DE3786857T2

DE3786857T2 - Verfahren zum nachweis von gegenständen und elektrooptische vorrichtung.

Info

Publication number: DE3786857T2
Application number: DE87901889T
Authority: DE
Inventors: George Beggs; Richard Speck
Original assignee: Auto Sense Ltd
Current assignee: Auto Sense Ltd
Priority date: 1986-02-19
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2007-02-20
Also published as: EP0259445B1; EP0259445A4; JPH01500230A; US4766421A; AU7164887A; DE3786857D1; EP0259445A1; WO1987005138A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Eine Einrichtung dieser Art ist in der FR-A-2 160 885 beschrieben. Eine ähnliche mit Elektrooptik arbeitende Einrichtung ist in der US-A-4 383 238 beschrieben.
In der Vergangenheit wurden verschiedene Systeme zur Verwendung bei der Erfassung des Vorhandenseins eines Objekts innerhalb eines überwachten Bereichs oder Raums entwickelt. Viele dieser Systeme finden speziell in Fahrzeugen Anwendung zu dem Zweck, den Fahrer auf das Vorhandensein eines angrenzenden Objekts oder Fahrzeugs aufmerksam zu machen. Die in Fahrzeugen verwendeten Systeme werden manchmal Kollisionsverhinderungssysteme genannt.
Zahlreiche Arten unterschiedlicher Technologien wurden auf frühere Kollisionsverhinderungssysteme angewandt. Zum Beispiel basiert ein System der bekannten Art auf Ultraschall. Dabei wird eine Schallwelle hoher Frequenz in den überwachten Bereich ausgesandt, und die reflektierten Schallwellen, die die Frequenz der ausgesandten Schallwellen haben, werden analysiert, um festzustellen, ob sich ein Objekt in dem überwachten Bereich befindet. Mit Ultraschall arbeitende Systeme sind in bezug auf ihre Ansprechzeit relativ langsam und unterliegen insbesondere verschiedenen Arten von Störungen aufgrund von Windflattern und Wirbeln sowie aufgrund anderer Störgeräuschquellen, die die Zuverlässigkeit des Systems herabsetzen. Darüber hinaus müssen die Ultraschallwandler, die in diesem System verwendet werden, im Freien montiert werden, wodurch sie dem in der Luft vorhandenen Schmutz und Feuchtigkeit ausgesetzt sind, die den problemlosen Betrieb des Systems eventuell stören.
Eine andere Art eines bekannten Kollisionsverhinderungssystems arbeitet mit Hochfrequenzsendern und -empfängern oder mit Radar. Diese zuletzt genannten Systeme sind zwar relativ leistungsfähig, konnten sich aber bei der Anwendung auf normale Personenfahrzeuge nicht durchsetzen, weil sie verhältnismäßig teuer sind.
Optische Systeme, welche die Ausbreitungsgeschwindigkeit des von dem Fahrzeug zu dem Objekt und zurück übertragenen Lichts messen, sind ebenfalls bekannt. Diese Systeme erfordern aber teuere Bauteile und eine relativ komplizierte Schaltung. Andere elektro-optische Systeme erzeugen Alarm, wenn ein Störsignal eine Schwelle überschreitet, wie das in der US-A-4 365 896 beschrieben ist.
Infolgedessen besteht auf diesem Gebiet ein Bedarf an einer preiswerten, einfach gebauten Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines Objekts innerhalb eines überwachten Bereichs, die zum Beispiel in Fahrzeugen verwendet werden kann, um Kollisionen zu verhindern.
Durch vorliegende Erfindung wird eine solche Einrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs zur Verfügung gestellt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines Objekts innerhalb eines überwachten Bereichs bereitgestellt, die mit einem elektro-optischen Sender und Empfänger arbeitet, die relativ einfach gebaut und preiswert herzustellen und dennoch höchst wirksam sind und nicht den Problemen unterliegen, daß ihre Zuverlässigkeit durch Störungen herabgesetzt wird. Der Sender sendet Lichtenergie, die mit einem vorgewählten Frequenzspektrum moduliert wird, um der ausgesandten Lichtenergie ein charakteristisches Kennzeichen zu verleihen. Das Licht in dem überwachten Bereich wird von einem Empfänger aufgenommen, der angrenzend an den Sender montiert ist. Der Empfänger enthält ein Filter, das nur einen Teil der empfangenen Lichtenergie von dem Objekt hindurchläßt, die ein Band vorgewählter Wellenlängen besitzt. Eine photoempfindliche Halbleitervorrichtung wandelt das gefilterte Licht in ein elektrisches Signal um, das in Übereinstimmung mit der Größe des gefilterten Lichts variiert. Das elektrische Signal wird durch einen Bandfilterverstärker verstärkt, der ausgewählte Frequenzen in dem Signal verstärkt, und das verstärkte Signal wird dann in Übereinstimmung mit dem Modulationsfrequenzspektrum synchron erfaßt, um die Größe des gefilterten Lichts zu bestimmen, welches das charakteristische Kennzeichen besitzt, das von dem Objekt reflektiert wird. Das synchron abgeleitete Signal wird mit einem Schwellenwert verglichen, um zu bestimmen, ob ein Objekt innerhalb des überwachten Bereichs vorhanden ist. Das Vorhandensein eines Objekts oder eines anderen Fahrzeugs innerhalb des überwachten Bereichs wird dem Fahrer über ein akustisches oder optisches Signal angekündigt.
Das vorgewählte Frequenzspektrum ist in einer Art verschlüsselt, die eine Interferenz mit ähnlichen Systemen in anderen Fahrzeugen verhindert. Das Frequenzspektrum variiert über die Zeit auf eindeutige Art und kann auch mehrere Teilfrequenzen enthalten. Durch die synchrone Erfassung wird sichergestellt, daß die Einrichtung nur auf ein Signal anspricht, das den eindeutigen Modulationsschlüssel hat.
