AT519870A4

AT519870A4 - Verfahren zum Bestimmen der Dämpfung von Strahlung sowie Vorrichtung mit Infrarotsender und -empfänger

Info

Publication number: AT519870A4
Application number: ATA50591/2017A
Authority: AT
Inventors: Ing Helmut Fink Dipl; Ing Lukas Hofer Dipl
Original assignee: Efkon Gmbh
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2018-11-15
Also published as: AT519870B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Dämpfung von Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, durch eine Kraftfahrzeug- Windschutzscheibe sowie eine Vorrichtung mit einem Infrarotsender und einem Infrarotempfänger, wobei der Infrarotsender einen Infrarot-Sendebauteil zur Abgabe eines Infrarotstrahls und der Infrarotempfänger einen Infrarotstrahl- Empfangsbauteil aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Dämpfung von Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, durch eine Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe.

Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit einem Infrarotsender und einem Infrarotempfänger, wobei der Infrarotsender einen Infrarot-Sendebauteil zur Abgabe eines Infrarotstrahls und der Infrarotempfänger einen Infrarotstrahl-Empfangsbauteil aufweist.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen zur

Ermittlung der Dämpfung, welche elektromagnetische Strahlung beim Durchtritt durch Objekte, insbesondere aus Glas, erfährt, bekannt.

Die US 7,379,177 B1 offenbart ein System und ein Verfahren zur

Ermittlung der Dämpfung elektromagnetischer Strahlung beim

Durchtritt durch Glasflaschen. Hierfür sind ein Sender und in einem festen, definierten Abstand dazu ein Empfänger für elek tromagnetische Strahlung, beispielsweise Infrarotstrahlung, mit zwei unterschiedlichen Wellenlängen vorgesehen. Zur Ermittlung der Dämpfung durch eine Glasflasche wird zunächst die Signal stärke der elektromagnetischen Strahlung des Senders, welche die beiden Wellenlängen aufweist, ohne die zwischen Sender und Empfänger positionierte Glasflasche am Empfänger erfasst und danach wird die Signalstärke der elektromagnetischen Strahlung des Senders hinter der Glasflasche am Empfänger erfasst, wenn die Glasflasche zwischen Sender und Empfänger positioniert ist. Eine

Recheneinheit bestimmt aus dem Verhältnis der beiden mit dem

Empfänger erfassten Signalstärken die Dämpfung. Die ermittelte Dämpfung wird genutzt, um auf charakteristische Parameter, z.B. die Härte des Glases, schließen zu können.

Nachteilig ist hierbei, dass das System bzw. das Verfahren gemäß der US 7,379,177 B1 zur Bestimmung einer Dämpfung, welche durch Windschutzscheiben von Kraftfahrzeugen verursacht wird, ungeeignet ist. Dies liegt u.a. daran, dass die Windschutzscheibe umständlich mittels mechanischer Tragvorrichtungen zwischen dem

Sender und dem in einem definierten Abstand dazu angeordneten

Empfänger positioniert werden müsste. Insbesondere kann auf die se Weise eine Erfassung der Dämpfung von in Kraftfahrzeugen eingebauten Windschutzscheiben nicht durchgeführt werden.

Windschutzscheiben weisen oftmals Beschichtungen zur akustischen oder thermischen Isolation des Fahrzeuginneren auf, welche eine Datenübertragung zu und von in Kraftfahrzeugen eingebauten

Mauterfassungsgeräten, sogenannten On-Board-Units, OBUs, beein trächtigen können. Um den Einfluss von Windschutzscheiben auf die Datenübertragung zu und von den OBUs zu ermitteln, werden bekannter Weise aufwändige Messkonfigurationen unter Zuhilfenahme universeller elektronischer Messgeräte verwendet.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren wie eingangs angegeben zu schaffen, das eine möglichst präzise und einfach durchzuführende Erfassung der von einer Windschutzscheibe verursachten Dämpfung für Strahlung ermöglicht, welche für eine Kommunikation mit Mauterfassungsgeräten genutzt wird, insbesondere Infrarotstrahlung. Das Verfahren soll mit möglichst geringem Kosten- und Zeitaufwand ausführbar sein, unabhängig davon, ob die Windschutzscheibe als Einzelteil vorliegt oder im Kraftfahrzeug eingebaut ist.

Es ist weiters Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung wie ein gangs angegeben zu schaffen, welche eine möglichst präzise Er fassung der von einer Windschutzscheibe verursachten Dämpfung für Strahlung ermöglicht, welche für eine Kommunikation mit

Mauterfassungsgeräten genutzt wird, insbesondere Infrarotstrah lung. Die Vorrichtung soll kostengünstig ausgebildet und als mobiles Handgerät durch einen einzelnen Benutzer einfach zu handhaben sein. Insbesondere soll die Vorrichtung auch die Erfassung der Dämpfung von in Kraftfahrzeugen eingebauten Windschutzscheiben unabhängig von ihrer Dicke ermöglichen.

Hierfür sieht die Erfindung ein Verfahren wie in Anspruch 1 und eine Vorrichtung wie in Anspruch 6 definiert vor. Vorteilhafte

Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass betreffend das Verfah ren einerseits ein Sender, insbesondere Infrarotsender, mit ei ner die Strahlung abgebenden Sendediode und ein Empfänger, ins besondere Infrarotempfänger, mit einem Empfangsbauteil in direkten Kontakt mit einer Sichtverbindung von der Sendediode zum Empfangsbauteil gebracht werden und ein erster Wert eines vom Empfangsbauteil erzeugten Empfangssignals erfasst wird, und andererseits der Sender auf einer Seite der Windschutzscheibe und der Empfänger auf der anderen Seite der Windschutzscheibe mit einer Sichtverbindung von der Sendediode durch die Windschutzscheibe zum Empfangsbauteil angeordnet werden und ein zweiter Wert eines vom Empfangsbauteil erzeugten Empfangssignals erfasst wird, wonach mittels einer Auswerteeinheit aus dem ersten Wert und dem zweiten Wert des Empfangssignals ein Maß für die von der Windschutzscheibe bewirkte Dämpfung ermittelt wird. Das Verfahren dient der Bestimmung der Dämpfung von Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, durch eine Kraftfahrzeug

Windschutzscheibe. Mittels der Dämpfung kann auf den Einfluss von Windschutzscheiben auf die Datenübertragung zu und von in

Kraftfahrzeugen hinter der Windschutzscheibe angeordneten OBUs geschlossen werden. Dies ermöglicht, anhand der ermittelten Dämpfungswerte Windschutzscheiben, auf welche das Verfahren an gewandt wurde, hinsichtlich der Eignung zur Mauterfassung mit tels Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, zu bewerten bzw. zu kategorisieren. Wenn der Einfluss der Dämpfung von Windschutzscheiben auf OBUs bestimmt werden soll, welche Infrarotstrahlung zur Datenübertragung nutzen, ist der Sender insbesondere ein Infrarotsender, beispielsweise mit zumindest einer Infrarotdiode als Sendediode, und der Empfänger ist insbesondere ein Infrarotempfänger, beispielsweise mit zumindest einem Infrarot-Phototransistor als Empfangsbauteil. Das

Empfangsbauteil empfängt die von der Sendediode abgegebene und am Empfangsbauteil auftreffende Strahlung.

