DE69100057T2

DE69100057T2 - Fernsteuerungssystem, insbesondere zum schliessen/oeffnen von autotueren.

Info

Publication number: DE69100057T2
Application number: DE9191400315T
Authority: DE
Inventors: Charles Rydel
Original assignee: Neiman SA
Current assignee: Valeo Neiman SA
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2011-02-09
Also published as: JPH04213797A; ES2040609T3; FR2658345A1; EP0441713B1; US5191324A; DE69100057D1; EP0441713A1; FR2658345B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet Fernsteuerungssysteme, insbesondere solche mittels Infrarot-Verbindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Fernsteuerungssysteme zum Schließen und Öffnen von Autotüren.
Die bekannten Fernsteuerungssysteme enthalten im allgemeinen einen tragbaren Sender mit Mitteln, die als Lichtquelle dienen und zur Erzeugung eines codierten Lichtstroms geeignet sind, und einen fest eingebauten Empfänger mit lichtempfindlichen Mitteln, die aufgrund ihrer Konstruktion den vorgenannten Lichtstrom empfangen können und mit Verarbeitungsmitteln zu dessen Decodierung verbunden sind. Ein solches Fernsteuerungssystem ist in der Patentanmeldung DE-A-3 804 541 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung hat den hauptsächlichen Zweck, neue Mittel vorzuschlagen, die eine Verbesserung des Empfängers erlauben, indem sie eine Erfassung des codierten Lichtstroms über 360º zulassen, das heißt praktisch unabhängig von der Einfallrichtung des Lichts.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Fernsteuerungssystem dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Mittel des Einpfängers eine mit mehreren Fotozellen verbundene torische, asphärische Außenumhüllungslinse einschließen.
Weitere Merkmale, Zwecke und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen, die nur nicht einschränkend zu verstehende Beispiele darstellen und die folgendes enthalten:
- Figur 1 zeigt schematisch ein Fernsteuerungssystem zum Schließen/Öffnen von Autotüren gemäß der vorliegenden Erfindung,
- Figur 2 enthält eine schematische Draufsicht der lichtempfindlichen Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung,
- Figur 3 enthält eine Vertikalschnitt-Teilansicht einer torischen, asphärischen Linse gemäß der vorliegenden Erfindung,
- die Figuren 4, 5, 6, 7, 8 und 9 enthalten sechs Diagrammpunkte, die den von den Fotozellen empfangenen Lichtstrom bei verschiedenen horizontalen und vertikalen Einfallrichtungen darstellen,
- die Figuren 10 und 11 enthalten einen schematischen Vertikalschnitt von zwei weiteren Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen torischen, asphärischen Linse.
In der beigefügten Figur 1 ist schematisch ein erfindungsgeinäßes Fernsteuerungssystem dargestellt, welches aufgrund seiner Konstruktion das Schließen/Öffnen der Türen eines Automobils V aus der Entfernung gestattet. Dieses System enthält einen Sender E und einen Empfänger R.
Der Sender E befindet sich in einem tragbaren Gehäuse. Aufgrund seiner Konstruktion eignet er sich zur Erzeugung einer codierten elektromagnetischen Welle, zumeist einer Infrarotstrahlung.
Der Empfänger R befindet sich im Fahrzeug V. Er eignet sich aufgrund seiner Konstruktion zum Empfang und zur Decodierung des vom Sender E erzeugten Signals.
Wenn das vom Empfänger R empfangene Signal einem festgelegten Code entspricht, kontrolliert der Empfänger R das Schließen bzw. Öffnen der Autotüren.
Zu diesem Zweck wurden bereits zahlreiche Sender- und Empfänger-Systeme vorgeschlagen.
Aus diesem Grunde wird der Aufbau des Senders E und des Empfängers R nachfolgend nicht näher beschrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung werden lediglich die im Empfänger R eingebauten lichtempfindlichen Mittel gemäß der Erfindung beschrieben.
Diese lichtempfindlichen Mittel enthalten im wesentlichen eine mit mehreren Fotozellen 210, 220, 230 verbundene torische, asphärische Linse 100.
