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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, auf einfache Weise die Reflexionseigenschaften
in einer gattungsgemäßen Vorrichtung
zu verbessern.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Vorteilhafterweise
weist die Reflektorfolie eine Trägerschicht
auf, auf der die Reflexionsschicht aufgebracht ist. Eine solche
Trägerschicht
verstärkt die
Reflektorfolie.
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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.
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Vorteilhafterweise
weist die Trägerschicht eine
der Reflexionsschicht gegenüberliegende selbstklebende
Beschichtung auf. Damit lässt
sich die Reflektorfolie einfach in dem Überwachungsbereich anbringen.
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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.
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Vorteilhafterweise
ist dabei die Schutzschicht transparent und entspiegelt. Damit kann
das Licht von der Schutzschicht ungehindert reflektiert werden.
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Bevorzugt
ist die Schutzschicht kratzfest, kratzfest beschichtet oder allgemein
mechanisch unempfindlich. Damit kann die Schutzschicht die Langzeitstabilität verbessern.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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1 eine
schematische Übersicht
zu einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Überwachung;
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2 eine
dreidimensionale Ausschnittsdarstellung der Übersicht gemäß der 1;
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3a–e Querschnitte
der Reflektorfolie zur Veranschaulichung des Schichtaufbaus und
besonders des Aufbaus der Reflexionsschicht gemäß verschiedener Ausführungsformen
der Erfindung;
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4a–b Draufsichten
auf die Reflektorfolie zur Darstellung der Kontrastmuster aus reflektierenden
und nichtreflektierenden Bereichen gemäß zweier Ausführungsformen
der Erfindung.
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1 zeigt
in einer schematischen Übersicht
eine Ausführungsform
der Erfindung. In einer Trennwand 1 befindet sich eine
Durchgangsöffnung 2,
die durch Randflächen 3a–3d 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Periode der Dreiecks-, Trapez-, Sägezahn-, Sinus- oder Bogenstruktur
gemäß den Ausführungsformen
nach 3a–3e 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.
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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.
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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.
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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.
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Die 3b–3e 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.
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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.
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Ein
einfaches Muster gemäß 4b erlaubt derartiges
Erkennen von Manipulationsversuchen nicht. Dennoch ist vor einem
solchen Hintergrund ein helles Objekt wesentlich besser zu erfassen.
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Trägerschicht 15,
Reflexionsschicht 16 und Schutzschicht 17 sind
insgesamt dünn
und flexibel genug, dass die gesamte Sandwichstruktur 15–17, 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.
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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 3a–3c müsste die
Walze entsprechende Dreicks-, Trapez- oder Sägezahnkerben aufweisen, für diejenigen
gemäß 3d–3e das
entsprechende Wellenmuster. Natürlich
kann auf dem Umfang bereits mehr als eine Periode untergebracht sein.
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Die
Trägerschicht 15 kann
auch ein herkömmlicher
Antriebs- oder Zahnriemen sein, oder eine rutschfeste Arbeitsmatte,
welche die Oberflächenstruktur
aufweist.
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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.
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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 15–17 des
Sandwichs, aus dem die Reflektorfolie 12 besteht, unter
Vakuum, so werden Lufteinschlüsse
vermieden und ein engeres Anschmiegen erreicht.
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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.
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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.
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- 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