DE69604684T2

DE69604684T2 - Detektionsvorrichtung für thermisch emittierte strahlung

Info

Publication number: DE69604684T2
Application number: DE69604684T
Authority: DE
Inventors: John Patchell
Original assignee: 1138037 Ontario Ltd
Current assignee: 1138037 Ontario Ltd
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1996-07-22
Publication date: 2000-04-06
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: WO1997008524A1; MX9801567A; EP0847519A1; EP0847519B1; ATE185622T1; DE69604684D1; JP3129443B2; CN1194033A; CA2157237A1; AU6352196A; CN1085832C; DK0847519T3; JP2000503760A; HK1016254A1; US5668539A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Detektionsvorrichtung für thermisch emittierte Strahlung, und insbesondere die Verwendung einer derartigen Vorrichtung zur Erfassung von Objekten in einem toten Winkel bzw. blinden Fleck.

Hintergrund der Erfindung

Das Problem der Erfassung des Vorhandenseins eines folgenden Fahrzeugs in dem toten Winkel eines Fahrzeugs ist allgemein bekannt. Das US-Patent Nr. 5,122,796 vom 16. Juni 1992 von George Beggs et al. der Auto-Sense Ltd. beschreibt ein aktives System, das einen elektro-optischen Emitter und Empfänger verwendet. Der Emitter arbeitet in einem Infrarotbereich mit kurzer Wellenlänge, wodurch eine Interferenz mit langwelligen Infrarot- oder thermischen Emissionsabstrahlungsguellen, wie beispielsweise heißen Gegenständen, vermieden wird. Ein Bandpaßfilter wird dazu verwendet, den Detektor auf den Durchlaßbereich bzw. das Durchgangsband des Emitters zu begrenzen.
Bei Nachrüstvorrichtungen für Automobilanwendungen ist es wünschenswert, mit Energiequellen zu arbeiten, die unabhängig von dem Hauptstrom- bzw. Energiesystem des Fahrzeugs sind. Aktive Vorrichtungen, wie beispielsweise das von Beggs beschriebene Emitter-/Detektorsystem weisen einen relativ hohen Energieverbrauch auf und benötigen möglicherweise die Verbindung mit dem elektrischen System des Fahrzeugs.
Auch passive Detektorsysteme wurden vorgeschlagen. Der hiesige Erfinder ist beispielsweise Miterfinder bei einer internationalen PCT-Patentanmeldung PCT/CA 95/00134, welche am 10. März 1995 eingereicht wurde, wobei ein Detektor für thermisch emittierte Strahlung von der Art verwendet wird, wie sie in einem Sicherheitssystem-Bewegungsdetektor für einen passiven Detektor eines toten Winkels bestehen. Dieser Typ eines Detektors für thermisch emittierte Strahlung erfordert eine Veränderung in der Temperatur, damit er ein Ausgangssignal liefert.
Wie in der Bewegungsdetektoranwendung basiert der vorgeschlagene Detektor auf der Bewegung des Hitze erzeugenden Objekts durch das Sichtfeld des Detektors zur Erzeugung eines Ausgangssignals. Dieser Detektortyp ist jedoch nicht sensitiv bzw. nicht empfindlich bezüglich relativ stationärer Objekte bzw. Gegenstände. Folglich ist ein nachfolgendes Fahrzeug, das in den blinden Fleck bzw. dem toten Winkel in einer festen Relativposition verbleibt, nicht erfaßbar und kann durch den Fahrzeuglenker übersehen werden.
Die PCT-Anmeldung, welche unter der Nr. WO 86/03916 veröffentlicht wurde, beschreibt einen Strahlungssensor, der ein breites und enges Sichtfeld besitzt. Jedoch berücksichtigt dieses Dokument in keiner Weise die Erfassung eines infrarot-strahlenden oder sonst strahlenden Objekts in einem toten Winkel eines Fahrzeugs.
