DE3514982C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Objekten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 37 27 207 ist eine derartige Vorrichtung zur Erfassung von Objekten bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wird ein Laserstrahl zu einem Reflektor gesendet, der am Ende des gewünschten Erfassungsbereiches angeordnet ist. Der vom Re­ flektor zurückgeworfene Lichtstrahl wird empfangen und in ein elektrisches Signal umgesetzt. Mittels des detektierten Signals wird eine Laufzeitmessung vorgenommen. Befindet sich ein Eindringling in dem Strahlenbereich des Laserstrahls, ist die Reflexionszeit kürzer als die Bezugsreflexionszeit zu dem Reflektor.

Bei der bekannten Raumschutzanlage ist nachteilig, daß auch Fehlmeldungen von anderen Objekten ausgelöst werden, die sich in dem Strahlenbereich des Laserstrahls befinden. Be­ findet sich beispielsweise ein Hund ober ein Vogel in dem Strahlungsbereich, wird so lange Fehlalarm gegeben, bis das Tier den Strahlungsbereich verlassen hat. Es hat sich ge­ zeigt, daß bei der bekannten Raumschutzanlage häufig Fehlmel­ dungen vorkommen, weshalb die Zuverlässigkeit eingeschränkt ist. Die bekannte Raumschutzanlage hat deshalb keine weite Verbreitung als Einbruchsmelder gefunden.

Weiter ist aus der DE-OS 20 14 681 eine Abstandsmeßvorrich­ tung bekannt, die einen modulierten Lichtstrahl aussendet. Der von einem Objekt reflektierte Lichtstrahl wird von der Abstandsmeßvorrichtung detektiert und in ein Anzeigesignal umgesetzt. Das Anzeigesignal wird mit einem Bezugssignal in der Phasenlage verglichen. Das heißt, die Entfernung wird in eine Phasendifferenz umgesetzt.

Bei dieser bekannten Abstandsmeßvorrichtung besteht das Pro­ blem, daß das Eindringen eines kleinen Flugobjektes, bei­ spielsweise eines Vogels, einen Meßfehler bewirken kann. Zwar kann dieser Nachteil durch eine verhältnismäßig lange Lichtausstrahlzeit verringert werden, jedoch ergibt sich hierdurch das Problem, daß der Leistungsverbrauch für den Lichtsender ansteigt.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrich­ tung zum Erfassen von Objekten zu schaffen, die bei Verwen­ dung einer einfachen, mit hoher Zuverlässigkeit und gutem Wirkungsgrad arbeitenden Lichtquelle einen in drei Dimensi­ onen einstellbar begrenzten Erfassungsbereich aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung wird bei der gattungsbildenden Vor­ richtung zur Erfassung von Objekten durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mittels der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß Fehlmel­ dungen insbesondere durch vorübergehend eindringende Objekte wie kleine fliegende oder sich auf dem Boden bewegende Tiere vermieden werden. Hingegen kann ein Objekt, das im Erfas­ sungsbereich verbleibt, sicher erfaßt werden. Versucht bei­ spielsweise ein Einbrecher nach Einschlagen eines Fensters in ein Gebäude einzudringen, löst der Einbrecher an dem mit der Erfindung gesicherten Fenster zuverlässig einen Alarm aus. Die vorteilhafte Wirkung der Erfindung wird insbesonde­ re durch einen Phasenvergleich erzielt, der zwischen einem Anzeigesignal und einem Bezugssignal vorgenommen wird. Das Anzeigesignal wird aus dem von dem Lichtempfänger abgeleite­ ten Signal und das Bezugssignal von dem Sendesignal direkt abgeleitet. Darüber hinaus bewirkt der Impulsbetrieb der Lichtquellen, die zeilenförmig angeordnet sind, einen gerin­ gen Leistungsverbrauch. Der Impulsbetrieb hat ferner für die als Lichtsender verwendeten Leuchtdioden den Vorteil, daß die Lebensdauer verlängert wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteran­ sprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von mehreren Ausfüh­ rungsformen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einer Frontansicht schematisch die Be­ ziehung zwischen der Aussendung von Lichtstrahlen und dem Empfang der reflektierten Lichtstrahlen durch Licht­ strahler und Lichtempfänger in einem Ausführungs­ beispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt in einer Seitenansicht ebenfalls schematisch die Beziehung zwischen der Lichtausstrahlung und dem Lichtempfang durch weitere Lichtempfangsmittel im Aus­ führungsbeispiel nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt im einzelnen bis zu einem gewissen Grad das Beispiel einer Anordnung von Lichtsende- und -empfangsmitteln nach Fig. 1 einschließlich Lichtsende­ elementen und einem Lichtempfangselement.

