CN105698939A - 带有全长度透镜的安保设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及带有全长度透镜的安保设备。本发明公开了一种安保设备，其包括覆盖了所述设备的整个面的菲涅耳透镜、壳体、以及热电探测器。所述菲涅耳透镜的包含有菲涅耳透镜元件的中心部分被模制成平的，所述菲涅耳透镜的边缘以最终安装状态的形式被模制并且所述菲涅耳透镜的边缘包含固定所述透镜在所述设备上的附加物，因此，在所述透镜和所述设备之间没有空隙。

Description

带有全长度透镜的安保设备

技术领域

本申请涉及一种安保设备。更具体地说，本申请描述了一种具有菲涅耳透镜的安保设备，所述菲涅耳透镜覆盖了所述设备的整个前面。

背景技术

安保设备能探测比如温度波动、运动、冲击、以及震动的事件。被动式红外传感器（PIR）是一种类型的安保设备，该红外传感器与热电探测器和菲涅耳透镜阵列一起测量由该红外传感器视野中的物体所辐射的红外（IR）能量，从而在物体移进和移出由在热电探测器中的传感元件和所述阵列中的模制在所述菲涅耳透镜中的多个菲涅尔元件建立的多个探测区域时检测物体的运动。IR能量通过所述设备的被称为“传感器面”的前面进入所述安保设备。传统安保设备的传感器面包括前盖，所述前盖是构成所述设备的所述面的较大部分的不透明圆柱形塑料护罩，其中，所述护罩具有小窗或者小开口。所述窗覆在圆柱形菲涅耳透镜上，所述圆柱形菲涅耳透镜由IR透明高分子材料制成。所述菲涅耳透镜由菲涅耳透镜元件的阵列和围绕所述阵列的边框组成。通常，所述菲涅耳透镜在加工过程中被模制成平的，然后在安装时被弯曲以适配所述安保设备的圆柱形构造。传统上所述菲涅耳透镜在前盖中的所述窗的边缘和防虫装置或者透镜保持器之间被限制就位，所述菲涅耳透镜的前表面位于所述窗的所述边缘上，而所述菲涅耳透镜的内侧位于所述防虫装置或者透镜保持器上。但是所述菲涅耳透镜的这个弯曲在所述透镜中导致相当大的残余应力，如果所述菲涅耳透镜没有被固定地限制在所述前盖和所述防虫装置之间的话，由于所述透镜试图回到它的原始模制平的形状，所述残余应力将导致所述边缘从所述设备的侧部和角部处翘起。在所述透镜将构成所述设备的整个前面的PIR中，所述透镜的边缘或者边框不能被限制在所述前盖的后面，这是因为它必须位于所述前盖的顶部上。已经发现通过使用钩和带销法兰保持透镜将导致所述边缘的翘起，这导致在所述设备中的空隙或者孔，灰尘、小虫、以及水能渗入其中，潜在地损坏所述设备或者缩短它的寿命。另外，所述透镜的所述边缘的所述翘起能导致在IR能量探测中出现扭曲，这导致所述设备不能正常地工作。因此，需要一种避免了在现有技术中的这些问题的安保设备。本发明的设备具有独特的透镜结构以及降低在所述透镜上的所述残余应力的更加耐用的透镜系统保持装置。