Zudem wird das elektrische Signal synchron bei einer 90º Phasenverzögerung erfaßt. Das Ergebnis der phasenverzögerten Erfassung ist entweder ein Hinweis auf eine Interferenz mit anderen Systemen oder, wegen der langen Ausbreitungszeit, ein Hinweis darauf, daß der Abstand zu dem Objekt größer ist als der interessierende Bereich.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Objektorte in mehreren Zonen durch die Verwendung von Sendern mit in einem Winkel getrennten Strahlen erfaßt. Jeder Strahl hat ein einmaliges Kennzeichen, damit ein Detektor zwischen den Strahlen unterscheiden kann. Den ausgesandten Strahlen können einmalige Modulationsfrequenzspektren verliehen werden, oder sie können alternativ dazu in einer Zeitmultiplex-Sequenz ausgesandt werden. Die Anzahl der Zonen läßt sich erhöhen, indem mehrere Detektoren verwendet werden, deren jeder eine andere Zone überwacht.
In den Zeichnungen, die einen integralen Bestandteil der Beschreibung bilden und in Verbindung mit dieser zu lesen sind und in denen identische Bauteile mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet sind, zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Wirt-Fahrzeug, an dem die erfindungsgemäße Objekterfassungseinrichtung installiert ist;
Fig. 2 ein breit angelegtes Blockdiagramm der die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bildenden Objekterfassungseinrichtung;
Fig. 3 eine Vorderansicht einer Erfassungseinheit, welche die Sender- und Empfängerbereiche der Erfassungseinrichtung enthält;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Relation zwischen dem Senderbereich und dem Empfängerbereich der in Fig. 3 gezeigten Einheit;
Fig. 5 eine schematische Detaildarstellung des in Fig. 2 gezeigten Reglers;
Fig. 6 eine schematische Detaildarstellung von Treibern für die Modulatorquelle und einer Gruppe von entsprechenden Sendern, wie sie in Fig. 2 gezeigt sind;
Fig. 7 ein Blockdiagramm in Kombination mit einer schematischen Detaildarstellung des in Fig. 2 gezeigten Empfängerbereichs;
Fig. 8 eine schematische Detaildarstellung des in Fig. 2 gezeigten Bandverstärkers;
Fig. 9 ein Blockdiagramm in Kombination mit einer schematischen Detaildarstellung des mit den Schwellenwert-Vergleichsschaltungen von Fig. 2 synchron arbeitenden Detektors;
Fig. 10 ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Objekterfassungseinrichtung;
Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Reglers von Fig. 5;
Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Abwandlung der synchron arbeitenden Detektorschaltung von Fig. 9;
Fig. 13 ein Diagramm, das die zonenmäßige Erfassung in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Einrichtung zur Erfassung des Vorhandenseins eines Objekts innerhalb eines überwachten Bereichs, die mit einem elektro-optischen System für die Erfassung des Vorhandenseins des Objekts arbeitet. Die erfindungsgemäße Erfassungseinrichtung kann in vorteilhafter Weise vielfältige Anwendung finden, wie zum Beispiel in Sicherheitsüberwachungssystemen, Kollisionsverhinderungssystemen etc. Nachstehend wird die erfindungsgemäße Erfassungseinrichtung jedoch im Zusammenhang mit einer Kollisionsverhinderungseinrichtung für ein Fahrzeug näher erläutert.
Nimmt man zunächst bezug auf Fig. 1, so kann die Objekterfassungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung an einem Wirt-Fahrzeug 10 installiert werden, um den Fahrer des Fahrzeugs auf das Vorhandensein eines Objekts, beispielsweise eines benachbarten Fahrzeugs, innerhalb des überwachten Bereichs aufmerksam zu machen. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anwendung enthält die Objekterfassungseinrichtung eine Erfassungseinheit 18, die an jeder der hinteren Ecken des Fahrzeugs 10 oder in der Nähe der Rücklichter desselben angeordnet ist. Alternativ dazu können die Erfassungseinheiten 18 an der Nummernschildhalterung des Fahrzeugs oder innen in dem Fahrzeug 10 an der Front- oder Heckscheibe montiert werden. Jede der Erfassungseinheiten 18 sendet einen fächerförmigen Strahl 12 von Lichtenergie im Infrarotbereich und vorzugsweise mit einer Wellenlänge von 850 bis 980 Nanometern aus. Der Strahl 12 divergiert in einem Winkel von etwa 25º und seine Mittellinie 14 liegt etwa 45º von einer Achse 16 entfernt, die sich parallel zum Bewegungsweg des Fahrzeugs und durch die entsprechende Erfassungseinheit hindurcherstreckt. Der effektive Bereich, der durch die Erfassungseinheiten 18 überwacht wird, ist anhand der gestrichelten Linie 15 angegeben. Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß der überwachte Bereich 15 einen potentiellen "blinden Fleck" bildet, den der Fahrer mit Hilfe des Rückspiegels oder durch Drehen seines Kopfes nur schwer überschauen kann. Die Benutzung der erfindungsgemäßen Objekterfassungseinrichtung als Fahrzeugdetektor, der eine potentielle Kontaktzone überwacht, ist für den Fahrer besonders hilfreich beim Wechseln der Fahrspur auf einer mehrspurigen Fahrbahn. Die Einrichtung ist dafür konzipiert, daß sie den Fahrer des Wirt- Fahrzeugs 10 durch ein optisches Signal oder ein akustisches Signal alarmiert, wenn ein anderes Fahrzeug in den überwachten Bereich 15 gelangt, der als "potentielle Kontaktzone" betrachtet werden kann. Idealerweise wird in der Fahrgastzelle sowohl ein optischer als auch akustischer Alarm gegeben, um dem Fahrer auf das Vorhandensein eines Objekts innerhalb des überwachten Bereichs aufmerksam zu machen. Vorzugsweise kann das Volumen des akustischen Alarms von dem Fahrer eingestellt werden. In einer ersten Betriebsart wird sowohl der akustische als auch der optische Alarm aktiviert, wenn innerhalb des überwachten Bereichs ein Objekt erfaßt wird, wobei aber der Fahrer den akustischen Alarm abstellen kann, indem er das Volumen auf Null reduziert. In einer zweiten Betriebsart, die ausgelöst wird, wenn der Fahrer seinen Blinker setzt, wird der akustische Alarm ohne Rücksicht auf den eingestellten Volumenpegel in voller Lautstärke aktiviert, und es wird auch der optische Alarm aktiviert, wenn ein Objekt erfaßt wird, so daß der Fahrer auf diese Weise alarmiert wird, um sicherzustellen, daß er oder sie die Fahrspur nicht wechselt, bis sich das Fahrzeug in der benachbarten Fahrspur, in welche er oder sie wechseln will, in einem für das Überholen sicheren Abstand befindet. Zusätzlich zur Unterstützung des Fahrers bei der Durchführung eines Überholmanövers alarmiert die erfindungsgemäße Objekterfassungseinrichtung den Fahrer des Wirt-Fahrzeugs 10, wenn ein benachbartes Fahrzeug das Wirt-Fahrzeug 10 überholt oder zum Überholen ansetzt.
