DE102004022408B4

DE102004022408B4 - Optical sensor

Info

Publication number: DE102004022408B4
Application number: DE102004022408A
Authority: DE
Inventors: Paul Haberl; Hans Grimm
Original assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Lumiflex GmbH and Co KG
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2024-05-07
Also published as: DE102004022408A1

Abstract

Optischer Sensor zur Erfassung von Gegenständen in einem Überwachungsbereich, mit wenigstens einem Sender, wenigstens einem Empfänger und einer Spiegeleinheit mit wenigstens zwei Umlenkspiegeln, wobei bei freiem Überwachungsbereich vom Sender emittierte Sendelichtstrahlen über die Umlenkspiegel der Spiegeleinheit zum Empfänger geführt sind, wobei die Spiegeleinheit (11) in einem Gehäuse (12) integriert ist, wobei die Innenwände der Spiegeleinheit im Bereich zwischen den Umlenkspiegeln (13, 14) mit einem ein Einschubteil bildenden, reflexionsmindernden Faltteil (19) verkleidet sind, wobei das Faltteil als Faltkarton ausgebildet ist, welcher an seiner Oberfläche Lichtfallen für die Sendelichtstrahlen (3) bildende Rillen aufweist, welche quer zur Strahlrichtung der Sendelichtstrahlen (3) verlaufen, wobei das im Gehäuse (12) liegende Faltteil (19) mit seinem Vorderrand und hinteren Rand an jeweils einem Umlenkspiegel (13, 14) oder an einer Halterung (15, 16), an welcher der Umlenkspiegel (13, 14) fixiert ist, anliegt und dadurch lagegesichert ist.optical Sensor for detecting objects in a surveillance area, with at least one transmitter, at least one receiver and one Mirror unit with at least two deflecting mirrors, wherein in free surveillance area emitted by the transmitter transmitted light rays on the deflection mirror of the mirror unit to the recipient guided are, wherein the mirror unit (11) is integrated in a housing (12), wherein the interior walls the mirror unit in the area between the deflecting mirrors (13, 14) with an insertion part forming, reflection-reducing folding part (19) are covered, wherein the folding part formed as a folding carton which is on its surface Light traps for the transmitting light beams (3) forming grooves which transversely to the beam direction of the transmitted light beams (3), wherein the in the housing (12) lying folding part (19) with its front edge and rear edge each a deflection mirror (13, 14) or on a holder (15, 16), on which the deflecting mirror (13, 14) is fixed, is applied and is thereby positionally secured.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor.The The invention relates to an optical sensor.

Derartige optische Sensoren sind insbesondere als Lichtgitter oder Lichtschrankenanordnungen ausgebildet. Das jeweilige Lichtgitter oder die jeweilige Lichtschranke weist wenigstens jeweils einen Sender und einen Empfänger auf. Damit mit derartigen optischen Sensoren Objekte innerhalb eines flächigen, zweidimensionalen Überwachungsbereichs erfasst werden können, werden die vom Sender emittierten Sendelichtstrahlen nicht direkt, sondern über wenigstens zwei Umlenkspiegel einer Spiegeleinheit zum Empfänger geführt. Dabei sind der Sender und der Empfänger als aktive Elemente des optischen Sensors auf einer Seite des Überwachungsbereichs und die Umlenkspiegel der Spiegeleinheit als passive Elemente des optischen Sensors auf der gegenüberliegenden Seite des Überwachungsbereichs angeordnet. Die Umlenkspiegel sind dabei in einem Gehäuse der Spiegeleinheit angeordnet. Bei freiem Überwachungsbereich werden die vom Sender emittierten Sendelichtstrahlen im Überwachungsbereich geführt, treten dann durch ein Fenster im Gehäuse in die Spiegeleinheit ein und werden dann am ersten Umlenkspiegel abgelenkt, so dass die Sendelichtstrahlen innerhalb des Gehäuses verlaufend zum zweiten Umlenkspiegel geführt sind. Die dort umgelenkten Sendelichtstrahlen treten über ein weiteres Fenster im Gehäuse aus, durchsetzen nochmals den Überwachungsbereich und werden dann zum Empfänger geführt. Befindet sich ein Objekt im Überwachungsbereich, so wird dies durch eine Strahlunterbrechung der Sendelichtstrahlen im optischen Sensor erfasst.such Optical sensors are designed in particular as light grids or light barrier arrangements. The respective light grid or the respective light barrier points at least one transmitter and one receiver each. So with such optical sensors detected objects within a two-dimensional area monitoring area can be the transmitted light rays emitted by the transmitter are not directly but at least two deflecting a mirror unit led to the receiver. Here are the transmitter and the receiver as active elements of the optical sensor on one side of the surveillance area and the deflection mirror of the mirror unit as passive elements of the optical Sensors on the opposite Side of the surveillance area arranged. The deflection mirrors are in a housing of the Mirror unit arranged. In free surveillance area, the emitted by the transmitter transmitted light rays in the surveillance area, step then through a window in the housing in the mirror unit and are then at the first deflection mirror deflected so that the transmitted light rays within the housing running led to the second deflection mirror are. The deflected there transmit light beams over another window in the housing out, enforce again the surveillance area and then become the recipient guided. If an object is in the surveillance area, this is done by a beam interruption of the transmitted light beams detected in the optical sensor.

Dabei erfolgt in der Auswerteeinheit in Abhängigkeit der Empfangssignale des Empfängers die Generierung eines binären Objektfeststellungssignals, dessen Schaltzustände angeben, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich befindet oder nicht. Zur Generierung des Objektfeststellungssignals wird das Empfangssignal bevorzugt mit einem Schwellwert bewertet. Das Objektfeststellungssignal nimmt den Schaltzustand „freier Strahlengang" ein, falls der Pegel des Empfangssignals oberhalb des Schwellwerts liegt und den Schaltzustand „Objekt erkannt" ein, falls der Pegel des Empfangssignals unterhalb des Schwellwerts liegt. Um eine möglichst sichere Detektion von Objekten zu gewährleisten, ist es notwendig, dass bei freiem Strahlengang die vom Sender emittierten Sendelichtstrahlen möglichst vollständig auf den Empfänger geführt sind, damit ein möglichst hohes Nutzsignal, das heißt ein möglichst hoher Empfangssignalpegel erhalten wird.there takes place in the evaluation unit as a function of the received signals Recipient the generation of a binary Object detection signal whose switching states indicate whether an object in the surveillance area or not. For generating the object detection signal the received signal is preferably evaluated with a threshold value. The object detection signal takes the switching state "freer Beam path ", if the level of the received signal is above the threshold and the switching state "Object recognized "if the level of the received signal is below the threshold. To one as possible to ensure safe detection of objects, it is necessary that with free beam path emitted by the transmitter transmitted light beams preferably Completely on the receiver guided are, so as possible high signal, that is one possible high received signal level is obtained.

