DE102005013352A1

DE102005013352A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Erkennen eines Objekts in oder an einer verschließbaren Öffnung

Info

Publication number: DE102005013352A1
Application number: DE102005013352A
Authority: DE
Inventors: Gerd Reime; Klaus Nachtigall; Hubert Zwick
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co; Mechaless Systems GmbH
Current assignee: Mechaless Systems GmbH
Priority date: 2005-03-23
Filing date: 2005-03-23
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-03-24
Also published as: DE102005013352B4

Abstract

Eine Vorrichtung zum zuverlässigen Erkennen eines Objekts in oder an einer verschließbaren Öffnung umfasst eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung mittels wenigstens eines beweglichen Teils sowie eine optoelektronische Detektionseinrichtung zum Erkennen des Objekts. Die optoelektronische Detektionseinrichtung weist zumindest eine optische Einheit (U) zum Senden von ersten Lichtstrahlen (L1) in zumindest einen Teilbereich der Fläche der Öffnung und von zweiten Lichtstrahlen (L2) entlang zumindest eines Teilbereiches der die Öffnung umschließenden Kante (13, 14, 15, 16), Mittel zum Führen der zweiten Lichtstrahlen entlang zumindest eines Teilbereiches der die Öffnung (10) umschließenden Kante (13, 14, 15, 16) und wenigstens einen Empfänger (Ea) zum Empfangen der ersten und der zweiten Lichtstrahlen auf. Ferner ist eine elektronische Einheit zum Vergleichen und Auswerten der von den ersten und zweiten Lichtstrahlen am Empfänger (Ea) eingehenden Signale vorgesehen, um dadurch die Erkennung zu erreichen. Ein entsprechendes Erkennungsverfahren ist ebenfalls vorgesehen (Fig. 5).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Objekts in oder an einer verschließbaren Öffnung mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 12.
Sobald sich ein bewegliches Teil in einer Führung auf ein anderes Teil zu bewegt, besteht grundsätzlich die Gefahr, dass ein dazwischen befindliches Objekt eingeklemmt wird. Beispiele hierfür finden sich nicht nur, aber auch im Fahrzeugbereich, wenn z. B. ein Fensterheber oder ein Schiebedach sich schließt, insbesondere wenn diese Schließung selbsttätig mittels eines motorischen Antriebs erfolgt, oder wenn eine Fahrzeugöffnung wie eine Tür oder einen Kofferraumdeckel geschlossen wird.
Derartige Probleme wurden bisher meist dadurch gelöst, dass man den betreffenden Raumbereich nach dem Lichtschrankenprinzip überwacht. Befindet sich ein Objekt zwischen dem optischen Sender wie z. B. einer LED und dem optischen Empfänger wie z. B. einer Fotodiode wird Licht absorbiert und die Gesamtmenge des Lichts am Empfänger reduziert sich. Die Auswerteelektronik erkennt anhand dieser Veränderung in der empfangenen Lichtmenge, dass ein Objekt vorhanden ist und leitet diese Information an die übergeordnete Verarbeitungseinheit weiter. Möchte man den Durchtritt von Objekten durch eine Fläche im Raum überwachen, kann man mehrere solcher Lichtschranken nebeneinander anordnen.

Die DE 102 05 810 A1 beschreibt den Einsatz von Lichtleitern im Bereich von Schiebedächern zum Einklemmschutz. Der Lichtleiter wird unter Einwirkung eines äuße ren Drucks verformt, so dass die Intensität und/oder die Frequenz und/oder die Laufzeit eines in den Lichteiter eingespeisten Lichts beeinflusst wird. Aufgrund dieser Veränderung wird auf ein Einklemmen geschlossen und der Antrieb des Schiebedachs entsprechend betätigt. Der Lichtleiter ist entlang des Rahmens der Öffnung angeordnet und kann an einem Ende verspiegelt sein. Ein Durchtritt von Objekten durch eine Fläche im Raum der Öffnung kann vor oder während des Schließvorgangs nicht berührungslos detektiert werden.

