DE69929057T2

DE69929057T2 - Optisches system zur hindernisserfassung

Info

Publication number: DE69929057T2
Application number: DE69929057T
Authority: DE
Inventors: Alden Robert LEWIS
Original assignee: Infineon Technologies North America Corp
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: US6271512B1; EP1103009A1; JP2004500540A; KR20010042700A; KR100623055B1; WO1999053345A1; DE69929057D1; EP1103009B1

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fensterhebersystem gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Ein derartiges Fensterhebersystem ist aus der WO 94 22212 A bekannt. Verschiedene Methoden, die auf der Messung ausgeübter Kraft beruhen, werden angewendet, um Hindernisse in der Ebene eines offenen Autofensters zu ermitteln. Die indirekte Messung von durch ein Fenster ausgeübter mechanischer Kraft ist derzeit die bevorzugte Lösung. Eine indirekte Messung von mechanischer Kraft beinhaltet das Schätzen des erforderlichen Drehmoments eines Fenstermotors auf der Basis der Position des Fensters, des Fenstergewichts, der Schließrate und der mechanischen Kraftverstärkung. Die Größe der durch den Fenstermotor ausgeübten Kraft wird auf der Basis des Fenstermotorstroms und der Fenstermotordrehrate geschätzt. Wenn die durch den Fenstermotor ausgeübte geschätzte Kraft den geschätzten Drehmomentbedarf überschreitet, wird der Fenstermotor angehalten oder zurückgefahren.
Die von einem Fenster auf einen störenden Gegenstand ausgeübte Druckkraft kann auch direkt durch eine innerhalb einer Fensterdichtung eines Fensterrahmens befindliche Druckmembran gemessen werden. Wenn Kraft ungleichmäßig auf die Membran ausgeübt wird, wie im Falle eines zwischen dem Fenster und dem Fensterrahmen eingeklemmten Gegenstands, wird die Membran zusammengedrückt, und der Fenstermotor wird angehalten oder zurückgefahren. Obwohl die auf der Messung mechanischer Kraft basierenden Methoden für die beabsichtigten Zwecke gut funktionieren können, erfordert die Ermittlung eines Hindernisses innerhalb der Fensterebene einen direkten Kontakt zwischen dem störenden Gegenstand und dem Fenster. Beispielsweise muß ein Arm durch sein Gewicht das Fenster herunterdrücken oder ein Finger teilweise zwischen dem Fenster und dem Fensterrahmen eingeklemmt werden, bevor ein Anhalten oder Zurückfahren des Motors ausgelöst wird.
Optische Ermittlungsmethoden werden ebenfalls angewendet, um Hindernisse in der Ebene eines sich schließenden Gegenstands zu ermitteln. Bekannte Methoden beinhalten das Messen der Dämpfung eines Signals durch einen Lichtwellenleiter oder das Messen der Änderung der Kapazitanz einer mehrschichtigen Kondensatorkonstruktion. Obwohl diese Methoden für den beabsichtigten Zweck gut funktionieren können, gibt es wichtige Auslegungskriterien, die möglicherweise von diesen Methoden nicht adäquat erfüllt werden.
Ein kritisches Auslegungskriterium für ein optisches Hindernisermittlungssystem zur Verwendung in einem Auto mit Fensterhebern besteht darin, daß das System in der Lage sein muß, einen kleinen Gegenstand, beispielsweise einen Finger, zu ermitteln, der sich in der Ebene eines offenen Fensters befindet. Das Ermitteln eines kleinen Gegenstands ist schwierig, weil sich die Signalreaktion häufig nur schwer von verschiedenen Hintergrund- und/oder Störsignalen unterscheiden läßt. Die verschiedenen Hintergrund- und/oder Störsignale können beispielsweise durch die Bewegung des Fensters oder durch Reflexionen von einer in der Nähe des Fensters sitzenden Person verursacht werden. Der optische Sensorschaltkreis muß in der Lage sein, zwischen durch direktes Sonnenlicht verursachten Störsignalen und auf die Detektoren des Hindernisermittlungssystems einfallendem Streulicht zu unterscheiden.
Angesichts der nach dem Stand der Technik bestehenden Mängel besteht Bedarf an einem Fensterhebersystem, das so empfindlich ist, daß kleine störende Gegenstände ermittelt werden können, und das in der Lage ist, Störsignale (z.B. durch das Schließen eines Fensters) zu erkennen, um Fehlermittlungen eines Hindernisses zu verhindern, wenn tatsächlich kein störender Gegenstand vorhanden ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Fensterhebersystem, das solchen Anforderungen entspricht, umfaßt die Merkmale des Anspruchs 1.
Ein Hindernisermittlungssystem verwendet einen segmentierten optischen Detektor und eine detektorspezifische Signalverarbeitung, um das Vorhandensein eines kleinen Gegenstands innerhalb einer definierten Ebene optisch zu ermitteln und Störsignale auszufiltern. In einer Ausführungsform des Hindernisermittlungssystems beinhaltet der segmentierte optische Detektor eine Reihe segmentierter Detektorelemente, die allgemein senkrecht zur definierten Ebene vorgesehen sind. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet der segmentierte optische Detektor segmentierte Detektorelemente, die allgemein parallel zur definierten Ebene vorgesehen sind. In der bevorzugten Anwendung kommt das System bei einem automatisch schließenden Fenster zum Einsatz, um zu verhindern, daß kleine Gegenstände, beispielsweise Finger, durch das Fenster eingeklemmt werden.
Das vollständige Fensterhebersystem beinhaltet einen optischen Emitter, den segmentierten optischen Detektor und einen Signalprozessor. Das System ist schließlich mit einem Fenstermotorregler und einem Fenstermotor verbunden, so daß das Schließen eines Fensters angehalten werden kann, wenn ein Hindernis ermittelt wird. In der bevorzugten Ausführungsform ist der optische Emitter eine Laserdiode, und bei dem segmentierten optischen Detektor handelt es sich um eine Reihe von Fotodioden. Sowohl der optische Emitter als auch der segmentierte optische Detektor befinden sich in einer einzelnen Ecke eines Fensterrahmens. Der optische Emitter projiziert Licht zum Inneren des Fensterrahmens hin. Der segmentierte optische Detektor erhält Teilmengen des emittierten Lichts, die vom Inneren des Fensterrahmens, durch einen störenden Gegenstand und/oder durch andere, in der Nähe befindliche Gegenstände oder Flächen reflektiert werden.
