DE4141468C2 - Optische Sensoranordnung und Verfahren zu deren Betrieb - Google Patents
Optische Sensoranordnung und Verfahren zu deren BetriebInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer opti
schen Sensoranordnung zur Feststellung von in einem Überwa
chungsbereich vorhandenen Gegenständen mit
- - einem Lichtsender, der nacheinander mit einer Lichtsignalfolgefrequenz aufeinanderfolgende Lichtsignale entlang eines Pfades in den Überwachungsbereich aussendet, die jeweils aus einer Anzahl von mit einer bestimmten Impulsfolgefrequenz aufeinanderfolgenden Impulsen bestehen, und
- - einem Lichtempfänger, welcher an eine Empfangssignalverarbeitungsstufe angeschlossen ist, in der die empfangenen Lichtsignale eine für Spektralanteile der Impulsfolgen durchlässige Filteranordnung durchlaufen, und die in Abhängigkeit vom Vorhandensein eines Gegenstandes im Überwachungsbereich ein Gegenstands-Feststellungssignal abgibt, sowie eine entsprechende optische Sensoranordnung.
Optische Sensoranordnungen können als Lichtschranken im wei
testen Sinne ausgebildet sein, d. h., daß unter diesem Be
griff Reflexlichtschranken, Lichttaster, Abstandstaster,
Sichtweitenmeßgeräte etc. fallen.
Optische Sensoranordnungen, insbesondere Lichtschranken zur
Erkennung von Gegenständen arbeiten im allgemeinen nach
einem Prinzip, bei dem periodisch für eine kurze Zeitdauer
ein Lichtsignal in Form eines Einzelimpulses ausgesandt und
das vom Gegenstand reflektierte Licht vom Lichtempfänger emp
fangen und in einer Empfangssignalverarbeitungsstufe ausge
wertet wird. Nach jedem Sendesignal folgt eine vergleichswei
se lange Pause, die etwa dem 10- bis 100fachen Wert der Sen
designallänge entsprechen kann.
Problematisch bei den beschriebenen optischen Sensoranordnun
gen ist es jedoch, daß zeitlich veränderliche Störsignale,
insbesondere auch periodische Störsignale, eine Verfälschung
des Auswerteergebnisses nach sich ziehen können, wenn sie ge
rade während der Aussendung des Lichtsignals auftreten und
auf optischem oder elektromagnetischem Weg in die Empfangs
signalverarbeitungsstufe gelangen. Bei den Störsignalen kann
es sich sowohl um optische Störsignale als auch um elektroma
gnetische Störungen handeln, die im Anschluß an die optoelek
tronische Umwandlung im Lichtempfänger in den elektronischen
Teil der Sensoranordnung eingekoppelt werden.
Aus diesem Grunde hat man schon versucht, durch dem Licht
empfänger folgende Filter, die nicht jedes Empfangssignal
als ein Gegenstands-Feststellungssignal weitergeben, den Ein
fluß von Störsignalen einzudämmen. Diese Maßnahmen haben je
doch den Nachteil, daß nur ein über einen bestimmten Zeit
raum gemittelter Lichtempfangswert ausgewertet wird. Die
effektive Frequenz, mit der Gegenstands-Feststellungssignale
abgegeben werden können, wird dadurch in unerwünschter Weise
verringert.
Weiterhin wurde versucht, durch Ermittlung des Störsignal
verlaufs vor und/oder nach Aussendung eines Lichtsignals den
Störsignalverlauf während der Lichtsignalaussendung nachzu
bilden, und aufgrund dieser Information das Störsignal aus
dem empfangenen Lichtsignal zu eliminieren. Bei einem derar
tigen Verfahren kann es vorkommen, daß das Störsignal keine
ausreichende Regelmäßigkeit aufweist, so daß eine Nachbil
dung weitgehend unmöglich ist, wodurch eine fehlerfreie Ar
beitsweise des Verfahrens nicht mehr gewährleistet ist.