Das Verfahren kann an einer in einem Kraftfahrzeug eingebauten oder hiervon getrennten Windschutzscheibe durchgeführt werden.

Das Verfahren kann zudem an Windschutzscheiben unterschiedlicher Dicke bzw. unterschiedlichen Aufbaus durchgeführt werden. Hierfür werden einerseits, in einem Verfahrensschritt, der Sender mit der die Strahlung abgebenden Sendediode und der Empfänger mit dem Empfangsbauteil in direkten Kontakt mit einer Sichtver bindung von der Sendediode zum Empfangsbauteil gebracht und ein erster Wert, als Referenzwert, eines vom Empfangsbauteil erzeugten Empfangssignals erfasst. Unter einem direkten Kontakt mit einer Sichtverbindung von der Sendediode zum Empfangsbauteil ist zu verstehen, dass der Sender und der Empfänger einerseits mit den jeweiligen Sende- und Empfangskomponenten einander zugewandt angeordnet werden und andererseits sich der Sender und der Empfänger ohne eine dazwischen angeordnete Windschutzscheibe berühren oder höchstens in einem geringen Abstand zueinander angeordnet werden. Der geringe Abstand wird höchstens so groß gewählt, dass eine hierdurch verursachte Dämpfung der vom Sender abgestrahlten und am Empfänger empfangenen Strahlung wesentlich geringer als die durch die Windschutzscheibe verursachte Dämpfung ist. Das Empfangsbauteil des Empfängers, welcher in direktem Kontakt mit dem Sender angeordnet ist, empfängt die von der Sendediode abgegebene und am Empfangsbauteil auftreffende Strahlung und erzeugt hieraus ein Empfangssignal, dessen Wert als ein erster Wert bzw. als Referenzwert erfasst wird.

Andererseits werden in einem anderen Verfahrensschritt der Sen der auf einer Seite der Windschutzscheibe und der Empfänger auf der anderen Seite der Windschutzscheibe, d.h. auf gegenüberlie genden Seiten der Windschutzscheibe, mit einer Sichtverbindung von der Sendediode durch die Windschutzscheibe zum Empfangsbau teil angeordnet und es wird ein zweiter Wert eines vom Empfangsbauteil erzeugten Empfangssignals erfasst. Bei der Herstellung der Sichtverbindung werden die Sende- und Empfangskomponenten von Sender und Empfänger einander zugewandt. Das Empfangsbauteil des Empfängers, welcher nun nicht in direktem Kontakt mit dem Sender angeordnet ist, empfängt die von der Sendediode abgegebene und am Empfangsbauteil auftreffende Strahlung und erzeugt hieraus ein Empfangssignal, dessen Wert als zweiter Wert erfasst wird. Der zweite Wert unterscheidet sich vom ersten Wert bzw. Referenzwert auf Grund der Dämpfung der zwischen dem Sender und dem Empfänger angeordneten Windschutzscheibe.

Nachdem der erste Wert und der zweite Wert des Empfangssignals erfasst wurden, wird in einem weiteren Verfahrensschritt mittels einer Auswerteeinheit aus dem ersten Wert und dem zweiten Wert des Empfangssignals ein Maß für die von der Windschutzscheibe bewirkte Dämpfung ermittelt. Beispielsweise sind der erste Wert und der zweite Wert des Empfangssignals Spannungswerte aus deren Differenz in dem Fachmann bekannter Weise das Maß für die von der Windschutzscheibe bewirkte Dämpfung ermittelt wird. Die

Auswerteeinheit kann eine elektronische Einheit zur Ausführung von Berechnungsschritten, beispielsweise einen Mikrocontroller, aufweisen.

Das Verfahren ermöglicht somit einer einzelnen Bedienperson den

Sender und den Empfänger auf besonders einfache Weise lösbar aneinander und an einander gegenüberliegenden Seiten einer Windschutzscheibe anzuordnen. Hierdurch kann auf separate

Trageinrichtungen, welche die Windschutzscheibe zwischen einem fest positionierten Sender und einem fest positionierten Empfänger stützen, verzichtet werden.

Die im Rahmen der Beschreibung erwähnten Begriffe „vorgeschal tet“ oder „nachgeschaltet“, sind unter der Voraussetzung einer

Blickrichtung in Richtung des vom Sender abgegebenen Infrarot strahls zum Empfänger hin zu verstehen.

Unter den im Rahmen der Beschreibung verwendeten Begriffen „Be triebszustand“ oder „Betriebsstellung“ wird ein Zustand oder eine Position von Sender und Empfänger verstanden, in welchem/welcher der Sender und der Empfänger einander gegenüberliegend und einander zugewandt angeordnet sind, sodass ein vom Sender abgegebener Infrarotstrahl, mit oder ohne ein zwischen Sender und Empfänger angeordnetes transparentes Objekt, insbesondere einer Windschutzscheibe, mit dem Empfänger empfangen wird. Im „Betriebszustand“ bzw. in der „Betriebsstellung“ sind der Sender und der Empfänger direkt aneinander angeordnet oder unter Zwischenlage des transparenten Objekts, insbesondere der

Windschutzscheibe, miteinander verbunden, sodass Sender und Empfänger an gegenüberliegenden Seiten der Windschutzscheibe angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können der Sender und der Empfänger jeweils vor der Erfassung des ersten Werts und des zweiten Werts des Empfangssignals zueinander ausgerichtet werden. Beim Ausrichten des Senders und des Empfängers zueinander werden die Positionen des Senders und des Empfängers zueinander festgelegt, wobei deren Sende- und Empfangskomponen ten einander zugewandt sind. Um einen möglichst hohen Anteil der vom Sender abgestrahlten Strahlung am Empfänger empfangen zu können, werden der Sender und der Empfänger vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Mittellinie der Sendediode und des Empfangsbauteils angeordnet. In einer weniger bevorzugten Variante können der Sender und der Empfänger zueinander seitlich versetzt angeordnet sein. Um aussagekräftige Ergebnisse für das Maß der von der Windschutzscheibe bewirkten Dämpfung zu erhalten, werden der Sender und der Empfänger in den beiden ersten Verfahrensschritten zur Bestimmung des ersten und zweiten Werts des Empfangssignals mit dem gleichen seitlichen Versatz aneinander bzw. an der Windschutzscheibe angeordnet. Im günstigen Fall ist der seitliche Versatz gleich null.

Wenn der Sender und der Empfänger mittels einer Halteeinrichtung aneinander bzw. an der Windschutzscheibe lösbar befestigt werden, kann die Ermittlung des Maßes für die von der Windschutzscheibe bewirkte Dämpfung zuverlässig und komfortabel, ohne die Gefahr einer unbeabsichtigten Verschiebung des Empfängers gegenüber dem Sender durchgeführt werden. Die Halteeinrichtung kann bevorzugt durch einen einzelnen Benutzer bedient werden und beispielsweise magnetische Körper oder Saugnäpfe aufweisen. Demnach kann zur Herstellung der lösbaren Befestigung beispielsweise eine Magnetverbindung zwischen dem Sender und dem Empfänger hergestellt werden oder der Sender und der Empfänger werden mittels Saugnäpfen aneinander bzw. an der Windschutzscheibe befestigt.

