JPH10311703A - 列又は行列で配列された複数の感光素子を備えた光電子センサ配置 - Google Patents
列又は行列で配列された複数の感光素子を備えた光電子センサ配置Info
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- JPH10311703A JPH10311703A JP10120537A JP12053798A JPH10311703A JP H10311703 A JPH10311703 A JP H10311703A JP 10120537 A JP10120537 A JP 10120537A JP 12053798 A JP12053798 A JP 12053798A JP H10311703 A JPH10311703 A JP H10311703A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 列又は行列で配列された複数の感光素子を備
えた光電子センサ配置を提供する。 【解決手段】 光電子センサ配置は、被監視領域へ連続
する動作光パルスを送信する光送信器と、被監視領域に
位置した対象物から反射された動作光パルスを受信する
光受信器ユニットとからなり、光受信器ユニットは少な
くとも２つの感光素子を含み、個々の感光素子に協働し
た迷光を抑制する回路を含む。
えた光電子センサ配置を提供する。 【解決手段】 光電子センサ配置は、被監視領域へ連続
する動作光パルスを送信する光送信器と、被監視領域に
位置した対象物から反射された動作光パルスを受信する
光受信器ユニットとからなり、光受信器ユニットは少な
くとも２つの感光素子を含み、個々の感光素子に協働し
た迷光を抑制する回路を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被監視領域へ連続
する動作光パルスを送信する光送信器と、被監視領域に
位置した対象物から反射された動作光パルスを受信する
光受信器ユニットとからなる光電子センサ配置に関す
る。
する動作光パルスを送信する光送信器と、被監視領域に
位置した対象物から反射された動作光パルスを受信する
光受信器ユニットとからなる光電子センサ配置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】かかるセンサ配列では、光受信器ユニッ
トは、感光素子によって供給された信号の適切な評価の
後に結果が被監視領域中の反射対象物の位置上で引かれ
るように、例えば複数の感光素子を含むことができる。
これらのセンサ配列はＰＳＤ（位置感応検出器）又はＣ
ＣＤとして従来技術として知られている。これらは例え
ば、ビデオカメラの中で使用され、共通の欠点は、安定
光内の特に迷光だけに可能である不適当なフィルタリン
グである。ＰＳＤは、既に始まっている飽和の結果、迷
光が制限されたフィルタリングを可能にする。ＣＣＤは
迷光値の減法による安定光中の迷光の除去だけを可能に
し、この減法は実際の光受信に起こり、また、すべての
感光素子上にて平均化される。さらに、ＰＳＤの欠点は
それが常に特定時点で認識できる１つの単一対象物だけ
であるということである。
トは、感光素子によって供給された信号の適切な評価の
後に結果が被監視領域中の反射対象物の位置上で引かれ
るように、例えば複数の感光素子を含むことができる。
これらのセンサ配列はＰＳＤ（位置感応検出器）又はＣ
ＣＤとして従来技術として知られている。これらは例え
ば、ビデオカメラの中で使用され、共通の欠点は、安定
光内の特に迷光だけに可能である不適当なフィルタリン
グである。ＰＳＤは、既に始まっている飽和の結果、迷
光が制限されたフィルタリングを可能にする。ＣＣＤは
迷光値の減法による安定光中の迷光の除去だけを可能に
し、この減法は実際の光受信に起こり、また、すべての
感光素子上にて平均化される。さらに、ＰＳＤの欠点は
それが常に特定時点で認識できる１つの単一対象物だけ
であるということである。
【０００３】上記の記述された欠点の結果として、従来
技術の公知センサの産業上使用は非常に制限され、例え
ば、迷光の有効で確実な抑制が相当な動的信号範囲を備
えた産業応用で生じる産業使用では、必須である。
技術の公知センサの産業上使用は非常に制限され、例え
ば、迷光の有効で確実な抑制が相当な動的信号範囲を備
えた産業応用で生じる産業使用では、必須である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特に
安定光における迷光の改善された抑制が可能であるよう
な上記種類の光電子センサ配置を開発することにある。
安定光における迷光の改善された抑制が可能であるよう
な上記種類の光電子センサ配置を開発することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によると、光受信
器ユニットは少なくとも２つの感光素子を含み、個々の
感光素子に協働した迷光を抑制する回路を含むことによ
り、この目的は達成される。本発明によると、個々の感
光素子は、それ自身で、個別で、迷光抑制回路を装備し
ている。
器ユニットは少なくとも２つの感光素子を含み、個々の
感光素子に協働した迷光を抑制する回路を含むことによ
り、この目的は達成される。本発明によると、個々の感
光素子は、それ自身で、個別で、迷光抑制回路を装備し
ている。
【０００６】本発明の原理は、迷光に対し特に確実であ
り有効な抑制を可能にする。例えば、動作光信号のダイ
ナミックレンジが迷光のダイナミックレンジより著しく
小さい場合、迷光の抑制は、さらに動作光信号のより確
実な認識を可能にする。例えば、本発明によると、１０
7の迷光ダイナミックレンジを備えた例えば１０3までの
比較的低いダイナミックレンジを備えた動作光信号が信
頼性高く認識可能である。迷光が動作光の振幅より数十
倍高く存在する振幅を有する場合、これはさらに可能で
ある。
り有効な抑制を可能にする。例えば、動作光信号のダイ
ナミックレンジが迷光のダイナミックレンジより著しく
小さい場合、迷光の抑制は、さらに動作光信号のより確
実な認識を可能にする。例えば、本発明によると、１０
7の迷光ダイナミックレンジを備えた例えば１０3までの
比較的低いダイナミックレンジを備えた動作光信号が信
頼性高く認識可能である。迷光が動作光の振幅より数十
倍高く存在する振幅を有する場合、これはさらに可能で
ある。
【０００７】更に、本発明の光電子センサ配置の有利な
点は、迷光抑制の結果、抑制が列又は行列の各セル中で
別々に起こることである。つまり、個々の感光素子に関
して、異なって照明された背景表面は、動作光信号の評
価の上に否定的効果を有さない。本発明によると、これ
らの対象物または背景要素が迷光によって照明されるの
と独立して、受信動作光は被監視領域の背景要素の反射
率に関する正確な情報を常に提供する。例えば、対象物
が被監視領域中にあって本発明の光電子センサ配置から
送信された光が一様な背景表面から反射されるならば、
背景表面の特定領域が他の領域より迷光によってより強
く照明される場合、背景表面はその均質の反射率を表わ
す一定受光信号を伝える。背景表面の不均質の照明は本
発明によって中和される。
点は、迷光抑制の結果、抑制が列又は行列の各セル中で
別々に起こることである。つまり、個々の感光素子に関
して、異なって照明された背景表面は、動作光信号の評
価の上に否定的効果を有さない。本発明によると、これ
らの対象物または背景要素が迷光によって照明されるの
と独立して、受信動作光は被監視領域の背景要素の反射
率に関する正確な情報を常に提供する。例えば、対象物
が被監視領域中にあって本発明の光電子センサ配置から
送信された光が一様な背景表面から反射されるならば、
背景表面の特定領域が他の領域より迷光によってより強
く照明される場合、背景表面はその均質の反射率を表わ
す一定受光信号を伝える。背景表面の不均質の照明は本
発明によって中和される。
【０００８】本発明による光電子センサ中の迷光抑制
は、単に比較的短い動作光パルス特に高エネルギー光パ
ルスが送信される際にさらに改善できる。この点で、例
えば、動作光パルスの期間はナノ秒範囲に存在できる。
動作光信号のパルス幅は１ミリ秒から２０ミリ秒の間が
好ましい。動作光のパルス幅の逆の値が最高に普及して
いる妨害光周波数のおよそ２桁以上で存在する場合、そ
れは有利である。なぜなら、その時以来、迷光又は妨害
光の特に確実な抑制が可能であるからである。
は、単に比較的短い動作光パルス特に高エネルギー光パ
ルスが送信される際にさらに改善できる。この点で、例
えば、動作光パルスの期間はナノ秒範囲に存在できる。
動作光信号のパルス幅は１ミリ秒から２０ミリ秒の間が
好ましい。動作光のパルス幅の逆の値が最高に普及して
いる妨害光周波数のおよそ２桁以上で存在する場合、そ
れは有利である。なぜなら、その時以来、迷光又は妨害
光の特に確実な抑制が可能であるからである。
【０００９】本発明による迷光抑制の結果、従来技術で
知られるセンサの対数送信行動の代わりに線形送信行動
を提供することが可能である。つまり、受信動作光のた
めの本発明の感光素子によって供給された電流は、被監
