KR100623055B1 - 방해물을 탐지하기 위한 광학 시스템 - Google Patents

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Abstract

방해물 탐지 시스템은 규정된 평면 내에서 작은 물체의 존체를 광학적으로 발견하고 간섭 신호를 가려내기 위해서 세그먼트형 광학 탐지기 및 탐지기-특유의 신호 처리 과정을 이용한다. 일 실시예에서, 방해물 탐지 시스템은 손가락과 같은 작은 물체가 창문이 닫히면서 창문에 끼이는 것을 방지하기 위하여, 자동 닫힘 창문과 함께 이용될 수 있다. 방해물 탐지 시스템의 일 실시예에서, 세그먼트형 광학 탐지기는 규정된 평면에 대체로 수직인 일련의 세그먼트형 탐지기 구성 소자를 포함한다. 방해물 탐지 시스템의 다른 실시예에서, 세그먼트형 광학 탐지기는 규정된 평면에 대체로 평행한 세그먼트형 탐지기 구성 소자를 포함한다.

Description

방해물을 탐지하기 위한 광학 시스템 {OPTICAL SYSTEM FOR DETECTING AN OBSTRUCTION}
본 발명은 고정된 평면 내에 위치한 작은 물체의 광학적 탐지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 창문이 닫힐 때 손이나 손가락과 같은 물체가 자동차의 파워 창에 끼이는 것을 방지하는 광학 탐지 시스템에 관한 것이다.
인가된 힘을 측정함으로써 열린 자동차 창문의 평면에 위치한 방해물을 탐지하는 여러 기술들이 이용되어 왔다. 현재에는, 창문에 의해 인가된 기계적 힘을 간접적으로 측정하는 것이 가장 선도적인 해결책이다. 기계적 힘의 간접적 측정은 창문의 위치, 창문 무게, 닫히는 비율 및 기계 장치의 장점에 기초한 창문 모터의 필요 토오크를 추정하는 것을 포함한다. 창문 모터에 의해 인가된 힘의 양은 창문 모터 전류 및 창문 모터 회전 속도에 기초하여 추정된다. 창문 모터에 의해 인가되는 추정된 힘이 추정된 토오크 요구량보다 크다면, 창문 모터는 멈춰지거나 반대로 작동한다.
방해하는 물체에 대한 창문의 압축력은 또한 창문틀의 창문 개스킷(gasket) 안에 위치된 압축막에 의해 직접 측정될 수 있다. 만일 창문과 창문틀 사이에 물체가 걸린 경우처럼, 힘이 막에 불균일하게 인가된다면, 막은 끼이게 되고 창문 모터는 정지되거나 반대로 작동한다. 기계적 힘의 측정에 의존하는 기술들이 의도된 목적대로 잘 수행된다 하여도, 창문 평면 안의 방해물을 탐지하기 위해서는 방해하는 물체가 창문과 직접 접촉해야 한다. 예컨대, 모터가 정지하거나 반대로 작동하기 전에 팔이 창문을 아래로 내리누르거나 손가락이 창문과 창문틀 사이에 부분적으로 끼여야 한다.
광학 탐지 기술은 또한 닫히는 물체의 평면에 있는 방해물을 탐지하는데 이용된다. 공지 기술들은 광학 도파관을 통해 신호의 감쇠를 측정하거나 다중층 커패시터 구조에서 커패시턴스의 변화를 측정하는 것을 포함한다. 이러한 기술들은 의도된 목적대로 잘 작동할 수 있지만, 이러한 기술들에는 중요한 설계 고려사항들이 적절히 적용되지 않는다.
파워 창을 장착한 자동차에서 이용되는 광학 방해물 탐지 시스템에서 중요한 설계 고려 사항은 시스템이 열린 창문의 평면에 위치한 손가락과 같은 작은 물체를 탐지할 수 있어야만 한다는 것이다. 신호 반응이 종종 여러 배경 신호 및/또는 간섭 신호들과 구별하기 어렵기 때문에, 작은 물체의 탐지는 어렵다. 여러 배경 신호 및/또는 간섭 신호들은 예컨대 창문의 움직임이나 창문 가까이에 앉아 있는 사람으로부터의 반사에 의해 발생될 수도 있다. 광학 센서 회로는 방해물 탐지 시스템의 탐지기들에 입사한 직사광 또는 분산된 광에 의한 간섭 신호들을 구별할 수 있어야 한다.
이러한 종래 기술 단점들의 견지에서, 작은 방해 물체를 탐지하는 민감도 및 방해 물체가 실제로 존재하지 않을 때 방해 물체의 오탐지(false detection)를 방지하기 위하여 간섭 신호(예컨대, 창문의 닫힘으로부터)들을 구별하는 능력을 가진 광학 탐지 시스템을 필요로 하게 되었다.
방해물 탐지 시스템은 규정된 평면 안에서 작은 물체의 존재를 광학적으로 탐지하고 간섭 신호들을 가려내기 위해서 세그먼트형 광학 탐지기 및 탐지기 별로 특정된 신호 처리 방법을 이용한다. 방해물 탐지 시스템의 일 실시예에서, 세그먼트형 광학 탐지기는 규정된 평면에 대체로 수직인 일련의 세그먼트형 탐지기 구성 소자들을 포함한다. 다른 실시예에서, 세그먼트형 광학 탐지기는 규정된 평면에 대체로 평행인 세그먼트형 탐지기 구성 소자들을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 시스템은 손가락과 같은 작은 물체들이 창문에 끼이는 것을 방지하기 위하여 자동적으로 닫히는 창문에 이용된다.
완전한 방해물 탐지 시스템은 광학 이미터(optical emitter), 세그먼트형 광학 탐지기(segmented optical detector) 및 신호 처리기를 포함한다. 시스템은 방해물이 탐지되면 창문이 멈춰질 수 있도록 하기 위하여 궁극적으로 창문 모터 제어기 및 창문 모터에 연결된다. 바람직한 실시예에서, 광학 이미터는 레이저 다이오드(laser diode)이고 세그먼트형 광학 탐지기는 포토다이오드(photodiode)의 어레이이다. 광학 이미터 및 세그먼트형 광학 탐지기는 창문 틀의 단일 코너에 위치된다. 광학 이미터는 창문 틀의 내부 쪽으로 광을 투사한다. 세그먼트형 광학 탐지기는 창문 틀의 내부에 의해, 방해 물체에 의해 그리고/또는 다른 인접한 물체들이나 표면에 의해 반사되는 발산광의 일부분을 수용한다.
