DE4406906A1 - Vorrichtung zur Überwachung von Innenräumen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Über­ wachung von Innenräumen, insbesondere Fahrgasträumen und Laderäumen in Kraftfahrzeugen mittels Strahlen vorzugswei­ se in einem Wellenlängenbereich von etwa 700 bis 2000 nm, bestehend aus einem Strahlungssender und einem Strahlungs­ empfänger.

Zur Überwachung von Innenräumen sind sogenannte Bewegungs­ melder bekannt, die die Strahlung von lebenden, insbeson­ dere menschlichen Körpern empfangen und die beim Empfang solcher Strahlen ein Signal abgeben, welches für Steue­ rungszwecke benutzt werden kann. Derartige Bewegungsmelder sind deshalb auch nur mit einem Strahlungsempfänger ausge­ rüstet.

Es sind weiterhin Vorrichtungen zur Überwachung von Innen­ räumen bekannt, die aus einem Strahlungssender und einem getrennten Strahlungsempfänger bestehen, die Strahlen, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von etwa 700 bis 2000 nm aussenden und empfangen. Bedarfsweise können dem Strahlungssender strahlungsstreuende bzw. strahlungsbün­ delnde Bauelemente zugeordnet sein. Derartige Bauelemente sind jedoch nicht in der Lage, eine gezielte Strahlenfüh­ rung zu ermöglichen. Dies ist auch bei der normalen Über­ wachung von Innenräumen unbedeutend. Dort werden der Strahlungssender und der Strahlungsempfänger so ausge­ richtet, daß sie eine Tür und/oder ein Fenster, also Öff­ nungen überwachen, über die Personen in den Raum eindrin­ gen können.

Diese bekannten Vorrichtungen sind jedoch für die Über­ wachung eines genau vorgegebenen Bereiches eines Innenrau­ mes, insbesondere von Fahrgasträumen und Laderäumen in Kraftfahrzeugen, ungeeignet. Beispielsweise bei Personen­ kraftwagen müßten der Strahlungssender und der Strahlungs­ empfänger so ausgebildet sein, daß sie keine Strahlen nach außen senden bzw. von außen empfangen können. Dieses Pro­ blem wird ganz besonders deutlich, wenn der Innenraum eines als Cabrio ausgebildeten Personenkraftwagens über­ wacht werden soll. Hier soll eine Überwachung auch dann optimal arbeiten, wenn beispielsweise das Verdeck des Ca­ brios nicht geschlossen ist. Hier darf die Überwachungs­ vorrichtung nicht ansprechen, wenn beispielsweise eine Person an dem Cabrio vorbeigeht oder sich über dasselbe beugt. Das gleiche Überwachungsproblem besteht auch dann, wenn beispielsweise der Beifahrersitz eines Personenkraft­ wagens mit einem Airbag ausgerüstet ist und derselbe nur dann bei einem Aufprall ansprechen soll, wenn tatsächlich auf dem Beifahrersitz auch eine Person sitzt. Mit den be­ kannten Vorrichtungen ist eine Überwachung eines genau vorgegebenen Bereiches eines Innenraumes nicht möglich. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß insbesondere bei einem Personenkraftwagen eine solche Vorrichtung nicht an jeder beliebigen Stelle angebracht werden kann.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zur Überwachung von Innenräumen, insbesondere von Fahrgasträumen und Laderäumen in Kraftfahrzeugen, mittels Strahlen zu schaffen, mit der es ohne allzu großen Aufwand möglich ist, in ihrer Kontur genau vorgegebene Innenräume oder genau vorgegebene Bereiche derselben zu überwachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vor­ geschlagen, daß dem Strahlungssender und dem Strahlungs­ empfänger jeweils ein optisches, die Strahlen abstimmbar in den Raum divergierendes und aus dem Raum konvergieren­ des Element vorgeordnet ist.

Durch eine derartige Ausgestaltung der Vorrichtung bzw. den Einsatz von optischen Elementen ist es möglich, in ge­ nau vorgegebene Räume oder Bereiche Strahlen zu senden und aus diesen zu empfangen. Dabei kann dieser Raum bzw. Be­ reich eine weitgehend beliebige Gestalt besitzen; der Strahlenausgang und der Strahleneingang des optischen Ele­ mentes kann problemlos dem Raum bzw. Bereich angepaßt wer­ den.

Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-10 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Platte mit zwei optischen Elementen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung eines optischen Ele­ mentes und

Fig. 3 mehrere neben- und/oder hintereinander angeord­ nete optische Elemente.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist eine Platte 1 gezeigt, die beispielsweise zur Abdeckung der oberhalb der Frontscheibe eines Personenkraftwagens angeordneten Innenraumleuchte dient. Deshalb ist auch eine diesbezügliche Glühbirne 2 angedeutet. Die Platte 1 besteht in diesem Ausführungsbei­ spiel aus blankgepreßtem, hochwertigem optischen Glas und weist eine Außenkontur auf, die ein Einsetzen derselben in die Innenraumleuchte ermöglicht. In dieser Platte 1 sind zwei mit Abstand voneinander angeordnete, optische Elemen­ te 3 ausgebildet, die eine Art kegelförmige Gestalt besit­ zen und die, je nach den Strahlungswinkeln, mehrere schräg und/oder rotationssymmetrisch verlaufende, meist kurven­ formig geformte, optisch wirksame Flächen besitzen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die optisch wirksame Kurve bzw. Fläche, von der Rückseite der Platte 1 ausgehend, nach innen gerichtet, während die Frontseite der Platte 1, die dem Innenraum des Fahrzeuges zugewandt ist, eine glat­ te Fläche aufweist. Dadurch werden Verletzungsgefahren ausgeschlossen.

Die optisch wirksamen Kurven bzw. Flächen der beiden op­ tischen Elemente 3 sind in vorteilhafter Weise gleich aus­ gebildet und so geformt, daß die von einem Strahlungssen­ der 4 ausgehenden, optischen Strahlen 5 äußerst genau einen vorgegebenen Raum bzw. Bereich erfassen. Dem zweiten optischen Element 3 ist ein Strahlungsempfänger 6 zugeord­ net, der über die optisch wirksamen Kurven bzw. Flächen ausschließlich Strahlen 7 von einem genau vorgegebenen Raum bzw. Bereich empfängt. Der Strahlungssender 4 und der Strahlungssender 6 sind in vorteilhafter Weise als Dioden ausgebildet, die die Strahlen 5, 6 in Form eines Ke­ gelmantels verlassen bzw. empfangen. Gleiches gilt aber auch für die aus der Platte austretenden bzw. eintretenden Strahlen 5, 6, die als Kegel einen Schutzschirm bilden, der bis zu 360° betragen kann. Durch entsprechendes Neigen der Platte 1 gegenüber der Horizontalen können vordere Strah­ lungszonen steiler und hintere Strahlungszonen flacher bzw. weitreichender wirksam werden.

Vielfach ist es jedoch nicht notwendig, den ganzen mög­ lichen Winkel der Strahlenablenkung auszunutzen. Es ist daher grundsätzlich möglich, die Lichteintrittsfläche der optischen Elemente 3 durch eine andere Fläche zu begren­ zen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist die optisch wirksame Fläche eines optischen Elementes 3 erhaben aus­ gebildet, und diesem optischen Element 3 sind zwei Strah­ lungssender 4 zugeordnet. Auch hier besteht die Möglich­ keit, die Lichteintrittsfläche durch eine besondere Fläche zu begrenzen, die entweder sofort bei der Formgebung her­ gestellt oder später durch einen Schleifvorgang erzeugt wird.