Die Arbeitsweise der bekannten Verfahren kann insbesondere
dadurch beeinträchtigt werden, daß Störsignale mit einer ge
wissen Regelmäßigkeit auftreten, wodurch beispielsweise bei
einem wiederholten Zusammentreffen von impulsförmigem Sende
signal und Störsignal massive Störungen entstehen können.
Insbesondere auch höherfrequente Störsignale können die Funk
tionsweise der bekannten Verfahren stark beeinträchtigen.
Aus der europäischen Patentanmeldung 03 45 361 ist eine Infrarot-
Lichtschranke bekannnt, wobei mehrere dieser Lichtschranken
parallel zu einer Überwachung eines bestimmten Bereichs
betrieben werden können, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.
Dies wird dadurch erreicht, daß jede der verwendeten
Lichtschranken mit einer unterschiedlichen Impulsfolgefrequenz
arbeitet. Diese unterschiedlichen Impulsfolgefrequenzen
werden vor Inbetriebnahme der Lichtschranken manuell
durch Dip-Schalter eingestellt. Auf diese Weise soll gewährleistet
werden, daß sich die gemeinsam betriebenen Lichtschranken
nicht gegenseitig beeinflussen.
Aus der deutschen Patentschrift DE 31 25 728 ist ein photoelektrischer
Schalter bekannt, der eine von einem Impulsoszillator
angesteuerte Lichtquelle zur Abgabe von Lichtimpulsen
sowie einen photoelektrischen Wandler für den Empfang
von der Lichtquelle abgegebenen Lichtimpulsen aufweist.
Dieser photoelektrische Schalter ist dazu geeignet, die Auswirkungen
von Störsignalen zu vermindern, die in Form periodischer
Impulsfolgen auftreten und deren Amplitude zumindest
so groß ist, wie die Amplitude der Sende-Lichtimpulse. Dazu
wird jedesmal, wenn ein Fremdlichtimpuls empfangen wird, der
nächste auszusendende Einzelimpuls um die Impulsbreite des
Störimpulses verzögert, so daß die periodische Störimpulsfolge
mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit zumindest über
einen kurzen Zeitraum mit den Sendeimpulsen außer Takt gerät,
so daß die Störlichtimpulse zwischen den Sende-Lichtimpulsen
auftreten und somit keine Verfälschung des Empfangssignals
bewirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs genannten Gattung zu schaffen, das bei regelmäßig
auftretenden Störsignalen eine optimale Störungseliminierung
gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Impulsfolgefrequenz der Lichtsignale während des Betriebes
der Sensoranordnung verändert wird.
Eine optische Sensoranordnung, die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren arbeitet, ist Gegenstand des
Anspruchs 10.
Erfindungsgemäß bleibt der zeitliche Abstand von innerhalb
eines Lichtsignals aufeinanderfolgenden Einzelimpulsen nicht
konstant, wodurch sichergestellt wird, daß periodische Störsignale
die Arbeitsweise der optischen Sensoranordnung nicht
beeinträchtigen können, da mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit
ausgeschlossen werden kann, daß ein Störsignal seine Impulsfrequenz
in derselben Weise ändert, wie die Impulsfolgefrequenz
der ausgesendeten Lichtsignale.
Die empfangene Impulsfolge durchläuft erfindungsgemäß eine
Filteranordnung, die für Spektralanteile der Impulsfolgefrequenz
durchlässig ist, wodurch Störsignalanteile außerhalb
der Impulsfolgefrequenz eliminiert werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
demzufolge darin zu sehen, daß die Sende- und Empfangssignale
eine deutlich geringere Bandbreite aufweisen als beispielsweise
Einzelimpulse, wodurch die Empfangssignale nach
vorheriger schmalbandiger Filterung zum einen leichter zu
verarbeiten sind und zum anderen ein größerer Störsignalanteil
durch die Filteranordnung eliminiert werden kann, da
sämtliche außerhalb der geringen Bandbreite der Sende-/
Empfangssignale liegenden Störsignale durch die Filteranordnung
ausgefiltert werden und somit nicht zur Weiterverarbeitung
gelangen.
Eine mögliche Störung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen
Verfahrens durch Störsignale, die genau im Bereich der Impulsfolgefrequenz
liegen, kann durch die im folgenden beschriebenen
vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen
Verfahrens ausgeschlossen werden.
