DE202006020342U1

DE202006020342U1 - Monitoring a surveillance area with a reflector foil

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Publication number: DE202006020342U1
Application number: DE202006020342U
Authority: DE
Original assignee: Sick AG
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2016-09-29

Abstract

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.contraption for monitoring a surveillance area with at least one light-sensitive receiving unit (4) and at least one light source (7a, 7b) for illuminating the surveillance area, wherein at least portions of the surveillance area with a Reflective film (12) are provided, characterized in that the reflector foil (12) has a reflection layer (16) which at least in some areas at an angle to the reflector film plane stands.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Überwachungsbereichs nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The The invention relates to a device for monitoring a surveillance area according to the preamble of claim 1.

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.monitoring systems be in diverse Applications used to automatically monitor changes in the monitored Determine area. One such application is the hedge a hazardous area where the monitoring system is entering recognizes an object in the danger zone and according to predetermined Rules classifies whether a warning signal is generated because of this object or for example a protected one Machine should be turned off. Such access protection is currently mainly with light curtains or over Laser scanner realized, but can also be done by a camera.

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.One Immediate recognition of the object is with digital image recognition costly and can be unreliable be. Therefore, a reflective foil is used for safe detection in the surveillance area attached and their covering or shading by the object detected. Often This reflective foil is retroreflective to the dependence to reduce the ambient light.

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.In order to Even bright and dark objects can be recognized, often becomes sufficient Contrast the reflective foil with a pattern of reflective and non-reflective areas. This can be dark, for example Clothes in front of the reflector, bright clothes or reflective marks Working clothes against the non-reflecting background be reliably recognized.

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.These However, known reflector films have several disadvantages. On the one hand is the long-term stability the reflection properties are not guaranteed. That can both a reduction of reflection in the reflective areas by mechanical stress or dirt as well as abrasion of the Printing, for example, by cleaning, by means of which the non-reflective areas are made. Then, in addition, too the contrast between the reflective and the non-reflective Areas are no longer sufficient.

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.Besides, has the reflector only in a certain angular range good reflection properties. With the inevitable change of the angle of incidence the expansion of the reflector film is reflected light lost, which makes the evaluation difficult or even unreliable.

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.Tries one can solve these characteristics by special microstructures, so the result is doubtful, and in any case high costs for their Development and production.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, auf einfache Weise die Reflexionseigenschaften in einer gattungsgemäßen Vorrichtung zu verbessern.It is therefore an object of the invention, in a simple way, the reflection properties in a generic device to improve.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 1 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.These The object is achieved by a device according to claim 1. The solution has the advantage that now the entire surveillance area is good and uniform reflection properties having. This facilitates the evaluation because low reflected Amounts of light that come from just too shallow angles of the receiving unit resulting in the reflector film, no longer lead to Auswertefehlern. at the same time becomes the reliability the device significantly increased. The production is simple, because an ordinary one Reflection layer without special, adapted to the geometry of the device Microstructure is used.

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.The solution is based on the idea that the orientation of a reflector film over its extent for the Evaluation not everywhere is equally suitable. The solution principle is, therefore, a reflection layer within the thickness of the film vary in their orientation to compensate for this variable suitability. With the solution according to the invention can the amount of light reflected to the receiving unit over the extent of the reflector film be at least equalized.

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.Prefers if the reflector foil is designed as at least one strip, wherein, in the direction transverse to the strip, the reflective layer is parallel is formed to the reflector film plane. The angle structure varies So only in one dimension and is correspondingly easier to produce. In an elongated surveillance area enough this angular structure completely, to consider the different angles of incidence.

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.Yet more preferably, the angle varies along the length of the strip a periodic function, in particular a triangular, trapezoidal, sawtooth or sine function or stacked bow. That's what it does Making even easier, and by choosing the function and the Period, the reflector film can still sufficiently individual adapted to the requirements of the device.

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.More preferably, the period is less than half the resolution of the receiving unit or less than the thickness of the reflector sheet, and is particularly on the order of one millimeter. The angular structure is then no longer resolved by the receiving unit, the reflector film acts much like a conventional flat reflective layer, which reflects much more light. The requirement over the thickness has the advantage that the maxi times possible amplitude of the angle structure and the period then lie in the same order of magnitude.

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.advantageously, the reflection layer is retroreflective and has in particular a triple, a four-surface or a ball structure. Retroreflective reflection layers make the device largely independent of ambient light.

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.Prefers the reflector film has a contrasting pattern of reflective and non-reflective areas. This can also be done detect bright objects well. There is also a shift recognize the reflector film based on the contrast pattern, the approximately an improper manipulation could be the device.