視領域に位置した対象物及び要素の反射又は軽減の程度
に比例した形を持つことができる。複数の感光素子が列
（ライン状）配置又は行列（アレイ状）配置の中で互い
に配置される場合、本発明によるセンサ配置の使用は特
に有利である。本発明によると、特に行列配置おいて、
監視された空間の対象物の存在を測定するだけでなく、
その位置をも測定することが可能である。
知られるセンサの対数送信行動の代わりに線形送信行動
を提供することが可能である。つまり、受信動作光のた
めの本発明の感光素子によって供給された電流は、被監
視領域に位置した対象物及び要素の反射又は軽減の程度
に比例した形を持つことができる。複数の感光素子が列
（ライン状）配置又は行列（アレイ状）配置の中で互い
に配置される場合、本発明によるセンサ配置の使用は特
に有利である。本発明によると、特に行列配置おいて、
監視された空間の対象物の存在を測定するだけでなく、
その位置をも測定することが可能である。
【００１０】本発明の好ましい実施例では、迷光を抑制
する回路の各々は、それぞれの感光素子接続され調整さ
れたエネルギー源、特に電流源を有する。このエネルギ
ー源は、それによって感光素子を通して流れる電流を供
給し、これは動作光パルス送信間の休止中に存在する迷
光に対応する。本発明によると、エネルギー源によって
供給された電流は、最後に検出した値に対応する値又は
動作光信号送信の時間領域へ外挿された迷光の変動に、
動作光信号の送信中、維持される。
する回路の各々は、それぞれの感光素子接続され調整さ
れたエネルギー源、特に電流源を有する。このエネルギ
ー源は、それによって感光素子を通して流れる電流を供
給し、これは動作光パルス送信間の休止中に存在する迷
光に対応する。本発明によると、エネルギー源によって
供給された電流は、最後に検出した値に対応する値又は
動作光信号送信の時間領域へ外挿された迷光の変動に、
動作光信号の送信中、維持される。
【００１１】動作光の受信中に感光素子によってさらに
流れる補足電流は、受光動作光に結局対応するこの補足
電流の測定可能な値で、他のエネルギー源特にコンデン
サから取り出される。動作信号測定の指定された原理を
実現するために、エネルギー源の調整は、動作光パルス
の送信間の休止中にスイッチを切り替えて入れることが
でき、動作光パルスの送信中にスイッチを切ることがで
きる。
流れる補足電流は、受光動作光に結局対応するこの補足
電流の測定可能な値で、他のエネルギー源特にコンデン
サから取り出される。動作信号測定の指定された原理を
実現するために、エネルギー源の調整は、動作光パルス
の送信間の休止中にスイッチを切り替えて入れることが
でき、動作光パルスの送信中にスイッチを切ることがで
きる。
【００１２】しかしながら、同様に、さらに、動作光パ
ルスの送信間の休止中で、調整に関係して可変である動
作光パルスの送信時に調整をなすこともできる。調整回
路の少なくとも１つのフィルタの能動及び非能動を通し
た調整行動の変更を引き起こすことは特に可能である。
この点で、短い時定数のフィルタは動作光パルスの送信
間の休止において能動化され得、一方、より長い時定数
のフィルタは動作光パルスの送信中に能動化され得る。
ルスの送信間の休止中で、調整に関係して可変である動
作光パルスの送信時に調整をなすこともできる。調整回
路の少なくとも１つのフィルタの能動及び非能動を通し
た調整行動の変更を引き起こすことは特に可能である。
この点で、短い時定数のフィルタは動作光パルスの送信
間の休止において能動化され得、一方、より長い時定数
のフィルタは動作光パルスの送信中に能動化され得る。
【００１３】先の後者の方法によって、エネルギー源か
ら供給された電流の外挿法は、動作光の送信の間におい
て、電流の変動に依存して動作光パルスの送信中に達成
できる。その結果、さらに迷光補償を改善できる。迷光
を抑制する回路の各々は、感光素子によって受光した動
作光成分の蓄積用に蓄積素子を備えており、蓄積素子は
特にコンデンサとして実行される。
ら供給された電流の外挿法は、動作光の送信の間におい
て、電流の変動に依存して動作光パルスの送信中に達成
できる。その結果、さらに迷光補償を改善できる。迷光
を抑制する回路の各々は、感光素子によって受光した動
作光成分の蓄積用に蓄積素子を備えており、蓄積素子は
特にコンデンサとして実行される。
【００１４】動作光パルスの受信中、蓄積素子は感光素
子へスイッチによって接続することができる。その結
果、受信動作光の振幅は蓄積素子へ転送される。蓄積素
子のすべてがそれらとそれぞれ協働した感光素子に同時
に接続され得る場合、それは有利である。その結果、被
監視領域の対象物の迅速な動作をさらに正確に検知でき
る。蓄積素子の感光素子への同時接続は、迷光から解放
された被監視領域の正確で瞬時記録を可能にする。
子へスイッチによって接続することができる。その結
果、受信動作光の振幅は蓄積素子へ転送される。蓄積素
子のすべてがそれらとそれぞれ協働した感光素子に同時
に接続され得る場合、それは有利である。その結果、被
監視領域の対象物の迅速な動作をさらに正確に検知でき
る。蓄積素子の感光素子への同時接続は、迷光から解放
された被監視領域の正確で瞬時記録を可能にする。
【００１５】被監視領域の連続的な監視を可能にしかつ
被監視領域の連続瞬時記録を短い時間間隔で利用可能に
するために、迷光抑制のために設けられた回路の各々の
蓄積素子は、動作光パルスの送信間の休止中に能動化す
ることができるリセット回路に接続される。したがっ
て、瞬時記録がなされた後、及び蓄積された値が評価回
路に利用可能になった後、現在の蓄積素子はすべて中立
値に再びリセットされる。その結果、蓄積素子は新しい
動作光信号値の蓄積のための準備ができているようにな
る。
被監視領域の連続瞬時記録を短い時間間隔で利用可能に
するために、迷光抑制のために設けられた回路の各々の
蓄積素子は、動作光パルスの送信間の休止中に能動化す
ることができるリセット回路に接続される。したがっ
て、瞬時記録がなされた後、及び蓄積された値が評価回
路に利用可能になった後、現在の蓄積素子はすべて中立
値に再びリセットされる。その結果、蓄積素子は新しい
動作光信号値の蓄積のための準備ができているようにな
る。
【００１６】設けられた蓄積素子はスイッチ特にアドレ
ス指定可能なスイッチによって、１つ以上のサンプルホ
ールド回路へ、コンパレータ回路へ、又はＡ／Ｄコンバ
ータへ接続できる。蓄積素子上に蓄積された値のサンプ
ルホールド回路への転送があると、ある状況が有利なや
り方で達成され、その中では被監視領域に関するセンサ
配置で測定された情報が読み出され、さらに、時間に関
して臨界的でない方法で評価される。特に、新しい値が
再び既に蓄積素子に蓄積される間、サンプルホールド回
路に蓄積された値をさらに処理することが可能である。
ス指定可能なスイッチによって、１つ以上のサンプルホ
ールド回路へ、コンパレータ回路へ、又はＡ／Ｄコンバ
ータへ接続できる。蓄積素子上に蓄積された値のサンプ
ルホールド回路への転送があると、ある状況が有利なや
り方で達成され、その中では被監視領域に関するセンサ
配置で測定された情報が読み出され、さらに、時間に関
して臨界的でない方法で評価される。特に、新しい値が
再び既に蓄積素子に蓄積される間、サンプルホールド回
路に蓄積された値をさらに処理することが可能である。
【００１７】適切なコンパレータ回路又は蓄積素子の値
が渡されるＡ／Ｄコンバータを備えることにより、蓄積
素子に蓄積された値及び本発明例えば上記種類の瞬時記
録によりセンサ配置で検知されたイメージの灰色値の振
幅に関する見解を行なうことが可能である。灰色値の解
像はそれぞれの必要条件に適応できる。例えば、データ
整理の情況の中に、ある場合には、蓄積素子に蓄積され
複数の異なる振幅を持った値を、各応用には著しく少数
の灰色ステージに線形に縮小することが可能である。
が渡されるＡ／Ｄコンバータを備えることにより、蓄積
素子に蓄積された値及び本発明例えば上記種類の瞬時記
録によりセンサ配置で検知されたイメージの灰色値の振
幅に関する見解を行なうことが可能である。灰色値の解
像はそれぞれの必要条件に適応できる。例えば、データ
整理の情況の中に、ある場合には、蓄積素子に蓄積され
複数の異なる振幅を持った値を、各応用には著しく少数
の灰色ステージに線形に縮小することが可能である。
【００１８】コンパレータ回路を使用する場合、これが
調整可能な閾値を有することが利点である。なぜなら、
この方法では、閾値がそれぞれ普及している条件に適応
できる状況を達成できるからであり、閾値が結局、受光
光量のための測定ファクタとなり、この閾値を超えて光
受信が現実に示される。特にこの場合、実際の測定の前
に起こる教え手続きの情況において、それぞれ普及して
いるコントラスト条件にコンパレータの閾値を適応させ
ることは可能である。
調整可能な閾値を有することが利点である。なぜなら、
この方法では、閾値がそれぞれ普及している条件に適応
できる状況を達成できるからであり、閾値が結局、受光
光量のための測定ファクタとなり、この閾値を超えて光
受信が現実に示される。特にこの場合、実際の測定の前
に起こる教え手続きの情況において、それぞれ普及して