In Fig. 2, in welcher die grundlegenden Bauteile der vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen Objekterfassungseinrichtung gezeigt sind, ist eine Erfassungseinheit 18 an jeder hinteren Ecke des Fahrzeugs 10 montiert und so angeordnet, daß sie einen Bereich von einigen Grad beidseits einer Mittellinie überwacht, die sich in einem Winkel von etwa 45º zur Bewegungsbahn des Fahrzeugs 10 erstreckt, wie das vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurde. Vorübergehend auch bezugnehmend auf die Fig. 3 und 4, enthält jede der Einheiten 18 einen Senderbereich 20 und einen Empfängerbereich 22, die vorzugsweise in einem gemeinsamen lichtdichten Gehäuse 54 montiert und durch eine Schranke 66 aus geeignetem lichtundurchlässigen Material getrennt sind, das die optische Kommunikation zwischen dem Senderbereich 20 und dem Empfängerbereich 22 verhindert. Der Senderbereich 20 und der Empfängerbereich 22 sind durch eine äußere Abschirmung 56 aus einem Material abgedeckt, das für die Wellenlänge des interessierenden Lichts durchlässig ist. Die Abschirmung 56 kann, wie in Fig. 4 gezeigt, aus zwei Bauteilen bestehen oder sie kann ein einzelne Einheit sein, die die gesamte Frontseite des Gehäuses 54 abdeckt.
Der Senderbereich 20 umfaßt mehrere elektro-optische Infrarotsender 58, die an späterer Stelle im Detail beschrieben werden. Die Sender 58 sind vorzugsweise in einem Feld angeordnet, das in Fig. 3 mit drei Reihen aus drei Spalten gezeigt ist.
Der Empfängerbereich 22 der Erfassungseinheit 18 enthält ein lichtempfindliches Halbleiterelement 60, wie beispielsweise eine PIN-Photodiode, die später im einzelnen beschrieben wird. Das lichtempfindliche Element 60 spricht auf Lichtenergie innerhalb eines vorgewählten Bandes von Wellenlängen, beispielsweise 750 und 1100 Nanometer, an und dient zur Umwandlung der empfangenen Lichtenergie, mit der es beaufschlagt wird, in ein elektrisches Signal, das in Übereinstimmung mit der Größe der empfangenen Lichtenergie variiert. Licht, das durch die Abschirmung 56 und ein Filter 64 hindurchtritt, wird mit Hilfe einer asphärischen optischen Linse 62 an dem lichtempfindlichen Element 60 fokussiert. Das Filter 64 kann ein übliches optisches Filter sein, welches Lichtenergie außerhalb einer vorgewählten Wellenlänge im wesentlichen unterdrückt. Zum Beispiel kann das Filter 64 so gewählt werden, daß es für eine Ansprechspitze bei einer Wellenlänge sorgt, die jener der durch die Sender 58 ausgesandten Lichtenergie entspricht.
Als ein Merkmal der Erfindung ist ein Mittel vorgesehen zur Erfassung des Vorhandenseins einer Ansammlung von Fremdkörpern an der Außenseite der Abschirmungen 56. Diese Fremdkörper können aus Feuchtigkeit, Eis oder anderen Partikeln bestehen, die an der Vorderseite der Abschirmung 56 haften und die durch den Empfängerbereich 22 aufgenommene Lichtenergiemenge herabsetzen. Dieses zusätzliche Erfassungsmittel ist in Form eines optischen Abtasters 68 vorgesehen, der in dem Gehäuse 54 montiert und derart ausgerichtet ist, daß er das Vorhandensein von Ansammlungen auf den Abschirmungen 56 optisch fühlt. Der optische Abtaster 68 wird an späterer Stelle im Detail beschrieben.
Speziell bezugnehmend auf Fig. 2, werden die Senderbereiche 20 der Erfassungseinheiten durch einen Regler 26 und durch Treiber 28 der Modulatorquelle angetrieben. Der Regler 26 arbeitet als Taktgeber, der mit einer vorgewählten Frequenz ein Taktsignal erzeugt. Man hat festgestellt, daß sich optimale Ergebnisse mit einer Frequenz von zumindest 50 bis 60 KHz, vorzugsweise 56 KHz, erzielen läßt. Dieses Taktsignal wird für die Modulation der Quellentreiber 28 verwendet, die wiederum die Senderbereiche 20 antreiben. Die mit einer vorgewählten Wellenlänge von den Sendern 58 ausgehende Lichtmenge ist deshalb bei einer vorgewählten Taktfrequenz des Reglers 26 moduliert. Die Modulation bei dieser speziellen Frequenz verringert weitgehend die Möglichkeit einer Störung in dem System aufgrund von dem Empfängerbereich 22 möglicherweise empfangener schneller Lichtblitze, die aus Sonnenlicht und Schatten im Hintergrund aufgenommen werden. Die vorgewählte Modulationsfrequenz wirkt auch als Kennung, mit der die abgestrahlte Lichtenergie versehen wird und die später von dem Empfängerbereich erkannt und verarbeitet werden kann.
Licht, das von einem Objekt 24 reflektiert wird, wird von dem Empfängerbereich 22 aufgenommen. Wie vorstehend erwähnt, arbeitet ein übliches optisches Filter 64 derart, daß es Lichtenergie außerhalb einer speziellen, vorgewählten Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereichs unterdrückt. Die gefilterte Lichtenergie wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das auf Leitungen 100 einem Bandverstärker 30 zu geleitet wird. Der Bandverstärker 30 wird auf die Frequenz des Reglers 26 abgestimmt und dient zur Verstärkung von Signalen, die eine Frequenz haben, welche innerhalb eines vorgewählten Bereichs der von dem Regler gelieferten Taktfrequenz liegt. Dadurch dient der Bandverstärker 30 als Diskriminator einer ersten Stufe, um aus dem Eingangssignal mit komplexer Wellenform diejenigen Signalkomponenten auszuwählen, die über die charakteristische Kennfrequenz des Reglers 26 verfügen.
