DE3119508A1 - "detektoranordnung zur meldung von bewegungen" - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. MAX BUNKE ^

Dipl.-Chem. Dr. HOLGER BUNKE S

Dipl.-Phys. HARTMUT DEGWERT

JOHANNES-SCHARRER-STRASSE 13 · D-8000 MÜNCHEN 21

München, den 15.5.1981 P 5022

MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD. Osaka / Japan

Detektoranordnung zur Meldung von Bewegungen

Die Erfindung betrifft eine Detektoranordnung zur Meldung von Bewegungen, insbesondere nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Detektoranordnung kann nicht nur zur Meldung von Bewegungen, sondern auch zur Unterscheidung dor Bewegungsrichtung verwendet werden.

Detektoranordnungen zur Meldung von Bewegungen können mit einem Lichtsender, der moduliertes Licht aussendet, und mit einem Lichtempfänger ausgestattet werden, der das an sich bewegenden Objekten reflektierte Licht empfängt, um die Bewegung des Objektes durch die überwachte Zone festzustellen. Bei einer solchen Anordnung kann jedoch die Bewegungsrichtung nicht festgestellt werden, und außerdem treten Fehlmeldungen auf, die

z.B. durch sehr kleine Objekte wie fliegende Insekten verursacht werden. Wenn ein stillstehender, sich in der überwachten Zone befindlicher Gegenstand vibriert, so wird hierdurch das empfangene Licht moduliert, so daß die Anordnung auslöst. Durch diese Effekte wird die einwandfreie Funktion der Meldeanordnung beeinträchtigt.

Es wurde bereits eine Anordnung vorgeschlagen, in der zwei aneinander angrenzende Meldezonen mit moduliertem Licht überwacht werden, wozu eine Gruppe von nebeneinander angeordneten Lichtsende- und -empfängerelementen vorgesehen ist, so daß die Bewegungsrichtung durch die verschiedenen überwachten Zonen festgestellt werden kann. Bei dieser Anordnung müssen jedoch zumindest die Lichtsende- und -empfängerelemente und die ihnen zugeordneten Einrichtungen paarweise ausgebildet werden, und die überwachten Zonen müssen getrennt eingestellt werden, wodurch hohe Herstellungs- und Installationskosten entstehen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Detektoranordnung, bei der die oben dargelegten Mangel behoben sind und insbesondere auch die Unterscheidung der Bewegungsrichtung ermöglicht wird, ohne jedoch zu einer aufwendigen Konstruktion und hohen Herstellungs- und Installationskosten zu führen. Die Detektoranordnung soll kompakt aufgebaut sein und ohne kritische Montage- und Einstellarbeiten auskommen. Darüber hinaus soll die erfindungsgemäße Detektoranordnung eine hohe Sicherheit gegen Fehlauslösung bieten und insbesondere nicht auf Vibrationen von unbewegten Gegenständen innerhalb der überwachten Zone ansprechen.

Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Weitere Vorteile und Merkmale sowie Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird.

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In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild, das die gegenseitige Anordnung der Lichtsende- und -empfängerelemente bei einer bekannten Detektoranordnung mit deren Verarbeitungs·- schaltung zeigt;

Fig. 2a bis 2d Darstellungen zur Erläuterung der Überwachungszonen bei der Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Perspektivansicht der gesamten äußeren Erscheinungsform einer erfindungsgemäßen Detektoranordnung;

Fig. 4a einen vergrößerten senkrechten Schnitt der in Fig. 3 gezeigten Anordnung, wobei das Metallgitter von dar Vorderseite des Gehäuses entfernt ist;

Fig. 4b eine Teil-Perspektivansicht der Anordnung nach Fig. in vergrößertem Maßstab, wobei die gegenseitige Anordnung der Lichtsende- und Lichtempfängerelemente ge-" zeigt ist;

Fig. 4c eine Perspektivansicht der Rückseite der Frontplctte des Gehäuses bei der Anordnung nach Fig. 3;

Fig. 4d eine Detailansicht, welche die Anordnung der Lichtempfängerelemente zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der bei der Anordnung nach Fig. 3 geschaffenen Überwachungszone;

Fig. 6 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer ^A'erarbeitungsschaltung, die wirksam wird, wenn die Lichtempfängereinrichtung bei der Anordnung nach Fig. 5 reflektiertes Licht empfängt;

Fig. 7 eine Reihe von Diagrammen, die die Signalformen an den verschiedenen Stellen der in Fig. 6 gezeigten Verarbeitungsschaltung zeigen;

Fig. 8 eine Seitenansicht des allgemeinen Gesamterscheinungsbildes einer Detektoranordnung nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine Vorderansicht der in Fig. 8 gezeigten Detektoranordnung;

Fig. 10a einen senkrechten Teilschnitt des Gehäuses der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform;

Fig. 10b eine Draufsicht, welche die Innenanordnung des Gehäuses zeigt;

Fig. 10c eine Perspektivansicht einer Gruppierung von Lichtsendeelementen, Lichtempfängerelementen, Verarbeitungs-Schaltungselementen und gedruckten Leiterplatten, auf denen die genannten Bauelemente montiert sind, die in dem in den Fig. 10a und 10b gezeigten Gehäuse untergebracht sind;

