DE102006046152A1 - Überwachung eines Überwachungsbereichs mit einer Reflektorfolie - Google Patents

Überwachung eines Überwachungsbereichs mit einer Reflektorfolie Download PDF

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs mit mindestens einer lichtempfindlichen Empfangseinheit (4) und mindestens einer Lichtquelle (7a, 7b) zur Ausleuchtung des Überwachungsbereichs angegeben, wobei zumindest Teilbereiche des Überwachungsbereichs mit einer Reflektorfolie (12) versehen sind. Dabei weist die Reflektorfolie (12) eine Reflexionsschicht (16) auf, die zumindest in Teilbereichen in einem Winkel zur Reflektorfolienebene steht. Außerdem wird ein Herstellungsverfahren für eine Reflektorfolie (12) angegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Reflektorfolie für eine Vorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs nach dem Oberbegriff von Anspruch 15.
  • Überwachungssysteme werden in vielfältigen Anwendungen eingesetzt, um automatisiert Veränderungen des überwachten Bereiches festzustellen. Eine solche Anwendung ist die Absicherung eines Gefahrenbereiches, bei der das Überwachungssystem das Eintreten eines Objektes in den Gefahrenbereich erkennt und nach vorgegebenen Regeln klassifiziert, ob wegen dieses Objekts ein Warnsignal erzeugt oder beispielsweise eine geschützte Maschine abgestellt werden soll. Eine derartige Zugangsabsicherung wird derzeit zwar hauptsächlich mit Lichtgittern oder über Laserscanner realisiert, kann aber ebenso durch eine Kamera erfolgen.
  • Ein unmittelbares Erkennen des Objektes ist bei digitaler Bilderkennung aufwändig und kann unzuverlässig sein. Deshalb wird zur sicheren Detektierung im Überwachungsbereich eine Reflektorfolie angebracht und deren Verdecken bzw. Abschattung durch das Objekt detektiert. Häufig ist diese Reflektorfolie retroreflektierend, um die Abhängigkeit vom Umgebungslicht zu reduzieren.
  • Damit auch helle wie dunkle Objekte erkannt werden können, wird oftmals zur ausreichenden Kontrastierung die Reflektorfolie mit einem Muster aus reflektierenden und nichtreflektierenden Bereichen überzogen. So kann etwa dunkle Kleidung vor dem Reflektor, helle Kleidung oder Reflexmarken auf Arbeitskleidung dagegen vor dem nichtreflektierenden Hintergrund sicher erkannt werden.
  • Diese bekannten Reflektorfolien haben aber mehrere Nachteile. Zum einen ist die Langzeitstabilität der Reflexionseigenschaften nicht gewährleistet. Das kann sowohl eine Verringerung der Reflexion in den reflektierenden Bereichen durch mechanische Beanspruchung oder Schmutz als auch ein Abrieb der Bedruckung beispielsweise durch Reinigung sein, mittels derer die nichtreflektierenden Bereiche hergestellt sind. Dann ist zusätzlich auch der Kontrast zwischen den reflektierenden und nichtreflektierenden Bereichen nicht mehr ausreichend.
  • Außerdem hat der Reflektor nur in einem bestimmten Winkelbereich gute Reflexionseigenschaften. Mit der zwangsläufigen Änderung des Einfallswinkels über die Ausdehnung der Reflektorfolie geht dabei reflektiertes Licht verloren, was die Auswertung erschwert oder sogar unzuverlässig macht.
  • Versucht man diese Eigenschaften durch spezielle Mikrostrukturen zu lösen, so ist das Ergebnis zweifelhaft, und jedenfalls fallen hohe Kosten für deren Entwicklung und Herstellung an.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, auf einfache Weise die Reflexionseigenschaften in einer gattungsgemäßen Vorrichtung zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 1 bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer Reflektorfolie nach Anspruch 15 gelöst. Die Lösung hat den Vorteil, dass nunmehr der gesamte Überwachungsbereich gute und gleichmäßige Reflexionseigenschaften aufweist. Das erleichtert die Auswertung, weil geringe reflektierte Lichtmengen, die allein aus zu flachen Winkeln der Empfangseinheit zu der Reflektorfolie resultieren, nicht mehr zu Auswertefehlern führen. Zugleich wird die Zuverlässigkeit der Vorrichtung erheblich erhöht. Dabei ist die Herstellung unaufwändig, weil eine gewöhnliche Reflexionsschicht ohne besondere, an die Geometrie der Vorrichtung angeglichene Mikrostruktur verwendet wird.
  • Die Lösung geht von dem Gedanken aus, dass die Ausrichtung einer Reflektorfolie über deren Ausdehnung für die Auswertung nicht überall gleich geeignet ist. Das Lösungsprinzip ist daher, eine Reflexionsschicht innerhalb der Dicke der Folie in ihrer Ausrichtung zu variieren, um diese variable Eignung auszugleichen. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann die zur Empfangseinheit reflektierte Lichtmenge über die Ausdehnung der Reflektorfolie aus- oder zumindest angeglichen werden.
