DE29709961U1 - Optoelectronic sensor - Google Patents
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Description
Leuze electronic GmbH + Co.
73277 Owen/TeckLeuze electronic GmbH + Co.
73277 Owen/Teck
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
Derartige Vorrichtungen werden insbesondere bei optoelektronischen Sensoren, wie zum Beispiel Datenlichtschranken, verwendet, die Lichtsignale über große Distanzen austauschen. Datenlichtschranken und vergleichbare Sensoren emittieren Lichtstrahlen in einem engen Winkelbereich. Die Empfangselemente dieser Sensoren weisen eine ähnliche Richtcharakteristik auf. Üblicherweise können diese Empfangselemente Lichtsignale empfangen, die in einem dem Richtungsvektor des Empfangselements entsprechenden Winkel auf den Sensor auftreffen. Daher müssen diese Sensoren prinzipiell bei der Inbetriebnahme ausgerichtet werden. Die Sensoren emittieren Lichtsignale üblicherweise im unsichtbaren Infrarotbereich, so daß eine manuelle Ausrichtung der Sensoren ohne weitere Hilfsmittel nicht möglich ist.Such devices are used in particular for optoelectronic sensors, such as data light barriers, which exchange light signals over long distances. Data light barriers and comparable sensors emit light rays in a narrow angular range. The receiving elements of these sensors have a similar directional characteristic. Usually, these receiving elements can receive light signals that hit the sensor at an angle corresponding to the direction vector of the receiving element. Therefore, these sensors must in principle be aligned when they are put into operation. The sensors usually emit light signals in the invisible infrared range, so that manual alignment of the sensors is not possible without additional tools.
Bei bekannten Sensoren ist wenigstens an einem der Sensoren wenigstens ein Retro-reflektor so angeordnet, daß dieser während des Ausrichtens vor oder neben dem Empfangselement des Sensors angeordnet ist. Die vom anderen Sensor emittierten Lichtsignale treffen auf diesen Retroreflektor und werden von dort in der gleichen Richtung auf das Empfangselement dieses Sensors zurückreflektiert. Die dort auftreffende Lichtmenge wird in einer Auswerteeinheit als Maß für die Güte der Ausrichtung der Sensoren ausgewertet. Je größer die auf den Empfänger aufftrefende Lichtmenge ist, desto besser ist die Ausrichtung der Sensoren. Die optimale Aussrichtung ist erreicht, wenn die auftreffende Lichtmenge maximal ist.In known sensors, at least one retro-reflector is arranged on at least one of the sensors in such a way that it is positioned in front of or next to the sensor's receiving element during alignment. The light signals emitted by the other sensor hit this retro-reflector and are reflected back in the same direction to the receiving element of this sensor. The amount of light hitting this is evaluated in an evaluation unit as a measure of the quality of the alignment of the sensors. The greater the amount of light hitting the receiver, the better the alignment of the sensors. The optimal alignment is achieved when the amount of light hitting it is at a maximum.
Der Retroreflektor bzw. die Retroreflektoren sind an dem betreffenden Sensor beweglich angebracht, so daß sämtliche Retroreflektoren nach erfolgter Ausrichtung aus dem Strahlengang des gegenüberliegenden Sensors entfernt werden können und somit diesen nicht mehr beeinflussen.The retroreflector or retroreflectors are movably attached to the relevant sensor so that all retroreflectors can be removed from the beam path of the opposite sensor after alignment and thus no longer influence it.
Da sämtliche Retroreflektoren am Sensor beweglich angebracht sind, können diese schnell und ohne großen Justieraufwand montiert werden.Since all retroreflectors are movably attached to the sensor, they can be installed quickly and without much adjustment effort.
