DE3415233C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Raumüberwachungseinrichtung mittels einer als Eindringsensor verwendeten Laser- oder LED-Lichtschranke, mit einer gesteuerten Laser-Sende- und Empfangseinrichtung in einer ersten Station einer Reflektoreinrichtung mit Retroreflektor, einer Anfragecode­ empfangseinrichtung sowie einer Retromodulatoreinrichtung und einem dem Retroreflektor vorgeschalteten Modulator in einer zweiten Station.

Solche Einrichtungen sind durch die Anmelderin entwickelt und zum Gegen­ stand der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 33 28 335 A1 ge­ worden. Ferner zählen zum Stand der Technik die verschiedenen Licht­ schrankensysteme mit Retroreflektoren, die jedoch relativ leicht zu überlisten sind, denn bei diesen einfachen Lichtschranken genügt das Einbringen bzw. Einschieben eines störenden Retroreflektors unmittelbar in der Nähe des Lichtsendeempfängers in den Lasersendestrahl. Geschieht dies in einer geeigneten Weise, was auch nahzu problemlos zu bewerk­ stelligen ist, so ist die Empfangsstrahlung dieser Lichtschranke nahezu ungeändert und der ursprüngliche überwachte Raum ist damit frei zugäng­ lich, d. h. eine Alarmauslösung findet nicht statt.

Durch die DE 24 53 077A1 ist eine Einrichtung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 bekanntgeworden. Hier wird zwischen zwei Phasen unter­ schieden, nämlich zwischen der IFF-Abfrage und der Umschaltung zur Er­ öffnung des Lichtsignalverkehrs. Bei dieser Einrichtung ist es jedoch möglich, daß nach der einmaligen IFF-Abfrage der Nachrichtenfluß durch optische Hilfsmittel auf einen Täusch-Informationsgeber umgeleitet wird, der Falschinformationen in Richtung des Eingangslichtbündels sendet und die Informationen des Retromodulators "abhört". Relativ problemlos ist es hier möglich, daß der eindringende Täusch-Informationsgeber die IFF- Abfrage und die entsprechende Antwort während des Eindringens abhört, analysiert und selbst in Richtung des Antwortlichtbündels aussendet.

Wird nun als Lichtschranke ein Laserentfernungsmesser verwendet, so ist auch solch ein System zu überlisten, indem beispielsweise rechtwinklig zum Laserstrahl ein störender Retroreflektor angeordnet wird, dessen Entfernung so gewählt wird, daß sie der Entfernung des eigentlichen Re­ troreflektors des Systems entspricht. Ist die Aufstellung erfolgt, so wird in den Laserstrahlengang ein Umlenkspiegel in geeigneter Weise ein­ geschoben und so der Entfernungsmeßstrahl auf den Störreflektor gelenkt. Da der Lichtstrahl aber nunmehr dieselbe Soll- Länge durchläuft, erfolgt kein Alarmsignal. Der Raum zwischen Umlenkspiegel und Retroreflektor ist nicht mehr überwacht.

Eine weitere Eigenschaft der bisher bekannten Systeme ist die verhältnismäßig große Divergenz sowohl des ausgesen­ deten als auch des retroreflektierten Lichtstrahls, so daß die Infrarotstrahlung bzw. Streuschaltung leicht mittels TV-Kamera, Bildwandler oder Nachtsichtbrille ent­ deckt werden und anschließend die Lichtschranke umgangen bzw. in der geschilderten Weise überlistet werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenann­ ten Nachteile zu beseitigen und ein System der eingangs genannten Art absolut verfälschungssicher zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Merkmale zuverlässig gelöst. Weitere vorteilhafte Maß­ nahmen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben und erläutert.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist dieses Ausfüh­ rungsbeispiel dargestellt.

Dieses Blockschaltbild zeigt den Aufbau der Lichtsende­ empfängereinrichtung 10 sowie der Reflektoreinrichtung 20. Erstere setzt sich aus der Lichtquelle in Form eines Lasers oder einer LED 13, vorzugsweise IR-Laserdiode, mit vorgeschalteter Sendeoptik 13 a, Umlenkspiegel 29 a, 29 b und Gesichtsfeldblende 13 b sowie einem von einem Anfrage­ generator 15 gesteuerten Treiber 14 zusammen, wobei dieser so aufgebaute Lichtsende-Empfängereinrichtung 10 eine Laserempfangseinrichtung 12 kollinear zum Sende­ strahl 40 aufgebaute zugeordnet ist, die den retroreflek­ tierten Laserstrahl, der als modulierter Empfangsstrahl 41 bezeichnet werden kann, mittels einer Empfangsoptik 16 (vorzugsweise Cassegrain-ähnlicher Aufbau) aufnimmt, an eine Empfangselektronik 17 weitergibt und dem Antwort­ codedetektor 18 zuführt, der seinerseits vom Anfrage­ generator 15 synchronisiert wird und gegebenenfalls das Auslösesignal 19 erzeugt.

Dieser vorbeschriebenen Lichtsende-Empfängereinrichtung 10 ist in einer bestimmten Entfernung - die als Aus­ breitungsstrecke 30 bezeichnet sein soll - eine Reflek­ toreinrichtung 20, bestehend aus einer Retromodulator­ einrichtung 20 b und einer dazu kollinear aufgebauten Anfragecodeempfangseinrichtung 20 a, zugeordnet. Diese nimmt über einen Strahlteiler 28, einen Umlenkspiegel 29 c und eine Empfangsoptik 21 den Sendestrahl 40 auf, gibt diesen in die Empfangselektronik 22, wo er synchron um­ gesetzt dem Anfragedetektor 23 zugeführt wird, dessen Signal dann den Antwortcodegenerator 24 steuert, der seinerseits wieder den Modulatortreiber 25 für den Modu­ lator 27 aktiviert. Letzterer ist dem Retroreflektor 26 vorgeschaltet und prägt dem retroreflektierten Laser­ strahl 41 den Antwortcode des Generators 24 auf. Dieser Code ist vorprogrammiert, zeitlich variabel und durch den Sendestrahl 40 synchronisiert. Durch die Laser­ empfangseinrichtung 12 mit Modulationsauswertung erfolgt dann die Detektion. Bei Ausbleiben des richtigen Antwort­ codes erfolgt ein Auslösesignal.