Die Ausgaben des Bandverstärkers 30 werden auf Leitungen 122 zu einem Synchrodetektor 32 geleitet. Der Synchrodetektor 32 empfängt ein Zeitsteuerungs-Bezugssignal 78 von dem Regler 26, das identisch ist mit jenem, welches auf einer Leitung 82 den Modulationsquellentreibern 28 zugeleitet wird. Der Synchrodetektor 32 dient zum Abtasten des auf den Leitungen 122 empfangenen Signals mit einer Geschwindigkeit oder Frequenz des Taktsignals auf der Leitung 78. Der Synchrodetektor 32 bildet somit einen Diskriminator einer zweiten Stufe, der den Bereich des empfangenen Signals mit komplexer Wellenform, der die Kennfrequenz des Reglers enthält, präziser herausnimmt.
Die Ausgaben des Synchrodetektors 32 sind ein Paar von Signalen, deren Größe proportional zur Menge der reflektierten Lichtenergie ist, die jeweils von den Empfängerbereichen 22 empfangen wurde und aus den entsprechenden Senderbereichen 20 stammt. Diese Ausgangssignale werden zu einem Paar Schwellenkomparatoren 34 geleitet, die die Größe der Eingangssignale mit entsprechenden Schwellenwerten vergleichen, die mit Hilfe von Schwellenpotentiometern 36 eingestellt werden können. Falls die Größe eines der durch den Synchrodetektor 32 angelegten Signale die Schwellenwerte überschreitet, wird ein entsprechendes Alarmsignal auf einer oder auf beiden Leitungen 136 zu einer Anzeigelogik 38 gesandt. Die Anzeigelogik 38 spricht auf diese zuletzt genannten Signale an, um eine oder mehrere Lampen 40 und/oder eine Toneinrichtung 42 einzuschalten und dadurch den Fahrer darauf aufmerksam zu machen, daß ein Objekt 24 erfaßt wurde. Die Schwellenpotentiometer 36 bilden effektiv ein Mittel zur Einstellung der Empfindlichkeit des Erfassungssystems und somit des Bereichs oder der Distanz, innerhalb welcher die Erfassungseinheiten 18 für die Erfassung des Objekts 24 wirksam sind.
Ein wahlweiser Überlastungsdetektor 52 kann vorgesehen werden, um den Zustand zu erfassen, in welchem eines der durch den Verstärker 30 erzeugten verstärkten Signale einen vorgewählten Wert überschreitet, der anzeigt, daß die Empfängerbereiche 22 vorübergehend durch einen Überlastungszustand (z. B. intensives Sonnenlicht) "geblendet" sind. Im Falle eines solchen Überlastungszustands liefert der Überlastungsdetektor 52 eine Signal an die Anzeigelogik 38, was zur Aktivierung eines zusätzlichen Alarmmelders (nicht dargestellt) führt, der zur Ankündigung einer solchen Überlastung dient.
Zusätzliche Erfassungseinheiten 18 können an verschiedenen Stellen an dem Fahrzeug 10 angebracht sein, um die Geschwindigkeit zu erfassen, mit welcher ein angrenzendes Fahrzeug überholt wird. Durch die Verwendung mehrerer Gruppen von Erfassungseinheiten 18, wobei zumindest zwei benachbarte Strahlenbündel auf jeder Seite des Fahrzeugs vorgesehen sind, ist es möglich, Muster von reflektierten Signalen zu erzeugen, die durch einen wahlweisen Näherungsgeschwindigkeitsdetektor 50 dechiffriert werden, um festzustellen, ob das Wirtfahrzeug 10 näher an ein angrenzendes Fahrzeug oder Objekt herangelangt oder weiter von diesem entfernt ist. Wenn zwei benachbarte oder einander überlappende Strahlenbündel verwendet werden, kann der Näherungsgeschwindigkeitsdetektor 50 darüber hinaus mit komplexen Algorithmen arbeiten, die feststellen können, ob sich ein benachbartes Fahrzeug dem Wirtfahrzeug in einer Längsrichtung (parallel zum Wirtfahrzeug) oder in einer radialen oder Seitenrichtung (Fahrspurwechsel) nähert. Der Näherungsgeschwindigkeitsdetektor 50 wird durch eine Ausgabe des Synchrodetektors 32 angetrieben und arbeitet entweder durch Hardware oder Software, um einen ständigen Anstieg des ankommenden Reflexionssignals zu erfassen. Der Näherungsgeschwindigkeitsdetektor 50 kann als zweiter Schwellendetektor arbeiten, der das Signal aus dem Synchrodetektor vergleicht und durch die Anzeigelogik 38 einen geeigneten Alarm (nicht dargestellt) aktiviert, wenn das erfaßte Objekt bis zu einer vorgewählten Entfernung zum Wirtfahrzeug 10 "aufgeschlossen" hat.
Nachstehend wird auf Fig. 5 bezug genommen, in der die Einzelheiten des Reglers 26 dargestellt sind. Wie vorstehend bereits angedeutet wurde, hat der Regler 26 die Funktion der Erzeugung eines modulierenden Taktsignals, welches die Sender 58 mit einer vorgegeben Frequenz anschaltet und abschaltet. Basierend auf der Computergestaltung hat man festgestellt, daß eine Frequenz von 56 KHz ausreichend hoch ist, um für eine optimale Unterscheidung von Sonnenlicht im Hintergrund und Licht aus anderen Quellen zu sorgen. Wie in Figur 5 gezeigt ist, kann der Regler 26 entweder durch Software oder Hardware implementiert sein, um die 56 KHz- Rechteckwelle zu erzeugen, vorzugsweise mit einer Stabilität von weniger als oder gleich +/- 0,2%. Der Regler 26 enthält einen Zeitgeberchip 74, zum Beispiel eine LM555CN-Mikroschaltung, die durch eine geeignete Spannungsquelle angetrieben wird, die durch einen Spannungsregler 72 geregelt wird. Die exakte Frequenz des Zeitgebers 74 kann durch Verwendung eines Potentiometers 80 eingestellt werden. Ein 112 KHz-Taktsignal wird an ein Flipflop 76 ausgegeben, das als Teiler wirkt, um komplementäre Taktsignale mit einem 50% -Abtastverhältnis zu erzeugen, die auf Leitungen 78 bzw. 82 als digitale Rechteckwelle von 56 KHz an den Synchrodetektor 32 und an die Modulatorquellentreiber 28 (Fig. 2) ausgegeben werden.