바람직한 신호 처리기는 창문의 평면에 방해물이 있을 때 반사되는 빛의 양 및 패턴과 창문 평면에 방해물이 없을 때 반사되는 빛의 양 및 패턴의 차이를 탐지하는 응용 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC)이다. 신호 처리기가 창문 평면에 방해물이 있다고 결정한다면, 신호 처리기는 창문 모터의 기능을 억제하거나 반대로 작동하도록 하는 신호를 발생시킨다. 신호 처리기에 이용되는 탐지 알고리즘은 세그먼트형 광학 탐지기에 이용되는 세그먼테이션(segmentation)의 형태에 따라 좌우된다. 세그먼트형 광학 탐지기 및 신호 처리기에 대한 두개의 대안적인 실시예들은 아래에 더 상세하게 기술된다.
제 1 실시예에서, 세그먼트형 광학 탐지기는 창문 평면에 대체로 수직인 탐지기 구성 소자로 형성된다. 세그먼트형 탐지기 구성 소자는 최종적으로 관련 신호 패드에 연결되는 분리된 전도성 트레이스(conductive trace)에 의해 상호 연결된다. 일실시예에서, 세그먼트형 탐지기 구성 소자는 4개의 별도 그룹으로 분할되고 각각의 탐지기 구성 소자는 하나로 연결되는데, 각각의 전도성 트레이스에 의해 오직 하나의 신호 패드에 연결된다. 4개의 탐지기 그룹들은 반복적 패턴으로 분배되고 탐지기 구성 소자들은 손가락과 같은 작은 물체의 탐지를 최적화하는 거리에 위치하도록 간격을 유지한다. 세그먼트형 광학 탐지기는 창문 평면에 대하여 탐지기의 세로 방향(수평) 길이가 창문 틀과 대체로 평행하도록, 그리고 세그먼트형 탐지기 구성 소자가 전체적으로 창문 평면에 대체로 수직하도록 배향된다.
공간 필터링 알고리즘(spatial filtering algorithm)은 광강도(light intensity)의 점진적인 공간 변화와 광강도의 급격한 변화를 구별하기 위하여 세그먼트형 광학 탐지기와 결합한 신호 처리기에서 실행된다. 광강도의 급격한 변화는 작은 물체의 존재에 의해 초래되기 쉬운 반면 광강도의 점진적인 변화는 전형적으로 간섭이나 투사된 배경에 의해 초래된다. 공간 필터링 알고리즘은 세그먼트형 탐지기 구성 소자의 다른 조합들로부터 수용된 신호를 합산하고 그 합을 비교하도록 구성된다. 바람직한 공간 필터링 알고리즘을 실행하기 위해 요구되는 회로는 신호 처리기 안에 포함된다. 신호 처리기 내에서, 세그먼트형 그룹들은 그룹별로 특정된 신호 증폭기들에 연결되고, 이후 공간 필터링 알고리즘의 합산 및 감산 함수를 수행하는 처리 회로에 연결된다. 함수들의 결과가 각각의 함수의 절대값이 얻어지는 절대값 유닛들에 전송된다. 절대값들은 그후 비교기 유닛에 전달되고 신호가 기준(reference) 신호로부터 벗어나서 방해 물체의 존재에 반응하는 조건을 기동할 수 있는지 결정하도록 기준 신호와 비교된다.
다른 실시예에서, 세그먼트형 광학 탐지기는 창문 평면에 대체로 평행한 탐지기 구성 소자를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 탐지기의 일측에 서로 가깝게 위치한 다수의 좁은 탐지기 구성 소자가 설치되고, 상기 탐지기의 반대측에는 단일의 넓은 탐지기 구성 소자가 설치된다. 각각의 세그먼트형 탐지기 구성 소자들은 각각의 탐지기 구성 소자가 개별적으로 샘플링할 수 있도록, 개별적으로 단일 처리기에 연결된다. 탐지기는 바람직하게는 좁은 탐지기 구성 소자들이 창문 평면에 가장 가깝고 평행하도록 배향된다.
좁은 탐지기 구성 소자는 닫히는 창문의 운동이나 일광에 직접 노출됨으로써 초래될 수 있는 오탐지를 최소화하기 위해 제공된다. 좁은 탐지기 구성 소자들은 탐지기의 측면방향을 가로지르는 광학 에너지의 변화를 모니터링하여 창문 평면 밖으로부터 창문 평면 안으로(예컨대, 닫히는 창문의 운동) 이동하는 물체의 오탐지를 최소화한다. 좁은 탐지기 구성 소자들은 특정한 탐지기 구성 소자가 일광과 직접 접촉할 때 작동하지 않거나 무시되도록 하여, 일광에 직접적인 노출에 의해 초래된 오탐지에 대한 시스템의 민감도를 감소시킨다. 세그먼트형 탐지기 구성 소자들을 이용하는 신호 처리기는 탐지기 샘플링 및 태양광 탐지를 제어한다. 신호 처리기를 통해, 세그먼트형 탐지기 구성 소자들은 세그먼트형 탐지기 상의 광의 평행 분포에 더 바람직한 민감도를 제공하기 위하여 개별적으로 샘플링되게 할 수 있다. 더욱이, 앞서 언급한 바와 같이, 특정한 평행 세그먼트형 탐지기 구성 소자들은 구성 소자들이 직사광에 노출될 때 작동되지 않을 수 있다.
도 1은 부분적으로 열린 앞 창문을 가진 통상의 자동차를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 광학 탐지를 이용한 방해물 탐지 시스템의 일반적인 블록선도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 자동차의 앞 창문 틀에 관계된 본 발명에 따른 방해물 탐지 시스템의 전체적인 위치를 도시한 도면이다.
도 3b는 도 1에 도시된 자동차의 앞 창문 틀에 관계된 본 발명에 따른 방해물 탐지 시스템의 또다른 전체적인 위치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 바람직한 방해물 탐지 모듈을 도시한 도면이다.
도 5a는 본 발명에 따른 세그먼트형 광학 탐지기의 상면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 세그먼트형 광학 탐지기의 수평 길이에 걸친 반사광 강도의 그래프이다.
도 5c는 도 5b의 민감한 광 강도 변화 및 본 발명의 공간 필터링 알고리즘의 확대된 그래프이다.
도 6은 도 5a의 세그먼트형 광학 탐지기의 일부분 및 본 발명에 따른 공간 필터링 알고리즘을 수행하기 위한 바람직한 논리 블록을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 세그먼트형 광학 탐지기 및 신호 처리기를 포함하는 방해물 탐지 시스템 일 실시예의 전체적인 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 세그먼트형 광학 탐지기의 상면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 신호 처리기의 기능적 블록선도와 연계된 도 8의 세그먼트형 광학 탐지기를 도시한 도면이다.