Fig. 4 zeigt in einer Frontansicht einen begrenzten Erfassungsbereich, der durch die Lichtstrahler der Fig. 1 gebildet ist.

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht des Erfassungsbereichs von Fig. 4.

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels von Verarbeitungsmitteln für ausgesandte und empfangene Lichtsignale in der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 7 ist ein Stromlaufplan der Verarbeitungsmittel von Fig. 6.

Fig. 8 zeigt Signalkurvenformen eines Teils der Schaltung von Fig. 6 oder 7.

Fig. 9 ist ein Stromlaufplan in einem Ausführungsbeispiel der Abtastmittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die

Fig. 10 und 11 zeigen Kurvenformen von Ausgangs­ signalen der Abtastmittel von Fig. 9.

Fig. 12 zeigt in einer Seitenansicht schematisch, ähnlich wie in Fig. 2, eine Beziehung zwischen den Lichtsende- und -empfangsmitteln in einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 13 ist ein Blockschaltbild eines anderen Aus­ führungsbeispiels und zeigt die in Fig. 12 benützten Verarbeitungsmittel für die ausgesandten und empfangenen Lichtsignale.

Fig. 14 zeigt Kurvenformen von Ausgangssignalen, die an verschiedenen Punkten der Schaltung von Fig. 13 vorkommen.

Fig. 15 schließlich ist ein Stromlaufplan eines anderen Ausführungsbeispiels und zeigt einen Verstärker der Schaltung von Fig. 6 oder 7.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeich­ nung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen

In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Vor­ richtung zum Erfassen von Objekten gezeigt, die in Richtung zur Bodenoberfläche GF senkrecht eingebaut ist. Diese Vorrichtung umfaßt Lichtstrahler 11 mit einer Lichtstrahler­ anordnung 12, die eine Vielzahl von Leuchtdioden 12 ₁ bis 12 _n umfaßt. Die Leuchtdioden sind im wesentlichen in einer Reihe angeordnet, wie es beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist, und senden Lichtstöße von pulsmodulierten Licht­ strahlen in verschiedenen Richtungen, aber in einer einzigen Ebene aus. Im Strahlengang der Anordnung 12 sind eine Sammellinse 13 und ein halbdurchlässiger Spiegel 14 angeordnet. Der Spiegel 14 ist um einen geeigneten Winkel geneigt. Lichtstrahlen LB, ausgesandt von den Dioden der Anordnung 12, gehen durch die Linse 13 und gelangen zum Spiegel 14. Dort wird ein Teil der Licht­ strahlen LB vom Spiegel 14 reflektiert und auf erste Lichtempfänger 15 gelenkt. Die übrigen Strahlen gehen durch den Spiegel 14 hindurch und werden entweder durch einen festen reflektierenden Körper wie die Bodenober­ fläche GF oder durch ein zu erfassendes Objekt SO wie einen Eindringling reflektiert. Dabei werden die reflek­ tierten Strahlen zu zweiten Lichtempfängern 16 gelenkt.