In der Forschungsveröffentlichung Band 338, N9. 076, 10. Juni 1992 von Emsworth, GB wird ein Verfahren zur Erfassung eines Objekts in einem toten Winkel eines Fahrzeugs durch Vergleich der Temperatur in dem toten Winkel mit der Temperatur auf der Straße beschrieben. Jedoch unterliegt dieses Verfahren den Temperaturveränderungen der Straße und kann unter bestimmten Umständen zu einer Fehlmessung führen.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Detektionsvorrichtung für thermisch emittierte Strahlung zu schaffen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Detektionsvorrichtung für thermisch emittierte Strahlung für die Erfassung von Objekten in einem toten Winkel geschaf fen mit einer Erfassungseinrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von thermisch emittierter Strahlung, einer Einrichtung zur Festlegung eines ersten und zweiten Sichtfeldes relativ zu der Erfassungseinrichtung, einer Einrichtung zum Schalten des erfaßten Sichtfeldes zur Erzeugung eines Kombinationsausgangssignals, und einer Einrichtung zum Ableiten einer Anzeige eines nahe gelegenen Objekts aus dem Kombinationsausgangssignal, wobei das erste Sichtfeld den blinden Fleck bzw. toten Winkel aufweist und das zweite Sichtfeld ein Referenzsichtfeld umfaßt, und wobei das Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Sichtfeld eine Differenz in der thermisch emittierten Strahlung bei der Erfassungseinrichtung erzeugt, wenn sich das nahe gelegene Objekt in dem Sichtfeld befindet.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Fähigkeit, ein relativ stationäres Objekt in einem toten Winkel zu erfassen. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der relativen Unempfindlichkeit gegenüber Veränderungen der Oberflächentemperaturen, die den Sichtfeldern gemeinsam sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung von thermisch emittierter Strahlung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 den Betrieb der Erfassungsvorrichtung für thermisch emittierte Strahlung nach Fig. 1, welche in einem voranfahrenden Fahrzeug montiert ist, um in ihrem visuellen toten Winkel bzw. blinden Fleck das Vorhandensein eines nachfolgenden Fahr zeugs zu erfassen;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zusammengesetzten Fresnelschen Linse, die bei der Erfassungseinrichtung zur Erfassung thermisch emittierter Strahlung gemäß Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schaltkreises zur Ableitung bzw. Gewinnung einer Anzeige des Vorhandenseins eines nachfolgenden Fahrzeugs zum Gebrauch bei der in Fig. 1 gezeigten Erfassungseinrichtung bzw. Detektor gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A, 5B und 5C eine graphische Darstellung typischer Signale bei verschiedenen Stufen des in Fig. 4 gezeigten Schaltkreises;
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der Erfassungseinrichtung zur Erfassung thermisch emittierter Strahlung;
Fig. 7 eine dritte Ausführungsform der Erfassungseinrichtung zur Erfassung thermisch emittierter Strahlung; und
Fig. 8 eine vierte Ausführungsform der Erfassungseinrichtung zur Erfassung thermisch emittierter Strahlung.