도 1에서, 본 발명의 바람직한 실시예는 자동차(14)의 열린 창문(10) 및 창문 틀(12) 사이의 방해물을 탐지하기 위한 광학 시스템의 형태로 기술된다. 창문 및 창문 틀에 의해 규정된 평면 안에서 방해물을 탐지하는 것은 순간적으로 버튼을 작동하여 완전히 문을 닫을 수 있는 파워 창을 가진 자동차에서 특히 중요하다. 창문 경로에 사람 손가락과 같은 방해물이 있는지를 탐지하는 수단이 없다면, 방해물은 닫히는 창문과 창문틀 사이에 끼일 수 있다.
도 2는 부주의로 창문에 끼이는 것을 방지하기 위해 광학 탐지기를 이용하는 방해물 탐지 시스템의 전체적인 블록선도이다. 방해물 탐지 시스템은 광학 이미터(20), 세그먼트형 광학 탐지기(22), 및 신호 처리기(24)를 포함한다. 방해물 탐지 시스템은 방해물이 발견되면 창문의 닫힘이 멈춰질 수 있도록, 창문 모터 제어기(26) 및 창문 모터(28)에 연결된다. 일 실시예에서, 광학 이미터는 예컨대, 하나 또는 이상의 발광 다이오드(LED) 또는 하나 또는 그 이상의 레이저일 수 있다. LED는 (창문 평면에 수직하게 측정되는) 넓은 빔이 바람직할 때 적합하고 레이저는 좁은 빔이 바람직할 때 적합하다. 세그먼트형 광학 탐지기는 포토다이오드의 어레이이다. 다른 탐지기 세그먼테이션 배열들을 갖는 탐지 시스템의 예들은 하기에서 더욱 상세하게 기술된다.
바람직한 실시예에서, 광학 이미터(20) 및 세그먼트형 광학 탐지기(22)는 창문 틀의 동일한 코너에 위치된다. 광학 이미터는 창문 틀의 내부쪽으로 광을 발산한다. 세그먼트형 광학 탐지기는 창문 틀의 내부에 의해, 방해 물체에 의해 그리고/또는 다른 가까운 물체 또는 표면에 의해 반사된 발산광 에너지의 일부분들을 수용한다. 창문 틀 내부로부터 및/또는 창문의 닫힘을 방해하지 않는 다른 가까운 물체로부터 반사된 광은 전체적으로 배경 및/또는 간섭 광으로서 참조된다. 배경/간섭 광은 광학 탐지기에 충돌하자마자 배경/간섭 전기 신호를 발생시킨다. 배경/간섭 신호들은 창문을 방해하는 물체들로부터 야기된 신호들과 구별되어야 한다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서, 광을 반사하기 위한 창문 틀 위 또는 가까이에는 어떤 특정한 표면이 없으나, 다른 실시예들은 그런 표면을 이용할 수 있다.
신호 처리기(24)는 일반-목적 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기, 응용 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 다른 처리 수단들을 포함할 수 있다. 신호 처리기는 광학 이미터(20) 및 세그먼트형 광학 탐지기(22) 가까이에 위치되거나, 원격으로 위치될 수 있다. 예컨대, 차 내부의 다른 곳에 충분한 처리 동력(processing power)이 있다면, 세그먼트형 광학 탐지기로부터 신호들은 다른 작용도 수행하는 일반-목적 처리기에 의해 처리될 수 있다. 필요한 처리 과정은 광학 탐지기 가까이에 위치한 처리기와 원격 처리기에서 분리될 수도 있다.
신호 처리기(24)는 전체적으로 창문 평면에 방해물이 있을 때 반사되는 광의 양 및 패턴과 창문 평면 사이에 방해물이 없을 때 반사되는 광의 양 및 패턴의 차를 탐지한다. 본 발명에 있어서, 세그먼트형 광학 탐지기(22)와 신호 처리기(24)의 결합은 (잠재적으로 마이크로-와트 범위인) 일정한 배경 신호들로부터 (잠재적으로 나노-와트 범위인) 작은 신호 변화들을 구별할 수 있어야만 한다. 신호 처리기가 창문 평면에 방해물이 있다고 결정한다면, 창문을 닫기 위해 동력을 공급하는 창문 모터를 멈추거나 반대로 작동하도록 하기 위해 이용되는 신호를 발생시킨다. 신호 처리기에 의해 이용되는 탐지 알고리즘은 탐지기에 의해 이용되는 세그먼테이션 배열에 의존한다. 상이한 탐지기 배열들에 특정한 신호 처리기 설계는 하기에서 더욱 상세하게 기술된다.
도 3a는 도 1에 도시된 자동차(14)의 앞 창문 틀(12)과 관련된 방해물 탐지 시스템(36)의 전체적인 위치를 도시한다. 방해물 탐지 시스템은 창문 틀 내부 쪽으로, 방해물 탐지 시스템으로부터 먼 쪽으로 퍼지는 광에너지를 발생시킨다. 방해물 탐지 시스템에 의해 발생된 조명(38) 패턴은 창문 평면에서 바람직하게 2차원 원호로 규정되는 것이 바람직하다. 최소한, 조명 패턴은 창문이 창문 틀에 맞물릴 때 작은 물체가 끼이는 창문 틀의 상부 부분을 커버한다. 오탐지를 감소시키기 위해서, 광 에너지는 전체적으로 창문 틀에 의해 규정되는 평면으로 제한되어야 한다. 탐지 시스템으로 리턴되는 신호들의 강도는 I/R3(일반적으로 I는 신호 강도이고 R은 탐지 시스템으로부터 창문 틀 상의 주어진 점까지의 거리)의 관계를 따른다는 것이 공지되어 있다. 주어진 I/R3의 관계에서, 바람직하게는 광 강도 패턴은 탐지 시스템에 더 많은 일정한 리턴 신호를 제공하도록 창문 평면 내에 분포된다. 일 실시예에서, 0.5W의 레이저 소스는 앞 창문의 하부 앞 코너로부터 앞 창문의 상부 뒤 코너까지 움직이는 중앙 축(40)의 ±5도 안에서 분포하도록 약 20% 레이저 전력으로 이용된다.