いるコントラスト条件にコンパレータの閾値を適応させ
ることは可能である。
【００１９】調整可能な閾値を規定すること及び教え手
続きの挿入によって、Ａ／Ｄコンバータの使用は、最大
データを２つの値（光受信イエス／光受信ノー）だけへ
減少することに導く有利点を与えることができる。本発
明によるセンサ配置の特に経済的な使用は、光受信器ユ
ニットの感光素子はすべて単一チップ上で配列されると
き、可能である。この方法により、迷光を抑制する回路
はすべてチップ上で同様に配列できる。その結果、単一
チップ上に本発明のセンサ配置全体を統合できる。
続きの挿入によって、Ａ／Ｄコンバータの使用は、最大
データを２つの値（光受信イエス／光受信ノー）だけへ
減少することに導く有利点を与えることができる。本発
明によるセンサ配置の特に経済的な使用は、光受信器ユ
ニットの感光素子はすべて単一チップ上で配列されると
き、可能である。この方法により、迷光を抑制する回路
はすべてチップ上で同様に配列できる。その結果、単一
チップ上に本発明のセンサ配置全体を統合できる。
【００２０】光受信器ユニットの感光素子は互いに等距
離間隔で離れて又は互いに直接隣接して、配列できる。
したがって、幾何学的な条件は達成でき、大きい及び小
さい双方の受信器サイズでＣＣＤアレイ配列の幾何学的
条件に対応できる。つまり、大きい及び小さい受信器表
面を備えた感光素子が実現できる。特に、感光性表面が
ほとんど１００％を満たす結果となるよう感光素子を互
いに並んで非常に緊密に配置することが可能である。
離間隔で離れて又は互いに直接隣接して、配列できる。
したがって、幾何学的な条件は達成でき、大きい及び小
さい双方の受信器サイズでＣＣＤアレイ配列の幾何学的
条件に対応できる。つまり、大きい及び小さい受信器表
面を備えた感光素子が実現できる。特に、感光性表面が
ほとんど１００％を満たす結果となるよう感光素子を互
いに並んで非常に緊密に配置することが可能である。
【００２１】提供される素子の感光性表面は、それぞれ
与えられた必要条件に適応可能な形と共に、異なる幾何
学的な形を持つことができる。最終的に、感光素子の前
にそれぞれカラーフィルタ特に調整可能な送信周波数の
カラーフィルタを、挿入することがさらに可能である。
この方法では、さらに本発明のセンサ配置は多次元の色
認識システムとして開発できる。
与えられた必要条件に適応可能な形と共に、異なる幾何
学的な形を持つことができる。最終的に、感光素子の前
にそれぞれカラーフィルタ特に調整可能な送信周波数の
カラーフィルタを、挿入することがさらに可能である。
この方法では、さらに本発明のセンサ配置は多次元の色
認識システムとして開発できる。
【００２２】確実な色認識を可能にするために、例え
ば、異なるカラーフィルタ備えた互いに境界に接する３
つの感光素子を常に提供できる。その結果、個々の場合
３つの感光素子を有するユニットは、色画素の認識に常
に適している。また、すべての感光素子前にそれぞれ調
整可能なカラーフィルタを置くことがさらに可能であ
る、その結果、例えばカラーフィルタが異なってセット
されたことによって、被監視領域の３つの瞬時記録が短
い連続する時間間隔で記録でき、これら３つの瞬時記録
が集められてカラーイメージが形成できる。
ば、異なるカラーフィルタ備えた互いに境界に接する３
つの感光素子を常に提供できる。その結果、個々の場合
３つの感光素子を有するユニットは、色画素の認識に常
に適している。また、すべての感光素子前にそれぞれ調
整可能なカラーフィルタを置くことがさらに可能であ
る、その結果、例えばカラーフィルタが異なってセット
されたことによって、被監視領域の３つの瞬時記録が短
い連続する時間間隔で記録でき、これら３つの瞬時記録
が集められてカラーイメージが形成できる。
【００２３】本発明は、さらに光受信器ユニットが単に
１つの感光素子を含んでいる実施例をも有する。これに
より、回路は、迷光の抑制のために素子と協働し、上記
特徴に従って特に設計され、又は、図面の後述にて説明
される要素は回路に相当する。上記種類の光電子センサ
配置の動作用の有利な方法では、被監視領域に位置した
対象物の位置、移動、可能な傾斜側面を含む高さ輪郭、
及び／またはコントラストが、評価回路によって測定さ
れる。上記の指定された機能の１つ以上を実現すること
ができる位置にある評価回路は、本発明のセンサ配置の
使用の種々の可能性を達成にする。評価回路が複数の機
能を実現できる場合、センサ配置のユーザは、この対象
物のために必要なセンサ配置の新しいプログラミングな
しで、機能の間で切り替えることができる利点がある。
このスイッチオーバー機能は特に選択スイッチで実現で
きる。
１つの感光素子を含んでいる実施例をも有する。これに
より、回路は、迷光の抑制のために素子と協働し、上記
特徴に従って特に設計され、又は、図面の後述にて説明
される要素は回路に相当する。上記種類の光電子センサ
配置の動作用の有利な方法では、被監視領域に位置した
対象物の位置、移動、可能な傾斜側面を含む高さ輪郭、
及び／またはコントラストが、評価回路によって測定さ
れる。上記の指定された機能の１つ以上を実現すること
ができる位置にある評価回路は、本発明のセンサ配置の
使用の種々の可能性を達成にする。評価回路が複数の機
能を実現できる場合、センサ配置のユーザは、この対象
物のために必要なセンサ配置の新しいプログラミングな
しで、機能の間で切り替えることができる利点がある。
このスイッチオーバー機能は特に選択スイッチで実現で
きる。
【００２４】本発明のセンサ配置により対象物の位置、
移動、高さ輪郭又はコントラストを測定する場合、この
方法では、確実な認識及び誤りなしの評価を保証できる
ので、それぞれの対象物が定義された光強度で能動的に
特に照明されることが好ましい。これに関して、センサ
配置が稼動中の光送信器なしで主に動作されることが指
摘され、この場合、外部光及び環境光は被監視領域に位
置した対象物から光受信器ユニットへ反射され、又は対
象物それ自身が光源として形成される。しかしながら、
この場合、外部光及び環境光は必要な時間同期を有すべ
きである。この可能な使用のために、光受信器ユニット
は、さらに、個々の感光素子に接続した迷光を抑制する
回路と共に、少なくとも２つの感光素子を有する。
移動、高さ輪郭又はコントラストを測定する場合、この
方法では、確実な認識及び誤りなしの評価を保証できる
ので、それぞれの対象物が定義された光強度で能動的に
特に照明されることが好ましい。これに関して、センサ
配置が稼動中の光送信器なしで主に動作されることが指
摘され、この場合、外部光及び環境光は被監視領域に位
置した対象物から光受信器ユニットへ反射され、又は対
象物それ自身が光源として形成される。しかしながら、
この場合、外部光及び環境光は必要な時間同期を有すべ
きである。この可能な使用のために、光受信器ユニット
は、さらに、個々の感光素子に接続した迷光を抑制する
回路と共に、少なくとも２つの感光素子を有する。
【００２５】稼動中の光送信器で動作された本発明によ
るセンサ配置に役に立つ可能な２つの場合は、識別され
る。第１の使用の場合では、被監視領域を制限する反射
器は、センサの反対側の被監視領域の端部に設けられ、
センサ配置の光送信器から送信された光を受信器へ反射
する機能を有する。これは、適切な光が受信器に反射さ
れることが保証されなければならない例えば大きな距離
で検知可能である。
るセンサ配置に役に立つ可能な２つの場合は、識別され
る。第１の使用の場合では、被監視領域を制限する反射
器は、センサの反対側の被監視領域の端部に設けられ、
センサ配置の光送信器から送信された光を受信器へ反射
する機能を有する。これは、適切な光が受信器に反射さ
れることが保証されなければならない例えば大きな距離
で検知可能である。
【００２６】第２の使用の場合では、被監視領域を制限
する反射器が、センサ配置の反対側の被監視領域の端部
に提供されない。これは、例えば短距離で検知可能で、
又は認識される対象物が適切な反射特性を有する場合に
検知可能である。上記反射器を使用する場合、光受信器
ユニットの感光素子がすべて光の受信を合図するまで、
センサ配置の動作に先立って、対象物不在の被監視領域
を備えた反射器を旋回させかつまたは変移させることが
検知可能である。反射器のこの調整によって、感光素子
すべてがセンサ配置の動作中の光の受信を合図にすると
き、対象物は被監視領域中にないと仮定できる状況が、
達成される。対象物が被監視領域へ導入されるとき、そ
れは光送信器によって送信された反射器に達し光受信器
ユニットへ反射されるべき放射の一部を妨害する。同様
に、被監視領域へ導入された半透明又は透明な対象物
は、放射の減衰を引き起こす。その後、光受信器ユニッ
トの対応する感光素子は、光受信無し又は低い光受信の
いずれかを合図し、それによって、被監視領域内の対象
物の存在特にその位置に関した結果を引き出すことがで
きる。
する反射器が、センサ配置の反対側の被監視領域の端部
に提供されない。これは、例えば短距離で検知可能で、
又は認識される対象物が適切な反射特性を有する場合に
検知可能である。上記反射器を使用する場合、光受信器