Vorteilhafterweise weist die Reflektorfolie eine Trägerschicht auf, auf der die Reflexionsschicht aufgebracht ist. Eine solche Trägerschicht verstärkt die Reflektorfolie.advantageously, the reflector film has a carrier layer on, on which the reflection layer is applied. Such backing reinforces the Reflector sheet.

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.Prefers has the carrier layer a surface structure on, in the at least partial areas at an angle to the reflector foil plane stand. Then this surface texture shows of the carrier already the angle structure for the reflection layer and supports or creates this angle structure.

Vorteilhafterweise weist die Trägerschicht eine der Reflexionsschicht gegenüberliegende selbstklebende Beschichtung auf. Damit lässt sich die Reflektorfolie einfach in dem Überwachungsbereich anbringen.advantageously, the carrier layer has a the reflective layer opposite self-adhesive Coating on. Leave it the reflector foil simply attach in the surveillance area.

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.In a particular embodiment a protective layer is provided on the reflective layer is applied. This protective layer helps to improve the reflective properties to get even with long use.

Vorteilhafterweise ist dabei die Schutzschicht transparent und entspiegelt. Damit kann das Licht von der Schutzschicht ungehindert reflektiert werden.advantageously, is the protective layer transparent and non-reflective. So that can the light from the protective layer are reflected unhindered.

Bevorzugt ist die Schutzschicht kratzfest, kratzfest beschichtet oder allgemein mechanisch unempfindlich. Damit kann die Schutzschicht die Langzeitstabilität verbessern.Prefers the protective layer is scratch-resistant, scratch-resistant coated or general mechanically insensitive. Thus, the protective layer can improve the long-term stability.

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.Prefers the protective layer has a high refractive index and is without Air entrapment intimately connected to the reflective layer. A high refractive index Helps to catch the incident light at an angle closer to the vertical to direct the reflection layer. The intimate connection is provided with the transition from the protective layer to the reflective layer, the light beam deflection by refraction of air trapped therebetween, not vice versa which would destroy the advantage of high refractive index.

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.advantageously, is the reflector film thin and flexible, so that it can be rolled up. She can do it easily be transported to the field of surveillance only at the place of use dependent Form to be brought. The layers of the reflector foil have to be made of a sufficiently flexible material, for example a roll-up plastic.

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.The Production method according to the invention has the advantage that the carrier layer the surface structure pretends and with a usual reflective film can be provided as a reflection layer. Thus, there are no further requirements for the reflective film The reflective layer easily receives its Position within the film with the desired angular orientation.

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.in this connection it is advantageous if a protective layer on the reflective layer is applied. Then a sandwich of carrier, reflection and Protective layer, which at the same time with improved reflection properties also mechanically resilient and thus long-term stability.

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.Prefers becomes the surface texture manufactured by means of a roller whose circumference is formed in such a way is that when rolling a pattern of triangles, trapezoids, saw teeth, a Sinus or juxtaposed arc arises. This can be a usual flat carrier layer the desired surface structure imprinted very simply become.

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.advantageously, The layers are applied in a vacuum to reduce air pockets or to prevent. air pockets can interfere with the bonding of layers, between protective and Reflection layer above In addition, the optical properties.

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.Prefers If the reflection or the protective layer is printed with dark color, a contrasting pattern of reflective and non-reflective Create areas. By printing can be a contrast pattern with the advantages already described above are easily generated. Is it printed directly on the reflective layer and this of Covered a protective layer, so the print is mitgeschützt and therefore remains despite mechanical stress and cleaning the Reflective foil obtained long. If the printing on the protective layer, so can the reflective influence of a matt black Protective layer can be minimized.

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:The Invention will also be described below with regard to further features and Advantages and explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The Illustrations of the drawing show in:

1 eine schematische Übersicht zu einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung; 1 a schematic overview of an embodiment of the device according to the invention for monitoring;

2 eine dreidimensionale Ausschnittsdarstellung der Übersicht gemäß der 1; 2 a three-dimensional sectional view of the overview according to the 1 ;

3a-e Querschnitte der Reflektorfolie zur Veranschaulichung des Schichtaufbaus und besonders des Aufbaus der Reflexionsschicht gemäß verschiedener Ausführungsformen der Erfindung; 3a -e cross sections of the reflector film to illustrate the layer structure and particularly the structure of the reflective layer according to various embodiments of the invention;

4a-b Draufsichten auf die Reflektorfolie zur Darstellung der Kontrastmuster aus reflektierenden und nichtreflektierenden Bereichen gemäß zweier Ausführungsformen der Erfindung. 4a -b are plan views of the reflector film for illustrating the contrast pattern of reflective and non-reflective areas according to two embodiments of the invention.