Hierzu ist es insbesondere erforderlich, dass die Sendelichtstrahlen des Senders ohne nennenswerte Schwächung über die Spiegeleinheit geführt sind. Bei der Führung der Sendelichtstrahlen über die Spiegeleinheit besteht insbesondere die Gefahr, dass die Sendelichtstrahlen an den Innenwänden des Gehäuses der Spiegeleinheit reflektiert werden. Diese Reflexionen führen zu Nebenkeulen in der Strahlgeometrie der Sendelichtstrahlen und damit zu einer Vergrößerung des Abstrahlwinkels der Sendelichtstrahlen.For this In particular, it is necessary that the transmitted light beams of the Transmitter without significant weakening over the Mirror unit are guided. At the lead the transmitted light beams over the mirror unit is in particular the danger that the transmitted light beams on the inner walls of the housing the mirror unit are reflected. These reflections lead to Side lobes in the beam geometry of the transmitted light beams and thus to an enlargement of the Radiation angle of the transmitted light rays.

Um derartige unerwünschte Reflexionen zu vermindern, ist bei bekannten optischen Sensoren versucht worden, die Innenwände des Gehäuses der Spiegeleinheit schwarz zu lackieren. Abgesehen davon, dass eine derartige Bearbeitung der Gehäuse zeitaufwändig und kostenintensiv ist, besteht bei derartigen Gehäusen die Gefahr, dass die schwarze Lackierung, insbesondere durch mechanische Beschädigungen, partiell abblättert, so dass an deren Stellen verstärkt unerwünschte Reflexionen auftreten.Around such undesirable To reduce reflections is tried in known optical sensors been, the interior walls of the housing the mirror unit black to paint. Apart from that one Such processing of the housing is time consuming and is expensive, there is a risk in such cases, that the black Painting, in particular by mechanical damage, partially peeling off, so that reinforced in their places undesirable Reflections occur.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass durch den Lackauftrag auf das Gehäuse dessen Innenwände nicht mehr vollständig ebene Flächen zur Aufnahme der Umlenkspiegel bilden. Dies bedeutet, dass die an den Innenwänden der Gehäuse montierten Umlenkspiegel nicht mehr exakt ausgerichtet sind, was zu einer unerwünschten Beeinträchtigung der Strahlführung der Sendelichtstrahlen in der Spiegeleinheit führt.One Another disadvantage is that by the paint job on the housing its interior walls not complete anymore flat surfaces form for receiving the deflection mirror. This means that the on the inner walls the housing mounted deflecting mirrors are no longer aligned exactly what to an undesirable Impairment of beamline the transmitted light rays in the mirror unit leads.

Eine gattungsgemäße optoelektronische Vorrichtung, die zur Zutrittsabsicherung eingesetzt wird, ist aus der DE 101 46 639 A1 bekannt. Diese optoelektronische Vorrichtung weist auf einer Seite einer Überwachungsstrecke eine aktive Sender-/Empfänger-Versorgungseinheit und auf der gegenüberliegenden Seite eine passive Reflektoreinheit auf. Dabei wird das Licht, von einem Sendeelement kommend, durch die Überwachungsstrecke geführt und in einer Umlenkeinheit in mehrere räumlich getrennte Teilstrahlen zerlegt. Diese Teilstrahlen werden durch die Überwachungsstrecke zurückgeführt und von mehreren Empfangselementen empfangen und ausgewertet.A generic optoelectronic device that is used for access protection, is from the DE 101 46 639 A1 known. This optoelectronic device has an active transmitter / receiver supply unit on one side of a monitoring path and a passive reflector unit on the opposite side. In this case, the light, coming from a transmitting element, passed through the monitoring path and decomposed in a deflection in several spatially separated sub-beams. These partial beams are fed back through the monitoring path and received and evaluated by a plurality of receiving elements.

Die DE 199 25 553 A1 betrifft eine optoelektronische Vorrichtung zum Erfassen von Objekten in einem Überwachungsbereich mit wenigstens zwei jeweils Folgen von Lichtimpulsen emittierenden Sendern und wenigstens einem Lichtimpulse empfangenden Empfänger. Die von den Sendern emittierten Lichtimpulse werden an einem Umlenkelement umgelenkt und zum Empfänger geführt, wobei die Lichtimpulse der verschiedenen Sender, zeitversetzt auf den Empfänger auftreffen.The DE 199 25 553 A1 relates to an opto-electronic device for detecting objects in a surveillance area with at least two respective sequences of transmitters emitting light pulses and at least one receiver receiving light pulses. The light pulses emitted by the transmitters are deflected at a deflection element and guided to the receiver, wherein the light pulses of the various transmitters strike the receiver with a time delay.

Aus der US 6,518,565 B1 ist eine Sensoranordnung mit mehreren in einem Gehäuse integrierten Linsen bekannt. Zur Reflexionsminderung können die Gehäusewände in verschiedener Weise oberflächenbearbeitet sein.From the US 6,518,565 B1 is a sensor Order with several integrated in a housing lenses known. To reduce reflection, the housing walls can be surface-treated in various ways.

Die EP 0 702 780 B1 betrifft einen fiberoptischen Sensor bei welchem lichtleitende Fibern mit lichtabsorbierenden Materialien beschichtet sind.The EP 0 702 780 B1 relates to a fiberoptic sensor in which photoconductive fibers are coated with light absorbing materials.