Der bevorzugte Signalprozessor ist ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), der Unterschiede in der Menge und im Muster von Licht, das reflektiert wird, wenn sich ein Hindernis in der Ebene des Fensters befindet, gegenüber der Menge und dem Muster von Licht ermittelt, das reflektiert wird, wenn sich kein Hindernis in der Ebene eines Fensters befindet. Wenn der Signalprozessor bestimmt, daß sich ein Hindernis in der Fensterebene befindet, erzeugt der Signalprozessor ein Signal, das verwendet wird, um den Fenstermotor auszuschalten oder zurückzufahren. Der Ermittlungsalgorithmus, der vom Signalprozessor verwendet wird, hängt von der Art der Segmentierung ab, die für den segmentierten optischen Detektor zur Anwendung kommt. Zwei alternative Ausführungsformen des segmentierten optischen Detektors und des Signalprozessors werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
In der ersten Ausführungsform ist der segmentierte optische Detektor aus Detektorelementen gebildet, die allgemein senkrecht zur Fensterebene vorgesehen sind. Die segmentierten Detektorelemente sind untereinander durch separate leitfähige Spuren verbunden, die schließlich mit zugeordneten Signaldämpfern verbunden sind. In einer Ausführungsform sind die segmentierten Detektorelemente in vier separate Gruppen unterteilt, und jedes Detektorelement ist durch eine jeweilige leitfähige Spur mit lediglich einem Signaldämpfer verbunden. Die vier Detektorgruppen sind in einem sich wiederholenden Muster verteilt, und die Detektorelemente sind mit Abständen voneinander vorgesehen, die die Ermittlung eines kleinen Gegenstands, beispielsweise eines Fingers, optimieren. Der segmentierte optische Detektor ist im Verhältnis zur Fensterebene so angeordnet, daß sich der Detektor in Längsrichtung (horizontal) allgemein parallel zur Fensterebene erstreckt und daß sich die segmentierten Detektorelemente allgemein senkrecht zur Fensterebene erstrecken.
Ein Raumfilteralgorithmus wird vom Signalprozessor in Verbindung mit dem segmentierten optischen Detektor durchgeführt, um graduelle räumliche Änderungen der Lichtintensität von abrupten Änderungen der Lichtintensität zu unterscheiden. Die graduellen Änderungen werden typischerweise durch Interferenz oder durch den beleuchteten Hintergrund verursacht, während die abrupten Änderungen der Intensität durch das Vorhandensein eines kleinen Gegenstands verursacht werden dürften. Der Raumfilteralgorithmus beinhaltet das Summieren der von unterschiedlichen Kombinationen der segmentierten Detektorelemente erhaltenen Signale sowie das Vergleichen der Summen. Der zum Durchführen des bevorzugten Raumfilteralgorithmus erforderliche Schaltkreis ist innerhalb des Signalprozessors enthalten. Innerhalb des Signalprozessors sind die segmentierten Detektorgruppen mit gruppenspezifischen Signalverstärkern und dann mit einem Verarbeitungsschaltkreis verbunden, der die Summen- und Differenzfunktionen des Raumfilteralgorithmus verarbeitet. Die Resultate der Funktionen werden an Absolutwerteinheiten weitergegeben, wo der absolute Wert jeder Funktion erhalten wird. Die absoluten Werte werden dann an eine Komparatoreinheit übertragen und mit einem Referenzsignal verglichen, wodurch bestimmt wird, ob jedes der Signale genügend vom Referenzsignal abweicht, um einen Zustand auszulösen, der auf das Vorhandensein eines störenden Gegenstands schließen läßt.
In der anderen Ausführungsform beinhaltet der segmentierte optische Detektor Detektorelemente, die sich allgemein parallel zur Fensterebene erstrecken. In einer bevorzugten Ausführungsform sind schmale Mehrfachdetektorelemente, die sich auf einer Seite des Detektors mit engem Abstand voneinander befinden, vorgesehen, und auf der gegenüberliegenden Seite des Detektors befindet sich ein einzelnes breites Detektorelement. Jedes der segmentierten Detektorelemente ist individuell mit einem Signalprozessor verbunden, so daß jedes Detektorelement individuell abgefragt werden kann. Der Detektor ist vorzugsweise so vorgesehen, daß die schmalen Detektorelemente in nächster Nähe zur Fensterebene und parallel dazu angeordnet sind.
Die schmalen Detektorelemente sind vorgesehen, um Fehlermittlungen, die durch die Bewegung eines sich schließenden Fensters oder durch direkte Sonnenlichteinstrahlung verursacht werden können, zu minimieren. Durch die schmalen Detektorelemente werden Fehlermittlungen von Gegenständen, die sich von außerhalb der Fensterebene in die Fensterebene hineinbewegen (z.B. die Bewegung eines sich schließenden Fensters), dadurch minimiert, daß Änderungen der optischen Energie in der seitlichen Richtung des Detektors überwacht werden. Schmale Detektorelemente reduzieren die Anfälligkeit des Systems für durch direkte Sonneneinstrahlung verursachte Fehlermittlungen dadurch, daß ein spezifisches Detektorelement deaktiviert oder ignoriert werden kann, wenn das spezifische Element in direktem Kontakt mit Sonnenlicht steht. Das mit den segmentierten Detektorelementen zum Einsatz kommende Signalprozessor steuert die Detektorabfrage und die Sonnenlichtermittlung. Durch den Signalprozessor können die segmentierten Detektorelemente individuell abgefragt werden, um für eine größere Empfindlichkeit gegenüber der parallelen Lichtverteilung auf dem segmentierten Detektor zu sorgen. Zusätzlich können, wie vorstehend erwähnt, spezifische parallele segmentierte Detektorelemente abgeschaltet werden, wenn die Elemente direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung eines herkömmlichen Autos mit teilweise geöffnetem vorderen Fenster.
2 ist ein allgemeines Blockdiagramm eines Hindernisermittlungssystems mit optischer Ermittlung in Übereinstimmung mit der Erfindung.
3A ist eine Darstellung der allgemeinen Einbaustelle eines Hindernisermittlungssystems im Verhältnis zum vorderen Fensterrahmen des in 1 dargestellten Autos in Übereinstimmung mit der Erfindung.
3B ist eine andere Darstellung der allgemeinen Einbaustelle eines Hindernisermittlungssystems im Verhältnis zum vorderen Fensterrahmen des in 1 dargestellten Autos in Übereinstimmung mit der Erfindung.
4 ist eine Darstellung eines bevorzugten Hindernisermittlungsmoduls in Übereinstimmung mit der Erfindung.
5A ist eine Draufsicht eines segmentierten optischen Detektors in Übereinstimmung mit der Erfindung.
5B ist eine grafische Darstellung reflektierter Lichtintensität über die horizontale Länge des in 5A dargestellten segmentierten optischen Detektors.