Fig. 1Od eine Vorderansicht der in Fig. 10c dargestellten Anordnung;

Fig. 11a eine Perspektiv-Teilansicht einer Kopplungsanordnung zur Kopplung des in Fig. 8 gezeigten Gehäuses mit einem Halterungszylinder;

Fig. 11b eine vergrößerte Perspektiv-Teilansicht des in Fig. 11a gezeigten Halterungszylinders;

Fig. 12a eine vergrößerte Perspektivansicht einer Einrichtung zum Verriegeln des HalterungsZylinders nach Fig. 8;

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Fig. 12b eine Aufrißansicht der Verriegelungseinrichtung;

Fig. 13 einen senkrechten Teilschnitt durch den Sockel dar in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform, mit Verbindangsstangen zur Befestigung des Sockels an dem Halterungszylinder, und zwar in einem Zustand, bei welchem die Verbindungsstangen gegenüber dem Zustand, der in Fig. 8 gezeigt ist, um 90° verdreht sind;

Fig. 14a und 14b Diagramme, welche die Beziehung zwischen der Lichtsendezone und der Lichtempfangszone zeigen;

Fig. 1.5 eine Perspektiv-Teilansicht einer anderen Ausführungsform des Halterungszylinders;

Fig. 16 eine schematische Perspektivansicht einer anderen Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln des Halterungszylinders;

Fig. 17 eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform des Sockels; und

Fig. 18 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführunqsform des Sockels.

Es wird zunächst die in Fig. 1 gezeigte bekannte Detektoranordnung erläutert. Eine Gruppe Lichtsendeelemente L- und L2 sowie eine Gruppe einer Lichtempfängerelemente R.,, R₂ sind parallel zueinander vorgesehen, derart, daß bei Bewegung eines Objektes durch die überwachten Zonen D^ und D,, z.B. bei Bewegung einer menschlichen Person in Richtung des Pfeiles A, sich zunächst die von dem Lichtempfängerelement R- empfangene Lichtmenge ändert, und anschließend sich auch die von dein anderen Lichtempfängerelement R2 empfangene Lichtmenge ändere. Wenn die Ausgangssignale dieser Lichtempfängerelemente R- und R- an Signalver.arbeitungsschaltungen P., und P^ angelegt und da:,-in

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verarbeitet werden, wozu diese Schaltungen Verstärker-, Detektor-, Änderungsdetektor- und Pegeldetektorschaltungen umfassen, so können die nach Verarbeitung erhaltenen Ausgangssignale über eine Bewegungsrichtung-Ermittlungsschaltung DS an eine Anzeigeschaltung M gelangen, die daraus eine Anzeige in geeigneter Form herstellt. Die Bewegungsrichtung-Ermittlungsschaltung DS umfaßt eine Schaltung zum Speichern der Reihenfolge der von den Lichtempfängerelementen gelieferten Detektionssignale sowie eine logische Schaltungsanordnung.

Dabei wird davon ausgegangen, daß die in den Fig. 2a bis 2d gezeigten Überwachungszonen D- und D2 geschaffen werden, je nach Einstellung der Gruppen von Lichtsende- und Lichtempfängerelementen L-, R-, bzw. Lj ι R9/ und in Abhängigkeit von deren Lichtsende- und Lichtempfangsrichtung. Wenn die Anordnung die in den Fig. 2a und 2d gezeigten Überwachungszonen hat, so ist es z.B. erforderlich, die Einstellung der Lichtsende- und i-empf ängerelemente mit hoher Präzision vorzunehmen. Bei einer solchen Anordnung, bei welcher wenigstens die Lichtsender- und -empfängerelemente paarweise getrennt eingestellt werden müssen, sind aufwendige Installations- und Einstellarbeiten erforderlich, so daß die eingangs erwähnten Mängel auftreten.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind nur ein Lichtsendeelement und ein Paar Lichtempfängerelemente vorgesehen, wobei die Lichtempfängerelemente so angeordnet sind, daß sie eine gemeinsame Lichtaufnahmezone aufweisen, aus der sie, wenn das zu meldende Objekt eine vorbestimmte Größe überschreitet, gleichzeitig Licht empfangen, wobei sie jedoch zwei voneinander unabhängige Lichtempfängerzonen aufweisen, aus denen jeweils eines der Lichtempfängerelemente auf einer der beiden Seiten der gemeinsamen Lichtempfängerzone getrennt Licht aufnimmt; der Lichtsender und die zwei Lichtempfänger sind in einem einzigen Gehäuse untergebracht.