In der DE-AS 1 091 858 ist eine reflexionsvermindernde Wandverkleidung für optische Geräte beschrieben. Die Wandverkleidung besteht aus einem Blechteil.In DE-AS 1 091 858 is a reflection-reducing wall cladding for optical Devices described. The wall cladding consists of a sheet metal part.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen optischen Sensor der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem mit möglichst geringem Aufwand eine möglichst exakte und reproduzierbare Strahlführung der Sendelichtstrahlen gewährleistet ist.Of the Invention is the object of an optical sensor of to provide the aforementioned type, in which as possible little effort one possible exact and reproducible beam guidance of the transmitted light beams is guaranteed.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.to solution This object, the features of claim 1 are provided. advantageous embodiments and appropriate training The invention are described in the subclaims.

Der erfindungsgemäße optische Sensor dient zur Erfassung von Gegenständen in einem Überwachungsbereich und weist wenigstens einen Sender, wenigstens einen Empfänger und eine Spiegeleinheit mit wenigstens zwei Umlenkspiegeln auf. Bei freiem Überwachungsbereich sind vom Sender emittierte Sendelichtstrahlen über die Umlenkspiegel der Spiegeleinheit zum Empfänger geführt sind. Die Spiegeleinheit ist in einem Gehäuse integriert, deren Innenwände im Bereich zwischen den Umlenkspiegeln mit einem ein Einschubteil bildenden, reflexionsmindernden Faltteil verkleidet sind. Das im Gehäuse liegende Faltteil liegt mit seinem Vorderrand und hinteren Rand an jeweils einem Umlenkspiegel oder an einer Halterung, an welcher der Umlenkspiegel fixiert ist, an und ist dadurch lagegesichert ist.Of the according to the invention optical Sensor is used to detect objects in a surveillance area and has at least one transmitter, at least one receiver and a mirror unit with at least two deflecting mirrors. at free surveillance area are emitted by the transmitter transmitted light beams on the deflection mirror of the mirror unit to the recipient guided are. The mirror unit is integrated in a housing whose inner walls are in the area between the deflecting mirrors with an insertion part forming, reflection-reducing folding part are covered. The lying in the housing Folding part lies with its front edge and rear edge respectively a deflection mirror or on a holder to which the deflection mirror is fixed on, and is thereby positionally secured.

Das erfindungsgemäße Faltteil bildet einen kostengünstig herstellbaren und auf einfache Weise in der Spiegeleinheit montierbaren Einsatz, mit welchem unerwünschte Reflexionen an den Innenwänden des Gehäuses der Spiegeleinheit effizient vermieden werden. Damit wird auf einfache Weise eine exakte, reproduzierbare Strahlführung der Sendelichtstrahlen im Innern des Gehäuses der Spiegeleinheit erhalten.The Folding part according to the invention forms a cost producible and easily mountable in the mirror unit Use with which unwanted Reflections on the inner walls of the housing the mirror unit can be efficiently avoided. This is going to be easy Do an exact, reproducible beam guidance of the transmitted light beams inside the case of the mirror unit.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht das Faltteil aus einem schwarzen Faltkarton. Der Faltkarton ist besonders kosten günstig herstellbar. Zudem weist diese eine relativ hohe Steifigkeit auf. Der Faltkarton ist zu einer lichtundurchlässigen Röhre gefaltet, die die Innenwände des Gehäuses im Bereich zwischen zwei Umlenkspiegeln vollständig verkleidet, so dass die Sendelichtstrahlen nicht mehr auf die hochreflektierenden Wände des Gehäuses treffen. Der Faltkarton weist bevorzugt an seiner Oberfläche Rillen auf, die quer zur Strahlrichtung der Sendelichtstrahlen verlaufen und als Lichtfallen wirken. Damit werden Reflexionen am Faltkarton besonders effizient vermieden.In a particularly advantageous embodiment of the invention the folding part from a black folding carton. The folding carton is especially cheap produced. In addition, this has a relatively high rigidity. The folding carton is folded into an opaque tube that covers the inner walls of the housing completely covered in the area between two deflecting mirrors, so that the transmitted light beams no longer hit the highly reflective walls of the housing. The folding carton points preferably on its surface Grooves which extend transversely to the beam direction of the transmitted light rays and act as light traps. This will reflect on the folding carton particularly efficiently avoided.

Das Faltteil, insbesondere der Faltkarton, ist als Einschubteil besonders einfach im Gehäuse anbringbar. Dabei ist der Faltkarton derart dimensioniert, dass dieser an jeweils einem angrenzenden Umlenkspiegel beziehungsweise einer Halterung, mit welcher der Umlenkspiegel im Gehäuse fixiert ist, anliegen. Die Umlenkspiegel beziehungsweise Halterungen der Umlenkspiegel bilden somit Anschläge, durch welche der Faltkarton im Gehäuse lagefixiert ist. Zudem ist die Dimensionierung des Faltkartons an den Querschnitt des Innenraumes angepasst, so dass der Faltkarton dicht und mit einem gewissen Anpressdruck an den Innenwänden des Gehäuses anliegt. Damit ist der Faltkarton ohne zusätzliche Befestigungsmittel lagesicher im Innenraum fixiert.The Folding part, in particular the folding carton, is particularly useful as a slide-in part easy in the housing mountable. The folding carton is dimensioned such that this at in each case an adjacent deflecting mirror or a holder with which the deflecting mirror is fixed in the housing is, lie. The deflection mirrors or holders of the Deflection mirrors thus form stops by which the folding carton in the case is fixed in position. In addition, the sizing of the folding carton is on adapted the cross section of the interior, so that the folding box tight and with a certain contact pressure on the inner walls of the housing is applied. Thus, the folding box without additional fasteners Secure in the interior fixed.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen optischen Sensors besteht darin, dass zur Vermeidung von Reflexionen im Innenraum des Gehäuses dessen Innenwände nicht bearbeitet werden müssen. Dies führt nicht nur zu einer erheblichen Kosteneinsparung. Vielmehr wird dadurch auch erreicht, dass die unbearbeitete Oberfläche der Gehäuseinnenwand definierte Eigenschaften für eine genaue und reproduzierbare Montage der Umlenkspiegel aufweist, wodurch eine exakte Ausrichtung der Umlenkspiegel ermöglicht wird.One significant advantage of the optical sensor according to the invention consists in that in order to avoid reflections in the interior of the housing whose interior walls do not need to be edited. this leads to not only a significant cost savings. Rather, it will also achieved that the unprocessed surface of the housing inner wall defined properties for one accurate and reproducible assembly of the deflecting mirror, which an exact alignment of the deflection mirror is made possible.