Das Ziel der Erfindung ist die Kombination der optischen Freiraum-Datenübertragung mit einer optischen Entfernungsmessung innerhalb eines Gehäuses für die Anwendung in Hochregallagern. Dabei ermöglicht die Datenübertragung eine Anbindung an die gängigen Feldbussysteme Interbus und Profibus, mit Hilfe derer die Gesamtanlage gesteuert wird. Die Entfernungsmessung wird zur Positionierung des Regalbediengeräts verwendet. Dabei bestimmt der Sensor den Abstand zu einem Retroreflektor, der den Lichtstrahl zum Entfernungsmeßgerät zurückwirft. Die Entfernungsgmeßdaten müssen auf dem Regalbediengerät verfügbar sein, weshalb das Entfernungmeßgerät zweckmäßigerweise auf der Fahrzeugseite installiert wird, während der Retroreflektor an der gegenüberliegenden Wand montiert wird.The aim of the invention is to combine optical free-space data transmission with optical distance measurement within a housing for use in high-bay warehouses. The data transmission enables a connection to the common field bus systems Interbus and Profibus, which are used to control the entire system. The distance measurement is used to position the storage and retrieval machine. The sensor determines the distance to a retroreflector, which reflects the light beam back to the distance measuring device. The distance measurement data must be available on the storage and retrieval machine, which is why the distance measuring device is expediently installed on the side of the vehicle, while the retroreflector is mounted on the opposite wall.
Dabei darf es zu keiner gegenseitigen Beeinflussung zwischen der Datenübertragung und der Entfernungsmessung kommen. Da die Enfernungsmessung mit sehr hoher Spitzenleistung arbeitet, ist eine sehr gute Kanaltrennung erforderlich, die sowohl optisches als auch elektrisches Übersprechen verhindert.There must be no mutual influence between the data transmission and the distance measurement. Since the distance measurement works with very high peak power, very good channel separation is required, which prevents both optical and electrical crosstalk.
Damit die Datenübertragung und die Entfernungsmessung über den gesamten Meßbereich von 0,5 bis 200 m funktioniert, müssen folgende räumliche Gegebenheiten erfüllt sein:In order for data transmission and distance measurement to work over the entire measuring range of 0.5 to 200 m, the following spatial conditions must be met:
Für die Datenübertragung muß der Sender des einen Sensors dem Empfänger des anderen Sensors direkt gegenüberstehen.For data transmission, the transmitter of one sensor must be directly opposite the receiver of the other sensor.
Der Sender und der Empfänger des Entfernungsmeßgeräts müssen möglichst dicht beieinanderliegen und müssen dem Retroreflektor direkt gegenüberstehen.The transmitter and receiver of the distance measuring device must be as close to each other as possible and must be directly opposite the retroreflector.
Um diese Punkte erfüllen zu können, wird die in Abbildung 1 gezeigte Anordnung vorgeschlagen, die an die mechanischen und optischen Gegebenheiten des Sensors angelehnt ist. Dabei muß zwischen den beiden Sensoren ein Höhenver-In order to meet these requirements, the arrangement shown in Figure 1 is suggested, which is based on the mechanical and optical characteristics of the sensor. There must be a height difference between the two sensors.
satz von ca. 10 cm bestehen, da die Entfernungsmessung auch im Nahbereich auf den Retroreflektor treffen muß. Falls der Sensor im Nahbereich auf den zweiten Sensor trifft, würde dies eine Verfälschung des Meßwerts zur Folge haben. Für die Ausrichtung müßte eine entsprechende Markierung am Sensor angebracht werden, damit die Wasserwaage dort angesetzt werden kann. Alternativ wäre es denkbar einen entsprechenden Abstandshalter vorzusehen.There must be a gap of around 10 cm, as the distance measurement must also hit the retroreflector at close range. If the sensor hits the second sensor at close range, this would result in a falsification of the measured value. For alignment, a corresponding mark would have to be made on the sensor so that the spirit level can be placed there. Alternatively, it would be conceivable to provide a corresponding spacer.
Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen
10The invention is explained below with reference to the drawings.