  • Bevorzugt ist die Reflektorfolie als wenigstens ein Streifen ausgebildet, wobei in Richtung quer zu dem Streifen die Reflexionsschicht parallel zur Reflektorfolienebene ausgebildet ist. Die Winkelstruktur variiert also nur noch in einer Dimension und ist entsprechend leichter herzustellen. Bei einem länglichen Überwachungsbereich genügt diese Winkelstruktur völlig, um die unterschiedlichen Einfallswinkel zu berücksichtigen.
  • Noch bevorzugter variiert der Winkel in Längsrichtung des Streifens mit einer periodischen Funktion, insbesondere einer Dreiecks-, Trapez-, Sägezahn- oder Sinusfunktion oder aneinandergesetzten Bogen. Das macht die Herstellung noch einfacher, und durch Wahl der Funktion und der Periode kann die Reflektorfolie dennoch ausreichend individuell an die Erfordernisse der Vorrichtung angepasst werden.
  • Noch bevorzugter ist die Periode kleiner als die halbe Auflösung der Empfangseinheit oder kleiner als die Dicke der Reflektorfolie und liegt insbesondere in der Größenordnung von einem Millimeter. Die Winkelstruktur wird dann von der Empfangseinheit nicht mehr aufgelöst, die Reflektorfolie wirkt ganz wie eine herkömmliche flache Reflexionsschicht, die wesentlich mehr Licht zurückwirft. Die Anforderung gegenüber der Dicke hat den Vorteil, dass die maximal mögliche Amplitude der Winkelstruktur und die Periode dann in gleicher Größenordnung liegen.
  • Vorteilhafterweise ist die Reflexionsschicht retroreflektierend und weist insbesondere eine Tripel-, eine Vierflächen- oder eine Kugelstruktur auf. Retroreflektierende Reflexionsschichten machen die Vorrichtung weitgehend unabhängig vom Umgebungslicht.
  • Bevorzugt weist die Reflektorfolie ein Kontrastmuster aus reflektierenden und nicht reflektierenden Bereichen auf. Damit lassen sich auch helle Objekte gut detektieren. Außerdem lässt sich eine Verschiebung der Reflektorfolie anhand des Kontrastmusters erkennen, die etwa eine unzulässige Manipulation der Vorrichtung sein könnte.
  • Vorteilhafterweise weist die Reflektorfolie eine Trägerschicht auf, auf der die Reflexionsschicht aufgebracht ist. Eine solche Trägerschicht verstärkt die Reflektorfolie.
  • Bevorzugt weist die Trägerschicht eine Oberflächenstruktur auf, bei der zumindest Teilbereiche in einem Winkel zur Reflektorfolienebene stehen. Dann zeigt diese Oberflächenstruktur des Trägers bereits die Winkelstruktur für die Reflexionsschicht und stützt oder erzeugt diese Winkelstruktur.
  • Vorteilhafterweise weist die Trägerschicht eine der Reflexionsschicht gegenüberliegende selbstklebende Beschichtung auf. Damit lässt sich die Reflektorfolie einfach in dem Überwachungsbereich anbringen.
  • In einer besonderen Ausführungsform ist eine Schutzschicht vorgesehen, die auf der Reflexionsschicht aufgebracht ist. Diese Schutzschicht hilft, die Reflexionseigenschaften auch bei langem Einsatz zu erhalten.
  • Vorteilhafterweise ist dabei die Schutzschicht transparent und entspiegelt. Damit kann das Licht von der Schutzschicht ungehindert reflektiert werden.
  • Bevorzugt ist die Schutzschicht kratzfest, kratzfest beschichtet oder allgemein mechanisch unempfindlich. Damit kann die Schutzschicht die Langzeitstabilität verbessern.
  • Bevorzugt weist die Schutzschicht einen hohen Brechungsindex auf und ist ohne Lufteinschluss innig mit der Reflexionsschicht verbunden. Ein hoher Brechungsindex hilft, das auftreffende Licht in einem Winkel näher an der Senkrechten auf die Reflexionsschicht zu lenken. Die innige Verbindung ist vorgesehen, damit beim Übergang von der Schutzschicht auf die Reflexionsschicht die Lichtstrahlablenkung durch Brechung an dazwischen eingeschlossener Luft nicht umgekehrt wird, was den Vorteil des hohen Brechungsindexes zerstören würde.
  • Vorteilhafterweise ist die Reflektorfolie dünn und flexibel, so dass sie aufgerollt werden kann. Damit kann sie leicht transportiert werden, um erst am Einsatzort in die vom Überwachungsbereich abhängige Form gebracht zu werden. Die Schichten der Reflektorfolie müssen dazu aus einem hinreichend flexiblen Material hergestellt sein, beispielsweise einem aufrollbaren Kunststoff.
  • Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren hat den Vorteil, dass die Trägerschicht die Oberflächenstruktur vorgibt und mit einer üblichen reflektierenden Folie als Reflexionsschicht versehen werden kann. Damit sind an die reflektierende Folie keine weiteren Anforderungen gestellt, die Reflexionsschicht erhält auf einfache Weise ihre Lage innerhalb der Folie mit der gewünschten Winkelausrichtung.
  • Hierbei ist es vorteilhaft, wenn auf die Reflexionsschicht eine Schutzschicht aufgebracht wird. Dann entsteht ein Sandwich aus Träger-, Reflexions- und Schutzschicht, der bei verbesserten Reflexionseigenschaften zugleich auch mechanisch belastbar und somit langzeitstabil ist.
  • Bevorzugt wird die Oberflächenstruktur mittels einer Walze hergestellt, deren Umfang derart ausgebildet ist, dass beim Abrollen ein Muster aus Dreiecken, Trapezen, Sägezähnen, einem Sinus oder aneinandergesetzten Bogen entsteht. Damit kann einer üblichen flachen Trägerschicht die gewünschte Oberflächenstruktur sehr einfach aufgeprägt werden.
  • Vorteilhafterweise werden die Schichten in einem Vakuum aufgebracht, um Lufteinschlüsse zu reduzieren oder zu verhindern. Lufteinschlüsse können den Verbund der Schichten beeinträchtigen, zwischen Schutz- und Reflexionsschicht darüber hinaus auch die optischen Eigenschaften.
  • Bevorzugt wird die Reflexions- oder die Schutzschicht mit dunkler Farbe bedruckt, um ein Kontrastmuster aus reflektierenden und nichtreflektierenden Bereichen zu erzeugen. Durch Bedrucken kann ein Kontrastmuster mit den bereits oben beschriebenen Vorteilen leicht erzeugt werden. Ist es direkt auf die Reflexionsschicht aufgedruckt und diese von einer Schutzschicht abgedeckt, so ist auch die Bedruckung mitgeschützt und bleibt daher trotz mechanischer Beanspruchung und Reinigung der Reflektorfolie lange erhalten. Erfolgt die Bedruckung auf der Schutzschicht, so kann durch ein mattes Schwarz der reflektierende Einfluss der Schutzschicht minimiert werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in:
  • 1 eine schematische Übersicht zu einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung;
  • 2 eine dreidimensionale Ausschnittsdarstellung der Übersicht gemäß der 1;
  • 3a–e Querschnitte der Reflektorfolie zur Veranschaulichung des Schichtaufbaus und besonders des Aufbaus der Reflexionsschicht gemäß verschiedener Ausführungsformen der Erfindung;
  • 4a–b Draufsichten auf die Reflektorfolie zur Darstellung der Kontrastmuster aus reflektierenden und nichtreflektierenden Bereichen gemäß zweier Ausführungsformen der Erfindung.
  • 1 zeigt in einer schematischen Übersicht eine Ausführungsform der Erfindung. In einer Trennwand 1 befindet sich eine Durchgangsöffnung 2, die durch Randflächen 3a3d begrenzt ist. Eine Kamera 4 in einer Ecke der Durchgangsöffnung 2 nimmt das Bild der beiden gegenüberliegenden Randflächen 3c, 3d auf. Die Kamera 4 hat in der Darstellung einen größeren Öffnungswinkel als 90° und sieht daher auch noch Abschnitte der Randflächen 3a, 3b. Um die Durchgangsöffnung 2 vollständig zu überwachen, genügen die Randflächen 3c, 3d als Überwachungsbereich. Je nach Anwendung kann aber auch ein Teilabschnitt ausreichen.
  • Die Kamera 4 überwacht, ob sich ein Objekt 5 in der Durchgangsöffnung 2 befindet. Dieses Objekt 5 verändert nämlich das aufgenommene Bild der Kamera, das ohne das Objekt 5 den nunmehr abgeschatteten Bereich 6 des Überwachungsbereichs ungestört gezeigt hätte.
  • Neben der Kamera 4 sind zwei Beleuchtungseinrichtungen 7a, 7b angeordnet. Es können zwei oder mehrere Beleuchtungseinrichtungen 7a, 7b symmetrisch zur Kamera 4 eingesetzt werden, es würde aber auch eine genügen. Obwohl grundsätzlich jede Lichtquelle denkbar ist, eignen sich Halbleiterlichtquellen besonders, die ein Lichtband gezielt aussenden. Wesentlich ist, dass der von der Kamera 4 beobachtete Bereich ausgeleuchtet wird. Es sollte an dieser Stelle auch betont werden, dass die Erfindung mit einer Kamera 4 als optischer Empfangseinheit zwar besonders gut funktioniert. Die Vorteile verbesserter Reflexion kann aber auch jegliche andere Empfangseinheit wie eine Photodiode oder dergleichen ausnutzen. Genauso kann die Beleuchtungseinrichtung 7a, 7b in anderen Ausführungsformen etwa auch Laserstrahlen erzeugen.