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. 1 shows a schematic overview of an embodiment of the invention. In a partition 1 there is a passage opening 2 passing through edge surfaces 3a - 3d is limited. A camera 4 in a corner of the passage opening 2 takes the picture of the two opposite edge surfaces 3c . 3d on. The camera 4 has in the presentation a larger opening angle than 90 ° and therefore also sees sections of the edge surfaces 3a . 3b , Around the passage opening 2 to completely monitor, the edge surfaces are sufficient 3c . 3d as a surveillance area. Depending on the application but also a subsection may be sufficient.

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.The camera 4 monitors if there is an object 5 in the passage opening 2 located. This object 5 changes the recorded image of the camera, without the object 5 the now shaded area 6 the surveillance area undisturbed.

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.Next to the camera 4 are two lighting devices 7a . 7b arranged. There may be two or more lighting devices 7a . 7b symmetrical to the camera 4 be used, but it would also be enough. Although basically any light source is conceivable, semiconductor light sources are particularly suitable, which emit a band of light targeted. It is essential that the camera 4 observed area is illuminated. It should also be emphasized at this point that the invention with a camera 4 Although it works very well as an optical receiver unit. However, the advantages of improved reflection can also be exploited by any other receiving unit such as a photodiode or the like. Likewise, the lighting device 7a . 7b In other embodiments, for example, also generate laser beams.

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.The camera 4 has a lens 8th and a spatially resolving image sensor 9 on. The image sensor can be constructed in CMOS or CCD technology or any other known construction that can deliver an image. The picture is taken at the repetition frequency required by the application via a data line 10 to an evaluation unit 11 transfer. The evaluation unit 11 is beyond that with the lighting devices 7a . 7b connected to control their light intensity. The evaluation unit 11 has information about the image of the camera 4 if there is no object 5 in the passage opening 2 is, and may be from the change of the image by the object 5 recognize its presence.

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.The camera 4 thus monitors the passage opening 2 opposite objects 5 , One conceivable application is that behind the passage opening 2 there is a danger zone, for example a press or otherwise a machine in which persons can be injured. When entering the passage opening 2 then a warning signal can be given or the machine can be switched off. The application can also be about an anti-theft device, in which no one unauthorized the area behind the passage opening 2 without being endangered there as in the application as a protective device itself. The applications are not limited to these examples, the device can be used everywhere, where the entrance of an object should be detected. Also, the special arrangement in a through hole 2 is to be understood as an example; the surveillance area does not have to be as in 1 represented half of a through hole 2 but can be any area at any location.

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. 2 again shows a three-dimensional section of the device. The camera 4 because of the changed perspective of the presentation now looks from the right to the surveillance area. This surveillance area is covered with a reflector foil 12 provided here by way of example a central reflective strip, of two parallel dark, non-reflective strips 14 flanked. The exact structure of the reflector foil 12 should now be based on the 3 to be discribed.

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.In one embodiment, in 3a as a cross section through the reflector film 12 is a support layer is illustrated 15 made of a flexible material, such as plastic. The carrier layer has a surface structure on its one surface.

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.This surface structure must be chosen so that surfaces are present that are as perpendicular as possible to the camera 4 are aligned. With as vertical as possible is meant that the vertical is indeed almost everywhere achievable for a single device. Since one and the same surface structure but should be used in different geometries of the surveillance area, a simple surface structure is selected in which always areas of the surface structure are provided, at least not at very shallow angles and in the optimal case perpendicular to the camera 4 stand. In the embodiment according to 3a the surface structure consists of triangles or, spatially exact, regular prisms whose illustrated cross section are triangles.

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.On the other surface of the carrier layer 15 (in the 3a So below) is a self-adhesive layer, not shown, provided with the reflector film 12 is glued to the surveillance area.

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.On the surface structure of the carrier layer 15 is a reflection layer 16 applied such that the reflection layer 16 takes over the surface structure. In the embodiment according to 3a is therefore the angle at which the reflection layer 16 to the camera 4 and the lighting devices 7a . 7b stands, alternately tilted in both directions to the vertical. This tends to flatter angles to the camera 4 the reflective layer with the corresponding triangle sides stronger the camera 4 to, as would do a flat reflective layer. When considering the improved luminous efficacy of reflected light, it should be noted that the other triangular sides inclined away from the camera point of view 4 occupy a much smaller area than the inclined ones.