Um das Maß für die von der Windschutzscheibe bewirkte Dämpfung für den Fall einer Datenübertragung zu und von einer OBU mit Infrarotstrahlung möglichst genau bestimmen zu können, ist es günstig, wenn die Strahlung im Wellenlängenbereich von 820 nm bis 1010 nm von der Sendediode abgegeben wird. Auf diese Weise wird die von der Windschutzscheibe bewirkte Dämpfung in dem für die Datenübertragung vorgesehenen Frequenzbereich erfasst. Die von der Sendediode abgegebene Strahlung kann mit zu den Wellenlängen im Bereich von 820 nm bis 1010 nm zusätzlichen Wellenlängen abgestrahlt werden. Insbesondere kann die Strahlung mit einer Bandbreite von der Sendediode abgegeben werden, die der Bandbreite der Datenübertragung zu und von einer OBU auf Infra rotbasis entspricht.

Wenn die Sendediode mit einem Wechselspannungssignal, insbeson dere einem Rechtecksignal, versorgt wird, kann der Empfänger besonders einfach ausgebildet sein. Der Empfänger erzeugt hierbei ein Empfangssignal welches ein Wechselspannungssignal ist. Somit kann die Ermittlung der Dämpfung in einer vom Empfänger getrennten Auswerteeinheit erfolgen, welche einen Wechselspannungseingang zur Aufnahme des vom Empfangsbauteil erzeugten

Empfangssignals aufweist. Beispielsweise kann die Ermittlung der Dämpfung mittels einer Softwareanwendung in einem Smartphone erfolgen, dessen Wechselspannungseingang ein Mikrofoneingang ist.

Besonders günstig ist es, wenn der Sender die Strahlung, insbe sondere einen Infrarotstrahl, mit einer begrenzten Aufweitung abgibt. In einem besonders günstigen Fall gibt der Sender gebündelte Infrarotstrahlung mit im Wesentlichen parallelen Strahlen ab. Hierdurch kann ein besonders hoher Anteil der vom Sender zum Empfänger abgegebenen Strahlung mit dem Empfangsbauteil erfasst werden.

Gemäß der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass betreffend die

Vorrichtung der abgegebene Infrarotstrahl eine begrenzte Aufweitung aufweist und/oder dem Infrarotempfänger ein Begrenzer für den Querschnitt des Infrarotstrahls zugeordnet ist. Die Vorrichtung weist einen Infrarotsender und einen Infrarotempfänger auf. Vorzugsweise sind der Infrarotsender und der Infrarotempfänger voneinander getrennt als Handgeräte ausgebildet. Der Infrarotsender, im Folgenden auch nur Sender genannt, weist einen Infra-rot-Sendebauteil, im Folgenden auch Sendebauteil genannt, zur Abgabe eines Infrarotstrahls auf. Der Infrarotempfänger, im Folgenden auch nur Empfänger genannt, weist dementsprechend einen Infrarotstrahl-Empfangsbauteil, im Folgenden auch Empfangsbauteil genannt, zum Empfangen des vom Infrarot-Sendebauteil abgegebenen und gegebenenfalls durch ein Objekt zwischen

Infrarotsender und Infrarotempfänger gedämpften Infrarotstrahls auf. Zum Bestimmen der Dämpfung von Strahlung, insbesondere In frarotstrahlung, durch eine Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe, werden einerseits der Infrarotsender und der Infrarotempfänger in direkten Kontakt mit einer Sichtverbindung vom Sendebauteil zum Empfangsbauteil gebracht und es wird ein erster Wert eines vom Empfangsbauteil erzeugten Empfangssignals erfasst. Anderer seits werden der Sender auf einer Seite der Windschutzscheibe und der Empfänger auf der anderen Seite der Windschutzscheibe mit einer Sichtverbindung vom Sendebauteil durch die Windschutzscheibe zum Empfangsbauteil angeordnet und es wird ein zweiter Wert eines vom Empfangsbauteil erzeugten Empfangssignals er fasst. Danach wird mittels einer Auswerteeinheit aus dem ersten

Wert und dem zweiten Wert des Empfangssignals ein Maß für die von der Windschutzscheibe bewirkte Dämpfung ermittelt. Da sich der Abstand zwischen dem Sender und dem Empfänger ändert, wenn eine Windschutzscheibe zwischen Sender und Empfänger eingefügt wird, ändert sich schon wegen des geänderten Abstands zwischen

Sender und Empfänger der Wert des Empfangssignals, wenn der ab gegebene Infrarotstrahl aufgeweitet ist. Dies ist dadurch be gründet, dass die auf den Empfänger auftreffende Lichtmenge eines aufgespreizten gesendeten Infrarotstrahls vom Abstand zwischen Sender und Empfänger abhängt. Um die Erfassung der von der Windschutzscheibe bewirkten Dämpfung durch einen veränderten Abstand zwischen Sender und Empfänger möglichst wenig zu verfäl schen, ist der Infrarotsender bzw. der Infrarot-Sendebauteil ausgebildet, den Infrarotstrahl mit einer begrenzten Aufweitung abzugeben. Alternativ oder zusätzlich zur Begrenzung der Aufweitung des Infrarotstrahls ist dem Infrarotempfänger ein Begrenzer für den Querschnitt des Infrarotstrahls zugeordnet. Dabei ist der Begrenzer für den Querschnitt des Infrarotstrahls dem Emp fangsbauteil vorgeschaltet und vorzugsweise im Empfänger ange ordnet. Der Begrenzer ist ausgebildet, den Querschnitt eines gegebenenfalls aufgeweiteten, auf den Begrenzer auftreffenden

Infrarotstrahls auf einen definierten Bereich einzugrenzen.

Durch die dem Empfänger zugeordnete Begrenzung des Querschnitts des Infrarotstrahls verringert sich die Abhängigkeit der am Empfänger auftreffenden Lichtmenge des Infrarotstrahls vom Abstand zwischen Sender und Empfänger, insbesondere wenn der Infrarotstrahl aufgespreizt gesendet wurde. Sowohl die Begrenzung der

Aufweitung des Infrarotstrahls als auch der Begrenzer für den

Querschnitt des Infrarotstrahls bewirken, dass der Wert des vom

Empfänger erzeugten Empfangssignals, für Abstände zwischen Sen der und Empfänger von null bis zu typischen Dicken von Wind schutzscheiben, weitgehend unabhängig vom Abstand zwischen

Sender und Empfänger ist oder zumindest eine verringerte Abhän gigkeit vom Abstand aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Begrenzung der Aufweitung des Infrarotstrahls eine Infrarot-Laserdiode oder eine einen aufgeweiteten Infrarotstrahl erzeugende Infrarot-Sendediode mit einer dieser nachgeschalteten optischen Einrichtung zur Begrenzung der Aufweitung des Infrarotstrahls vorgesehen ist. Der Infrarot-Sendebauteil weist die Infrarot-Laserdiode oder die Infrarot-Sendediode auf oder wird durch diese gebildet. Die Infrarot-Laserdiode erzeugt einen gebündelten Infrarotstrahl, welcher somit eine begrenzte Aufweitung aufweist. Demnach kann auf eine zusätzliche optische Einrichtung zur Begrenzung der Aufweitung des Infrarotstrahls verzichtet werden, wenn der Infrarotstrahl von einer Laserdiode abgegeben wird. Wenn alternativ zur Laserdiode eine InfrarotSendediode vorgesehen ist, die einen aufgeweiteten Infrarotstrahl erzeugt, ist der Sendediode die optische Einrichtung zur Begrenzung der Aufweitung des Infrarotstrahls nachgeschaltet. Für eine besonders kompakte Ausführung der Vorrichtung ist es günstig, wenn die genannte optische Einrichtung Teil des Senders ist.