Die WO-A 03/009476 offenbart eine optoelektronische Vorrichtung zur Positions- und Bewegungserfassung eines Objektes mit einer geeigneten Sende- und Empfangsoptik, mit welcher eine Lichtausbreitung auf eine zu überwachende Fläche konzentriert werden kann. Dadurch ist es möglich, mit nur einer Lichtquelle und nur einem Empfänger den zu überwachenden Bereich flächenförmig auszuleuchten. Bedarfsweise kann man den Empfindlichkeitsbereich in Richtung senkrecht zu dieser Fläche schmal halten, so dass Fehlauslösungen durch Objekte außerhalb der Durchtrittsfläche minimiert werden.

Zur Eliminierung von Fremdlichtanteilen ist aus der EP 0 706 648 B1 eine Anordnung von wenigstens zwei Leuchtdioden bekannt, die wechselseitig auf einen Photoempfänger einwirken. Das in der Amplitude wenigstens einer Lichtstrecke geregelte Licht wirkt zusammen mit dem Licht einer weiteren Lichtquelle so auf den Photoempfänger ein, dass ein Empfangssignal ohne taktsynchrone Signalanteile entsteht. Das Empfangssignal des Photoempfängers wird einem Synchrondemodulator zugeführt, der das Empfangssignal wiederum in die beiden Signalkomponenten entsprechend den Lichtquellen zerlegt. Beide Signalkomponenten werden nach Tiefpassfilterung in einem Vergleicher miteinander verglichen. Treten Signalunterschiede auf, werden diese mittels Leistungsregelung wenigstens einer der Lichtquellen zu Null ausgeregelt.

Gemäß den Einklemmschutzvorschriften, wie sie insbesondere für Schiebedächer vorhanden sind, werden von Seiten der Gesetzgebung für automatische Schließfunktionen wie z. B. das Komfortschließen oder die Fernschließung Forderungen zum Schutze der Insassen gestellt, die mit herkömmlichen Einklemmschutzlösungen z. B. in Form eines indirekten Einklemmschutzes nicht zufriedenstellend/gesetzeskonform abgedeckt werden können. Diese Situation verschärft sich bei den „außenlaufenden Schiebehebedächern", die auch Panoramadächer genannt werden. Aufgrund des konstruktiven Aufbaus stellen diese Dächer ein weitaus größeres Gefahrenpotential bezüglich der Einklemmrisiken dar, die derzeit nicht vollständig mit herkömmlichen Maßnahmen gesetzeskonform abgedeckt werden können. Die konstruktionsbedingten Gleichlaufschwankungen der außenlaufenden Schiebehebedächer sowie die mögliche große Streubreite der mechanischen Toleranzen führen herkömmliche Einklemmschutzsysteme an die Grenze der Detektionsmöglichkeit.

Offenbarung der Erfindung

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum zuverlässigen Erkennen eines Objekts in oder an einer verschließbaren Öffnung zu schaffen Dies Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen eines Objekts in oder an einer verschließbaren Öffnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 12 gelöst.

Die Überwachung der Öffnung, die vorzugsweise ein Schiebedach ist, erfolgt dadurch, dass einerseits erste Lichtstrahlen in die Fläche der zu überwachenden Öffnung z.B. als Lichffeld eingestrahlt werden und andererseits zweite Lichtstrahlen entlang zumindest eines Teils der die Öffnung umschließenden Kante geleitet werden. Die so ausgesandten Lichtstrahlen führen am Empfänger zu entsprechenden Signalen, die zur Erkennung eines Objekts ausgewertet werden.

Das in die Fläche eingestrahlte Licht erlaubt damit gegenüber dem Stand der Technik eine Erfassung von Objekten die durch die Fläche hindurchtreten. Dennoch genügt diese aus der WO-A 03/009476 bekannte flächenförmige Ausleuchtung noch nicht, um die gesetzlichen Vorschriften zuverlässig zu erfüllen. Probleme stellen sich insbesondere bei mehrteiligen Schiebedächern insbesondere an den Verbindungslinien und damit Klemmkanten ein. Aus diesem Grund wird nun ergänzend ein Licht band um die zu überwachenden Kanten der Öffnung geleitet. Während in der Fläche der Öffnung des Schiebedachs eine dynamische Messung wichtiger ist, also wenn z.B. während der Zufahrbewegung des beweglichen Teils ein Objekt in die Öffnung gelangt, ist im Randbereich eine statische Messung bedeutsamer, also z. B. der Fall, dass in einer Öffnung bereits ein Körperteil längere Zeit vorhanden ist, bevor die Öffnung verschlossen wird. Diese statische Änderung ist im Lichtfeld zwar auch zu erfassen, jedoch nicht so einfach und zuverlässig wie bei einem Führen von Lichtstrahlen entlang der Kanten der Öffnung. Ein solches Lichtband kann z. B. lediglich eine Breite von 20 Millimeter haben, so dass dieses Lichtband viel stärker reagiert als das Lichtfeld reagieren würde.