Es wird nun auf die Fig. 3 und 4a bis 4c Bezug genommen. Die Detektoranordnung nach einer ersten Ausführungsform der Erfin-

dung weist ein zylindrisches Gehäuse 10 und eine Ringhaitorung 12 auf, durch die eine scheibenförmige Frontplatte 1 am Umfangsrand des offenen Endes des Gehäuses 10 festgeschraubt ist. Die Frontplatte 11 ist vorzugsweise aus lichtdurchlässigem synthetischen Harz gebildet. Eine auf der Vorderseite mündende Lautsprechergehäusekammer 13, die mit einem Metallschirm 13a abgedeckt ist, ist in der Mitte der Frontplatte 11 vorgesehen. Ein Lautsprecher 15 ist in dieser Kammer 13 angeordnet. An der Frontplatte 11 sind kleine zylindrische Linsengehäuse 16 und 16a angeordnet, die an ihren beiden axialen Enden offen sind und die symmetrisch auf gleicher Höhe auf beiden Seiten des Lautsprechergehäuses 13 angeordnet sind. Linsen 17 bzw. 17a, die jeweils einen Teil der Lichtempfängerelemente bilden, sind in die Linsen-Aufnahmekammern 16, 16a eingesetzt. Eine Aussparung 18 zur Aufnahme einer später im einzelnen erläuterten gedruckten Schaltungsplatte ist unter der Kammer 13 auf der Rückseite der Frontplatte 11 angeordnet; auf beiden Seiten der Kamner 13 sind Montagesockel 19, 19a vorgesehen, die von der Frontplatte 11 aus nach hinten vorspringen und symmetrisch übereinancer angeordnet sind.

In dem Gehäuse 10 befindet sich ein Halterungsrahmen 20, dessen verlängerte Füße mit Schrauben an den Montagesockeln 19, 19a befestigt sind. Eine ebenfalls in dem Gehäuse 10 aufgenommene gedruckte Schaltungsplatte 21 weist bei der gezeigten Au:;führungsform einen waagerechten Eil 20' sowie einen vorderen und einen hinteren senkrechten Teil 21", 21"' auf, die voneinander beabstandet sind. Der waagerechte Teil 21' ist an seinem vorderen Ende in der Aussparung 18 der Frontplatte 11 und an seinem hinteren Ende an einem Laschenteil 20' befestigt, das aus dem Halterungsrahmen 20 ausgeschnitten und von diesem abstehend ausgebildet ist, wobei die Befestigung mittels Schrauben erfolgt. Schaltungsteile 22 der später im einzelnen erläaterten Verarbeitungsschaltung sind auf der gedruckten Leiterplatte 21 aufgebaut. Ein Lichtsenderelement 23, welches Hauptbestandteil des Lichtsenders ist, ist an der vorderen Unterseite des

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waagerechten Teils 21' so befestigt, daß es Licht nach unten aussendet. Ein Reflektor 24, der im Schnitt die Form einer Halbparabel hat, ist an seinem oberen Ende an der vorderen Unterseite des waagerechten Teils 21' angrenzend an das Lichtsendeelement 23 befestigt, dergestalt, daß von dem Lichtsendeelement 23 ausgesandtes moduliertes Licht durch den Reflektor 24 so reflektiert wird, daß es durch die lichtdurchlässige Frontplatte 11 hindurch austritt und von der Vorderseite des Gehäuses 10 ausgestrahlt wird.

Lichtempfängerelemente 25, 25a, welche die Hauptbestandteile des Lichtempfängers bilden, sind an den Brennpunkten der Linsen 17, 17a angeordnet, welche auf der Vorderseite des vorderen senkrechten Teils 21" in die Frontplatte 11 eingesetzt sind; konische bzw. sich erweiternde Hauben 26, 26a sind an den Lichtempfängerelementen 25, 25a so angeordnet, daß sie Außenlicht abschirmen. Auf der Stirnseite jeder Kammer 26A, in die ein Lichtempfängerelement eingesetzt ist, kann ein kleines kreisförmiges Loch 26A¹ angeordnet sein, wie in Fig. 4d gezeigt ist, anstelle der Hauben 26 und 26a. Ein Anschluß des z.B. an der Frontplatte 11 befestigten Lautsprechers 15 ist mit dem horizontalen Teil 21' verbunden, während ein Kondensator 27 an dem hinteren senkrechten Teil 21"' befestigt ist. Ein Lautstärkeregler 28 und ein Umschalter' 29 sind ferner am Halterungsrahmen 20 hinter dem rückwärtigen senkrechten Teil 21"' angeordnet. Ein Bedienknopf 28' und ein Betätigungshebel 29' stehen jeweils aus einer Öffnung am Ende des Gehäuses 10 heraus. Der Umschalter 29 kann z.B. dazu verwendet, die Lichtempfangsreihenfolge der Lichtempfängerelemente 25, 25a des Lichtempfängers umzuschalten, wie später erläutert wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Gehäuse an dem Sockel derart befestigt, daß die Frontplatte, durch welche hindurch das modulierte Licht ausgestrahlt und empfangen wird, in eine beliebige Richtung gebracht werden kann. Es wird erneut auf die Fig. 3 und 4a Bezug genommen. Fußteile 30a¹

