CH699818B1 - Optoelektronischer Sensor mit einem Lichtsender. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor (1) mit einem Lichtsender (4), welcher wenigstens ein Lichtsignal aussendendes Sendeelement (10) aufweist. Über eine Distanz zu dem Lichtsender (4) ist ein Lichtempfänger (6) angeordnet, der wenigstens ein Empfangselement (8) zum Empfangen der Lichtsignale des Sendeelementes (10) aufweist. Es ist eine Auswerteinheit (12) vorhanden zur Auswertung einer auf das Empfangselement (8) gelangende Lichtstärke als Mass für die Güte einer Ausrichtung. Dem Sendeelement (10) ist ein Filterelement (14) nachgeordnet, wobei das Filterelement (14) einen inneren Bereich aufweist, der Licht im Wesentlichen ungehindert durchlässt und der innere Bereich von einem lichtdämpfenden äusseren Bereich umgeben ist. Zur Anzeige von Ausrichtungszuständen ist vorzugsweise eine Anzeigeeinheit (22) vorgesehen.

Description

  [0001]    Die Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

  

[0002]    Aus der DE 19 506 312 A1 ist eine Vorrichtung zum Ausrichten zweier über eine Distanz Lichtsignale austauschender optoelektronischer Sensoren bekannt, wobei der erste Sensor ein die Lichtsignale aussendendes Sendeelement und ein Empfangselement aufweist und der zweite Sensor wenigstens ein Empfangselement aufweist. An einem der Sensoren ist wenigstens ein Retroreflektor so angeordnet, dass dieser während des Ausrichtens vor oder neben dem Empfangselement des Sensors angeordnet ist. Die von dem 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 auftreffende Lichtmenge ist, desto besser ist die Ausrichtung der Sensoren. Die optimale Ausrichtung ist erreicht, wenn die auftreffende Lichtmenge maximal ist.

  

[0003]    Diese Vorrichtung weist jedoch wesentliche Nachteile auf. So ist an dem ersten Sensor zusätzlich zu den Sendeelementen noch ein Empfangselement notwendig, um eine Information über die Ausrichtung zu erhalten. Zusätzlich ist an dem zweiten Sensor ein Retroreflektor notwendig, um die von dem ersten Sensor ausgehenden Lichtstrahlen auf das Empfangselement in dem ersten Sensor zurückzulenken. Da der Retroreflektor das Licht immer genau in sich zurückwirft, kann mit dieser Vorrichtung zum Ausrichten lediglich geprüft werden, welche Lichtmenge von dem Lichtsender in dem ersten Sensor über den Retroreflektor auf den Lichtempfänger in dem ersten Sensor zurückgeworfen wird, also kann nur der erste Sensor ausgerichtet werden. Eine Verkippung des zweiten Sensors wird aufgrund des Retroreflektors nicht erkannt.

   Um den zweiten Sensor auszurichten, müsste an dem ersten Sensor auch ein Retroreflektor angebracht werden und der zweite Sensor identisch zu dem ersten Sensor ausgebildet sein. Die Retroreflektoren sind nur zum Ausrichten notwendig und werden für den bestimmungsgemässen Betrieb der Sensoren nicht mehr benötigt.

  

[0004]    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten optoelektronischen Sensor bereitzustellen, mit dem das Ausrichten vereinfacht ist.

  

[0005]    Die Aufgabe wird erfindungsgemäss nach Anspruch 1 dadurch gelöst, dass ein optoelektronischer Sensor mit einem Lichtsender vorgesehen ist, wobei der Lichtsender wenigstens ein Lichtsignal aussendendes Sendeelement aufweist und einen über eine Distanz zu dem Lichtsender angeordneten Lichtempfänger, der wenigstens ein Empfangselement zum Empfangen der Lichtsignale des Sendeelementes aufweist. Weiter ist eine Auswerteeinheit zur Auswertung einer auf das Empfangselement gelangende Lichtstärke als Mass für die Güte einer Ausrichtung vorhanden, wobei dem Sendeelement ein Filterelement nachgeordnet ist. Das Filterelement weist einen inneren Bereich auf, der Licht im Wesentlichen ungehindert durchlässt und der innere Bereich von einem lichtdämpfenden äusseren Bereich umgeben ist.