도 3a의 점선들은 조명 패턴(38)의 형상을 전체적으로 보여준다. 그러나, 도 3a는 확장된 조명을 도시하고 있는 것은 아니다. 완전한 탐지 적용 범위를 제공하기 위해, 광 에너지는 창문 틀의 먼 코너까지 확장되어야 한다. 일 실시예에서, 단일 광학 이미터로부터 발산된 광은 창문 틀의 기하학적 형태로 맞추어 진다. 즉, 더 높은 강도의 광은 방해물 탐지 시스템(36)으로부터 가장 멀리 떨어진 창문 틀의 지역에 비춰진다. 다른 실시예에서, 다중 광학 이미터들은 창문 틀에 맞춰진 광의 분포를 발생시키기 위해 이용된다. 방해물 탐지 시스템이 창문 틀의 하부 (A 필러(pillar)) 코너(창문 틀의 하부 우측 코너)에 위치됨에도 불구하고, 상기 시스템은 창문 틀의 상부 (B 필러) 코너(창문 틀의 상부 좌측 코너)와 같은, 대안적인 위치에 위치할 수 있다. 도 3b는 방해물 탐지 시스템(36)이 창문 틀의 상부 (B 필러) 코너에 위치될 때 방해물 탐지 시스템(36)과 창문 틀(12)에 관계된 조명 패턴(38)을 도시한다.
도 4는 바람직한 방해물 탐지 모듈(50)의 구성 소자들을 도시한다. 방해물 탐지 모듈(50)은 광학 이미터(52), 세그먼트형 광학 탐지기(54), 광학 전달 출력(transmit power) 탐지기(56), 인쇄 회로 기판(58), 전달 렌즈(60), 수신기(receiver) 렌즈(62), 부채꼴 분배형 렌즈(fan generator lans)(64), 및 적외선 통과 필터(66)를 포함한다. 이러한 실시예에서, 광학 이미터는 레이저인데, 이는 LED보다 조명 패턴에 대해 더 좋은 제어를 제공한다. 특히, 레이저의 이용은 도 3a 및 도 3b에 도시된 창문 틀(12)의 먼 코너쪽으로 더 큰 비율의 전체 광 에너지가 비춰지도록 허용한다. 이것은 창문 틀의 먼 코너 지역에서 방해물들을 탐지하기 위한 신호-대-노이즈 비율을 증가시키고, 이것은 탐지 모듈(50)과 창문 틀의 먼 코너 사이의 증가된 거리 때문에 바람직하다. 전달 렌즈 및 부채꼴 분배형 렌즈는 광학 이미터로부터 광을 전달하고 추가적으로 조명 패턴을 정의한다. 바람직한 실시예에서, 광학 이미터는 닫힌 창문 바로 안쪽에 있는 평면 내에서 광을 투사하고 탐지하도록 정렬된다. 다른 정렬들이 가능하고 정렬 허용 오차는 고려되어야 한다. 정렬 허용오차는 반드시 고려되어야 하는데, 이는 각각의 설치시 정확하고 균일하게 정렬하는 것이 쉽지 않으며, 문 또는 그와 같은 것을 세게 닫아 설치한 후에 정렬이 약간 변화될 수 있기 때문이다.
광학 전달 출력 탐지기(56)는 광학 이미터(52)에 의해 발생된 빛의 강도를 탐지하고 모니터하는 포토다이오드를 포함할 수 있다. 전달 출력 탐지기는 광학 이미터에 의해 발생되고 전달 렌즈(60) 및 부채꼴 분배형 렌즈(64)를 통해 연속적으로 전달되는 전체 광 강도의 표시를 제공한다. 전달 출력을 모니터하는 것은 신호 처리기(24)가 세그먼트형 광학 탐지기(22, 54)에 의해 수용된 신호를 표준화하고 전달 출력의 변동을 설명하는 것을 허용한다.
도 4의 방해물 탐지 모듈(50)에서, 광학 이미터(52)에 의해 발생되는 광(68) 및 세그먼트형 광학 탐지기(54)에 의해 수용되는 광(70)은 바람직하게는 광 스펙트럼의 적외선 영역에 있다. 적외선 통과 필터(66)는 적외선이 탐지기를 통과하는 것을 허용하나, 일반적으로 다른 파장 주파수 대역 내에 있는 광을 차단한다. 본 발명의 이러한 측면은 세그먼트형 광학 탐지기에 의해 발생된 신호에 대하여 다른 광소스들이 가지는 효과를 감소시킨다. 수신기 렌즈(62)는 수용된 광이 세그먼트형 광학 탐지기로 집중되도록 한다.
전술한 대로, 방해물 탐지 시스템은 바람직하게는 두 개의 세그먼트형 탐지기 배열 중 하나로 구현된다. 제 1 세그먼트형 탐지기 배열은 창문 평면에 대체로 수직인 광학 탐지기 구성 소자를 포함하고, 제 2 세그먼트형 탐지기 배열은 창문 평면에 대체로 평행한 광학 탐지기 구성 소자를 포함한다. 두 개의 세그먼트형 탐지기 배열들은 특별한 탐지기 배열에 특정된 신호 처리기를 포함한다.
도 5a는 도 2 및 도 4의 세그먼트형 광학 탐지기(74)의 일 배열의 상면도를 더 상세히 도시한다. 도 5a는 탐지기 구성 소자가 대체로 창문 평면에 수직이고 전도성 트레이스(78)에 상호 연결되기 위하여 일련의 세그먼트형 탐지기 구성 소자(76)를 포함하는 세그먼트형 광학 탐지기의 배치를 도시한다. 상이한 신호 패드(82, 84, 86 및 88)에 각각 연결된 4개의 분리 트레이스(78)들이 있다. 각각의 탐지기 구성 요소(76)는 하나의 트레이스에 연결되는데, 각각의 트레이스에 의해 오직 하나의 신호 패드에 연결된다. 가장 좌측의 광학 탐지기 구성 소자는 신호 패드(86)에 연결되고, 다음 광학 탐지기 구성 소자(오른쪽으로)는 신호 패드(88)에 연결되고, 다음 광학 탐지기 구성 소자는 신호 패드(84)에 연결되고, 다음 광학 탐지기 구성 소자는 신호 패드(82)에 연결된다. 이러한 패턴은 세그먼트형 광학 탐지기에 걸쳐 반복된다. 탐지기 구성 소자들은 손가락과 같은, 작은 물체의 탐지를 최적화하는 거리만큼 이격되어 위치한다. 일 실시예에서, 탐지기 구성 소자들은 250 마이크론(micron)의 거리로 이격된다. 세그먼트형 광학 탐지기는 창문 평면에 대해, 탐지기의 세로 방향(수평) 크기가 창문 틀(창문 틀에 대체로 평행인)과 같은 평면에 있도록, 그리고 세그먼트형 탐지기 구성 소자들이 창문 평면에 대체로 수직하도록 맞추어진다. 바람직한 실시예에서, 수직의 탐지기 구성 소자들을 이용하는 방해물 탐지 시스템은 창문의 상부 B 필러 코너에 위치한다. 수직의 탐지기들이 직접적인 일광 접촉을 보상하는데 덜 적응되어 있기 때문에 이것이 선호된다. 도 5a가 수직의 탐지기 구성 소자들을 갖는 일 예의 세그먼트형 광학 탐지기를 나타낸다 하여도, 대체로 수직한 탐지기 구성 소자들을 갖는 다른 세그먼트형 탐지기 배열들이 가능하다.