ユニットの感光素子がすべて光の受信を合図するまで、
センサ配置の動作に先立って、対象物不在の被監視領域
を備えた反射器を旋回させかつまたは変移させることが
検知可能である。反射器のこの調整によって、感光素子
すべてがセンサ配置の動作中の光の受信を合図にすると
き、対象物は被監視領域中にないと仮定できる状況が、
達成される。対象物が被監視領域へ導入されるとき、そ
れは光送信器によって送信された反射器に達し光受信器
ユニットへ反射されるべき放射の一部を妨害する。同様
に、被監視領域へ導入された半透明又は透明な対象物
は、放射の減衰を引き起こす。その後、光受信器ユニッ
トの対応する感光素子は、光受信無し又は低い光受信の
いずれかを合図し、それによって、被監視領域内の対象
物の存在特にその位置に関した結果を引き出すことがで
きる。
【００２７】本発明の原理は、対象物の存在、位置、高
さ又は輪郭の合計を測定するために、例えば光交差方法
に従うセンサ中で使用できる。この点で、センサ配置の
光送信器は例えば、１つの平面中で本質的にあるＶ字形
の光ビームを送信するように動作され、それは被監視領
域中にある対象物の表面で反射するラインいわゆる光交
差を生み出す。更に、本発明の原理により、例えば、糸
又はバンドのような柔軟な対象物の懸垂線の調整が実現
可能であり、柔軟な対象物の下方に曲がった領域がセン
サ配置の被監視領域へ導入されても検知可能である。
さ又は輪郭の合計を測定するために、例えば光交差方法
に従うセンサ中で使用できる。この点で、センサ配置の
光送信器は例えば、１つの平面中で本質的にあるＶ字形
の光ビームを送信するように動作され、それは被監視領
域中にある対象物の表面で反射するラインいわゆる光交
差を生み出す。更に、本発明の原理により、例えば、糸
又はバンドのような柔軟な対象物の懸垂線の調整が実現
可能であり、柔軟な対象物の下方に曲がった領域がセン
サ配置の被監視領域へ導入されても検知可能である。
【００２８】更に、本発明の原理は、対象物の端、対象
物のライン、２つの対象物間の間隔もしくはギャップ、
又は対象物の幅、長さもしくはサイズを検出するために
使用できる。この配置では、対象物をそれらを輸送する
コンベヤ手段に置くことができる。本発明の原理の使用
により、評価の迅速な可能性への有利な方法を導き、認
識の選択可能な調節と許容差範囲の可能性、特に教え方
法によるコントラストの微妙な差分の検出の可能性、よ
り小さな対象物、ライン又はギャップを認識する可能性
を導く。
物のライン、２つの対象物間の間隔もしくはギャップ、
又は対象物の幅、長さもしくはサイズを検出するために
使用できる。この配置では、対象物をそれらを輸送する
コンベヤ手段に置くことができる。本発明の原理の使用
により、評価の迅速な可能性への有利な方法を導き、認
識の選択可能な調節と許容差範囲の可能性、特に教え方
法によるコントラストの微妙な差分の検出の可能性、よ
り小さな対象物、ライン又はギャップを認識する可能性
を導く。
【００２９】さらに、定常状態特に１つ以上の対象物の
位置を監視するために本発明の原理を使用することが可
能である。対象物の位置が前もって定義した許容差範囲
の外部で存在する場合に警告信号で常に送信されるよう
にすることができる。さらに、１つ以上の対象物又は対
象物の特徴特にそれらの反射率、それらの形、それらの
次元及び／またはそれらの輪郭に関して認識のために本
発明の原理を使用することは可能である。
位置を監視するために本発明の原理を使用することが可
能である。対象物の位置が前もって定義した許容差範囲
の外部で存在する場合に警告信号で常に送信されるよう
にすることができる。さらに、１つ以上の対象物又は対
象物の特徴特にそれらの反射率、それらの形、それらの
次元及び／またはそれらの輪郭に関して認識のために本
発明の原理を使用することは可能である。
【００３０】さらに本発明の原理に従って透明な材料が
特に光で監視できる。例えば、透明な材料が懸垂線の調
整の情況中で監視されている場合、下方へ懸下している
材料のより低端部は光伝播の方向にある経路に帰着する
ので、送信され反射された両方の光は通過しなければな
らない。したがって、より大きな吸収又は反射率は、下
方へ懸下している材料の残部に、又は下方へ懸下してい
る材料の下に位置した領域中でよりも低い端の領域中に
存在する。結果として、より少ない光は、残部でよりも
端の領域で光受信器へ反射され、それによって本発明の
原理によって下方へ曲がっている材料のより低い端を検
知できる。
特に光で監視できる。例えば、透明な材料が懸垂線の調
整の情況中で監視されている場合、下方へ懸下している
材料のより低端部は光伝播の方向にある経路に帰着する
ので、送信され反射された両方の光は通過しなければな
らない。したがって、より大きな吸収又は反射率は、下
方へ懸下している材料の残部に、又は下方へ懸下してい
る材料の下に位置した領域中でよりも低い端の領域中に
存在する。結果として、より少ない光は、残部でよりも
端の領域で光受信器へ反射され、それによって本発明の
原理によって下方へ曲がっている材料のより低い端を検
知できる。
【００３１】同様に、例えば、透明な瓶が検知できる。
この場合、光が透明瓶壁を送信及び反射中の両方に本質
的に放射状に通り抜けた場合、光は透明な材料中の比較
的長い測定経路にわたって通過する。その結果、大きな
吸収又は反射が瓶の残りの領域中又は瓶が存在しない領
域中でよりも起こる事になる。したがって、瓶の外部の
側又は「端部」は本発明により検知できる。
この場合、光が透明瓶壁を送信及び反射中の両方に本質
的に放射状に通り抜けた場合、光は透明な材料中の比較
的長い測定経路にわたって通過する。その結果、大きな
吸収又は反射が瓶の残りの領域中又は瓶が存在しない領
域中でよりも起こる事になる。したがって、瓶の外部の
側又は「端部」は本発明により検知できる。
【００３２】本発明の原理の使用は、特に光送信器が異
なる波長又は色で作動できる場合、有利であり、その結
果、例えば、端の認識のための、対象物の認識のため
の、又は他の検出プロセスのためのコントラストの認識
のために理想的な波長はティーチイン方法の情況中で学
習できる。最終的に、さらに本発明の原理は、１または
２次元コード、特にバーコード記載の認識のために、使
用できる。
なる波長又は色で作動できる場合、有利であり、その結
果、例えば、端の認識のための、対象物の認識のため
の、又は他の検出プロセスのためのコントラストの認識
のために理想的な波長はティーチイン方法の情況中で学
習できる。最終的に、さらに本発明の原理は、１または
２次元コード、特にバーコード記載の認識のために、使
用できる。
【００３３】同じ方法で、本発明の原理の使用の無限に
複数の一層の可能性は実現できる。さらに、本発明の好
適な実施例は従属する請求項中で述べられる。
複数の一層の可能性は実現できる。さらに、本発明の好
適な実施例は従属する請求項中で述べられる。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。本発明による図１で示されるタイプ
の複数のセルは列、又は行列として配置できる。図１で
示されるセルは、ホトダイオード１として形成された感
光素子を有し、これは一方の端部でアースへ、他方の端
部で電流源２へ接続される。ホトダイオード１及び電流
源２に共通の電位点Ｐは調整装置３の入力に接続され、
調整装置の出力は特に各々が低域フィルタとして形成さ
れ並列接続された２つのフィルタ４，５を介して電流源
２の調整入力に接続され、その結果、調整装置３は、そ
の第２の入力に印加される電位Ｖrefで電流源２とホト
ダイオード１との間の電位点Ｐを結局維持する。
照しつつ説明する。本発明による図１で示されるタイプ
の複数のセルは列、又は行列として配置できる。図１で
示されるセルは、ホトダイオード１として形成された感
光素子を有し、これは一方の端部でアースへ、他方の端
部で電流源２へ接続される。ホトダイオード１及び電流
源２に共通の電位点Ｐは調整装置３の入力に接続され、
調整装置の出力は特に各々が低域フィルタとして形成さ
れ並列接続された２つのフィルタ４，５を介して電流源
２の調整入力に接続され、その結果、調整装置３は、そ
の第２の入力に印加される電位Ｖrefで電流源２とホト
ダイオード１との間の電位点Ｐを結局維持する。
【００３５】第１フィルタ４は１ｋＨｚと等価な時定数
を有し、調整装置３の出力及び電流源２の調整入力の間
に直接接続される。第２フィルタ５は５０ｋＨｚと等価
な時定数を有し、同様に調整装置３の出力及び電流源２
の調整入力の間に接続される。しかしながら、制御スイ
ッチは、調整装置３の出力とフィルタ５の入力との間に
設けられている。
を有し、調整装置３の出力及び電流源２の調整入力の間
に直接接続される。第２フィルタ５は５０ｋＨｚと等価
な時定数を有し、同様に調整装置３の出力及び電流源２
の調整入力の間に接続される。しかしながら、制御スイ
ッチは、調整装置３の出力とフィルタ５の入力との間に
設けられている。
【００３６】ホトダイオード１及び電流源２の共通の電
位Ｐは、同様にコントロールすることができるスイッチ
７によって、コンデンサ８の一方の極に接続され、その