- a) Die Impulsfolgefrequenz der einzelnen aufeinanderfolgen den Lichtsignale wird nach jeder Lichtsignalaussendung verändert. Da es ausgeschlossen werden kann, daß sich die Störsignalfrequenz hier in genau der gleichen Weise än dert wie die Impulsfolgefrequenz, werden die oben be schriebenen Störungen durch diese Methode effektiv besei tigt.
- b) Die Veränderung der Impulsfolgefrequenz gemäß a) wird nur dann vorgenommen, wenn in den Pausen zwischen den Licht signalaussendungen ein Störsignal, insbesondere ein Stör signal mit der Frequenz des zuletzt ausgesendeten Licht signals ermittelt wird.
- c) Die Impulsfolgefrequenz der innerhalb eines Lichtsignals aufeinanderfolgenden Impulse wird nicht konstant gehal ten, sondern insbesondere kontinuierlich erhöht oder er niedrigt. Durch dieses "Durchwobbeln" der einzelnen Licht signale kann sich eine periodische Störung höchstens noch in einem sehr kleinen Bereich eines einzelnen Lichtsigna les auswirken, wodurch jedoch ein empfangenes Lichtsignal nur minimal verfälscht werden kann, so daß hier keine Feh ler auftreten.
- d) Bei Detektion eines Störsignals nach Aussendung eines Lichtsignals wird die Aussendung des nächsten Lichtsigna les so weit verschoben, bis die Amplitude des ermittelten Störsignals unter eine vorgegebene Schwelle abgesunken ist.
- e) Ein vor und/oder nach Aussendung eines Lichtsignals even tuell vorhandenes Störsignal wird vom Lichtempfänger er faßt und die dadurch gewonnene Information zur annähern den Bestimmung des Störsignalverlaufs während der Licht signalaussendung und zur Extraktion des Nutzsignals aus dem empfangenen, sich aus Nutz- und Störsignal zusammen setzenden Gesamtlichtsignal herangezogen.
Bei allen beschriebenen Verfahren können zusätzlich zwischen
dem Aussenden von Lichtsignalen Probeempfänge zur Feststel
lung von Störsignalen durchgeführt werden. Lichtsignale wer
den in diesem Falle beispielsweise nur dann ausgesandt, wenn
der bei den Probeempfängen festgestellte Störsignalpegel aus
reichend gering ist. Weiterhin ist es auch möglich, ein
empfangenes Signal nur dann zur Auswertung heranzuziehen,
wenn im Anschluß an den Empfang ein ausreichend geringer
Störsignalpegel festgestellt wird.
Eine besonders vorteilhafte Sensoranordnung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens weist als Filteranordnung einen
Multiplizierer auf, an dessen erstem Eingang das insbeson
dere mittels eines Hochpasses gefilterte Empfangssignal an
liegt, und an dessen zweitem Eingang ein weiteres Signal an
liegt, dessen Grundfrequenz mit der jeweiligen Impulsfolge
frequenz des gesendeten Lichtsignals übereinstimmt. Zwischen
den Hochpaß und den Multiplizierer kann hier noch ein Vorver
stärker geschaltet werden.
Die Verwendung eines Multiplizierers als Filteranordnung
bringt wesentliche Vorteile mit sich:
- - Die Filteranordnung kann auf diese Weise sehr einfach in monolithischer Form realisiert werden.
- - Die Mittenfrequenz dieses als Multiplizierer ausgebildeten Bandpaß-Filters kann durch Veränderung der Grundfrequenz des weiteren, am zweiten Eingang des Multiplizierers anlie genden Signals auf sehr einfache Weise verändert werden, was insbesondere bei Anwendung der Verfahren gemäß den vor stehenden Punkten a), b) und c) von Vorteil ist, da sich hier die Grundfrequenz des weiteren Signals synchron mit der Impulsfolgefrequenz der ausgesendeten Lichtsignale ändern muß.
- - Ein als Multiplizierer ausgebildeter Bandpaß-Filter kann ohne Schwierigkeiten auf einen definierten Energiezustand zurückgesetzt werden, ohne daß beispielsweise wie bei Keramikbandfiltern Nachschwinger in Kauf genommen werden müssen.