도 5b는 세그먼트형 광학 탐지기의 수평 길이(x축)에 걸친 반사광 강도(92) 그래프의 일 예이다. 도시된 대로, 광 강도는 대다수의 탐지기에 대해 점진전으로 변화한다. 그러나, 광 강도는 창문 평면에 위치한 작은 물체에 의해 발산 광의 반사로 가파른 증가(94)를 갖는다. 작은 물체는 창문 및 창문 틀에 의해 규정된 평면에 열린 창문을 통해 뻗쳐진 손가락일 수 있다.
작은 물체의 존재를 탐지하는데 있어 중요한 문제는 도 5b에 도시된 것처럼, 광 강도의 점차적인 공간 변화로부터 광 강도의 급격한 변화를 구별하는 것을 포함한다. 예컨대, 광 강도의 전체 변화는 (예를 들어, 빔 가까이에서 이동하는 창문에 의한 초래된) 점진적인 변화 및 (예를 들어, 창문 평면에 손가락에 의해 초래된) 급격한 변화에 대해 동일할 수 있으나, 방해물 탐지에 반응이 인가된 때에는, 광 강도의 급격한 변화에 대해서만 전형적으로 반응이 요구된다. 아주 빈번하게, 광 강도의 점진적인 변화는 직사 일광 또는 근처의 큰 물체나 닫혀지는 창문으로부터의 분산광으로부터의 간섭 결과이다. 공간 필터링 알고리즘은 광 강도의 점진적인 변화와 광 강도의 급격한 변화를 구별하기 위해 세그먼트형 광학 탐지기와 결합하여 실행된다.
도 5b의 급격한 광 강도 변화(94)의 확대 그래프를 포함하는 도 5c를 참조하면, 공간 필터링 알고리즘은 세그먼트형 탐지기 구성 소자들의 상이한 결합으로부터 수용한 신호를 합산하고 그 합을 비교하는 것을 포함한다. 알고리즘은 [(A+B)-(C+D)]의 합과 [(A+D)-(C+B)]의 합을 비교하는 것을 포함한다. 도 5c는 전체 구성 소자들의 부분에 대한 탐지기 구성 소자(A, B, C, 및 D)의 반사광 강도를 도시한다. 제 1 합산 라인을 참조하면, A+B는 A1 및 B1 구성 소자로부터 온 신호들의 합이다. C+D는 C1 및 D1 구성 소자로부터 온 신호들의 합이다. 도 5c에 도시된 대로, A1+B1의 결합된 구성 소자들에 의해 수용된 광학 에너지의 합은 C1+D1의 결합된 구성 소자에 의해 수용된 광학 에너지 합과 대략 동일하여서, 두 합들 사이의 차는 작은 반응이다.
대조적으로, 제 2 합산 라인을 참조하면, A+D는 탐지기 구성 소자 D0 및 A1에서의 신호들 합이고, 양자는 상대적으로 낮은 강도 반사광을 수용하고 있다. C+B는 탐지기 구성 소자 B1 및 C1에서의 신호들의 합이고, 양자는 상대적으로 높은 강도 반사광을 수용하고 있다. 이들 합들의 차는 높은 반응을 제공하여, 세그먼트형 탐지기 어레이에 광을 반사하고 있는 작은 물체를 식별하게 한다. 작동에서, 합산 알고리즘이 오직 4개의 탐지기 구성 소자에 관해 기술된다 하여도, 합들은 모든 연결된 탐지기 구성 소자들의 결합된 측정치라는데 주목해야 한다. 즉, "A" 신호 패드에 관계된 신호는 모든 A 탐지기 구성 소자(예컨대, A1+A2....)에 입사한 반사광을 포함한다. 마찬가지로, B, C, 및 D 신호 패드의 신호들은 모든 B, C 및 D 탐지기(예컨대, B1+B2..., C1+C2..., D1+D2...) 각각에 입사한 반사광을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 신호 반응은 두 탐지기 구성 소자의 폭보다 작은 간격을 갖는 광 강도 스파이크(spike)에 대해 최적하다.
도 6은 도 5a의 세그먼트형 광학 탐지기(74)의 부분 및 공간 필터링 알고리즘을 실행하기 위한 바람직한 논리 블록을 도시한 것이다. 세그먼트형 탐지기 구성 소자(A, B, C 및 D)는 처음에 신호 증폭기(98)에 연결되어 있고 두개의 합 및 차 함수[(A+B)-(C+D)] 및 [(A+D)-(B+C)]을 수행하는 처리 블록(100)에 연결된다. 두 함수의 결과는 각각 함수의 절대값이 얻어지는 절대값 유닛(102, 104)쪽으로 향한다. 절대값은 그후 합산 유닛(105) 및 비교기(106)로 전달되고 신호가 기준 신호로부터 벗어나 방해 물체를 표시하는 반응을 기동할 수 있는지를 결정하기 위해 기준 신호와 비교된다. 바람직한 논리 블록은 신호 처리기 안으로 통합된다.
도 6에 도시되지 않지만, 신호 처리기는 이득 보정 함수를 포함할 수 있다. 이득 보정 함수는 초기 시작 루틴에서 필터링 알고리즘 값들을 영까지 조절한다. 이득 보정은 예컨대, 보정 상수로 합산 값을 곱하여 얻어질 수 있다.
도 7은 방해물 탐지 시스템 일 실시예의 전체적인 개략도이다. 세그먼트형 광학 탐지기(110)는 일 실시예에서, 탐지기가 도 5a에 도시된 대로, 탐지기 구성 소자의 반복되는 어레이를 포함한다 하여도, 신호 처리기(112)에 관계된 4개의 분리된 포토다이오드로서 나타낸다. 광학 이미터(114) 및 전달 출력 모니터(116)의 개략도는 또한 신호 처리기에 관계되어 도시된다. 바람직한 일 실시예에서, 광학 이미터는 창문 평면에 수직한 방향으로 상대적으로 좁은 빔 폭을 갖는 광을 발산한다.