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von zwei Verbindungsstangen 30, 30a, die in geringem Abstand voneinander parallel verlaufen (in Pig. 4a ist nur eine von ihnen gezeigt) , sind am unteren Teil des Gehäuse:; 10 mit Schrauben befestigt. Sechskant-Aufnahmelöcher 31 (-"On denen in Fig. 3 nur eines gezeigt ist) sind in waagerechter Richtung miteinander fluchtend in den Verbindungsstangen 30, 30a vorgesehen, wobei diese Verbindungsstangen durch eine Befestigungsschraube 32 miteinander verbunden sind, die es gestattet, die beiden Stangen voneinander zu lösen. Ein Sockel 33 ist vorgesehen, um die Befestigung an einer Wand od.dgl. zu ermöglichen, während ein Befestigungsfußteil 35 mit kugelförmigem Verbindungsteil 34 an einem Ende und einer hindurch-, führenden Bohrung in aufgerichteter Stellung befestigt ist. Ein waagerechter Flanschteil 35" des Befestigungsfußteilt 35 ist in Berührung mit der Oberseite des Sockels 33 und duich eine Mutter 36 am unteren Ende des Befestigungsfußteils 35 inrerhalb des Sockels 33 befestigt. Das kugelförmige Verbindungste:1 34 des Befestigungsfußteils 35 ist teilweise in den Sechskar tlöchern der Verbindungsstangen 30, 30a in Eingriff, wöbe.- diese Verbindungs stangen und das Befestigungsfußteil 35 kugelcielenkähnlich zusammenwirken, wobei die Befestigungsschraube 3:! eine Feststellung ermöglicht.

Der Sockel 33 selbst umfaßt einen Bodenteil 33', der direkt über Schrauben 37 an einer Wand od.dgl. befestigt werden kann, und einen Deckelteil 33", auf den der Bodenteil aufgesetzt ist. In geeigneter Weise mit einer externen Stromquelle verbuidene Federlamellen 38 und 38a sind an dem Bodenteil 33" mittels Schrauben befestigt. Kontaktlame11en 39, 39', die mit den Federlamellen 38, 38a in Eingriff gebracht werden, indem der Deckelteil 33" gedreht wird, sind an dem Deckelteil 33" befestigt. Die Verbindung des Deckelteils 33" mit dera Bodenteil 33' wird ebenfalls durch Eingriff der Lamellen 39, 39a mit den Federlamellen 38, 38a erreicht. Verbindungsdrähte 40, 40a, die mit den Einrastlamellen 39, 39a verbunden sind, erstrecken sich durch den Befestigungsfußteil 35 aus dem Deckelteil 33" hinaus,

zwischen den Verbindungsstangen 30, 30a hindurch und durch eine Öffnung auf der Unterseite des Gehäuses 10 hindurch, um an die gedruckte Schaltungsplatte 21 angeschlossen zu werden und Strom aus einer externen Stromquelle zuzuführen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Ausführungsform erläutert. Der Deckelteil 33" wird auf den Bodenteil 33' aufgesetzt, die gedruckte Schaltungsplatte 21 mit elektrischen Strom versorgt, und die Verbindungsstangen 30, 30a werden in bezug auf den Befestigungsfußteil 35 und mittels der Befestigungsschraube 32 so eingestellt, daß die Frontplatte 11 des Gehäuses 10 in der gewünschten Richtung angeordnet ist. Das Lichtsendeelement und die Lichtempfängerelemente sind dann so angeordnet bzw. eingestellt, daß sie Licht in der in Fig. 5 gezeigten Weise aussenden bzw. empfangen. Ein Lichtsender-Schaltkreis 41 wird so angesteuert, daß moduliertes Licht von dem Lichtsendeelement 23 ausgeht. Dabei werden auf beiden Seiten der Lichtsendezone G Lichtempfängerzonen R₁ und R₂ durch den Lichtempfänger gebildet, der aus den Lichtempfängerelementen 25, 25a mit zugeordneten Linsen 17 bzw. 17a gebildet ist.

Wenn ein zu meldendes Objekt P sich durch die Lichtsendezone G in Richtung des Pfeiles A hindurchbewegt, so empfängt das Lichtempfängerelement 25 das von dem Lichtsenderelement 23 ausgesandte modulierte Licht mit der in Fig. 7 im Diagramm ο gezeigten Signalform, während das andere Empfängerelement 25a dieses Licht später aufnimmt. Die Ausgangssignale der Lichtempfängerelemente werden an Verarbeitungsschaltungen 42 und 42a zut Verarbeitung der empfangenen Lichtsignale angelegt. Die Ausführungsform der Verarbeitungsschaltungen 42, 42a ist im einzelnen in Fig. 6 gezeigt. Die Ausgangssignale der Lichtempfängerelemente werden zunächst durch Verstärkerschaltungen 43 bzw. 43a verstärkt, die auf die Frequenz des Lichtsenderelementes so abgestimmt sind, daß sich die Signalformen ρ bzw. p. in Fig. 7 ergeben; diese Signale werden an Detektorschaltungen