Im vorliegenden Fall wird das Licht in gegenseitig versetzten Richtungen in derselben Ebene durch die Linse 13 von den Leuchtdioden 12 ₁ bis 12 _n der Diodenanordnung ausgestrahlt. Dadurch wird eine sektorförmige Ebene von gebündelten Lichtstrahlen in jedem gewünschten Winkel gebildet. Es ist daher, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassen von Objekten auf einem Gebäude BD oberhalb seines Fenster WD so einzubauen, daß sich eine Zone von Lichtstrahlen mit einer gewünschten Reichweite parallel zum Gebäude erstreckt und den gesamten Bereich des Fensters WD überstreicht.

Der erste Lichtempfänger 15 enthält eine Sammellinse 17, eine Photodiode 18 und einen Spiegel 19. Der Teil der Lichtstrahlen LB, der vom halbdurchlässigen Spiegel 14 reflektiert wurde, wird weiter abgelenkt und durch die Sammellinse 17 zur Photodiode 18 gelenkt. Der zweite Lichtempfänger 16 enthält eine Sammellinse 20 und eine Photodiode 21 zum Empfang jedes von der Bodenoberfläche GF her einfallenden Lichtstrahls. Dementsprechend kann die Photodiode 18 im ersten Lichtempfänger 15 die reflektierten Lichtstrahlen LB im wesentlichen direkt empfangen, und zwar ohne irgendeinen Reflexionsanteil von der Bodenoberfläche GF oder dem zu erfassenden Objekt SO. Die Photodiode 21 im zweiten Lichtempfänger 16 dagegen empfängt die von der Bodenoberfläche GF oder dem Objekt SO reflektierten Lichtstrahlen. Beim Empfang von solchen Lichtstrahlen erzeugen die Photodioden 18 und 21 elektrische Signale, die den - in Fig. 6 ge­ zeigten - Verarbeitungsmitteln für ausgestrahltes und empfangenes Licht zugeführt werden und den Phasen­ unterschied zwischen den beiden Signalen ermitteln. Dies wird im folgenden gezeigt.

In Fig. 6 - und auch in Fig. 7, die Einzelheiten der Schaltung von Fig. 6 zeigt - sind die Verarbeitungsmittel für ausgestrahltes und empfangenes Licht gezeigt. Eingangs­ signale für den ersten und den zweiten Lichtempfänger 15 und 16 stammen von der Lichtausstrahlung durch die Licht­ strahler 11. Die Verarbeitungsmittel umfassen eine Reihe von Bausteinen. Verstärker 22 und 23 sind jeweils an die Photodioden 18 und 21 angeschlossen und dienen zum Ver­ stärken der Ströme, die von den Photodioden 18 und 21 erzeugt werden, mit im wesentlichen dem gleichen Ver­ stärkungsfaktor. Mischer 24 und 25 sind jeweils an die Verstärker 22 und 23 sowie an einen gemeinsamen Über­ lagerungsoszillator 26 angeschlossen; die verstärkten Ausgangssignale der Verstärker sollen optimal frequenz­ transformiert werden mit Hilfe von Eingangssignalen, die vom Überlagerungsoszillator 26 kommen. Filter 27 und 28 sind jeweils an die Mischer 24 und 25 ange­ schlossen und dienen zum Ausfiltern der frequenz­ transformierten Signale. Kurvenformkreise 29 und 30 schließlich erhalten die ausgefilterten Signale zuge­ führt. Der Kurvenformkreis 29 erzeugt eine Rechteck- Schwingung RP, die charakteristisch für eine Bezugsphase ist, wie sie in Fig. 8a gezeigt ist. Die Rechteck- Schwingung RP basiert auf dem Ausgangssignal der Photo­ diode 18 und ergibt sich aus den Lichtstrahlen, die ohne eine Reflexion beispielsweise des zu erfassenden Objekts direkt empfangen wurde. Der andere Kurvenformkreis 30 er­ zeugt eine Rechteck-Schwingung DP, die charakteristisch für eine Anzeigephase wie in Fig. 8b ist und auf dem Ausgangssignal der Photodiode 21 basiert, das sich aus den beispielsweise von einem Objekt reflektierten Licht­ strahlen ergibt.