Die ersten Lichtstrahlen, die in die Fläche eingestrahlt werden, können ein die Öffnung überbrückendes Lichtfeld ausbilden. Die Lichtleiter weisen dazu eine Struktur auf, die ein Auskoppeln bzw. Einkoppeln von Licht quer zu ihrer Längsrichtung ermöglicht. Bedarfsweise kann die Lichtintensität in dem Bereich erhöht werden, in dem sich das bewegliche Teil am Ende seiner Schließbewegung befindet.

Das Licht der zweiten Lichtstrahlen kann über Umlenkelemente um die Kanten herum geleitet werden, wobei es ebenso möglich ist, einen Teil der zweiten Lichtstrahlen um drei Kanten zu lenken, während eine Kante unmittelbar vom Sender zum Empfänger überwacht wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.

Kurzbeschreibung der Figuren
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 den prinzipiellen Aufbau eines Lichtfelds,
2 ein Lichtfeld in Seitenansicht,
3 eine schematische Darstellung bidirektionaler Messung mit einer Darstellung des Lichtflusses von exponentieller Charakteristik der Lichtintensität,
4 eine zugehörige Schaltung,
5 ein Lichtfeld mit zusätzlicher Kantenüberwachung in schematischer Ansicht,
6 eine Schnittansicht im Bereich der hinteren Schließkante,
7 eine Darstellung gemäß 5 mit Überwachung der hinteren Schließkante,
8 eine Darstellung gemäß 5 mit alternativen Umlenkelementen,
9–12 weitere alternative Umlenkelemente
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die Figuren zeigen eine Vorrichtung zum Erkennen eines Objekts O in oder an einer verschließbaren Öffnung 10 wie insbesondere der Öffnung eines Fahrzeugs. Das Ausführungsbeispiel wird anhand eines Schiebedachs mit einem beweglichem Teil 12 erläutert, Öffnungen 10 können aber grundsätzlich Türen, Fenster oder an einem Fahrzeug auch Fenster, Kofferraum usw. sein.
Grundsätzlich soll bei verschließbaren Öffnungen erkannt werden, ob sich ein Objekt O innerhalb der Öffnung 10 befindet. Ist dies der Fall soll eine Schließbewegung gegebenenfalls abgebrochen werden. Bei diesem Erkennen sind einerseits kurzfristige Veränderungen zu erfassen, die insbesondere zeitveränderlich dynamisch erfolgen, es müssen aber auch längerfristig sich in der Öffnung befindliche Objekte O als statische Objekte erfasst werden. Während insbesondere bei über einen motorischen Antrieb 20 angetriebenen beweglichen Teilen am Fahrzeug wie einem Fensterheber oder einem Schiebedach meist Einklemm- und oder Scherbewegungen von Körperteilen der Insassen zu verhindern sind, kann es bei einem Kofferraumdeckel auch nur darum gehen sicher zu stellen, dass sich keine Objekte in dem zu überwachenden Bereich befinden. Grundsätzlich kann die Vorrichtung und das Verfahren jedoch auch außerhalb des Fahrzeugsbereichs eingesetzt werden.
1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau zur Erzeugung eines Lichtfelds mittels erster Lichtstrahlen L1. Mittels einer Lichtquelle 1 wird Licht in einen ersten Lichtleiter 33 eingespeist, das dort an einer Struktur 40 in einem Winkel umgelenkt wird, der ein Aussenden des Lichts quer zum Lichtleiter 33 erlaubt. Das Licht kann dabei entweder unmittelbar nach einem ersten Auftreffen auf die Struktur 40 so abgelenkt werden, dass es quer zum Lichtleiter 33 austritt, es besteht aber auch die Möglichkeit, dass das Licht innerhalb der Totalrefflektion im Lichtleiter weitergeleitet wird, dann jedoch an einer weiteren Stelle der Struktur ausgekoppelt wird. Dies ist grundsätzlich aus der älteren deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 011 780.2 bekannt.