5C ist eine erweiterte grafische Darstellung der abrupten Lichtintensitätsänderung von 5B und des Raumfilteralgorithmus der Erfindung.
6 ist eine Darstellung eines Abschnitts des segmentierten optischen Detektors von 5A und der bevorzugten Logikblöcke zum Durchführen des Raumfilteralgorithmus in Übereinstimmung mit der Erfindung.
7 ist eine allgemeine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Hindernisermittlungssystems mit einem segmentierten optischen Detektor und einem Signalprozessor in Übereinstimmung mit der Erfindung.
8 ist eine Draufsicht eines segmentierten optischen Detektors in Übereinstimmung mit der Erfindung.
9 ist eine Darstellung des segmentierten optischen Detektors von 8 in Verbindung mit einem Funktionsblockdiagramm eines Signalprozessors in Übereinstimmung mit der Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In 1, auf die zunächst Bezug genommen wird, wird die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines optischen Systems zur Ermittlung eines Hindernisses zwischen einem offenen Fenster 10 und einem Fensterrahmen 12 eines Autos 14 beschrieben. Die Ermittlung eines Hindernisses innerhalb der durch das Fenster und den Fensterrahmen definierten Ebene ist von besonderer Bedeutung in Autos mit Fensterhebern, die durch kurzzeitiges Betätigen eines Knopfs vollständig geschlossen werden können. Wenn kein Mittel vorhanden ist, um zu ermitteln, ob sich in der Bewegungsstrecke des Fensters ein Hindernis, beispielsweise der Finger einer Person, befindet oder nicht, kann das Hindernis zwischen dem sich schließenden Fenster und dem Fensterrahmen eingeklemmt werden.
2 ist ein allgemeines Blockdiagramm eines Hindernisermittlungssystems mit optischer Ermittlung, um ein unbeabsichtigtes Einklemmen im Fenster zu verhindern. Das Hindernisermittlungssystem umfaßt einen optischen Emitter 20, einen segmentierten optischen Detektor 22 sowie einen Signalprozessor 24. Das Hindernisermittlungssystem ist mit einem Fenstermotorregler 26 und einem Fenstermotor 28 verbunden, so daß das Schließen eines Fensters angehalten werden kann, wenn ein Hindernis ermittelt wird. In einer Ausführungsform kann es sich bei dem optischen Emitter beispielsweise um eine oder mehrere lichtemittierende Dioden (LEDs) oder um einen oder mehrere Laser handeln. LEDs werden bevorzugt, wenn breite Strahlen (senkrecht zur Fensterebene gemessen) erwünscht sind, und Laser werden bevorzugt, wenn schmale Strahlen erwünscht sind. Bei dem segmentierten optischen Detektor handelt es sich um eine Reihe von Fotodioden. Beispiele von Ermittlungssystemen mit unterschiedlichen Detektorsegmentierungsanordnungen werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
In der bevorzugten Ausführungsform befinden sich sowohl der optische Emitter 20 als auch der segmentierte optische Detektor 22 in derselben Ecke eines Fensterrahmens. Der optische Emitter erzeugt Licht zum Inneren des Fensterrahmens hin. Der segmentierte optische Detektor erhält diejenigen Teilmengen der emittierten Lichtenergie, die durch das Innere des Fensterrahmens, durch einen störenden Gegenstand und/oder durch in der Nähe befindliche Gegenstände oder Flächen reflektiert werden. Licht, das vom Inneren des Fensterrahmens und/oder von anderen, in der Nähe befindlichen Gegenständen reflektiert wird, die das Schließen des Fensters nicht behindern, wird allgemein als Hintergrund- und/oder Störlicht bezeichnet. Das Hintergrund- /Störlicht erzeugt beim Einfall auf die optischen Detektoren elektrische Hintergrund-/Störsignale. Die Hintergrund-/Störsignale müssen dann von Signalen unterschieden werden, die durch Gegenstände verursacht werden, die für das Fenster ein Hindernis darstellen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich am Fensterrahmen oder in dessen Nähe keine spezielle Oberfläche, die Licht reflektieren könnte, aber in anderen Ausführungsformen kann eine solche Oberfläche vorgesehen sein.
Der Signalprozessor 24 kann einen Mehrzweckmikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) oder andere Verarbeitungsmittel umfassen. Der Signalprozessor kann sich in der Nähe des optischen Emitters 20 und des segmentierten optischen Detektors 22 befinden oder entfernt davon vorgesehen sein. Wenn beispielsweise an anderer Stelle innnerhalb des Autos genügend Verarbeitungskraft vorhanden ist, können Signale vom segmentierten optischen Detektor durch einen Mehrzweckprozessor verarbeitet werden, das auch andere Funktionen erfüllt. Die erforderliche Verarbeitung kann auch zwischen einem in der Nähe des optischen Detektors befindlichen Prozessor und einem entfernt befindlichen Prozessor aufgeteilt werden.
Der Signalprozessor 24 ermittelt allgemein Unterschiede in der Menge und im Muster des Lichts, das reflektiert wird, wenn sich ein Hindernis in der Ebene des Fensters befindet, gegenüber der Menge und dem Muster des Lichts, das reflektiert wird, wenn sich in der Ebene eines Fensters kein Hindernis befindet. In der vorliegenden Erfindung muß die aus dem segmentierten optischen Detektor 22 und dem Signalprozessor 24 bestehende Kombination in der Lage sein, kleine Signaländerungen (möglicherweise im Nanowattbereich) von konstanten Hintergrundsignalen (möglicherweise im Mikrowattbereich) zu unterscheiden. Wenn der Signalprozessor ermittelt, daß sich ein Hindernis in der Fensterebene befindet, erzeugt es ein Signal, das verwendet wird, um den Motor, der die Kraft zum Schließen des Fensters bereitstellt, zu deaktivieren oder zurückzufahren. Der vom Signalprozessor verwendete Ermittlungsalgorithmus hängt von der vom Detektor verwendeten Segmentierungsanordnung ab. Spezifische Signalprozessorausführungen für die unterschiedlichen Detektoranordnungen werden nachstehend ausführlicher beschrieben.
