DE4004529A1

DE4004529A1 - Lichttaster mit hintergrundausblendung

Info

Publication number: DE4004529A1
Application number: DE4004529A
Authority: DE
Inventors: Stefan Reich
Original assignee: Captron Electronic Fertigungs und Vertriebs GmbH
Current assignee: Captron Electronic Fertigungs und Vertriebs GmbH
Priority date: 1990-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1991-08-22

Description

Die Erfindung betrifft einen Reflexlichttaster mit einer Licht-oder Infrarotlichtquelle, nachfolgend Sender genannt, und einem optoelektronischen Lichtempfänger, bei dem eine Hinter grundausblendung erzielt wird, indem sich die Strahlengänge von Sender und Empfänger vor dem Hintergrund kreuzen. Reflexlichttaster werden allgemein eingesetzt, um aufgrund der Reflexion eines vor dem Strahl befindlichen Objektes dessen Anwesenheit zu registrieren. Ein besonderer Anwendungsfall ist das Registrieren von Personen bzw. die Überwachung von Türen, insbesondere an Bussen: Die Tür darf nicht schließen, solange eine Person auf der Trittstufe steht oder durch die Türe greift.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik wird diese Überwachungsaufgabe gelöst durch: a) Druckempfindliche Trittmatten, b) Lichtschranken, deren Strahl etwa in Kniehöhe seitlich angeordnet ist. Diese Möglichkeiten, zusammen angewendet, sind einerseits mit hohem Aufwand verbunden, schließen andererseits nicht die Möglichkeit aus, daß von außen durch eine sich schließende Tür gegriffen wird. c) Lichttaster üblicher Bauart, die mit einem breiten Strahl (Strahlkeule) von oben den Einstiegsbereich überwachen, können die Aufgabe bisher nicht erfüllen, weil sie auch schon reagieren, sobald durch Verschmutzung oder Schnee an der Einstiegstelle eine veränderte Reflexion auftritt. Da solche Reflexionsänderungen in keiner Weise kontrolliert werden können, müßte die Empfindlichkeit des Lichttasters soweit gedrosselt werden, daß ein sicheres Ansprechen, z. B. durch eine Hand, nicht mehr gegeben wäre.

Herkömmliche Lichttaster mit Hintergrundausblendung können für diese Anwendung ebenfalls nicht eingesetzt werden:
Die Hintergrundausblendung wird erreicht, indem die Strahlengänge von Sender und Empfänger scharf gebündelt sind und sich vor dem Hintergrund nach dem Prinzip der Triangulierung überschneiden, so daß vom Hintergrund keine Reflexion mehr in den Empfänger gelangen kann.

Der für das wirkungsvolle Funktionieren einer Hintergrundausblendung erforderliche schmale, scharf gebündelte Strahl läßt solche Lichttaster zum Erkennen im erforderlichen großen Abtastbereich, insbesondere zur Personenregistrierung und an Bustüren, nicht verwenden. Andere Verfahren zur Hintergrundausblendung, wie beispielweise über Laufzeitmessungen des Lichts, sind wegen des hohen Aufwandes nicht einsetzbar.

Entsprechende Überwachungsaufgaben ergeben sich auch in anderen Gebieten, beispielsweise zur Personenzählung, für Einbruch- Alarmanlagen, Personenschutz an Maschinen.

Ziel der Erfindung ist ein Lichttaster, die sowohl einen genügend breiten Strahl aufweist, als auch eine echte Hintergrund ausblendung besitzt, und somit für alle o. g. Anwendungsbereiche eine Lösung darstellt.

Dies wird gemäß Anspruch 1 dadurch erreicht, daß die Strahlengänge von Sender und Empfänger mittels zylindrischer Optiken focussiert sind, um auf dem abzutastenden Objekt in Form je einer schmalen und langen Brennlinie zu treffen, und daß die Zylinderoptiken parallel zueinander ausgerichtet sind, um eine parallele Ausrichtung beider Brennlinien zueinander zu bewirken.

Wenn die Brennlinien so auf den Boden gerichtet sind, daß die zu registrierenden Personen diese überschreiten müssen, ist der erforderliche breite Abtastbereich geschaffen, während andererseits die Strahlen in ihrem Querschnitt mittels ihrer Fokussierung sich genauso schmal bündeln lassen, wie es bei üblichen Reflexlichttastern mit Hintergrundausblendung möglich ist.

Als Zylinderoptiken lassen sich gemäß Anspruch 2 anstelle aufwendiger Speziallinsen, einfache Stäbe aus Glas oder Plexiglas verwenden.