Das vom empfangenden zweiten Lichtleiter 34 empfangene Licht, das dort ebenfalls über eine Struktur 40 im Lichtleiter so umgelenkt wird, dass es im Lichtleiter weitergeleitet werden kann, wird dem Empfänger Ea zugeleitet. Kommt gemäß 2 ein Objekt O in das so geschaffene Lichtfeld F führt dies zu einer Abschattung, was vom Empfänger Ea, Eb wahr genommen wird. Gemäß 3 und 4 ist vorzugsweise jedem Lichtleiter 33, 34 jeweils wenigstens eine Lichtquelle 17 oder 18 und wenigstens ein Empfänger Ea, Eb zugeordnet. Es muss allerdings nicht jedem Lichtleiter ein Empfänger und eine Lichtquelle zugeordnet sein, es genügt auch, nur einen Teil der Lichtleiter entsprechend mit Empfänger und Lichtquelle zu versehen. Die Lichtleiter können auch aus mehreren Segmenten entstehen, wobei ein Empfänger oder eine Lichtquelle mehrere Segmente bedienen kann.
Grundsätzlich müssen entsprechende Sende- und bedarfsweise Kompensationswege im Lichtfeld F oder – worauf noch näher einzugehen ist – durch zweite Lichtstrahlen aufgebaut werden. Durch eine Taktschaltung 31 (4) wird Licht wechselweise in die Lichtleiter 33, 34 eingespeist, das vom jeweiligen Empfänger Ea, Eb empfangen wird. Vergleichsmittel sind vorgesehen, die die an den Empfängern vorliegenden Signale zum Erkennen des Objekts O vergleichen. In 3 unten ist die Lichtintensität für die beiden Darstellungen gemäß 3 oben dargestellt. Auf der Ordinate ist der Lichtfluss aufgetragen, während auf der Abszisse die normierte Lichtleiterkoordinate aufgetragen ist. Es zeigt sich für ein so wechselweise aufgespanntes Lichtfeld eine symmetrische Darstellung, wobei lediglich im Mittelbereich die beiden Werte identisch sind, so dass dort bei einer Differenzwertbildung im Idealfall ein Wert zu Null heraus kommen würde. Der Mittelbereich ist jedoch für die Erkennung eines Objekts O zunächst unbeachtlich.
Mit den so ermittelten Werten und unter Verrechnung derselben können statische und dynamische Messungen innerhalb der Öffnung 10 verwirklicht werden. Allerdings können sich insbesondere bei mehrteiligen Schiebedächern insbesondere an den Verbindungslinien dieser Teile und der damit dort vorliegenden Klemmkanten Schwierigkeiten ergeben. Aus diesem Grund wird die optoelektronische Detektionseinrichtung zum Erkennen des Objekts O so ausgebildet, dass eine optische Einheit U zum Senden von ersten Lichtstrahlen L1 in zumindest einen Teilbereich der Fläche der Öffnung vorgesehen ist, was z. B. über die bereits erläuterten Lichtleiter 33, 34 als Lichtfeld F erfolgen kann. Die optische Einheit U sendet aber auch zweite Lichtstrahlen L2 aus, die entlang zumindest eines Teilbereichs der die Öffnung umschließenden Kante 13, 14, 15, 16 geführt werden. Über wenigstens einen Empfänger Ea, Eb werden die ersten und zweiten Lichtstrahlen empfangen und in einer elektronischen Einheit zum Vergleichen und Auswerten der von den ersten und zweiten Lichtstrahlen am Empfänger Ea, Eb eingehenden Signale ausgewertet.
Im Ausführungsbeispiel werden die zweiten Lichtstrahlen L2 als ein Lichtband, das zugleich als Kompensationsstrecke für die ersten Lichtstrahlen L1 dient, um zumindest einen Teil der Seiten des Schiebedachs bzw. der Öffnung herum geleitet. Es kann sich dabei z. B. um ein etwa 20 Millimeter breites Lichtband handeln, dass über die Umlenkelemente 19 der 8 bis 12 umgelenkt wird. Während in der Fläche der Öffnung 10 des Schiebedachs eine dynamische Messung wichtiger ist, ist im Randbereich eine statische Messung bedeutsamer. Eine statische Messung ist z. B. dann erforderlich, wenn eine Person die Hand im Schiebedach hält und nach längerer Fahrt dann das Schiebedach geschlossen werden soll. Diese statische Änderung ist im Lichtfeld F zwar auch zu erfassen, jedoch nicht so einfach wie bei einem Lichtband, das bei einer Breite von z. B. 20 Millimeter viel stärker reagiert als das Lichtfeld reagieren würde.
