具有检验发送器的TOF传感器制造技术

一种用于监测监测区域传感器，所述传感器具有发送器(20)、检验发送器(30)、接收器(40)和分析处理装置(50)，所述发送器用于将辐射发出至所述监测区域中并且在所述监测区域内的对象处进行反射，所述检验发送器用于发出由辐射构成的检验信号，所述接收器用于接收在所述对象处反射的所述发送器的辐射或所述检验发送器的辐射，所述分析处理装置用于根据所述传感器发送的辐射与所述传感器接收到的辐射之间的调制的运行时间的延迟或相位的延迟求取距离值，其中，所述传感器还被构造具有存储器(60)和比较装置(70)，所述存储器用于存储对于所接收到的检验信号的所期望的距离值的期望值，所述比较装置用于将基于所接收到的检验信号的距离值与所述期望值作比较并且根据比较输出安全信号。

TOF Sensor with Test Transmitter

【技术实现步骤摘要】
具有检验发送器的TOF传感器
本专利技术涉及一种用于监测监测区域的传感器，所述传感器具有用于检查该传感器的检验发送器。
技术介绍
由现有技术已知所提及的类型的传感器。申请人的专利EP2453260B1公开了这种传感器，其中第二发送器给传感器的接收器施加测试信号并且该传感器基于所接收到的辐射强度检查其状态。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种所提及的类型的经改善的传感器。该任务从开头所提及的类型的传感器出发通过根据权利要求1所述的传感器解决。在其他相关的从属权利要求中说明有利的设计方案。根据本专利技术的传感器是一种用于监测监测区域的传感器，该传感器具有发送器、检验发送器、接收器、分析处理装置、存储器和比较装置。所提及的单元是功能单元。传感器的装置可以彼此分离、彼此合并或彼此包含。装置或装置的部分可以在传感器的壳体以内或在传感器的壳体以外实现。所述发送器被设计用于将辐射发出至监测区域中，该辐射在监测区域内的对象处反射后又部分地再次反射回到传感器。检验发送器被设计用于发出由辐射构成的检验信号。接收器被设计用于接收发送器在监测区域内的一个或多个对象处反射的辐射并且接收检验发送器的辐射。在此，发送器也能够被设计用于已经以某种方式处理或加工接收信号。分析处理装置被设计用于根据由发送器或检验发送器发送的辐射与由接收器接收到的辐射之间的调制的运行时间延迟或相位延迟求取距离值。存储器被设计用于存储对于要接收的检验信号的期望的距离值的期望值。比较装置被设计用于将基于由接收器接收到的检验信号的距离值与期望值作比较并且根据比较输出安全信号。比较装置能够被设计用于当所接收到的检验信号中的距离值偏差容许误差或者还与预期值偏差时输出安全信号。比较装置能够如此被构造使得该比较装置从分析处理装置接收所述接收到的检验信号中的距离值或者该比较装置根据接收器的输出信号自身形成该值。检验发送器和/或存储器和/或比较装置可以共同地构造为自测试装置。这种传感器能够形成如下优点：该传感器能够检查其多个功能单元。这种传感器能够形成如下优点：该传感器能够检查接收器的正确运行和/或分析处理装置的正确运行。优选地，检验发送器被布置用于通过不变的路径辐射到接收器。也就是说，在可能改变射束路径的可运动的对象处不发生反射。这能够形成如下优点：接收器始终从检验发送器获得相等的辐射并且这种相等的辐射能够更容易地与期望值进行比较。优选地，检验发送器被布置用于直接辐射到接收器或通过不变的反射进行辐射。优选地，检验发送器被布置用于通过在传感器的壳体以内的一个或多个面处的反射辐射到接收器。优选地，检验发送器、接收器和接收器光学部件如此布置，使得检验发送器的辐射从接收器光学部件的边界面、尤其从接收光学部件的面向接收器的外部的透镜表面反射至接收器。优选地，检验发送器和接收器完全被壳体和封闭壳体的元件包围。优选地，发送器和/或检验发送器的辐射被调制、尤其被强度调制、尤其经过以20MHz被调制。这能够形成以下优点：接收器和分析处理装置能够接收并且分析通过发送器和/或检验发送器和接收器的发出之间的经调制的强度的相位延迟。这种原理也称为飞行时间(TOF)。优选地，该辐射是IR辐射。由此，该辐射对人是不可见的并且因此不会造成干扰。优选地，该传感器如此构造，使得该传感器具有用于在一方面为发送器和/或检验发送器与另一方面为接收器之间进行同步的装置，该装置使发送器和/或检验发送器的辐射的调制和/或调制的模式和/或其他模式与接收器同步或以确定的时间延迟进行同步。这可以形成如下优点：能够更简单地求取所发送的光和所接收到的光之间的相位延迟。辐射的其他模式可以是辐射的时间上的开始。优选地，该传感器如此构造，使得该传感器具有用于在检验发送器与接收器之间进行同步的装置，该装置使检验发送器与接收器的辐射的调制和/或调制的模式和/或其他模式以确定的时间延迟进行同步，该时间延迟与发送器与接收器之间的同步不同。检验发送器与接收器之间的同步的时间延迟尤其可以长于发送器与接收器之间的时间延迟。这也可以通过用于检验发送器的操控电子部件的构件的其他开关时间简单地实现。用于同步的触发器尤其可以晚于接收器到达检验发送器。由此，模拟辐射从检验发送器至接收器的延长时间延迟的飞行持续时间。这能够形成如下优点：期望值得到如下值，该值能够更简单地处理并且尤其相应于在关于监测区域的平均距离的面。优选地，接收器被构造为具有接收器矩阵元件的接收器矩阵，所述接收器矩阵元件用于接收各个像素点并且尤其用于采集3D图像。这可以形成如下优点：可以详细地监测监测区域。优选地，分析处理装置被构造用于对各个接收器元件或所有接收器元件或者分别对成组的接收器元件求取值，尤其用于求取3D图像。这能够形成如下优点：能够详细地监测监测区域。优选地，该传感器被如此构造，使得期望值通过一次或多次接收检验发送器的辐射进行求取，并且尤其通过分析处理装置进行求取，并且在通过接收器接收到一个或多个检验信号的情况下尤其相应于分析处理装置的一个值或分析处理装置的多个值的函数，尤其取平均值。这能够形成如下优点：更容易地确定期望值和/或改善期望值的精度。优选地，所述传感器如此构造，使得期望值具有最小值和最大值或具有偏差值(阈值)的平均值，并且尤其具有对于几个接收器矩阵元件或每个接收器矩阵元件或成组的接收器矩阵元件的单个值，并且尤其代表面和平面的形状或者通过2个面或平面限界的空间区段的形状。这能够具有以下优点：该期望值以其种类相应于以下值或者图像，其由所述分析处理装置基于检验信号输出。这能够具有以下优点，即所述期望值能够更简单地与源自所接收的检验信号的值进行比较。优选地，所述传感器被构造用于激活所述检验发送器而不是发送器。这能够形成如下优点：发送器在接收到所述检验发送器的检验信号时不干扰接收器。优选地，所述传感器被构造用于通过激活信号激活所述检验发送器。优选地，所述传感器被构造用于周期性地、尤其每隔100毫秒地激活所述检验发送器。这能够具有如下优点：所述传感器始终以正确的功能运行或者根据安全信号去激活。优选地，所述传感器被构造用于监测门或大门的开口区域或周围环境区域。在附图中说明本专利技术的其他特征。附图说明在附图中示出并且以下进一步阐述本专利技术的实施例。在此，各个附图中相同的附图标记表示彼此相对应的元件。附图示出：图1示出了一种根据本专利技术的传感器的3D视图；图2示出了图1的传感器的截面；图3示出了图2的截面中的片段。具体实施方式图1示出了一种根据本专利技术的传感器10的部分截面的3D视图。传感器具有壳体11，电路板12处于该壳体的内部。在壳体以内布置有发送器20、检验发送器30、接收器40、分析处理装置50、存储器60、比较装置70和同步装置80。发送器20包括在多个电路板12中的一个电路板上的一个或三个VCSEL半导体激光器22，所述VCSEL半导体激光器由电路板12上的未示出的发送器电子部件21操控并且所述VCSEL半导体激光器的辐射通过发送器光学部件22向外辐射到传感器前的监测空间中。发送器电子部件如此操控VCSEL半导体激光器，使得该VCSEL半导体激光器发出具有20MHz的调制频率的经强度调制的辐射。VCSEL半导体激光器的光波长是红外线。检验发送器30包括在多个电路板12中的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器，其用于监测监测区域，所述传感器具有：发送器(20)，所述发送器用于将辐射发出到所述监测区域中并且在所述监测区域内的对象处进行反射；检验发送器(30)，所述检验发送器用于发出由辐射构成的检验信号；接收器(40)，所述接收器用于接收所述发送器的在所述对象处反射的辐射或所述检验发送器的辐射；和分析处理装置(50)，所述分析处理装置用于根据所述传感器发出的辐射与接收到的辐射之间的调制的运行时间的延迟或相位的延迟来求取距离值；其特征在于，所述传感器还构造有：存储器(60)，所述存储器用于存储对于所接收到的检验信号的所期望的距离值的期望值；和比较装置(70)，所述比较装置用于将基于所接收到的检验信号的距离值与所述期望值进行比较并且根据所述比较输出安全信号。