  

[0006]    Durch das Filterelement wird das Lichtsignal, ausgehend von dem Sendeelement und abhängig vom Abstrahlwinkel, in zwei verschiedenen Lichtstärken ausgesendet. Durch den zentralen inneren Bereich wird das Licht ohne Dämpfung in einer maximal möglichen Lichtstärke durchgelassen. Im äusseren Bereich, der den inneren Bereich ringförmig umschliesst, erfährt das Licht eine entsprechende Abschwächung. Das Licht, das sich ausgehend vom Sendeelement kegelförmig ausbreitet, bildet damit eine innere Lichtkeule, die von einer lichtschwächeren Lichtkeule umgeben ist. Zwischen der inneren Lichtkeule und der äusseren ringförmigen Lichtkeule ist idealerweise ein stufenförmiger Sprung in der Lichtintensität vorhanden.

   Bei der Ausrichtung des zugehörigen Lichtempfängers kann erfindungsgemäss zwischen dem Empfang von Licht der äusseren Lichtkeule und den Empfang von Licht der inneren Lichtkeule unterschieden und so festgestellt werden, wann der Lichtsender optimal auf den Lichtempfänger oder umgekehrt der Lichtempfänger optimal auf den Lichtsender ausgerichtet ist.

  

[0007]    Im nicht ausgerichteten Zustand empfängt der Lichtempfänger kein Signal von dem Lichtsender. Zur Ausrichtung kann entweder der Lichtempfänger quer zur optischen Achse verschoben werden oder der Lichtsender durch Verschwenken in Richtung auf den Lichtempfänger ausgerichtet werden. Wird nun der Lichtempfänger auf den Lichtsender oder umgekehrt der Lichtsender auf den Lichtempfänger ausgerichtet, so empfängt der Lichtempfänger bei kleiner werdendem Abstand des Lichtempfängers zur optischen Achse des Sendelichts ab einem bestimmten Abstand das erste Lichtsignal aus dem äusseren ringförmigen Bereich. Dadurch sind Lichtempfänger und Lichtsender zunächst grob zueinander ausgerichtet.

   Wird der Lichtempfänger nun weiter in Richtung auf die optische Achse des Sendelichts ausgerichtet, wird ab einem bestimmten kleineren Abstand zur optischen Achse eine höhere Lichtmenge von der inneren Lichtkeule des Sendelichts von dem Lichtempfänger empfangen. Bei Empfangen des Lichtes der zentralen inneren Lichtkeule sind Lichtempfänger und Lichtsender genau zueinander ausgerichtet.

  

[0008]    Wechselt beim Ausrichten des Lichtempfängers bzw. des Lichtsenders die empfangene Lichtstärke sprunghaft zwischen den verschiedenen Bereichen hin und her, wie beispielsweise von keinem empfangenen Signal zu einem teilweise empfangenen Signal der äusseren Lichtkeule oder zu dem empfangenen Signal der inneren Lichtkeule mit der maximalen Lichtstärke, so ist erkennbar, dass sich das Lichtgitter genau in den Grenzbereichen befindet. Wird der Lichtempfänger beispielsweise innerhalb der inneren Lichtkeule in einem bestimmten Bereich bewegt, ohne dass sich die empfangene Lichtstärke verändert, so ist der Lichtempfänger innerhalb des inneren Bereiches stabil ausgerichtet. Auch kleine Erschütterungen des Lichtsenders oder des Lichtempfängers führen nicht zu einer Dejustage des Lichtempfängers oder des Lichtsenders.

