger 6 registriert. Der Verstärkungsfaktor des

Empfängers 6 ist so gewählt, daß die entsprechenden Empfangssignale oberhalb des Schwellwerts liegen. Der Amber-Filter 9 dient zur Ausblendung des Sendelichts, welches über Reflexionen an anderen Gegenständen in Richtung des Empfängers 6 reflektiert wird.
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Claims

Leuze electronic GmbH + Co. 73277 Owen/Teck Lichttaster 5

1. Lichttaster zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich mit einem im sichtbaren, den blauen Lichtbereich einschließenden, Sendelichtstrahlen emittierenden Sender und einem Empfangslichtstrahlen empfangenden Empfänger, an dessen Ausgang anstehende Empfangssignale mit einem Schwell wert bewertet werden, dadurch gekennzeichnet,

daß in den Strahlengang der Empfangslichtstrahlen (5) vor den Empfänger (6) ein den blauen Lichtbereich sperrender Filter einbringbar ist, daß die Verstärkung der Empfangssignale einstellbar ist, so daß bei außerhalb des im Strahlengang befindlichen Amber-Filter (9) das Empfangssignal bei die Sendelichtstrahlen (3) zumindest teilweise absorbierenden Objekten unter

halb des Schwellwerts liegt und daß bei im Strahlengang befindlichem Amber-Filter (9) das Empfangssignal oberhalb des Schwellwerts liegt, falls ein lumineszierendes Objekt im Überwachungsbereich angeordnet ist.

2. Lichttaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (4)

von einer Leuchtdiode gebildet ist.

3. Lichttaster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (4) im Lichtbereich von 360 nm - 650nm emittiert.

4. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (4) von einer GaN-Leuchtdiode gebildet ist.

5. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (4) im Pulsbetrieb betrieben wird.

6. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter von einem Amber-Filter (9) gebildet ist.

7. Lichttaster nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Position des Amber-Filter (9) mittels eines von der Aussenseite des Lichttasters (1) zugänglichen Betätigers (10) verstellbar ist.

8. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß

zur Verstärkung der Empfangssignale an den Ausgang des Empfängers (6) ein Verstärker (7) angeschlossen ist, dessen Verstärkungsfaktor mittels eines von der Aussenseite des Lichttasters (1) zugänglichen Spindelpotentiometers (11) einstellbar ist.
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9. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- (3) und Empfangslichtstrahlen (5) über einen gemeinsamen Strahlteilerspiegel (12) geführt sind.

10. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß

dem Sender (4) eine erste Schlitzblende (13) vorgeordnet ist.

11. Lichttaster nach Ansprach (10), dadurch gekennzeichnet, daß dem Strahlteilerspiegel (12) eine zweite Schlitzblende (14) nachgeordnet ist, deren Schlitzgröße größer als jene der ersten Schlitzblende (13) ist.

12. Lichttaster nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Schlitzblende (14) eine Bikonvexlinse (16) nachgeordnet ist.

13. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Empfänger (6) eine Lochblende (15) vorgeordnet ist.