10
Fig. 1 a) Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels zweierFig. 1 a) Side view of a first embodiment of two
zueinander ausgerichteter optoelektronischer Sensorenmutually aligned optoelectronic sensors
b) Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. la währendb) Top view of the arrangement according to Fig. la during
des Ausrichtvorgangsof the alignment process
Fig. 2 Halterung für einen optoelektronischen SensorFig. 2 Mounting for an optoelectronic sensor
Fig. 3 a) Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel zweierFig. 3 a) Top view of a second embodiment of two
zueinander ausgerichteter optoelektronischer Sensorenmutually aligned optoelectronic sensors
b) Anordnung gemäß Fig. 2a während des Ausrichtvorgangsb) Arrangement according to Fig. 2a during the alignment process
Fig. 4 Schematische Darstellung des erfindungsgemäßen SensorsFig. 4 Schematic representation of the sensor according to the invention
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel zweier optoelektronischer Sensoren 1, die über eine Distanz Lichtsignale austauschen. Die Sensoren 1 sind als Datenlichtschranken ausgebildet und weisen jeweils ein Sendeelement 2 und ein Empfangselement 3 auf, die in einem Gehäuse 4 integriert sind. Das Sendeelement 2 besteht aus einer Lichtquelle, vorzugsweise einer Infrarot-Leuchtdiode oder einer Laserdiode, mit nachgeschalteter Sendeoptik zur Fokussierung des von der Lichtquelle emittierten, die Lichtsignale übermittelnden emittierendenFig. 1 shows a first embodiment of two optoelectronic sensors 1, which exchange light signals over a distance. The sensors 1 are designed as data light barriers and each have a transmitting element 2 and a receiving element 3, which are integrated in a housing 4. The transmitting element 2 consists of a light source, preferably an infrared light-emitting diode or a laser diode, with downstream transmitting optics for focusing the emitting light emitted by the light source, which transmits the light signals.
4
Sendelichtstrahls 5.4
Transmitted light beam 5.
Das Empfangselement 3 besteht aus einem Empfänger, vorzugsweise einer
Photodiode, und einer vorgeschalteten Empfangsoptik.
5The receiving element 3 consists of a receiver, preferably a photodiode, and an upstream receiving optics.
5
Die Datenlichtschranken sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel identisch aufgebaut. Sobald die Datenlichtschranken wie in Fig. la ausgerichtet sind, d.h. die Datenlichtschranken gegenüberliegend angeordnet sind, so daß das vom Sendeelement 2 emittierte Sendelicht der einen Datenlichtschranke auf das Empfangselement 3 der anderen Datenlichtschranke trifft, werden zwischen den Datenlichtschranken Lichtsignale, die in Form von Bitfolgen den Sendelichtstrahlen 5 aufgeprägt sind, bidirektional ausgetauscht.The data light barriers are identically constructed in the present embodiment. As soon as the data light barriers are aligned as in Fig. la, i.e. the data light barriers are arranged opposite one another so that the transmitted light emitted by the transmitting element 2 of one data light barrier hits the receiving element 3 of the other data light barrier, light signals that are impressed on the transmitted light beams 5 in the form of bit sequences are exchanged bidirectionally between the data light barriers.
Üblicherweise erfolgt die Datenübertragung zwischen den Sensoren 1 als Freiraumdatenübertragung. In bestimmten Applikationen kann die Datenübertragung auch durch andere Medien erfolgen.Typically, data transmission between sensors 1 occurs as free-space data transmission. In certain applications, data transmission can also occur through other media.
Die Abstrahlung des Sendelichts durch das Sendeelement 2 erfolgt innerhalb eines Öffnungswinkels &agr;, der typischerweise in der Größenordnung von 2-4° liegt. Aufgrunddessen müssen die Sensoren 1 bei Inbetriebnahme möglichst genau ausgerichtet werden, damit auf den Empfangselementen 3 eine hinreichende große Lichtmenge, die für eine fehlerfreie Datenübertragung notwendig ist, auftrifft.The transmission light is emitted by the transmitting element 2 within an opening angle α, which is typically in the order of 2-4°. For this reason, the sensors 1 must be aligned as precisely as possible during commissioning so that a sufficiently large amount of light, which is necessary for error-free data transmission, hits the receiving elements 3.
Wie in Fig. la, b dargestellt ist an jedem Sensor 1 eine Vorrichtung zu deren Ausrichtung angebracht.As shown in Fig. la, b, a device for aligning each sensor 1 is attached.