3A zeigt die allgemeine Einbaustelle eines Hindernisermittlungssystems 36 im Verhältnis zum vorderen Fensterrahmen 12 des in 1 dargestellten Autos 14. Das Hindernisermittlungssystem erzeugt Lichtenergie, die sich, ausgehend vom Hindernisermittlungssystem, zum Inneren des Fensterrahmens hin ausbreitet. Das durch das Hindernisermittlungssystem erzeugte Beleuchtungsmuster 38 definiert vorzugsweise einen zweidimensionalen Bogen in der Ebene des Fensters. Das Beleuchtungsmuster deckt mindestens den oberen Abschnitt des Fensterrahmens ab, wo ein kleiner Gegenstand eingeklemmt werden würde, wenn das Fenster in den Fensterrahmen eingreift. Um Fehlermittlungen zu reduzieren, sollte die Lichtenergie allgemein auf eine Ebene beschränkt sein, die allgemein durch den Fensterrahmen definiert wird. Es wurde festgestellt, daß die Stärke der zum Ermittlungssystem zurückgegebenen Signale allgemein dem Verhältnis I/R³ entspricht, wobei I die Signalintensität und R die Distanz vom Ermittlungssystem zu einem gegebenen Punkt am Fensterrahmen sind. Auf der Basis des I/R³-Verhältnisses wird das Lichtintensitätsmuster vorzugsweise innerhalb der Fensterebene verteilt, um dem Ermittlungssystem konstantere Rücksignale zur Verfügung zu stellen. In einer Ausführungsform wird eine Laserquelle mit 0,5 W verwendet, wobei etwa 20% der Kraft des Lasers innerhalb ± 5 Grad einer Mittelachse 40 verteilt werden, die sich von der unteren vorderen Ecke des vorderen Fensters zur oberen hinteren Ecke des vorderen Fensters bewegt.
Die gestrichelten Linien in 3A zeigen allgemein die Form des Beleuchtungsmusters 38. 3A soll jedoch nicht die Ausbreitung der Beleuchtung zeigen. Um eine vollständige Ermittlungsabdeckung bereitzustellen, muß sich die Lichtenergie bis zur entfernten Ecke des Fensterrahmens ausbreiten. In einer Ausführungsform ist von einem einzelnen optischen Emitter emittiertes Licht passend auf die Geometrie des Fensterrahmens zugeschnitten. Das heißt, Licht mit höherer Intensität wird den Flächen des Fensterrahmens zugeleitet, die am weitesten vom Hindernissermittlungssystem 36 entfernt sind. In einer anderen Ausführungsform werden optische Mehrfachemitter verwendet, um eine Lichtverteilung zu erzeugen, die passend zum Fensterrahmen zugeschnitten ist. Obwohl sich das Hindernisermittlungssystem in der unteren A-Säulen-Ecke des Fensterrahmens befindet, kann das System auch an anderen Einbaustellen vorgesehen sein, beispielsweise in der oberen B-Säulen-Ecke des Fensterrahmens. 3B ist eine Darstellung des Hindernisermittlungssystems 36 und des Beleuchtungsmusters 38 im Verhältnis zum Fensterrahmen 12, wenn sich das Hindernisermittlungssystem in der oberen B-Säulen-Ecke des Fensterrahmens befindet.
4 zeigt die Bauteile eines bevorzugten Hindernisermittlungsmoduls 50. Das Hindernisermittlungsmodul 50 umfaßt einen optischen Emitter 52, einen segmentierten optischen Detektor 54, einen optionalen Übertragungskraftdetektor 56, eine Leiterplatte 58, eine Übertragungslinse 60, eine Empfängerlinse 62, eine fächererzeugende Linse 64 sowie einen Infrarotdurchgangsfilter 66. In dieser Ausführungsform ist der optische Emitter ein Laser, der eine bessere Steuerung des Beleuchtungsmusters als eine LED ermöglicht. Die Verwendung eines Lasers läßt es insbesondere zu, eine größere Teilmenge der Gesamtlichtenergie hin zur entfernten Ecke des Fensterrahmens 12 zu leiten, wie in den 3A und 3B gezeigt. Dadurch wird der Rauschabstand zur Ermittlung von Hindernissen im entfernten Eckenbereich des Fensterrahmens vergrößert, was wegen der größeren Distanz zwischen dem Ermittlungsmodul 50 und der entfernten Ecke des Fensterrahmens erwünscht ist. Die Übertragungslinse und die fächererzeugende Linse leiten das Licht vom optischen Emitter weiter und definieren weiterhin das Beleuchtungsmuster. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der optische Emitter so ausgerichtet, daß er Licht, das sich in der Ebene gerade innerhalb des geschlossenen Fensters weiterbewegt, projiziert und ermittelt. Andere Ausrichtungen sind möglich, und Ausrichtungstoleranzen müssen dabei in Betracht gezogen werden. Ausrichtungstoleranzen müssen berücksichtigt werden, weil es schwierig ist, für eine exakt einheitliche Ausrichtung in jeder Installation zu sorgen, und weil die Ausrichtung nach erfolgter Installation durch das Zuschlagen von Türen und dergleichen geringfügig verändert werden kann.
Der optische Übertragungskraftdetektor 56 kann eine Fotodiode umfassen, die die Intensität des durch den optischen Emitter 52 erzeugten Lichts ermittelt und überwacht. Der Übertragungskraftdetektor zeigt die Gesamtlichtintensität an, die durch den optischen Emitter erzeugt und anschließend durch die Übertragungslinse 60 und die fächererzeugende Linse 64 übertragen wird. Die Überwachung der Übertragungskraft ermöglicht es, daß der Signalprozessor 24 die Signale, die durch die segmentierten optischen Detektoren 22 und 54 erhalten werden, normalisiert, um Schwankungen in der Übertragungskraft auszugleichen.
Im Hindernisermittlungsmodul 50 von 4 liegt das durch den optischen Emitter 52 erzeugte Licht 68 und das durch den segmentierten optischen Detektor 54 erhaltene Licht 70 vorzugsweise im Infrarotbereich des Lichtspektrums. Der Infrarotdurchgangsfilter 66 läßt Infrarotlicht zum Detektor durch, blockiert aber allgemein Licht innerhalb anderer Wellenlängenbänder. Dieser Aspekt der Erfindung verringert die Auswirkung, die andere Lichtquellen auf die durch den segmentierten optischen Detektor erzeugten Signale haben. Die Empfängerlinse 62 fokussiert erhaltenes Licht auf den segmentierten optischen Detektor.
Das Hindernisermittlungssystem ist, wie vorstehend erwähnt, vorzugsweise mit jeder der beiden segmentierten Detektoranordnungen durchführbar. Die erste segmentierte Detektoranordnung beinhaltet optische Detektorelemente, die allgemein senkrecht zur Fensterebene vorgesehen sind, und die zweite segmentierte Detektoranordnung beinhaltet optische Detektorelemente, die allgemein parallel zur Fensterebene vorgesehen sind. Die beiden segmentierten Detektoranordnungen beinhalten spezifische Signalprozessoren für die jeweilige Detektoranordnung.