  • Die Kamera 4 weist ein Objektiv 8 und einen ortsauflösenden Bildsensor 9 auf. Der Bildsensor kann in CMOS- oder CCD-Technologie oder jeder anderen bekannten Bauweise aufgebaut sein, die ein Bild zu liefern vermag. Das Bild wird mit der von der Anwendung geforderten Wiederholungsfrequenz über eine Datenleitung 10 an eine Auswerteeinheit 11 übertragen. Die Auswerteeinheit 11 ist darüber hinaus mit den Beleuchtungseinrichtungen 7a, 7b verbunden, um deren Lichtstärke zu steuern. Die Auswerteeinheit 11 hat Informationen über das Bild der Kamera 4, wenn sich kein Objekt 5 in der Durchgangsöffnung 2 befindet, und kann aus der Veränderung des Bildes durch das Objekt 5 dessen Anwesenheit erkennen.
  • Die Kamera 4 überwacht somit die Durchgangsöffnung 2 gegenüber Objekten 5. Eine denkbare Anwendung ist, dass hinter der Durchgangsöffnung 2 ein Gefahrenbereich liegt, beispielsweise eine Presse oder sonst eine Maschine, in der Personen verletzt werden können. Bei Eintritt in die Durchgangsöffnung 2 kann dann ein Warnsignal gegeben oder die Maschine abgeschaltet werden. Die Anwendung kann aber auch etwa eine Diebstahlsicherung sein, bei der niemand unautorisiert den Bereich hinter der Durchgangsöffnung 2 betreten soll, ohne dass er sich dort wie in der Anwendung als Schutzvorrichtung selbst gefährdet. Die Anwendungen sind auf diese Beispiele nicht beschränkt, die Vorrichtung ist überall einsetzbar, wo der Eintritt eines Objektes erkannt werden soll. Auch die besondere Anordnung in einer Durchgangsöffnung 2 ist beispielhaft zu verstehen; der Überwachungsbereich muss nicht wie in 1 dargestellt die Hälfte einer Durchgangsöffnung 2 sein, sondern kann eine beliebige Fläche an einem beliebigen Ort sein.
  • 2 zeigt nochmals einen dreidimensionalen Ausschnitt der Vorrichtung. Die Kamera 4 blickt wegen der veränderten Perspektive der Darstellung nunmehr von rechts auf den Überwachungsbereich. Dieser Überwachungsbereich ist mit einer Reflektorfolie 12 versehen, die hier beispielhaft einen mittigen reflektierenden Streifen aufweist, der von zwei dazu parallelen dunklen, nichtreflektierenden Streifen 14 flankiert wird. Der genaue Aufbau der Reflektorfolie 12 soll nunmehr anhand der 3 beschrieben werden.
  • In einer Ausführungsform, die in 3a als Querschnitt durch die Reflektorfolie 12 veranschaulicht wird, ist eine Trägerschicht 15 aus einem flexiblen Material vorgesehen, etwa aus Kunststoff. Die Trägerschicht weist auf ihrer einen Fläche eine Oberflächenstruktur auf.
  • Diese Oberflächenstruktur ist so gewählt sein, dass Flächen vorhanden sind, die möglichst senkrecht zu der Kamera 4 ausgerichtet sind. Mit möglichst senkrecht ist gemeint, dass die Senkrechte zwar für eine einzelne Vorrichtung nahezu überall erreichbar ist. Da ein und dieselbe Oberflächenstruktur aber in verschiedenen Geometrien des Überwachungsbereichs einsetzbar sein soll, wird eine einfache Oberflächenstruktur gewählt, bei der immer Bereiche der Oberflächenstruktur vorgesehen sind, die zumindest nicht in sehr flachen Winkeln und im optimalen Fall senkrecht zur Kamera 4 stehen. In der Ausführungsform gemäß 3a besteht die Oberflächenstruktur aus Dreiecken oder, räumlich exakter, regelmäßigen Prismen, deren dargestellter Querschnitt Dreiecke sind.
  • Auf der anderen Fläche der Trägerschicht 15 (in der 3a also unten) ist eine nicht dargestellte selbstklebende Schicht vorgesehen, mit der die Reflektorfolie 12 auf den Überwachungsbereich aufgeklebt ist.
  • Auf die Oberflächenstruktur der Trägerschicht 15 ist eine Reflexionsschicht 16 derart aufgebracht, dass die Reflexionsschicht 16 die Oberflächenstruktur übernimmt. In der Ausführungsform gemäß 3a ist daher der Winkel, in dem die Reflexionsschicht 16 zu der Kamera 4 und den Beleuchtungseinrichtungen 7a, 7b steht, abwechselnd in beide Richtungen zur Senkrechten verkippt. Dadurch neigt sich bei flacheren Winkeln zur Kamera 4 die Reflexionsschicht mit den entsprechenden Dreieckseiten stärker der Kamera 4 zu, als dies eine flache Reflexionsschicht tun würde. Bei der Betrachtung der verbesserten Lichtausbeute an reflektiertem Licht ist zu beachten, dass die anderen, also weggeneigten Dreieckseiten aus Sicht der Kamera 4 eine viel geringere Fläche einnehmen als die zugeneigten.