Der erfindungsgemäße optische Sensor ist nicht auf Ausführungen mit jeweils einem. Sender und Empfänger beschränkt. Vielmehr kann der optische Sensor Lichtschranken- oder Lichtgitteranordnungen mit jeweils mehreren Sendern und Empfängern bilden, wobei der optische Sensor dann eine entsprechend höhere Anzahl von Umlenkspiegeln aufweist. In diesem Fall kann jeweils zwischen zwei benachbart liegenden Umlenkspiegeln ein Faltteil zur Reflexionsminderung angebracht werden.Of the according to the invention optical Sensor is not on versions with one each. Transmitter and receiver limited. Rather, the optical Sensor light barrier or light grid arrangements, each with several Senders and receivers form, wherein the optical sensor then a correspondingly higher number of deflecting mirrors. In this case, between each two adjacent deflecting mirrors a folding part for reflection reduction be attached.

Die Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained below with reference to the drawings. It demonstrate:

1: Schematische Darstellung eines als Lichtgitter ausgebildeten optischen Sensors. 1 : Schematic representation of a designed as a light grid optical sensor.

2: Schematische Darstellung eines optischen Sensors in Form einer Lichtschrankenanordnung. 2 : Schematic representation of an optical sensor in the form of a Lichtschrankenanord voltage.

3: Aufbau einer Spiegeleinheit für einen Sensor gemäß 1 oder 2 in einem

a) Längsschnitt.
b) Querschnitt.

3 Structure of a mirror unit for a sensor according to 1 or 2 in one

a) longitudinal section.
b) Cross section.

4: Einzeldarstellung eines Faltkartons für die Spiegeleinheit gemäß 3

a) im gefalteten Zustand.
b) im ungefalteten Zustand in einer Draufsicht.
c) Querschnitt durch die Anordnung gemäß b).

4 : Individual representation of a folding box for the mirror unit according to 3

a) in the folded state.
b) in the unfolded state in a plan view.
c) Cross section through the arrangement according to b).

5: Schematische Darstellung eines als Lichtgitter ausgebildeten optischen Sensor mit mehreren Sendern und Empfängern. 5 : Schematic representation of a formed as a light grid optical sensor with multiple transmitters and receivers.

1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines optischen Sensors 1 zur Erfassung von Gegenständen in einem Überwachungsbereich. Der optische Sensor 1 ist im vorliegenden Fall als Lichtgitter ausgebildet. In einem Sensorgehäuse 2 sind als aktive Komponenten des Lichtgitters ein Sendelichtstrahlen 3 emittierender Sender 4 sowie ein Empfänger 5 angeordnet. Der Sender 4 und der Empfänger 5 sind an eine Auswerteeinheit 6 angeschlossen. Die Auswerteeinheit 6 dient zur Ansteuerung des Senders 4. Zudem werden in der Auswerteeinheit 6 die am Ausgang des Empfängers 5 anstehenden Empfangssignale zur Generierung eines Objektfeststellungssignals ausgewertet. Die Auswerteeinheit 6 ist von einem Microcontroller oder dergleichen gebildet. Zur Strahlformung der Sendelichtstrahlen 3 ist dem Sender 4 eine Sendeoptik 7 nachgeordnet. Zur Fokussierung der aus dem Überwachungsbereich ankommenden Sendelichtstrahlen 3 ist dem Empfänger 5 eine Empfangsoptik 8 vorgeordnet. Die vom Sender 4 emittierten Sendelichtstrahlen 3 werden über ein erstes Fenster 9 in den Überwachungsbereich geführt. Dem Empfänger 5 ist ein zweites Fenster 10 vorgeordnet, durch welches die Sendelichtstrahlen 3 aus dem Überwachungsbereich zum Empfänger 5 geführt sind. 1 schematically shows a first embodiment of an optical sensor 1 for detecting objects in a surveillance area. The optical sensor 1 is formed in the present case as a light grid. In a sensor housing 2 are a transmitted light rays as active components of the light grid 3 emitting transmitter 4 as well as a receiver 5 arranged. The transmitter 4 and the receiver 5 are to an evaluation unit 6 connected. The evaluation unit 6 serves to control the transmitter 4 , In addition, in the evaluation unit 6 the at the output of the receiver 5 pending received signals for generating an object detection signal evaluated. The evaluation unit 6 is formed by a microcontroller or the like. For beam shaping of the transmitted light beams 3 is the transmitter 4 a transmission optics 7 downstream. For focusing the incoming transmitted light beams from the surveillance area 3 is the recipient 5 a receiving optics 8th upstream. The transmitter 4 emitted transmitted light rays 3 be through a first window 9 led into the surveillance area. The receiver 5 is a second window 10 upstream, through which the transmitted light beams 3 from the surveillance area to the receiver 5 are guided.

Das Sensorgehäuse 2 mit den aktiven Komponenten des optischen Sensors 1 ist an einem Rand des Überwachungsbereichs angeordnet. Am gegenüberliegenden Rand des Überwachungsbereichs befindet sich eine Spiegeleinheit 11. Die Spiegeleinheit 11 weist als passive Komponenten des optischen Sensors 1 zwei in einem Gehäuse 12 integrierte Umlenkspiegel 13, 14 auf, die jeweils mittels einer Halterung 15, 16 an den Innenwänden des Gehäuses 12 befestigt sind.The sensor housing 2 with the active components of the optical sensor 1 is located at one edge of the surveillance area. At the opposite edge of the surveillance area is a mirror unit 11 , The mirror unit 11 indicates as passive components of the optical sensor 1 two in one case 12 integrated deflection mirror 13 . 14 on, each by means of a holder 15 . 16 on the inner walls of the housing 12 are attached.