5A ist eine Draufsicht einer Anordnung des segmentierten optischen Detektors 74 der 2 und 4 in detaillierterer Darstellung. 5A zeigt einen Grundriß eines segmentierten optischen Detektors, der eine Reihe segmentierter Detektorelemente 76 beinhaltet, die so segmentiert sind, daß die Detektorelemente allgemein senkrecht zur Fensterebene und zu den verbindenden leitfähigen Spuren 78 vorgesehen sind. Es sind vier separate Spuren 78 vorgesehen, die jeweils mit einem unterschiedlichen Signaldämpfer 82, 84, 86 und 88 verbunden sind. Jedes Detektorelement 76 ist mit lediglich einem Signaldämpfer über eine jeweilige Spur verbunden. Das am weitesten links befindliche optische Detektorelement ist mit dem Signaldämpfer 86 verbunden, das nächste optische Detektorelement (nach rechts) ist mit dem Signaldämpfer 88 verbunden, das nächste optische Detektorelement ist mit dem Signaldämpfer 84 verbunden, und das nächste optische Detektorelement ist mit dem Signaldämpfer 82 verbunden. Dieses Muster wiederholt sich über den gesamten segmentierten optischen Detektor. Die Detektorelemente sind mit Abständen voneinander vorgesehen, die die Ermittlung eines kleinen Gegenstands, beispielsweise eines Fingers, optimieren. In einer Ausführungsform sind die Detektorelemente mit einer Teilung von 250 Mikron voneinander getrennt. Der segmentierte optische Detektor ist im Verhältnis zur Fensterebene so orientiert, daß die (horizontale) Ausrichtung in der Längsrichtung des Detektors in der gleichen Ebene wie der Fensterrahmen (allgemein prallel dazu) liegt, und daß die segmentierten Detektorelemente allgemein senkrecht zur Fensterebene vorgesehen sind. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich ein Hindernisermittlungssystem, in dem die senkrechten Detektorelemente zum Einsatz kommen, in der oberen B-Säulen-Ecke des Fensters. Dies wird bevorzugt, weil die senkrechten Detektoren direkten Sonnenlichtkontakt weniger gut kompensieren können. Obwohl 5A ein Beispiel eines segmentierten optischen Detektors mit senkrechten Detektorelementen repräsentiert, sind auch andere segmentierte Detektoranordnungen mit allgemein senkrechten Detektorelementen möglich.
5B ist ein Beispiel einer grafischen Darstellung, die die über die horizontale Länge (x-Achse) des segmentierten optischen Detektors reflektierte Lichtintensität 92 zeigt. Die Lichtintensität variiert, wie dargestellt, graduell über den größten Teil des Detektors. Die Lichtintensität zeigt jedoch einen abrupten Anstieg 94, der durch die Reflexion von emittiertem Licht durch einen kleinen Gegenstand bewirkt wird, der sich in der Ebene des Fensters befindet. Bei dem kleinen Gegenstand kann es sich um einen Finger handeln, der sich durch ein offenes Fenster in die durch das Fenster und den Fensterrahmen definierte Ebene erstreckt.
Ein wesentliches Problem bei der Ermittlung des Vorhandenseins eines kleinen Gegenstands ist die Fähigkeit, abrupte Änderungen der Lichtintensität, wie in 5B dargestellt, von graduellen räumlichen Änderungen der Lichtintensität zu unterscheiden. Die Gesamtänderung der Lichtintensität kann beispielsweise bei einer graduellen Änderung (z.B. durch das sich in der Nähe des Strahls bewegende Fenster) die gleiche wie bei einer abrupten Änderung (z.B. durch einen in der Fensterebene befindlichen Finger verursacht) sein, bei einer Anwendung zur Ermittlung von Hindernissen ist jedoch eine Reaktion typischerweise nur für eine abrupte Änderung der Lichtintensität erwünscht. Graduelle Änderungen der Lichtintensität sind überwiegend das Ergebnis von Interferenzen von direktem Sonnenlicht oder von Streulicht von einem in der Nähe befindlichen großen Gegenstand oder von einem sich schließenden Fenster. Ein Raumfilteralgorithmus wird in Verbindung mit dem segmentierten optischen Detektor durchgeführt, um graduelle Änderungen der Lichtintensität von abrupten Änderungen der Lichtintensität unterscheiden zu können.
Wie aus 5C ersichtlich, die eine erweiterte grafische Darstellung der abrupten Lichtintensitätsänderung 94 von 5B beinhaltet, schließt der Raumfilteralgorithmus die Summierung der von unterschiedlichen Kombinationen der segmentierten Detektorelemente erhaltenen Signale und das anschließende Vergleichen der Summen ein. Der Algorithmus beinhaltet das Vergleichen der Summe aus {(A+B) – (C+D)} mit der Summe aus {(A+D) – (C+B)}. 5C zeigt die reflektierte Lichtintensität an den A-, B-, C- und D-Detektorelementen für eine Teilmenge der gesamten Elemente. Wie aus der ersten Summenlinie erkennbar, ist A+B die Summe der Signale von den A₁- und B₁-Elementen und C+D die Summe der Signale von den C₁- und D₁-Elementen. Wie in 5C gezeigt, entspricht die Summe der durch die kombinierten Elemente von A₁+B₁ erhaltenen optischen Energie ungefähr der Summe der durch die kombinierten Elemente von C₁+D₁ erhaltenen optischen Energie, und die Differenz zwischen den beiden Summen ist daher eine geringe Reaktion.
Wie aus der zweiten Summenlinie erkennbar, ist im Gegensatz dazu A+D die Summe der Signale von den Detektorelementen D₀ und A₁, die beide reflektiertes Licht relativ geringer Intensität erhalten. C+B ist die Summe der Signale von den Detektorelementen B₁ und C₁, die beide reflektiertes Licht relativ hoher Intensität erhalten. Die Differenz zwischen den Summen ergibt eine starke Reaktion, wodurch ein kleiner Gegenstand, der Licht auf die segmentierte Detektorreihe reflektiert, identifiziert wird. Es sei darauf hingewiesen, daß, obwohl der Summierungsalgorithmus unter Bezugnahme auf nur vier Detektorelemente beschrieben wird, im Betrieb die Summen kombinierte Messungen von allen verbundenen Detektorelementen darstellen. Das heißt, das den "A"-Signaldämpfer betreffende Signal beinhaltet das reflektierte Licht, das auf alle A-Detektorelemente einfällt (z.B. A₁+A₂...). Gleichermaßen beinhalten die Signale an den B-, C- und D-Signaldämpfern das reflektierte Licht, das auf alle B-, C- bzw. D-Detektoren einfällt (z. B. B₁+B₂..., C₁+C₂..., D₁+D₂ ...). In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalreaktion optimal für Lichtintensitätsspitzen, die weniger als die Breite der zwei Detektorelemente überspannen.
