專利名稱：光學傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學傳感器。
背景技術：
這種光學傳感器通常用于檢測監(jiān)視區(qū)域中的物體。這些光學傳感器尤其用在安全技術領域中，其中，借助光學傳感器進行監(jiān)視的監(jiān)視區(qū)域形成由機器、工作設備(如機器人等)構成的設備的危險區(qū)域。用于這樣的監(jiān)視任務的光學傳感器尤其可以被構造為平面距離傳感器 (FlSchendistanzsensor)。例如，由DE 103 26 848 Al公開了一種這樣的平面距離傳感
ο在以上文獻中描述的傳感器用于檢測監(jiān)視區(qū)域中的物體，并且具有發(fā)射發(fā)射光束的發(fā)射器；接收接收光束的接收器，所述接收器具有分配給它的接收光學系統(tǒng)，所述接收光學系統(tǒng)具有預給定的、由接收光束加載的視野；以及用于在預給定的、定義監(jiān)視區(qū)域的角度范圍內(nèi)周期性地偏轉(zhuǎn)發(fā)射光束的偏轉(zhuǎn)單元。在分析處理單元中，根據(jù)接收信號在接收器的輸出端上生成物體確定信號。在接收光學系統(tǒng)的視野中設置有近區(qū)光學系統(tǒng)，其中，可借助于調(diào)整單元來調(diào)節(jié)接收光學系統(tǒng)的視野的由近區(qū)光學系統(tǒng)包括的部分。這種光學傳感器通常如此構造，使得發(fā)射器和接收器是位置固定地設置的，即靜止地設置的。為了在平面的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)引導發(fā)射光束，僅僅偏轉(zhuǎn)單元形成集成在殼體中的光學傳感器的可旋轉(zhuǎn)且因此可運動的部件。所述偏轉(zhuǎn)單元在此通常包括至少一個電機驅(qū)動的鏡，在所述鏡上發(fā)射光束并且(優(yōu)選地)接收光束被偏轉(zhuǎn)。對于這種平面距離傳感器，不利的是，偏轉(zhuǎn)單元需要較大的空間，使得所述平面距離傳感器總體上具有不期望的較大結(jié)構。此外不利的是，發(fā)射光束從發(fā)射器經(jīng)由偏轉(zhuǎn)單元到殼體中的窗的路徑非常長，其中，發(fā)射光束通過所述窗從光學傳感器射出。這同樣適用于通過所述窗射到殼體中并且通過偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)到接收器的接收光束。這導致發(fā)射光束和接收光束在殼體內(nèi)的內(nèi)部反射， 由此降低光學傳感器的探測靈敏度(Nachweisempfindlichkeit)。此外不利的是，偏轉(zhuǎn)單元(發(fā)射光束和接收光束在所述偏轉(zhuǎn)單元上被偏轉(zhuǎn))通常相對發(fā)射光束和接收光束的光束軸傾斜，從而使得發(fā)射光束和接收光束的光束橫截面在由偏轉(zhuǎn)單元反射時發(fā)生變形。所述光束橫截面變化也會導致光學傳感器的探測靈敏度的下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務在于，提供一種開頭部分所述類型的光學傳感器，其在盡可能簡單的構造下具有更高的功能性。為了解決所述任務，提出權利要求1的特征。在從屬權利要求中描述了本發(fā)明的有利的實施方式和符合目的的擴展構型。
光學傳感器用于檢測監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的物體并且包括設置在殼體內(nèi)的、可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的發(fā)射/接收單元。發(fā)射/接收單元包括進行發(fā)射的發(fā)射器和接收接收光束的接收器。 發(fā)射光束和/或接收光束穿過殼體的窗，所述窗形成用于發(fā)射光束和/或接收光束的射束成形的光學裝置。根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器的重要優(yōu)點在于，旋轉(zhuǎn)的發(fā)射/接收單元可以以其發(fā)射器和接收器延伸到貼近殼體的窗。