Bevorzugt ist die optische Einrichtung zur Begrenzung der Auf weitung des Infrarotstrahls eine optische Linse zur Einengung des Abstrahlwinkels der von der Infrarot-Sendediode gesendeten

Infrarotstrahlung. Die optische Linse ist in Richtung der Ab strahlung des Infrarotstrahls, d.h. in einer Betriebsstellung in Richtung zum Empfänger, der Infrarot-Sendediode nachgeschaltet. Die optische Linse ist ausgebildet, den Abstrahlwinkel des Infrarotstrahls der von der Sendediode auf die optische Linse abgegeben wird zu begrenzen bzw. einzuschränken und den

Infrarotstrahl mit dem eingeengten Abstrahlwinkel weiter zu leiten. Demnach weist der von der optischen Linse abgegebene Infrarotstrahl einen kleineren Abstrahlwinkel als der von der optischen Linse empfangene Infrarotstrahl auf.

Um eine besonders geringe Abhängigkeit des vom Empfangsbauteil erzeugten Empfangssignals vom Abstand zwischen Sender und Emp fänger zu erzielen, ist es günstig, wenn die optische Linse zur Bündelung der Infrarotstrahlung mit im Wesentlichen parallelen

Strahlen ausgebildet ist. Wenn die Infrarotstrahlung im Wesent lichen parallele Strahlen aufweist, ist die Querschnittsfläche der Infrarotstrahlung zwischen Sender und Empfänger im Wesentlichen konstant. Demnach trifft für verschiedene Abstände zwischen Sender und Empfänger bei gleicher Dämpfung zwischen Sender und

Empfänger im Wesentlichen die gleiche Lichtmenge am Empfangsbauteil auf. Die optische Linse kann insbesondere eine Kollimatorlinse sein. Dabei bezeichnet der Begriff Kollimator die Funktion der Linse, also die Fokussierung in ein paralleles Strahlenbündel. Die Kollimatorlinse kann beispielsweise eine Fresnellinse oder eine TIR(Total Internal Reflection)-Linse sein.

Um einen möglichst großen Anteil der vom Sender abgegebenen In frarotstrahlung am Empfänger empfangen zu können, ist es güns tig, wenn die optische Linse zur Erzeugung eines Bündels mit einer Querschnittsfläche ausgebildet ist, welche im Betriebszu stand im Wesentlichen innerhalb der Umrandung einer Detektions fläche des Infrarot-Empfangsbauteils liegt. In diesem Fall trifft das Strahlen-Bündel bzw. die vom Sender abgegebene Infrarotstrahlung mit parallelen Strahlen, mit oder ohne einer Windschutzscheibe zwischen Sender und Empfänger, die geeignet zueinander ausgerichtet sind, möglichst vollständig innerhalb der Umrandung der Detektionsfläche des Empfangsbauteils auf. Im

Betriebszustand sind der Sendebauteil und der Empfangsbauteil einander zugewandt und für die Bestimmung der Dämpfung der In frarotstrahlung durch eine Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe ge eignet zueinander ausgerichtet.

Gemäß einer konstruktiv einfachen und kostengünstigen Ausfüh rungsform kann vorgesehen sein, dass der Begrenzer für den Querschnitt des Infrarotstrahls zumindest eine Lochblende ist. Zweckmäßiger Weise ist die Lochblende dem Empfangsbauteil vorgeschaltet. Für eine besonders kompakte Ausführung der Vorrichtung ist es günstig, wenn die Lochblende Teil des Empfängers ist. Die Lochblende weist bevorzugt einen Plattenkörper aus im Wesentlichen lichtundurchlässigem Material auf, in welchem eine Durchgangsöffnung vorgesehen ist. Im Betriebszustand der Vorrichtung tritt der vom Sender abgegebene Infrarotstrahl durch die Durchgangsöffnung hindurch und trifft am Empfangsbauteil, insbesonde re an einer Detektionsfläche des Empfangsbauteils, auf. Die

Lochblende gewährleistet dabei, dass ein Infrarotstrahl mit ei ner Querschnittsfläche die senderseitig am Ort der Lochblende größer als die Fläche der Durchgangsöffnung ist, mit dem durch die Durchgangsöffnung begrenzten Querschnitt dem Empfänger zugeführt wird. Der Infrarotstrahl weist zwischen der Lochblende und dem Empfangsbauteil einen im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt auf, sodass für verschiedene Abstände des Empfängers vom Sender der vom Empfangsbauteil erzeugte Wert des Empfangssignals eine geringere Abhängigkeit von den verschiedenen Abständen als ohne die Lochblende aufweist.

Um die Abhängigkeit des vom Empfangsbauteil erzeugten Werts des

Empfangssignals noch weiter vom Abstand zwischen Sender und Empfänger zu reduzieren, kann vorgesehen sein, dass mehrere voneinander beanstandete Lochblenden mit ihren Lochblenden-Öffnungen in einer Linie mit einer Detektionsfläche des Infrarot-Empfangsbauteils angeordnet sind. Die Lochblenden sind in diesem Fall hintereinander in einer Linie angeordnet und zweckmäßiger Weise dem Empfangsbauteil vorgeschaltet. Dabei tritt in der Betriebsstellung von Sender und Empfänger der vom Sender abgegebene Infrarotstrahl durch die Öffnungen der mehreren Lochblenden hindurch und trifft am Empfangsbauteil, insbesondere an der De tektionsfläche des Empfangsbauteils, auf. Für eine effiziente Erfassung des vom Sender abgegebenen Infra rotstrahls am Empfänger ist es günstig, wenn die bzw. jede Lochblende eine Öffnung mit einer Querschnittsfläche aufweist, die im Betriebszustand im Wesentlichen innerhalb der Umrandung einer Detektionsfläche des Infrarot-Empfangsbauteils abgebildet wird. Auf diese Weise trifft der vom Sender abgegebene Infrarotstrahl, nach dem Durchlaufen durch die Öffnung(en) der Lochblende(n), innerhalb der Umrandung der Detektionsfläche des Empfangsbauteils auf. Hinsichtlich der Definition des Begriffs „Betriebszustand“ wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.

Um den Sender und den Empfänger möglichst kompakt, d.h. mit ge ringen Abmessungen, herstellen zu können, kann vorgesehen sein, dass der Infrarotsender eine einzige Infrarot-Laserdiode oder eine einzige Infrarot-Sendediode und der Infrarotempfänger einen einzigen Infrarotstrahl-Empfangsbauteil aufweist. Auf diese Weise verringern sich im Vergleich zu Sendern und Empfängern mit mehreren Sendebauteilen und Empfangsbauteilen auch der Schaltungsaufwand und die Herstellungskosten der Vorrichtung.

Um Umgebungslicht vom Empfangsbauteil möglichst fern zu halten, können der Infrarotstrahl-Empfangsbauteil und die zumindest eine bzw. jede Lochblende in einem Gehäuse des Infrarotempfängers angeordnet sein. Das Gehäuse des Infrarotempfängers kann aus flexiblem oder starrem Material gebildet sein und ermöglicht eine einfache Handhabung des Empfängers durch einen Benutzer. Für einen kompakten Aufbau und eine einfache Handhabung des Senders durch einen Benutzer können der Infrarot-Sendebauteil und eine allfällige, dem Sendebauteil nachgeschaltete optische Einrichtung zur Begrenzung der Aufweitung des Infrarotstrahls in einem Gehäuse des Infrarotsenders angeordnet sein. Das Gehäuse des Infrarotsenders kann aus flexiblem oder starrem Material gebildet sein.