Genaue Beschreibung

In Fig. 1 ist ein Detektor bzw. eine Erfassungseinrichtung für einen toten Winkel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Detektor zur Erfassung des toten Winkels enthält einen Detektor 10 zur Erfassung einer thermisch emittierten Strahlung, eine Fresnelsche Linse 12, die in bezug von dem Detektor 10 für thermisch emittierte Strahlung beabstandet liegt, sowie eine Blende 14, die sich zwischen dem Detektor 10 für thermisch emittierte Strahlung und der Fresnelschen Linse 12 befindet. Die Fresnelsche Linse 12 enthält vier Linsenbauelemente, nämlich die Linsenbauelemente 16, 18 und 20, welche Sichtfelder für den Detektor 10 entsprechend dem toten Winkel festlegen, sowie ein Linsenbauelement 22, welches ein Sichtfeld für den Detektor 10 definiert, das hin zu einem Referenzpunkt auf der Straße hinter dem Fahrzeug gerichtet ist. Die Blende 14 wird zwischen einer ersten Stellung 24 betrieben, in welche sie durch die Rückziehfeder 26 vorgespannt wird, und einer zweiten Stellung 28 betrieben, wobei sie in diese zweite Stellung durch einen Elektromagneten 30 angezogen wird. In der ersten Stellung 24 blockiert die Blende die Sichtfelder ausgehend von den Linsenbauelementen 16, 18 und 20 entsprechend dem toten Winkel des Fahrzeugs und gestattet dem Sichtfeld ausgehend von dem Linsenbauelement 22 entsprechend dem Referenzpunkt auf der Straße auf den Detektor 10 zu fallen. Bei Aktivieren des Elektromagneten 30 blockiert in der zweiten Stellung 28 die Blende das Sichtfeld ausgehend von dem Linsenbauelement 22 und gibt das Sichtfeld ausgehend von den Linsenbauelementen 16, 18 und 20 entsprechend dem toten Winkel bzw. blinden Fleck des Fahrzeugs frei, so daß es auf den Detektor 10 fällt. Wenn der Detektor 10 gegenüber Veränderungen in der Temperatur empfindlich ist, liefert das Umschalten zwischen dem Sichtfeld ausgehend von einem Referenzpunkt auf der Straße hinter dem Fahrzeug auf den blinden Fleck bzw. den toten Winkel des Fahrzeugs einen Unterschied, falls sich ein Fahrzeug in dem toten Winkel befindet.
Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt ein Fahrzeug 32 einen daran montierten Detektor 34 zur Erfassung eines toten Winkels in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und fährt entlang einer Straße in einer Fahrspur 36. Ein zweites Fahrzeug 38 folgt auf das erste Fahrzeug in der daneben liegenden Fahrspur 40. Der Detektor 34 zur Erfassung des toten Winkels baut Sichtfelder 42, 44 und 46 innerhalb des toten Winkels des Fahrzeugs auf, die im allgemeinen hin zu einer Fahrspur 40 gerichtet sind, sowie ein Referenzsichtfeld 48, das hinter das Fahrzeug 32 in der Fahrspur 36 gerichtet ist. Die Sichtfelder 42, 44, 46 und 48 entsprechen jeweils den Fresnelschen Linsen elementen 16, 18, 20 und 22. Der Detektor 10 zur Erfassung thermisch emittierter Strahlung für den 8-14-Mikrometer-Bereich ist vorzugsweise ein als einzelnes Bauelement ausgebildeter pyroelektrischer Detektor, wie beispielsweise der Hamamatsu P4736. Alternativ dazu kann ein pyroelektrischer Detektor mit zwei Fühl- bzw. Erfassungsbauelementen verwendet werden, beispielsweise ein Hynman LAH958, wobei eines der Erfassungsbauelemente abgedeckt ist. Alternativ dazu kann eine halbkundenspezifische Schaltung verwendet werden. Derartige Schaltungen bzw. Einrichtungen werden üblicherweise mit einem großen Widerstand, beispielsweise 100 GOhm, hergestellt, der parallel zu den Erfassungsbauelementem geschaltet ist. Ein niedrigerer Wert dieses Widerstands führt zu einer breiteren effektiven Bandbreite, dem der Nachteil einer geringeren Sensitivität bei niedrigeren Frequenzen gegenübersteht. Für die vorliegende Ausführungsform, bei der eine untere Grenzfrequenz von ungefähr 10 Hz erwünscht ist, wäre ein Widerstandswert von ungefähr 100 