Das Bezugssignal oder Bezugsphasensignal RP aus dem Kurvenformkreis 29 und das Anzeigesignal oder Anzeigephasensignal DP aus dem anderen Kurven­ formkreis 30 werden dann einem Tor 31 zugeführt, in dem ein Phasendifferenzsignal PDP - wie in Fig. 8c gezeigt - erzeugt wird. Seine Impulsbreite reicht vom Beginn des Bezugsphasensignals RP bis zum Beginn des Anzeigephasen­ signals DP. Dem Tor 31 werden aus einem Taktgeber 32 Taktimpulse zugeführt, daraus ergibt sich dann ein Phasendifferenz-Taktsignal PDCK, wie es in Fig. 8d gezeigt ist, dieses Signal steht am Ausgang des Tors 31 während der Dauer des Phasendifferenzimpulses PDP von Fig. 8c zur Verfügung. Die Anzahl der Impulse des Takt­ signals PDCK aus dem Tor 31 zeigt die Phasendifferenz zwischen dem Bezugsphasensignal und dem Erfassungsphasen­ signal an. Es wird einem Zähler 33 zugeführt, der die Anzahl der Impulse zählt. Ein Ausgangssignal des Zählers 33 wird einem Komparator 34 zugeführt. Der Komparator 34 erhält außerdem ein Ausgangssignal einer Einstell­ schaltung 35 für die Erfassungsentfernung. Der Komparator vergleicht diese beiden Eingangssignale.

Wenn beispielsweise das Zählerausgangssignal, das ja der Phasendifferenz entspricht, kleiner als das Ausgangs­ signal der Erfassungsentfernungs-Einstellschaltung 35 ist, zeigt dies an, daß sich der Gegenstand SO im Erfassungsbereich befindet. Der Komparator 34 erzeugt auf diese Weise ein Ausgangssignal, das einen Alarm­ geber wie zum Beispiel eine Sirene in einer nachfolgenden Stufe ansteuert. Mit Hilfe der Entfernungseinstellschaltung 35 wird für jeden der ausgesandten Lichtstrahlen ent­ sprechend dem Abstand zwischen dem Einbauplatz der Objekt­ erfassungsvorrichtung 10 und einer Kante des Fenster WD somit ein Erfassungsbereich mit begrenzter Reichweite vorgesehen. Nur wenn ein zu erfassendes Objekt in diesen begrenzten Bereich eindringt, wird Alarm ausgelöst. Der Komparator 34 und die Entfernungseinstellschaltung 35 können entweder in getrennten Schaltungen oder besser in integrierter Form in einem Rechner CPU wie in Fig. 7 untergebracht werden.

Das Tor 31 ist mit einer Auswahlschaltung 36 verbunden, die - wie im einzelnen in Fig. 9 gezeigt - Schaltelemente 36 ₁ bis 36 _n , beispielsweise Transistoren, umfaßt. Die Zahl der Schaltelemente 36 entspricht der Zahl der Leuchtdioden 12 ₁ bis 12 _n der Lichtsendeanordnung 12. Die Schaltelemente 36 ₁ bis 36 _n werden in günstigen Zeitintervallen nacheinander eingeschaltet, nach Maßgabe ihrer Betätigung wird das Tor 31 geöffnet. Die Leuchtdioden 12 ₁ bis 12 _n , die jeweils an eines der Schaltelemente 36 ₁ bis 36 _n angeschlossen sind, werden dabei - wie in Fig. 10 gezeigt - nacheinander eingeschaltet. Gemäß der Erfindung wird also von der Lichtsendeanordnung 12 eine Vielzahl von Lichtstrahlen nacheinander ausgesandt. Sie bilden in einer einzigen Ebene mit dem jeweiligen Nachbarstrahl einen Winkel, sobald sie durch die Sammellinse 13 und den halbdurchlässigen Spiegel 14 gegangen sind. Die nacheinander ausgesandten Lichtstrahlen bilden als Ganzes also einen ebenen Erfassungsbereich mit einer bestimmten Ausdehnung. Der Phasenunterschied für jede der Leuchtdioden 12 ₁ bis 12 _n läßt sich berechnen, und der Erfassungsbereich für jeden Lichtstrahl ist durch die Einstellwerte der Ent­ fernungseinstellschaltung 35 wie zuvor eingeschränkt. Dadurch kann der Erfassungsbereich auf eine Reichweite eingeschränkt werden, die gerade - wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt - das Fenster WD überstreicht. Wenn die Lichtsendeanordnung 12 im Abtastbetrieb gefahren wird, werden die Leuchtdioden 12 ₁ bis 12 _n jeweils getrennt voneinander für eine nur kurze Zeit eingeschaltet. Dadurch kann der erforderliche Leistungsverbrauch zum Betreiben dieser Dioden spürbar gesenkt und die Lebensdauer der Dioden spürbar erhöht werden. Der Erfassungsvorgang kann in einer sehr kurzen Zeit unter Verwendung von billigen Dioden wirksam durchgeführt werden.