  

[0009]    Durch das Filterelement kann eine Ausrichtung auch bei sicherheitstechnischen Sensoren sehr wirkungsvoll durchgeführt werden. Bei sicherheitstechnischen Sensoren mit einem Lichtsender und einem Lichtempfänger müssen Sendekeulen mit einem Öffnungswinkel von +/- 2,5[deg.] bei Sicherheitstyp vier und +/- 5[deg.] Öffnungswinkel bei Sicherheitstyp zwei nach aktuellen Sicherheitsbestimmungen eingehalten werden. Der innere Bereich wird nun so gewählt, dass eine Sendekeule mit einem Öffnungswinkel von +/- 2,5[deg.] bzw. +/- 5[deg.] entsteht. Dieser innere Bereich genügt den aktuellen Bestimmungen zur Sicherheitstechnik.

  

[0010]    Der äussere ringförmige Bereich führt zu einem grösseren Öffnungswinkel von beispielsweise +/- 5[deg.] bzw. +/- 10[deg.] der äusseren Sendekeule. Dadurch ist es möglich, schon ausserhalb der erlaubten inneren Sendekeule eine Ausrichtinformation zu erhalten und den sicherheitstechnischen Lichtempfänger auf den Lichtsender, bzw. den Lichtsender auf den Lichtempfänger auszurichten.

  

[0011]    Vorteilhaft ist dem Filterelement ein Tubus und/oder eine Linse in Richtung der ausgehenden Lichtstrahlen nachgeordnet. Durch den Tubus wird wirkungsvoll ein Aussenden von Streulicht durch das Sendeelement vermieden. Durch das Vermindern des Streulichtanteils werden auch die Sendelichtstärken der inneren Sendekeule und der äusseren Sendekeule deutlicher voneinander getrennt. Dadurch sind genauere stufenförmige Übergänge zwischen den Sendekeulen möglich, wodurch eine genauere Ausrichtinformation zur Verfügung steht. Der Tubus dient vorteilhaft auch als Befestigung für das Filterelement. Das Filterelement kann beispielsweise als Folie mit einem Loch in der Mitte ausgebildet und auf den Tubus aufgeklebt werden. Der Tubus mit dem Filterelement wird dann dem Sendeelement nachgeordnet angebracht.

   Zusätzlich ist nach dem Tubus oder auch direkt nach dem Filterelement eine Linse angebracht. Diese Linse ist insbesondere als Sammellinse ausgebildet und dient zur Strahlbündelung des Sendelichts. Durch die Linse kann ein genau definierter Öffnungswinkel bei einer erhöhten Lichtstärke durch die Strahlbündelung eingehalten werden.

  

[0012]    In Weiterbildung der Erfindung weist das Sendeelement eine im Wesentlichen gleichmässige Lichtstärke über den Abstrahlwinkel auf, so dass vorteilhaft eine im Wesentlichen gleichmässige Lichtstärke innerhalb einer jeweiligen Sendelichtkeule vorliegt. Dabei soll "im Wesentlichen gleichmässig" bedeuten, dass die Unterschiede in der Lichtstärke ca. 10% betragen. Dadurch wird gewährleistet, dass der Lichtempfänger innerhalb der äusseren Lichtkeule und/oder der inneren Lichtkeule immer eine gleichbleibende Lichtstärke empfängt. Dadurch erhält der Lichtempfänger innerhalb des Bereiches der inneren Lichtkeule gleich viel Licht und ist daher innerhalb der inneren Lichtkeule gleich gut ausgerichtet und braucht beispielsweise nicht noch weiter innerhalb der inneren Lichtkeule exakt auf das Zentrum ausgerichtet werden.

   Eine Ausrichtung lediglich auf die innere Lichtkeule hat den zusätzlichen Vorteil, dass eine geringfügige Bewegung, beispielsweise durch Erschütterungen, nicht zu einer Dejustage führt. Durch die gleichmässige Lichtstärke sind auch die Unterschiede in den Lichtstärken zwischen der inneren und der äusseren Lichtkeule unterscheidungskräftiger. Eine gleichmässige Lichtverteilung in der äusseren ringförmigen Lichtkeule lässt eine gleichbleibend genaue Zuordnung von einer empfangenen Lichtstärke zu der äusseren ringförmigen Lichtkeule zu. Die Sendeelemente, beispielsweise bestimmte Leuchtdioden, weisen hierzu bereits eine über einen bestimmten Winkelbereich konstante Lichtstärke auf.

