DE3017862A1

DE3017862A1 - Vorrichtung zum erfassen von bewegungen

Info

Publication number: DE3017862A1
Application number: DE19803017862
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. 8014 Neubiberg Reiner; Eckart Dipl.-Ing. 8011 Zorneding Schatter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-05-09
Filing date: 1980-05-09
Publication date: 1981-11-12
Also published as: EP0039799B1; EP0039799A1; JPS576379A; DE3164537D1; US4458146A

Description

SIEMEHS AKTIENGESELLSCHAFT ^- Unser Zeichen Berlin und München VPA gg ρ 1 0 8 8 DE

Vorrichtung zum Erfassen von Bewegungen

Die Erfindung betrifft eine Verrichtung zu® Erfassen von Bexfegungen (Be^?egungs®elder) ait Licht, insbesondere mit Infrarot-Lichtρ ait einem Liehtimpuls© abstrahlenden Lichtsender und einem Licht empfänger, für die -worn Liehts©nd©r abgestrahlten Llehtiiapuls©»

übliche Be^7egungsm©ld©r für Alarmanlagen₉ Türöffner und dergleichen arbeiten entweder nach dem Boppl©r~Prinzip mit insbesondere Mikrowellen oder Ultrasehall ©der aber als Lichtschranken. Bei den nach dem 3Doppl@r°Prinzip arbeitenden B©w@gunggm©ldena wird die durch ein® Belegung eines Objektes in dem überwachten Raum hervorgerufene Frequenzänderung der reflektierten Signal© ausgewertetο Lichtschranken haben ©inen Liehts©nd©r und ©inen Liehtempfänger für das vom Liehts@nd#r abgegebene Lieht» Eine Bewegung im überdachten Raun kann ©rfaßt werden, wenn das sich bewegend© Objekt in di© übertragumgestrecke zwischen Liehtsender und Liehtempfanger eintritt ©der diese verläßt.

Bei Lichtschranken₉ die mit Halbl@it©rbau®lementen für den Lichtsender und den Liehtempfanger ausgestattet sindp ist die Verwendung des Doppler-Prinzips nicht mSglieh, da das Lieht nur eine eingeschränkt© Übertragungs-Bandbreite aufweist₉ die auf das relativ schmal© Spektrum zurückzuführen ist, in dem der Liehtsender Lieht abgibt beziehungsweise der Lichtempfänger empfindlich ist.

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Nach dem Doppler-Prinzip arbeitende Bewegungsmelder haben aber den Vorteil, daß auch graduelle Änderungen in einem überwachten Raum erkannt werden können, während Lichtschranken derzeit nur eine sogenannte Ja/Nein-Aussage ermöglichen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die ohne das Doppler-Prinzip auch die Erfassung gradueller Änderungen in einem überwachten Bereich erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Lichtsender Lichtimpulse mit steil ansteigenden und langsam abfallenden Flanken abstrahlt, und daß der mit einer BewertungsSchwelleneinrichtung versehene Lichtempfänger die Dauer der einzelnen Lichtimpulse digital mißt, speichert und miteinander vergleicht.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Lichtempfänger eine Bewertungsschwelleneinrichtung aufweist, deren Bewertungs schwelle im Vergleich zur Lichtimpuls-Dauer langsam verschiebbar ist, um dem Rauschen, verursacht durch störende Licht- oder Wärmequellen, auszuweichen.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lichtimpulse exponentiell oder linear ansteigende und/oder exponentiell oder linear abfallende Flanken aufweisen.

In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lichtimpulse synchron mit der Netzspannung abgegeben werden. Außerdem können den Lichtimpulsen ein Trägersignal überlagert werden. Schließlich ist es auch noch möglich, daß den Lichtimpulsen ein Codewort aufgeprägt wird.

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Abhängig von den Verhältnissen auf der Übertragungsstrecke trifft bei der Erfindung der vom Lichtsender abgegebene Impuls mit unterschiedlichen Amplituden beim Lichtempfänger ein und wird dort mit Hilfe der Bewertungssehwelleneinrichtung in entsprechende Zeiten umgesetzt ₉ die digital gemessen und gespeichert werden können. Eine digitale Verarbeitung der Zeiten ist im Gegensatz zur Amplitude wesentlich einfacher.

Abhängig von einem bestimmten Amrendungsfall werden mehrere derartiger sogenannter Rampen-Impulse im Lichtempfänger ausgewertet und miteinander verglichen. Je nach der Abweichung der ermittelten Zeiten wird entschieden ob im zu überwachenden Raum Veränderungen eingetreten sind»

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend beispielsweise näher erläutert. Es zeigern

Fig. 1 Bin Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
Fig, 2 den Vtrlauf von Impulsen bei der Erfindung.