Das Gehäuse 12 ist ebenso wie das Sensorgehäuse 2 in Form einer Säule mit in vertikaler Richtung verlaufender Längsachse ausgebildet. Die Spiegelflächen der Umlenkspiegel 13, 14 sind um 45° bezüglich der Längsachse des Gehäuses 12 geneigt. Dabei liegt der erste Umlenkspiegel 13 dem Sender 4 gegenüber und der zweite Umlenkspiegel 14 dem Empfänger 5 gegenüber. In der Gehäusewand sind zwei Fenster 17, 18 integriert, wobei das erste Fenster 17 vor dem ersten Umlenkspiegel 13 und das zweite Fenster 18 vor dem zweiten Umlenkspiegel 14 liegt.The housing 12 is just like the sensor housing 2 formed in the form of a column with a longitudinal axis extending in the vertical direction. The mirror surfaces of the deflection mirror 13 . 14 are at 45 ° with respect to the longitudinal axis of the housing 12 inclined. This is the first deflection mirror 13 the transmitter 4 opposite and the second deflection mirror 14 the recipient 5 across from. In the housing wall are two windows 17 . 18 integrated, with the first window 17 in front of the first deflecting mirror 13 and the second window 18 in front of the second deflection mirror 14 lies.

1 zeigt den Strahlengang der Sendelichtstrahlen 3 des optischen Sensors 1 bei freiem Überwachungsbereich. Die vom Sender 4 emittierten Sendelichtstrahlen 3 werden in horizontaler Richtung verlaufend aus dem Sensorgehäuse 2 geführt und durchsetzen in einer ersten Höhenlage zum ersten Mal den Überwachungsbereich. Dann gelangen die Sendelichtstrahlen 3 über das Fenster 17 in das Gehäuse 12 der Spiegeleinheit 11 und werden dann am ersten Umlenkspiegel 13 um 90° abgelenkt, so dass die Sendelichtstrahlen 3 innerhalb des Gehäuses 12 in vertikaler Richtung verlaufend zum zweiten Umlenkspiegel 14 geführt sind. Dort werden die Sendelichtstrahlen 3 wieder um 90° abgelenkt, treten dann über das zweite Fenster 18 aus der Spiegeleinheit 11 aus und durchsetzen den Überwachungsbereich in einer zweiten Höhenlage bevor sie auf den Empfänger 5 auftreffen. 1 shows the beam path of the transmitted light beams 3 of the optical sensor 1 with free surveillance area. The transmitter 4 emitted transmitted light rays 3 are running horizontally out of the sensor housing 2 guided and enforce in a first altitude for the first time the surveillance area. Then arrive the transmitted light beams 3 over the window 17 in the case 12 the mirror unit 11 and then at the first deflecting mirror 13 deflected by 90 ° so that the transmitted light rays 3 inside the case 12 in the vertical direction extending to the second deflection mirror 14 are guided. There are the transmitted light beams 3 again deflected by 90 °, then pass over the second window 18 from the mirror unit 11 out and enforce the surveillance area at a second altitude before reaching the receiver 5 incident.

Durch einen im Überwachungsbereich angeordneten Gegenstand wird der Strahlengang der Sendelichtstrahlen 3 unterbrochen, so dass diese nicht mehr auf den Empfänger 5 auftreffen.By an object arranged in the monitored area, the beam path of the transmitted light beams 3 interrupted so that these are no longer on the receiver 5 incident.

Zu Generierung des binären Objektfeststellungssignals wird das Empfangssignal am Ausgang des Empfängers 5 mit einem Schwellwert bewertet. Dabei nimmt das Objektfeststellungssignal den Schaltzustand „Objekt erkannt" ein, falls der Pegel des Empfangssignals unterhalb des Schwellwerts liegt. Liegt der Pegel des Empfangssignals oberhalb des Schwellwerts, nimmt das Objektfeststellungssignal den Schaltzustand „freier Strahlengang" ein.To generate the binary object detection signal is the received signal at the output of the receiver 5 rated with a threshold. In this case, if the level of the received signal is below the threshold value, the object detection signal assumes the switching state "object detected." If the level of the received signal is above the threshold value, the object detection signal assumes the switching state "free beam path".

Um eine sichere Objektdetektion zu gewährleisten, ist es notwendig, dass die Sendelichtstrahlen 3 bei freiem Strahlengang möglichst vollständig auf den Empfänger 5 geführt werden. Hierzu ist es insbesondere erforderlich, Reflexionen der Sendelichtstrahlen 3 an den Innenwänden des Gehäuses 12 zu vermeiden, da dies zu einer Generierung von Nebenkeulen in der Strahlgeometrie der Sendelichtstrahlen 3 und dadurch zu einer unerwünschten Aufweitung der Sendelichtstrahlen 3 (ihren würde. Hierzu ist in dem Gehäuse 12 ein reflexions minderndes Faltteil 19 angeordnet, welches eine Verkleidung der Innenwände des Gehäuses 12 im Bereich zwischen den Umlenkspiegel 13, 14 bildet.To ensure reliable object detection, it is necessary that the transmitted light beams 3 with free beam path as completely as possible on the receiver 5 be guided. For this purpose, it is particularly necessary reflections of the transmitted light beams 3 on the inner walls of the housing 12 to avoid, since this leads to a generation of side lobes in the beam geometry of the transmitted light beams 3 and thereby to an undesirable widening of the transmitted light beams 3 (her would.) For this is in the case 12 a reflection-reducing folding part 19 arranged, which is a lining of the inner walls of the housing 12 in the area between the deflection mirrors 13 . 14 forms.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform des optischen Sensors 1. Der optische Sensor 1 bildet eine Lichtschrankenanordnung, bei welchem der Sender 4 und die Sendeoptik 7 in einem ersten Sensorgehäuse 2a mit einem ersten Fenster 9 integriert sind. Der Empfänger 5, die Empfangsoptik 8 und die Auswerteeinheit 6 sind in einem zweiten Sensorgehäuse 2b mit einem zweiten Fenster 10 integriert. 2 shows a further embodiment of the optical sensor 1 , The optical sensor 1 forms a light barrier arrangement in which the transmitter 4 and the transmission optics 7 in a first sensor housing 2a with a first window 9 are integrated. The recipient 5 , the receiving optics 8th and the evaluation unit 6 are in a second sensor housing 2 B with a second window 10 integrated.