Die Fig. 3 zeigt - worauf ausdrücklich hingewiesen wird - eine besondere Ausgestaltung einer Platte 1. Hier sind mehrere optische Elemente 3 neben- oder hintereinander in der Platte 1 ausgebildet, die in etwa der Ausgestaltung der Fig. entsprechen. Jedem optischen Element 3 ist hier ein Strahlungssender 4 oder ein Strahlungsempfänger 6 zu­ geordnet, die abwechselnd zueinander angeordnet und ge­ schaltet sind. Dabei sind die Strahlungssender 4 und die Strahlungsempfänger 6 als sogenannte Halbleiterchips aus­ gebildet, die auf einer mit einer leitfähigen Schicht 8 versehenen Gegenplatte 9 angeordnet sind. Zur besseren Darstellung sind sowohl die Schicht 8 als auch die Halb­ leiterchips dicker dargestellt. Die Gegenplatte 9 ist fest mit der Platte 1 verbunden. Durch diese Ausgestaltung ist es nicht mehr erforderlich, zusätzliche Verbindungsstücke zum Anschließen der einzelnen Strahlungssender 4 bzw. Strahlungsempfänger 6 vorzusehen. Durch die Einschaltung der optischen Elemente 3 bzw. optisch wirksamen Flächen lassen sich generell nachteilige Eigenschaften von Halb­ leiterchips eliminieren, da die Strahlen entweder nur in einem festen Medium verlaufen oder nach kurzem Luftweg wieder in ein festes Medium eintreten. Die eigene Optik von Strahlungssendern 4 und Strahlungsempfängern 6 sind dabei weitgehend unwirksam bzw. überhaupt nicht mehr er­ forderlich. Somit wird hier ein integriertes, opto-elek­ tronisches Bauelement mit hoher Sende- und Empfangslei­ stung geschaffen. Temperaturveränderungen wirken sich nicht mehr nachteilig aus. Diese konstruktive Anordnung bietet also die Vervielfachung der optischen Wirkungsele­ mente auf einer Platte zur Erzielung einer hohen Elemen­ tendichte.

In Abänderung des erläuterten Ausführungsbeispieles ist es auch möglich, die Platten 1 aus Kunststoff zu fertigen. Sowohl Glas als auch Kunststoff ermöglichen durch eine ho­ he Formgenauigkeit und Sauberkeit die erforderliche Prä­ zision der optisch wirksamen Flächen bzw. Elemente 3.

Entscheidend für die Ausgestaltung der Platten 1 bzw. der optischen Elemente 3 ist jedoch auch, daß die Werkstoffe geeignete Brechungseigenschaften und eine vergleichbare spektrale Transmission, besonders in einem Wellenlängenbe­ reich von etwa 700-2000 nm, haben und eine gute Resistenz gegenüber Atmosphärilien und mechanische Einwirkungen auf­ weisen. Beim Einsatz von Glas bedeutet dies, daß unbedingt Weißglas oder dgl. verwendet werden muß. Schließlich ist es auch möglich, für den Strahlungssender 4 und den Strah­ lungsempfänger 6 getrennte Platten vorzusehen, die dann durch ein geeignetes Zwischenstück fest miteinander ver­ bunden sind.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Überwachung von Innenräumen, insbeson­ dere Fahrgasträumen und Laderäumen in Kraftfahrzeugen mittels Strahlen, vorzugsweise in einem Wellenlängenbe­ reich von etwa 700 bis 2000 nm, bestehend aus einem Strahlungssender und einem Strahlungsempfänger, dadurch gekennzeichnet, daß dem Strahlungssender (4) und dem Strahlungsempfän­ ger (6) jeweils ein optisches, die Strahlen abstimmbar in den Raum divergierendes und aus dem Raum konvergier­ endes Element (3) vorgeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (3) eine Linsenform, eine Kegelform, eine keglige Kurvenform oder eine aus die­ sem abgeleitete Freiform aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (3) in mindestens einer Sei­ te einer Platte (1), vorzugsweise einer blankgepreßten Platte ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (1) aus zwei mit Abstand voneinander an­ geordneten Teilplatten gebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilplatten über ein Zwischenstück miteinan­ der verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Teilplatte der Strahlungssender (4) und der anderen Teilplatte der Strahlungsempfänger (6) zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (4) und der Strahlungsempfän­ ger (6) durch jeweils mindestens eine Diode gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß den Flächen der optischen Elemente (3) Emitter­ dioden und Empfängerdioden zugeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden als Halbleiterchips ausgebildet und auf einer Gegenplatte angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (3) oder die Platte (1) bzw. die Teilplatten aus Glas oder Kunststoff gebildet sind.