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.The surface structure varies in this and the other embodiments described only in one dimension, namely along the strip of the reflection film 12 , But it is also conceivable, in both dimensions of the reflector sheet 12 to vary. However, this means a much greater effort, especially since the reflection layer 16 then not easy to apply without wrinkles. The additional effort is worthwhile for the elongated reflective films 12 in the monitoring device, as in 1 and 2 is shown, only conditionally. However, this does not mean that the invention is limited to this and could not be equipped with multi-dimensionally varying surface structures, in particular in the case of another embodiment of the surveillance area.

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.The period of the triangular, trapezoidal, sawtooth, sine or arc structure according to the embodiments according to 3a - 3e is 1 mm or in any case less than or equal to 2 mm. Of course, this length depends on the geometry. But it should be less than half the resolution of the camera 4 so that each pixel in each case gets enough reflected light and the camera 4 does not reflect the structure of the reflection layer and thus complicates the evaluation. On the other hand, it should also be smaller than the thickness of the reflector film 12 for example, so that this thickness does not limit the amplitude - a triangle, for example, which is longer than the thickness and inclined at an angle of 45 °, would be at a longer period of the reflector film 12 stand out and is therefore not feasible.

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.The reflection layer 12 consists of a retroreflective material that has a triple, quadrangular or spherical structure. In this case, a spherical structure is optically inferior because of their larger scattering and should only be chosen if other reasons such as costs predominate. The retroreflective structures are small, even small, compared to the period just discussed. The retroreflection ensures that the camera 4 mainly receives useful light and little disturbing stray light from the environment.

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.The reflection layer 16 is from a protective layer applied over it 17 covered. This protective layer 17 is transparent and antireflective, so that it the light path to and from the reflective layer 16 not disabled. It is also scratch-resistant and as insensitive to mechanical stress as possible. Thus, it can protect the optical properties of the reflection layer as intended and make it long-term stable.

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.If the protective layer 17 In addition, it has a high refractive index, it breaks the light to the vertical to the reflective layer 16 and thus amplifies the effect that the reflector film 12 even with flat angle of incidence well reflected. This requires the protective layer 17 but without air entrapment with the reflective layer 16 be connected. Otherwise, the refraction on exit from the protective layer ensures 17 For the fact that only a small local offset but constant incidence angle arises - it would be useless for the improvement of the reflection properties.

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.The 3b - 3e show further embodiments of the reflector film 12 , They differ from the embodiment just described in the surface structure of the carrier layer 15 and, following it, the arrangement of the reflection layer 16 , It can therefore be provided instead of a triangular cross section and a trapezoid, a sawtooth, a sine or a series of arcs of any kind. The choice depends, for example, on the geometry of the assembly and the manufacture of the carrier. A trapezoid is about with vertically above camera 4 Lots of light back, but still works at shallow angles, but not as good as the triangle. A sawtooth should be with its rising edge rather perpendicular to the camera 4 standing in the 3c Therefore, should preferably be located in the upper left corner. With a central camera you could connect two saw teeth, whose slope on the flanks always drops to this middle. More circular structures, like the sinus according to 3d and the bows according to 3e , offer each camera direction 4 a vertical, but also smaller section. In this way, these and other suitable structures can be based on the required arrangement of camera 4 and lighting equipment 7a . 7b as well as the different monitoring areas.

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. 4 shows plan views of embodiments of the reflector film 12 , This can be a slightly more complicated pattern as in the 4a , in which the reflective strip is zigzag, serve to control whether the reflector sheet 12 still standing in its old place. This zigzag pattern is a top view and thus completely independent of the spatial arrangement of the reflection layer 16 according to the cross section in 3a , The zigzag pattern also has a much larger period length (about 10 cm), because it is just from the camera 4 be detected. The evaluation unit 11 Namely, would detect a shift - except an extremely fast shift by exactly one period - or a lift based on the pattern and output a warning signal.

Ein einfaches Muster gemäß 4b erlaubt derartiges Erkennen von Manipulationsversuchen nicht. Dennoch ist vor einem solchen Hintergrund ein helles Objekt wesentlich besser zu erfassen.A simple pattern according to 4b does not allow such detection of manipulation attempts. Nevertheless, a bright object is much easier to capture against such a background.