Ansonsten entspricht der optische Sensor 1 gemäß 2 dem optischen Sensor 1 gemäß 1, wobei insbesondere die Spiegeleinheit 11 sowie die Anordnungen des Senders 4 und des Empfängers 5 relativ zu den Umlenkspiegeln 13, 14 der Spiegeleinheit 11 identisch ausgebildet sind. Auch die Funktionsweisen beider optischer Sensoren 1 sind identisch.Otherwise, the optical sensor corresponds 1 according to 2 the optical sensor 1 according to 1 , wherein in particular the mirror unit 11 as well as the arrangements of the transmitter 4 and the recipient 5 relative to the deflecting mirrors 13 . 14 the mirror unit 11 are identical. Also the functioning of both optical sensors 1 are identical.

Die 3a, b zeigen eine spezifische Ausführungsform der Spiegeleinheit 11 für einen optischen Sensor 1 gemäß den 1 oder 2. Das Gehäuse 12 der Spiegeleinheit 11 besteht im Wesentlichen aus einem Profilrohr 20, dessen längsseitige Enden jeweils mit einer Kappe 21 verschlossen sind. Wie insbesondere aus 3b ersichtlich, weist der Innenraum des Gehäuses 12 einen im Wesentlichen rechteckigen, von Segmenten des Profilrohrs 20 begrenzten Querschnitt auf.The 3a , b show a specific embodiment of the mirror unit 11 for an optical sensor 1 according to the 1 or 2 , The housing 12 the mirror unit 11 consists essentially of a profile tube 20 , whose longitudinal ends each with a cap 21 are closed. As in particular from 3b can be seen, the interior of the housing 12 a substantially rectangular, of segments of the profile tube 20 limited cross-section on.

Die Umlenkspiegel 13, 14 sind in profilförmigen Halterungen 15, 16 gelagert, die an der Innenwand des Profilrohres 20 festgeschraubt werden.The deflection mirror 13 . 14 are in profile-shaped brackets 15 . 16 mounted on the inner wall of the profile tube 20 be screwed.

Das zwischen den Umlenkspiegeln 13, 14 angeordnete Faltteil 19 besteht im vorliegenden Fall aus einem schwarzen Faltkarton. Das so ausgebildete Faltteil 19 ist in den 4a–c separat dargestellt. Der Faltkarton besteht aus einem rechteckigen Kartonsegment, das in 4b im ungefalteten Zustand dargestellt ist. Wie aus den 4a, 4b ersichtlich weist das Kartonsegment an seiner Oberfläche parallel zueinander, identisch ausgebildete Rippen 22 auf. Diese Rippen 22 weisen jeweils einen dreieckigen Querschnitt auf, der über die gesamte Länge des Kartonsegments konstant ist. Zwischen den Rippen 22 entstehen Rillen mit entsprechenden dreieckigen Querschnitten.That between the deflecting mirrors 13 . 14 arranged folding part 19 consists in the present case of a black folding carton. The thus formed folding part 19 is in the 4a -C shown separately. The folding carton consists of a rectangular carton segment, which in 4b is shown in the unfolded state. Like from the 4a . 4b As can be seen, the cardboard segment has on its surface parallel to each other, identically designed ribs 22 on. These ribs 22 each have a triangular cross-section which is constant over the entire length of the carton segment. Between the ribs 22 arise grooves with corresponding triangular cross-sections.

Das Kartonsegment wird zum Einbau in das Gehäuse 12 in der in 4a dargestellten Weise gefaltet. Das so zum Faltteil 19 gefaltete Kartonsegment bildet eine lichtundurchlässige Röhre mit rechteckigem Querschnitt, wobei die gegenüberliegenden Ränder 23, 24 dicht aneinander liegend eine Kante des röhrenförmigen Faltteils 19 bilden.The cardboard segment is for installation in the housing 12 in the in 4a folded manner illustrated. The so to the folding part 19 folded carton segment forms an opaque tube of rectangular cross-section, with the opposite edges 23 . 24 close to each other, one edge of the tubular folding part 19 form.

Zur Montage der Spiegeleinheit 11 wird bei einer abgenommenen Kappe 21 des Gehäuses 12 zunächst ein Umlenkspiegel 13 auf der Halterung 15 in das Profilrohr 20 eingeschoben und dann in einer Sollposition fixiert, in dem die Halterung 15 von der Außenseite des Gehäuses 12 an dem Profilrohr 20 festgeschraubt wird. Dann wird der gemäß 4a gefaltete Faltkarton als Einschubteil über die Öffnung im Gehäuse 12 eingeschoben, bis dessen Vorderrand an der Halterung 15 als Anschlag anliegt. Anschließend wird der zweite Umlenkspiegel 14 auf der Halterung 16 in das Profilrohr 20 eingeschoben. Die Halterung 16 wird in ihrer Sollposition wiederum durch Festschrauben von der Außenseite des Gehäuses 12 fixiert. Dabei bildet die Halterung 16 für den hinteren Rand des Faltteils 19 einen Anschlag. Durch die Halterungen 15, 16 ist somit das Faltteil 19 gegen Verschiebungen in Längsrichtung des Gehäuses 12 gesichert.For mounting the mirror unit 11 is at a removed cap 21 of the housing 12 first a deflecting mirror 13 on the bracket 15 in the profile tube 20 inserted and then fixed in a desired position in which the bracket 15 from the outside of the case 12 on the profile tube 20 is screwed. Then the according to 4a Folded folding carton as insertion part over the opening in the housing 12 inserted until the front edge of the holder 15 abuts as a stop. Subsequently, the second deflection mirror 14 on the bracket 16 in the profile tube 20 inserted. The holder 16 is in its desired position turn by tightening from the outside of the housing 12 fixed. The holder forms 16 for the rear edge of the folding part 19 a stop. Through the brackets 15 . 16 is thus the folding part 19 against displacements in the longitudinal direction of the housing 12 secured.