6 ist eine Darstellung eines Abschnitts des segmentierten optischen Detektors 74 von 5A und der bevorzugten Logikblöcke zur Durchführung des Raumfilteralgorithmus. Die segmentierten A-, B-, C- und D-Detektorelemente sind zunächst mit Signalverstärkern 98 und dann mit einem Verarbeitungsblock 100 verbunden, der die zwei Summen- und Differenzfunktionen {(A+B) – (C+D)} und {(A+D) – (B+C)} durchführt. Die Ergebnisse der zwei Funktionen werden den Absolutwerteinheiten 102 und 104 zugeleitet, wo der absolute Wert einer jeden Funktion erhalten wird. Die absoluten Werte werden dann an eine Summierungseinheit 105 und einen Komparator 106 übertragen und mit einem Referenzsignal verglichen, um zu bestimmen, ob irgendeines der Signale genügend vom Referenzsignal abweicht, um eine Reaktion auszulösen, die einen ein Hindernis darstellenden Gegenstand repräsentiert. Die bevorzugten Logikblöcke sind Bestandteile des Signalprozessors.
Obwohl in 6 nicht dargestellt, kann der Signalprozessor eine Verstärkungskalibrierfunktion beinhalten. Die Verstärkungskalibrierfunktion stellt die Filteralgorithmuswerte in einer anfänglichen Inbetriebnahmeroutine auf Null ein. Die Verstärkungskalibrierung kann beispielsweise durch Multiplizieren eines Summenwerts mit einer Kalibrierungskonstanten erfolgen.
7 ist ein allgemeines schematisches Diagramm einer Ausführungsform des Hindernisermittlungssystems. Der segmentierte optische Detektor 110 ist im Verhältnis zum Signalprozessor 112 in Form von vier getrennten Fotodioden dargestellt, obwohl der Detektor in der bevorzugten Ausführungsform eine sich wiederholende Reihe von Detektorelementen umfaßt, wie in 5A dargestellt. Schematische Diagramme des optischen Emitters 114 und des Übertragungskraftmonitors 116 sind ebenfalls im Verhältnis zum Signalprozessor dargestellt. In der bevorzugten Ausführungsform emittiert der optische Emitter Licht mit einer relativ schmalen Strahlenbreite in der senkrecht zur Fensterebene verlaufenden Richtung.
Innerhalb des Signalprozessors 112 zeigt 7 ein Summierungsnetzwerk 111 und Betriebsverstärker 118, 120 und 122. Der Betriebsverstärker 118 stellt allgemein die Differenz zwischen den Signalsummen an den Dämpfern 82 und 84 sowie 86 und 88 bereit. Der Betriebsverstärker 120 stellt allgemein die Differenz zwischen dem Signal am Signaldämpfer 86 und dem Signal am Signaldämpfer 88 bereit. Der Betriebsverstärker 122 summiert allgemein die Ausgänge von den Betriebsverstärkern 118 und 120. Zusätzliche Funktionseinheiten innerhalb des Signalprozessors können einen Vorspannschaltkreis 124, einen Regulator 126, eine Spitzenermittlungseinheit 128, ein Kraftüberwachungsuntersystem 130, einen Transistorantrieb 132 sowie einen Temperaturreferenzschaltkreis 134 beinhalten. Zusätzliche Funktionseinheiten, die das Hindernisermittlungssystem unterstützen können, beinhalten einen Mikroregler 136, ein EEPROM 138, eine externe Eingangs-/Ausgangs-Einheit 140 sowie einen Spannungsregulator 142. Eine Verstärkungssteuerung kann, wie bei 6, Bestandteil des Systems sein.
Die Kombination der Ausführung des segmentierten optischen Detektors 110 mit den von den Betriebsverstärkern 118, 120 und 122 durchgeführten Betriebsabläufen stellt allgemein den vorstehend beschriebenen Raumfilteralgorithmus bereit. Gemäß dem Raumfilteralgorithmus wird ein Gegenstand, der die Größenordnung reflektierten Lichts über einen relativ kleinen Winkel des Beleuchtungsmusters beeinflußt (ein schmaler Effekt), verstärkt, während dies bei einem Gegenstand, der die Größenordnung reflektierten Lichts über einen relativ großen Winkel des Beleuchtungsmusters beeinflußt (ein breiter Effekt), nicht der Fall ist. Ein senkrecht zur Ebene des Fensters innerhalb des Fensterrahmens plazierter dünner Gegenstand erzeugt einen schmalen Effekt, während ein innerhalb des Fensterrahmens plazierter großer Gegenstand einen breiten Effekt zur Folge hat. Für einen breiten Effekt wird die Intensitätsänderung reflektierten Lichts an einer Anzahl von Gruppen von Detektorelementen ermittelt. Da die Signale von angrenzenden Detektorelementen wirksam voneinander subtrahiert werden, wird eine solche graduelle Änderung allgemein ausgeschaltet, so daß der Ausgang des Betriebsverstärkers 122 allgemein keinen breiten Effekt reflektiert. Für einen schmalen Effekt wird andererseits die Intensitätsänderung reflektierten Lichts nur an wenigen Detektoren ermittelt. Eine solche Änderung wird durch die Filteralgorithmusfunktion nicht ausgeschaltet, so daß der Ausgang des Betriebsverstärkers 122 die Intensitätsänderung reflektierten Lichts reflektiert.
Der durch das Hindernisermittlungssystem durchgeführte Raumfilteralgorithmus ist vorteilhaft, weil es, wie vorstehend erwähnt, in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung primär um einen in der Bewegungsstrecke eines sich automatisch schließenden Fensters plazierten Finger geht. In diesem Fall würde sich ein breiter Effekt auf das Reflexionsmuster auswirken, und das Hindernis würde ermittelt. Im Gegensatz dazu kommt es in vielen Situationen, die eine inkorrekte Bestimmung, daß sich in der Bewegungsstrecke ein Hindernis befindet, zur Folge haben können, zu einem relativ breiten Effekt auf das Reflexionsmuster. Beispielsweise kann das Fenster selbst, wenn es geschlossen wird, das Reflexionsmuster verändern, was den segmentierten optischen Detektor zu der Schlußfolgerung veranlassen könnte, daß ein Hindernis vorhanden ist. Aufgrund seiner Form könnte das Fenster einen breiten Effekt auf das Reflexionsmuster bewirken, der Filteralgorithmus dämpft jedoch diesen Effekt. Somit neigt der Filteralgorithmus dazu, die Wahrscheinlichkeit einer Fehlermittlung eines Hindernisses zu verringern und die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Ermittlung eines wirklichen Hindernisses zu erhöhen.