Wenn mit der oben geschilderten Anordnung und während des Betriebs einer der Leuchtdioden das Eindringen eines Objekts in den Erfassungsbereich festgestellt wird, dann kann diese einzelne Diode für sich allein für dauernd eingeschaltet werden. Im einzelnen ist die Anordnung wie im folgenden beschrieben gebaut. Wenn beispielsweise lediglich die Leuchtdiode 12 ₂ von den Dioden 12 ₁ bis 12 _n die Anwesenheit eines Objekts in einem einzigen Abtast­ zyklus aller Dioden erfaßt hat, dann übersteigt das Eingangssignal des Komparators 34 eine Bezugsspannung CRV, die im Komparator wie in Fig. 11b gezeigt festgelegt ist. Daraufhin wird ein Signal, das die Diode 12 ₂ als einzige in den Dauerbetrieb fährt, an die Aus­ wahlschaltung 36 gegeben, die für die Abtast- Ausgangsspannungen für die Lichtsendeanordnung 12 verantwortlich ist. Dabei stoppt die Auswahlschaltung den Abtastzyklus für alle Leuchtdioden 12 ₁ bis 12 _n , hält aber die Diode 12 ₂ als einzige - wie in Fig. 11a gezeigt - in Betrieb. In diesem Fall erhält der an den Komparator angeschlossene Alarmgeber - wie in Fig. 11c gezeigt - aus dem Komparator ein Dauersignal. Aufgrund dieses Dauersignals wird der Alarmgeber in Wirkungs­ verbindung mit einer langsam aufsummierenden Integrier­ stufe gebracht. Wenn der Summenwert in dieser Integrier­ stufe eine Schwellenspannung SVV übersteigt, wird - wie in Fig. 11e gezeigt - der Alarm eingeschaltet. Diese Anordnung erlaubt eine positive Verhinderung eines Fehlalarms, der speziell durch vorübergehend eindringende Objekte wie kleine fliegende oder sich auf dem Boden bewegende Tiere verursacht wird, die in den Erfassungs­ bereich geraten, ihn aber schnell wieder verlassen. Ein Objekt aber, das im Erfassungsbereich verbleibt, kann wirksam erfaßt werden, beispielsweise ein Einbrecher, der das Fenster WD der Fig. 4 und 5 einzuschlagen oder zu öffnen und in das Gebäude einzudringen versucht. Es leuchtet wohl ein, daß eine Person, die wegen einer Montage, einer Wartung, oder aus einem ähnlichen Anlaß oder versehentlich in den Erfassungsbereich gerät, ihn aber sofort wieder verläßt, gleichermaßen das Auslösen eines Alarms nicht bewirkt.