Die Details eines der Modulatorquellentreiber 28 und einer entsprechenden Gruppe von Sendern 58 sind in Fig. 6 gezeigt. Das auf Leitung 82 empfangene 56 KHz-Signal wird durch eine Umkehrstufe 84 invertiert und für den Antrieb der Basis eines NPN-Leistungstransistors 86 verwendet, der wiederum einen NPN-Leistungstransistor 88 steuert. Die Ausgabe eines jeden Treibers 28 wird als Modulationsstromsignal einer entsprechenden Gruppe von drei in Reihe geschalteten Sendern 58 zugeleitet, die einen Abschnitt des Senderbereichs 20 bilden. Die Sender 58 können zum Beispiel Siemens- Leuchtdioden mit der Bezeichnung LD273 sein, die dicht gepackt sind und einen Spitzentreiberstrom mit einem Nennwert von 100 mA haben. Die bemessene Emission in der Mitte des Ausgangsstrahlenbündels 12 (Fig. 1) des Senderbereichs 20 beträgt 270 mW-Sterad bei einer Wellenlänge von 950 Nanometern. Das resultierende Strahlenbündel 12 hat eine vertikale Dispersion mit einem Nennwert von 15 Grad und eine horizontale Dispersion von 25 Grad. Die bemessene Schaltzeit für die Sender 58 beträgt etwa eine Mikrosekunde, und die tatsächliche An- und Auszeit beträgt jeweils etwa 9 Mikrosekunden. Wie vorstehend erwähnt, sind die Sender 58 in einem Dreierfeld angeordnet, wobei sich jede Seite des Feldes etwa über 1,3 cm (ein halbes inch) erstreckt. Das Feld der Sender 58 kann von dem Empfängerbereich 22 (Fig. 3) um etwa 10,2 cm (vier inches) getrennt sein. Die restlichen fünf Treiber 28 und Gruppen von Sendern 58 sind im Detail identisch mit der Einfachschaltung in Fig. 6.
In Fig. 7 sind die Details eines der Empfängerbereiche 20 der Erfassungseinheit 18 gezeigt. Der Empfängerbereich 22 enthält eine Silizium-PIN-Photodiode 23, die ein Bauteil der Marke Siemens mit der Bezeichnung SFH205 sein kann, auf der empfangene Lichtenergie durch die vorstehend genannte asphärische optische Linse 62 (Fig. 4) fokussiert wird. Das vorstehend genannte Filter 64 kann durch ultrarotdurchlässigen Kunststoff begrenzt sein, der die Photodiode 23 umschließt und Strahlung unterhalb einer Wellenlänge von 800 Nanometern abblockt und für eine Ansprechspitze bei 950 Nanometern sorgt. Das Filter 64 weist flackerndes Licht aus Quecksilberdampf-Straßenlampen etc. effektiv zurück und reduziert die Sonnenlichtempfindlichkeit der Photodiode. Die Ausgabe der Photodiode 23 wird dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 90 zugeleitet, der als Vorverstärker arbeitet. Der Operationsverstärker 90 wird durch einen DC/DC- Umformer 96 mit Energie gespeist, und die Entkopplung von Rauschen auf der Eingangsstromleitung wird durch einen Regler 98 bewerkstelligt. Die Ausgabe des Operationsverstärkers 90 ist ein DC-gekoppeltes Signal mit einer etwa 150 KHz hohen Frequenzabschaltung und ist in der Größe proportional zu der von der Photodiode 23 empfangenen Lichtenergiemenge. Ein in Kombination mit einem Widerstand und einem Kondensator in der Rückkopplungsschaltung des Verstärkers 90 verwendeter Induktor kann zur wahlweisen Verstärkung des gewünschten Frequenzbandes und zur Verringerung der Wirkung von Sonnenlicht verwendet werden.
Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 90 wird auf der Leitung 100 dein Eingang eines entsprechenden Bandverstärkers 30 zugeleitet, wovon einer in Fig. 8 im Detail dargestellt ist. Das Eingangssignal auf der Leitung 100 wird über den Kondensator 102 mit dem nicht-invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 104 und mit einem LC-Netz 106 gekoppelt, das aus einem mit einer einstellbaren Bandpaßspule 108 parallel geschalteten Kondensator 110 besteht. Der Ausgang des Operationsverstärkers 104 ist über einen Kondensator 105 mit dem nicht-invertierenden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 102 sowie mit einem zweiten LC-Netz 112 gekoppelt, das aus einem Kondensator 116 besteht, der mit einer einstellbaren Bandpaßspule 114 parallel geschaltet ist. Eine geregelte Leistung für den Verstärker wird durch einen Spannungsregler 118 zur Verfügung gestellt. Die LC-Netze 106 und 112 bilden in Kombination mit den Operationsverstärkern 104 und 120 zwei abgestimmte Stufen, wobei jedes als Detektor verwendet wird und eine Bandbreite von etwa +/- 1 KHz je Stufe hat, mit einer Nullphasenverschiebung auf der mittleren Frequenz. Der gesamte Spitzenverstärkungsgrad, der durch beide Stufen zur Verfügung gestellt wird, beträgt etwa 2000 bei 56 KHz mit einer 3 dB-Bandbreite von 500 Hz.
In Fig. 9 sind die Einzelheiten des Synchrodetektors 32 dargestellt. Die Eingaben aus den Bandverstärkern 30, denen Erfassungseinheiten 18 zugeordnet sind, sind durch Kondensatoren 124 mit den Eingängen eines Analog-Mulitplexers gekoppelt, der zum Beispiel eine CD4052A-Mikroschaltung umfassen kann. Der Anschluß 10 des Multiplexers 126 empfängt das 56 KHz-Zeitsteuerungsbezugssignal über die Leitung 78. Der Multiplexer 126 wird durch das Zeitsteuerungsbezugssignal angetrieben, um als Phasendetektor zu arbeiten, der die ankommenden Signale auf der Leitung 122 isoliert, die das Ergebnis des von dem Objekt 24 reflektierten Lichts sind, das den Sendern 58 entstammt. Das Signal wird durch den Verstärker 128 verstärkt und gemittelt, um ein DC-Signal mit einer Ansprechzeit von 0,05 Sekunden zu liefern, und wird jeweils zu einem Paar entsprechender identischer Vergleichsschaltungen 34 geleitet, wovon eine im Detail und die andere in Blockform dargestellt ist.
