Nova Patents
EP0875873B2

Opto-electronic sensor

Abstract

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EP0875873B2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 2

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Expired 20 April 2018, 8.4 years ago.

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15 claims: 11 independent, 4 dependent

  1. 1
    Opto-elektronischer Sensor mit einem Lichtsender (1, 14) zur Aussendung von Lichtsignalen in einen Überwachungsbereich (6) sowie einem Lichtempfänger (5, 15) zum Empfang der vom Lichtsender (1, 14) ausgesandten Lichtsignale, wobei eine direkt oder indirekt vom Lichtempfänger (5, 15) beaufschlagte Auswerteschaltung (7) vorgesehen ist, die im Falle des Vorhandenseins eines Objektes (13) im Überwacliungsbereich (6) und damit im Falle einer Unterbrechung des Lichtwegs zwischen Lichtsender (1, 14) und Lichtempfänger (5, 15) ein Gegenstandsfeststellungssigual erzeugt, wobei der Sensor als Lichtschranke oder als Lichtgitteranordnung mit einer Mehrzahl von Lichtsendern (1, 14) und Lichtempfängern (5, 15) ausgebildet ist, wobei entweder Lichtsender (1) und Lichtempfänger (5) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Überwachungsbereichs (6) angeordnet sind oder Lichtsender (14) und Lichtempfänger (15) in einer Autokollimationsanordnung auf einer Seite des Überwachungsbereichs (6) und ein Retroreflektor (16) auf der gegenüberliegenden Seite des Überwachungsbereichs (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfänger (5, 15) als ortsauflösendes Empfangselement zur Bestimmung der Position des Empfangslichtschwerpunkts im Bereich der lichtempfindlichen Fläche des Empfangselements ausgebildet ist, daß ein mit der Auswerteschaltung (7) zusammenwirkendes Speicherelement (8) zum Speichern zumindest einer Soll-Position des Empfangslichtschwerpunkts vorgesehen ist, und daß die Auswerteschaltung (7) Mittel (9) zum Vergleich von während des Betriebs des Sensors ermittelten Ist-Positionen mit der gespeicherten Soll-Position aufweist, wobei ein Gegenstandsfeststellungssignal für den Fall erzeugbar ist, in dem die Abweichung der Ist-Position von der Soll-Position einen definierten Schwellwert überschreitet.
  2. 2
    Opto-elektronischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsauflösende Empfangselement (5, 15) aus einer Zeilenanordnung von mehreren lichtempfindlichen Elementen besteht.
  3. 3
    Opto-elektronischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsauflösende Empfangselement (5, 15) aus einer Matrixanordnung von mehreren lichtempfindlichen Elementen besteht.
  4. 4
    Opto-elektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Elemente als Photodioden ausgebildet sind.
  5. 5
    Opto-elektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsauflösende Empfangselement (5, 15) als ein- oder zweidimensionales PSD (positionssensitiver Detektor) ausgebildet ist.
  6. 6
    Opto-elektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Soll-Position des Empfangsliehtschwerpunkts mittels eines Teach-in-Verfahrens ermittel- und abspeicherbar ist.
  7. 7
    Opto-elektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsauflösende Empfangselement (5) im Bereich des Brennpunktes einer abbildenden Empfangsoptik (4) angeordnet ist.
  8. 8
    Opto-elektronischer Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das ortsauflösende Empfangselement bezüglich einer abbildenden Empfangsoptik intra- oder extrafokal angeordnet ist.
  9. 9
    Opto-elektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfänger (5, 15) der Lichtgitteranordnung als eindimensionale Empfangselemente ausgebildet sind, die jeweils um die Lichtsender und Lichtempfänger miteinander verbindende Achse verdreht zueinander angeordnet sind.
  10. 10
    Opto-elektronischer Sensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrehwinkel zwischen benachbarten Empfangselementen 90° beträgt.
  11. 11
    Verfahren zum Betrieb eines opto-elektronischen Sensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine abzuspeichernde Soll-Position ermittelt wird, indem der Sensor am Einsatzort unter Einsatzbedingungen bei objektfreiem Überwachungsbereich (6) betrieben wird.
  12. 12
    Verfahren zum Betrieb eines opto-elektronischen Sensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ist- und Soll-Positionen in Form von eine Dimension repräsentierenden werten oder in Form von zwei Dimensionen repräsentierenden Koordinatenwerten ermittelt und verarbeitet werden.
  13. 13
    Verfahren zum Betrieb eines opto-elektronischen Sensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines zumindest zwei, die Position des Empfangslichtschwerpunkts kennzeichnende Teilströme liefernden Empfangselements (PSD) der Quotient aus einem Teilstrom und dem Summenstrom der Teilströme als die ermittelte Position kennzeichnende Größe verarbeitet wird.
  14. 14
    Verfahren zum Betrieb eines opto-elektronischen Sensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Mehrzahl von Lichtsendern (1, 14) und Lichtempfängern (85, 15) in Lichtgitteranordnung eine gleichmäßige Verschiebung der Empfangslichtschwerpunkte aller Lichtempfänger (5, 15) als zulässige Systemdejustage oder als zulässige niederfrequente Vibration klassifiziert wird und somit kein Gegenstandsfeststellungssignal auslöst.
  15. 15
    Verfahren zum Betrieb eines opto-elektronischen Sensors nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenstandsfeststellungssignal dann abgegeben wird, wenn die Abweichung der ermittelten IstPosition von der gespeicherten Soll-Position den definierten Schwellwert überschreitet oder die vom Lichtempfänger (5, 15) empfangene Lichtmenge einen definierten Minimalwert unterschreitet.
Independent claims15