他方の極は電位Ｖrefである。制御可能なリセットスイ
ッチ９はコンデンサ８に並列に設けられている。コンデ
ンサ８に隣接したスイッチ７の極はさらなるスイッチ１
０を介してアンプ１１の入力へ接続され、その出力はサ
ンプルホールド回路１２の入力に供給される。
位Ｐは、同様にコントロールすることができるスイッチ
７によって、コンデンサ８の一方の極に接続され、その
他方の極は電位Ｖrefである。制御可能なリセットスイ
ッチ９はコンデンサ８に並列に設けられている。コンデ
ンサ８に隣接したスイッチ７の極はさらなるスイッチ１
０を介してアンプ１１の入力へ接続され、その出力はサ
ンプルホールド回路１２の入力に供給される。
【００３７】スイッチ６及び７は共通制御機構入力ＳＥ
によって作用され、つまり制御信号ＳＥにより２つのス
イッチが同時に駆動でき、スイッチ６が閉じられる場合
にスイッチ７が常に開き、かつその逆も可、すなわち、
スイッチ７が閉じられる場合にスイッチ６が常に開く。
複数のスイッチ１０、１０'などは、アンプ１１の入力
に接続され、それに各々は図１で示されるそれぞれのセ
ルと協働している。したがって、スイッチ１０、１０'
などを連続して交代で駆動する場合、コンデンサ８、
８'などに蓄積された値は示したサンプルホールド回路
１２に連続して交代で蓄積できる。アドレスとクロック
のライン（Ａｄ ＆ Ｃ１）はスイッチ１０、１０'の
連続駆動のために交互に供給され、それによってスイッ
チ１０、１０'のそれぞれはアドレス指定され、駆動さ
れる。
によって作用され、つまり制御信号ＳＥにより２つのス
イッチが同時に駆動でき、スイッチ６が閉じられる場合
にスイッチ７が常に開き、かつその逆も可、すなわち、
スイッチ７が閉じられる場合にスイッチ６が常に開く。
複数のスイッチ１０、１０'などは、アンプ１１の入力
に接続され、それに各々は図１で示されるそれぞれのセ
ルと協働している。したがって、スイッチ１０、１０'
などを連続して交代で駆動する場合、コンデンサ８、
８'などに蓄積された値は示したサンプルホールド回路
１２に連続して交代で蓄積できる。アドレスとクロック
のライン（Ａｄ ＆ Ｃ１）はスイッチ１０、１０'の
連続駆動のために交互に供給され、それによってスイッ
チ１０、１０'のそれぞれはアドレス指定され、駆動さ
れる。
【００３８】信号（Ａｄ ＆ Ｃ１）のクロック成分
は、これを従って計測し、かつ、コンデンサ８、８'な
どに蓄積された値に適時の正確な読みを制御するために
信号Ｃ１として、サンプルホールド回路１２のクロック
入力に印加される。最終的に、リセットラインＲが設け
られ、これによって一方ではスイッチ９を駆動し閉じる
ことができ、他方ではサンプルホールド回路１２がリセ
ットできる。上述された回路の動作では、スイッチ６、
７、９、１０及び１０'が、動作光パルスの送信間の休
止中に示された位置に位置する。
は、これを従って計測し、かつ、コンデンサ８、８'な
どに蓄積された値に適時の正確な読みを制御するために
信号Ｃ１として、サンプルホールド回路１２のクロック
入力に印加される。最終的に、リセットラインＲが設け
られ、これによって一方ではスイッチ９を駆動し閉じる
ことができ、他方ではサンプルホールド回路１２がリセ
ットできる。上述された回路の動作では、スイッチ６、
７、９、１０及び１０'が、動作光パルスの送信間の休
止中に示された位置に位置する。
【００３９】上記の説明された回路の動作の方法は以下
のとおりである。動作光の送信間の休止中において、要
素２ー６からなる調整回路は能動状態であり、５０ｋＨ
ｚの時定数のフィルタ５はここでは測定ファクタであ
る。これは、調整回路が電位点Ｐで迅速な変化に続くこ
とを示し、それはホトダイオード１によって環境光によ
って引き起こされる。動作光パルスの送信間の指定され
た休止中においては、説明した５０ｋＨｚの時定数の調
整回路は、電位点Ｐが環境光の振幅及び周波数とは独立
に電位Ｖrefに維持され、続いて保証される。コンデン
サ８は、図示されたスイッチ位置で、電位Ｖrefまで充
電され、つまり電荷はコンデンサ８に蓄積される。動作
信号の受信が起こる場合、信号ＳＥは、スイッチ６が開
かれ、スイッチ７が閉じられるように、２つのスイッチ
６及び７に作用する。
のとおりである。動作光の送信間の休止中において、要
素２ー６からなる調整回路は能動状態であり、５０ｋＨ
ｚの時定数のフィルタ５はここでは測定ファクタであ
る。これは、調整回路が電位点Ｐで迅速な変化に続くこ
とを示し、それはホトダイオード１によって環境光によ
って引き起こされる。動作光パルスの送信間の指定され
た休止中においては、説明した５０ｋＨｚの時定数の調
整回路は、電位点Ｐが環境光の振幅及び周波数とは独立
に電位Ｖrefに維持され、続いて保証される。コンデン
サ８は、図示されたスイッチ位置で、電位Ｖrefまで充
電され、つまり電荷はコンデンサ８に蓄積される。動作
信号の受信が起こる場合、信号ＳＥは、スイッチ６が開
かれ、スイッチ７が閉じられるように、２つのスイッチ
６及び７に作用する。
【００４０】スイッチ６の開放によって、フィルタ５は
動作からセットされ、それは１ｋＨｚの時定数のフィル
タ４だけが稼動中であることを示す。上記調整回路はこ
のように単に遅い信号電荷に続き、スイッチ６の開放に
先立って稼動中の調整が相応した低周波の妨害信号のた
めに単に継続される状況を、電位点Ｐにおいて引き起こ
す。本発明の候補の実施例では、フィルタ４なしで作動
することが可能であり、それは動作信号の受信中に記述
された調整回路の調整機能が完全に故障しても得られる
ことを示す。この場合、動作信号の受信の時間領域中へ
の環境光の外挿法は、起こらない。また、動作信号の受
信の前に普及していた環境光の値だけが、補償される。
動作からセットされ、それは１ｋＨｚの時定数のフィル
タ４だけが稼動中であることを示す。上記調整回路はこ
のように単に遅い信号電荷に続き、スイッチ６の開放に
先立って稼動中の調整が相応した低周波の妨害信号のた
めに単に継続される状況を、電位点Ｐにおいて引き起こ
す。本発明の候補の実施例では、フィルタ４なしで作動
することが可能であり、それは動作信号の受信中に記述
された調整回路の調整機能が完全に故障しても得られる
ことを示す。この場合、動作信号の受信の時間領域中へ
の環境光の外挿法は、起こらない。また、動作信号の受
信の前に普及していた環境光の値だけが、補償される。
【００４１】スイッチ７の閉鎖は動作信号の受信の前に
直接起こるが、それはホトダイオード１に補足電流の流
れを引き起こし、それは動作光によって引き起こされコ
ンデンサ８又はこのコンデンサ８に蓄積された電荷から
取り出される。動作信号の受信中に、一方では動力源２
によって供給される電流はダイオード１を流れ、他方で
はコンデンサ８によって供給される電流が同様に行われ
る。この点で、動力源２から供給される電流は環境光に
相当し、また、コンデンサ８によって供給される電流は
動作光に相当する。
直接起こるが、それはホトダイオード１に補足電流の流
れを引き起こし、それは動作光によって引き起こされコ
ンデンサ８又はこのコンデンサ８に蓄積された電荷から
取り出される。動作信号の受信中に、一方では動力源２
によって供給される電流はダイオード１を流れ、他方で
はコンデンサ８によって供給される電流が同様に行われ
る。この点で、動力源２から供給される電流は環境光に
相当し、また、コンデンサ８によって供給される電流は
動作光に相当する。
【００４２】動作信号の受信後に、スイッチ７は、信号
ＳＥ経由で再び開かれ、また、スイッチ６が閉じられ
る。スイッチ７の開放をとおして、電荷がそれ以上コン
デンサ８から引かれないことが保証される。その結果、
動作信号の受信中にコンデンサ８から結局引かれた電荷
は、動作光成分に相当する。スイッチ７の閉時点とスイ
ッチ７の開時点との間のコンデンサ８の電荷差は、この
ように受け取られる動作光のための単位である。
ＳＥ経由で再び開かれ、また、スイッチ６が閉じられ
る。スイッチ７の開放をとおして、電荷がそれ以上コン
デンサ８から引かれないことが保証される。その結果、
動作信号の受信中にコンデンサ８から結局引かれた電荷
は、動作光成分に相当する。スイッチ７の閉時点とスイ
ッチ７の開時点との間のコンデンサ８の電荷差は、この
ように受け取られる動作光のための単位である。
【００４３】信号（Ａｄ ＆ Ｃ１）を介してスイッチ
１０をアドレス指定し励起することによって、コンデン
サ８の前記電荷差はアンプ１１を介してサンプルホール
ド回路１２に供給される。そこでは、この差信号の蓄積
が起こる。その後、サンプルホールド回路１２に蓄積さ
れた値は任意の所望方法でさらに処理できる。サンプル
ホールド回路１２から蓄積された値を読み取った後に、
サンプルホールド回路は信号Ｒによってリセットされ、
スイッチ９の閉鎖が同時に起き、これによってコンデン
サ８は電位Ｖｒｅｆに再び戻され、その結果、スイッチ
９の続く開放の後に、コンデンサ８は動作信号の新しい
受信の配列ができるように、準備される。サンプルホー
ルド回路１２及びスイッチ９の閉鎖のリセットは、異な
る時間に交互に起こる。
１０をアドレス指定し励起することによって、コンデン
サ８の前記電荷差はアンプ１１を介してサンプルホール
