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Optoelektronische Sensoren
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Reflexionslichttaster mit Hintergrundauswertung
Außer der Hintergrundausblendung wird für bestimmte
Anwendungsfälle auch ein in gewissem Sinne umge-
kehrtes Prinzip angewendet, die Hintergrundauswer-
tung.Während das eine Verfahren den Hintergrund igno-
riert und nur auf Objekte innerhalb des Tastbereichs
anspricht, wertet das andere ausschließlich das vom
Hintergrund reflektierte Licht aus; nicht das Objekt, sondern der Hinter-
grund ist die Referenz (siehe Abb.). Unterbricht ein Objekt den Lichtweg
zum Hintergrund, schaltet der Taster, unabhängig davon, ob das reflek-
tierte Licht den Empfänger wieder erreicht und damit ein vor dem Hinter-
grund erkanntes Objekt signalisiert oder nicht - etwa bei spiegelnden
Objekten.
Den Hintergrund auswertende Taster haben keinen Blindbereich und
sind zur Erfassung schwieriger, insbesondere stark spiegelnder Objekte
besonders geeignet. Außerdem sind sie im Unterschied zu Systemen mit
Hintergrundausblendung testbar und können selbstüberwachend aus-
geführt werden.
Empfänger
Fahrzeug wird nur in der
Betriebsart Hintergrund-
auswertung erkannt
Empfänger
Empfänger
Hinter-
grund
wird
erkannt
Fahrzeug
wird erkannt
I
nah
< I
fern
= OFF
I
nah
> I
fern
= ON I
nah
= I
fern
= 0 = ON
Sender
Sender
nahfern
nah fern
Sender
nah fern
Sonderausführungen der Reflexions-Lichttaster
Die typische Eigenschaft des Standard-Reflexions-
Lichttasters, sensibel auf die Oberflächenbeschaffen-
heit des Tastguts zu reagieren, macht man sich beim
Druckmarkentaster und beim Farbsensor zunutze.
Druckmarken- oder Kontrasttaster
Er wertet die Helligkeitsunterschiede zwischen dem Tastgut und einer
darauf angebrachten Markierung aus. Dabei muss die Farbe des Sen-
delichts oder die Farbe der Druckmarken so gewählt werden, dass sich
ein möglichst großer Kontrast ergibt. Unsere Druckmarkentaster sind
daher mit einer 3-Farben-LED als Lichtquelle ausgestattet. Die Auswahl
der bestmöglichen Sendelichtfarbe erfolgt beim automatisch beim Ein-
lernvorgang durch den Sensor. Zahlreiche Taster sind nach dem Auto-
kollimationsprinzip aufgebaut, d. h. Sender und Empfänger befinden sich
auf einer gemeinsamen optischen Achse (einäugiges System). Dies er-
möglicht ein Umsetzen der Optik und damit eine große Flexibilität der
Einbaulage des Tasters.
Lumineszenztaster
Eine Variante des Druckmarkentasters, der Lumineszenztaster, arbeitet
mit moduliertem ultraviolettem Licht. Auf das Tastgut werden geeignete
Materialien (Luminophore) aufgebracht, die durch die Bestrahlung zu
Fotolumineszenz angeregt werden. Solche Markierungsmittel sind z. B.
die optischen Aufheller in weißem Papier, sie sind aber auch enthalten in
bestimmten Kreiden, Lacken, Ölen, Fetten und in Textmarkern.
Das von den Luminophoren zum Empfänger abgestrahlte Licht ist
längerwellig als das vom Sender abgestrahlte; es liegt im sichtbaren
Spektralbereich. Aufgrund der Modulation und der genau definierten
Frequenzverschiebung zwischen Sende- und Empfangslicht werden
Lumineszenztaster durch Störlichtquellen kaum beeinflusst und arbeiten
daher besonders zuverlässig.
Farbsensoren
Während ein Standard-Druckmarkentaster nur die Helligkeitsunterschie-
de in einem bestimmten, durch die Lichtfarbe des Senders vorgegebe-
nen Spektralbereich auswertet, zerlegt der Farbsensor das vom Objekt
remittierte Licht in mehrere Teilspektren und liefert für jedes dieser Teil-
spektren einen Intensitätswert. Die Verteilung dieser Werte spiegelt die
spektralen Eigenschaften - und damit die Farbe - des Tastguts wider.
Visolux-Farbsensoren arbeiten nach dem Dreibereichsverfahren. Dabei
unterscheidet man zwischen dem aktiven und dem passiven Dreibe-
reichsverfahren.
•
Aktives Dreibereichsverfahren:
Das Tastgut wird mit den drei Senderfarben (rot, grün, blau)
sequenziell bestrahlt. Die Menge des reflektierten Lichts wird
für jede Farbe einzeln gemessen. Aus den drei Werten, die
man auf diese Weise erhält, wird die Farbe des Tastobjekts
eindeutig bestimmt.
•
Passives Dreibereichsverfahren
Das Tastgut wird mit weißem Senderlicht bestrahlt. Lichtquelle
ist beispielsweise eine weiße LED. Danach werden die
roten, grünen und blauen Anteile des reflektierten Lichts
herausgefiltert und jeweils die Lichtmenge bestimmt. Dazu
werden drei Empfänger verwendet. So ist die Farbe des
Tastobjekts bestimmt.
Einleitung