In Fig. 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, es dient zum Feststellen einer Zeitdifferenz anstelle einer Phasendifferenz. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält ein zweiter Lichtempfänger 116 einen halb­ durchlässigen Spiegel 137 und einen zweiten Spiegel 138. Ein erster Lichtempfänger 115 ist gleich ausgebildet wie der entsprechende Lichtempfänger im Ausführungs­ beispiel der Fig. 1 und 2. Ein zweiter Lichtempfänger 116 empfängt den Lichtstrahl LB, der durch den ersten und den zweiten halbdurchlässigen Spiegel 114 und 137 gegangen ist und vom stationären Reflexionskörper oder einem zu erfassenden Objekt zum zweiten halbdurchlässigen Spiegel 137 und dann zum Spiegel 138 reflektiert wurde. Die Lichtstrahlen werden dann durch eine Sammellinse 120 zu einer Photodiode 121 gelenkt. Das Bezugssignal für die ausgesandten Lichtstrahlen und das Anzeigesignal für die empfangenen Lichtsignale werden entsprechend dem Lichteinfall auf die Photodioden 118 und 121 duch Lichtsende- und -empfangssignal-Verarbeitungsmittel wie in Fig. 13 gezeigt verarbeitet. Darin wird ein Zeitdifferenzsignal PDP wie in Fig. 14c zwischen dem Bezugssignal RP wie in Fig. 14a und dem Anzeigesignal DP wie in Fig. 14b erhalten. Ein Zeitdifferenz-Taktsignal PDCK wie in Fig. 14e wird einem Zähler 133 aus einem Tor 131 zugeführt, das ein Taktsignal CK wie in Fig. 14d erhält.

Für den Abtastbetrieb einer Lichtsendeanordnung 112 kann ein Taktgenerator zusammen mit einer Auswahlschaltung wie in Fig. 7 benützt werden. Dadurch werden die Leuchtdioden der Anordnung 112 synchron mit dem Taktimpuls des Taktgebers eingeschaltet. Die übrigen Anordnungen sind denen des vorangehenden Ausführungsbeispiels ähnlich. In den Fig. 12 und 13 sind gleiche Bauelemente wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel der Fig. 1, 2, 6 und 7 mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen. Bei einem konventionellen Abstandserfassungssystem, das auf der Basis der reflektierten Lichtmenge arbeitet, wird ein Objekt, das in Wirklichkeit relativ weit entfernt ist, irrtümlich so bewertet, als ob es sich in einer ver­ hältnismäßig kurzen Entfernung befände, besonders dann, wenn das Objekt einen hohen Reflexionsfaktor aufweist. Bei beiden vorangehenden erfindungsgemäßen Ausführungs­ beispielen kann dieses Risiko deshalb ausgeschlossen werden, weil die Entfernungsbegrenzung aufgrund der Phasendifferenz oder der Zeitdifferenz zwischen dem Bezugsphasensignal und dem Anzeigephasensignal bewirkt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung können zahlreiche weitere Änderungen in der Ausgestaltung vorgenommen werden. Es wurde beispielsweise erwähnt, daß das Bezugsphasen­ signal in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen durch den Spiegel und die Sammellinse erhalten wird. Die von den Leuchtdioden ausgesandten Lichtstrahlen können statt dessen aber teilweise über eine Glasfaser­ optik direkt zur Photodiode des ersten Lichtempfängers geleitet werden. Weiter wurde beschrieben, daß die Licht­ dioden des Lichtsenders einzeln für sich abgetastet würden. Die Dioden können nun aber in Gruppen aufgeteilt werden, so daß zwei oder mehrere eine Gruppe bildende Dioden gleichzeitig betrieben werden. In einem solchen Fall kann der Lichtstrahl, der vom Lichtsender ausgesandt wird, aufgeweitet werden, um die für jeden Abtastzyklus erforderliche Zeit abzukürzen. In der Verarbeitungsstufe für ausgesandte und empfangene Lichtsignale nach Fig. 6 oder 7 werden die empfangenen Lichtsignale entsprechend dem Abtastzyklus fortlaufend durch den ersten und zweiten Lichtempfänger zu den Verstärkern geschickt. Diese Anordnung birgt jedoch das Risiko einer falschen Abstandsbewertung in sich, weil nämlich die Verstärkervorspannung dazu neigt, sich im Verlauf der Zeit zu verändern; dadurch verändert sich auch der Verstärkungsgrad. Bei einem höheren Ver­ stärkungsfaktor der beiden Verstärker wird die Kurven­ form der Ausgangsspannung ebenfalls im Lauf der Zeit verzerrt. Die Ausgangssignale der Kurvenformkreise, die den Verstärkerausgängen zugeordnet sind, ändern dann ihr Tastverhältnis, so daß die Phasendifferenz nicht mehr ihrem wirklichen Wert entspricht. Das Risiko kann dadurch vermieden werden, daß - wie in Fig. 15 gezeigt - Kondensatoren C ₁ und C ₂ mit einer relativ hohen Kapazität an einen Verstärker 222 angeschlossen werden. Der Ver­ stärker ist mit einem eingebauten Vorwiderstand versehen. Durch den Vorwiderstand und die Kondensatoren C ₁ und C ₂ wird eine Zeitkontante eingeführt, die ausreichend länger als die Zeit der Leuchtdioden-Lichtstöße ist. Dadurch kann eine Änderung der Verstärkervorspannung vernachlässigbar klein gemacht werden, der Wert ist dann im wesentlichen konstant. Die Phasendifferenz kann so eingestellt werden, daß sie dem wirklichen Wert entspricht.