Diese Vorrichtung weist zwei Retroreflektoren 6 auf, die an jeweils einer Seitenwand des Gehäuses 4 an einem Gelenk 7 schwenkbar angeordnet sind. Die Retroreflektoren 6 sind vorzugsweise als rechteckige Spiegelelemente ausgebildet und bestehen aus Kunststoff-Trippelreflektoren. Prinzipiell können die Retroreflektoren 6 auch auf den Sensor 1 aufgesteckt werden. Nachteilig hierbeiThis device has two retroreflectors 6, which are each pivotably arranged on a side wall of the housing 4 on a joint 7. The retroreflectors 6 are preferably designed as rectangular mirror elements and consist of plastic triple reflectors. In principle, the retroreflectors 6 can also be plugged onto the sensor 1. The disadvantage here is
ist jedoch, daß die Retroreflektoren 6 als separate Teile aufbewahrt werden müssen. Dies erhöht den Aufwand bei der Lagerhaltung. Zudem besteht die Gefahr, daß die Retroreflektoren 6 verloren gehen.is, however, that the retroreflectors 6 must be stored as separate parts. This increases the storage costs. There is also a risk that the retroreflectors 6 will be lost.
Sind die Sensoren 1 zueinander ausgerichtet, so werden die Reflektoren 6 nicht benötigt und liegen an den Seitenwänden des Gehäuses 4 des Sensors 1 an (Fig. la).If the sensors 1 are aligned with each other, the reflectors 6 are not required and rest against the side walls of the housing 4 of the sensor 1 (Fig. la).
Zum Ausrichten der Sensoren 1 werden an einem Sensor 1 die Retroreflektoren 6 geschwenkt, so daß sie im rechten Winkel von der Seitenwand des Gehäuses 4 abstehen. In dieser Position zeigen die Flächenormalen der Retroreflektoren 6 in die Richtung des Richtungsverkehrs R des Empfangselements 3.To align the sensors 1, the retroreflectors 6 on a sensor 1 are pivoted so that they protrude at a right angle from the side wall of the housing 4. In this position, the surface normals of the retroreflectors 6 point in the direction of the directional traffic R of the receiving element 3.
Die von den Retroreflektoren 6 begrenzte Fläche F ist kleiner als die Fläche f des Lichtflecks des Sendelichtstrahls 5 des gegenüberliegenden Sensors 1 am Ort der Retroreflektoren 6. Die Fläche f des Lichtflecks kann nicht exakt definiert werden, da die Intensitätsverteilung des Lichtflecks vom Zentrum zu den Randbereichen kontinuierlich abnimmt, beispielsweise in Form einer Gaußverteilung. Üblicherweise wird der Rand des Lichtflecks entlang der Linie definiert, auf der die Lichtintensität auf 1/e der Maximalintensität abgeklungen ist. (e = Euler sehe Zahl).The area F delimited by the retroreflectors 6 is smaller than the area f of the light spot of the transmitted light beam 5 of the opposite sensor 1 at the location of the retroreflectors 6. The area f of the light spot cannot be defined exactly since the intensity distribution of the light spot decreases continuously from the center to the edge areas, for example in the form of a Gaussian distribution. The edge of the light spot is usually defined along the line on which the light intensity has decayed to 1/e of the maximum intensity. (e = Euler number).
Zum Ausrichten der Sensoren 1 wird die vom ersten Sensor 1 emittierte und über die Retroreflektoren 6 des anderen Sensors 1 zum Empfangselement 3 des ersten Sensors 1 rückreflektierte Lichtmenge gemessen und in einer nicht dargestellten Auswerteeinheit ausgewertet.To align the sensors 1, the amount of light emitted by the first sensor 1 and reflected back to the receiving element 3 of the first sensor 1 via the retroreflectors 6 of the other sensor 1 is measured and evaluated in an evaluation unit (not shown).