Um die Handhabung der Vorrichtung durch einen Benutzer besonders einfach zu gestalten, ist es günstig, wenn eine Zentriervorrichtung zur Ausrichtung des Infrarot-Sendebauteils in Sichtverbindung mit dem Infrarotstrahl-Empfangsbauteil vorgesehen ist. Die Zentriervorrichtung kann Markierungen an Sender und Empfänger aufweisen, welche von einem Benutzer manuell zueinander ausge richtet werden können, um den Sender und den Empfänger in deren

Betriebsstellung zueinander auszurichten. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Zentriervorrichtung zur selbsttätigen

Ausrichtung des Empfängers gegenüber dem Sender ausgebildet ist.

Die Handhabung der Vorrichtung durch einen Benutzer kann auch dadurch vereinfacht werden, dass der Infrarotsender und/oder der Infrarotempfänger eine lösbare Halteeinrichtung zur Befestigung aneinander bzw. an einer zwischen dem Infrarotsender und dem Infrarotempfänger aufgenommenen Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs aufweisen. Die Halteeinrichtung kann entweder nur am

Sender oder am Empfänger oder sowohl am Sender als auch am Emp fänger vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Halteeinrichtung jeweils einen Saugnapf am Sender und am Empfänger aufweisen. Für eine besonders einfache konstruktive Gestaltung der Zen triervorrichtung und/oder der Halteeinrichtung kann vorgesehen sein, dass einander anziehende Magnete am Infrarotsender und am

Infrarotempfänger oder zumindest ein Magnet am Infrarotsender oder Infrarotempfänger und ein davon magnetisch anziehbarer Körper am jeweils anderen, am Infrarotempfänger oder Infrarotsender, vorgesehen sind. Im Falle von Magneten am Sender und am

Empfänger sind die einander gegenüberliegenden Magnete am Sender und Empfänger mit entgegengesetzter Polarität einander zugewandt. Die Magnete ermöglichen eine rasche und zuverlässige, lösbare Zentrierung und Befestigung des Senders und des Empfängers in ihrer Betriebsstellung.

Wenn der Infrarotsender und der Infrarotempfänger jeweils zumindest zwei Magnete mit entgegengesetzt orientierter Polarität aufweisen, können der Sender und der Empfänger nur in einer durch die Polaritäten vorgegebenen Position und Winkellage miteinander verbunden werden. Demnach können der Infrarotsender und der Infrarotempfänger jeweils zumindest zwei Magnete aufweisen, von welchen zumindest ein Magnet zum zumindest einen anderen Magneten mit entgegengesetzt orientierter Polarität angeordnet ist. Sollte daher die Konstruktion des Senders und des Empfängers eine definierte Orientierung bzw. Winkellage zueinander erfordern, muss der Benutzer bei der Herstellung der Verbindung zwischen Sender und Empfänger nicht darauf achten, den Empfänger gegenüber dem Sender nicht zu verdrehen.

Weiters kann vorgesehen sein, dass der Infrarot-Sendebauteil mit einem Signalgenerator verbunden ist, welcher zum Erzeugen eines Wechselspannungssignals, insbesondere eines Rechtecksignals, ausgebildet ist. Der Signalgenerator bzw. die Signalquelle weist günstiger Weise möglichst kleine Abmessungen auf und ist bevorzugt Teil des Senders. Wenn der Signalgenerator ein Wechselspannungssignal erzeugt, welches dem Sendebauteil zugeführt wird, variieren auch die Leistung bzw. die Lichtmenge des vom Sender abgegebenen Infrarotstrahls und der Wert des vom Empfangsbauteil erzeugten Empfangssignals. Das Empfangssignal ist dann beispielsweise ein Wechselspannungssignal, welches in einer Vorrichtung mit einem Wechselspannungseingang weiter verarbeitet werden kann. Die Speisung des Infrarot-Sendebauteils mit einem

Wechselspannungssignal bietet u.a. den Vorteil, dass im Empfän ger der Wechselspannungsanteil aus dem Empfangssignal heraus gefiltert werden kann und somit das Maß für die von der Windschutzscheibe bewirkte Dämpfung aus dem Wechselspannungsanteil, beispielsweise aus einer Differenz zwischen dem Maximum und dem Minimum des Wechselspannungsanteils, ermittelt werden kann. Auf diese Weise kann der Einfluss von Störungen, beispielsweise durch Umgebungslicht, welches einen Offset im Empfangssignal verursachen würde, auf die Ermittlung der Dämpfung reduziert werden. Ein Rechtecksignal oder ein Sinussignal lassen sich mit einem kostengünstigen Signalgenerator besonders einfach erzeugen.

Damit das vom Empfangsbauteil erzeugte Empfangssignal in einer zum Empfänger separaten Einrichtung weiter verarbeitet werden kann, ist es zweckmäßig, wenn der Infrarotempfänger eine

Schnittstelle zur Ausgabe einer Ausgangsspannung aufweist, wel che mit der am Infrarotstrahl-Empfangsbauteil erfassten Licht menge korrespondiert. Die Schnittstelle kann für eine drahtgebundene oder eine drahtlose Übertragung der Ausgangsspannung ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Schnittstelle für eine Übertragung einer digitalisierten Ausgangsspannung mittels eines Infrarotstrahls oder mittels Funkwellen ausgebildet sein. Für die Ermittlung des Maßes der von der Windschutzscheibe be wirkten Dämpfung kann dem Infrarotempfänger eine Auswerteeinheit zugeordnet sein. Die Auswerteeinheit weist eine elektronische Recheneinheit, insbesondere einen Mikrocontroller, auf, welcher zur Ermittlung der Dämpfung aus dem ersten Wert und dem zweiten Wert des Empfangssignals ausgebildet ist. Die Auswerteeinheit kann vollständig im Empfänger vorgesehen sein und mit Eingabemitteln und/oder Ausgabemitteln, beispielsweise einem Touchscreen, am Empfänger verbunden sein. Die Auswerteeinheit kann alternativ extern vom Empfänger angeordnet und zur Verarbeitung des analogen Empfangssignals oder eines digitalen Empfangssignals, welches durch eine analog-digital-Umwandlung des analogen Empfangssignals erhalten wird, ausgebildet sein. Dabei kann der Analog-Digital-Wandler im Empfänger oder extern zum Empfänger angeordnet sein. Insbesondere kann die Auswerteeinheit in einem

Smartphone vorgesehen sein, wofür das Smartphone ein geeignetes

Softwareprogramm aufweist und der Ausgang des Empfangsbauteils mit einem Mikrofoneingang des Smartphones verbunden wird.

Um die Dämpfung der Infrarotstrahlung, welche für die Kommunikation mit einem Mauterfassungsgerät genutzt wird, durch die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs zuverlässig bestimmen zu können, ist es zweckmäßig, dass die mit dem Infrarot-Sendebau- teil abgegebene Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich von 820 nm bis 1010 nm liegt. Der Wellenlängenbereich von 820 nm bis 1010 nm ist für Datenübertragungen zu und von Mauterfassungsgeräten vorgesehen. Wie in Zusammenhang mit dem Verfahren bereits beschrieben, kann die Infrarotstrahlung auch zusätzliche Wellenlängen aufweisen.