Das Aussenden der ersten Lichtstrahlen L1 und der zweiten Lichtstrahlen L2 kann z.B. mit der in 4 gezeigten Anordnung erfolgen. Das Verfahren beruht darauf, zwei Messungen mit den unterschiedlichen Empfangselementen Ea und Eb durchzuführen und bei beiden Messungen die gleichen Sendeelemente 17 und 18 zu verwenden. Die beiden Messphasen werden von der Steuereinheit 31 z. B. einem Mikroprozessor sequentiell aktiviert. Für die erste Messung gemäß 3 oben links wird nur das Messsignal 28 von der Verarbeitungseinheit 14 ausgewertet, für die Messung gemäß 3 oben rechts das Messsignal 27. Für die erste Messphase befinden sich die Umschalter 35, 36, 37 in der in 4 gezeigten Position.
Über den zentralen Taktgenerator der Taktschaltung 30 werden die Modulatoren 32 moduliert, wobei die Phasenverschiebung zwischen den beiden Modulatoren 180 Grad beträgt. Bei rechteckförmigen Modulationssignalen werden die Lichtquellen 17, 18 also wechselseitig ein- und ausgeschaltet und strahlen ihr Licht in die Lichtleiter 33, 34 ein. Die Empfangsverstärker 22, 26 mit gegebenenfalls vorgeschaltetem Hochpass verstärken den Wechselanteil des von den Empfängern Ea, Eb wie z. B. einer Fotodiode erzeugten Fotostroms. Im Synchrondemodulator 23, 29 wird das verstärkte Empfangssignal getrennt in die beiden Anteile, die von den Lichtquellen 17 und 18 erzeugt wurden und gegebenenfalls über Tiefpässe geführt. Der Vergleicher 24 bzw. 25 wertet die Differenz beider Empfangssignale aus und steuert die Stromstärke des Modulators 32 in der Weise, dass die Signaldifferenz am Eingang des Vergleichers zu Null wird. In Messphase 1 erfolgt dies über Empfangsverstärker 22, Demodulator 23 und Vergleicher 24. Die Lichtquelle 17 ist in diesem Moment ein Kompensationselement, wobei die Kompensationslichtstrecke die zweiten Lichtstrahlen L2 bilden kann. Alternativ können auch zusätzliche Kompensationsmittel vorgesehen sein, die von den Lichtquellen 17, 18 unabhängig sind. Diese Art der Messsignalgewinnung einer Einzelmessung entspricht mit Ausnahme der Kompensation über die zweiten Lichtstrahlen dem Stand der Technik nach der EP 0 706 648 B1 .
Die optische Einheit U kann damit zumindest eine erste Lichtquelle 17 bzw. 18 zum Erzeugen der ersten Lichtstrahlen L1 als Lichtfeld F aufweisen und eine zweite Lichtquelle 18 oder 17 oder eine Kompensationslichtquelle zum Erzeugen der zweiten Lichtstrahlen L2.
Die Lichtleiter 33, 34 sind nur eine Möglichkeit, wie ein Lichtfeld aus den ersten Lichtstrahlen L1 in die Öffnung 10 eingestrahlt werden kann. Werden die Lichtleiter 33 benutzt, so ist der Lichtleiter 33 z. B. mit der Lichtquelle 17 gekoppelt und an einem ersten Abschnitt der Kante 13 angeordnet. Licht wird dann aus dem Lichtleiter 33 quer zu seiner Längsrichtung ausgekoppelt und z. B. in den zweiten Lichtleiter 34 eingekoppelt, der an einem zweiten Abschnitt der Kante, z. B. an der gegenüberliegenden Kante 15 angeordnet ist. Damit ergibt sich ein zumindest teilweise die Öffnung überbrückendes Lichtfeld F. Die Lichtleiter können aber auch an benachbarten Kanten angeordnet sein. Die beiden Lichtleiter 33, 34 sind vorzugsweise entlang der Bewegungsrichtung 39 des beweglichen Teils 12 angeordnet. Vorteilhafterweise kann wie in 5 angedeutet die Lichtstärke der ersten Lichtstrahlen L1 in dem Bereich erhöht sein, in dem sich das bewegliche Teil 12 am Ende seiner Schließbewegung befindet, um dort eine erhöhte Sicherheit zu erzielen.