  

[0013]    In einer weiteren Ausführungsform weist der Lichtempfänger wenigstens eine Anzeigeeinheit auf, welche mit der Auswerteeinheit verbunden ist, zur Anzeige unterschiedlicher empfangener Lichtstärken des Sendelichts. Abhängig von der empfangenen und ausgewerteten Lichtstärke steuert die Auswerteeinheit die Anzeigeeinheit unterschiedlich an. Die Anzeigeeinheit weist hierzu beispielsweise unterschiedliche Anzeigeelemente auf. Die Anzeigeelemente sind zum Anzeigen unterschiedlicher Zustände vorgesehen. Zunächst ist der Lichtempfänger nicht ausgerichtet. Hierzu wird ein erstes Anzeigeelement der Anzeigeeinheit angesteuert und zeigt einem Bediener beispielsweise durch die Farbe "Rot" an, dass kein Lichtsignal empfangen wird. Wird der Lichtempfänger besser auf den Lichtsender ausgerichtet, empfängt dieser zunächst ein unzureichendes Signal.

   Hierzu wird von der Auswerteeinheit ein weiteres Anzeigeelement angesteuert und leuchtet beispielsweise "Gelb" auf. Durch diese Anzeige wird der Bediener darauf aufmerksam gemacht, dass bereits ein Empfangssignal vorhanden ist, dieses aber noch zu schwach ist, um einen bestimmungsgemässen Betrieb aufzunehmen. Nach einer weiteren besseren Ausrichtung auf den Lichtsender wird beispielsweise eine Gruppe von Anzeigeelementen angesteuert. Diese Anzeigeelemente bilden beispielsweise eine Balkenanzeige, die abhängig von der empfangenden Lichtstärke ausgelenkt wird. Diese Anzeigelemente sind beispielsweise zur Anzeige der Farbe "Grün" ausgebildet. Dem Bediener wird angezeigt, dass eine gute Ausrichtung bereits erfolgt ist, diese aber noch weiter verbessert werden kann.

   Eine zweite Gruppe von Anzeigeelementen wird angesteuert, die beispielsweise auch als Balkenanzeige in der Farbe Grün ausgebildet ist, wenn der Lichtempfänger optimal auf den Lichtsender ausgebildet ist. Diese Anzeigeelemente werden angesteuert, wenn die Empfangselemente nach einem Übergang von dem äusseren ringförmigen Bereich zu der inneren Lichtkeule des Lichtsenders Licht empfangen. Jetzt wird von dem Lichtempfänger das maximal mögliche Signal empfangen, der Lichtempfänger kann mit dieser Ausrichtung dauerhaft mit dem Lichtsender betrieben werden.

  

[0014]    In Weiterbildung der Erfindung ist der Sensor ein Lichtgitter mit einem Lichtgittersender und einem Lichtgitterempfänger. Bei Lichtgittern müssen alle Lichtempfänger, die in Reihe in einem Gehäuse angeordnet sind, zu den jeweils gegenüberliegend angeordneten Lichtsendern ausgerichtet werden. Hierbei ist ein weiterer Freiheitsgrad bei der Ausrichtung gegenüber einem Sensor mit nur einem Sende- bzw. Empfangselement zu beachten, nämlich die Verdrehung des Lichtempfängers um eine optische Achse eines Lichtempfängers. Auch eine solche Verdrehung des Lichtgitterempfängers kann mit Hilfe des erfindungsgemässen Lichtgitters ausgerichtet werden. Hierzu sind beispielsweise zwei Sendeelemente des Lichtgitters mit dem Filterelement versehen. Vorzugsweise ist hierbei das erste und letzte Sendeelement des Lichtgittersenders mit dem Filterelement ausgestattet.