Die Eingaben in den Multiplexer 126 auf den Leitungen 122 werden jeweils zwischen zwei Gruppen von Ausgangsleitungen umgeschaltet, die mit den invertierenden und nicht-invertierenden Eingangsanschlüssen eines Operationsverstärkers 130 verbunden sind. Die Umschaltung erfolgt mit der 56 KHz-Geschwindigkeit des Reglers 26. Da der nicht-invertierende Eingang des Operationsverstärkers 130 mit dem Schaltungsnull verbunden ist, ist die Ausgabe des Operationsverstärkers 130 ein Maß des erfaßten Lichts synchron zu dem ausgesandten Licht. Falls das ankommende Signal nicht dem Modulationsfrequenzspektrum (z. B. Hintergrundstrahlung mit einem breiten Frequenzspektrum) entspricht, dann entspricht der durch den Operationsverstärker 130 summierte durchschnittliche Wert gleich Null. Wenn jedoch das ankommende Signal mit der von den Erfassungseinheiten 18 ausgestrahlten Lichtenergie synchronisiert ist, liefert der Operationsverstärker 130 eine Ausgabe an den invertierenden Eingang des Schwellenkomparators 34. Der Schwellenkomparator 34 vergleicht den Wert an seinem invertierenden Eingang mit einem Wert an seinem nicht-invertierenden Eingang, der durch ein Potentiometer 134 erstellt wird. Wenn der Schwellenwert überschritten wird, wird auf der entsprechenden Leitung 136 ein Signal an die Anzeigelogik 38 ausgegeben, was zur Aktivierung eines oder mehrerer Alarms führt.
Erneut bezugnehmend auf Fig. 2, kann die Anzeigelogik 38 Aktivierungssignale von einem Blinkersignalfühler 44, einem Gaspedalfühler 46 oder einem Lenkfühler 48 erhalten, die zum wahlweisen Anschalten der Alarmausgaben 40, 42 verwendet werden. Zum Beispiel kann irgendeines dieser zuletzt genannten Signale als Hinweis darauf verwendet werden, daß das Wirtfahrzeug 10 mit einem Überholmanöver beginnt, in welchem Fall zum Beispiel der Tonalarm 42 so lange aktiviert wird, wie das Vorhandensein eines Objekts 24 innerhalb des überwachten Bereichs erfaßt wird.
Der vorstehend geschilderte Scheibenschmutz-Detektor 68 kann ein mit dem an früherer Stelle bereits beschriebenen primären Erfassungssystem identisches System umfassen, jedoch mit einem verringerten Verstärkungsgrad und einer höheren Erfassungsschwelle.
Um eine Interferenz zwischen einer Anzahl von Fahrzeugen zu verhindern, deren jedes mit dem erfindungsgemäßen Objekterfassungssystem ausgestattet ist, kann eine verschlüsselte Modulationstechnik angewandt werden. Dabei würde der Regler 26 mit einer beliebigen geeigneten Einrichtung (zum Beispiel Computersoftware) arbeiten, um die Frequenz der Modulation der ausgesandten Lichtenergie zu variieren. Die Modulationsfrequenz würde in Übereinstimmung mit einem "Schlüssel" variiert werden, der für jedes Fahrzeug einmalig ist, und würde den Empfängern anderer Fahrzeuge als "zufällig" erscheinen. Der Empfänger eines jeden mit dem Erfassungssystem ausgerüsteten Fahrzeugs würde einen Korrelationsdetektor enthalten, der nur das reflektierte Signal erfassen kann, das die für dieses Fahrzeug einmalige verschlüsselte Modulationsfrequenz hat.
In Fig. 10 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei der die Schaltung von Fig. 2 dahingehend abgewandelt ist, daß diese verschlüsselte Modulationstechnik erreicht wird. Ein Folgegenerator 140 ist an den Regler 26 angeschlossen, um für eine Folge von Modulationsfrequenzen zu sorgen, die den charakteristischen "Schlüssel" für eine spezielle Einheit liefern. Der Regler 26 ist so modifiziert, daß er unter Steuerung durch den Folgegenerator 140 Taktsignale mit variabler Frequenz liefert. Das auf den Leitungen 82 und 78 bereitgestellte Aktivierungssignal hat ein Frequenzspektrum, das entweder eine Frequenzkomponente oder mehrere Frequenzen enthalten kann.
Im Betrieb wechselt der Folgegenerator 140 die Modulationsfrequenz (oder -frequenzen) des Reglers 26 in vorgegebenen Intervallen. Der Folgegenerator 140 ist auf dem einschlägigen Fachgebiet hinreichend bekannt und kann zum Beispiel ein nicht dargestellter Festwertspeicher sein, der an den Regler 26 periodisch den Befehl für eine neue Modulationsfrequenz erteilt. Jede Erfassungseinheit könnte dann mit einer einmaligen Frequenzfolge in ihrem ROM versehen sein, um Interferenzen mit anderen Systemen an benachbarten Fahrzeugen zu vermeiden. Alternativ dazu könnte jedes Fahrzeug mit einem Zufallsfolgegenerator ausgestattet werden, der ebenfalls der auf dem einschlägigen Fachgebiet üblichen Bauart entspricht (z. B. eine Vielzahl von Schieberegistern und Kombinationslogik), um eine zufällige Frequenzfolge zu erzeugen.
Falls das Aktivierungssignal mit simultanen Modulationsfrequenzen versehen ist (das heißt ein Frequenzspektrum mit mehr als einer Frequenzkomponente hat), so könnte es für das Aktivierungssignal und für die Sender 20 zweckmäßig sein, eine Zwischenstufe zu haben, wobei der Sender eine Ausstrahlung auf einer Zwischenstufe erzeugt (z. B. auf der Stufe halber Leistung). Dies vereinfacht die Modulation bei mehreren Frequenzen.
Eine weitere Verbesserung des Systems von Fig. 10 wird durch eine Phasenverzögerungsschaltung 141 und eine Verhältnisschaltung 142 erreicht. Die Phasenverzögerungsschaltung 141 empfängt aus der Leitung 78 das Signal mit rechteckiger Wellenform, um ein Quadratursignal zu liefern, das gegenüber dem Zeitsteuerungsbezugssignal um 90º phasenverschoben ist. Die Ausgabe aus den Bandverstärkern 30 wird entsprechend diesem phasenverzögerten Signal synchron erfaßt, um die Selektivität des Systems zu verbessern. Die Ausgabe des phasenverzögerten Synchrodetektors wird bei vorhandenem normalen Hintergrund und dem von dem System ausgesandten üblichen Signal Null sein. Die Ausgabe aus dem phasenverzögerten Synchrodetektor wird nicht Null sein, wenn entweder das erfaßte Licht keine Reflexion des Lichts aus den Sendern 20 ist, sondern aus einer anderen Quelle stammt (zum Beispiel aus einem ähnlichen System an einem anderen Fahrzeug), oder wenn das reflektierende Objekt weit genug entfernt ist, um aufgrund der Bewegungsgeschwindigkeit des Lichts auf seinem Weg von den Sendern zu dem Objekt und zurück zu den Detektoren eine erhebliche Verzögerung einzuleiten. Wenn die um 90º phasenverschobene Synchronausgabe einen vorgegeben Wert überschreitet, dann sollte die Ausgabe aus dem normalen Synchrodetektor unbeachtet bleiben. Die Verhältnisschaltung 142 stellt diesen vorgegebenen Wert auf ein spezielles Verhältnis der vorliegenden Ausgabe des normalen Synchrodetektors ein. Das Ausgangssignal der Verhältnisschaltung 142 kann zur Verhinderung der Anzeige eines Objekts durch die Anzeigelogik oder zur Änderung der durch den Frequenzgenerator 140 erzeugten Frequenzfolge verwendet werden, um die von einem nahegelegenen System ausgehende Störung zu vermeiden.