Erklärung eines Ausführungsbeispiels, siehe Fig. 1:
Im Gehäuse 12 befinden sich hinter den als Zylinderlinsen fungierenden Glas-Rundstäben 9 und 10 die Fotodiode 1 als Lichtempfänger und die Leuchtdiode 2 als Sender. Sender und Empfänger sind so justiert, daß, aufgrund der optischen Fokussierung durch 9 und 10, die Leuchtdiode 1 und die Fotodiode 2 auf die Brennlinien 14 und 15 abgebildet werden. Vor der Leutdiode 1 und der Fotodiode 2 sind nach Anspruch 5 Blenden 5 und 6 angebracht, sodaß im Abbild auf dem Hintergrund 16 eine scharfe Abgrenzung der Strahl-linien 14 und 15 voneinander erreicht wird. Der zusätzliche Glasstab 4 dient gemäß Anspruch 3 zum Bünden des Sender-Strahls in seine zweite Achse, sodaß eine definierte Begrenzung der Länge der Brennlinie erreicht wird und gleichzeitig eine erhöhte Lichtausbeute.

Fig. 2 zeigt einen Lichttaster, wie er gemäß der Erfindung in einer Bustüre 20 eingebaut wird zur Überwachung der Einstiegstelle. Hierbei sind die beiden Optiken 9 und 10 hintereinander angeordnet - gesehen von der Einstiegsrichtung aus -, sodaß die Brennlinien 14 und 15 quer zur Einstiegsrichtung liegen, um den zum Erkennen nötigen Bereich abzutasten.

Claims

1. Reflexlichttaster mit Hintergrundausblendung mit einer Lichtquelle oder Infrarotlichtquelle, nachfolgend Sender genannt, und einem optoelektronischen Lichtempfänger, wobei eine Hintergrundausblendung erzielt wird, indem sich die Strahlengänge von Sender und Empfänger vor dem Hintergrund kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlengänge von Sender und Empfänger mittels zylindrischer Optiken fokussiert sind, um auf dem abzutastenden Objekt in Form je einer schmalen und langen Brennlinie zu treffen, und daß die Zylinderoptiken parallel zueinander ausgerichtet sind, um eine parallele Ausrichtung beider Brennlinien zueinander zu bewirken.

2. Reflexlichttaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zylinderoptiken Rundstäbe aus Glas oder transparentem Kunststoff verwendet werden, deren Achsen parallel liegen.

3. Reflexlichttaster nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Lichtsender (1) und Rundstab (9) ein weiterer Rundstab (4) angebracht ist, dessen Achse quer zur optischen Achse und quer zur Achse des Rundstabes (9) liegt, um durch Bündelung des Strahls die Länge der Brennlinie (14) festzulegen und deren Strahlstärke zu erhöhen.

4. Reflexlichttaster nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sender eine oder mehrere Leuchtdioden oder Infrarotleuchtdioden verwendet werden, welche mit gepulstem Strom gespeist werden, und daß zur Auswertung des aus dem Empfänger stammenden Signals ein getakteter Gleichrichter verwendet wird.

5. Reflexlichttaster nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger mit Blenden (5, 6) versehen sind, deren Kanten parallel zur Achse der Glas- oder Kunststoffstäbe (9, 10) liegt, und die die Ausdehnung der lichtempfindlichen Fläche des Empfängers sowie die Abstrahlfläche des Lichtsenders nach den Seiten hin begrenzt, welche zum Zwischenraum zwischen Sender und Empfänger weisen.

6. Verfahren zur optischen Überwachung von Einstiegstellen an Bussen, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Einstieg, in der Nähe der Türen, ein Lichttaster nach einem der vorausgehenden Ansprüche angebracht ist in der Weise, daß sein Strahlengang in Form einer Linie auf die Einstiegschwelle bzw. Trittstufe innerhalb der Tür trifft und der Länge nach quer ausgerichtet ist zur Einstiegsrichtung bzw. parallel zu Türkante, und daß der Ausgang des Lichttasters mit einer Türsteuerung verbunden ist.

7. Lichttaster nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er eingerichtet ist zum Einbau in Bussen zur Überwachung der Einstiegstellen, indem die Winkel der Strahlengänge zueinander so justiert sind, daß sich die Strahlen in einem Abstand, der der Höhe von Trittstufe zum oberen Ende des Türrahmens entspricht, im wesentlichen gerade kreuzen, um eine Hintergrundausblendung für den Fußboden zu bewirken.