- - Da die beiden zu multiplizierenden Signale jeweils die gleiche Frequenz aufweisen, wobei sich jedoch die Amplitu de des empfangenen Lichtsignals entsprechend des Vorlie gens eines Gegenstands im Überwachungsbereich verändert, entsteht am Ausgang des Multiplizierers ein Signal, das Frequenzanteile der doppelten Impulsfolgefrequenz und einen Signalgleichanteil aufweist. Die Amplitude des Gleichanteils repräsentiert das Vorliegen eines Gegenstan des im Überwachungsbereich. Dieser Signalanteil kann auf außerordentlich einfache Weise mittels eines dem Multipli zierer nachgeschalteten Tiefpasses ausgefiltert und ausge wertet werden.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen der beschriebenen Vor
richtung können sowohl die Impulse des Lichtsignals als auch
die Impulse des weiteren Signals Sinusform oder Rechteckform
aufweisen.
Vorzugsweise wird dem erwähnten Tiefpaß ein Demodulator nach
geschaltet, der beispielsweise als Integrator ausgebildet
sein kann. Dieser Integrator kann in den Zeiten, in denen
kein Lichtsignal ausgesendet wird, kurzgeschlossen werden,
um auf diese Weise zu verhindern, daß Störsignale, die zwi
schen den Lichtsignalaussendungen auftreten, die Ermittlung
eines Gegenstands-Feststellungssignals beeinflussen.
Vorteilhaft ist es weiterhin die beispielsweise mittels des
Integrators durchgeführte Demodulation des Ausgangssignals
des Tiefpaßfilters zeitlich so weit zu verzögern, daß die
Signallaufzeit des Tiefpaßfilters kompensiert wird.
Um eventuelle Laufzeitdifferenzen zwischen dem empfangenen
Lichtsignal und dem mit diesem Signal multiplikativ zu mi
schenden weiteren Signal zu kompensieren, kann ein erster
und ein zweiter Multiplizierer vorgesehen werden, wobei je
weils der erste Eingang beider Multiplizierer mit dem Emp
fangssignal beaufschlagt ist, während am zweiten Eingang des
ersten Multiplizierers das weitere Signal und am zweiten Ein
gang des zweiten Multiplizierers das weitere Signal mit 90°
Phasenverschiebung anliegt. Die Ausgangssignale beider Multi
plizierer werden dann jeweils tiefpaßgefiltert und anschlie
ßend addiert. Auf diese Weise werden Auswirkungen der erwähn
ten Laufzeitdifferenzen eliminiert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren ge
zeigten Ausführungsbeispiele beschrieben; es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer vorteilhaften Ausfüh
rungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 mögliche Zeitverläufe der in Fig. 1 gekennzeich
neten Signale, und
Fig. 3 vorteilhafte Lichtsignalformen zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt einen Oszillator 2, der beispielsweise eine si
nusförmige Grundschwingung erzeugt, welche gegebenenfalls
über einen Signalformer 3 als Signal A einem Impulsfolgenge
nerator 4 zugeführt wird. Der Impulsfolgengenerator 4 ist
mit einer Steuereinheit 1 verbunden, der das vom Oszillator
2 erzeugte Signal zugeführt wird. Die Steuereinheit erzeugt
ein Steuersignal B, welches dem Impulsfolgengenerator 4 an
zeigt, in welchen Zeitintervallen jeweils eine Impulsfolge
zu generieren ist.
Die vom Impulsfolgengenerator 4 generierten Impulsfolgen C
werden einem Lichtsender 5 zugeführt, der entsprechend dem
Signal C ein Lichtsignal 6 aussendet.
Das Lichtsignal 6 wird beispielsweise bei Vorliegen eines Ge
genstandes 7 im Überwachungsbereich von diesem reflektiert
und als Lichtempfangssignal 8 einem Lichtempfänger 9 zuge
führt, wo es dann wieder in ein elektrisches Signal umge
formt wird.