Der Infrarot-Sendebauteil kann eine Infrarot-Laserdiode oder eine einen aufgeweiteten Infrarotstrahl erzeugende Infrarot-Sen-dediode aufweisen bzw. sein. Im Vergleich mit der Laserdiode weist die Anordnung bzw. die Verwendung der Infrarot-Sendediode Vorteile auf. Zum einen sendet die Laserdiode kohärentes Licht aus, während die Infrarot-Sendediode inkohärentes Licht aussendet. Durch die Kohärenz könnten nachteilige Effekte wie Interferenzen entstehen, welche eine möglichst korrekte Erfassung der Dämpfung beeinträchtigen. Zum anderen erlaubt die Anordnung der Infrarot-Sendediode, vorzugsweise gemeinsam mit der optischen Einrichtung zur Begrenzung der Aufweitung des Infrarotstrahls und der zumindest einen Lochblende, höhere Toleranzen bei der geeigneten Ausrichtung von Sender und Empfänger, d.h. eine höhere Toleranz gegenüber seitlichem Versatz.

Die Erfindung kann somit auch eine Vorrichtung mit einem Infra rotsender und einem Infrarotempfänger betreffen, wobei der In frarotsender eine Infrarot-Sendediode und der Infrarotempfänger einen Infrarot-Empfangsbauteil aufweist, und dadurch gekenn zeichnet sein, dass der Infrarotsender eine der Infrarot-Sende- diode nachgeschaltete optische Vorrichtung zur Begrenzung der

Aufweitung eines Infrarotstrahls und/oder der Infrarotempfänger eine dem Infrarot-Empfangsbauteil vorgeschaltete Vorrichtung zur Begrenzung des Querschnitts des Infrarotstrahls aufweist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die

Zeichnung noch weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Sender und einem damit in direktem Kontakt stehenden Empfänger, wobei der Sender eine Infrarot-Sendediode und der Empfänger mehrere Lochblenden aufweist;

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 wobei der Sender an einer

Seite einer Windschutzscheibe und der Empfänger an der anderen

Seite der Windschutzscheibe angeordnet ist;

Fig. 3 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Sender und einem Empfänger, wobei der Sender an einer Seite einer Windschutzscheibe und der Empfänger an der anderen Seite der Windschutzscheibe angeordnet ist und der Sender eine Infrarot

Laserdiode aufweist;

Fig. 4a ein Beispiel einer optischen Linse, welche einer Sende diode nachgeschaltet ist, zur Einengung des Abstrahlwinkels der von der Sendediode gesendeten Infrarotstrahlung;

Fig. 4b ein Beispiel einer optische Linse zur Bündelung der In frarotstrahlung mit im Wesentlichen parallelen Strahlen;

Fig. 5 eine Ansicht auf den Infrarot-Empfangsbauteil in Richtung des Infrarotstrahls mit darauf abgebildetem Infrarotstrahl;

Fig. 6 eine Vergleichsdarstellung von Werten des vom Empfänger erzeugten Empfangssignals in Abhängigkeit des Abstands zwischen

Sender und Empfänger jeweils für eine Vorrichtung ohne eine op tische Einrichtung zur Begrenzung der Aufweitung des Infrarot strahls, eine Vorrichtung mit einer optischen Einrichtung zur

Begrenzung der Aufweitung des Infrarotstrahls und eine Vorrich tung mit einer Lochblende; und

Fig. 7 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Sender und einem Empfänger, wobei der Sender an einer Seite einer Windschutzscheibe und der Empfänger an der anderen Seite der Wind schutzscheibe angeordnet ist und der Sender eine Infrarot-Sende-diode aber keine optische Einrichtung zur Begrenzung der Aufweitung des Infrarotstrahls aufweist.

Fig. 1 zeigt eine als Handgerät ausgebildete Vorrichtung 1 mit einem Infrarotsender 2 und einem Infrarotempfänger 3 in einer ersten Verwendungsstellung. Der Infrarotsender 2 und der Infra rotempfänger 3 sind voneinander getrennt und miteinander lösbar verbindbar ausgebildet. In der in Fig. 1 gezeigten ersten Ver wendungsstellung sind der Infrarotsender 2 und der Infrarotemp fänger 3 direkt, d.h. ohne Zwischenlage eines Objekts, miteinander verbunden. Im Rahmen der Erfindung wird unter einer direkten Verbindung aber auch eine Verbindung mit Zwischenlage eines Objekts oder unter Ausbildung eines Luftspalts zwischen

Sender 2 und Empfänger 3 verstanden, wenn das Objekt oder der

Luftspalt keinen nennenswerten Einfluss auf die Bestimmung der von einer Windschutzscheibe W eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) bewirkten Dämpfung hat. Der Infrarotsender 2 weist einen Infrarot-Sendebauteil 4 zur Abgabe eines Infrarotstrahls 5 auf und der Infrarotempfänger 3 weist einen Infrarotstrahl-Empfangsbauteil 6 zum Empfangen des Infrarotstrahls 5 auf. Im in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist der Infrarot-Sendebauteil 4 eine einen aufgeweiteten Infrarotstrahl 5a erzeugende Infrarot-Sende-diode 4a, welcher eine optische Einrichtung 7 zur Begrenzung der Aufweitung A des Infrarotstrahls 5a nachgeschaltet ist. Demnach weist der abgegebene Infrarotstrahl 5 nach der optischen Ein richtung 7 eine begrenzte Aufweitung A auf. Wie deutlich aus

Fig. 4a hervorgeht, weist der Infrarotstrahl 5a vor der opti schen Einrichtung 7 eine Aufweitung A1 von beispielsweise 180° und nach der optischen Einrichtung 7 eine Aufweitung A2 von beispielsweise 30° auf. Dem Infrarotempfänger 3 ist ein Begrenzer 8 für den Querschnitt Q des Infrarotstrahls 5 zugeordnet, insbe sondere vorgeschaltet. Der Begrenzer 8 ist als zumindest eine

Lochblende 8a, in Fig. 1 als drei voneinander beanstandete Lochblenden 8a ausgebildet. Die drei Lochblenden 8a sind mit ihren Lochblenden-Öffnungen 9 in einer Linie mit einer Detektionsfläche 10 des Infrarot-Empfangsbauteils 6 angeordnet. Dabei weist jede Lochblende 8a eine Öffnung 9 mit einer Querschnittsfläche F auf, die im in Fig. 1 gezeigten Betriebszustand der Vorrichtung 1 im Wesentlichen innerhalb der Umrandung R der Detektionsfläche 10 des Infrarot-Empfangsbauteils 6 abgebildet wird, siehe Fig. 5.