Der in Fig. 7 gezeigte Rechner CPU kann weiter mit einem Programm zum Berechnen des Durchschnittswerts der Bezugs- und Anzeigephasen-Differenzen in Abständen von beispielsweise N Abtastzyklen versehen werden, um die Abstandsbewertung zur folgenden Phasendifferenz auf der Grundlage eines Durchschnittswerts als Bezugswert vorzu­ nehmen. Üblicherweise neigen die empfangenen Lichtsignale, die von den von der Bodenfläche GF reflektierten Licht­ strahlen herrühren, dazu, sich zu ändern. Die Entfernungs­ begrenzung wird vom Einstellwert der Einstellschaltung für die Erfassungsentfernung abhängig gemacht, er basiert auf dem ersten eintreffenden Anzeigewert einer der Leuchtdioden als Bezugswert. Der ermittelte Entfernungswert wird also einer Schwankung unterliegen. Wenn jedoch der obengenannte Durchschnittswert als Bezugswert benützt und im Abstand von N Abtastzyklen der alte Wert durch einen neuen Wert ersetzt wird, kann eine äußerst genaue Begrenzung der Reichweite erreicht werden. Darüber hinaus kann ein Verzögerungskreis zwischen dem Alarmgeber und dem Komparator eingefügt werden. Ihm wird das Bezugsphasen- und das Anzeigephasen- Differenzsignal zugeführt. Der Verzögerungskreis verzögert das Ausgangssignal des Komparators, das den Alarmgeber steuert. Fehlt ein solcher Verzögerungskreis, wird der Alarmgeber sofort in Betrieb gesetzt, sobald ein Ein­ dringling in den Erfassungsbereich gerät. Der Eindringling kann dadurch leicht die Ausdehnung des Erfassungsbereichs erkennen. Dieses Risiko kann aber durch die Zeitverzögerung vermieden werden, die der Verzögerungskreis für den Alarm­ geber bewirkt. Der Alarmgeber soll nämlich nicht sofort ansprechen, wenn ein Eindringling seine Hand oder etwas anderes in den eingestellten Erfassungsbereich steckt, sondern erst dann, wenn er die Hand wieder aus dem Er­ fassungsbereich herausgenommen hat. Wenn ein zweiter Alarmgeber, der beispielsweise beim zugehörigen Werks­ schutz eingebaut ist, zusätzlich zum ersten Alarmgeber vor­ gesehen ist, ist es nützlich, einen Verzögerungskreis zwischen dem ersten und dem zweiten Alarmgeber einzufügen. In diesem Fall ist es auch möglich, daß, wenn ein Monteur oder eine andere Person aus Versehen den Erfassungsbereich betritt und dabei der erste Alarmgeber schon ausgelöst wurde, das Ansprechen des zweiten Alarmgebers zu vermeiden, wenn diese Person nur schleunigst aus dem Erfassungsbereich verschwindet.