ド回路１２に供給される。そこでは、この差信号の蓄積
が起こる。その後、サンプルホールド回路１２に蓄積さ
れた値は任意の所望方法でさらに処理できる。サンプル
ホールド回路１２から蓄積された値を読み取った後に、
サンプルホールド回路は信号Ｒによってリセットされ、
スイッチ９の閉鎖が同時に起き、これによってコンデン
サ８は電位Ｖｒｅｆに再び戻され、その結果、スイッチ
９の続く開放の後に、コンデンサ８は動作信号の新しい
受信の配列ができるように、準備される。サンプルホー
ルド回路１２及びスイッチ９の閉鎖のリセットは、異な
る時間に交互に起こる。
【００４４】本発明によれば、図示されるセルの複数は
使用され、これらのセルが信号ＳＥによって同時に起動
される場合、それは好ましい。その結果、動作光の受信
は、すべてのセル中で同時に起こる。それぞれのコンデ
ンサ８、８'などに蓄積された異なる電荷の読み出し
は、スイッチ１０、１０'などの対応するアドレシング
及び起動によって時間方向で交代で起こり得る。
使用され、これらのセルが信号ＳＥによって同時に起動
される場合、それは好ましい。その結果、動作光の受信
は、すべてのセル中で同時に起こる。それぞれのコンデ
ンサ８、８'などに蓄積された異なる電荷の読み出し
は、スイッチ１０、１０'などの対応するアドレシング
及び起動によって時間方向で交代で起こり得る。
【００４５】図２は、矩形ハウジングに収容された本発
明による光電子センサ配置１３を示し、それはその長く
狭い側の１つの上に光学送信システム１４を有し、さら
に光学送信システム側に配列された光学受信システム１
５を有する。光送信器は、光学送信システム１４背後の
ハウジング中に設けられる。同様に、行列で配列された
複数の感光素子を備えた光受信器ユニットは、光学受信
システム１５の後ろに配列される。
明による光電子センサ配置１３を示し、それはその長く
狭い側の１つの上に光学送信システム１４を有し、さら
に光学送信システム側に配列された光学受信システム１
５を有する。光送信器は、光学送信システム１４背後の
ハウジング中に設けられる。同様に、行列で配列された
複数の感光素子を備えた光受信器ユニットは、光学受信
システム１５の後ろに配列される。
【００４６】光送信器及び光学送信システム１４は、そ
れらが平面１６においてＶ字形の光ビーム束を送信し、
平面１７の方向にて被監視領域を通って伸び、センサ配
置１３の反対の側で被監視領域を制限するように、形成
される。平面１７は必ずしも被監視領域の端部に配列さ
れた静止している要素である必要がないが、例えば対象
物がそれの上で被監視領域を通って輸送されるコンベヤ
手段によって形成できる。
れらが平面１６においてＶ字形の光ビーム束を送信し、
平面１７の方向にて被監視領域を通って伸び、センサ配
置１３の反対の側で被監視領域を制限するように、形成
される。平面１７は必ずしも被監視領域の端部に配列さ
れた静止している要素である必要がないが、例えば対象
物がそれの上で被監視領域を通って輸送されるコンベヤ
手段によって形成できる。
【００４７】対象物１８は、例えば、コンベヤ手段とし
て形成される平面１７に置かれ、互いの側に配列された
異なるサイズの２つの平行六面体からなる。光送信器に
よって送信された光ビームは、対象物１８に傾斜して当
たるように図示した実施例のごとく向けられる。送信さ
れた光ビームの平面１６が光学受信システム１５の光学
軸に対して０度以上の角度で伸びることが重要である。
その結果、さらに送信された光ビームが対象物１８を垂
直に当り、対応するやり方で受信器の光軸を傾斜して整
列させることが可能である。
て形成される平面１７に置かれ、互いの側に配列された
異なるサイズの２つの平行六面体からなる。光送信器に
よって送信された光ビームは、対象物１８に傾斜して当
たるように図示した実施例のごとく向けられる。送信さ
れた光ビームの平面１６が光学受信システム１５の光学
軸に対して０度以上の角度で伸びることが重要である。
その結果、さらに送信された光ビームが対象物１８を垂
直に当り、対応するやり方で受信器の光軸を傾斜して整
列させることが可能である。
【００４８】上記方法で対象物１８を照らす光ビーム
は、対象物１８上の光のライン１９を生み出す、いわゆ
る光交差である。光学受信システム１５が考慮された
時、光のこのライン１９は図２のより低い領域中で示さ
れる形２０を有する。図２の形２０から明らかなよう
に、この形２０が結局対象物１８の垂直の輪郭に一致
し、形２０の領域３８は対象物１８のより小さな平行六
面体を特徴づけ、形２０の領域３９が対象物１８のより
大きな平行六面体を特徴づける。
は、対象物１８上の光のライン１９を生み出す、いわゆ
る光交差である。光学受信システム１５が考慮された
時、光のこのライン１９は図２のより低い領域中で示さ
れる形２０を有する。図２の形２０から明らかなよう
に、この形２０が結局対象物１８の垂直の輪郭に一致
し、形２０の領域３８は対象物１８のより小さな平行六
面体を特徴づけ、形２０の領域３９が対象物１８のより
大きな平行六面体を特徴づける。
【００４９】従って、対象物の垂直の輪郭は光交差方法
によって単純な方法で本発明のセンサ配置で測定でき、
妨害光に対する高い防衛手段が本発明の原理の結果保証
されている。さらに図２の対象物１８は任意の所望の方
法で異なって形作ることができる。例えば、それは本発
明による認識されるべき特定の処理状態を有する単一の
対象物でもよい。したがって、本発明の原理によると、
例えば、対象物に研磨機で処理された溝が設けられてい
るかどうか、又は研磨機で処理された溝が所望の次元を
有しているかどうかを認識することが可能である。
によって単純な方法で本発明のセンサ配置で測定でき、
妨害光に対する高い防衛手段が本発明の原理の結果保証
されている。さらに図２の対象物１８は任意の所望の方
法で異なって形作ることができる。例えば、それは本発
明による認識されるべき特定の処理状態を有する単一の
対象物でもよい。したがって、本発明の原理によると、
例えば、対象物に研磨機で処理された溝が設けられてい
るかどうか、又は研磨機で処理された溝が所望の次元を
有しているかどうかを認識することが可能である。
【００５０】複数の対象物の認識のための典型的な応用
は、屋根瓦のように互いに重複して置かれた雑誌又は新
聞の流れのスケール計数に存在する。この適用では、段
差から段差までの違いだけが測定され、対象物を輸送す
るコンベヤーベルトの振動によって発生する検知された
雑誌又は新聞の高さの変動は、比較測定によって補われ
る。比較測定の用語は重複流れの段差だけを意味するの
場合と理解され、つまり互いに瓦状で存在する連続する
２つの雑誌又は新聞の間の垂直の差分が測定される。
は、屋根瓦のように互いに重複して置かれた雑誌又は新
聞の流れのスケール計数に存在する。この適用では、段
差から段差までの違いだけが測定され、対象物を輸送す
るコンベヤーベルトの振動によって発生する検知された
雑誌又は新聞の高さの変動は、比較測定によって補われ
る。比較測定の用語は重複流れの段差だけを意味するの
場合と理解され、つまり互いに瓦状で存在する連続する
２つの雑誌又は新聞の間の垂直の差分が測定される。
【００５１】図３は本発明によるセンサ配置２１を示
し、これは図２によるセンサ配置１３のように、平行六
面体形状のハウジングに収容されている。センサ配置２
１は光学オートコリメーションシステム２２を有し、そ
れは送信された放射及び受信された放射両者のため応答
ファクタである。センサ配置２１は、反射器２４の方向
にＶ字形の光ビーム２３を送信し、それはセンサ配置２
１に送信された光を反射する。
し、これは図２によるセンサ配置１３のように、平行六
面体形状のハウジングに収容されている。センサ配置２
１は光学オートコリメーションシステム２２を有し、そ
れは送信された放射及び受信された放射両者のため応答
ファクタである。センサ配置２１は、反射器２４の方向
にＶ字形の光ビーム２３を送信し、それはセンサ配置２
１に送信された光を反射する。
【００５２】被監視領域は、一方側で反射器２４によ
り、反対側でセンサ配置２１により制限される。特に矢
印方向Ａに輸送された柔軟なベルト２７は、被監視領域
中へ突出し、例えば図示しない移送ローラにより位置２
５及び２６で支持される。この配置では、ベルト２７
は、それが光ビーム２３の領域中へ突出するように、位
置２５と２６の間に下へ垂れ下がっているので、センサ
配置によって送信された光がすべて反射器の領域２８上
に当たるのを防止する。下方へ懸下するベルト２７の結
果、送信器配置２１から送信された光は、反射器の領域
２９だけに当り、その結果、光はこの領域２９からのセ
ンサ配置２１に単に反射され戻る。
り、反対側でセンサ配置２１により制限される。特に矢
印方向Ａに輸送された柔軟なベルト２７は、被監視領域
中へ突出し、例えば図示しない移送ローラにより位置２
５及び２６で支持される。この配置では、ベルト２７
は、それが光ビーム２３の領域中へ突出するように、位
置２５と２６の間に下へ垂れ下がっているので、センサ
配置によって送信された光がすべて反射器の領域２８上
に当たるのを防止する。下方へ懸下するベルト２７の結