因此，發(fā)射光束與接收光束在發(fā)射/接收單元與窗之間不受鏡筒(Tubus)或者類似物保護的光路可以如此小，使得幾乎不出現(xiàn)由于發(fā)射光束和接收光束在殼體內(nèi)的內(nèi)部反射導致的損失。此外有利地，可以省去單獨的偏轉(zhuǎn)單元。由此可以一方面顯著地減小光學傳感器的結(jié)構大小。此外，避免了發(fā)射光束和接收光束的光束橫截面在偏轉(zhuǎn)單元處反射時出現(xiàn)的不期望的變形。最后，還避免了接收器由于發(fā)射器的組件而導致的、如在具有偏轉(zhuǎn)單元的系統(tǒng)中產(chǎn)生的不期望的陰影。另一個重要優(yōu)點在于，殼體的窗本身具有光學特性，所述窗可以形成單獨的部件或者可以與殼體一體地構造。原則上，對于發(fā)射/接收光束的穿透而言，也可以設置單獨的窗。由此一方面可以簡化地實現(xiàn)或者甚至省略用于發(fā)射光束和/或接收光束的射束成形的、單獨的、形成射束的光學元件。另一方面，可以如此優(yōu)化殼體內(nèi)發(fā)射光束和/或接收光束的光路，使得避免殼體中的光束損失或者發(fā)射光束直接反向散射到接收器中。此外，通過殼體的窗的光學作用，可以在盡可能高的探測靈敏度方面單獨優(yōu)化發(fā)射光束和接收光束在殼體外的射束導向。此外，通過窗的合適材料選擇，可以如此實現(xiàn)帶通效果作為另一個光學特性，使得所述窗雖然基本上對于發(fā)射光束的波長而言是可穿透的，但是濾除其他波長的干擾光。特別有利的是，發(fā)射/接收單元形成根據(jù)光傳播時間方法工作的距離傳感器。發(fā)射器發(fā)射發(fā)射光脈沖形式的發(fā)射光束，在分析處理單元中檢測所述發(fā)射光束到待探測物體的傳播時間。借助于所實施的距離測量可以實現(xiàn)監(jiān)視區(qū)域中的物體的位置確定，其中，由距離測量的分別求得的距離值和發(fā)射/接收單元的當前旋轉(zhuǎn)位置得出物體的位置，發(fā)射/接收單元的所述當前旋轉(zhuǎn)位置借助合適的測量傳感器確定。根據(jù)窗的構造，在其內(nèi)進行物體探測的監(jiān)視區(qū)域在360°角度范圍上或者僅僅在所述360°角度范圍的子范圍上延伸。根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器如此構造，使得發(fā)射/接收單元是旋轉(zhuǎn)的測量頭的組成部分，所述測量頭設置在位置固定地設置的殼體內(nèi)。在此，集成在測量頭中的發(fā)射/接收單元被有利地如此構造，使得發(fā)射器和/或分配給所述發(fā)射器的發(fā)射光學系統(tǒng)在軸向上與接收器和/或分配給所述接收器的接收光學系統(tǒng)錯開。通過這種錯開的設置，僅僅當物體在遠區(qū)中時，由所述物體反射回的接收光束才基本上沿著接收光學系統(tǒng)的光軸射到接收光學系統(tǒng)上，從而接收光學系統(tǒng)的效率在此是最優(yōu)的接收光束由接收光學系統(tǒng)完全接收。相反，在探測近區(qū)中的物體時，如此實現(xiàn)接收光學系統(tǒng)的有意的失調(diào)，使得接收光束的入射方向與光軸不一致，也就是說，接收光束不完全由接收光學系統(tǒng)檢測。以此方式，可以在探測近區(qū)中的物體時減小并且限制接收信號的振幅，由此避免了接收器的否則出現(xiàn)的超調(diào)(Obersteuerung)。因此不需要較昂貴的電子組
5件，例如對數(shù)放大器，以便通過電子方式限制接收信號。通過發(fā)射光學系統(tǒng)和接收光學系統(tǒng)的錯開的設置，可以因此在根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器中以簡單的方式限制接收信號的動態(tài)性，即接收振幅在整個覆蓋的距離范圍內(nèi)以及待探測物體的反射率范圍內(nèi)的變化范圍。因此不僅可以使用具有簡化結(jié)構的接收器，而且還由此降低了對用于分析處理接收信號的電子裝置的要求，由此實現(xiàn)進一步的成本降低。還可以特別有利地通過如下方式改進近區(qū)中的物體的物體探測發(fā)射光束劃分成一個主射束和從主射束分離出的、相對于主射束以不同的角度傳播的一些衛(wèi)星射束。