신호 처리기(112) 내에서, 도 7은 합산 네트워크(111) 및 오피 앰프(op amps, 118, 120 및 122)를 도시한다. 오피 앰프(118)는 패드(82, 84) 및 패드(86, 88)의 신호 합들 사이의 차를 제공한다. 오피 앰프(120)는 일반적으로 신호 패드(86)의 신호 및 신호 패드(88)에서 신호 사이의 차를 제공한다. 오피 앰프(122)는 일반적으로 오피 앰프(118, 120)로부터 출력값을 더한다. 신호 처리기 안의 추가적인 기능 유닛은 바이어스 회로(124), 조절기(regulator, 126), 피크(peak) 탐지 유닛(128), 출력 모니터링 서브시스템(130), 트랜지스터 드라이버(132) 및 온도 기준 회로(134)를 포함할 수 있다. 방해물 탐지 시스템을 지원할 수 있는 추가적인 유닛들은 마이크로제어기(136), EEPROM(138), 외부 I/O 유닛(140), 및 전압 조절기(142)를 포함할 수 있다. 도 6에서와 같이, 이득 제어기가 시스템에 통합될 수 있다.
세그먼트형 광학 탐지기(110)의 구조 및 오피 앰프(118, 120, 및 122)에 의해 수행된 연산의 결합은 일반적으로 위에 기술된 공간 필터링 알고리즘을 제공한다. 공간 필터링 알고리즘에 따라서, 상대적으로 큰 각의 조명 패턴(넓은 효과)에 대해 반사광의 크기에 영향을 주는 물체가 강조되지 않는 반면, 상대적으로 작은 각의 조명 패턴[좁은 효과(narrow effect)]에 대한 반사광의 크기에 영향을 주는 물체가 강조된다. 창문 틀 내의 위치된 큰 물체가 넓은 효과(broad effect)를 발생시키는 반면, 창문 틀내의 창문 평면에 수직하게 위치된 얇은 물체는 좁은 효과를 발생시킨다. 넓은 효과에 대해, 반사광의 강도 변화는 많은 그룹의 탐지기 구성 소자들에서 탐지된다. 인접 탐지기 구성 소자로부터 온 신호들은 서로 효과적으로 감산되기 때문에, 이러한 점진적인 변화는 전체적으로 상쇄되고, 오피 앰프(122)의 출력값은 일반적으로 넓은 효과를 반영하지 않는다. 한편, 좁은 효과에 대해, 반사광의 강도 변화는 단지 몇몇의 탐지기에서 탐지된다. 이러한 변화는 필터링 알고리즘 함수에 의해 상쇄되지 않으며, 오피 앰프(122)의 출력값은 반사광의 강도 변화를 반영한다.
방해물 탐지 시스템에 의해 수행된 공간 필터링 알고리즘은 전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대한 주된 관심이 자동으로 닫히는 창문 경로에 위치한 손가락이기 때문에 장점이 있다. 이 경우에, 반사 패턴에 좁은 효과가 생겨서 방해물은 탐지될 것이다. 대조적으로, 경로가 방해되는 부정확한 결정을 초래할 수 있는 많은 상황들은 반사 패턴에 상대적으로 넓은 효과를 포함한다. 예컨대, 닫힐 때, 창문 자체가 반사 패턴을 변경할 수 있어서, 이것은 세그먼트형 광학 탐지기가 방해물이 있다고 결론 내리도록 만들 수 있다. 이러한 형상 때문에, 창문은 반사 패턴에 대하여 넓은 효과를 초래하지만, 필터링 알고리즘은 이러한 효과를 감소시킨다. 그래서, 필터링 알고리즘은 방해물의 오탐지의 가능성을 감소시키고 실제 방해물을 정확하게 탐지하는 가능성을 증가시킨다.
도 8은 도 2 및 4의 세그먼트형 광학 탐지기의 한 배열의 다른 상면도를 도시한다. 도 8의 탐지기는 탐지기 구성 소자가 창문 평면에 대체로 평행하도록 세그먼트형 탐지기 구성 소자(152, 154)의 어레이를 포함하는 세그먼트형 광학 탐지기(150)이다. 탐지기의 한 면(도 8의 상부)에, 함께 가까이 위치하는 다중의 좁은 탐지기 구성 소자들(152)이 있다. 탐지기의 상대 면(도 8의 바닥)에는 단일의 넓은 탐지기 구성 소자(154)가 있다. 각각의 탐지기 구성 소자들은 각각의 탐지기 구성 소자가 개별적으로 단일 처리기에 의해 샘플링되도록 단일 패드(156)에 개별적으로 연결된다. 바람직한 실시예에서, 탐지기는 다중의 좁은 탐지기 구성 소자가 창문 평면에 가장 가깝고, 평행하도록 배향된다. 부가하여, 탐지기가 창문 틀 및 어떤 방해 물체로부터 반사된 광을 수용하도록, 광학 이미터에 대하여, 탐지기가 배향된다. 바람직한 일 실시예에서, 평행 탐지기 구성소자를 이용하는 방해물 탐지 시스템은 창문의 하부 A 필러 코너에 위치된다. 평행 탐지기 구성 요소는 직사 일광과 접촉하는 개별적인 탐지기들이 개별적으로 전원이 꺼지거나 멈춰질 수 있기 때문에 직사 일광 접촉을 보정하는데 숙달되어 있다. 도 8은 평행 탐지기 구성 소자를 갖는 세그먼트형 광학 탐지기의 일 예를 표시한다 하여도, 다른 세그먼트형 탐지기 배열들도 가능하다.
좁은 탐지기 구성 소자(152)가 닫히는 창문의 운동이나 일광에 직접 노출에 의해 초래될 수 있는 오탐지를 방지하도록 제공될 수 있다. 좁은 탐지기 구성 소자들은 횡단하는 방향으로 광학 에너지의 변화에 대한 높은 민감성을 제공하여 닫히는 창문의 오탐지를 제한한다. 좁은 탐지기 구성 소자는 특정한 구성 소자가 일광과 직접 접촉할 때 특정 탐지기 구성 소자가 작동하지 않거나 무시될 수 있도록 함으로써 일광에 직접 노출되어 초래된 오탐지의 가능성을 감소시킨다. 즉, 가장 바깥쪽 좁은 탐지기 구성 소자가 직사 일광에 노출되면, 탐지기 구성소자는 무시될 수 있다. 부가하여, 특히 자동차의 바깥쪽으로부터 비롯되거나 닫히는 창문에 의해 야기된 간섭에 대해, 강도가 한 탐지기 구성 소자로부터 다음 구성 소자로 변하면서 창문 닫힘으로 유발되는 광 강도 변화 신호(signature)가 인식될 수 있다. 평행의 세그먼트형 탐지기가 좁은 탐지기 구성 소자에 입사한 간섭을 보정할 수 있는 동안, 넓은 탐지기 구성 소자는 자동차 내부(예컨대, 승객으로부터의 손가락)로부터 창문 평면으로 물체에 대한 양호한 민감도를 가질 수 있도록 한다.