Die Sensoren 1 werden zuerst in einer Grobeinstellung so ausgerichtet, daß der Lichtkegel des ersten Sensors 1 auf die Retroreflektoren 6 des zweiten Sensors auftrifft, so daß am Empfangselement 3 des ersten Sensors 1 ein Empfangssignal registriert wird. Um keine Signalverfälschungen zu erhalten bleibt der zweite Sensor 1 während der Ausrichtphase abgeschaltet.The sensors 1 are first roughly aligned so that the light cone of the first sensor 1 hits the retroreflectors 6 of the second sensor, so that a reception signal is registered on the reception element 3 of the first sensor 1. In order to avoid signal distortion, the second sensor 1 remains switched off during the alignment phase.
Danach wird der erste Sensor 1, in dem das Empfangssignal ausgewertet wird, senkrecht zur Strahlachse des Sendelichtstrahls 5, d. h. zum Richtungsverkehr R des Sendeelements 2, so lange verschwenkt, bis das Empfangssignal seinen Maximalwert annimmt. In dieser Position trifft der Sendelichtstrahl 5 des ersten Sensors 1 auf das Zentrum des zweiten Sensors 1 und überdeckt die beiden Retroreflektoren 6 vollständig.The first sensor 1, in which the received signal is evaluated, is then pivoted perpendicular to the beam axis of the transmitted light beam 5, i.e. to the directional traffic R of the transmitting element 2, until the received signal reaches its maximum value. In this position, the transmitted light beam 5 of the first sensor 1 hits the center of the second sensor 1 and completely covers the two retroreflectors 6.
Zweckmäßigerweise kann die auf das Empfangselement 3 des ersten Sensors 1 auftreffende Lichtmenge über eine nicht dargestellte Anzeigevorrichtung am Sensor 1 angezeigt werden. Die Anzeigevorrichtung kann als Ziffernanzeige, Zeigeranzeige oder Leuchtdiodenbalkenanzeige ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die Ausrichtung der Sensoren 1 auf einfache Weise von dem Bedienpersonal kontrolliert werden.The amount of light striking the receiving element 3 of the first sensor 1 can expediently be displayed on the sensor 1 via a display device (not shown). The display device can be designed as a numeric display, pointer display or LED bar display. In this way, the alignment of the sensors 1 can be easily checked by the operating personnel.
Zum Ausrichten des Sensors 1 ist dieser zweckmäßigerweise an einer Halterung 8 gemäß Fig. 2 befestigt. Der Übersichtlichkeit halber ist die Halterung in Fig. 1 nicht dargestellt.To align the sensor 1, it is expediently attached to a bracket 8 as shown in Fig. 2. For the sake of clarity, the bracket is not shown in Fig. 1.
Die Halterung 8 besteht im wesentlichen aus drei Platten 9, 11, 12. Eine Montageplatte 9 dient zur Befestigung der Halterung 8 auf einem Untergrund, beispielsweise einer Wand. Auf der Mitte der Montageplatte 9 sitzt eine Blechhalbkugel 10 auf, auf die eine Gegenplatte 11 mit darauf aufsitzender Befestigungsplatte 12 mit einer Schraube 13 befestigt ist. Die Befestigungsplatte 12 ist mit drei Befestigungsmitteln 14, 15, 16 an der Gegenplatte 11 befestigt. Eines der Befestigungsmittel 14 stellt eine starre Verbindung dar, mittels derer ein konstanter Abstand zwischen der Gegenplatte 11 und der Befestigungsplatte 12 eingehalten wird. Diese Verbindung kann beispielsweise von einem Metallstift gebildet sein. Die anderen Befestigungsmittel 15, 16 sind verstellbar und beispielsweise von Schrauben gebildet sein. Auf der Befestigungsplatte 12 ist der Sensor 1 befestigt. Der Sensor 1 kann mittels der Halterung 8 in der Ebene senkrecht zum Richtungsvektor R des Sendeelements 2 verschwenkt werden. Zur Grobverstellung des Sensors 1 wird die Montageplatte 11 auf der Blechhalbkugel 10The holder 8 essentially consists of three plates 9, 11, 12. A mounting plate 9 is used to attach the holder 8 to a surface, for example a wall. A sheet metal hemisphere 10 sits on the middle of the mounting plate 9, to which a counter plate 11 with a fastening plate 12 sitting on it is fastened with a screw 13. The fastening plate 12 is fastened to the counter plate 11 with three fastening means 14, 15, 16. One of the fastening means 14 represents a rigid connection by means of which a constant distance is maintained between the counter plate 11 and the fastening plate 12. This connection can be formed, for example, by a metal pin. The other fastening means 15, 16 are adjustable and can be formed, for example, by screws. The sensor 1 is fastened to the fastening plate 12. The sensor 1 can be pivoted by means of the holder 8 in the plane perpendicular to the direction vector R of the transmitting element 2. For coarse adjustment of the sensor 1, the mounting plate 11 is placed on the sheet metal hemisphere 10
• ··
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verstellt und in der Endposition mit der Schraube 13, die in die Blechhalbkugel 10 greift, fixiert.adjusted and fixed in the final position with the screw 13, which engages in the sheet metal hemisphere 10.