Bei Verwendung einer CW-Laserdiode 13 mit kleiner Emissions-Streifenbreite und einer geeigneten Sendeoptik 13 b läßt sich eine Divergenz des Sendestrahls 40 von weniger als 0,5 mrad erzielen. Die Divergenz des retro­ reflektierten Strahls kann mit einem geeigneten Retro­ reflektor ebenfalls kleiner als 0,5 mrad gehalten werden.

Wegen des kollinearen Aufbaus von Lasersendeeinrichtung 11 und Laserempfangseinrichtung 12 sowie der Anfragecode­ empfangseinrichtung 20 a und der Retromodulatoreinrichtung 20 b treffen bei genügend großen Aperturen von Lichtsende­ empfängereinrichtung 10 und Reflektoreinrichtung 20 der größte (signifikante) Teil des Sendestrahls 40 und des Empfangsstrahls 41 auf diese Aperturen. Man kann daher bei sehr niedrigen Laserleistungen arbeiten, was die Entdeckbarkeit der Lichtschranke stark erschwert. Diese Eigenschaft wird weiter dadurch unterstützt, daß nur ein geringer Teil der Laserstrahlung außerhalb der jeweili­ gen Empfangsaperturen auftrifft. Die hier noch entstehen­ de geringe Streustrahlung kann durch eine absorbierende Farbgebung unterdrückt werden. Zusätzliche Streustrahlung der verschiedenen optischen Komponenten wird überdies durch die Gesichtsfeldblenden 29 a, b, c verhindert.

Dieses System kann nun in einem weiteren Ausführungsbei­ spiel dadurch optimiert werden, daß der Modulator 27 als Flüssigkristallmodulator ausgebildet ist, so wie er bei­ spielsweise in der Patentanmeldung DE 33 28 335 A1 der Anmelderin beschrieben ist. Dadurch werden nicht nur kurze Ausschaltzeiten erreicht, sondern es kann im Streu­ mode und ohne Polisatoren gearbeitet werden. Eine Ort­ barkeit der Retromodulatoreinrichtung 20 ist dadurch nahezu unmöglich geworden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Intensitätsmodulation des Laserlichts nicht nur in der Amplitude bezüglich der Ansteuerspannung erfolgt, sondern auch in der Frequenz ermöglicht wird. Die Mittel bzw. die Lehre hierzu ist ebenfalls in der obengenannten Patentanmeldung von der Anmelderin aufgezeigt worden. Dadurch kann eine größere Reichweite erzielt werden, ferner können digitale Bau­ elemente und kompatible Mikroprozessoren verwendet werden, und weiterhin wird eine Erkennung des Retromodulators im Auszustand verhindert.

Claims (7)

1. Raumüberwachungseinrichtung mittels einer als Eindringsensor verwendeten Laser- oder LED-Lichtschran­ ke, mit einer gesteuerten Laser-Sende- und Empfangseinrichtung in einer ersten Station einer Reflektoreinrichtung mit Retroreflektor, einer Anfrage­ codeempfangseinrichtung sowie einer Retromodulatorein­ richtung und einem dem Retroreflektor vorgeschalteten Modulator in einer zweiten Station, dadurch gekennzeich­ net, daß der Laser-Sender kontinuierlich einen Anfragecode aussendet, daß dem retroreflektierten Lichtstrahl (41) ein vorprogrammierter Antwortcode eines Generators (24) kontinuierlich aufgeprägt wird, wobei der Antwortcode zeitlich varia­ bel und durch den Anfragecode des Sendestrahls (40) synchronisiert ist und sowohl der Sendestrahl (40) als auch der retroreflektierte Lichtstrahl (41) mittels Umlenkspiegel (29 a, b, c) und Strahlteiler (28) kolli­ near verlaufen und daß durch Gesichtsfeldblenden (13 b, 27 a) Streustrahlung von Sendeoptik (13 a) und Retromodu­ latoreinrichtung (20 b) abgefangen wird.

2. Raumüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirk­ same Apertur der Reflektoreinrichtung (20) den signifi­ kanten Teil des Sendestrahls (40) umschließt.

3. Raumüberwachungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Apertur des Empfängers (12) in der ersten Station den signifi­ kanten Teil des Empfangsstrahls (41) umschließt.

4. Raumüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulator (27) ein Flüssigkristallmodulator verwen­ det wird.

5. Raumüberwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerspannung des Flüssigkristallmodulators (27) in der Amplitude und in der Frequenz modulierbar ist.

6. Raumüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang vor dem Modulator (27) ein Strahlteiler (28) angeordnet ist, der einen Teil des Sendestrahls (40) über einen Umlenkspiegel (29) auf die Empfangsop­ tik (21) der Anfragecodeempfangseinrichtung (20 a) um­ lenkt.

7. Raumüberwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Empfangsoptik (16) der Laser-Sende- und Empfangseinrichtung (10) eine Cassegrain-ähnliche Spie­ gellinse verwendet wird, deren kleiner Spiegel einen dem Sendestrahl (40) entsprechenden Durchmesser besitzt.