8 ist eine andere Draufsicht einer Anordnung eines segmentierten optischen Detektors der 2 und 4. Der Detektor von 8 ist ein segmentierter optischer Detektor 150, der eine Reihe von Detektorelementen 152 und 154 beinhaltet, die so segmentiert sind, daß die Detektorelemente allgemein parallel zur Fensterebene vorgesehen sind. Auf einer Seite (8 oben) des Detektors befinden sich schmale Mehrfachdetektorelemente 152, die mit engem Abstand voneinander vorgesehen sind. Auf der gegenüberliegenden Seite (8 unten) des Detektors befindet sich ein einzelnes breites Detektorelement 154. Jedes der Detektorelemente ist individuell mit einem Signaldämpfer 156 verbunden, so daß jedes Detektorelement individuell durch den Signalprozessor abgefragt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Detektor so orientiert, daß sich die schmalen Mehrfachdetektorelemente in nächster Nähe zur Fensterebene und parallel dazu befinden. Zusätzlich ist der Detektor im Verhältnis zum optischen Emitter so orientiert, daß der Detektor Licht erhält, das vom Fensterrahmen und von beliebigen störenden Gegenständen reflektiert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich ein Hindernisermittlungssystem mit den parallelen Detektorelementen in der unteren A-Säulen-Ecke des Fensters. Die parallelen Detektorelemente können direkten Sonnenlichtkontakt kompensieren, weil individuelle Detektoren, die in Kontakt mit direktem Sonnenlicht stehen, individuell abgeschaltet oder unterdrückt werden können. Obwohl 8 ein Beispiel eines segmentierten optischen Detektors mit parallelen Detektorelementen repräsentiert, sind auch andere segmentierte Detektoranordnungen möglich.
Die schmalen Detektorelemente 152 sind vorgesehen, um Fehlermittlungen zu verhindern, die durch die Bewegung eines sich schließenden Fensters oder durch direkte Sonnenlichteinstrahlung bewirkt werden können. Die schmalen Detektorelemente schränken Fehlermittlungen eines sich schließenden Fensters dadurch ein, daß sie eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der optischen Energie in der Querrichtung bereitstellen.
Die schmalen Detektorelemente reduzieren die Wahrscheinlichkeit von Fehlermittlungen, die durch direkte Sonneneinstrahlung bewirkt werden, dadurch, daß ein spezifisches Detektorelement deaktiviert oder ignoriert werden kann, wenn das spezifische Element in direktem Kontakt mit Sonnenlicht steht. Das heißt, wenn das äußerste schmale Detektorelement direkter Sonnenlichteinstrahlung ausgesetzt ist, kann das Detektorelement igoniert werden. Zusätzlich kann das Merkmal von Lichtintensitätsänderungen, verursacht durch das Schließen eines Fensters, erkannt werden, wenn sich die Intensität von einem Detektorelement zum nächsten ändert, insbesondere bei einer Interferenz, die von außerhalb des Autos kommt oder durch ein sich schließendes Fenster verursacht wird. Während der parallele segmentierte Detektor eine Interferenz kompensieren kann, die auf die schmalen Detektorelemente einwirkt, ermöglicht das breite Detektorelement eine gute Empfindlichkeit gegenüber Gegenständen, die vom Inneren des Autos aus (z.B. ein Finger eines Insassen) in die Fensterebene gelangen.
9 ist eine Darstellung des segmentierten optischen Detektors 150, eines optischen Emitters 160 und eines Übertragungskraftdetektors 162 in Verbindung mit einem Funktionsblockdiagramm des Signalprozessors 164. Der erste Funktionsblock 166 innerhalb des Signalprozessors steuert die Detektorschaltung und die Sonnenlichtermittlung. Innerhalb des Funktionsblocks können Signale von den Detektorelementen 152 und 154 einzeln oder in Kombination ermittelt werden. Zusätzlich können Detektorelemente, die direktem Sonnenlicht ausgesetzt sind, während der direkten Einstrahlung abgeschaltet werden, um Interferenzen zu minimieren. Der Signalprozessor beinhaltet auch einen Vorverstärker 168, einen Hochdurchgangsfilter 170, einen Komparator 172 und einen Spitzendetektor 174, der Signale vom segmentierten optischen Detektor verarbeitet.
Der optische Emitter 160 und der Übertragungskraftdetektor 162 sind durch den Signalprozessor 164 mit einem Mikroprozessor 176 verbunden. Signale vom Übertragungskraftdetektor werden mit Signalen von den segmentierten Detektoren verglichen, nachdem sie einen Vervielfacher 178 passiert haben. Der Vervielfacher ist so eingestellt, daß die Verstärkung der Übertragungssignale dem Rücksignal durch den segmentierten Detektor entspricht, wenn kein Hindernis vorhanden ist. Die Vervielfacherkonstante kann bei Bedarf eingestellt werden, um einen Langzeitschlupf in der Elektronik auszugleichen. Durch Bereitstellen einer Echtzeitrückkopplung bezüglich der anfänglichen Übertragungskraft des Lichts werden die Chancen einer Fehlermittlung eines Hindernisses reduziert, wenn sich die Lichtübertragungskraft abrupt ändert. Der optische Emitter ist mit dem Mikroprozessor durch einen Transistorantrieb 180 verbunden. Der mit der parallelen Detektorelementanordnung zum Einsatz kommende Lichtemitter emittiert vorzugsweise Licht, das breiter (senkrecht zur Fensterebene gemessen) als das für die senkrechte Detektorelementanordnung emittierte Licht ist. Der breitere Strahl stellt reflektiertes Licht bereit, das besser über die segmentierten parallelen Detektorelemente verteilt wird.
Obwohl das Hindernisermittlungssystem für die Verwendung entweder senkrechter oder paralleler Detektorelemente beschrieben wurde, kann ein Hindernisermittlungssystem sowohl senkrechte als auch parallele Detektorelemente in einem einzelnen Modul beinhalten. Ein System mit einer Hybridlösung bietet die Vorteile der hohen Empfindlichkeit gegenüber kleinen Gegenständen, die durch die senkrechten Detektorelemente bereitgestellt wird, und der guten Sonnenlichtkompensation, die durch die parallelen Detektorelemente bereitgestellt wird. Ein Hybridsignalprozessor läßt sich leicht in einem ASIC realisieren, weil die Basisbaublöcke innerhalb eines jeden der beiden beschriebenen Signalprozessoren ähnlich sind.