MOhm geeignet. Derartige Typen von pyroelektrischen Detektoren sind gegenüber Veränderungen der Temperatur empfindlich bzw. sensitiv, jedoch nicht gegenüber der absoluten Temperatur, wodurch der Detektor eine Temperaturänderung erfassen muß, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Diese Temperaturänderung tritt auf, wenn ein Wärme erzeugender Gegenstand, wie beispielsweise ein in Betrieb stehendes Fahrzeug, in einem der Sichtfelder des Detektors erfaßt wird. Die Temperaturveränderung zwischen einem der Sichtfelder in dem toten Winkel und dem Referenzsichtfeld wird bei der bevorzugten Ausführungsform mittels eines Blendenmechanismus erreicht. Die Blende wird bei einer konstanten Rate von 10 Hertz betrieben. Die Betriebsrate muß klein genug sein, damit sie sich innerhalb des Bandpaßbereichs des verwendeten pyroelektrischen Detektors befindet, und muß ferner schnell genug sein, um eine ausreichend schnelle Warnung bzw. Meldung eines Fahrzeugs sicherzustellen, welches in den toten Winkel eintritt. Das Ansprechverhalten des Pyrodetektors begrenzt die maximale Abblendgeschwindigkeit auf weniger als 50 Hertz, während gleichzeitig die Notwendigkeit zur Erfassung des Fahrzeugs die unte re Geschwindigkeit auf ungefähr 2 Hertz beschränkt. Bei dieser niedrigeren Geschwindigkeit erfolgt eine Messung des Sichtfeldes, in dem sich der blinde Fleck bzw. tote Winkel befindet, alle 500 Millisekunden. Nimmt man an, daß sich ein Fahrzeug mit einer Relativgeschwindigkeit von 20 km/h (5,6 Meter/Sekunde) annähert, führt dies zu einer Veränderung des Abstandes zwischen den Abtastungen von 2,3 Metern. Falls der maximale Erfassungsbereich der Einheit 10 Meter beträgt, wird ein sich näherndes Fahrzeug irgendwo zwischen 10 und 7,6 Metern erfaßt. Das Referenzsichtfeld 48 ist auf den hinter dem Fahrzeug gelegenen Raum in einem Bereich gerichtet, der sich nicht in dem toten Winkel des Fahrzeugs befindet und in dem sich normalerweise auch kein Fahrzeug befindet. Das Umschalten zwischen dem Referenzsichtfeld 48 und den Sichtfeldern 42, 44 und 46 für den toten Winkel schafft die notwendige Temperaturveränderung für den Detektor, wenn sich Wärme erzeugende Objekte bzw. Gegenstände, wie beispielsweise ein in Betrieb stehendes Fahrzeug, sich innerhalb dieser Sichtfelder befindet.
In Fig. 3 ist eine Fresnelsche Linse gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Fresnelsche Linse enthält Linsenbauelemente 16, 18 und 20, die auf den toten Winkel des Fahrzeugs gerichtet sind, sowie ein Linsenbauelement 22, das auf die hinter dem Fahrzeug gelegene Straße gerichtet ist. Die Linsenbauelemente 16, 18 und 20 sind voneinander versetzt, um verschiedene Sichtfelder zu schaffen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Fresnelsche Linse 12 enthält ferner eine Maske 50 um die Linsenbereiche, welche für eine thermisch emittierte Strahlung undurchlässig ist. Die Bauelemente 16, 18 und 20 für den toten Winkel besitzen eine Gesamtfläche, die gleich derjenigen der Straßenbetrachtungslinse 22 ist. Dies stellt sicher, daß die thermisch emittierte Strahlung, welche durch die drei Linsen für den toten Winkel bei einer leeren Straßen aufgenommen bzw. gesammelt wird, gleich derjenigen ist, die durch die einzige Linse 22 für die Straße gesammelt bzw. aufgenommen wird. Dies ist so lange richtig, wie die Straßentemperatur über die Gesamtstraße und die Sichtfelder für den toten Winkel relativ konstant ist.