Wenn die benutzten Basismodulationsfrequenzen so erhöht werden, daß sie in einem Bereich von 1 bis 10 mHz liegen, ist es möglich, Objekte zurückzuweisen, die hinter einer vorgegebenen Distanz liegen. Wenn man zum Beispiel eine Arbeitsfrequenz von 5 mHz benutzt, so wird das von einem Objekt in 3,8 m (12.5 feet) Entfernung reflektierte Licht um 25 Nanosekunden verzögert und mit einer Phasenverschiebung von 45º gesehen. In diesem Fall wird die Ausgabe des 90º-Phasenverschiebungsdetektors gleich jener des normalen Detektors sein. Dieser Zustand kann verwendet werden, um ein Ansprechen auf Objekte zu verhindern, die mehr als 3,8 m (12.5 feet) entfernt sind oder eine andere gewählte Entfernung haben. Ferner kann das Verhältnis zwischen der phasenverschobenen Detektorausgabe und der Synchrodetektorausgabe zur Ermittlung der Distanz zu einem Objekt verwendet werden.
In Fig. 11 ist eine Abwandlung des Reglers 26 gezeigt, der für die Phasenverzögerung 141 sorgt und der ein exklusives ODER-Gatter 145 enthält. Die Eingänge des Gatters 145 sind mit der Leitung 82 mit dem Basissignal von 56 KHz und mit dem Ausgang der Zeitgeberschaltung 74 mit dem Taktsignal von 112 KHz verbunden. Die Ausgabe des Gatters 145 ist deshalb ein um 90º phasenverschobenes 56 KHz-Signal. Das phasenverzögerte Quadratursignal wird an einen in Fig. 12 gezeigten Quadratur-Synchrodetektor geliefert, der einen Multiplexer 126 und einen Operationsverstärker 128 enthält. In den Quadratur-Detektor wird auch die Eingabe des Bandverstärkers 30 in den normalen Synchrodetektor eingegeben. Die Ausgabe des Quadratur-Synchrodetektors wird auf der Leitung 146 an einen Eingang eines Komparators 148 geliefert. Das Ausgangssignal des normalen Synchrodetektors wird über ein Potentiometer 147 dein anderen Eingang des Komparators 148 zugeleitet. Das Signal auf der Leitung 146 wird durch eine Umkehrstufe 149 invertiert und zu einem Eingang eines weiteren Koinparators 150 geleitet. Der verbleibende Eingang des Komparators 150 ist mit dein Ausgang des Potentiometers 147 verbunden. Die Ausgänge der Komparatoren 148 und 150 sind an jeweilige Eingänge eines NAND-Gatters 151 angeschlossen. Im Betrieb zeigen die Komparatoren 150 und 148 an, ob der Absolutwert des um 90º phasenverschobenen Ausgangssignals auf der Leitung 146 ein vorgegebenes Verhältnis der durch das Potentiometer 147 bestimmten Ausgabe des normalen Synchrodetektors überschreitet. Die Ausgabe des NAND-Gatters 151 steuert ein Transmissions-Gatter 152, das mit der Ausgabe des normalen Synchrodetektors gekoppelt ist. Wenn deshalb das vorgegebene Verhältnis durch das um 90º phasenverschobene Signal überschritten wird, wird die Ausgabe des normalen Synchrodetektors durch Abschalten des Transmissions-Gatters 152 verhindert. Es kann auch zweckmäßig sein, die Frequenzfolge des Frequenzgenerators 140 in Abhängigkeit von der Ausgabe des Gatters 151 zu ändern.
Eine weitere Verbesserung der Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit Fig. 13 beschrieben. Es kann ein einzelner Detektor angeordnet werden, um Licht zu empfangen, das von mehr als einem Sender ausgestrahlt wird. In der in Fig. 13 gezeigten Ausführungsform sendet ein mit A und B bezeichnetes Senderpaar in einem Winkel getrennte Strahlenbündel von einer ersten Stelle an einem Fahrzeug aus. Ein Detektorpaar C und D ist an einer anderen Stelle an dem Fahrzeug angeordnet und für den Empfang von Licht in einer Vielzahl von Kanälen ausgelegt, deren jeder Licht aus einer betreffenden Zone empfängt. Wie dargestellt ist, enthalten die Zonen der Detektoren mehrere getrennte Strahlenbündel aus den Sendern. Dadurch kann der Detektor C reflektiertes Licht in Bereichen empfangen, die mit AC und BC benannt sind. Ähnlich kann der Detektor D reflektiertes Licht aus Bereichen AD und BD empfangen. Die Strahlenbündel aus den Sendern A und B müssen entweder gemultiplext oder moduliert werden, so daß der Detektor zwischen dem Licht aus einem jeden Strahlenbündel unterscheiden kann. Zum Beispiel können Strahlenbündel aus den Sendern A und B sequentiell ausgestrahlt werden, um zwischen den Strahlenbündeln zu unterscheiden. Alternativ dazu können Strahlenbündel gleichzeitig von den Sendern A und B mit unterschiedlichen Frequenzspektren ausgesandt werden. Die Bewerkstelligung eines Systems, bei dem diese optischen Intersektionszonen isoliert werden, erfordert mehrere Kanäle innerhalb des Systems, wie das vorstehend beschrieben wurde.
Die anhand der vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Erfindung kann in zahlreicher Hinsicht abgewandelt werden, ohne dabei von dem Rahmen der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel könnten die Sender 58 statt kontinuierlich auch bei einer vorgewählten Frequenz impulsmoduliert werden, und die Größe könnte auf der Modulationsfrequenz abgetastet werden, um zu bestimmen, ob die ausgesandten Impulse darin vorhanden sind.