Zudem ist der Querschnitt des Faltteils 19 an den Querschnitt des Innenraums des Profilrohrs 20 angepasst, so dass das Faltteil 19 an den Innenwänden des Profilrohres 20 dicht und mit einem gewissen Druck anliegt. Dadurch ist gewährleistet, dass das Faltteil 19 ohne weitere Befestigungsmittel lagegesichert an den Innenwänden des Profilrohrs 20 anliegt.In addition, the cross section of the folding part 19 to the cross section of the interior of the profile tube 20 adjusted so that the folding part 19 on the inner walls of the profile tube 20 tight and with a certain pressure applied. This ensures that the folding part 19 secured without further fastening means on the inner walls of the profile tube 20 is applied.

Wie aus den 3a, 3b ersichtlich ragt von der Innenwand des Profilrohres 20, in welcher die Fenster 17, 18 integriert sind, ein in Längsrichtung verlaufender Vorsprung 25 in den Innenraum des Gehäuses 12. Wie insbesondere aus 3b ersichtlich, liegt eine Seitenwand des Faltteils 19 an diesem Vorsprung 25 an, während die restlichen Seitenwände des Faltteils 19 dicht an den Innenwänden des Profilrohres 20 anliegen. In diesem Fall wird der das Faltteil 19 bildende Faltkarton derart in das Profilrohr 20 eingeschoben, dass die aneinandergrenzenden Ränder 23, 24 des Faltkartons an der dem Vorsprung gegenüberliegenden Seite des Profilrohres 20 liegen und entlang einer Innenkante des Profilrohrs 20 verlaufen. Damit wird ein Aufklaffen der Ränder 23, 24 des Faltkartons vermieden.Like from the 3a . 3b visible protrudes from the inner wall of the profile tube 20 in which the windows 17 . 18 are integrated, a longitudinal projection 25 in the interior of the case 12 , As in particular from 3b can be seen, is a side wall of the folding part 19 at this projection 25 while the remaining side walls of the folding part 19 close to the inner walls of the profile tube 20 issue. In this case, the folding part 19 forming folding carton so in the profile tube 20 pushed in that the adjacent edges 23 . 24 of the folding box on the opposite side of the projection of the profile tube 20 lie and along an inner edge of the profile tube 20 run. This will open the edges 23 . 24 the folding carton avoided.

Der im Profilrohr 20 angeordnete Faltkarton bildet eine lichtundurchlässige Röhre, durch welche die Sendelichtstrahlen 3 vom ersten zum zweiten Umlenkspiegel 13, 14 geführt sind. Die an der Oberfläche liegenden Rillen des Faltkartons verlaufen quer zur Strahlrichtung der Sendelichtstrahlen 3 und bilden Lichtfallen für die Sendelichtstrahlen 3. Zudem werden Reflexionen der Sendelichtstrahlen 3 am Faltteil 19 durch die schwarze Färbung des Faltkartons vermieden. Da sich der Faltkarton über den gesamten Zwischenraum zwischen den Umlenkspiegeln 13, 14 erstreckt, werden im gesamten Bereich zwischen den Umlenkspiegeln 13, 14 störende Reflexionen der Sendelichtstrahlen 3 an der Gehäusewand vermieden. Damit werden unerwünschte Nebenkeulen in der Strahlgeometrie der Sendelichtstrahlen 3 sowie unerwünschte Strahlaufweitungen der Sendelichtstrahlen 3 vermieden.The in the profile tube 20 arranged folding carton forms an opaque tube through which the transmitted light beams 3 from the first to the second deflection mirror 13 . 14 are guided. The lying on the surface grooves of the folding cartons are transverse to the beam direction of the transmitted light beams 3 and form light traps for the transmitted light beams 3 , In addition, reflections of the transmitted light rays 3 at the folding part 19 avoided by the black color of the folding carton. As the folding carton over the entire space between the deflecting mirrors 13 . 14 extends, be in the entire area between the deflecting mirrors 13 . 14 disturbing reflections of the transmitted light rays 3 avoided on the housing wall. This undesirable side lobes in the beam geometry of the transmitted light beams 3 and unwanted beam widening of the transmitted light beams 3 avoided.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines optischen Sensors 1, welche eine Erweiterung des optischen Sensors 1 gemäß 1 darstellt. Der optischer Sensor 1 gemäß 5 weist jeweils zwei Sender 4 und Empfänger 5 auf, welchen wiederum entsprechende Sendeoptiken 7 und Empfangsoptiken 8 zugeordnet sind, welche hinter Fenstern 9, 10 in der Wand des Sensorgehäuses 2 liegen. Die Sender 4 und Empfänger 5 sind an eine gemeinsame Auswerteeinheit 6 angeschlossen. 5 shows a further embodiment of an optical sensor 1 , which is an extension of the optical sensor 1 according to 1 represents. Of the optical sensor 1 according to 5 has two transmitters each 4 and receiver 5 on which in turn corresponding transmission optics 7 and receiving optics 8th which are behind windows 9 . 10 in the wall of the sensor housing 2 lie. The transmitters 4 and receiver 5 are to a common evaluation unit 6 connected.

Entsprechend der erhöhten Anzahl von Sendern 4 und Empfängern 5 weist die im Gehäuse 12 integrierte Spiegeleinheit 11 in diesem Fall vier Umlenkspiegel 13, 14 auf, die wiederum mittels Halterungen 15, 16 am Gehäuse 12 fixiert sind. Jeder Umlenkspiegel 13, 14 ist wiederum hinter einem im Gehäuse 12 integrierten Fenster 17, 18 angeordnet. Jeweils zwei Umlenkspiegel 13, 14 sind einem Sender-Empfängerpaar zugeordnet. Jede dieser Einheiten bildet ein Lichtgittersegment entsprechend 1.According to the increased number of transmitters 4 and receivers 5 has the in the housing 12 integrated mirror unit 11 in this case, four deflecting mirrors 13 . 14 on, in turn, using brackets 15 . 16 on the housing 12 are fixed. Each deflecting mirror 13 . 14 is in turn behind one in the case 12 integrated window 17 . 18 arranged. Two deflecting mirrors each 13 . 14 are assigned to a transmitter-receiver pair. Each of these units forms a light grid segment accordingly 1 ,

Die Sendelichtstrahlen 3 jedes Senders 4 werden bei freiem Überwachungsbereich analog zur Anordnung gemäß 1 auf einen Umlenkspiegel 13 geführt, verlaufen dann im Innenraum des Gehäuses 12 und werden schließlich über einen zweiten Umlenkspiegel 14 zum zugeordneten Empfänger 5 geführt.The transmitted light rays 3 each transmitter 4 are in the free surveillance area analogous to the arrangement according to 1 on a deflecting mirror 13 guided, then run in the interior of the housing 12 and finally through a second deflecting mirror 14 to the assigned receiver 5 guided.