果、送信器配置２１から送信された光は、反射器の領域
２９だけに当り、その結果、光はこの領域２９からのセ
ンサ配置２１に単に反射され戻る。
【００５３】反射器領域２８と２９サイズの比率は、被
監視領域におけるベルト２７のループのサイズに依存し
て変化する。領域２９のサイズはセンサ配置２１から検
出でき、ベルト２７の実際のループサイズの単位を結局
表わす。したがって、妨害光に無感応なループサイズ調
整は、本発明のセンサ配置を備えた単純なやり方で実現
できる。この点について、無感応性は、図２の装置のよ
うに達成され、使用される光受信器ユニットは複数の感
光素子を備えた行列又は列を含んでおり、光の抑制のた
めの個別のそれぞれの回路は個々の感光素子に接続され
協働する。
監視領域におけるベルト２７のループのサイズに依存し
て変化する。領域２９のサイズはセンサ配置２１から検
出でき、ベルト２７の実際のループサイズの単位を結局
表わす。したがって、妨害光に無感応なループサイズ調
整は、本発明のセンサ配置を備えた単純なやり方で実現
できる。この点について、無感応性は、図２の装置のよ
うに達成され、使用される光受信器ユニットは複数の感
光素子を備えた行列又は列を含んでおり、光の抑制のた
めの個別のそれぞれの回路は個々の感光素子に接続され
協働する。
【００５４】図３に関して上記のベルト２７又は反射器
２４のＶ字形の照明は、テレセントリック系照明により
有利な方法で代わりに取り替えることができ、それは本
質的に単に並列の光ビームを含んでいる。例えば、凹面
鏡又はレンズによって、Ｖ字形の照明ができるテレセン
トリック系照明への変形を達成できる。図４は本発明の
光電子センサ配置１３を示し、それは、図２及び３のセ
ンサ配置と同じように平行六面体形ハウジング中に収容
される。
２４のＶ字形の照明は、テレセントリック系照明により
有利な方法で代わりに取り替えることができ、それは本
質的に単に並列の光ビームを含んでいる。例えば、凹面
鏡又はレンズによって、Ｖ字形の照明ができるテレセン
トリック系照明への変形を達成できる。図４は本発明の
光電子センサ配置１３を示し、それは、図２及び３のセ
ンサ配置と同じように平行六面体形ハウジング中に収容
される。
【００５５】センサ配置３０は、反射器３２の方向に光
ビーム３１を送信し、それは送信された光をセンサ配置
３０へ反射して戻す。この点において、光束３１は、反
射器３２の全表面が照明されるように形成される。その
結果、反射器３２上の各反射点は、センサ配置３０中で
対応する信号の生成を導くことができる。
ビーム３１を送信し、それは送信された光をセンサ配置
３０へ反射して戻す。この点において、光束３１は、反
射器３２の全表面が照明されるように形成される。その
結果、反射器３２上の各反射点は、センサ配置３０中で
対応する信号の生成を導くことができる。
【００５６】反射器３２とセンサ配置３０との間におい
て、対象物３３、反射器３２上で形成される影３４が配
置される。影３４の領域では、反射器３２は、センサ配
置３０へ光を反射しないので、センサ配置３０中で反射
器３２の陰になった領域及び陰にならなかった領域間の
区別できる。したがって、本発明のセンサ配置３０を使
用すると、影３４の輪郭、及び対象物３３の輪郭は検出
することができる。その結果、図４で示される配置は、
任意の所望の対象物の認識に適している。
て、対象物３３、反射器３２上で形成される影３４が配
置される。影３４の領域では、反射器３２は、センサ配
置３０へ光を反射しないので、センサ配置３０中で反射
器３２の陰になった領域及び陰にならなかった領域間の
区別できる。したがって、本発明のセンサ配置３０を使
用すると、影３４の輪郭、及び対象物３３の輪郭は検出
することができる。その結果、図４で示される配置は、
任意の所望の対象物の認識に適している。
【００５７】図４のセンサ配置が本発明により異なる灰
色調子を識別するのに適している感光性のセルを装備し
ていれば、例えば、図５ａによる対象物のイメージは異
なる方法で評価できる。図５ａによる対象物は異なる輝
度の３つの領域を有し、領域３５が最も明るく、領域３
７が最も暗い。領域３６の輝度は、２つの領域３５及び
３７の輝度レベル間に存在する。
色調子を識別するのに適している感光性のセルを装備し
ていれば、例えば、図５ａによる対象物のイメージは異
なる方法で評価できる。図５ａによる対象物は異なる輝
度の３つの領域を有し、領域３５が最も明るく、領域３
７が最も暗い。領域３６の輝度は、２つの領域３５及び
３７の輝度レベル間に存在する。
【００５８】本発明によるセンサ配置は、閾値の上もし
くは下又は２つの閾値の間にある輝度を有する対象物ま
たは対象物の領域を単に認識するように、プログラムす
るか又は設定できる。これは、図５ｂーｄで示され、す
べては本発明によるセンサ配置によって提供された図５
ａの対象物のイメージをに示し、センサ配置のそれぞれ
異なる動作モードで設定されている。
くは下又は２つの閾値の間にある輝度を有する対象物ま
たは対象物の領域を単に認識するように、プログラムす
るか又は設定できる。これは、図５ｂーｄで示され、す
べては本発明によるセンサ配置によって提供された図５
ａの対象物のイメージをに示し、センサ配置のそれぞれ
異なる動作モードで設定されている。
【００５９】図５ｂによるイメージは、例えば、対象物
のそれらの輝度レベルがイメージ認識に結びつく閾値Ｓ
1の下に存在するようにセンサ配置が設定される場合、
供給される。図示した実施例では、対象物領域３６及び
３７の輝度レベルは閾値Ｓ1の下に存在する一方、対象
物領域３５の輝度はこの閾値の上に存在する。閾値Ｓ 1
に対する領域３５、３６及び３７の輝度レベルの比率は
段差信号によって示され、図５ｂによると閾値Ｓ1の中
で引かれたことによって示される。段信号の第１の段差
は暗い対象物領域３７に相当する。また、第２の段差は
中央の対象物領域３６に相当する。また、第３の段差は
明るい対象物領域３５に相当する。
のそれらの輝度レベルがイメージ認識に結びつく閾値Ｓ
1の下に存在するようにセンサ配置が設定される場合、
供給される。図示した実施例では、対象物領域３６及び
３７の輝度レベルは閾値Ｓ1の下に存在する一方、対象
物領域３５の輝度はこの閾値の上に存在する。閾値Ｓ 1
に対する領域３５、３６及び３７の輝度レベルの比率は
段差信号によって示され、図５ｂによると閾値Ｓ1の中
で引かれたことによって示される。段信号の第１の段差
は暗い対象物領域３７に相当する。また、第２の段差は
中央の対象物領域３６に相当する。また、第３の段差は
明るい対象物領域３５に相当する。
【００６０】図５ｂは、指定された閾値だけをセットす
ることで対象物領域３６と３７が認識され、背景及び対
象物領域３５から反射された光が対応する光信号の送信
に結びつかないこと、を示す。したがって、図５ｂのイ
メージは、対象物領域３６及び３７の輪郭を単に含んで
いる。
ることで対象物領域３６と３７が認識され、背景及び対
象物領域３５から反射された光が対応する光信号の送信
に結びつかないこと、を示す。したがって、図５ｂのイ
メージは、対象物領域３６及び３７の輪郭を単に含んで
いる。
【００６１】図５ｃは、本発明のセンサの動作のタイプ
を示し、低い閾値Ｓ2は結局、最も暗い対象物領域３７
だけが認識されるようにセットされる。また、本発明の
センサの動作モードはさらに可能であり、その中で輝度
が、２つの閾値Ｓ1とＳ2の間に存在するような対象物領
域だけが、認識されるようにすることもできる。かかる
動作モードにより得られた図５ａによる対象物のイメー
ジは、図５ｄで示される。対象物領域３６だけが、２つ
の閾値Ｓ1とＳ2の間にある輝度を有する。その結果、こ
の対象物領域３６だけが示される。
を示し、低い閾値Ｓ2は結局、最も暗い対象物領域３７
だけが認識されるようにセットされる。また、本発明の
センサの動作モードはさらに可能であり、その中で輝度
が、２つの閾値Ｓ1とＳ2の間に存在するような対象物領
域だけが、認識されるようにすることもできる。かかる
動作モードにより得られた図５ａによる対象物のイメー
ジは、図５ｄで示される。対象物領域３６だけが、２つ
の閾値Ｓ1とＳ2の間にある輝度を有する。その結果、こ
の対象物領域３６だけが示される。
【図１】 本発明によるセンサ配置のセルの原理の回路
図であって、その少なくとも２が本発明によるセンサ配
置に含まれていることを示す回路図。
図であって、その少なくとも２が本発明によるセンサ配
置に含まれていることを示す回路図。
【図２】 光交差の測定に使用される本発明のセンサ配
置の原理を示す構成図。
置の原理を示す構成図。
【図３】 偏差の調整のために使用される本発明のセン
サ配置の原理を示す構成図。
サ配置の原理を示す構成図。
【図４】 対象物認識のために使用される本発明のセン
サ配置の原理を示す構成図。
サ配置の原理を示す構成図。
【図５】 図４による装置で認識される異なる輝度の領
域を有する対象物の輪郭の平面図並びに認識されるコン
トラスト段差の異なる設定で、図５ａの対象物に関する
本発明によるセンサによって供給された像を示す図。
域を有する対象物の輪郭の平面図並びに認識されるコン
トラスト段差の異なる設定で、図５ａの対象物に関する