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.backing 15 , Reflection layer 16 and protective layer 17 are overall thin and flexible enough that the whole sandwich structure 15 - 17 from which the reflector foil 12 exists, rolled and can be easily transported in this way. Because of the self-adhesive layer, it can then be easily unrolled for operation and glued to the surveillance area.

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.Hereinafter, the manufacturing method for the reflector sheet 12 described. This is a carrier layer 15 provided with one of the described surface structures. This can be done with the help of a roller on the circumference of the desired structure is spatially pronounced. During their unrolling (in still soft material or under sufficient pressure), the revolutions produce a periodic pattern that forms the surface structure. For the embodiments according to 3a - 3c would have the roller corresponding Dreicks-, trapezoidal or sawtooth notches, for those according to 3d - 3e the corresponding wave pattern. Of course, more than one period can already be accommodated on the perimeter.

Die Trägerschicht 15 kann auch ein herkömmlicher Antriebs- oder Zahnriemen sein, oder eine rutschfeste Arbeitsmatte, welche die Oberflächenstruktur aufweist.The carrier layer 15 may also be a conventional drive or timing belt, or a non-slip work mat, which has the surface structure.

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.On this carrier layer 15 then becomes a retroreflective sheeting as a reflective layer 16 applied. It must be added as seamlessly as possible and flexible enough for it to follow the surface structure.

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.On the reflection layer 16 turn then becomes the protective layer 17 applied. In order to fit snugly, it can be like the carrier layer 15 be provided with a surface structure. Is the joining of the individual layers 15 - 17 the sandwich from which the reflector foil 12 Under vacuum, air pockets are avoided and a closer nestling achieved.

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.The patterns according to 4 created by printing a reflector strip 12 with dark color or by applying a dark material. In this case, the dark material on the reflective layer 16 be applied and then from the protective layer 17 with protected. This also has the advantage that the material can be chosen on the basis of its optical suitability, that is to say decisively optimum contrast properties, and not because of mere secondary conditions such as robustness or scratch resistance. Alternatively, however, the protective layer 17 be printed yourself.

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.The Thus, the invention overall shows a significantly improved angle characteristic and allows safe because of the better yield of reflected light Detecting objects even before partial areas of the surveillance area, which are viewed at a shallow angle. Through the sandwich structure is also improves durability and long-term stability.

Claims

Device for monitoring a surveillance area with at least one light-sensitive receiving unit ( 4 ) and at least one light source ( 7a . 7b ) for illuminating the surveillance area, wherein at least partial areas of the surveillance area are covered with a reflector foil ( 12 ), characterized in that the reflector foil ( 12 ) a reflection layer ( 16 ), which is at least in some areas at an angle to the reflector film plane.

Device according to claim 1, wherein the reflector film ( 12 ) as at least one party is formed and wherein in the direction transverse to the strip, the reflection layer ( 16 ) is formed parallel to the reflector film plane.

Apparatus according to claim 2, wherein the angle in longitudinal direction of the strip varies with a periodic function, in particular a triangular, trapezoidal, sawtooth or sine function or stacked bow.

Apparatus according to claim 3, wherein the period is less than half the resolution of the receiving unit (10). 4 ) or smaller than the thickness of the reflector film ( 12 ), in particular of the order of one millimeter.

Device according to one of the preceding claims, wherein the reflection layer ( 16 ) is retroreflective, in particular has a triple, a four-surface or a spherical structure.

Device according to one of the preceding claims, wherein the reflector film has a contrast pattern of reflective and non-reflective regions ( 13 . 14 ) having.

Device according to one of the preceding claims, wherein the reflector film ( 12 ) a carrier layer ( 15 ), on which the reflection layer ( 16 ) is applied.

Apparatus according to claim 7, wherein the carrier layer ( 15 ) has a surface structure in which at least portions are at an angle to the reflector film plane.

Apparatus according to claim 7 or 8, wherein the carrier layer ( 15 ) one of the reflection layer ( 16 ) has opposite self-adhesive coating.

Device according to one of the preceding claims, wherein a protective layer ( 17 ) provided on the reflective layer ( 16 ) is applied.

Apparatus according to claim 10, wherein the protective layer ( 17 ) is transparent and anti-reflective.

Apparatus according to claim 10 or 11, wherein the protective layer ( 17 ) scratch-resistant, scratch-resistant coated or generally mechanically insensitive.

Device according to one of claims 10 to 12, wherein the protective layer ( 17 ) has a high refractive index and intimately associated with the reflection layer (without air entrapment) ( 16 ) connected is.

Device according to one of claims 10 to 12, wherein the reflector foil ( 12 ) is thin and flexible so that it can be rolled up