  • Die Oberflächenstruktur variiert bei dieser und auch den weiteren beschriebenen Ausführungsformen nur in einer Dimension, nämlich längs zum Streifen der Reflektionsfolie 12. Vorstellbar ist aber auch, in beiden Flächendimensionen der Reflektorfolie 12 zu variieren. Dies bedeutet aber einen ungleich höheren Aufwand, zumal sich auch die Reflexionsschicht 16 dann nicht ohne weiteres faltenlos aufbringen lässt. Der Mehraufwand lohnt sich für die länglichen Reflexionsfolien 12 in der Überwachungsvorrichtung, wie sie in 1 und 2 dargestellt ist, nur bedingt. Das heißt aber nicht, dass die Erfindung darauf beschränkt ist und nicht, insbesondere bei anderer Ausgestaltung des Überwachungsbereichs, auch mit mehrdimensional variierenden Oberflächenstrukturen ausgestattet werden könnte.
  • Die Periode der Dreiecks-, Trapez-, Sägezahn-, Sinus- oder Bogenstruktur gemäß den Ausführungsformen nach 3a3e beträgt 1 mm oder ist jedenfalls kleiner oder gleich 2 mm. Diese Länge hängt natürlich von der Geometrie ab. Sie sollte aber kleiner als das halbe Auflösungsvermögen der Kamera 4 sein, damit jeder Bildpunkt in jedem Fall genügend reflektiertes Licht abbekommt und die Kamera 4 nicht die Struktur der Reflexionsschicht abbildet und damit die Auswertung erschwert. Andererseits sollte sie auch kleiner als die Dicke der Reflektorfolie 12 sein, damit nicht diese Dicke die Amplitude beschränkt – ein Dreieck beispielsweise, das länger als die Dicke und im Winkel von 45° geneigt ist, würde bei längerer Periode aus der Reflektorfolie 12 hinausstehen und ist daher nicht umsetzbar.
  • Die Reflexionsschicht 12 besteht aus einem retroreflektierenden Material, das eine Tripel-, Vierflächen- oder Kugelstruktur aufweist. Dabei ist eine Kugelstruktur wegen ihrer größeren Streuung optisch unterlegen und sollte nur gewählt werden, wenn andere Gründe wie Kosten überwiegen. Die retroreflektierenden Strukturen sind klein, auch klein gegen die soeben diskutierte Periode. Die Retroreflexion sorgt dafür, dass die Kamera 4 überwiegend Nutzlicht und wenig störendes Streulicht aus der Umgebung empfängt.
  • Die Reflexionsschicht 16 wird von einer darüber aufgebrachten Schutzschicht 17 abgedeckt. Diese Schutzschicht 17 ist transparent und entspiegelt, damit sie den Lichtweg zu und von der Reflexionsschicht 16 nicht behindert. Sie ist darüber hinaus kratzfest und möglichst unempfindlich gegen mechanische Beanspruchung. Damit kann sie die optischen Eigenschaften der Reflexionsschicht bestimmungsgemäß schützen und langzeitstabil machen.
  • Wenn die Schutzschicht 17 zusätzlich einen hohen Brechungsindex aufweist, bricht sie das Licht zur Senkrechten auf die Reflexionsschicht 16 und verstärkt damit die Wirkung, dass die Reflektorfolie 12 auch bei flachem Einfallwinkel gut reflektiert. Dazu muss die Schutzschicht 17 aber ohne Lufteinschluss mit der Reflexionsschicht 16 verbunden sein. Andernfalls sorgt die Brechung bei Austritt aus der Schutzschicht 17 dafür, dass lediglich ein kleiner örtlicher Versatz bei aber gleichbleibendem Einfallwinkel entsteht – sie wäre damit für die Verbesserung der Reflexionseigenschaften nutzlos.
  • Die 3b3e zeigen weitere Ausführungsformen der Reflektorfolie 12. Sie unterscheiden sich von der eben beschriebenen Ausführungsform in der Oberflächenstruktur der Trägerschicht 15 und, ihr folgend, der Anordnung der Reflexionsschicht 16. Es kann demnach statt einem Dreiecksquerschnitt auch ein Trapez, ein Sägezahn, ein Sinus oder eine Aneinanderreihung von Bögen beliebiger Art vorgesehen sein. Die Wahl hängt zum Beispiel von der Geometrie der Anordnung und der Herstellung des Trägers ab. Ein Trapez etwa gibt bei senkrecht darüber stehender Kamera 4 viel Licht zurück, funktioniert aber auch noch bei flachen Winkeln, dort allerdings nicht so gut wie das Dreieck. Ein Sägezahn sollte mit seiner steigenden Flanke eher senkrecht zur Kamera 4 stehen, die in der 3c deshalb bevorzugt in der linken oberen Ecke angeordnet sein sollte. Bei mittiger Kamera könnte man zwei Sägezähne verbinden, deren Steigung an den Flanken immer zu dieser Mitte abfällt. Rundere Strukturen, wie der Sinus gemäß 3d und die Bögen gemäß 3e, bieten jeder Kamerarichtung 4 einen senkrecht stehenden, dafür aber auch kleineren Abschnitt an. In dieser Weise lassen sich diese und weitere geeignete Strukturen anhand der geforderten Anordnung von Kamera 4 und Beleuchtungseinrichtungen 7a, 7b sowie den unterschiedlichsten Überwachungsbereichen auswählen.