Claims

1. Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines Objekts innerhalb eines überwachten Bereichs (15), umfassend:

Sendemittel (20) zur Abgabe von Strahlungsenergie in den Bereich (15);

Steuermittel (26) in Verbindung mit den Sendemitteln (20) zum Erzeugen eines Aktiviersignals zur Steuerung der Intensität der Strahlungsenergie derart, daß die Intensität ein gesteuertes Frequenzspektrum hat;

Erfassungsmittel (22) zum Empfang von Strahlungsenergie aus dem genannten Bereich und zum Erzeugen eines ihr proportionalen elektrischen Signals;

Synchronmittel (32) in Verbindung mit den Erfassungsmitteln (22) und den Steuermitteln (26) zum Ableiten eines ersten Teils des elektrischen Signals mit dem gesteuerten Frequenzspektrum und in Phase mit dem Aktiviersignal, und

Schwellenmittel (34) in Verbindung mit den Synchronmitteln (32) zum Erzeugen eines Anzeigesignals, wenn die Größe des genannten ersten Teils einen Schwellenwert übersteigt, gekennzeichnet durch

Verzögerungsmittel (141) in Verbindung mit den Steuermitteln (26) zum Erzeugen eines phasenverschobenen Signals, das gegenüber dem Aktiviersignal um im wesentlichen 90º phasenverschoben ist;

Phasenschiebemittel (32) in Verbindung mit den Erfassungsmitteln (22) und den Verzögerungsmitteln (141) zum Ableiten eines zweiten Teils des genannten elektrischen Signals mit dem genannten gesteuerten Frequenzspektrum, der um im wesentlichen 90º gegenüber dem Aktiviersignal phasenverschoben ist; und

Schaltungsmittel (142) in Verbindung mit den Phasenschiebemitteln und den Schwellenmitteln (34) zum Sperren des Anzeigesignals, wenn der Absolutwert des genannten zweiten Teils einen vorbestimmten Wert überschreitet.

2. Einrichtung nach Anspruch I, bei der das genannte gesteuerte Frequenzspektrum zeitlich veränderlich ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das genannte gesteuerte Frequenzspektrum im wesentlichen nur eine Frequenzkomponente hat, die zeitlich veränderlich ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das genannte gesteuerte Frequenzspektrum mehr als eine Frequenzkomponente hat.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner enthaltend Tastfolge-Generatormittel (140) in Verbindung mit den Steuermitteln (26) zum sequentiellen befehlsmäßigen Steuern des genannten Frequenzspektrums.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der die Tastfolge-Generatormittel (140) einen Nur-Lesespeicher zum sequentiellen Auslesen eines befehlsmäßig gesteuerten Frequenzspektrums enthalten.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der die genannten Tastfolge-Generatormittel (140) einen Pseudo-Zufallsgenerator zum Ändern des Frequenzspektrums enthalten.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der genannte vorbestimmte Wert ein vorbestimmtes Verhältnis des ersten Teils ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die genannten Sendemittel (20) geeignet sind, mehrere winkelmäßig voneinander gesonderte Strahlen der genannten Strahlungsenergie abzugeben.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, bei der jeder der genannten Strahlen ein anderes gesteuertes Frequenzspektrum hat.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die genannten Strahlen nacheinander abgegeben werden.

12. Einrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, bei der die genannten Erfassungsmittel (22) eine Mehrzahl von Kanälen enthalten, deren jeder geeignet ist, Strahlungsenergie von einer jeweiligen Zone innerhalb des genannten Bereichs (15) zu empfangen.