Zur Feinverstellung der Lage des Sensors 1 werden die beiden Befestigungsmittel 15, 16 an der Befestigungsplatte 12 verstellt.To finely adjust the position of the sensor 1, the two fastening elements 15, 16 on the fastening plate 12 are adjusted.
Während der Verstellung der Lage des Sensors 1 wird vom Bedienpersonal fortlaufend die an der Anzeigevorrichtung angezeigte Lichtmenge, die auf das Empfangselement 3 auftrifft, beobachtet und so die Ausrichtung des Sensors 1 kontrolliert. While adjusting the position of the sensor 1, the operating personnel continuously observes the amount of light displayed on the display device that hits the receiving element 3 and thus controls the alignment of the sensor 1.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Ausrichtung des Sensors 1 automatisch über eine nicht dargestellte Abgleichvorrichtung erfolgen. Der Sensor 1 ist auf einer automatischen, beispielsweise mittels eines Schrittmotors verstellbaren Verstelleinheit gelagert, die mit der Auswerteeinheit des Sensors 1 verbunden ist. Die Auswerteeinheit steuert die Verstelleinheit an, so daß diese in einem vorgegebenen Bereich die Position des Sensors kontinuierlich verstellt. Die am Empfangselement 3 registrierte Lichtmenge wird in Abhängigkeit der Position der Verstelleinheit in der Auswerteeinheit gespeichert.In a further embodiment of the invention, the alignment of the sensor 1 can be carried out automatically using an adjustment device (not shown). The sensor 1 is mounted on an automatic adjustment unit, which can be adjusted using a stepper motor, for example, and which is connected to the evaluation unit of the sensor 1. The evaluation unit controls the adjustment unit so that it continuously adjusts the position of the sensor within a predetermined range. The amount of light registered on the receiving element 3 is stored in the evaluation unit depending on the position of the adjustment unit.
Anschließend wird in der Auswerteeinheit die Position der Verstelleinheit ermittelt, für die die maximale Empfangsleistung registriert wurde. Anschließend wird die Verstelleinheit durch die Auswerteeinheit aktiviert und in diese Position verfahren. Bei einer derartigen Vorrichtung braucht keine Anzeigevorrichtung am Sensor 1 vorgesehen sein, da die Ausrichtung ohne Eingriff des Bedienspersonals erfolgt.The position of the adjustment unit for which the maximum reception power was registered is then determined in the evaluation unit. The adjustment unit is then activated by the evaluation unit and moved to this position. With such a device, no display device needs to be provided on sensor 1, since the alignment takes place without intervention by the operating personnel.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel zweier Sensoren 1 mit einer Vorrichtung zu deren Ausrichtung dargestellt. Die Sensoren 1 sind wiederum von identisch ausgebildeten Datenlichtschranken gebildet, wobei in diesem Fall nur am zweiten Sensor 1 ein Retroreflektor 6 zur Ausrichtung der Sensoren 1 vorgesehen ist. Der erste Sensor 1 ist wiederum an einer verschwenkbaren Halterung 8 befestigt und weist eine Auswerteeinheit zur Auswertung der von demIn Fig. 3, another embodiment of two sensors 1 with a device for aligning them is shown. The sensors 1 are again formed by identically designed data light barriers, whereby in this case only a retroreflector 6 is provided on the second sensor 1 for aligning the sensors 1. The first sensor 1 is in turn attached to a pivotable holder 8 and has an evaluation unit for evaluating the
Retroreflektor 6 auf das Empfangselement 3 reflektierten Sendelichtstrahlen 5 auf.Retroreflector 6 reflects transmitted light beams 5 onto receiving element 3.