도 9는 신호 처리기(164)의 기능 블록선도에 관한 세그먼트형 광학 탐지기(150), 광학 이미터(160) 및 전달 출력 탐지기(162)를 도시한다. 신호 처리기 내부의 제 1 기능 블록(166)은 탐지기 스위칭 및 일광 탐지를 제어한다. 기능 블록 내에서, 신호들은 한번에 하나 또는 결합하여 탐지기 구성 소자(152, 154)로부터 탐지될 수 있다. 부가하여, 직사 일광에 노출된 탐지기 구성 소자는 간섭을 최소화하기 위해 직접적인 노출 동안 작동되지 않을 수 있다. 신호 처리기는 또한 세그먼트형 광학 탐지기로부터 온 신호를 처리하는 선증폭기(168), 하이 패스 필터(170), 비교기(172), 및 피크 탐지기(174)를 포함한다.
광학 이미터(160) 및 전달 출력 탐지기(162)는 신호 처리기(164)를 통해 마이크로프로세서(176)에 연결된다. 전달 출력 탐지기로부터 온 신호들은 멀티플라이어(178)를 관통한 후에 세그먼트형 탐지기로부터의 신호들과 비교된다. 멀티플라이어는 어떤 방해물도 존재하지 않을 때 전달 신호의 이득(gain)이 세그먼트형 탐지기를 거친 복귀 신호와 동일하도록 설정된다. 필요에 따라 멀티플라이어 상수는 전자 공학에서 긴 기간 드리프트(long term drift)를 보정하기 위해 조절될 수 있다. 광 전달 출력이 급격히 변할 때 광의 초기 전달 출력에 관한 실시간 피드백을 제공하는 것은 방해물을 오탐지하는 경우를 감소시킨다. 광학 이미터는 트랜지스터 드라이버(180)를 통해 마이크로프로세서에 연결된다. 평행한 탐지기 구성 소자 배열과 함께 이용되는 광학 이미터는 수직한 탐지기 구성 소자 배열에 대해 발산된 광보다 더 넓은(창문 평면에 수직하게 측정된) 광을 바람직하게 발산한다. 더 넓은 빔은 세그먼트형 평행 탐지기 구성소자에 걸쳐 더 바람직하게 분포된 반사광을 제공한다.
방해물 탐지 시스템이 수직이나 수평 탐지기 구성소자를 이용함으로써 기술된다 하여도, 방해물 탐지 시스템은 단일 모듈에 수직 및 수평 탐지기 구성 소자를 포함할 수 있다. 혼합된 방법을 이용하는 시스템은 수직의 탐지기 구성 소자에 의해 제공되는 작은 물체에 대한 높은 민감도의 장점들에 평행 탐지기 구성 소자에 의해 제공되는 바람직한 일광 보정을 제공한다. 혼합형 신호 처리기는 각각 두가지 기술된 신호 처리기 내부의 기초 구축 블록들이 유사하기 때문에 ASIC에서 쉽게 실행된다.
세그먼트형 탐지기 어레이들을 이용하는 방해물 탐지 시스템이 자동차 창문에 관하여 기술된다 하여도, 탐지기 시스템은 또한 다른 규정된 지역 내의 방해물 탐지에 적용될 수 있다. 예컨대, 탐지 시스템은 자동차 또는 다른 구조들의 자동 닫힘 문에 적용될 수 있다. 방해물 탐지 시스템은 또한 빌딩 안전 시스템과 같은 안전 시스템에 적용될 수 있다. 특히, 시스템은 세그먼트형 탐지기 구성 소자 및 처리기가 커튼이나 다른 방해물을 이동시키는 것을 보상하도록 배열되는 창문에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 파워 창 시스템으로서,
    창문 틀;
    상기 창문 틀 내부에 이동가능하게 배치되고, 상기 창문 틀과 함께 전체적으로 창문 평면을 규정하는 창문 본체;
    상기 창문 틀 내부에서 상기 창문 본체를 이동시키도록 연결된 창문 모터;
    상기 창문 틀 및 상기 창문 본체에 대해 상기 창문 평면 내에서 광학 에너지를 발산하도록 배향된 광학 이미터;
    상기 광학 이미터에 대해 상기 광학 이미터로부터의 상기 광학 에너지의 반사된 부분을 탐지하도록 배향된 세그먼트형 탐지기 구성 소자들을 갖추고, 상기 광학 에너지의 상기 반사된 부분의 탐지에 반응하여 전기적 신호들을 출력하기 위해 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들과 연계된 복수의 출력들을 갖는 광학 탐지기; 및
    상기 창문 평면 내에서 방해 물체의 존재를 판단하기 위해 상기 복수의 출력들로부터의 상기 전기적 신호들을 처리하는 처리 수단을 포함하며,
    상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들은 공통으로 연결된 탐지기 구성 소자들의 반복적 패턴을 포함하며, 상기 처리 수단은 광 강도의 점진적인 변화와 광 강도의 급격한 변화를 구별하기 위해 공간 필터링 알고리즘을 수행하는 수단을 포함하는 파워 창 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 처리 수단이 상기 창문 평면내에 상기 방해 물체의 존재를 지시할 때 상기 창문 본체의 닫힘을 정지시키도록, 상기 처리 수단 및 상기 창문 모터와 작동 가능하게 결합된 수단을 더 포함하는 파워 창 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 광학 이미터는 상기 창문 평면 내에서 부채꼴로 상기 발산된 광학 에너지를 분배하는 부채꼴 분배형 렌즈를 포함하는 파워 창 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광학 이미터는 광학 에너지를 분배하는 부채꼴 분배형 렌즈를 포함하며, 반사광이 상기 광학 탐지기로 수용될 때 상기 반사광의 강도가 일정한 파워 창 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 광학 이미터 및 상기 광학 탐지기는 상기 창문 틀의 코너에 함께 위치하는 파워 창 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 광학 이미터 및 상기 광학 탐지기가 상기 창문 틀의 하부 A 필러 코너 또는 상부 B 필러 코너 중 어느 하나에 함께 위치하는 파워 창 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 광학 탐지기는 상기 창문 평면에 수직한 세그먼트형 탐지기 구성 소자를 구비한 파워 창 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자는, 공통으로 연결된 탐지기 구성 소자의 반복적 패턴으로 이루어진 파워 창 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 처리 수단은 상기 창문 평면의 작은 방해물에 대한 전기적인 반응과 상기 창문 평면을 방해하지 않는 물체에 의해 초래된 전기적 반응을 구별하는 필터링 알고리즘을 수행하기 위한 수단을 포함하는 파워 창 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 광학 탐지기는 상기 창문 평면과 평행한 세그먼트형 탐지기 구성 소자를 구비한 파워 창 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 처리 수단은 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들 중 작동하는 구성 소자를 식별하고, 일광과 직접 접촉하는 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자의 작동을 정지시키기 위한 수단을 포함하는 파워 창 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 광학 이미터와 광학적으로 접촉하고 상기 처리 수단과 전기적으로 접촉하는 전달 출력 모니터를 더 포함하고,
    상기 전달 출력 모니터는 상기 광학 이미터로부터 발산된 상기 광학 에너지의 강도를 표시하는 전기적 신호들을 발생시키는 출력을 가지며, 상기 처리 수단은 상기 광학 탐지기의 상기 복수의 출력들로부터 온 전기적 신호들과 상기 전달 출력 모니터로부터 온 전기적 신호들을 비교하기 위한 수단을 포함하는 파워 창 시스템.