   Je weiter die Sendeelemente mit dem Filterelement auseinanderliegen, desto besser kann eine Verdrehung des Lichtgitterempfängers zu dem Lichtgittersender angezeigt werden. Erfindungsgemäss kann für das erste und letzte Empfangselement jeweils eine Anzeigeeinheit vorgesehen werden. Ist beispielsweise das erste Empfangselement genau auf das zugehörige Sendeelement ausgerichtet, so wird die maximal mögliche Lichtstärke angezeigt. Im Extremfall ist aber das letzte Empfangselement noch nicht zu dem zugehörigen Sendeelement ausgerichtet und es wird an dem zugehörigen Anzeigeelement die Farbe Rot angezeigt, für die noch ungenügende Ausrichtung. Nach einer Korrektur der Ausrichtung zeigen dann beide Anzeigeelemente eine maximale Signalstärke an und das Lichtgitter ist optimal ausgerichtet.

  

[0015]    Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen erläutert.

  

[0016]    In der Zeichnung zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>einen erfindungsgemässen Sensor mit einem Lichtsender und einem Lichtempfänger;


  <tb>Fig. 2a bis 2c<sep>eine Darstellung eines Filterelements in verschiedenen Ausführungsformen; 


  <tb>Fig. 3<sep>ein schematisches Diagramm der Signalstärke abhängig vom Winkel


  <tb>Fig. 4 bis 8<sep>eine Anzeigeeinheit mit verschiedenen Anzeigen;


  <tb>Fig. 9;<sep>ein erfindungsgemässes Lichtgitter.

  

[0017]    Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen optoelektronischen Sensor 1 mit einem Lichtsender 4 und einem Lichtempfänger 6. Der Lichtsender 4 und der Lichtempfänger 6 sind dabei gegenüberliegend zueinander angeordnet. Der Lichtsender 4 weist ein Sendeelement 10, ein dem Sendeelement 10 nachgeordnetes Filterelement 14 und eine weiter im Strahlengang des Sendeelements 10 nachgeordnete Linse 20 auf. Hilfsweise ist eine optische Achse 36 des Lichtsenders 4 eingezeichnet. Durch das Filterelement 14 wird ausgehendes Sendelicht des Sendeelementes 10 kegelförmig in zwei Bereiche mit verschiedenen Lichtstärken ausgesendet. Eine erste innere Lichtkeule 32 weist eine maximale Lichtstärke auf. Um diese innere Lichtkeule 32 herum liegt eine im Querschnitt ringförmige Lichtkeule 34 mit deutlich geringerer Lichtstärke.

   Die Lichtstärke des ausgehenden Lichts nimmt dabei mit der Entfernung von dem Lichtsender 4 ab. Das ausgesendete Licht trifft dabei auf den Lichtempfänger 6. Der Lichtempfänger 6 besteht aus einer Empfangslinse 21 und einem zugehörigen Empfangselement 8, auf welches das ausgesendete Licht trifft und von einer mit dem Empfangselement 8 verbundenen Auswerteinheit 12 ausgewertet wird. Mit der Auswerteeinheit 12 ist eine Anzeigeeinheit 22, zur Anzeige der verschiedenen empfangenen Lichtstärken, verbunden. Der Lichtempfänger 6 ist in diesem Beispiel so ausgerichtet, dass die maximale Lichtstärke der inneren Lichtkeule 32 des Lichtsenders 4 empfangen wird.

  

[0018]    Fig. 2a zeigt das Filterelement 14 mit einem kreisförmigen inneren Bereich 16 und einem ringförmigen äusseren Bereich 18. Der innere Bereich 16 lässt dabei Licht der verwendeten Wellenlänge im Wesentlichen ungehindert, das heisst nicht abgeschwächt, durch. Bevorzugt ist der innere Bereich 16 vollständig für Lichtstrahlen durchlässig. Der äussere ringförmige Bereich 18 weist im Gegensatz zu dem inneren Bereich 16 eine Dämpfung auf. Die Dämpfung beträgt beispielsweise 30% bis 70%. Das Filterelement 14 ist je nach verwendetem Licht für sichtbares Licht, infrarotes Licht oder für eine andere Wellenlänge ausgebildet. Das gezeigte Filterelement 14 kann durch die äussere Kreisform sehr gut in einem Aufnahmerahmen zentriert werden.