Das empfangene Signal kann dann optional über einen Hochpaß
10 geleitet werden, welcher niederfrequente Störsignale aus
filtert und dadurch die zu verarbeitende Signaldynamik im
Falle von größerer niederfrequenten Störanteilen verringert.
Das beispielsweise auf diese Art gefilterte Signal kann dann
einem optionalen Vorverstärker 11 zugeführt werden, von wo
es zu einem ersten Eingang eines Multiplizierers 12 gelangt.
Der zweite Eingang des Multiplizierers 12 ist mit dem Aus
gangssignal des Oszillators 2 beaufschlagt.
Für den Fall, daß der Signalformer 3 rechteckförmige Signale
erzeugt, kann der Multiplizierer 12 als einfache Analogschal
teranordnung ausgelegt sein. Falls das Signal A jedoch Sinus
form aufweist, wird der Multiplizierer 12 als Analogmultipli
zierer ausgelegt.
Im Multiplizierer 12 wird ein Signal erzeugt, welches Signa
lanteile der Summen- und der Differenzfrequenz der beiden an
seinen Eingängen anliegenden Signale enthält. Da beide Signa
le dieselbe Frequenz aufweisen und sich das Empfangssignal
in Abhängigkeit vom Vorliegen eines Gegenstandes im Überwa
chungsbereich lediglich in seiner Amplitude von dem weite
ren, dem zweiten Eingang des Multiplizierers zugeführten Sig
nal unterscheidet, handelt es sich bei dem Differenzfrequen
zanteil des Ausgangssignals des Multiplizierers 12 um ein
Gleichsignal, dessen Amplitude eine Aussage über das Vorlie
gen eines Gegenstandes im Überwachungsbereich liefert. Um
diesen Gleichanteil aus dem Ausgangssignal des Multiplizie
rers 12 auszufiltern, wird diesem ein Tiefpaß 13 nachgeschal
tet.
Das Ausgangssignal des Tiefpasses 13 wird über einen optiona
len Verstärker 14 beispielsweise einem optionalen gesteuer
ten Schalter 15 zugeführt. Der Schalter 15 ist von der
Steuereinheit 1 in der Weise mit einem Signal D beauf
schlagt, daß er in den Pausen zwischen den Lichtsignalaussen
dungen geöffnet und während der Lichtsignalaussendung ge
schlossen ist, so daß das Empfangssignal nur während der
Lichtsignalaussendung an den Ausgang des Schalters 15 ge
langt.
Das Ausgangssignal des Schalters 15 wird an einen Demodula
tor 16 angelegt, der beispielsweise als Integrator ausgebil
det sein kann. Der Integrator 16 wird ebenfalls von der Steu
ereinheit 1 mit dem Signal D in der Weise beaufschlagt, daß
er in den Pausen zwischen Sendesignalaussendungen auf Null
gesetzt ist. So werden zwischen den Lichtsignalaussendungen
auftretende Störsignale eliminiert.
Das Ausgangssignal E am Ausgang des Integrators 16 weist am
Ende der Meßperiode einen Signalwert auf, der die gewünschte
Information über das Vorliegen eines Gegenstandes im Überwa
chungsbereich liefert und für die weitere Signalauswertung
verwendet werden kann.
Bei Reflextasterprinzipien kann die beschriebene Anordnung
auch doppelt ausgeführt sein.
Fig. 2 zeigt mögliche Zeitverläufe der Signale A bis E.
Der Oszillator 2 erzeugt ein periodisches rechteckförmiges
Signal A.
Die Steuereinheit 2 liefert ein Signal B, welches in denjeni
gen Zeitintervallen, in denen eine Lichtsignalaussendung vor
genommen werden soll, einen hohen Pegel und in den Pausen
zwischen den Lichtsignalaussendungen einen niedrigen Pegel
aufweist.
Signal C zeigt die vom Impulsfolgengenerator 4 erzeugte Im
pulsfolge, welche beispielsweise durch Multiplikation der
Signale A und B erhalten werden kann.
Als Signal D ist dasjenige Signal der Steuereinheit 1 darge
stellt, welches die Ansteuerung des Schalters 15 bzw. des De
modulators 16 bewirkt. Das Signal D löst eine Rücksetzung
des Integrators 16 nach jeder Impulsfolgenaussendung aus.