本発明によるセンサによって供給された像を示す図。
１ ホトダイオード ２ 電流源 ３ 調整装置 ４，５ フィルタ ６，７，９，１０，３４ スイッチ ８ コンデンサ １１ アンプ １２ サンプルホールド回路 １３ センサ配置 １４ 光学送信システム １５ 光学受信システム １６ 平面 １７，２４，３２ 反射器 １８ 対象物 １９ 光線 ２０ 光線コース ２１ センサ配置 ２２ オートコリメーション光学系 ２３ 光ビーム ２５，２６ 位置 ２７ ベルト ２８，２９ 反射器領域 ３０ センサ配置 ３１ 光束 ３３ 対象物 ３５，３６，３７ 対象物領域 Ｐ 電位点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギュンター ガイスラー ドイツ連邦共和国 79194 ホイヴァイラ ー ドルフシュトラーセ ７ (72)発明者 ヴィンフリート ゼカト ドイツ連邦共和国 79183 ヴァルトキル ヒ カペレンヴェーク ２
Claims (30)
- 【請求項１】 被監視領域へ連続する動作光パルスを送
信する光送信器と、被監視領域に位置した対象物から反
射された動作光パルスを受信する光受信器ユニットとか
らなり、光受信器ユニットは少なくとも２つの感光素子
（１）を含み、個々の感光素子（１）に協働した迷光を
抑制する回路を含むことを特徴とする光電子センサ配
置。 - 【請求項２】 複数の感光素子（１）は列又は行列とし
て配列されることを特徴とする請求項１記載の光電子セ
ンサ配置。 - 【請求項３】 迷光を抑制する回路の各々は、それぞれ
の感光素子（１）に協働した調整されたエネルギー源、
特に電流源（２）を有することを特徴とする請求項１又
は２記載の光電子センサ配置。 - 【請求項４】 エネルギー源（２）の調整用のスイッチ
は、動作光パルスの送信間の休止中に入れ、動作光パル
スの送信中にスイッチを切ることを特徴とする請求項３
記載の光電子センサ配置。 - 【請求項５】 調整は、動作光パルスの送信間の休止中
の調整に関する動作光パルスの送信の時に変えることを
特徴とする請求項３記載の光電子センサ配置。 - 【請求項６】 調整回路（２ー６）内の少なくとも１つ
のフィルタ（５）の起動及び非能動化によって、調整す
る行動の変更を引き起こすことを特徴とする請求項５記
載の光電子センサ配置。 - 【請求項７】 動作光パルスの送信中により長い時定数
のフィルタ（４）を起動する一方、より短い時定数のフ
ィルタ（５）は、動作光パルスの送信間の休止中で起動
することを特徴とする請求項６記載の光電子センサ配
置。 - 【請求項８】 迷光を抑制する回路の各々は、感光素子
（１）によって受光した動作光成分の蓄積する蓄積素子
（８）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれ
か１に記載の光電子センサ配置。 - 【請求項９】 蓄積素子はコンデンサ（８）として形成
されることを特徴とする請求項８記載の光電子センサ配
置。 - 【請求項１０】 蓄積素子（８）は、動作光パルスの受
信中に感光素子（１）にスイッチ（７）によって接続さ
れることを特徴とする請求項８又は９記載の光電子セン
サ配置。 - 【請求項１１】 すべての蓄積素子（８）は、それらに
それぞれ協働した感光素子（１）に同時に接続されるこ
とを特徴とする請求項１０記載の光電子センサ配置。 - 【請求項１２】 蓄積素子（８）は、動作光パルスの送
信間の休止中に起動できるリセット回路（９）に接続さ
れることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１に記
載の光電子センサ配置。 - 【請求項１３】 蓄積素子（８）は、スイッチ、特にア
ドレス可能なスイッチ（１０、１０'）によって、サン
プルホールド回路（１２）に又はコンパレータ回路に又
はＡ／Ｄコンバータに接続でされることを特徴とする請
求項８〜１２のいずれか１に記載の光電子センサ配置。 - 【請求項１４】 コンパレータ回路の閾値は、特に教え
手続きの情況の中に、繰り返して、調整可能であること
を特徴とする請求項１３記載の光電子センサ配置。 - 【請求項１５】 被監視領域へ連続する動作光パルスを
送信する光送信器と、被監視領域に位置した対象物から
反射された動作光パルスを受信する光受信器ユニットと
からなり、光受信器ユニットは迷光を抑制する回路に協
働している感光素子（１）を含み、前記回路は、請求項
３〜１０及び１２〜１４の１つ以上に従って設計されて
いることを特徴とする光電子センサ配置。 - 【請求項１６】 光受信器ユニットのすべての感光素子
（１）は単一チップ上に配列されたことを特徴とする請
求項１〜１５のいずれか１に記載の光電子センサ配置。 - 【請求項１７】 迷光（２〜１２）を抑制する回路のす
べては、がそれらに協働する感光素子（１）として同じ
チップ上で配列されたことを特徴とする請求項１６記載
の光電子センサ配置。 - 【請求項１８】 光受信器ユニットの感光素子（１）は
互いに等距離で間隔を置かれ、又は互いに隣接して配列
されることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１に
記載の光電子センサ配置。 - 【請求項１９】 感光素子（１）の前にカラーフィル
タ、特に送信周波数の調整可能なカラーフィルタが設け
られたことを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１に
記載の光電子センサ配置。 - 【請求項２０】 請求項２〜１８の１つに従った光電子
センサ配置の動作方法であって、移動、任意の傾斜した
側面を含む垂直の輪郭、及び／または被監視領域（１
８、２７）に位置した対象物のコントラストが、評価回
路によって、検出されることを特徴とする方法。 - 【請求項２１】 対象物（１８、２７）は、定義された
光強度及び／または定義された波長範囲の光で能動的に
照明されることを特徴とする請求項２０記載の方法。 - 【請求項２２】 被監視領域を制限する反射器（２４）
は、光受信器ユニットへの送信された光を反射すること
を特徴とする請求項２０又は２１記載の方法。 - 【請求項２３】 被監視領域を制限する反射器（２４）
はセンサ配置（１３、２１）に対して位置合わせされ、
反射器（２４）は感光素子のすべてが光の受信を合図に
するまで、対象物不在の被監視領域で、旋回され、か
つ、または変移されることを特徴とする請求項２２記載
の方法。 - 【請求項２４】 センサは、対象物（１８）の存在、位
置、サイズ、高さ及び／または全面的な輪郭を測定する
光交差方法に従って動作されることを特徴とする請求項
２〜２３の１つによる装置又は方法の使用方法。 - 【請求項２５】 特定の柔軟な対象物（２７）の懸垂線
の偏差の調整のための請求項２〜２４の１つによる装置
又は方法の使用方法。 - 【請求項２６】 ２つの対象物、特にコンベヤ手段上で
輸送された２つの対象物の間の距離の測定のための請求
項２〜２４の１つによる装置又は方法の使用方法。 - 【請求項２７】 対象物、特にコンベヤ手段上で輸送さ
れた２つの対象物の幅、長さ又はサイズの測定のための
請求項２〜２４の１つによる装置又は方法の使用方法。 - 【請求項２８】 定常状態、特に１つ以上の対象物の位
置の監視のための請求項２〜２４の１つによる装置又は
方法の使用方法。 - 【請求項２９】 それらの反射率、それらの形、それら
の次元及び／またはそれらの輪郭に関する１つ以上の対
象物又は対象物特徴の認識のための請求項２〜２４の１
つによる装置又は方法の使用方法。 - 【請求項３０】 １または２次元コード、特にバーコー
ド又は記載の認識のための請求項２〜２４の１つによる
装置又は方法の使用方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1997118389 DE19718389A1 (de) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | Opto-elektronische Sensoranordnung |
| DE197274595 | 1997-06-27 | ||
| DE1997127459 DE19727459A1 (de) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | Opto-elektronische Sensoranordnung mit mehreren in einer Zeile oder einem Array angeordneten photoempfindlichen Elementen |
| DE197183891 | 1997-06-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10311703A true JPH10311703A (ja) | 1998-11-24 |
| JP4213783B2 JP4213783B2 (ja) | 2009-01-21 |
Family
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