Obwohl das Hindernisermittlungssystem mit segmentierten Detektorreihen unter Bezugnahme auf Autofenster beschrieben wurde, kann das Ermittlungssystem auch für eine Hindernisermittlung innerhalb anderer definierter Flächen zum Einsatz kommen. Das Ermittlungssystem kann beispielsweise für automatisch schließende Türen entweder in Autos oder in anderen Konstruktionen angewendet werden. Das Hindernisermittlungssystem kann auch für Sicherheitssysteme, beispielsweise Gebäudesicherheitssysteme, verwendet werden. Das System kann insbesondere für ein Fenster eingesetzt werden, wobei die segmentierten Detektorelemente und der Prozessor so konfiguriert sind, daß sie sich bewegende Rollos oder andere Störquellen kompensieren können.

Claims

Fensterhebersystem, das folgendes umfaßt: einen Fensterrahmen (12); einen innerhalb des Fensterrahmens (12) bewegbar vorgesehenen Fensterkörper (10), wobei der Fensterkörper (10) und der Fensterrahmen (12) allgemein eine Fensterebene definieren; einen angeschlossenen Fenstermotor (28), um den Fensterkörper (10) innerhalb des Fensterrahmens (12) zu bewegen; einen im Verhältnis zum Fensterrahmen (12) und zum Fensterkörper (10) orientierten optischen Emitter (20, 52, 114, 160), um optische Energie innerhalb der Fensterebene zu emittieren; einen optischen Detektor (22, 74) mit segmentierten Detektorelementen (54, 76, 110, 150), die im Verhältnis zum optischen Emitter (20, 52, 114, 160) orientiert sind, um reflektierte Teilmengen der optischen Energie vom optischen Emitter (20, 52, 114, 160) zu ermitteln, wobei der optische Detektor (22, 74) mehrere den segmentierten Detektorelementen (54, 76, 110, 150) zugeordnete Ausgänge hat, um elektrische Signale in Reaktion auf eine Ermittlung der reflektierten Teilmengen der optischen Energie auszusenden; und ein Mittel (98, 100, 102, 104, 105, 106) zum Verarbeiten der elektrischen Signale von den mehreren Ausgängen, um das Vorhandensein eines störenden Gegenstands innerhalb der Fensterebene zu ermitteln; dadurch gekennzeichnet, daß die segmentierten Detektorelemente (54, 76, 110, 150) ein sich wiederholendes Muster gemeinsam verbundener Detektorelemente (54, 76, 110, 150) beinhalten; und das Verarbeitungsmittel (98, 100, 104, 105, 106) ein Mittel zum Durchführen eines Raumfilteralgorithmus beinhaltet, um graduelle Änderungen der Lichtintensität von abrupten Änderungen der Lichtintensität zu unterscheiden.
Fensterhebersystem nach Anspruch 1, das weiterhin ein Mittel beinhaltet, das dem Verarbeitungsmittel (98, 100, 102, 104, 105, 106) und dem Fenstermotor (28) betriebswirksam zugeordnet ist, um ein Schließen des Fensterkörpers (10) zu unterbrechen, wenn das Verarbeitungsmittel (98, 100, 102, 104, 105, 106) das Vorhandensein des störenden Gegenstands innerhalb der Fensterebene anzeigt.
Fensterhebersystem nach Anspruch 1, bei dem der optische Emitter (20, 52, 114, 160) eine fächererzeugende Linse (64) beinhaltet, die die emittierte optische Energie im allgemeinen Muster eines Fächers innerhalb der Fensterebene verteilt.
Fensterhebersystem nach Anspruch 1, bei dem der optische Emitter (20, 52, 114, 160) eine fächererzeugende Linse (64) beinhaltet, die optische Energie so verteilt, daß die Intensität reflektierten Lichts beim Eintreffen am optischen Detektor (22, 74) allgemein konstant ist.
Fensterhebersystem nach Anspruch 1, bei dem der optische Emitter (20, 52, 114, 160) und der optische Detektor (22, 74) in einer Ecke des Fensterrahmens (12) zusammen vorgesehen sind.
Fensterhebersystem nach Anspruch 5, bei dem der optische Emitter (20, 52, 114, 160) und der optische Detektor (22, 74) entweder in der unteren A-Säulen-Ecke oder in der oberen B-Säulen-Ecke des Fensterrahmens (12) zusammen vorgesehen sind.
Fensterhebersystem nach Anspruch 1, bei dem der optische Detektor (22, 74) segmentierte Detektorelemente (54, 76, 110, 150) hat, die allgemein senkrecht zur Fensterebene vorgesehen sind.
Fensterhebersystem nach Anspruch 7, bei dem die segmentierten Detektorelemente (22, 74) ein sich wiederholendes Muster gemeinsam verbundener Detektorelemente (54, 76, 110, 150) beinhalten.
Fensterhebersystem nach Anspruch 8, bei dem das Verarbeitungsmittel (98, 100, 102, 104, 105, 106) ein Mittel (170) zum Durchführen eines Filteralgorithmus beinhaltet, der elektrische Reaktionen. auf kleine Hindernisse in der Fensterebene von elektrischen Reaktionen unterscheidet, die durch Gegenstände verursacht werden, die kein Hindernis in der Fensterebene darstellen.
Fensterhebersystem nach Anspruch 1, bei dem der optische Detektor (22, 74) segmentierte Detektorelemente (54, 76, 110, 150) hat, die allgemein parallel zur Fensterebene vorgesehen sind.
Fensterhebersystem nach Anspruch 10, bei dem das Verarbeitungsmittel (98, 100, 102, 104, 105, 106) ein Mittel zum Identifizieren eines aktiven der segmentierten Detektorelemente (54, 76, 110, 150) und zum Deaktivieren der segmentierten Detektorelemente (54, 76, 110, 150) beinhaltet, die in direktem Kontakt mit Sonnenlicht stehen.
Fensterhebersystem nach Anspruch 11, das weiterhin einen Übertragungskraftmonitor (116) beinhaltet, der in optischem Kontakt mit dem optischen Emitter (20, 52, 114, 160) und in elektrischem Kontakt mit dem Verarbeitungsmittel (98, 100, 102, 104, 105, 106) steht, wobei der Übertragungskraftmonitor (116) einen Ausgang zur Erzeugung elektrischer Signale hat, die für eine Intensität der vom optischen Emitter (20, 52, 114, 160) emittierten optischen Energie repräsentativ sind, und wobei das Verarbeitungsmittel (98, 100, 102, 104, 105, 106) ein Mittel zum Vergleichen der elektrischen Signale von den mehreren Ausgängen mit den elektrischen Signalen vom Übertragungskraftmonitor (116) beinhaltet.