Die drei dargestellten Zeitintervalle des Signals E reprä
sentieren einen möglichen Ausgangssignalverlauf der Sensora
nordnung bei Vorliegen eines Gegenstandes im Überwachungsbe
reich während des ersten Zeitintervalls.
Fig. 3 zeigt mögliche Formen von nacheinander ausgesendeten
Lichtsignalen, welche erfindungsgemäß aus Impulsfolgen beste
hen.
Fig. 3a zeigt ein Lichtsignal L1′, bei dem die Impulsfolge
frequenz, mit der die Impulse innerhalb dieses Lichtsignals
aufeinanderfolgen, konstant ist. Bei diesem Bei
spiel nimmt die Impulsfolgefrequenz der aufeinander
folgenden Lichtsignale L1′, L2′, L3′, . . . kontinuierlich ab,
wobei die Impulsfolgefrequenz eines n-ten Lichtsignals Ln′
wieder gleich der Impulsfolgefrequenz des Lichtsignals L1′
ist, woraufhin die Impulsfolgefrequenz der auf das Lichtsig
nal Ln′ folgenden Lichtsignale wieder kontinuierlich erhöht
wird.
Die beschriebene Änderung der Impulsfolgefrequenz der Licht
signale kann entweder nach jeder Lichtsignalaussendung vorge
nommen werden, oder aber nur bei Vorliegen eines Störsignals
im Bereich der Impulsfolgefrequenz.
Ebenso ist es möglich, die Impulsfolgefrequenz nicht konti
nuierlich zu erhöhen, sondern kontinuierlich zu erniedrigen.
Auch eine diskontinuierliche Veränderung der Impulsfolgefre
quenz ist möglich.
Fig. 3b zeigt Lichtsignale L1′′, L2′′, L3′′, bei denen die
Impulsfolgefrequenz der innerhalb eines Lichtsignals aufein
anderfolgenden Impulse kontinuierlich erhöht wird. Auch hier
ist alternativ eine Erniedrigung möglich.
Die Lichtsignale in Fig. 3 sind lediglich schematisch
dargestellt, da sie in der Praxis eine deutlich höhere
Anzahl von Impulsen aufweisen.
Claims (26)
1. Verfahren zum Betrieb einer optischen Sensoranordnung
zur Feststellung von in einem Überwachungsbereich vorhan
denen Gegenständen (7) mit
- - einem Lichtsender (5), der nacheinander mit einer Lichtsignalfolgefrequenz aufeinanderfolgende Lichtsignale (6) entlang eines Pfades in den Überwachungsbereich aussendet, die jeweils aus einer Anzahl von mit einer bestimmten Impulsfolgefrequenz aufeinanderfolgenden Impulsen (I) bestehen, und
- - einem Lichtempfänger (9), welcher an eine Empfangssignalverarbeitungsstufe angeschlossen ist, in der die empfangenen Lichtsignale (8) eine für Spektralanteile der Impulsfolgen (L, L′, L″) durchlässige Filteranordnung (10, 12, 13) durchlaufen, und die in Abhängigkeit vom Vorhandensein eines Gegenstandes (7) im Überwachungsbereich ein Gegenstands-Feststellungssignal (E) abgibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulsfolgefrequenz der Lichtsignale während des
Betriebs der Sensoranordnung verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulsfolgefrequenz nach der Anssendung eines
jeden Lichtsignals verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulsfolgefrequenz bei Auftreten eines Störsignals
verändert wird, welches Spektralanteile im Bereich
der Impulsfolgefrequenz aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulsfolgefrequenz der innerhalb eines Lichtsignals
(L″) aufeinanderfolgenden Impulse verändert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulsfolgefrequenz der innerhalb eines Licht
signals aufeinanderfolgenden Impulse kontinuierlich er
höht oder erniedrigt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Aussenden von Lichtsignalen (6) Probe
empfänge zur Feststellung von Störsignalen durchgeführt
werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß Lichtsignale (6) nur dann ausgesendet werden, wenn
der bei den Probeempfängen festgestellte Störsignalpegel
ausreichend gering ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein empfangenes Signal (8) nur dann zur Auswertung
herangezogen wird, wenn im Anschluß an den Empfang ein
ausreichend geringer Störsignalpegel festgestellt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor und/oder nach Aussendung eines Lichtsignals (6)
ein eventuell vorhandenes Störsignal vom Lichtempfänger
(9) erfaßt wird und die dadurch gewonnene Information
zur annähernden Bestimmung des Störsignalverlaufs wäh
rend der Lichtsignalaussendung und zur Extraktion des
Nutzsignals aus dem empfangenen, sich aus Nutz- und
Störsignal zusammensetzenden Gesamtlichtsignal herangezogen
wird.