  

[0019]    Fig. 2b zeigt ein weiteres Filterelement 14, wobei der äussere Bereich 18 im Unterschied zu der in Fig. 2agezeigten Ausführung eine quadratische Form aufweist. Die in Fig. 2b gezeigte Ausführung lässt sich beispielsweise sehr gut an den Eckpunkten durch Klebestellen befestigen.

  

[0020]    Fig. 2c zeigt eine weitere Ausführungsform des Filterelements 14 für ein Lichtgittersender. Mehrere Filterelemente 14 aus Fig. 2a sind dabei nebeneinander in einer Reihe angeordnet. Als Träger dient dabei beispielsweise lichtundurchlässiges Material.

  

[0021]    Die Filterelemente 14 werden beispielsweise aus einer lichtteildurchlässigen Folie hergestellt, wobei der innere Bereich 16 zum Beispiel freigestanzt wird. Die Folien können aber auch als Spritzgussteile oder als Mehrkomponenten Spritzgussteile in Verbindung mit einem Tubus hergestellt werden.

  

[0022]    In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Lichtstärke des ausgehenden Lichtes des Lichtsenders in Abhängigkeit eines Öffnungswinkels gezeigt. Ausgehend von der optischen Achse des Lichtsenders, welche den Werten bei 0[deg.] entsprechen, wird in einem inneren Bereich D bis zu einem bestimmten Öffnungswinkel die maximale Signalstärke ausgesendet, die eine Lichtstärke im Bereich SD aufweist. Dieser Bereich D entspricht der inneren Lichtkeule des Lichtsenders, hervorgerufen durch den kreisförmigen inneren Bereich 16 des Filterelementes 14 aus Fig. 1. Der zweite Bereich C wird durch den ringförmigen äusseren Bereich des Filterelementes 14 hervorgerufen und entspricht der äusseren Lichtkeule. Dieser Bereich C zeigt eine geringere Lichtstärke gegenüber Bereich D mit einem Übergangsbereich, mit einer Lichtstärke im Bereich SC.

   In einem weiteren Bereich B bei einem grösseren Öffnungswinkel als im Bereich C, wird, aufgrund von Streulicht und Toleranzen in den optischen Bauteilen, eine unzureichende Lichtstärke im Bereich SB ausgesendet. In einem Bereich A wird kein Licht, oder Licht mit einer geringfügigen Lichtstärke im Bereich SA ausgesendet. Dieser Bereich liegt ausserhalb des Öffnungswinkels des Sendeelementes.
In den Fig. 4 bis 8 ist ein Beispiel für die Anzeigeeinheit 22 dargestellt, mit verschiedenen Anzeigeinhalten bei verschieden ausgerichtetem Lichtempfänger auf den Lichtsender. Die Anzeigeeinheit 22 weist verschiedene Anzeigeelemente A1, B1 oder Balkenanzeigen C1 und D1 auf. In Fig. 4 ist die Anzeigeeinheit 22 beispielsweise für den Fall dargestellt, dass der Lichtempfänger nicht auf den Lichtsender bzw. der Lichtsender nicht auf den Lichtempfänger ausgerichtet ist.

   Das Anzeigeelement A1 leuchtet in diesem Fall dauerhaft rot. Wird der Lichtempfänger nun mehr in Richtung zu der optischen Achse des Lichtsenders bewegt und auf den Lichtsender gerichtet, so kommt der Lichtempfänger in den Bereich, wo nur ein unzureichendes Lichtsignal entsprechend Bereich B aus Fig. 3ausgesendet wird. Die Anzeigeeinheit 22 zeigt ein Anzeigeelement B1 mit der Anzeige der Farbe Gelb ein schwaches Lichtsignal an. Die rote Anzeige an Anzeigeelement A1 bleibt beispielsweise noch erhalten. Wird nun der Lichtempfänger weiter auf den Lichtsender in Richtung der optischen Achse auf den Lichtsender ausgerichtet, wird durch das Empfangselement ein Lichtsignal, entsprechend dem Bereich C aus Fig. 3, empfangen. Das empfangene Lichtsignal wird auf einer Balkenanzeige C1, entsprechend Fig. 5, bestehend aus einem oder mehreren Elementen mit der Farbe Grün angezeigt.