Der Infrarotstrahl-Empfangsbauteil 6 und die Lochblenden 8a sind in einem Gehäuse 11 des Infrarotempfängers 3 angeordnet. Zudem sind der Infrarot-Sendebauteil 4 und die dem Sendebauteil 4 nachgeschaltete optische Einrichtung 7 in einem Gehäuse 12 des

Infrarotsenders 2 angeordnet. Fig. 1 zeigt zudem eine Zentrier vorrichtung 13 zur Ausrichtung des Infrarot-Sendebauteils 4 in

Sichtverbindung mit dem Infrarotstrahl-Empfangsbauteil 6, d.h. zur Ausrichtung des Infrarotstrahls 5 auf die Detektionsfläche 10 des Infrarot-Empfangsbauteils 6. Weiters zeigt Fig. 1 eine lösbare Halteeinrichtung 14 als Teil des Infrarotsenders 2 und des Infrarotempfängers 3, mit welcher der Infrarotsender 2 und der Infrarotempfänger 3 aneinander bzw. an einer dazwischen aufgenommenen Windschutzscheibe W befestigt werden können. Die Zentriervorrichtung 13 und die lösbare Halteeinrichtung 14 sind mittels einander anziehender Magnete 15, 16 am Infrarotsender 2 und am Infrarotempfänger 3 ausgebildet. Alternativ dazu kann zumindest ein Magnet 15 am Infrarotsender 2 und ein davon magnetisch anziehbarer Körper 18 am Infrarotempfänger 3 oder zumindest ein Magnet 16 am Infrarotempfänger 3 und ein davon magnetisch anziehbarer Körper 17 am Infrarotsender 2 vorgesehen sind. Gemäß Fig. 1 können der Infrarotsender 2 und der Infrarotempfänger 3 jeweils zwei Magnete 15, 15a, 16, 16a mit entgegengesetzt orientierter Polarität aufweisen. Beispielsweise weist ein Nordpol N von Magnet 15 in Richtung eines Südpols S von Magnet 16 und ein Südpol S von Magnet 15a in Richtung eines Nordpols N von Magnet 16a.

Fig. 2 zeigt die als Handgerät ausgebildete Vorrichtung 1 mit dem Infrarotsender 2 und dem Infrarotempfänger 3 in einer zwei ten Verwendungsstellung. In der in Fig. 2 gezeigten zweiten Verwendungsstellung sind der Infrarotsender 2 und der Infrarotempfänger 3 indirekt, d.h. unter Zwischenlage einer Windschutzscheibe W eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs, miteinander verbunden. Dabei liegt der Infrarotsender 2 an einer Seite S1 der Windschutzscheibe W und der Infrarotempfänger 3 an der gegenüberliegenden Seite S2 der Windschutzscheibe W an. Der Infrarotsender 2 und der Infrarotempfänger 3 werden durch die

Magnete 15, 15a, 16, 16a an der Windschutzscheibe W gehalten und zentriert. Die Fig. 1 und 2 zeigen zudem einen Signalgenerator 19, als Signalquelle, mit welchem der Sendebauteil 4 verbunden ist. Der Signalgenerator 19 ist zum Erzeugen eines Wechselspannungssignals, insbesondere eines Rechtecksignals, ausgebildet. Weiters kann der Infrarotempfänger 3 eine Schnittstelle 20 zur Ausgabe einer Ausgangsspannung U aufweisen. Die Ausgangsspannung U entspricht dem von dem Empfangsbauteil 6 erzeugten Empfangssignal und korrespondiert daher mit der am Empfangsbauteil 6 erfassten Lichtmenge. Mit der Schnittstelle 20 kann eine dem

Infrarotempfänger 3 zugeordnete, externe Auswerteeinheit 21 verbunden sein. Die Auswerteeinheit 21 dient der Ermittlung der von der Windschutzscheibe W bewirkten Dämpfung aus den Empfangssi gnalen, welche mit und ohne die Windschutzscheibe W zwischen

Sender 2 und Empfänger 3 erhalten werden. Die Auswerteeinheit 21 kann aber auch im Infrarotempfänger 3 angeordnet sein.

Fig. 3 zeigt die als Handgerät ausgebildete Vorrichtung 1 mit einem Infrarotsender 2a und einem Infrarotempfänger 3a in der zweiten Verwendungsstellung. Der Infrarotsender 2a und der In frarotempfänger 3a sind unter Zwischenlage einer Windschutz scheibe W miteinander lösbar verbunden. Der Infrarotsender 2a weist einen Infrarot-Sendebauteil 4 zur Abgabe des Infrarot strahls 5 auf und der Infrarotempfänger 3a weist einen Infrarotstrahl-Empfangsbauteil 6 zum Empfangen des Infrarotstrahls 5 auf. Der Infrarotstrahl 5 weist eine begrenzte Aufweitung A auf. Hierfür ist der Sendebauteil 4 eine Infrarot-Laserdiode 4b. Der Infrarotstrahl 5 ist somit auch ohne eine optischen Einrichtung 7 zur Begrenzung der Aufweitung A des Infrarotstrahls 5 nicht aufgeweitet, d.h. die Aufweitung A des Infrarotstrahls 5 ist im Wesentlichen gleich null. Zudem weist im Beispiel der Fig. 3 der Empfänger 3a keine Lochblenden 8a auf.

Fig. 4a zeigt eine optische Linse 7a zur Einengung des Abstrahlwinkels A der von der Infrarot-Sendediode 4 gesendeten Infrarotstrahlung 5a. Die optische Linse 7a ist die optische Einrichtung 7 zur Begrenzung der Aufweitung A des Infrarotstrahls 5. Aus

Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Aufweitung A1 des Infrarot strahls 5a vor der optische Linse 7a größer als die Aufweitung A2 des Infrarotstrahls 5 nach der optische Linse 7a ist. Bei spielsweise beträgt der Wert der Aufweitung A1 180° und der Wert der Aufweitung A2 30°.

Fig. 4b zeigt eine optische Linse 7b, insbesondere eine Kollimatorlinse, die zur Bündelung der Infrarotstrahlung 5 mit im Wesentlichen parallelen Strahlen ausgebildet ist. Die Aufweitung A2 ist hier im Wesentlichen gleich null.

Fig. 6 zeigt aus Messungen hervorgehende Vergleichswerte des vom Empfänger 3 erzeugten Empfangssignals in Abhängigkeit des Abstands zwischen Sender 2 und Empfänger 3. Dabei ist in horizontaler Richtung der Abstand d (siehe Fig. 3) zwischen Sender 2 und Empfänger 3 und in vertikaler Richtung die vom Empfangsbauteil 6 erzeugte Ausgangsspannung U in dB aufgetragen. Die Messungen wurden mit einer Infrarot-Sendediode als Sendebauteil durchgeführt. Kurve 1 wurde für eine Vorrichtung 1 ohne eine optische Einrichtung 7 zur Begrenzung der Aufweitung A des Infrarotstrahls 5 und ohne eine Lochblende 8 erhalten. Kurve 2 wurde für eine Vorrichtung 1 mit einer optischen Einrichtung 7 zur Begrenzung der Aufweitung A des Infrarotstrahls 5 und ohne eine Lochblende 8 erhalten. Kurve 3 wurde für eine Vorrichtung 1 mit einer Lochblende 8 und ohne eine optische Einrichtung 7 zur Begrenzung der Aufweitung A des Infrarotstrahls 5 erhalten. Dabei zeigt sich, dass insbesondere eine Kombination aus der optischen Einrichtung 7 und der Lochblende 8 zu einer weitgehenden Unabhängigkeit des Werts des Empfangssignals vom Abstand d führt. Eine solche Kombination führt zu einer Kurve (nicht dargestellt) die einen ähnlichen Verlauf wie Kurve 3 aufweist aber zu höheren Werten der Ausgangsspannung U hin versetzt ist, da wegen der Fokussierung ein höherer Lichtanteil durch die Lochblende 8 gelangt. Die optische Einrichtung 7 war eine fokussierende Linse mit einem Öffnungswinkel von 30° bei halber Lichtintensität.

Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einem Sender 2 und einem Empfänger 3, wobei der Sender 2 an einer Seite S1 einer Windschutzscheibe W und der Empfänger 3 an der anderen Seite S2 der Windschutzscheibe W angeordnet ist. Der Sender 2 weist eine Infrarot-Sendediode 4a auf. Der Infrarot-Sendediode 4a ist im Sender 2 keine optische Einrichtung 7 zur Begrenzung der Aufweitung A des Infrarotstrahls 5 nachgeschaltet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bestimmen der Dämpfung von Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung, durch eine Kraftfahrzeug-Windschutzscheibe (W), dadurch gekennzeichnet, dass einerseits ein Sender, insbesondere Infrarotsender (2,) mit einer die Strahlung abgebenden Sendediode (4a) und ein Empfänger, insbesondere Infrarotempfänger (3,) mit einem Empfangsbauteil (6) in direkten Kontakt mit einer Sichtverbindung von der Sendediode (4a) zum Empfangsbauteil (6) gebracht werden und ein erster Wert eines vom Empfangsbauteil (6) erzeugten Empfangssignals erfasst wird, und andererseits der Sender auf einer Seite der Windschutzscheibe (W) und der Empfänger auf der anderen Seite der Windschutzscheibe (W) mit einer Sichtverbindung von der Sendediode (4a) durch die Windschutzscheibe (W) zum Empfangsbauteil (6) angeordnet werden und ein zweiter Wert eines vom Empfangsbauteil (6) erzeugten Empfangssignals erfasst wird, wonach mittels einer Auswerteeinheit (21) aus dem ersten Wert und dem zweiten Wert des Empfangssignals ein Maß für die von der Windschutzscheibe (W) bewirkte Dämpfung ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender und der Empfänger jeweils vor der Erfassung des ersten Werts und des zweiten Werts des Empfangssignals zueinander aus gerichtet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender und der Empfänger mittels einer Halteeinrichtung (15, 16, 17, 18) aneinander bzw. an der Windschutzscheibe (W) lösbar befestigt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Strahlung im Wellenlängenbereich von 820 nm bis 1010 nm von der Sendediode (4a) abgegeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Sendediode (4a) mit einem Wechselspannungssignal, insbesondere einem Rechtecksignal, versorgt wird.
6. Vorrichtung (1) mit einem Infrarotsender (2) und einem Infra rotempfänger (3), wobei der Infrarotsender (2) einen Infrarot Sendebauteil (4) zur Abgabe eines Infrarotstrahls (5) und der Infrarotempfänger (3) einen Infrarotstrahl-Empfangsbauteil (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der abgegebene Infrarot strahl (5) eine begrenzte Aufweitung (A) aufweist und/oder dem Infrarotempfänger (3) ein Begrenzer (8) für den Querschnitt des Infrarotstrahls (5) zugeordnet ist.
7. Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung der Aufweitung (A) des Infrarotstrahls (5) eine Infrarot-Laserdiode (4b) oder eine einen aufgeweiteten Infrarotstrahl erzeugende Infrarot-Sendediode (4a) mit einer dieser nachgeschalteten optischen Einrichtung (7) zur Begrenzung der Aufweitung (A) des Infrarotstrahls (5) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einrichtung (7) zur Begrenzung der Aufweitung (A) des Infrarotstrahls (5) eine optische Linse (7a) zur Einengung des Abstrahlwinkels (A) der von der Infrarot-Sendediode (4a) gesendeten Infrarotstrahlung (5) ist.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Linse (7a) zur Bündelung der Infrarotstrahlung (5) mit im Wesentlichen parallelen Strahlen ausgebildet ist.
10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Linse (7a) zur Erzeugung eines Bündels mit einer Querschnittsfläche (Q) ausgebildet ist, welche im Betriebszustand im Wesentlichen innerhalb der Umrandung (R) einer Detektionsfläche (10) des Infrarot-Empfangsbauteils (6) liegt.
11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzer (8) für den Querschnitt des Infrarotstrahls (5) zumindest eine Lochblende (8a) ist.
12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere voneinander beanstandete Lochblenden (8a) mit ihren Lochblenden-Öffnungen (9) in einer Linie mit einer Detektionsfläche (10) des Infrarot-Empfangsbauteils (6) angeordnet sind.
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn zeichnet, dass die bzw. jede Lochblende (8a) eine Öffnung (9) mit einer Querschnittsfläche (F) aufweist, die im Betriebszu stand im Wesentlichen innerhalb der Umrandung (R) einer Detektionsfläche (10) des Infrarot-Empfangsbauteils (6) abgebildet wird.
14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotsender (2) eine einzige Infra rot-Laserdiode (4b) oder eine einzige Infrarot-Sendediode (4a) und der Infrarotempfänger (3) einen einzigen Infrarotstrahl-Empfangsbauteil (6) aufweist.
15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotstrahl-Empfangsbauteil (6) und die zumindest eine bzw. jede Lochblende (8a) in einem Gehäuse (11) des Infrarotempfängers (3) angeordnet sind.
16. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 15, gekenn zeichnet durch eine Zentriervorrichtung (15, 15a, 16, 16a) zur Ausrichtung des Infrarot-Sendebauteils (4) in Sichtverbindung mit dem Infrarotstrahl-Empfangsbauteil (6).
17. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotsender (2) und/oder der Infra rotempfänger (3) eine lösbare Halteeinrichtung (15, 15a, 16, 16a) zur Befestigung aneinander bzw. an einer zwischen dem In frarotsender (2) und dem Infrarotempfänger (3) aufgenommenen Windschutzscheibe (W) eines Kraftfahrzeugs aufweisen.
18. Vorrichtung (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn zeichnet, dass einander anziehende Magnete (15, 15a, 16, 16a) am Infrarotsender (2) und am Infrarotempfänger (3) oder zumindest ein Magnet (15, 15a, 16, 16a) am Infrarotsender (2) oder Infrarotempfänger (3) und ein davon magnetisch anziehbarer Körper (17, 17a, 18, 18a) am jeweils anderen, am Infrarotempfänger (3) oder Infrarotsender (2), vorgesehen sind.
19. Vorrichtung (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotsender (2) und der Infrarotempfänger (3) je weils zumindest zwei Magnete (15, 15a, 16, 16a) mit entgegenge setzt orientierter Polarität aufweisen.
20. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarot-Sendebauteil (4) mit einem Signalgenerator (19) verbunden ist, welcher zum Erzeugen eines Wechselspannungssignals, insbesondere eines Rechtecksignals, ausgebildet ist.
21. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarotempfänger (3) eine Schnittstelle (20) zur Ausgabe einer Ausgangsspannung (U) aufweist, welche mit der am Infrarotstrahl-Empfangsbauteil (6) erfassten Lichtmenge korrespondiert.
22. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass dem Infrarotempfänger (3) eine Auswerteeinheit (21) zugeordnet ist.
23. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Infrarot-Sendebauteil (4) abgegebene Infrarotstrahlung (5) im Wellenlängenbereich von 820 nm bis 1010 nm liegt.