Der Retroreflektor 6 ist an einer von einer Seitenwand des Gehäuses 4 des zweiten Sensors 1 hervorstehenden Haltung 17 an einem Gelenk 18 schwenkbar gelagert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Halterung in Fig. 3 ebenso wie in Fig. 1 nicht dargestellt.The retroreflector 6 is pivotably mounted on a joint 18 on a holder 17 protruding from a side wall of the housing 4 of the second sensor 1. For reasons of clarity, the holder is not shown in Fig. 3 or in Fig. 1.
Sind die Sensoren 1 zueinander ausgerichtet, so wird der Retroreflektor 6 nicht benötigt. Demzufolge liegt der Retroreflektor 6 an der Halterung 17 so an, daß er nicht in den Strahlengang des Sendelichtstrahls 5 des ersten Sensors 1 ragt (Fig. 3a).If the sensors 1 are aligned with each other, the retroreflector 6 is not required. Consequently, the retroreflector 6 rests on the holder 17 in such a way that it does not protrude into the beam path of the transmitted light beam 5 of the first sensor 1 (Fig. 3a).
Zum Ausrichten der Sensoren 1 wird der Retroreflektor 6 vor das Sende- 2 und Empfangselement 3 des Sensors 1 geschwenkt. Zweckmäßigerweise ist die Fläche F des Retroreflektors 6 so gewählt, daß er die gesamte Frontseite des Sensors 1 verdeckt.To align the sensors 1, the retroreflector 6 is swiveled in front of the transmitting 2 and receiving element 3 of the sensor 1. The surface F of the retroreflector 6 is expediently selected so that it covers the entire front side of the sensor 1.
Andererseits entspricht die Fläche F des Retroreflektors 6 im wesentlichen der Fläche f des Lichtflecks des Sendelichtstrahls 5 des ersten Sensors 1 am Ort des Retroreflektors 6.On the other hand, the area F of the retroreflector 6 corresponds essentially to the area f of the light spot of the transmitted light beam 5 of the first sensor 1 at the location of the retroreflector 6.
Die Ausrichtung des Sensors 1 erfolgt auf dieselbe Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.The alignment of the sensor 1 is carried out in the same way as in the embodiment according to Fig. 1.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 muß die Fläche f des Lichtflecks am Ort des Retroreflektors 6 größer oder gleich der von den Retroreflektoren 6 begrenzten Fläche F sein, da ansonsten die Gefahr besteht, daß der Sendelichtstrahl 5 des ersten Sensors 1 auf einen der Retroreflektoren 6 ausgerichtet wird und nicht auf den Sensor 1 selbst. Diese Einschränkung entfällt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, da dort ein einzelner Retroreflektor 6 unmittelbar vor dem Sensor 1 angeordnet ist. Dennoch ist es zweckmäßig, daß die Retroreflektorfläche von derselben Größenordnung wie die Größe des LichtflecksIn the embodiment according to Fig. 1, the area f of the light spot at the location of the retroreflector 6 must be greater than or equal to the area F delimited by the retroreflectors 6, since otherwise there is a risk that the transmitted light beam 5 of the first sensor 1 is directed at one of the retroreflectors 6 and not at the sensor 1 itself. This restriction does not apply in the embodiment according to Fig. 3, since there a single retroreflector 6 is arranged directly in front of the sensor 1. Nevertheless, it is expedient for the retroreflector area to be of the same order of magnitude as the size of the light spot.