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44 und 44a, Tiefpaßfilter 45 bzw. 45a und Tiefpaßverstärker 46 bzw. 46a.angelegt, wodurch die Signalformen q bzw. q_a in Fig. 7 erhalten werden. Diese Signalformen werden dann durch Signalformschaltungen 47 bzw. 47a so in Form gebracht, da.3 sich die Ausgangsspannung γ bzw. y_a in Fig. 7 ergeben. Die Ausjangssignale der Signalformschaltungen 47 bzw. 47a werden eine; Phasendetektorschaltung 48 vom Differentialtyp zugeführt, die zu einer Auslöschschaltung 51 gehört, welche Vergleicher 49, 49a zürn Vergleichen der Ausgangssignale γ und γ mit einer Bezugsspannung Vf sowie Differenzierglieder 50 und 50a und Dioden D und Da umfaßt, deren Anode jeweils mit einem Ausgangsanschluß eines Differenziergliedes 50 bzw. 50a verbunden ist, während die Kathode mit einem Ausgangsanschluß des Vergleichers 49 bzw. 49a verbunden ist. Die in Fig. 7 gezeigten Ausgangssignale s und s_a der Phasendetektorschaltung 48 werden an eine Phasengleichheitdetektorschaltung 52 angelegt, die eine NAND-Schaltung un.faßt und das in Fig. 7 gezeigte Ausgangssignal t abgibt. Diese NAND-Schaltung bildet mit weiteren AND-Schaltungen 53 und 53a eine zweite Auslöschschaltung.

Die Ausgangssignale u bzw. u , die von den AND-Schaltungen bzw. 53a abgegeben werden und in Fig. 7 gezeigt sind, werden monostabilen Kippschaltungen 54, 54a zugeführt. Es werden also die in Fig. 7 gezeigten Ausgangssignale α bzw. ß von der Bewegungsrichtung-Diskriminatorschaltung 55 abgegeben, welche die erwähnten Schaltungsteile von der Phasendetektorschaltun<j 48 bis zu den monostabilen Kippschaltungen 54, 54a umfaßt, und diese Signale werden schließlich an eine Anzeigeschaltung 56 angelegt, und zwar über den bereits erwähnten Umschalter 29. Die Anzeigeschaltung 56 selbst umfaßt z.B. eine TonsignaL-Generatorschaltung 57, einen an diese über eine Filter abgeschlossenen Verstärker 58 und einen Lautsprecher 59.

Die durch die zwei Lichtempfängerelemente gebildeten Licitempfangszonen nehmen Licht nur dann gleichzeitig auf, wem der zu meldende Gegenstand eine vorbestimmte Größe über-

schreitet, wie bereits erwähnt wurde. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist es hierfür erforderlich, daß ein zu meldendes Objekt po in einer solchen Stellung ist, daß. es in beide Lichtempfängerzonen hineinragt. Wenn sich also ein Objekt, das kleiner ist als die vorbestimmte Größe, durch die beiden Überwachungszonen hindurch bewegt, so hat das Ausgangssignal des einen Vergleichers der Bewegungsrichtung-Diskriminatorschaltung 55, welcher einer der beiden Lichtempfängerzonen entspricht, in welcher sich das Objekt befindet, einen hohen Pegel, während jedoch das Ausgangssignal des anderen Vergleichers der Schaltung weiterhin auf niedrigem Pegel liegt. Der von der einen Differenzierschaltung hinter dem Vergleicher abgegebene differenzierte Impuls wird dann durch eine der Dioden,· welche die erste Auslöschschaltung bildet, auf einen niedrigeren Pegel gebracht und von der AND-Schaltung der zweiten Auslöschschaltung nicht abgegeben.

Wenn hin-;-.:gen ein Objekt, das die vorbestimmte Größe aufweist, sich durch die Überwachungszone hindurchbov;egt, so hat das Ausgangssignal des einen Vergleichers, der der einen Überwachungszone zugeordnet ist, hohen Pegel, während gleichzeitig, wenn das Objekt sich in eine Stellung bewegt, in der es in beide überwachungszonen hineinragt, das Ausgangssignal des anderen, zu der anderen überwachungszone gehörenden Vergleichers ebenfalls auf hohem"Pegel 1st, so wird die Bewegungsrichtung-Diskriminatorschaltung angesteuert, ohne durch die Diode der ersten Auslöschschaltung beeinflußt zu werden. Wenn sich das Objekt z.B. in Richtung des Pfeiles A bewegt, so wird das Signal α"am Ausgang der Diskriminatorschaltung abgegeben; wenn es sich in Richtung des Pfeiles B bewegt, so wird das Signal ß ab- gegeben. Die kombinierte Tonsignal-Generatorschaltung wird ansprechend auf diese Ausgangssignale angesteuert. Dadurch kann z.B. das Tonsignal "Willkommen!" erzeugt und über den Lautsprecher 59 ausgegeben werden, wenn .sich das Objekt in Richtung des Pfeiles A bewegt, während ein Tonsignal "Danke!" ertönt, wenn sich das Objekt in Richtung des Pfeiles B bewegt.

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Wenn ein Gegenstand in der jjberwachungszone vibriert, so ändern sich die von den beiden Lichtempfängerelementen empfangenen Lichtmengen gleichzeitig, so daß an beiden Vergleichern gleichzeitig Ausgangssignale abgegeben werden und durch die ^ .-erste Auslöschschaltung gelangen, nicht jedoch von der zweiten Auslöschschaltung abgegeben werden, welche die NAND-Scha.ltung und die zwei AND-Schaltungen umfaßt, so daß die Anzeigeschaltung nicht wirksam wird.