   Die Anzahl der aufleuchtenden Elemente der Balkenanzeige C1 ist ein Mass für die Stärke des empfangenen Lichtsignals. Dieses nimmt mit zunehmender Entfernung vom Lichtsender ab. Wird der Empfänger nun weiter auf den Lichtsender ausgerichtet, so wird ab einem bestimmten Winkelbereich ein stärkeres Lichtsignal des Bereichs D aus Fig. 3 empfangen. Aufgrund dieses Signalsprunges wird nun eine weitere Balkenanzeige D1, entsprechend Fig. 6, bestehend aus einzelnen Elementen, angesteuert. Da das Lichtsignal im Bereich D stärker als in dem Bereich C aus Fig. 3 ist, werden drei Elemente anstatt zwei, wie bei der Balkenanzeige C1 aus Fig. 5, angezeigt. Wird bei der Ausrichtung nun der Lichtempfänger zwischen den Bereichen D und C hin- und herbewegt, wird abwechselnd die Balkenanzeige C1 und D1 aktiviert.

   Für einen Bediener ist dadurch erkennbar, dass der Sensor im Bereich D optimal ausgerichtet ist.

  

[0023]    Die Fig. 7 und 8 zeigen analog zu den Fig. 5 und 6 eine Ausrichtung des Lichtempfängers auf den Lichtsender bei einem grösseren Abstand zueinander. Die Balkenanzeige C1 in Fig. 7zeigt daher einen geringeren Pegel als die Balkenanzeige C1 aus Fig. 5. Auch die Balkenanzeige D1 in Fig. 8 zeigt einen geringeren Signalpegel als die Balkenanzeige D1 in Fig. 6. Jedoch ist auch in den Fig. 7 und 8ein Unterschied in den Signalpegeln zwischen den Balkenanzeigen C1 und D1 erkennbar und für einen Bediener festzustellen, ob sich der Lichtempfänger noch in der äusseren ringförmigen Lichtkeule befindet oder schon optimal in der inneren Lichtkeule auf den Lichtsender ausgerichtet ist.

  

[0024]    Fig. 9 zeigt ein Lichtgitter, bestehend aus einem Lichtgitterempfänger 30 und einem Lichtgittersender 28. Der Lichtgitterempfänger 30 ist beabstandet zu dem Lichtgittersender 28 angeordnet und auf diesen ausgerichtet. Der Lichtgittersender 28 weist mehrere Sendeelemente 10, 10.1 und 10.2 auf. Das erste und letzte Sendeelement 10.1 und 10.2 sind dabei mit dem Filterelement gemäss Anspruch 1 ausgestattet. Ausgehend von dem ersten und letzten Sendeelement 10.1 und 10.2 wird nun in einem inneren Bereich Licht in einer Lichtkeule 32.1 mit maximaler Lichtstärke ausgesendet. Um diesen inneren Bereich wird, wie bereits in Fig. 1 beschrieben, in einem Bereich um die innere Lichtkeule 32.1, verursacht durch das Filterelement, eine reduzierte Lichtstärke ausgesendet.

   Für den Empfang der Lichtstrahlen der zwei entsprechenden Empfangselemente kann jeweils eine Anzeigeeinheit 22.1 und 22.2 zur Anzeige, wie beispielsweise in Fig. 4 bis 8beschrieben, vorhanden sein oder eine Anzeigeeinheit ist zum Anzeigen der Lichtstärke beider Empfangselemente ausgebildet. So kann beispielsweise während eines Ausrichtvorganges das zu dem Sendeelement 10.1 zugehörige Empfangselement mit Hilfe der Anzeigeeinheit 22.1 ausgerichtet werden und in einem zweiten Schritt das zu dem Sendeelement 10.2 zugehörige Empfangselement ausgerichtet werden, indem der Lichtgitterempfänger 30 entsprechend auf den Lichtgittersender 28 gedreht wird. Nachdem beide Anzeigeeinheiten 22.1 und 22.2 oder eine kombinierte Anzeigeeinheit dem Bediener eine maximal empfangene Lichtstärke anzeigen, ist das Lichtgitter optimal ausgerichtet.