Zusätzlich können in der Lichtsendeanordnung Lichtgeber für sichtbares Licht verwendet werden, die nur während des Einbaus der Objekterfassungsvorrichtung benützt werden. Auf diese Weise ist der Monteur in der Lage, die Strahlenführung im gewünschten Erfassungsbereich mit sichtbaren Lichtstrahlen zu kontrollieren.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Erfassung von Objekten in einem Erfas­ sungsbereich, mit einer in den Erfassungsbereich strahlenden Lichtquelle und einem Lichtempfänger, der das von einem re­ flektierenden Gegenstand von außerhalb der Vorrichtung zu­ rückreflektierte Licht empfängt, mit Schaltungseinrichtun­ gen, die aus dem von der Lichtquelle abgegebenen Signal ein Bezugssignal und aus dem vom Lichtempfänger abgegebenen Si­ gnal ein Anzeigensignal ableiten, und mit einer Phasendiffe­ renzschaltung, an welche das Bezugssignal und das Anzeigen­ signal angelegt sind, dessen Ausgangssignal ein Maß deren Phasendifferenz ist und einen Alarmgeber ansteuert, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung des Bezugssignals ein wei­ terer Lichtempfänger vorgesehen ist, der unmittelbar einen Bruchteil des von der Lichtquelle ausgehenden Lichtes emp­ fängt, daß die Lichtquelle (12, 112) eine Vielzahl von Licht­ gebern (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃, . . . 12 _n ) aufweist, die Lichtstrahlen in verschiedenen Richtungen aussenden, welche einen sektor­ förmigen Erfassungsbereich aufspannen und durch eine Abtast­ einrichtung (36) sequentiell angesteuert werden, und daß die Weiterleitung der Ausgangssignale der Phasendifferenzschal­ tung (31, 33; 131, 133) an den Alarmgeber gesperrt wird, wenn das jeweils von einem der Lichtgeber (12 ₁, 12 ₂, 12 ₃, . . . 12 _n ) erhaltene Ausgangssignal außerhalb eines Bereiches liegt, der für den betreffenden Lichtgeber eingestellt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtgeber (12, . . . 12 _n ) mit einem niedrigen Strom betreibbar und in einer Lichtsendeanordnung (12; 112) an­ geordnet sind und die von ihnen ausgehenden Lichtstrahlen (LB) insgesamt einen gespreizten in einer Ebene liegenden Bereich bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum dauernden Betreiben nur eines Teils der Lichtgeber (12 ₂) entsprechend den empfangenen reflektierten Lichtstrahlen vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Komparator (34; 134) das Ausgangssignal der Phasendifferenzschaltung (31, 33; 131, 133) und aus einer Einstellschaltung (35; 135) vorbestimmte Einstellwerte empfängt, die jeweils der eingestellten Erfassungsentfernung des zugehörigen Lichtgebers entsprechen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Phasendifferenzschaltung Mittel (Fig. 7) zum Erzeu­ gen eines Mittelwertes der Phasendifferenz aus N Abtastinter­ vallzyklen der Lichtgeber (12 ₁, . . . 12 _n ) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verzögerungsmittel zwischen die Phasendifferenz­ schaltung (31, 33) und den Alarmgeber zum Verzögern des Ausgangssignals der Phasendifferenzschaltung eingefügt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alarmgeber eine erste und eine zweite Alarmstufe umfaßt, wobei die Alarmstufen nacheinander in Betrieb setzbar sind, und daß eine Verzögerungsstufe zwischen die erste und die zweite Alarmstufe eingefügt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12, 112) Lichtgeber für sichtbares Licht umfaßt.