Die-Anzeigeschaltung 56 kann auch in umgekehrter Weise zur obigen Erläuterung betrieben werden,, indem der Umschalter 29 durch Betätigung des Hebels in die andere Stellung gebracht wird. . -

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung kann das Gehäuse sehr flach bzw. klein ausgebildet werden, indem eine Anordnung gewählt wird, bei welcher die Mitte des von dein Lichtsender ausgestrahlten Lichtflusses und die Mitte des von den Lichtempfänger empfangenen Lichtflusses in derselben Ebene liegend gewählt werden. Es wird nun auf die Fig. 8 bis 13 Bezug genommen, in denen eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist. Ein aus zwei Hälften zusammengesetztes Gehäuse 110 ist mit zwei halbkreisförmig gewölbten Teilen 110" oberhalb bzw. unterhalb der Mitte eines von vorn betrachtet elliptisch ausgebildeten Gehäusekörpers 11O¹ ausgebildet. Eine gedruckte Schaltungsplatte 121 mit einem waagerechten Teil 121' und einem senkrechten Teil 121" ist in das Gehäuse 110 eingesetzt. Der

waagerechte Teil 121' der Platte 121 ist durch Schrauben an ·.'''' Befestigungssockeln 119, 119a befestigt, die von der unteren Innendberflache des "Gehäuses 110 abstehen. Im Gegensatz zu der vorstehend und in Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschriebenen Ausführungsform sind ein Lichtsenderelement 123 und ein Reflektor 124 auf der Oberseite der Frontplatte des horizontalen Teils 121' angeordnet. Linsen 113 und 113a sind in Halterungsteilen 120, 120a gehalten, die an den beiden vorderseitigen Ecken der gedruckten Schaltungsplatte 121 auf beiden Seiten

des Reflektors 124 befestigt sind. Lichtempfängerelemente

125, 125a des Lichtempfängers sind an dem senkrechten Teil 121" so angeordnet, daß sie sich im Brennpunkt der Linsen 113, 113a befinden. Bei dieser Ausführungsform sind das Lichtsenderelement 123, der Reflektor- 124, die Linsen 113, 113a und die Lichtempfängerelemente 125, 125a so angeordnet, daß die Mitte des von dem Lichtsender ausgesandten Lichtflusses und die Mitte des von dem Lichtempfänger empfangenen Lichtflusses in derselben Ebene X liegen. Ferner können die Linsen 113, 113a direkt befestigt werden, indem sie jeweils durch einen Federdrahtbügel

126, 126a verriegelt werden, der an Halterungsteilen 12Q bzw. 12Oa verankert ist. In gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 umfaßt die gedruckte Schaltungsplatte 121 Schaltungskomponenten 122, welche die Schaltung nach Fig. 6 bilden.

Eine lichtdurchlässige Frontplatte 111 ist auf der Vorderseite des Gehäuses 110 eingesetzt, und Ringnuten 161 zur Aufnahme eines Flansches 160" am vorderen Ende eines Halterungszylinders 160 sind im Mittelteil des hinteren Gehäuseendes gebildet. Im wesentlichen V-förmige Rillen 162, die sich geringfügig in Axialrichtung des Zylinders erstrecken, sind in Umfangsrichtung beabstandet an der Innenwandung des vorderen Endes des Zylinders 160 angebracht. Ein durch eine Schraube an der Innenoberfläche des Gehäuseunterteils des Gehäuses 110 befestigtes Verriegelungsteil 163 kann in diese V-förmigen Rillen 162 einrasten. Das Verriegelungsteil 162 selbst ist durch Biegen einer elastischen Metallplatte gebildet und weist einen Vorsprung 165 auf; der in die Rille 162 eingreifen kann; er ist an der Unterseite eines Fußteils 164 gebildet und hat von vorn betrachtet die Gestalt eines U. Ein waagerechter Teil 166 ist von der Seite betrachtet ebenfalls U-förmig ausgebildet und mit dem Fußteil 164 einteilig geformt, während sich eine Lasche 167 diagonal von der Mitte des waagerechten,Teils 166 nach unten erstreckt, derart, daß es sich etwas oberhalb des Fußteils 164 befindet.

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Wenn der waagerechte Teil 166 dieses Verriegelungsteils 163 an seinen beiden Enden mittels Schrauben an Befestigungsblökken 168, 168a befestigt wird, die sich vom Unterteil des Gehäuses aus hoch erstrecken, und wenn der Vorsprung 165 mit der V-förmigen Rille 162 des HalterungsZylinders 160 in Eingriff gebracht wird, so kann dieser an dem Gehäuse 110 un. seine Achse drehbar befestigt werden. Das Verriegelungsteil

163 ist dann ausreichend elastisch, damit bei Drehung des Gehäuses 110 in bezug auf den Zylinder 160 das Gehäuse selektiv und schrittweise in die gewünschte Stellung gedreht und in dieser Stellung arretiert werden kann. Das Fußteil 164 wird durch die Lasche 167 gehindert, übermäßig zu federn, wenn das Gehäuse 110 gedreht wird, so daß eine glatte Drehbeweguno ermöglicht wird. Um zu verhindern,· daß die sich aus dem Ha] terungszylinder -160 in das Gehäuse 110 hinein erstreckende!. Stromzuführungsdrähte verdrillen, ist vorzugsweise ein Anschlag 169 vorgesehen, der gegen die hochstehende Kante des Fuß^eils