In Fig. 4 ist schematisch ein Schaltkreis dargestellt, welcher dem Antrieb des Blendenmechanismus und dem Ableiten einer Anzeige von dem Detektor für das Vorhandensein eines Fahrzeugs innerhalb des toten Winkels dient. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Schaltkreis einen Detektorschaltkreis 52, der ein Eingangssignal an einen Verstärkerschaltkreis 54 liefert, der ein Eingangssignal an einen Demodulatorschaltkreis 56 abgibt, der seinerseits ein Eingangssignal an den Anzeigeschaltkreis 58 liefert. Der Demodulatorschaltkreis 56 wird durch einen 10 Hertz-Rechtecksignalgenerator 60 angetrieben, der ferner den Abblend-Elektromagneten 30 antreibt. Das Ausgangssignal von dem Detektor wird kapazitiv über den Kondensator C1 an den Verstärkerschaltkreis 54 gekoppelt, der zwei Verstärkungsstufen 62, 64 besitzt. Der Verstärkerschaltkreis 54 wirkt als ein Hochpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von ungefähr 10 Hertz. Das Augsangssignal des Verstärkerschaltkreises 54 wird an den Eingang des Demodulatorschaltkreises 56 angelegt. Der Demodulatorschaltkreis wird bei einer Frequenz von 10 Hertz betrieben, indem man das Ausgangssignal des 10 Hertz-Rechtecksignalgenerators 60 an Schalter innerhalb des Modulatorschaltkreises anlegt. Der Anzeigeschaltkreis 58 besitzt Komparatoren 66 und 68, die das Ausgangssignal des Demodulatorschaltkreises 56 mit Schwellenwerten vergleichen, um das Vorhandensein eines Fahrzeugs in dem toten Winkel zu ermitteln und in Reaktion darauf ein Anzeigeausgangssignal in Form eines Treibersignals an eine LED D3 abgibt.
In den Fig. 5A, 5B, 5C sind graphisch die Ausgangssignale des Detektors 50, des Verstärkers 54 und des Demodulators 56 dargestellt, wobei die durch den Anzeigeschaltkreis 58 darübergelagerten Schwellenwerte ebenfalls dargestellt sind.
Fig. 5A stellt graphisch ein typisches ursprüngliches bzw. hohes Ausgangssignal ausgehend von dem pyroelektrischen Detek tor 10 dar. Dieses Signal enthält eine Reaktion auf ein Auto in dem toten Winkel zwischen 0,5 bis 1,8 Sekunden, das demjenigen Signal überlagert ist, welches durch die Veränderungen der Straßentemperatur verursacht wird. Das Hintergrundsignal, welches durch die Veränderungen der Straße hervorgerufen wird, weist eine vorherrschende niedrigere Frequenz auf, und folglich wird eine Hochpaßfilterung ein durch ein Auto verursachtes Signal von dem Hintergrundsignal trennen. Der Verstärkerschaltkreis 54 arbeitet als Hochpaßfilter mit einer Grenzfrequenz von 10 Hertz und erzeugt ein Ausgangssignal aus dem in Fig. 5A gezeigten Eingangssignal, wie in Fig. 5B gezeigt ist. Das in Fig. 5B dargestellte Signal wird dann durch Schalten der Polarität synchron mit der Blende demoduliert, um ein Erfassungssignal zu erzeugen, wie es in Fig. 5C dargestellt ist. Der Anzeigeschaltkreis 58 vergleicht dann dieses Signal mit Schwellenwerten, um zu bestimmen, ob ein Fahrzeug in dem toten Winkel vorhanden ist.
Die Fig. 6, 7 und 8 stellen alternative Ausführungsformen des Detektors für thermisch emittierte Strahlung dar. Bei der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird das Referenzsichtfeld auf die Straßenoberfläche und die Sichtfelder für den toten Winkel bzw. den blinden Fleck jeweils durch die Fresnelschen Linsenbauelemente 16, 18, 20 und 22 festgelegt bzw. definiert, wobei die Selektion bzw. Auswahl des Sichtfeldes durch die Blende bzw. Schließeinrichtung 14 festgelegt wird. Es ist möglich, verschiedene mechanische Blendanordnungen zu schaffen, beispielsweise vibrierende Rohre bzw. Kämme oder rotierende Klingen. Eine LCD kann als eine Blende für thermisch emittierte Strahlung verwendet werden, wobei dies noch weiter untersucht werden muß. Es ist ferner möglich, das Sichtfeld des Detektors 10 durch andere Einrichtungen zu verändern, wie im weiteren beschrieben wird.