5 und 7 zeigen, wie die zweiten Lichtstrahlen L2 um die Öffnung 10 herum geleitet werden. Ausgehend von der ersten Lichtquelle 17 wird das Licht entlang der Kante 13 bis zu einem ersten Umlenkelement 19 geführt. Dort wird es umgelenkt und entlang der Kante 14 zum nächsten Umlenkelement 19 geführt, das die zweiten Lichtstrahlen L2 dann in Richtung auf den Empfänger Ea weiterleitet. Auch dort könnte ein weiteres Umlenkelement vorgesehen sein, sofern der Empfänger neben oder in der Nähe der ersten Lichtquelle 17 angeordnet ist. Ergänzend kann die erste Lichtquelle 17 auch Licht zu einem Teil unmittelbar entlang der Kante 16 zum Empfänger Ea leiten. Es ist z. B. denkbar, dass drei Viertel der Lichtleistung über die drei Kanten 13, 14, 15 geleitet wird, während ein Viertel unmittelbar entlang der Kante 16 zum Empfänger geleitet wird. Grundsätzlich können sich die Umlenkelemente 19 auch mit dem beweglichen Teil 12 bewegen, womit zwar die Vorderkante des beweglichen Teils 12 überwacht werden kann, für die hinter der Vorderkante verbleibenden Klemmkanten ist dann jedoch eine zusätzliche Messanordnung erforderlich.
Die Lichtleitung zum hinteren Bereich erfolgt innerhalb einer Blende oder eines Gehäuses, z. B. unterhalb der Lichtleiter 33, 34 gemäß 6 durch den freien Raum bis zum Umlenkelement 19. Die optischen Umlenkelemente 19 können aufgesetzt oder integriert sein. Die 9 bis 12 zeigen verschiedene Umlenkelemente 19, die für den Fachmann geläufig sind, wobei er je nach Bedarf und Einsatzzweck die entsprechenden umlenkenden, streuenden oder bündelnden einsetzen kann.
Verfahrensgemäß werden also erst die Lichtstrahlen L1 in zumindest einem Teilbereich der Fläche der Öffnung gesandt und die zweiten Lichtstrahlen L2 entlang zumindest eines Teilbereichs der die Öffnung 10 umschließenden Kanten 13, 14, 15, 16 gesandt und geführt. Die ersten und zweiten Lichtstrahlen werden mit wenigstens einem Empfänger Ea, Eb empfangen. Die von den ersten und zweiten Lichtstrahlen L1, L2 am Empfänger Ea, Eb eingehenden Signale werden zur Erkennung des Objektes O verglichen und ausgewertet, um dadurch über das Steuersignal 38 das bewegliche Teil 12 anzusteuern. Die zweiten Lichtstrahlen L2 stellen vorzugsweise die Kompensationslichtstrecke zur Kompensation von Fremdlicht, Alterungs- und Temperatureinflüssen dar.
Durch wechselseitiges Senden der ersten Lichtstrahlen L1 aus wenigstens einem ersten Lichtleiter 33 und wenigstens einem zweiten Lichtleiter 34 quer zu seiner jeweiligen Längserstreckung wird ein die Öffnung 10 zumindest teilweise überbrückendes, bidirektionales Lichtfeld F erzeugt, wobei die Lichtstrahlen dann von dem jeweils mit einem Lichtleiter in Verbindung stehenden Empfänger empfangen werden. Die am Empfänger vorliegenden Signale und die gegebenenfalls vorhandenen Kompensationssignale werden nach einer Tiefpassfilterung und Demodulierung miteinander verglichen. Die Öffnung 10 wird mit dem beweglichen Teil 12 mittels eines motorischen Antriebs 20 geschlossen, der in Folge der an dem Empfänger Ea, Eb vorliegenden Signale angesteuert wird.
Vorzugsweise wird das modulierte Lichtsignal der ersten Lichtstrahlen L1 mit dem modulierten Lichtsignal der zweiten Lichtstrahlen L2 so kompensiert, dass am Empfänger Ea, Eb im wesentlichen ein Gleichlichtsignal ansteht. Dabei wird der zeitliche Mittelwert des Stroms, der zur Erzeugung des modulierten Lichtsignals der zweiten Lichtstrahlen L2 erforderlich ist, so verändert, dass sich die zeitlichen Mittelwerte zur Erzeugung der modulierten Lichtsignale der ersten und der zweiten Lichtstrahlen im wesentlichen entsprechen.