借助主射束可以特別良好地探測遠區(qū)中的物體，而借助衛(wèi)星射束尤其檢測近區(qū)中的物體，其中， 為此適當?shù)剡x擇其相對于主射束的傾斜角。在此，主射束和衛(wèi)星射束穿過同一個窗或者穿過分開的窗。所述實施方式特別良好地適用于形成根據(jù)脈沖傳播時間方法工作的距離傳感器的發(fā)射/接收單元。隨后，作為發(fā)射光脈沖發(fā)射發(fā)射光束。分析處理單元被如此構造，使得其可以單獨地并且時間分辨地檢測源自發(fā)射光脈沖的多個接收光脈沖，所述多個接收光脈沖相應于發(fā)射光束劃分成一個主射束和多個衛(wèi)星射束由不同距離上的物體反射回來并且在不同的時刻射到接收器上。在一種在結(jié)構上特別簡單并且高效的實施方式中，發(fā)射光學系統(tǒng)和/或接收光學系統(tǒng)可以被構造成旋轉(zhuǎn)的光學系統(tǒng)的形式。在一種特別緊湊并且成本有利的實施方式中，發(fā)射光學系統(tǒng)和接收光學系統(tǒng)可以由一個光學系統(tǒng)部件形成。根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器優(yōu)選用于安全技術領域，尤其是人員保護領域。為了滿足所述領域中存在的安全要求，光學傳感器具有冗余的信號分析處理裝置，特別是雙通道分析處理單元形式的信號分析處理裝置。為了對于借助發(fā)射/接收單元實施的距離測量達到所需的安全水平，有利地在窗處設置參考物體，所述參考物體是用于發(fā)射/接收單元的功能檢測的參考測量的目標。根據(jù)所實施的優(yōu)選由至少一個振幅測量和一個距離測量形成的參考測量，可以檢測發(fā)射/接收單元是否無故障地工作。根據(jù)一個有利的實施方式，參考物體是部分透明的物體。為了實施參考測量，由發(fā)射器發(fā)射的發(fā)射光束的一部分反射回到發(fā)射/接收單元的接收器上。在這種情形中，僅僅借助發(fā)射/接收單元本身來檢測其無故障的功能。替換地，為了實施參考測量，設有附加的發(fā)射元件，所述附加的發(fā)射元件的光束由參考物體引導到接收器上，其中，所述發(fā)射元件是測量頭的組成部分。在這種情形中，所述發(fā)射元件構成用于檢查接收器的附加的光學元件。為了實施參考測量，同樣可以設置附加的接收元件，由發(fā)射器發(fā)射的并且由參考物體反射回的發(fā)射光束引導到所述附加的接收元件上。所述發(fā)射元件是測量頭的組成部分。在這種情形中，所述接收元件形成用于檢查發(fā)射器的附加的光學元件。有利地，借助這些附加的光學元件進行振幅測量形式的參考測量，而借助發(fā)射/ 接收單元的發(fā)射器和接收器實施距離測量形式的參考測量。例如可以被構造成光柵結(jié)構形式的參考物體如此設置在殼體的內(nèi)側(cè)上，使得測量頭每轉(zhuǎn)一周便實施一次參考測量。在此，參考物體有利地是部分透明的，使得由發(fā)射器發(fā)射的發(fā)射光束的僅僅一部分被參考物體反射回以實施參考測量，而發(fā)射光束的絕大部分穿過殼體射到監(jiān)視區(qū)域中并且可以用于實施物體探測。特別有利地，在測量頭中集成了用于窗監(jiān)視的傳感器元件。在此優(yōu)選地，由傳感器元件發(fā)射的光束穿過窗射到固定在殼體上的反射器上并且從所述反射器穿過窗回到所述傳感器元件。利用窗監(jiān)視滿足了另一個安全相關的監(jiān)視功能，因為污染的窗可能會損害光學傳感器的探測可靠性。所述窗監(jiān)視的重要優(yōu)點在于，為此使用的傳感器元件與實施物體探測的發(fā)射/接收單元一起旋轉(zhuǎn)并且因此在測量頭的旋轉(zhuǎn)過程中在窗的整個圓周上對窗進行測試，無需為此在整個圓周上分散地設置傳感機構。在本發(fā)明的一個有利構型中，在測量頭中集成了用于控制和/或分析處理發(fā)射/ 接收單元的信號的電子組件。特別地，借助集成在測量頭中的電子組件進行信號預處理以抑制由窗的污染導致的錯誤信號。通過在測量頭中如此實施的信號預處理實現(xiàn)顯著的數(shù)據(jù)減少，使得僅須向靜止地設置的分析處理單元傳輸簡明的數(shù)據(jù)量，在所述分析處理單元中進行最終的分析處理。