164 anstößt und radial an der Innenoberfläche des vorderen Endes des Halterungszylinders 160 absteht; auf diese Weise wird der Drehwinkel des Gehäuses 110 festgelegt. Ferner sind an der Unterseite des Gehäuses 110 ähnlich wie der Umschalter bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ein Umschalter 129 sowie ein Ein/Aus-Schalter 129' od.dgl. vorgesehen, obenso wie ein geeigneter Schaltungsteil in dem Halterungszylin>ler 160.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die kugelgelenxartige Halterung mit den am Halterungszylinder 160 befestigten 7erbindungsstangen und Befestigungsfußteilen, die am Sockel befestigt sind, im wesentlich übereinstimmend mit der Ausführun-jsform nach den Fig. 3 und 4 ausgebildet, mit der Ausnahme, daß die Verbindungsstangen von der Seite betrachtet leicht gebogen sind. Einander entsprechende Elemente der Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 bzw. Fig. 8 bis 13 sind mit entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, wobei jedoch für die Ausführungs-

-Viform nach Fig. 8 bis 13 die Zahl 100 hinzuaddiert ist.

Bei der zweiten Ausführungsform befindet sich die Mitte des empfangenen Lichtflusses im wesentlichen in derselben Ebene X wie die Mitte des projizierten Lichtflusses, wie aus Fig. 14a hervorgeht. Der Abstand 1- zwischen den Lichtempfängerelementen 125, 125a, also zwischen den beiden empfangenen Lichtbündeln, ist also wesentlich größer als der Abstand 1-, wie er in Fig. 14b gezeigt ist, bei welcher die Achse des ausgesandten Lichtbündels und die Achsen der empfangenen Lichtbündel nicht in derselben Ebene liegen; hierdurch wird der Abstand 1_Q zwischen den beiden Lichtempfangszonen groß genug, so daß die Anordnung nur dann eine Anzeige liefert, wenn ein Objekt sich hindurchbewegt, das eine vorbestimmte Größe überschreitet. Ansonsten sind'Ausbildung, Arbeitsweise und Funktionen die gleichen wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4.

Gemäß einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 15 gezeigt ist, können doppelte V-förmige Rillen an der inneren ümfangsoberflache des Vorderendes des HalterungsZylinders und ein entsprechend geformtes Verriegelungsteil 260 vorgesehen sein, das in Fig. 16 gezeigt ist und aus einer Blattfeder mit einem Doppelvorsprung 265 gebildet ist, welcher in den V-förmigen Doppelrillen 262 eingreift.

Wie in Fig. 17 gezeigt ist, können ein Gehäuse 310 und ein Sockel 330 gemäß einer anderen Ausführungsform über ein flexibles Verbindungsrohr 335 verbunden sein. Bei der in Fig. 18 gezeigten Ausführungsform sind Verbindungsstangen 430, 43Oa, die in gleicher Weise wie bei den Ausführungsformen nach Fig.3 und 4 ausgebildet sind, an einem Haltesockel 433 befestigt, während kugelförmige Verbindungsteile 434 und 434a an beiden Enden eines VerbindungsStabes 435 mit diesen zwei Paaren von Verbindungsstangen verbunden sind, in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4/ wobei Gehäuse und Sockel dann miteinander über ein Zweipunkt-Universalgelenk verbunden sind.

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Die erfindungsgemäße Detektoranordnung zeichnet sich durch eine geringe Anzahl von erforderlichen Bauteilen aus. Die Lichtsender- und -empfangseinrichtungen zur Feststellung der Bewegungsrichtung sind in einem einzigen Gehäuse untergebracht, so daß die Anordnung kompakt ausgebildet werden kann und cie überwachte Zone leicht einstellbar ist. Trotz der Anordnung von zwei Lichtempfängerelementen in einem einzigen Gehäuse kann eine gemeinsame Lichtempfängerzone erhalten werden, während der Abstand zwischen den Lichtempfangerzonen groß genug gemacht werden kann, damit die Bewegungsrichtung ■ des Objektes korrekt bestimmt werden kann; die Detektoranordnung liefert nur dann die gewünschte Anzeige, wenn das Objekt eine vorbestimmte Größe überschreitet. Ferner ist die erfindungsgemäße Detektoranordnung nicht nur äußerst kompakt, sondern auch äußerst vielseitig anwendbar.