10: Öffnung
12: bewegliches Teil
13, 14, 15, 16: Kante von 10
17: erste Lichtquelle
18: zweite Lichtquelle
19: Umlenkelement
20: motorischer Antrieb
22, 26: Empfangsverstärker
24, 25: Vergleicher
23, 29: Synchrondemodulator
27, 28: Signal
30: Taktschaltung
31: Steuereinheit
32: Modulator
33: erster Lichtleiter
34: weiterer Lichtleiter
35, 36, 37: Umschalter
38: Steuersignal
39: Bewegungsrichtung
40: Struktur
D: Detektionseinrichtung
Ea, Eb: Empfänger
F: Lichtfeld
L1: erste Lichtstrahlen
L2: zweite Lichtstrahlen
O: Objekt
U: optische Einheit

Claims

Vorrichtung zum Erkennen eines Objekts (O) in oder an einer verschließbaren Öffnung (10), insbesondere der Öffnung eines Fahrzeugs, umfassend – eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung mittels wenigstens eines beweglichen Teils (12) sowie – eine optoelektronischen Detektionseinrichtung zum Erkennen des Objekts, welche – zumindest eine optische Einheit (U) zum Senden von ersten Lichtstrahlen (L1) in zumindest einen Teilbereich der Fläche der Öffnung (10) und von zweiten Lichtstrahlen (L2) entlang zumindest eines Teilbereiches der die Öffnung umschließenden Kante (13, 14, 15, 16), – Mittel zum Führen der zweiten Lichtstrahlen entlang zumindest eines Teilbereiches der die Öffnung (10) umschließenden Kante (13, 14, 15, 16), – wenigstens einem Empfänger (Ea, Eb) zum Empfangen der ersten und der zweiten Lichtstrahlen und – eine elektronische Einheit zum Vergleichen und Auswerten der von den ersten und zweiten Lichtstrahlen am Empfänger (Ea, Eb) eingehenden Signale aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Einheit (U) zumindest eine erste Lichtquelle (17) zum Erzeugen der ersten Lichtstrahlen (L1) und eine zweite Lichtquelle (18) zum Erzeugen der zweiten Lichtstrahlen (L2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronischen Detektionseinrichtung (D) wenigstens einen ersten Lichtleiter (33) aufweist, welcher mit der Lichtquelle (17) gekoppelt ist, wobei der erste Lichtleiter an einem ersten Abschnitt der Kante (13) angeordnet ist und Mittel zum Auskoppeln der ersten Lichtstrahlen (L1) quer zu seiner Längserstreckung aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (Ea) mit wenigstens einem zweiten Lichtleiter (34) gekoppelt ist, der Mittel zum Einkoppeln der quer zu seiner Längserstreckung verlaufenden ersten Lichtstrahlen (L1) aufweist, wobei der zweite Lichtleiter (34) an einem zweiten Abschnitt der Kante (15) so angeordnet ist, dass sich zusammen mit dem ersten Lichtleiter (33) zumindest ein teilweise die Öffnung überbrückendes Lichtfeld (F) ergibt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (33) und der zweite Lichtleiter (34) an sich gegenüberliegenden Kanten (13, 15) der Öffnung (10) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (33) und der zweite Lichtleiter (34) entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Teils (12) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste und zweite Lichtleiter entlang der Kanten (13, 15) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (33) und/oder der zweite Lichtleiter (34) eine Struktur (40) zur Ablenkung von Lichtstrahlen aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstärke der ersten Lichtstrahlen (L1) in dem Bereich erhöht ist, in welchem sich das bewegliche Teil (12) am Ende seiner Schließbewegung befindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Führen der zweiten Lichtstrahlen (L2) entlang der Kante (13, 14, 15, 16) optische Umlenkelemente (19) umfassen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Lichtstrahlen (L2) entlang von zumindest drei Kanten (13, 14, 15) der etwa rechteckigen Öffnung geführt oder führbar sind.