  • 4 zeigt Draufsichten auf Ausführungsformen der Reflektorfolie 12. Dabei kann ein etwas komplizierteres Muster wie in der 4a, bei welcher der reflektierende Streifen im Zickzack geführt ist, der Kontrolle dienen, ob die Reflektorfolie 12 noch an ihrem alten Ort steht. Dieses Zickzackmuster ist eine Draufsicht und somit völlig unabhängig von der räumlichen Anordnung der Reflexionsschicht 16 gemäß dem Querschnitt in 3a. Das Zickzackmuster hat auch eine viel größere Periodenlänge (ca. 10 cm), denn es soll ja gerade von der Kamera 4 detektiert werden. Die Auswerteeinheit 11 würde nämlich eine Verschiebung – außer eine extrem schnelle Verschiebung genau um eine Periode – oder ein Anheben anhand des Musters erfassen und ein Warnsignal ausgeben.
  • Ein einfaches Muster gemäß 4b erlaubt derartiges Erkennen von Manipulationsversuchen nicht. Dennoch ist vor einem solchen Hintergrund ein helles Objekt wesentlich besser zu erfassen.
  • Trägerschicht 15, Reflexionsschicht 16 und Schutzschicht 17 sind insgesamt dünn und flexibel genug, dass die gesamte Sandwichstruktur 1517, aus der die Reflektorfolie 12 besteht, gerollt und auf diese Weise leicht transportiert werden kann. Wegen der selbstklebenden Schicht kann sie dann für den Betrieb leicht abgerollt und auf den Überwachungsbereich aufgeklebt werden.
  • Nachstehend wird das Herstellungsverfahren für die Reflektorfolie 12 beschrieben. Dazu wird eine Trägerschicht 15 mit einer der beschriebenen Oberflächenstrukturen versehen. Dies kann mit Hilfe einer Walze geschehen, auf deren Umfang die gewünschte Struktur räumlich ausgeprägt ist. Bei deren Abrollen (in noch weichem Material oder unter genügend Druck) entsteht dann mit den Umdrehungen ein periodisches Muster, das die Oberflächenstruktur bildet. Für die Ausführungsformen gemäß 3a3c müsste die Walze entsprechende Dreicks-, Trapez- oder Sägezahnkerben aufweisen, für diejenigen gemäß 3d3e das entsprechende Wellenmuster. Natürlich kann auf dem Umfang bereits mehr als eine Periode untergebracht sein.
  • Die Trägerschicht 15 kann auch ein herkömmlicher Antriebs- oder Zahnriemen sein, oder eine rutschfeste Arbeitsmatte, welche die Oberflächenstruktur aufweist.
  • Auf diese Trägerschicht 15 wird dann eine Retroreflektorfolie als Reflexionsschicht 16 aufgebracht. Sie muss möglichst nahtlos angefügt und dafür flexibel genug sein, damit sie sich der Oberflächenstruktur folgend anordnet.
  • Auf die Reflexionsschicht 16 wiederum wird dann die Schutzschicht 17 aufgebracht. Um sich optimal anzuschmiegen, kann sie wie die Trägerschicht 15 mit einer Oberflächenstruktur versehen sein. Erfolgt das Verbinden der einzelnen Schichten 1517 des Sandwichs, aus dem die Reflektorfolie 12 besteht, unter Vakuum, so werden Lufteinschlüsse vermieden und ein engeres Anschmiegen erreicht.
  • Die Muster gemäß 4 entstehen durch Bedrucken eines Reflektorstreifens 12 mit dunkler Farbe oder durch Anbringen eines dunklen Materials. Dabei kann das dunkle Material auf der Reflexionsschicht 16 aufgebracht sein und wird dann von der Schutzschicht 17 mit geschützt. Das hat auch den Vorteil, dass das Material aufgrund seiner optischen Eignung, also maßgeblich optimaler Kontrasteigenschaften, und nicht etwa aufgrund bloßer Nebenbedingungen wie Robustheit oder Kratzfestigkeit gewählt werden kann. Alternativ kann aber auch die Schutzschicht 17 selber bedruckt sein.