Jeweils zwischen zwei Umlenkspiegeln 13, 14 ist ein reflexionsminderndes Faltteil 19 angeordnet. Die Faltteile 19 sind identisch ausgebildet und entsprechen in ihrem Aufbau den Ausbildungsformen gemäß den 1–4.In each case between two deflecting mirrors 13 . 14 is a reflection-reducing folding part 19 arranged. The folding parts 19 are identical and correspond in their construction to the forms of training according to the 1 - 4 ,

Die Anordnung gemäß 5 kann hinsichtlich der Anzahl der Sender 4 und Empfänger 5 erweitert sein, wobei dann entsprechend die Anzahl der Umlenkspiegel 13, 14 und der zwischen diesen angeordneten Faltteile 19 entsprechend erhöht ist.The arrangement according to 5 can in terms of the number of transmitters 4 and receiver 5 be extended, then according to the number of deflection mirror 13 . 14 and the folding parts arranged between them 19 is increased accordingly.

11: Optischer Sensoroptical sensor
22: Sensorgehäusesensor housing
2a2a: Sensorgehäusesensor housing
2b2 B: Sensorgehäusesensor housing
33: SendelichtstrahlenTransmitted light beams
44: Sendertransmitter
55: Empfängerreceiver
66: Auswerteeinheitevaluation
77: Sendeoptiktransmission optics
88th: Empfangsoptikreceiving optics
99: Fensterwindow
1010: Fensterwindow
1111: Spiegeleinheitmirror unit
1212: Gehäusecasing
1313: Umlenkspiegeldeflecting
1414: Umlenkspiegeldeflecting
1515: Halterungbracket
1616: Halterungbracket
1717: Fensterwindow
1818: Fensterwindow
1919: Faltteilfolding part
2020: Profilrohrsection tube
2121: Kappecap
2222: Rippenribs
2323: Randedge
2424: Randedge

Claims

Optical sensor for detecting objects in a surveillance area, comprising at least one transmitter, at least one receiver and a mirror unit having at least two deflecting mirrors, wherein in the free surveillance area transmitted by the transmitter emitted light beams are guided via the deflection mirror of the mirror unit to the receiver, wherein the mirror unit ( 11 ) in a housing ( 12 ), wherein the inner walls of the mirror unit in the region between the deflecting mirrors ( 13 . 14 ) with an insertion part forming, reflection-reducing folding part ( 19 ), wherein the folding part is designed as a folding carton, which on its surface light traps for the transmitted light beams ( 3 ) forming grooves, which transverse to the beam direction of the transmitted light beams ( 3 ), wherein in the housing ( 12 ) folding part ( 19 ) with its front edge and rear edge on a respective deflecting mirror ( 13 . 14 ) or on a holder ( 15 . 16 ), at which the deflection mirror ( 13 . 14 ) is fixed, rests and is thus secured in position.

Optical sensor according to claim 1, characterized in that the folding part ( 19 ) is formed by a black folding carton, which in the housing ( 12 ) of the mirror unit ( 11 ) lying an opaque tube formed by the transmitted light beams ( 3 ) is interspersed.

Optical sensor according to claim 2, characterized in that the interior of the housing ( 12 ) has a rectangular cross section, to which the shape of the folding carton is adapted.

Optical sensor according to claim 3, characterized in that the folding carton consists of a rectangular carton segment, the adjoining edges ( 23 . 24 ) of the folding carton folded cardboard segment along an edge of the housing ( 12 ).

Optical sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the folding part ( 19 ) with pressure on the inner walls of the housing ( 12 ) is present.

Optical sensor according to claim 5, characterized in that the housing ( 12 ) of a Profile tube ( 20 ) is formed, whose longitudinal ends have insertion openings, each with a cap ( 21 ) are closable.

Optical sensor according to claim 6, characterized in that for mounting the mirror unit ( 11 ) with the cap removed ( 21 ) first a first deflection mirror ( 13 ) on a holder ( 15 ) in the profile tube ( 20 ) is introduced and fixed in a desired position, that subsequently the folding part ( 19 ) in the profile tube ( 20 ) to one of the deflection mirror or its holder ( 15 ) is inserted, and then that the second deflection mirror ( 14 ) on a holder ( 16 ) in the profile tube ( 20 ) is introduced and fixed in a desired position in which this or the holder ( 16 ) on the folding part ( 19 ) is present.

Optical sensor according to claim 7, characterized in that in the region of the deflecting mirror ( 13 . 14 ) in the wall of the housing ( 12 ) Window ( 17 . 18 ) are integrated, through which the transmitted light beams ( 3 ) are guided.

Optical sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the transmitter (s) ( 4 ) and the recipient (s) ( 5 ) on the one hand and the mirror unit ( 11 On the other hand, on opposite edges of the monitoring area are arranged.

Optical sensor according to claim 9, characterized in that its transmitter ( 4 ) and receiver ( 5 ) in separate sensor housings ( 2a . 2 B ) are integrated.

Optical sensor according to claim 10, characterized in that its transmitter ( 4 ) and receiver ( 5 ) in a common housing ( 12 ) are integrated.

Optical sensor according to one of claims 1 to 11, characterized in that this an evaluation unit ( 6 ), in which, depending on the received signals of the receiver or receivers ( 5 ) an object detection signal is generated.