10. Optische Sensoranordnung zur Feststellung von in einem
Überwachungsbereich vorhandenen Gegenständen (7) mit
- - einem Lichtsender (5), der nacheinander mit einer Lichtsignalfolgefrequenz aufeinanderfolgende Lichtsignale (6) entlang eines Pfades in den Überwachungsbereich aussendet, die jeweils aus einer Anzahl von mit einer bestimmten Impulsfolgefrequenz aufeinanderfolgenden Impulsen (I) bestehen, und
- - einem Lichtempfänger (9), welcher an eine Empfangssignalverarbeitungsstufe angeschlossen ist, die eine Filteranordnung (10, 12, 13) aufweist, die für Spektralanteile der Impulsfolgen (L, L′, L″) durchlässig ist, und die in Abhängigkeit vom Vorhandensein eines Gegenstandes (7) im Überwachungsbereich ein Gegenstands- Feststellungssignal (E) abgibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Impulsfolgengenerator (4) so ausgelegt ist, daß
die Impulsfolgefrequenz der einzelnen aufeinanderfolgenden
Lichtsignale (L, L′, L″) während des Betriebs der
Sensoranordnung verändert werden kann.
11. Optische Sensoranordnung nach Ansprüch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Filteranordnung (10, 12, 13) einen Multiplizie
rer (12) aufweist, an dessen erstem Eingang das gefilterte,
vom Lichtempfänger (9) gelieferte Empfangssignal anliegt,
und an dessen zweitem Eingang ein weiteres Signal
(A) anliegt, dessen Grundfrequenz mit der jeweiligen Impulsfolgefrequenz
des gesendeten Lichtsignals (6) übereinstimmt.
12. Optische Sensoranordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Filteranordnung (10, 12, 13) dem Multiplizierer
(12) ein Hochpaß (10) vorgeschaltet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Hochpaß (10) und den Multiplizierer
(12) ein Vorverstärker (11) geschaltet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das weitere Signal (A) Sinusform aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das weitere Signal (A) Rechteckform aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulse des Lichtsignals Sinusform aufweisen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Impulse (I) des Lichtsignals Rechteckform auf
weisen.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das am Ausgang des Multiplizierers (12) anliegende
Signal einem Tiefpaß (13) zugeführt wird.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Tiefpaß (13) ein Demodulator (15, 16) nachge
schaltet ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Demodulation des Ausgangssignals des Tiefpaßfil
ters (13) zeitlich so weit verzögert wird, daß dessen
Signallaufzeit kompensiert wird.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Demodulator (15, 16) einen Integrator (16) auf
weist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Integrator (16) in den Zeiten, in denen kein
Lichtsignal (6) ausgesendet wird, kurzgeschlossen ist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Multiplizierer mit einem ersten und
einem zweiten Eingang vorgesehen ist, wobei der erste
Eingang des zweiten Multiplizierers mit dem Empfangssignal
beaufschlagt ist, und das am zweiten Eingang des zweiten
Multiplizierers das weitere Signal mit 90° Phasenverschiebung
anliegt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangssignale der beiden Multiplizierer je
weils an einem Tiefpaß anliegen, deren Ausgangssignale
einer Addierstufe zugeführt werden.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4141468A DE4141468C2 (de) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | Optische Sensoranordnung und Verfahren zu deren Betrieb |
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