  • Die Erfindung zeigt also insgesamt eine deutlich verbesserte Winkelcharakteristik und ermöglicht wegen der damit besseren Ausbeute an reflektiertem Licht sicheres Erkennen von Objekten auch vor Teilbereichen des Überwachungsbereichs, die unter flachem Winkel eingesehen werden. Durch die Sandwichstruktur ist außerdem die Haltbarkeit und die Langzeitstabilität verbessert.
  • 1
    Trennwand
    2
    Durchgangsöffnung
    3a–d
    Randflächen
    4
    Kamera
    5
    Objekt
    6
    abgeschatteter Bereich
    7a, 7b
    Beleuchtungseinrichtungen
    8
    Objektiv
    9
    Bildsensor
    10
    Datenleitung
    11
    Auswerteeinheit
    12
    Reflektorfolie
    13
    reflektierender Streifen
    14
    nichtreflektierender Streifen
    15
    Trägerschicht
    16
    Reflexionsschicht
    17
    Schutzschicht

Claims (19)

  1. Vorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs mit mindestens einer lichtempfindlichen Empfangseinheit (4) und mindestens einer Lichtquelle (7a, 7b) zur Ausleuchtung des Überwachungsbereichs, wobei zumindest Teilbereiche des Überwachungsbereichs mit einer Reflektorfolie (12) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektorfolie (12) eine Reflexionsschicht (16) aufweist, die zumindest in Teilbereichen in einem Winkel zur Reflektorfolienebene steht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reflektorfolie (12) als wenigstens ein Streifen ausgebildet ist und wobei in Richtung quer zu dem Streifen die Reflexionsschicht (16) parallel zur Reflektorfolienebene ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Winkel in Längsrichtung des Streifens mit einer periodischen Funktion variiert, insbesondere einer Dreiecks-, Trapez-, Sägezahn- oder Sinusfunktion oder aneinandergesetzten Bogen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Periode kleiner als die halbe Auflösung der Empfangseinheit (4) oder kleiner als die Dicke der Reflektorfolie (12) ist, insbesondere in der Größenordnung von einem Millimeter liegt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflexionsschicht (16) retroreflektierend ist, insbesondere eine Tripel-, eine Vierflächen- oder eine Kugelstruktur aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflektorfolie ein Kontrastmuster aus reflektierenden und nicht reflektierenden Bereichen (13, 14) aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflektorfolie (12) eine Trägerschicht (15) aufweist, auf der die Reflexionsschicht (16) aufgebracht ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Trägerschicht (15) eine Oberflächenstruktur aufweist, bei der zumindest Teilbereiche in einem Winkel zur Reflektorfolienebene stehen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Trägerschicht (15) eine der Reflexionsschicht (16) gegenüberliegende selbstklebende Beschichtung aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Schutzschicht (17) vorgesehen ist, die auf der Reflexionsschicht (16) aufgebracht ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Schutzschicht (17) transparent und entspiegelt ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Schutzschicht (17) kratzfest, kratzfest beschichtet oder allgemein mechanisch unempfindlich ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Schutzschicht (17) einen hohen Brechungsindex aufweist und ohne Lufteinschluss innig mit der Reflexionsschicht (16) verbunden ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reflektorfolie (12) dünn und flexibel ist, so dass sie aufgerollt werden kann.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Reflektorfolie (12) für den Einsatz in einer Vorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs mit mindestens einer lichtempfindlichen Empfangseinheit (4) und mindestens einer Lichtquelle (7a, 7b) zur Ausleuchtung des Überwachungsbereichs, wobei eine Trägerschicht (15) mit einer Oberflächenstruktur versehen wird, bei der zumindest Teilbereiche in einem Winkel zur Reflektorfolienebene stehen, und anschließend eine Reflexionsschicht (16) auf die Trägerschicht (15) derart aufgebracht wird, dass sie sich an die Oberflächenstruktur anschmiegt und somit zumindest Teilbereiche der Reflexionsschicht (12) in einem Winkel zur Reflektorfolienebene stehen.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei auf die Reflexionsschicht (16) eine Schutzschicht (17) aufgebracht wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Oberflächenstruktur mittels einer Walze hergestellt wird, deren Umfang derart ausgebildet ist, dass beim Abrollen ein Muster insbesondere aus Dreiecken, Trapezen, Sägezähnen, einem Sinus oder aneinandergesetzten Bogen entsteht.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Schichten in einem Vakuum aufgebracht werden, um Lufteinschlüsse zu reduzieren oder zu verhindern.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Reflexionsschicht (16) oder die Schutzschicht (17) mit dunkler Farbe bedruckt wird, um ein Kontrastmuster aus reflektierenden und nichtreflektierenden Bereichen (13, 14) zu erzeugen.