特別有利地，在旋轉(zhuǎn)的測量頭與光學傳感器的固定部件之間進行可靠的或不可靠的、非接觸的能量和/或數(shù)據(jù)傳輸。由此，借助無磨損地工作的組件來實現(xiàn)光學傳感器的靜止組件與旋轉(zhuǎn)組件之間的傳輸。本發(fā)明的一個符合目的的構型提出，光學傳感器具有用于使發(fā)射光束可視化的裝置。由此例如可以使發(fā)射光束在監(jiān)視區(qū)域中如何傳播和/或發(fā)射光束在哪個位置射到物體上可視化?？梢酝ㄟ^以下方式顯示相應的區(qū)域通過在測量頭中一起旋轉(zhuǎn)的發(fā)光元件激活可見光束。替換地，可以使窗處的或者設置在所述區(qū)域中的反射器環(huán)處的可見光斑成像。根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器可以一般性地如此擴展，使得發(fā)射/接收單元具有多對發(fā)射器與接收器。利用各對的穿過殼體中的一個或多個窗的發(fā)射/接收光束可以同時在多個位置進行物體探測，也就是說，由此擴大了可借助光學傳感器檢測的監(jiān)視區(qū)域。


以下根據(jù)附圖來說明本發(fā)明。附圖示出圖1 根據(jù)本發(fā)明的光學傳感器的實施例的示意圖。圖2 根據(jù)圖1的光學傳感器的發(fā)射/接收單元的組件在探測遠區(qū)中的物體時的示圖。圖3 在探測近區(qū)中的物體時根據(jù)圖2的布置。
具體實施例方式圖1示意性地示出了用于監(jiān)視區(qū)域中的物體探測的光學傳感器1的結(jié)構。光學傳感器1具有可繞旋轉(zhuǎn)軸線D旋轉(zhuǎn)的測量頭2，所述測量頭2設置在位置固定的、即不一起旋轉(zhuǎn)的殼體3中。測量頭2支承在沿旋轉(zhuǎn)軸線D延伸的軸4上，借助于驅(qū)動裝置5使所述軸4 進行旋轉(zhuǎn)運動。在以測量頭2實施物體探測期間，測量頭2以恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。以測量傳感器、尤其是角度傳感器來檢測測量頭2的當前旋轉(zhuǎn)位置。在測量頭2中集成有發(fā)射/接收單元6，所述發(fā)射/接收單元形成光學距離傳感器元件。在圖2和圖3中示出了發(fā)射/接收單元6的各個組件。發(fā)射/接收單元6包括激光二極管形式的、發(fā)射發(fā)射光束7的發(fā)射器8。在發(fā)射光束7的輻射方向上在激光二極管后面可以緊接著設置未單獨示出的發(fā)射光學系統(tǒng)。發(fā)射/ 接收單元6還包括光電二極管或類似物形式的、接收接收光束9的接收器10。在接收器10 前面設置有透鏡形式的接收光學系統(tǒng)11。一般而言，接收光學系統(tǒng)也可以被構造為反射光學系統(tǒng)。如從圖1至3可以看出，發(fā)射光束7和接收光束9穿過殼體3的形成窗12的區(qū)段。 窗12沿殼體3的切線方向(Umfangsrichtung)延伸整個360°角度范圍。通過測量頭2的旋轉(zhuǎn)運動，周期性地在整個360°角度范圍上引導發(fā)射光束7，使得所述范圍也形成監(jiān)視區(qū)域，在所述監(jiān)視區(qū)域內(nèi)進行物體探測。通過距離測量和同時對測量頭2的當前旋轉(zhuǎn)位置的檢測，可以在物體探測時求得準確的物體位置。根據(jù)光傳播時間方法進行借助發(fā)射/接收單元6實施的距離測量。為此發(fā)射器8 發(fā)射發(fā)射光脈沖形式的發(fā)射光束7。為了進行距離確定，測量光傳播時間，所述距離確定分別需要去往待探測的物體13和返回到接收器8的發(fā)射光脈沖。在圖2和圖3中示出相應的光路。由發(fā)射器8發(fā)射的發(fā)射光束7透過窗12并且隨后在監(jiān)視區(qū)域中傳播。在所述監(jiān)視區(qū)域中，發(fā)射光束7被物體13反射并且作為接收光束9穿過窗12返回到接收器10上。如從圖2和3可以看出，發(fā)射/接收單元6的發(fā)射器8和接收器10在軸向上、即在測量頭2的旋轉(zhuǎn)軸線D的方向上彼此錯開地設置。在此，接收光學系統(tǒng)的光軸A略微向下傾斜地設置。