  13. 규정된 평면 내에서 물체의 존재를 탐지하기 위한 탐지 시스템으로서,
    상기 규정된 평면 내에서 광학 에너지를 발산하는 발산 수단;
    세그먼트형 탐지기 구성 소자를 가지는 광학 탐지기; 및
    상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들로 입사된 광학 에너지의 점진적인 변화를 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들로 입사된 광학 에너지의 급격한 변화와 구별하기 위하여 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들로부터 온 신호들을 처리하는 처리 수단을 포함하며,
    상기 광학 탐지기는 상기 규정된 평면에 평행하게 배향되고 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들은 상기 규정된 평면에 수직하게 배향되며, 상기 발산된 광학 에너지 중 하나가 반사되면 상기 발산된 광학 에너지의 일부분이 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들에 의해 탐지될 수 있도록 상기 광학 탐지기가 상기 발산 수단에 대해 배향되는 탐지 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들은 연결된 탐지기 구성 소자들의 그룹을 형성하도록, 상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들이 반복적으로 연결된 패턴을 갖는 탐지 시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 각각의 상기 탐지기 그룹은 상기 처리 수단에 연결된 하나의 출력부를 가지는 탐지 시스템.
  16. 제 15항에 있어서 상기 처리 수단은 상기 탐지기 그룹들의 상이한 조합으로부터 온 신호들을 합산하고 감산하는 수단을 포함하는 탐지 시스템.
  17. 파워 창 시스템으로서,
    창문 틀;
    상기 창문 틀 내에 이동 가능하게 배치되고 상기 창문 틀과 함께 전체적으로 창문 평면을 규정하는 창문 본체;
    상기 창문 평면 내에 상기 창문 틀의 상부 부분에 걸쳐 광학 에너지를 분배하기 위한 분배 수단;
    상기 분배 수단으로부터의 상기 광학 에너지의 반사된 부분들을 탐지하도록 상기 분배 수단에 대해 배향되고, 상기 광학 에너지의 상기 반사된 부분들의 탐지에 반응하여 전기적 신호들을 출력하기 위한 출력들을 갖는 복수의 세그먼트형 탐지기 구성 소자들을 갖춘 광학 탐지기; 및
    상기 출력들에 연결되고, 상기 복수의 세그먼트형 탐지기 구성 소자들로 입사된 간섭하는 광학 에너지와 상기 창문 평면 내에 위치한 물체로부터 반사된 광학 에너지를 구별하고 상기 창문 본체의 닫힘을 차단하는 수단을 포함하며,
    상기 세그먼트형 탐지기 구성 소자들은 공통으로 연결된 탐지기 구성 소자들의 반복적 패턴을 포함하며, 상기 구별 수단은 광 강도의 점진적인 변화와 광 강도의 급격한 변화를 구별하기 위해 공간 필터링 알고리즘을 수행하는 수단을 포함하는 파워 창 시스템.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 탐지기 구성 소자들은 상기 창문 평면에 수직하고 탐지기 그룹들로 분리되도록 위치하고, 상기 탐지기 그룹들의 상기 탐지기 구성 소자들은 공통의 출력들에 전기적으로 연결되며, 상기 구별 수단은 상기 창문 평면 내에서 작은 방해 물체들을 탐지하도록 상기 출력 전기 신호들을 공간적으로 필터링하는 파워 창 시스템.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 탐지기 구성 소자는 상기 창문 평면과 평행하도록 위치하고, 상기 광학 탐지기는 상기 광학 탐지기의 일측부를 따라 좁은 세그먼트형 탐지기 구성소자들을 갖추고 있고 상기 광학 탐지기의 반대 측부를 따라, 상기 좁은 구성 소자들과 비교할 때, 상대적으로 넓은 세그먼트형 탐지기 구성 소자들을 갖추고 있으며, 상기 구별 수단은 일광과 직접 접촉하는 세그먼트형 탐지기 구성 소자들의 작동을 중지시키기 위한 수단을 포함하는, 파워 창 시스템.
  20. 제 17항에 있어서, 상기 탐지기 구성 소자들의 제 1 부분은 상기 구성 소자가 상기 창문 평면에 수직하고 탐지기 그룹들로 분리되도록 위치하고, 상기 탐지기 그룹들에 있는 상기 탐지기 구성 소자들은 공통 출력들에 전기적으로 연결되고, 상기 구별 수단은 상기 창문 평면 내에서 작은 방해 물체들을 탐지하도록 상기 출력 전기 신호들을 공간적으로 필터링하며,
    상기 탐지기 구성 소자의 제 2 부분은 상기 구성 소자가 상기 창문 평면에 평행하도록 위치하고, 상기 광학 탐지기는 상기 광학 탐지기의 일측부를 따라 좁은 세그먼트형 탐지기 구성소자들을 갖추고 있고 상기 광학 탐지기의 반대 측부를 따라 상기 좁은 구성 소자들과 비교할 때 상대적으로 넓은 세그먼트형 탐지기 구성 소자들을 갖추고 있으며, 상기 구별 수단은 일광과 직접 접촉하는 세그먼트형 탐지기 구성 소자들의 작동을 중지시키기 위한 수단을 포함하는 파워 창 시스템.
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