Die Linse 100 besitzt eine vertikal zur Benutzungsrichtung angeordnete Symmetrieachse 110.
Im einzelnen wird die Linse 100 nach der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Ausführungsart durch eine Innenfläche 120 und eine Außenfläche 130 begrenzt.
Die Innenfläche 120 ist zylindrisch und rotiert um die Achse 110. Dies bedeutet, daß die Innenfläche 120 durch eine Erzeugende begrenzt wird, die parallel zur Achse 110 verläuft und um diese rotiert.
Die Außenfläche 130 ist asphärisch und rotiert um die Achse 110. Auf der Innenseite der Innenfläche 120 sind vorzugsweise drei Zellen 210, 220, 230 vorgesehen, die, wie in Figur 2 dargestellt, um die Achse 110 im gleichen Abstand von 120º angeordnet sind, oder vier Fotozellen, die rund um die Achse 110 im gleichen Abstand von 90º angeordnet sind.
Als nicht einschränkend zu verstehendes Beispiel kann es sich bei den Fotozellen um den Typ BPW46 handeln. Solche Zellen besitzen eine empfindliche Oberfläche, die einen Bereich von fast 3 x 3 mm abdeckt.
Die torische, asphärische Linse 100 wird vorzugsweise aus einem Stück aus Kunststoff gepreßt.
Nach einer besonderen Ausführungsart besteht die Linse 100 aus gepreßtem Acryl. Ihr Index mit einer Wellenlänge von 0,9 um beträgt 1,485. Die Linse 100 ist ein 360º-Torus mit einem Außendurchmesser R1 in der Größenordnung von 28 mm, betrachtet in der quer zur Achse 110 verlaufenden Symmetrieebene der Linse. Der vertikale Profilschnitt der Linse 100 ist, wie in Figur 3 dargestellt und weiter oben beschrieben, planelliptisch.
Die Dicke E der Linse, die der Differenz zwischen dem vorgenannten Außenradius R1 und dem Radius R2 der Innenfläche 120 entspricht, liegt in der Größenordnung von 5 mm.
Die Höhe H der Linse 100, betrachtet parallel zur Achse 110, liegt in der Größenordnung von 10 mm.
Die elliptische Außenfläche 130 weist außerdem folgende Merkmale auf: Krümmungshalbmesser: 3,6 mm, Asphärisierungsparameter: -0,6 und Nutzhöhe im Verhältnis zur Achse: 5 mm. Die aus einer solchen Linse resultierende Brennweite liegt in der Größenordnung von 7,4227 mm.
Die in Figur 2 schematisch dargestellten Zellen 210, 220 und 230 liegen mit ihrer lichtempfindlichen Fläche in der Ebene der geringsten Diffusion in einem Abstand D = 4 mm von der Innenfläche 120 der Linse.
In Figur 2 ist unter der Bezugszahl 300 eine lotrecht zur empfindlichen Fläche 211 der Zelle 210 verlaufende Visierachse dargestellt. Diese horizontal zur Benutzungsrichtung verlaufende Visierachse 300 verläuft durch die Symmetrieebene der Linse 100, die lotrecht zur Achse 110 verläuft.
Ebenfalls in Figur 2 sind unter den Bezugszahlen 310, 312 zwei Lichtstrahlen mit einem horizontalen Einfallwinkel von 45º im Verhältnis zur vorgenannten Visierachse 300 dargestellt. Dies bedeutet, daß die beiden Lichtstrahlen 310, 312 in der horizontalen Symmetrieebene der Linse 100, lotrecht zur vertikalen Achse 110, enthalten sind, daß jedoch ihr Einfallwinkel im Verhältnis zur Visierachse 300 um 45º geneigt ist. Der Strahl 310 trifft auf die Mitte A der lichtempfindlichen Fläche 211 der Zelle 210. Der Strahl 312 verläuft durch die Mitte der Linse, das heißt durch den Schnittpunkt zwischen der vertikalen Achse 110 und der theoretischen horizontalen Visierachse 300. Der Strahl 312 wird beim Durchtritt durch die Linse 100 demzufolge nicht abgelenkt. Der Strahl 312 schneidet die Einstellebene 320, die durch die lichtempfindliche Fläche 211 verläuft, bei B. Die Punkte A und B sind an den in den Figuren 4 bis 9 dargestellten Diagrammpunkten bezeichnet.
In Figur 3 ist ein Meridianstrahlenbündel mit einem Einfallwinkel von 10º im Verhältnis zur quer zur Achse 110 verlaufenden Symmetrieebene 140 der Linse dargestellt.
Die in den Figuren 4 bis 9 dargestellten Diagrammpunkte wurden unter folgenden Bedingungen ausgeführt.