發(fā)射器8如此設置在殼體3中，使得發(fā)射光束7也略微向下傾斜地設置，從而發(fā)射光束7不會在殼體3內(nèi)不期望地反射到接收器10中。殼體3的窗12具有用于發(fā)射光束7 的射束成形元件的功能，使得發(fā)射光束7尤其通過窗12的合適的成形在所述區(qū)域中被如此偏轉(zhuǎn)，使得發(fā)射光束7在監(jiān)視區(qū)域中與旋轉(zhuǎn)軸線垂直地傳播。一般而言，通過如下方式也已經(jīng)阻止發(fā)射光束和接收光束的不期望的反射測量頭形成或具有用于引導發(fā)射光束和接收光束的一個鏡筒或者用于分開地引導發(fā)射光束和接收光束的兩個鏡筒。所述一個或兩個鏡筒可以一直延伸到窗緊前面，由此避免不期望的反射。圖2示出對遠區(qū)中的物體13的探測。在所述遠區(qū)中，所述物體大致位于接收光學系統(tǒng)的光軸A的范圍中，使得被物體13反射回的接收光束9完全經(jīng)由接收光學系統(tǒng)11引導到接收器10。由此，即使在物體距離較遠的情況下，較大光量的接收光線也被引導到接收器10上，從而在接收器10的輸出端上獲得對于可靠的物體檢測而言足夠大的接收信號。圖3示出對近區(qū)中的物體13的探測。由于物體13與測量頭2的距離較小，存在接收器10超調(diào)的危險。然而，這通過發(fā)射器8和接收器10的錯開的設置來避免。如從圖 3可以看出，對于近區(qū)中的物體13，存在對接收器10的有意的失調(diào)，使得物體13位于接收器10的光軸以外。由此接收光線的僅僅一部分到達接收器10上，使得所述接收器10不會被超調(diào)。為了分析處理在發(fā)射/接收單元6中生成的信號，在測量頭2中一起旋轉(zhuǎn)地設置預處理單元14和在殼體3中位置固定地設置分析處理單元15。為了滿足人員保護領域中的應用的要求，以雙通道的方式構造預處理單元14和分析處理單元15，尤其是以彼此循環(huán)監(jiān)視的計算單元的形式。在光學傳感器1的靜止設置的組件與光學傳感器1的隨測量頭2 —起旋轉(zhuǎn)的組件之間進行非接觸的數(shù)據(jù)與能量傳輸，所述數(shù)據(jù)與能量傳輸可靠地構造用于安全技術領域中的應用。非接觸的數(shù)據(jù)傳輸可以通過光學方法進行或者借助于無線電連接進行。數(shù)據(jù)傳輸可以尤其通過被構造為空心軸的軸4進行。非接觸的能量傳輸可以通過電場進行或者感應地進行。能量傳輸在此可以根據(jù)變換原理進行，可以借助于鐵磁芯來提高能量傳輸?shù)男?。在預處理單元14中如此進行信號預處理，使得將由粉塵等導致的干擾信號與來自物體13的有用信號分離并且消除所述干擾信號。在此，充分利用在空氣中存在的粉塵顆粒僅僅由個別發(fā)射光脈沖探測到的情況。與之相比，待探測的物體13具有大得多的尺寸。 例如在安全技術領域中，通過人的腿來定義最小待測量的物體大小。在探測這樣的物體13 時，多個發(fā)射光脈沖在擴大的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)射到物體13上。因此，可以在預處理單元14 中由物體探測時存在的發(fā)射光脈沖的數(shù)量來區(qū)分有用信號與干擾信號。僅僅有用信號從預處理單元14傳輸?shù)椒治鎏幚韱卧?5。在所述分析處理單元15 中，由此生成開關信號并且通過開關輸出端16輸出所述開關信號。對于安全技術領域中的應用，借助光學傳感器1監(jiān)視設備處的危險區(qū)域。如果借助光學傳感器1沒有識別到物體 13并且通過內(nèi)部的設備檢測確定光學傳感器1的功能沒有故障，則通過開關輸出端16輸出使設備運行的釋放信號。相反，如果在光學傳感器1中確定出內(nèi)部故障或者在監(jiān)視區(qū)域中探測到物體13，則通過開關輸出端輸出使設備停止運轉(zhuǎn)的關閉命令。為了發(fā)射/接收單元6的功能檢測，局部地在窗12的內(nèi)側(cè)的位置處設置參考物體 17，所述參考物體在當前情形中由部分透明的光柵形成。測量頭2每轉(zhuǎn)一周，發(fā)射器8的發(fā)射光束7射到所述參考物體17上，由此實施用于檢測發(fā)射/接收單元6的功能的參考測量。在當前情形中，發(fā)射/接收單元6的發(fā)射器8和接收器10本身用于參考測量。