am Ort des Retroreflektors 6 ist, da auf diese Weise gewährleistet ist, daß das Maximum der Empfangsleistung im ersten Sensor 1 gerade dann erhalten wird, wenn der erste Sensor 1 dem zweiten Sensor 1 exakt gegenübersteht. Wäre der Lichtfleck erheblich kleiner als die Retroreflektorfläche, so ergäbe sich ein größerer Bereich der Position des ersten Sensors 1, für den eine maximale Empfangsleistung erhalten wird. Prinzipiell kann jedoch die Größe des Lichtflecks kleiner, größer oder gleich der Fläche F des Retroreflektors sein, da für sämtliche Ausbildungen eine hinreichend genaue Ausrichtung möglich ist.at the location of the retroreflector 6, since this ensures that the maximum reception power in the first sensor 1 is obtained precisely when the first sensor 1 is exactly opposite the second sensor 1. If the light spot were considerably smaller than the retroreflector surface, this would result in a larger area of the position of the first sensor 1 for which a maximum reception power is obtained. In principle, however, the size of the light spot can be smaller, larger or equal to the area F of the retroreflector, since a sufficiently precise alignment is possible for all designs.
In Figur 4 ist der erfindungsgemäße Sensor 1 dargestellt. Der Sensor 1 weist zwei gegenüberliegende Gehäuse (n, n+1) 19, 20 auf.Figure 4 shows the sensor 1 according to the invention. The sensor 1 has two opposite housings (n, n+1) 19, 20.
In den Gehäusen (n, n+1) 19, 20 sind Sendeelemente Sl - S4 und Empfangselemente El - E4 untergebracht. Dabei wirken jeweils ein durch einen Sendelichtstrahlen verkörpernden Pfeil verbundenes Sende- und Empfangselement als Datenlichtschranke zusammen.The housings (n, n+1) 19, 20 contain transmitting elements Sl - S4 and receiving elements El - E4. In each case, a transmitting and receiving element connected by an arrow representing a transmitted light beam act together as a data light barrier.
Alternativ können auch weniger als die dargestellten Sende- und Empfangselemente vorgesehen sein. Wenigstens ist jedoch ein Paar eines Sende- und Empfangselements vorgesehen.Alternatively, fewer transmitting and receiving elements than those shown can be provided. However, at least one pair of transmitting and receiving elements is provided.
Zusätzlich ist in einem Gehäuse ein Distanzsensor bestehend aus einem Sender S 5 und einem Empfänger E5 vorgesehen. Die von dem Sender emittierten Sendelichtstrahlen treffen auf einen Reflektor am gegenüberliegenden Gehäuse und werden von dort auf den Empfänger E5 zurückreflektiert. Die Distanzmessung erfolgt zweckmäßigerweise nach dem Prinzip der Pulslaufzeit-Methode oder dem Prinzip der Phasenmessung.In addition, a distance sensor consisting of a transmitter S 5 and a receiver E5 is provided in a housing. The transmitted light beams emitted by the transmitter hit a reflector on the opposite housing and are reflected from there back to the receiver E5. The distance measurement is conveniently carried out according to the principle of the pulse transit time method or the principle of phase measurement.
Die Wellenlänge der zur Distanzmessung verwendeten Sendelichtstrahlen liegt vorzugsweise im Bereich von 1300 - 1550 nm. Die Datenübertragung der Datenlichtschranken erfolgt bei einer Sendelicht-Wellenlänge im Bereich 800 900 nm.The wavelength of the transmitted light beams used for distance measurement is preferably in the range of 1300 - 1550 nm. The data transmission of the data light barriers takes place at a transmitted light wavelength in the range 800 - 900 nm.
Dadurch wird, ggf. auch durch eine geeignete Wahl wellenlängenselektiver Empfangselemente, eine gegenseitige Beeinflussung weitgehend ausgeschlossen.This largely eliminates mutual interference, if necessary also through a suitable choice of wavelength-selective receiving elements.
Claims (1)
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| DE29709961U DE29709961U1 (en) | 1997-06-07 | 1997-06-07 | Optoelectronic sensor |
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| DE29709961U DE29709961U1 (en) | 1997-06-07 | 1997-06-07 | Optoelectronic sensor |
Publications (1)
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| DE29709961U1 true DE29709961U1 (en) | 1998-07-02 |
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ID=8041323
Family Applications (1)
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| DE29709961U Expired - Lifetime DE29709961U1 (en) | 1997-06-07 | 1997-06-07 | Optoelectronic sensor |
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1997
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