  

[0025]    In einem Gehäuse des Lichtgittersenders 28 oder in einem gegenüberliegenden Gehäuse des Lichtgitterempfängers 30 kann zusätzlich noch eine Laserlichtquelle 24 zur Erzeugung eines Richtstrahles 26 angebracht sein. Mit Hilfe dieses Richtstrahles 26 ist eine zusätzliche Möglichkeit zur Ausrichtung der beiden Gehäuse zueinander vorhanden. Hierzu muss das jeweils gegenüberliegende Gehäuse eingesehen werden, um den Auftreffpunkt des Richtstrahles 26 zu erkennen.

Bezugszeichen:

  

[0026]    
<tb>1<sep>Sensor


  <tb>4<sep>Lichtsender


  <tb>6<sep>Lichtempfänger


  <tb>8<sep>Empfangselement


  <tb>10, 10.1, 10.2<sep>Sendeelement


  <tb>12<sep>Auswerteeinheit


  <tb>14<sep>Filterelement


  <tb>16<sep>kreisförmiger innerer Bereich


  <tb>18<sep>äusserer Bereich


  <tb>20<sep>Linse


  <tb>21<sep>Empfangslinse


  <tb>22, 22.1, 22.2<sep>Anzeigeeinheit


  <tb>24<sep>Laserlichtquelle


  <tb>26<sep>Richtstrahl


  <tb>28<sep>Lichtgittersender


  <tb>30<sep>Lichtgitterempfänger


  <tb>32, 32.1, 32.2<sep>innere Lichtkeule


  <tb>34, 34.1, 34.2<sep>äussere Lichtkeule


  <tb>36, 36.1, 36.2<sep>optische Achse


  <tb>A, B, C, D, SA, SB, SC, SD <sep>Bereiche mit verschiedener Lichtstärke 


  <tb>A1, B1<sep>Anzeigeelemente 


  <tb>C1, D1 <sep>Balkenanzeigen

Claims (7)

1. Optoelektronischer Sensor mit einem Lichtsender, wobei dieser wenigstens ein Lichtsignal aussendendes Sendeelement aufweist und einen über eine Distanz zu dem Lichtsender angeordneten Lichtempfänger, der wenigstens ein Empfangselement zum Empfangen der Lichtsignale des Sendeelementes aufweist, wobei eine Auswerteeinheit zur Auswertung einer auf das Empfangselement gelangende Lichtstärke als Mass für die Güte einer Ausrichtung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sendeelement ein Filterelement nachgeordnet ist, wobei das Filterelement einen inneren Bereich aufweist, der Licht im Wesentlichen ungehindert durchlässt und der innere Bereich von einem lichtdämpfenden äusseren Bereich umgeben ist.

2. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Filterelement ein Tubus und/oder eine Linse nachgeordnet ist.

3. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendeelement eine im Wesentlichen gleichmässige Lichtstärke über einen Abstrahlwinkel aufweist.

4. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtempfänger wenigstens eine Anzeigeeinheit aufweist, welche mit der Auswerteeinheit, zur Anzeige unterschiedlicher empfangener Lichtstärken, verbunden ist.

5. Optoelektronischer Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit zum Anzeigen von mindestens vier Ausrichtzuständen ausgebildet ist, wobei diese Ausrichtzustände umfassen:

- Lichtempfänger empfängt kein Signal und ist deshalb nicht ausgerichtet,

- Lichtempfänger empfängt ein unzureichendes Signal ist unzureichend ausgerichtet,

- Lichtempfänger empfängt ein Signal und ist besser ausgerichtet,

- Lichtempfänger empfängt ein optimales Signal und ist genau ausgerichtet.

6. Optoelektronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Lichtgitter mit einem Lichtgittersender und einem Lichtgitterempfänger ist.

7. Optoelekronischer Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement wenigstens in dem ersten und/oder dem letzten Sendeelement des Lichtgittersenders angeordnet ist.