DE200610046152 2006-09-28 2006-09-28 Überwachung eines Überwachungsbereichs mit einer Reflektorfolie Pending DE102006046152A1 (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008053881A1 (de) 2008-10-30 2010-05-12 I.L.E.E. Ag Industrial Laser And Electronic Engineering Reflexionsschranke mit Vermessungs- und / oder Lokalisierungsfunktion
EP2463196A1 (de) 2010-12-10 2012-06-13 Rheinmetall Waffe Munition GmbH Passiver Eigenschutz für Fahrzeuge, insbesondere für Flugobjekt, und Objekte mit wenigstens einem Fenster
EP2462823A2 (de) 2010-12-10 2012-06-13 Rheinmetall Waffe Munition GmbH Schutzausrüstung für Sicherheitskräfte
DE102011113627A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Lichtscheibe für eine Fahrzeugleuchte und Fahrzeugleute mit einer solchen Lichtscheibe
EP2746821B1 (de) 2012-12-20 2017-04-19 Leuze electronic GmbH + Co KG Optischer Sensor

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19644278A1 (de) * 1996-10-24 1998-05-07 Ines Elektronik Systementwickl Optische Schranke sowie daraus aufgebaute Überwachungseinrichtung
DE10026710A1 (de) * 2000-05-30 2001-12-06 Sick Ag Optoelektronische Schutzeinrichtung
DE10033608A1 (de) * 2000-07-11 2002-02-07 Pilz Gmbh & Co Verfahren und Vorrichtung zum Absichern eines Gefahrenbereichs, insbesondere des Gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden Maschine
DE69723320T2 (de) * 1996-04-30 2004-04-22 Minnesota Mining & Manufacturing Company, St. Paul Glitzernde tripelspiegel-retroreflektor-folie
DE60007172T2 (de) * 1999-09-10 2004-09-09 3M Innovative Properties Co., Saint Paul Retroreflektierende gegenstände mit mehrlagigen folien und verfahren zu ihrer herstellung
DE10312708A1 (de) * 2003-03-21 2004-10-07 Ovd Kinegram Ag Retroreflektor
DE10228013B4 (de) * 2002-06-22 2005-11-03 Hans-Erich Sen. Gubela Teiltransmissionsreflektor, Verwendung des Teiltransmissionsreflektors und optisches Sensorsystem
DE69833795T2 (de) * 1998-01-13 2006-11-02 Minnesota Mining & Manufacturing Company, St. Paul Rückstrahlender dichroitischer Reflektor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69723320T2 (de) * 1996-04-30 2004-04-22 Minnesota Mining & Manufacturing Company, St. Paul Glitzernde tripelspiegel-retroreflektor-folie
DE19644278A1 (de) * 1996-10-24 1998-05-07 Ines Elektronik Systementwickl Optische Schranke sowie daraus aufgebaute Überwachungseinrichtung
DE69833795T2 (de) * 1998-01-13 2006-11-02 Minnesota Mining & Manufacturing Company, St. Paul Rückstrahlender dichroitischer Reflektor
DE60007172T2 (de) * 1999-09-10 2004-09-09 3M Innovative Properties Co., Saint Paul Retroreflektierende gegenstände mit mehrlagigen folien und verfahren zu ihrer herstellung
DE10026710A1 (de) * 2000-05-30 2001-12-06 Sick Ag Optoelektronische Schutzeinrichtung
DE10033608A1 (de) * 2000-07-11 2002-02-07 Pilz Gmbh & Co Verfahren und Vorrichtung zum Absichern eines Gefahrenbereichs, insbesondere des Gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden Maschine
DE10228013B4 (de) * 2002-06-22 2005-11-03 Hans-Erich Sen. Gubela Teiltransmissionsreflektor, Verwendung des Teiltransmissionsreflektors und optisches Sensorsystem
DE10312708A1 (de) * 2003-03-21 2004-10-07 Ovd Kinegram Ag Retroreflektor

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008053881A1 (de) 2008-10-30 2010-05-12 I.L.E.E. Ag Industrial Laser And Electronic Engineering Reflexionsschranke mit Vermessungs- und / oder Lokalisierungsfunktion
EP2463196A1 (de) 2010-12-10 2012-06-13 Rheinmetall Waffe Munition GmbH Passiver Eigenschutz für Fahrzeuge, insbesondere für Flugobjekt, und Objekte mit wenigstens einem Fenster
EP2462823A2 (de) 2010-12-10 2012-06-13 Rheinmetall Waffe Munition GmbH Schutzausrüstung für Sicherheitskräfte
DE102010054131A1 (de) 2010-12-10 2012-06-14 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Passiver Eigenschutz für Fahrzeuge, insbesondere für Flugobjekte, und Objekte mit wenigstens einem Fenster
DE102010054130A1 (de) 2010-12-10 2012-06-14 Rheinmetall Waffe Munition Gmbh Schutzausrüstung für Sicherheitskräfte
DE102011113627A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Lichtscheibe für eine Fahrzeugleuchte und Fahrzeugleute mit einer solchen Lichtscheibe
DE102011113627B4 (de) * 2011-09-16 2020-12-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Lichtscheibe für eine Fahrzeugleuchte und Fahrzeugleute mit einer solchen Lichtscheibe
EP2746821B1 (de) 2012-12-20 2017-04-19 Leuze electronic GmbH + Co KG Optischer Sensor

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