【技术特征摘要】
2018.02.08 EP 18155750.51.一种传感器，其用于监测监测区域，所述传感器具有：发送器(20)，所述发送器用于将辐射发出到所述监测区域中并且在所述监测区域内的对象处进行反射；检验发送器(30)，所述检验发送器用于发出由辐射构成的检验信号；接收器(40)，所述接收器用于接收所述发送器的在所述对象处反射的辐射或所述检验发送器的辐射；和分析处理装置(50)，所述分析处理装置用于根据所述传感器发出的辐射与接收到的辐射之间的调制的运行时间的延迟或相位的延迟来求取距离值；其特征在于，所述传感器还构造有：存储器(60)，所述存储器用于存储对于所接收到的检验信号的所期望的距离值的期望值；和比较装置(70)，所述比较装置用于将基于所接收到的检验信号的距离值与所述期望值进行比较并且根据所述比较输出安全信号。2.根据以上权利要求中任一项所述的传感器，其特征在于，所述检验发送器被布置用于通过不变的路径(33)入射到所述接收器上，并且所述发送器尤其被布置用于直接辐射到所述接收器上，或者所述发送器被布置用于通过不变的反射进行辐射，所述发送器尤其被布置用于通过在壳体(11)内的一个或多个面处的反射而辐射到所述接收器上。3.根据以上权利要求中任一项所述的传感器，其特征在于，所述发送器的和/或所述检验发送器的辐射被调制、尤其被强度调制、尤其经过以20MHz被调制并且尤其是IR辐射。4.根据以上权利要求中任一项所述的传感器，其特征在于，所述传感器具有如下装置：所述装置用于一方面的所述发送器和/或所述检验发送器与另一方面的所述接收器之间的同步(80)，所述装置使所述发送器的和/或所述检验发送器的辐射的调制和/或所述调制的模式和/或其他模式与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·多尔特，P·特里特，J·黑格尔巴赫，
申请(专利权)人：塞德斯股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH