SENSOR ÓPTICO.

Los sensores ópticos de la clase en cuestión se aplican particularmente para la detección en paralelo de una pluralidad de objetos. Un ejemplo consiste en la detección de una cantidad de objetos transportados en una pluralidad de vías sobre una cinta transportadora. Para poder detectar dichos objetos simultáneamente, se emplean convencionalmente una cantidad de sensores ópticos correspondiente a la cantidad de vías de la cinta transportadora, con la cual se detecta respectivamente un objeto puntualmente, es decir, de manera localizada sobre una vía. Esta clase de sensores ópticos se pueden conformar como exploradores de puntos luminosos que presentan respectivamente un emisor, que emite un haz de luz con un perfil del haz esencialmente en forma de punto. Cada sensor resulta simple y económico de fabricar. Sin embargo, los costes se incrementan rápidamente cuando se requiere de una pluralidad de sensores individuales. Además, resulta una desventaja que en el caso de modificar la respectiva aplicación, todos los sensores individuales se deban ajustar y parametrizar nuevamente, hecho que requiere de un tiempo considerable. En la patente EP 0 892 280 B1 se recomienda un sensor óptico que presenta una iluminación activa y una unidad receptora de luz en forma de un sistema CCD lineal o en forma de matriz. La unidad receptora de luz se divide en una pluralidad de zonas de recepción que corresponden respectivamente a una zona del objeto en una sección de monitorización. En cada zona de recepción se detectan diferencias de contraste para la identificación del objeto. La patente US 7 375 826 B1 hace referencia a un sensor óptico de exploración que presenta unidades láser como emisores con los cuales se generan las líneas de luz. Al emisor se le asigna un sensor de imagen en la parte de recepción. Mediante el movimiento de exploración de la luz láser se exploran sucesivamente diferentes secciones. En dichas secciones se determinan valores de distancia y, de esta manera, perfiles de alturas de los objetos, mediante valores de intensidad que se detectan con una resolución que presenta un número predeterminado de bits. La patente US 6 064 759 hace referencia a un dispositivo para la inspección de objetos que presenta una unidad láser como emisor, con la cual se genera una línea de luz. Como receptor se proporciona una cámara. Mediante el cálculo del centro geométrico, se calculan los respectivos puntos de incidencia de la línea de luz sobre la cámara, dentro de ventanas en el campo visual de la cámara, para obtener de esta manera un perfil tridimensional de la altura de un objeto. La patente WO 2008/107892 A1 hace referencia a un sistema de sensores óptico para la determinación del contorno de una superficie de un objeto. Como unidad emisora se proporciona un sistema de diodos emisores de luz que generan una línea de luz, y como receptor se proporciona una cámara lineal. El objeto a detectar se desplaza sobre una cinta transportadora a través de la zona de detección del sistema de sensores, de manera que se detecta repetidas veces de manera sucesiva mediante las líneas de luz. Para la eliminación de las influencias perturbadoras, la unidad emisora se activa y se desactiva alternadamente, por lo cual se obtiene una sucesión alternada de franjas claras y oscuras que se interrumpe cuando se detecta un objeto. La patente US 2005/0111009 A1 hace referencia a un sensor óptico lineal para la detección de los perfiles de la superficie de un objeto. Las posiciones de la superficie de la luz proyectada por una fuente de luz lineal sobre un receptor, que conforman una medida para la distancia del objeto, se calculan dentro de las ventanas mediante un método basado en el centro geométrico. El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un sensor óptico con una funcionalidad extendida. Para resolver dicho objeto, se proporcionan las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones relacionadas se describen las formas de ejecución ventajosas y los perfeccionamientos convenientes de la presente invención. El sensor óptico conforme a la presente invención comprende una unidad emisora que emite haces de luz, y un receptor que presenta una disposición de los elementos receptores en forma de matriz. La proyección de los haces de luz conforma una línea de luz sobre una estructura del objeto a detectar, que se proyecta sobre el receptor. En una unidad de evaluación se puede determinar un perfil de distancia de la estructura del objeto mediante la evaluación de las señales de recepción de los elementos receptores, de acuerdo con el principio de triangulación. En la unidad de evaluación se genera, al menos, una ventana de evaluación que en un sentido comprende una zona de localización que se extiende a lo largo de la línea de luz, y en un segundo sentido comprende una zona de distancia. Mediante la evaluación del número de puntos del objeto que se incluyen en la ventana de evaluación, se genera una información de estado binaria. 2 E09012302 26-12-2011   Con el sensor óptico conforme a la presente invención, se puede detectar una zona de monitorización amplia mediante la conformación lineal de los haces de luz emitidos por el emisor, en donde resulta ventajoso el hecho de que no se requieran piezas desplazadas para una desviación de los haces de luz. En lugar de ello, el emisor genera una línea de luz constante sobre la estructura de un objeto a inspeccionar. De esta manera, con el sensor óptico conforme a la presente invención se pueden detectar simultáneamente una pluralidad de objetos. Mediante la medición de la distancia que se realiza de acuerdo con el principio de triangulación, se obtiene la información de la distancia del objeto a detectar. De esta manera, se pueden detectar objetos con una resolución espacial, en donde se puede obtener particularmente información del contorno de los objetos. Mediante la determinación conforme a la presente invención de una o una pluralidad de ventanas de evaluación, en dichas ventanas se pueden detectar de manera controlada diferentes objetos o estructuras de objetos. Además, las ventanas de evaluación conforman diferentes secciones de la zona de monitorización, en donde cada ventaja de evaluación comprende además una zona de distancia definida. Mediante la especificación de dicha zona de distancia, la resolución espacial en la detección de objetos se puede predeterminar de manera controlada en la ventana de evaluación correspondiente, por lo cual se pueden detectar de manera controlada, por ejemplo, objetos antepuestos a estructuras de fondo. Mediante el hecho de que se genera una información de estado binaria para cada ventana de evaluación, se obtiene una información para cada ventana de evaluación que se basa en si se identifica o no una estructura de objeto esperada o un objeto esperado. Por una parte, con dicha evaluación se realiza una detección de objetos segura y precisa. Por otra parte, al generar información de estado binaria a partir de una pluralidad de puntos de un objeto, se obtiene una reducción de datos de manera que la evaluación sólo requiere de tiempos de cálculo reducidos. Resulta particularmente ventajoso que la evaluación de los puntos del objeto en una ventana de evaluación se limite a procesos de conteo que se pueden realizar de manera simple y rápida. De manera particularmente ventajosa, la evaluación de los puntos del objeto se realizan dentro de una ventana de evaluación de manera tal que la información de estado binaria adopte un primer estado "1", en el caso que el número de puntos del objeto que se incluyen en la ventana de evaluación sea mayor que un número de activación, y que la información de estado binaria adopte un segundo estado "0" en el caso que el número de puntos del objeto que se incluyen en la ventana de evaluación sea menor que un número de desactivación. El número de activación y el número de desactivación conforman parámetros que se pueden ajustar. Mediante la selección de dichos parámetros, se puede realizar de manera simple una adaptación específica para la aplicación de la evaluación de los puntos del objeto, dentro de una ventana de evaluación. De manera particularmente ventajosa, mediante una selección apropiada del número de activación y del número de desactivación, de manera que el número de activación sea mayor al número de desactivación, se puede generar una histéresis de conmutación cuando se realiza la conmutación entre los estados "0" y "1", mediante la cual se obtiene un comportamiento de conmutación seguro entre los estados. De manera particularmente ventajosa, se pueden parametrizar el número de posiciones y los dimensionamientos de las ventanas de evaluación. De esta manera, mediante una especificación de las ventanas de evaluación, el sensor óptico se puede adaptar a las diferentes... [Seguir leyendo]

1. Sensor óptico (1) con una unidad emisora que emite haces de luz (2), con un receptor (8) que presenta una disposición de elementos receptores en forma de matriz, en donde la proyección de los haces de luz (2) conforma una línea de luz (5) sobre una estructura del objeto a detectar, que se proyecta sobre el receptor (8), y con una unidad de evaluación en la cual mediante la evaluación de las señales de recepción de los elementos receptores, de acuerdo con el principio de triangulación, se puede determinar un perfil de distancia de la estructura del objeto, es decir, los valores de altura individuales z en relación con la posición x en el sentido longitudinal de la línea de luz (5), caracterizado porque en la unidad de evaluación se genera, al menos, una ventana de evaluación (12a) que en un sentido comprende una zona de localización que se extiende a lo largo de la línea de luz (5) en el sentido x, y en un segundo sentido comprende una zona de distancia en el sentido z, y en donde mediante la evaluación del número de puntos del objeto que se incluyen en la ventana de evaluación (12a), se genera una información de estado binaria. 2. Sensor óptico de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la información de estado binaria adopta un primer estado "1", en el caso que el número de puntos del objeto que se incluyen en la ventana de evaluación (12a - 12e) sea mayor que un número de activación, y en donde la información de estado binaria adopta un segundo estado "0", en el caso que el número de puntos del objeto que se incluyen en la ventana de evaluación (12a - 12e) sea menor que un número de desactivación. 3. Sensor óptico de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el número de activación y el número de desactivación conforman valores de parámetros que se pueden ajustar. 4. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en donde en la unidad de evaluación se generan una pluralidad de ventanas de evaluación (12a - 12d). 5. Sensor óptico de acuerdo con la reivindicación 4, en donde las ventanas de evaluación (12a - 12e) adyacentes se superponen parcialmente o se encuentran dispuestas con una distancia entre sí. 6. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 5, en donde el número de posiciones y los dimensionamientos de las ventanas de evaluación (12a - 12e) se pueden parametrizar. 7. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde las posiciones de las ventanas de evaluación (12a - 12e) se pueden ajustar. 8. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 7, en donde en la unidad de evaluación se pueden realizar combinaciones lógicas de información de estado binaria de ventanas de evaluación individuales (12a - 12e) para generar variables de salida. 9. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la información de estado binaria de las ventanas de evaluación (12a - 12e) conforman variables de salida. 10. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde dentro de una ventana de evaluación (12a-12e) se evalúan puntos individuales del objeto. 11. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, en donde dentro de una ventana de evaluación (12a-12e) se evalúan puntos individuales del objeto. 12. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 u 11, en donde como información adicional se determinan valores de reflectancia para puntos individuales del objeto, mediante una evaluación de amplitudes de las señales de recepción de los elementos receptores. 13. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en donde para generar una información de estado binaria para una ventana de evaluación (12a - 12e) se utilizan una pluralidad de mediciones sucesivas entre sí. 14. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, en donde dentro de, al menos, una ventana de evaluación (12a - 12e) se pueden detectar fluctuaciones del valor de medición, y en relación con ello se puede generar un mensaje de error o un mensaje de advertencia. 15. Sensor óptico de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14, en donde la exposición ejecutada con el emisor (3), sólo se controla o se ajusta en relación con las señales de recepción de los elementos receptores, que se encuentran dentro de la o de las ventanas de evaluación (12a - 12e). 8 E09012302 26-12-2011   9 E09012302 26-12-2011   E09012302 26-12-2011   11 E09012302 26-12-2011   12 E09012302 26-12-2011