Die Einstellebene befand sich in einer Entfernung von 4 mm zur Innenfläche 120 der torischen, asphärischen Linse. Die betrachtete Pupille war rechteckig mit den Abmessungen 10 x 20 mm.
Figur 4 entspricht dem Fall eines Bündels mit einem azimutalen Einfall H und einem zenitalen Einfall V gleich Null, das heißt eines Bündels, welches sich mit der Visierachse 300 deckt.
Figur 5 entspricht dem Fall eines Bündels mit einem azimutalen Einfall H gleich Null, jedoch mit einem zenitalen Einfall V von 10º, das heißt eines Bündels, welches in einer vertikalen Ebene enthalten ist, die durch die Achse 110 verläuft, jedoch im Verhältnis zur Visierachse 300 um 10º geneigt ist.
Figur 6 entspricht dem Fall eines Bündels mit einem azimutalen Einfall H von 30º und einem zenitalen Einfall V gleich Null, das heißt eines Bündels, welches in der quer zur Achse 110 verlaufenden Symmetrieebene 140 der Linse enthalten ist, jedoch zur Visierachse 300 eine Neigung von 30º aufweist.
Figur 7 entspricht dem Fall eines Bündels mit einem azimutalen Einfall H von 30º und einem zenitalen Einfall V von 10º.
Figur 8 entspricht dem Fall eines Bündels mit einem azimutalen Einfall H von 45º und einem zenitalen Einfall V gleich Null.
Schließlich entspricht Figur 9 dem Fall eines Bündels mit einem azimutalen Einfall H von 45º und einem zenitalen Einfall V von 10º.
Die Figuren 4 und 5 zeigen einen Lichtverlust, der praktisch gleich Null ist. Das gleiche gilt für Figur 6. Der Lichtverlust ist im Fall aus Figur 7 sehr gering. Der Lichtverlust ist im Fall gemäß Figur 8 ebenfalls gleich Null und im Fall gemäß Figur 9 sehr gering.
Die grafischen Darstellungen aus den Figuren 4 bis 9 zeigen, daß die torische, asphärische Linse 100, zumindest bis zu 45º von der Achse, die praktisch vollständige Rückgewinnung des auf die Fotozellen 200 einfallenden Lichtstroms zuläßt.
Natürlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen besonderen Ausführungsarten, sondern erstreckt sich auf alle mit dem Geist der Erfindung übereinstimmenden Varianten.
Wie in der beigefügten Figur 10 dargestellt, kann die torische, asphärische Linse 100 beispielsweise massiv sein. Ihre Außenfläche 130 kann weiterhin die oben beschriebenen Merkmale aufweisen. Der auf der Achse 110 zentrierte Block besitzt jedoch dann eine Vielzahl von Bohrungen 150, die rund um die Achse 110 im gleichen Abstand angebracht sind, um die Fotozellen 210, 220, 230 aufzunehmen. Diese Bohrungen 150 münden in eine Seite 160 der Linse, die quer zur Achse 110 verläuft. Diese Seite 160 grenzt an ein Plättchen 400 an, welches zur Abstützung der Fotozellen dient. Die Fotozellen gleiten somit in den Bohrungen 150. Es kann vorgesehen werden, die Bohrungen 150 genau passend zu der Außenhülle der Fotozellen 210, 220, 230 auszuführen.
Ebenso kann vorgesehen werden, die Bohrungen 150 mit größeren Querschnitten als denen der Fotozellen 210, 220, 230 auszuführen und letztere in den Bohrungen mit Hilfe eines härtbaren Harzes oder eines Silikonöls festzusetzen, welche vorzugsweise einen Index aufweisen, der demjenigen der Linse 100 sehr nahe liegt.
Die Ausführung der Linse 100 in Form einer massiven, torischen, asphärischen Linse ermöglicht die Sicherstellung einer zuverlässigen und genauen automatischen Positionierung der Fotozellen 210, 220, 230.
Nach einer weiteren Variante, die schematisch in Figur 11 dargestellt ist, kann die torische, asphärische Linse 100 durch Zusammenfügung mehrerer konzentrischer Elemente gebildet werden, zum Beispiel durch Zusammenfügung von zwei konzentrischen Elementen 170, 180, die in Figur 11 schematisch dargestellt sind und die aus unterschiedlichen Kunststoffen bestehen.
Es kann sich dabei zum Beispiel um Polystyrol und Polymethylmethacrylat handeln.
Die Verwendung einer aus mehreren konzentrischen Elementen aus unterschiedlichen Materialien bestehenden Linse erlaubt eine Korrektur verschiedener Aberrationen auf an sich bekannte Weise.