Verfahren zum Erkennen eines Objekts (O) in oder an einer mittels wenigstens eines beweglichen Teils (12) verschließbaren Öffnung (10) insbesondere eines Fahrzeugs, mit den Schritten: – Senden von ersten Lichtstrahlen (L1) in zumindest einen Teilbereich der Fläche der Öffnung (10) und von zweiten Lichtstrahlen (L2) entlang zumindest eines Teilbereiches der die Öffnung (10) umschließenden Kante, – Führen der zweiten Lichtstrahlen (L2) entlang zumindest eines Teilbereiches der die Öffnung (10) umschließenden Kante (13, 14, 15, 16), – Empfangen der ersten und zweiten Lichtstrahlen mit wenigstens einem Empfänger (Ea, Eb), – Vergleichen der von den ersten und zweiten Lichtstrahlen am Empfänger (Ea, Eb) eingehenden Signale zur Erkennung des Objekts (O).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass durch wechselseitiges Senden von ersten Lichtstrahlen (L1) aus wenigsten einem ersten Lichtleiter (33) und wenigstens einem zweiten Lichtleiter (34) quer zu seiner Längserstreckung ein die Öffnung (10) zumindest teilweise überbrückendes bidirektionales Lichtfeldes (F) erzeugt wird, wobei die ersten Lichtstrahlen (L1) von dem jeweils mit einem Lichtleiter in Verbindung stehenden Empfänger (Ea, Eb) empfangen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit den zweiten Lichtstrahlen (L2) ein Kompensationssignal insbesondere zur Kompensation von Fremdlicht-, Temperatur- und Alterungseinflüssen erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die am Empfänger (Ea, Eb) vorliegenden Signale und die ggf. vorhandenen Kompensationssignale nach einer Tiefpassfilterung und Demodulierung verglichen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Lichtstrahlen (L2) entlang von zumindest drei Kanten (13, 14, 15) der nahezu rechtwinkligen Öffnung geführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die von den zweiten Lichtstrahlen (L2) stammenden Signale zur Erkennung eines an der Kante (13, 14, 15, 16) der Öffnung (10) befindlichen Objektes (O) miteinander verglichen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstärke der aus den Lichtleitern (33, 34) ausgestrahlten ersten Lichtstrahlen (L1) in dem Bereich erhöht wird, in dem sich das bewegliche Teil (12) am Ende seiner Schließbewegung befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (10) mit dem beweglichen Teil (12) mittels eines motorischen Antriebs (20) geschlossen wird, der in Folge der an dem Empfänger (Ea, Eb) vorliegenden Signale angesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das modulierte Lichtsignal der ersten Lichtstrahlen (L1) mit dem modulierten Lichtsignal der zweiten Lichtstrahlen (L2) so kompensiert wird, dass am Empfänger (Ea, Eb) im Wesentlichen ein Gleichlichtsignal ansteht, wobei der zeitliche Mittelwert des Stroms, der zur Erzeugung des modulierten Lichtsignals der zweiten Lichtstrahlen (L2) erforderlich ist, so verändert wird, dass sich die zeitlichen Mittelwerte zur Erzeugung der modulierten Lichtsignale der ersten und der zweiten Lichtstrahlen im Wesentlichen entsprechen.