如果發(fā)射光束7射到參考物體17上，則發(fā)射光束7的一部分由參考物體17引導到接收器10上。 發(fā)射光束7的絕大部分透過參考物體17和/或在參考物體17旁邊經(jīng)過并且由此用于物體探測。根據(jù)發(fā)射光脈沖的傳播時間差，可以在預處理器單元14中區(qū)分接收光脈沖是來自參考物體17還是來自監(jiān)視區(qū)域中的物體13。參考測量分成振幅測量和距離測量，其中，將相應的測量結(jié)果與預給定的額定值進行比較。僅僅在測量結(jié)果與額定值相符時，才存在發(fā)射/接收單元6的無故障的功能。此外，在測量頭2中集成有用于窗玻璃監(jiān)視的傳感器元件18。傳感器元件18包括發(fā)射光束19的發(fā)射元件和接收光束19的接收元件，在圖1中未單獨示出所述發(fā)射元件和所述接收元件。與發(fā)射/接收單元6對置地設置在測量頭2中的傳感器元件18如此發(fā)射光束19， 使得光束19透過窗12并且隨后射到反射器邊緣20形式的反射器上，所述反射器邊緣沿切線方向環(huán)繞在殼體3的外側(cè)。從反射器反射回的光束19再次透過窗12并且隨后射到傳感器元件18的接收元件上。在分析處理單元15中，隨后根據(jù)光束19的經(jīng)放大的衰減來探測窗12的局部污染。參考標號列表[0065 [0066 [0067 [0068 [0069 [0070 [0071 [0072 [0073 [0074 [0075 [0076 [0077 [0078 [0079 [0080 [0081 [0082 [0083 [0084 [0085
1)光學傳感器
2)測量頭
3)殼體
4)軸
5)驅(qū)動裝置
6)發(fā)射/接收單元
7)發(fā)射光束
8)發(fā)射器
9)接收光束
10)接收器
11)接收光學系統(tǒng)
12)窗
13)物體
14)預處理單元
15)分析處理單元
16)開關輸出端
17)參考物體
18)傳感器元件
19)光束
20)反射器邊緣 D)旋轉(zhuǎn)軸線
權利要求
1.用于檢測監(jiān)視區(qū)域中的物體的光學傳感器(1)，其具有設置在殼體(3)內(nèi)的、可繞旋轉(zhuǎn)軸線(D)旋轉(zhuǎn)的發(fā)射/接收單元(6)，所述發(fā)射/接收單元(6)包括發(fā)射發(fā)射光束(7)的發(fā)射器(8)和接收接收光束(9)的接收器(10)，其中，所述發(fā)射光束(7)和/或所述接收光束(9)穿過所述殼體⑶的窗(12)，所述窗(12)形成用于所述發(fā)射光束(7)和/或接收光束(9)的射束成形的光學裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的光學傳感器，其特征在于，所述發(fā)射/接收單元(6)形成根據(jù)光傳播時間方法工作的距離傳感器，其中，所述發(fā)射器(8)發(fā)射發(fā)射光脈沖形式的發(fā)射光束(7)，所述發(fā)射光脈沖到待探測的物體(13)的傳播時間被檢測。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的光學傳感器，其特征在于，所述發(fā)射器(8)和/或分配給所述發(fā)射器(8)的發(fā)射光學系統(tǒng)在軸向上與所述接收器(10)和/或分配給所述接收器 (10)的接收光學系統(tǒng)錯開。
4.根據(jù)權利要求3所述的光學傳感器，其特征在于，所述發(fā)射光學系統(tǒng)和/或所述接收光學系統(tǒng)(11)被構造為反射光學系統(tǒng)的形式。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的光學傳感器，其特征在于，所述發(fā)射光學系統(tǒng)和所述接收光學系統(tǒng)(11)由一個光學系統(tǒng)部件形成。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的光學傳感器，其特征在于，所述監(jiān)視區(qū)域在 360°角度范圍上延伸或者在360°角度范圍的一個子范圍上延伸。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的光學傳感器，其特征在于，所述發(fā)射/接收單元 (6)是旋轉(zhuǎn)的測量頭(2)的組成部分，所述測量頭設置在位置固定地設置的殼體(3)內(nèi)。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的光學傳感器，其特征在于，在所述窗(12)處設置有參考物體(17)，所述參考物體(17)是用于所述發(fā)射/接收單元(6)的功能檢測的參考測量的目標。