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Claims (10)

1. 31195Π8

   PATENTANWÄLTE

   Dipl.-Ing. MAX BUNKE
   Dipl.-Chem. Dr. HOLGER BUNKE
   Dipl.-Phys. HARTMUT DEGWERT

   JOHANNES-SCHARRER-STRASSE 13 - O-8000 MÜNCHEN 21

   München, den 15.5.1981 P 5022

   MATSUSHITA ELECTRIC WORKS, LTD. Osaka / Japan

   Detektoranordnung zur Meldung von Bewegungen

   PATENTANS PRÜCHE

   Detektoranordnung zur Meldung von sich bewegenden Objekten, mit einem moduliertes Licht aussendenden Lichtsenderelement, einer Mehrzahl von Lichtempfängerelementen, die das an dem zu meldenden, sich bewegenden Objekt reflektierte Licht empfangen, einer Signalverarbeitungsschaltung, velche die Reihenfolge feststellt, in der die Lichtempfängerelemente die Bewegung eines Objektes durch die überwachte Zone erfassen, so daß die Bewegungsrichtung des Objektes festgestellt wird und ansprechend auf die festgestellte Bewegungsrichtung unterschiedliche Ausgangssignale erzei.gt werden', und mit einer auf diese Aus gangs sign ale anspre-chen-

   3 Ί Ί y b U ö

   den Anzeigeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der das Lichtsenderelenient (23; 123) enthaltende Lichtsender und ein die Mehrzahl von Lichtempfängerelementen (25, 25a; T25, 125a) enthaltender Lichtempfänger eine gemeinsame Lichtempfangszone aufweisen,"aus der die Lichtempfänger- -— elemente gleichzeitig reflektiertes Licht empfangen, und voneinander unabhängige Lichtempfangszonen (R-, R-) aufweisen, aus denen sie Licht getrennt empfangen, und daß der Lichtsender und der Lichtempfänger in einem einzigen Gehäuse (10; 110) angeordnet sind.
2. 2. Detektoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Lichtsender vorhandenist und zwei Lichtempfängerelemente (25, 25a; 125, 125a) symmetrisch in bezug auf den Lichtsender angeordnet sind und daß der Lichtsender und der Lichtempfänger auf einer in dem Gehäuse (10; 110) angeordneten gedruckten Schaltungsplatte (21; 121) angeordnet sind.
3. 3. Detektoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungsschaltung Pegel-Diskriminatorschaltungen (49, 49a) zur Unterscheidung der von den Lichtempfängerelementen empfangenen Lichtpegel, in Reihe mit den Pegel-Diskriminatorschaltungen angeordnete Differenzier schaltungen' (50, 50a) , eine erste Aus löschschaltung (51), welche die Ausgangssignale der Differenzierschaltungen löscht, wenn keine der Pegel-Diskriminatorschaltungen ein Ausgangssignal liefert, und eine zweite Auslöschschaltung (52, 53, 53a) umfaßt, welche die Ausgangssignale der Differenzierschaltungen auslöscht, wenn diese gleichzeitig Ausgangssignale erzeugen.
4. 4. Detektoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10; 110) an einem Sockel (33; 133) gehaltert ist und ein Gelenk, das zumindest eine Schwenkung zwischen Gehäuse und Sockel zuläßt,, zwischen diesen, angeordnet ist.

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   • ·
5. 5. Detektoranordnung-Jiach—Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk zwei Verbindungselemente (30, 3Oa) umfaßt, die an dem Gehäuse (10) befestigt sind und jeweils ein polygonförmiges Halterutn.gsloch. (31) aufweisen, daß die ~--~7-Verbindungselemente durch eine Befestigungsschraube (3 2) einander angenähert und voneinander entfernt werden können

   ■ und daß ein kugelförmiges Verbindungsteil (34) in den ialterungslöchern (31) zwischen den Verbindungselementen eingespannt ist.
6. 6. Detektoranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (310) über ein flexibles Rohr (335) iru t dem

   - Sockel (333) verbunden ist.
7. 7. Detektoranordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender

   und der Lichtempfänger derart angeordnet sind, daß ■ die Mitte des von dem Sender ausgesandten L'ichtf lusset. und , die Mitte der von den zwei Lichtempfängerelementen empfangenenen Lichtkegel im wesentlichen in einer Ebene (X) l.'.egen.
8. 8. Detektoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch

   "■ gekennzeichnet, daß der Lichtsender einen Reflektor (:>4; ' 124) umfaßt, der eine die Gestalt einer Halbparabel aufweisende Reflektorfläche aufweist, von der die von dem LLchtsenderelement (23; 123) ausgesandte Lichtstrahlung reflektiert wird, und daß der Lichtempfänger für jedes Lich-empfängerelement eine angrenzend an die Frontplatte (11; 111) des .--. Gehäuses angeordnete Linse (17, 17a; 113, 113a) umfaß-, und -, daß*die Lichtempfängerelemente jeweils im Brennpunkt 3er zugeordneten Linse angeordnet sind.
9. 9. Detektoranordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Schaltungsplatte (21) mit einem waagerechten Teil (21') und einem senkrechten Teil - »_ (21") .ausgebildet ist und daß der Lichtsender auf dem waage-

   BAD ORIGINAL

   rechten Teil und der Lichtempfänger auf dem senkrechten Teil aufgebaut ist.
10. 10. Detektoranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine flache Gestalt mit halbkreisförmig gewölbten Teilen (110") aufweist, die einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet und oberhalb bzw. unterhalb der Mitte eines Gehäuseteils angeordnet sind, der von vorne betrachtet elliptisch ausgebildet ist, und daß zwischen dem Gehäuse und dem Gelenk ein Halterungszylinder (160) drehbar in der Mitte des hinteren Gehäuseendes eingesetzt ist.