In Fig. 1 sendet eine Lichtquell© 1 in der Form einer Infrarot-Leuchtdiode Licht (durch einen Pfeil 2 angedeutet) zu einem Lichtempfanger 3 in der Form eines für Infrarot-Licht empfindlichen Fototransistors. Der Lichtquelle 1 ist ein Signalforaer 4 vorgeschaltet, der elektrische Impulse mit steil ansteigenden und langsam abfallenden Flanken an die Lichtquelle 1 abgibt. Diese Impulse erzeugt der Signalformer 4 aus Impulsen, die von einem Impulsgenerator 5 geliefert werden« Diese₉ vom Impulsgenerator 5 abgegebenen Impulse können bei spiels-* weise Rechteck-Impulse sein. Der Signalformer 4 und der Impulsgenerator 5 sind weiterhin mit einer Steuereinheit 6 verbunden, durch die der Signalformer 4 und der Im-

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pulsgenerator 5 in der gewünschten Weise ansteuerbar sind. Eine Stromquelle 7 dient zur Versorgung der Lichtquelle 1, des Lichtempfängers 3, der Steuereinheit 6, des Signalformers 4, des Impulsgenerators 5 sowie einer dem Lichtempfänger 3 nachgeschalteten Auswertestufe 8.

Die Lichtquelle 1 strahlt erfindungsgemäß einen Infrarot-Impuls - ab, der eine steil ansteigende und eine langsam abfallende Flanke aufweist (vergleiche Fig. 2) und beispielsweise durch ein Signal S 1 in Fig. 2 gezeigt ist. Dieses Signal S 1 weist eine Amplitude A 1 auf. Wenn sich in der Übertragungsstrecke keine Hindernisse befinden, trifft dieses Signal S 1 unverändert beim Lichtempfänger 3 ein. Sind dagegen in der Übertragungsstrecke Hindernisse vorhanden, so wird das Signal S 1 gedämpft und trifft als Signal S 2 mit einer Amplitude A 2 beim Lichtempfänger 3 ein. Die Signale S 1 und S 2 werden mit Hilfe einer Bewertungsschwelle B im Empfänger 3 in entsprechende Zeiten t 1 und t 2 umgesetzt, die'digital gemessen und gespeichert werden. Die digitale Verarbeitung der Zeiten t 1 und t 2 ist im Gegensatz zu einer digitalen Verarbeitung der Amplitude A sehr einfach.

Es ist auch folgender Betrieb mit einer Umkehrung des Prinzips möglich:

Wenn der Sender 1 einen Rechteckimpuls mit einer Mindestdauer t, ausstrahlt und der Empfänger 3 eine Bewertungsschwelle beginnend bei größter Empfindlichkeit in Richtung unempfindlich linear oder exponentiell verschiebt, wobei er den gesamten Empfindlichkeitsbereich in einer Zeit <Lt, durchläuft, wird die Empfangsamplitude gleichermaßen in eine Zeit umgewandelt.

2 Figuren

7 Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Iy Vorrichtung zum Erfassen von Bewegungen mit Licht, insbesondere mit Infrarot-Licht, mit einem Lichtimpulse abstrahlenden Lichtsender und einem Lichtempfänger für die vom Lichtsender abgestrahlten Lichtimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (1) Lichtimpulse (S 1) mit steil ansteigenden und langsam abfallenden Flanken abstrahlt, und daß der mit einer Bewertungsschwelleneinrichtung versehene Lichtempfänger (3) die Dauer der einzelnen Lichtimpulse digital mißt, speichert und miteinander vergleicht.
2. Vorrichtung zum Erfassen von Bewegungen mit Licht, insbesondere mit Infrarot-Licht, mit einem Lichtimpulse abstrahlenden Lichtsender und einem Lichtempfänger für die vom Lichtsender abgestrahlten Lichtimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfänger (3) eine Bewertungschwelleneinrichtung (8) aufweist., deren Bewertungsschwelle verschiebbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtimpulse (S 1, S 2) exponentiell oder linear ansteigende und/oder exponentiell oder linear abfallende Flanken aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtimpulse (S 1, S 2) synchron mit der Netzspannung abgegeben werden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtimpulse (S 1, S 2) einem Trägersignal überlagert sind.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 t>is 5» dadurch gekennzeichnet, daß den Lichtimpulsen (S 1, S 2) ein Codewort aufgeprägt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewertungsschwelle vom Bereich größter Empfindlichkeit in einen unempfindlichen Bereich in einer Zeit linear oder exponentiell verschiebbar ist, die kleiner als die Mindestdauer der vom Lichtsender abgestrahlten Impulse ist.

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