9.根據(jù)權利要求8所述的光學傳感器，其特征在于，所述參考物體是部分透明的物體 (13)，其中，為了實施所述參考測量，由所述發(fā)射器(8)發(fā)射的發(fā)射光束(7)的一部分反射回所述發(fā)射/接收單元(6)的所述接收器(10)上。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的光學傳感器，其特征在于，為了實施所述參考測量，設有附加的發(fā)射元件，所述附加的發(fā)射元件的光束由所述參考物體引導到所述接收器(10)上， 其中，所述發(fā)射元件是所述測量頭(2)的組成部分。
11.根據(jù)權利要求8或9所述的光學傳感器，其特征在于，為了實施所述參考測量，設有附加的接收元件，由所述發(fā)射器(8)發(fā)射并且由所述參考物體反射回的發(fā)射光束(7)射到所述附加的接收元件上，其中，所述接收元件是所述測量頭(2)的組成部分。
12.根據(jù)權利要求8至11中任一項所述的光學傳感器，其特征在于，所述參考測量包括振幅測量和距離測量。
13.根據(jù)權利要求7到12中任一項所述的光學傳感器，其特征在于，在所述測量頭(2) 中集成有用于窗監(jiān)視的傳感器元件(18)。
14.根據(jù)權利要求13所述的光學傳感器，其特征在于，由所述傳感器元件(18)發(fā)射的光束穿過所述窗(12)射到固定在所述殼體(3)上的反射器上并且從所述反射器穿過所述窗(12)回到所述傳感器元件(18)。
15.根據(jù)權利要求7至14中任一項所述的光學傳感器，其特征在于，在所述測量頭(2)中集成有用于控制和/或分析處理所述發(fā)射/接收單元(6)的信號的電子組件。
16.根據(jù)權利要求15所述的光學傳感器，其特征在于，借助集成在所述測量頭(2)中的所述電子組件進行信號預處理以抑制錯誤信號。
17.根據(jù)權利要求7至16中任一項所述的光學傳感器，其特征在于，在所述旋轉(zhuǎn)的測量頭(2)和所述光學傳感器(1)的一個位置固定的部件之間進行可靠的或者不可靠的、非接觸的能量和/或數(shù)據(jù)傳輸。
18.根據(jù)權利要求1至17中任一項所述的光學傳感器，其特征在于，所述光學傳感器具有用于使所述發(fā)射光束(7)或者所述發(fā)射光束(7)在物體上的入射點可視化的裝置。
19.根據(jù)權利要求1至18中任一項所述的光學傳感器，其特征在于，所述發(fā)射光束(7) 劃分成一個主射束和從所述主射束分離出的、相對于所述主射束以不同的角度傳播的一些衛(wèi)星射束。
20.根據(jù)權利要求1所述的光學傳感器，其特征在于，所述發(fā)射/接收單元具有多對發(fā)射器(8)和接收器(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測監(jiān)視區(qū)域中的物體的光學傳感器(1)，其具有設置在殼體(3)內(nèi)的、可繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的發(fā)射/接收單元(6)。所述發(fā)射/接收單元(6)包括發(fā)射發(fā)射光束(7)的發(fā)射器(8)和接收接收光束(9)的接收器(10)。所述發(fā)射光束(7)和/或所述接收光束(9)穿過所述殼體(3)的窗(12)，所述窗(12)形成用于所述發(fā)射光束(7)和/或接收光束(9)的射束成形的光學裝置。
文檔編號G01V8/14GK102313909SQ20111013558
公開日2012年1月11日 申請日期2011年5月20日 優(yōu)先權日2010年5月20日
發(fā)明者L·洛曼 申請人:洛伊策電子兩合公司