Wie in Fig. 6 gezeigt, wird eine einzelne Fresnelsche Linse 80 vorgesehen und an einer Seite durch eine vibrierende Einrichtung 82 gelagert. Die Vibrationseinrichtung 82 kann naturgemäß elektromechanisch oder piezoelektrisch sein. Bei Anlegen eines Treiber- bzw. Antriebssignals an die Vibrationseinrichtung 82 wird die Fresnelsche Linse 80 zwischen zwei Stellungen hin- und herbewegt entsprechend einem Referenzsichtfeld und einem Sichtfeld für einen toten Winkel. Wenn der Detektor 10 gegenüber einer Veränderung der Temperatur sensitiv bzw. empfindlich ist, führt die Veränderung in den Sichtfeldern zu einem Ausgangssignal, das bei Vorhandensein eines Fahrzeugs in dem toten Winkel erzeugt wird. Der Betrieb des restlichen Detektors ist der gleiche, wie in bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Wie allgemein bekannt, können die optischen Bauelemente, Linsen, und die optischen Bauelemente, wie Spiegel, gegeneinander ausgetauscht werden. Daher kann die Fresnelsche Linse in Fig. 6 durch einen konkaven Spiegel ersetzt werden.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser dritten Ausführungsform wird die Fresnelsche Linse 80 in Fig. 6 durch einen konkaven Spiegel 86 ersetzt. Der Spiegel 86 ist in ähnlicher Weise an die Fresnelsche Linse montiert und vibriert im Betrieb zwischen zwei Sichtfeldern.
Die in Fig. 8 dargestellte vierte Ausführungsform benutzt fixierte bzw. feststehende optische Bauelemente 88, d. h. eine Linse oder einen Spiegel, verleiht jedoch dem Detektor eine Relativbewegung, um die zwei Sichtfelder zu definieren bzw. festzulegen.
Wenngleich die in Fig. 6 bis 8 gezeigten Ausführungsformen unter Verwendung des Rechtecksignalgenerators der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden sind, können sonstige Signalformen verwendet werden. Die in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Ausführungsformen definieren die Sichtfelder basierend auf der Relativstellung und wären zu einer kontinuierlichen Bewegung zwischen Positionen bzw. Stellungen in der Lage, falls der Detektor eine ausreichende Bandbreite auf weist. Beispielsweise hätte entweder ein HCT (HgCdTe)-Detektor oder ein pyroelektrischer Detektor mit einem relativ niedrigen Parallelwiderstand (ungefähr 1 MOhm) eine ausreichende Bandbreite. Folglich könnte eine sägezahnförmige Signalwellenform verwendet werden, um die Vibrationseinrichtung 82 anzutreiben, wodurch das Sichtfeld einen Bereich innerhalb des toten Winkels abtasten würde. Das Sichtfeld könnte beispielsweise ausgehend von einer relativ nahen Position zu einer relativ entfernt gelegenen Position innerhalb des toten Winkels abgetastet werden, wodurch ein Referenzsichtfeld und ein Sichtfeld für einen toten Winkel in einer kontinuierlichen Abtastung bzw. Scan kombiniert werden. Zusätzlich könnte ein Phasendiskriminator hinzugefügt werden, um die Relativposition bzw. die Relativstellung der Fahrzeuganzeige zu quantifizieren, und LEDs mit unterschiedlicher Farbe könnten zur Anzeigen der Relativposition verwendet werden. Beispielsweise rot, gelb und grün entsprechend einer nahe gelegenen, mittleren und entfernt gelegenen Position bzw. Stellung des Fahrzeugs innerhalb des toten Winkels.
Wenngleich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der Erfassung eines nachfolgenden Fahrzeug in dem hinteren toten Sichtwinkel des voranfahrenden Fahrzeugs beschrieben worden sind, sind weitere Anwendungen der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise an der Vorderseite eines Schulbusses verwendet werden, um Kinder, die für den Fahrer nicht sichtbar sind, zu erfassen. Die vorliegende Erfindung kann darüber hinaus zur Erfassung von Menschen und Fahrzeugen in dem toten Winkel unmittelbar hinter großen Lastwagen verwendet werden, um den Fahrer vor dem Zurückfahren zu warnen.
Eine Vielzahl von Abwandlungen, Variationen und Anpassungen können von den besonderen Ausführungsformen der Erfindung, wie sie oben beschrieben worden sind, gemacht werden, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung, welcher durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist, abzuweichen.