Claims

1. Fernsteuerungssystem, insbesondere zum Schließen und Öffnen von Autotüren, enthaltend einen tragbaren Sender mit Mitteln, die als Lichtquelle dienen und geeignet sind, einen codierten Lichtstrom zu erzeugen, sowie einen fest eingebauten Empfänger mit lichtempfindlichen Mitteln, die aufgrund ihrer Konstruktion zum Empfang des Lichtstroms geeignet und mit Verarbeitungsmitteln verbunden sind, die dessen Decodierung zulassen, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Mittel des Empfängers eine torische, asphärische Außenumhüllungslinse (100) einschließen, die mehrere Fotozellen (210, 220, 230) umgibt.

2. Fernsteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger drei im gleichen Abstand von 120º angeordnete Zellen (210, 220, 230) enthält.

3. Fernsteuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger vier im gleichen Abstand von 90º angeordnete Zellen enthält.

4. Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (100) durch eine zylindrische, um eine vertikale Achse (110) rotierende Innenfläche (120) und durch eine um die Achse (110) rotierende torische, asphärische Außenhülle (130) begrenzt wird.

5. Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die torische, asphärische Außenumhüllungslinse (100) massiv und mit mehreren Bohrungen (150) versehen ist, die aufgrund ihrer Auslegung zur Aufnahme der Fotozellen (210, 220, 230) geeignet sind und in einer quer zur Symmetrieachse (110) verlaufenden Seitenfläche der Linse münden.

6. Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die torische, asphärische Linse (100) aus Kunststoffen geformt ist.

7. Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die torische, asphärische Linse (100) aus Acryl besteht.

8. Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß die torische, asphärische Außenfläche (130) der Linse (100) einen Krümmungshalbmesser von 3,6 mm und einen Asphärisierungsparameter von -0,6 aufweist.

9. Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Linse (100) aus mehreren konzentrischen Elementen (170, 180) besteht.

10. Fernsteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die Linse (100) aus zwei konzentrischen Elementen (170, 180) besteht, die sich jeweils aus Polystyrol und Polymethylmethacrylat zusammensetzen.