Claims

1. Detektionsvorrichtung für thermisch emittierte Strahlung für die Erfassung von Objekten in einem toten Winkel mit:

einer Erfassungseinrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von thermisch emittierter Strahlung;

einer Einrichtung zur Festlegung eines ersten und zweiten Sichtfeldes relativ zu der Erfassungseinrichtung;

dadurch gekennzeichnet, daß

das erste Sichtfeld den toten Winkel aufweist und das zweite Sichtfeld ein Bezugssichtfeld aufweist, daß eine Einrichtung zum Umschalten der Sichtfelder und zur Erzeugung eines Kombinationsausgangssignals und eine Einrichtung zum Ableiten einer Anzeige eines nahe gelegenen Objekts aus dem Kombinationsausgangssignal vorgesehen ist, wobei das Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Sichtfeld eine Differenz in der thermisch emittierten Strahlung bei der Erfassungseinrichtung erzeugt, wenn sich das nahe gelegene Objekt in dem ersten Sichtfeld befindet.

2. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinrichtung einen differentiellen Detektor für thermisch emittierte Strahlung aufweist.

3. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zur Festlegung des ersten und zweiten Sichtfeldes entweder eine optische Anordnung mit ersten und zweiten optischen Bauelementen oder eine optische Anordnung mit einem einzigen optischen Bauelement aufweist, das in der Lage ist, sich zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position entsprechend dem jeweiligen ersten und zweiten Sichtfeld zu bewegen.

4. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten optischen Bauelemente Fresnelsche Linsen oder konkave Spiegel sind.

5. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das einzelne optische Bauelement eine Fresnelsche Linse, ein konkaver Spiegel oder ein planarer Spiegel zusammen mit einem weiteren festen optischen Bauelement ist.

6. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das feste optische Bauelement eine Fresnelsche Linse oder ein konkaver Spiegel ist.

7. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Schaltvorrichtung eine Blende aufweist, die zwischen einer ersten und zweiten Stellung betätigbar ist, wobei entsprechend ein jeweiliges erstes und zweites Sichtfeld des ersten und zweiten optischen Bauelements erfaßbar sind, oder eine Vibrationseinrichtung zum Hervorrufen einer Bewegung der optischen Anordnung zwischen einer ersten und zweiten Stellung, wobei entsprechend ein jeweiliges erstes und zweites Sichtfeld erfaßbar ist.

8. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Blende entweder eine undurchsichtige Platte, die schwenkbar zwischen dem Detektor und der optischen Anordnung angebracht ist, eine Feder, die die Platte in der ersten Stellung vorgespannt hält und einen Elektromagneten zum Anziehen der Platte in eine zweite Stellung, oder ein federndes Rohr, das zwischen dem Detektor und der optischen Anordnung und einem Elektromagneten angebracht ist, welcher das Rohr bei einer vorbestimmten Frequenz in Schwingung versetzt, oder ein drehbares Blatt umfaßt, das zwischen dem Detektor und der optischen Anordnung angeordnet ist.

9. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Vibrationseinrichtung entweder eine piezoelektrische Einrich tung oder eine elektromechanische Einrichtung ist.

10. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinrichtung einen ersten und zweiten proportionalen Detektor aufweist und wobei jeweils ein erstes und zweites Sichtfeld zu diesem gehören.

11. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Schalteinrichtung einen elektrischen Schalter aufweist zum Umschalten zwischen den Ausgängen des ersten und zweiten Detektors.

12. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Ableiten einer Anzeige mindestens eine der folgenden Einrichtungen enthält: ein Hochpaßfilter; ein Hochpaßfilter und einen Verstärker; ein Hochpaßfilter, einen Verstärker und einen Demodulator, welcher bei einer vorbestimmten Frequenz entsprechend der Betriebsfrequenz der Schalteinrichtung betreibbar ist; und ein Hochpaßfilter, einen Verstärker und einen Demodulator, welcher bei einer vorbestimmten Frequenz entsprechend der Arbeitsfrequenz der Schalteinrichtung betreibbar ist, sowie eine akustische Meldeeinrichtung.

13. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Schalteinrichtung einen Rechtecksignalwellengenerator mit vorbestimmter Frequenz enthält.

14. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die optische Anordnung ein einzelnes optisches Bauelement aufweist, welches in der Lage ist, sich zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung entsprechend dem jeweiligen ersten und zweiten Sichtfeld zu bewegen, und die Schalteinrichtung einen Sägezahn-Signalwellengenerator mit vorbestimmter Frequenz enthält.

15. Detektionsvorrichtung für thermisch emittierte Strahlung nach Anspruch 1, welche ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß

(a) die Detektoreinrichtung einen Detektor aufweist, welcher auf Veränderungen in der empfangenen thermisch emittierten Strahlung zur Erzeugung eines Ausgangssignals reagiert;

(b) eine optische Anordnung zur Festlegung des ersten und zweiten Sichtfeldes relativ zu dem Detektor vorgesehen ist;

(c) eine Blende zum Schalten der Sichtfelder zur Erzeugung eines Kombinationsausgangssignals vorgesehen ist;

(d) ein Signalgenerator zur Erzeugung einer Rechtecksignalwelle mit vorbestimmter Frequenz zum Betreiben der Blende vorgesehen ist;

(e) wobei die Ableiteinrichtung aufweist:

(i) ein Hochpaßfilter, das an den Detektor zum Filtern des Kombinationsausgangssignals angeschlossen ist;

(ii) einen Demodulator, welcher an das Hochpaßfilter und den Signalgenerator zum Ableiten eines Objektereignissignals angeschlossen ist; und

(iii) eine akustische Meldeeinrichtung zum Vergleichen des Objektereignissignals mit vorbestimmten Schwellenwerten und zum Liefern einer Anzeige der Anwesenheit eines Objekts in dem toten Winkel,

wobei das Schalten zwischen dem ersten und zweiten Sichtfeld eine Differenz in der thermisch emittierten Strahlung bei der Erfassungseinrichtung hervorruft, wenn das nahe gelegene Objekt sich in dem ersten Sichtfeld befindet.

16. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Gesamtstrahlung, die in dem ersten und zweiten Sichtfeld gesammelt wird, wenn sich kein Objekt in dem toten Winkel befindet, ungefähr gleich ist.

17. Detektionsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die ersten und zweiten optischen Bauelemente Fresnelsche Linsen sind und der Gesamtbereich der Fresnelschen Linsen des ersten optischen Bauelements ungefähr der gleiche ist wie der Gesamtbereich der Fresnelschen Linse des zweiten optischen Bauelements.