附图说明

具有整面透镜的安保设备的例子现在将参照附图被描述并且与传统设备相对比，其中：

图1是典型的现有技术的安保设备的视图，说明了前盖、菲涅耳透镜和背盖。

图2是图1的所述现有技术安保设备的分解图。

图3是图1的所述现有技术安保设备的主视图，说明了所述菲涅耳透镜的被所述前盖限制的边框区域。

图4是图1的所述现有技术安保设备在移除所述前盖情况下的透视图，说明了安装在所述防虫装置上的所述菲涅耳透镜。

图5含有在图1的所述现有技术安保设备中的所述菲涅耳透镜的俯视图和底视图，说明了所述菲涅耳透镜平的模制形式以及被安装在所述设备中时的形状。

图6是图5的以所述平的模制的形状被示出的所述现有技术菲涅耳透镜的透视图。

图7是一个安保设备的视图，说明了覆盖了所述设备的所述整个前面的透镜、前盖和背盖。所述设备和透镜是现有版本原型。

图8是在所述现有版本原型设备中以安装状态的圆柱形形式被示出的所述菲涅耳透镜的视图。

图9是一个安保设备的视图，说明了大体上根据被说明的实施例被示出的覆盖了所述设备的整个前面的透镜、前盖和背盖。

图10是图9的大体上根据被说明的实施例被示出的所述安保设备的分解图。

图11包含了大体上根据被说明的实施例被示出的在附接到所述设备之前被模制为平的的俯视图和底视图以及被附接到所述设备时它会呈现的形状的底视图。

图12是大体上根据被说明的实施例被示出的在被附接到所述设备之前被模制为平的的图11的所述菲涅耳透镜的透视图。

图13是大体上根据被说明的实施例示出的当菲涅耳透镜正被附接到所述设备时的所述菲涅耳透镜的视图。

图14是来自图13的大体上根据被说明的实施例被示出的所述前盖的一部分的放大图，说明了保持钩。

图15是大体上根据被说明的实施例被示出的菲涅耳透镜锁定机构的放大图，当所述菲涅耳透镜被附接到的所述设备时所述菲涅耳透镜锁定机构的状态。

具体实施方式

典型的现有技术PIR10包括由前盖12和背盖20在它们相应的的边缘处接合在一起组成的壳体，菲涅耳透镜14，防虫装置16、容纳有热电探测器22和微型控制器的印刷电路板组件18。前盖12、后盖20、和防虫装置16每一个都是由热塑性材料制成的整块的零件，所述热塑性材料在可见光光谱和红外光谱中是不透明的。菲涅耳透镜14由高分子材料制成，所述高分子材料对于红外能量是足够透明的，所述高分子材料通常是高密度聚乙烯。菲涅耳透镜14位于前盖12中的窗或者开口24中。这个开口允许IR能量到达菲涅耳透镜14并且所述IR能量被聚焦在定位在所述菲涅耳透镜后面的热电探测器22上。

一旦被安装在设备中，典型的现有技术透镜14的边缘34被固定地包含并且不可见，这是因为所述透镜被限制在前盖12和防虫装置14之间并且沿透镜边框32与前盖12和防虫装置14相接触，透镜边框32围绕一个一个的菲涅耳透镜元件28组成的阵列30。所述前盖与所述透镜的重叠部分作为26被说明。前盖12和防虫装置16的透镜接触区域是圆柱状的，从而迫使所述透镜一旦被安装就呈现相同的圆柱形状。所述现有技术透镜被模制成平的以确保在单独的菲涅耳透镜元件28中适当地形成多个菲涅耳切面。

目前，在市场没有一个具有覆盖了所述设备的整个前面的菲涅耳透镜的安保设备。在本发明在此公开之前外观和功能性问题的挑战在还没有被克服。具有覆盖了所述设备的整个前面的菲涅耳透镜的安保设备的一个版本的原型已经被本发明的发明者的同事创造。这个设备，PIR40，包括透镜42、前盖44、后盖46以及防虫装置（未示出）。透镜52和54的边缘在安装后对房主来说是可见的。基于外观和功能性原因，这些边缘必须被很好的控制并且必须与前盖44没有明显空隙地保持相接触。这个透镜，像所述现有技术透镜一样，被模制成平的以确保在阵列56中的每个菲涅耳透镜元件的光学完整性，然后当这个透镜被安装时呈现所述前盖的所述圆柱形状。如果透镜42的左边缘54和右边缘54在所述边缘的整个长度上被固定地保持在适当位置，那么所述圆柱形的轮廓将确保透镜42的顶部边缘52和底部边缘52被无空隙地保持在适当位置。为了控制左边缘54和右边缘54这个目的，沿这些边缘添加了多个销接收突耳58和钩62。每个钩62和突耳58被插入到在前盖44中的单独的狭缝中。执行这个任务被证明是极度困难的并且从加工的立场来看也是不切实际的。然后，防虫装置被卡合在前盖/透镜组件中。所述防虫装置容纳接合在透镜突耳58中的孔的销，所述销刚性地控制所述突耳。这也被发现是困难的因为透镜突耳58由于在弯曲透镜中的残余应力想要像外侧移动，这使得将所述孔与所述防虫装置销对准变得不方便。一旦所述防虫装置被安装，发现在透镜52中由弯曲所述透镜成所述圆柱形状造成的所述残余应力导致所述钩的脱离接合以及在突耳64之间的左透镜边缘54和右透镜边缘54的一部分从所述前盖拉开，产生难看的空隙。这种对本领域的技术人员来说显而易见的固定透镜的方法被证明是不充足的。

本发明的安保设备解决了现有技术设备的寿命问题。在本文中所描述的独特的透镜结构和更加耐用的透镜系统保持装置通过在所述透镜和所述前盖之间的交接处最小化在设备中的空隙延长了所述设备的寿命。从而加工也被简化。

设备70包括菲涅耳透镜72、印刷电路板组件76和由前盖74和背盖78在它们相应的边缘处接合在一起组成的壳体。前盖74是整块的零件，其包括菲涅耳透镜元件86阵列。前盖74和背盖78每一个都是整块的零件，它们与菲涅耳透镜72在尺寸上互补。前盖和背盖74和78由热塑性材料制成。所述菲涅耳透镜由高密度聚乙烯制成。设备70还包括在所述壳体之内的热电探测器82以及与热电探测器82相连的微型控制器106。

菲涅耳透镜72的中心部分88容纳了一个一个的菲涅耳透镜元件组成的阵列86。所述菲涅耳透镜的这个中心部分88被模制成平的以确保在阵列86中的每个菲涅耳透镜元件中的每个切面的光学完整性。菲涅耳透镜72的左部分92和右部分92从菲涅尔透镜阵列86的左侧和右侧延伸到菲涅尔透镜72的左侧84和右侧84。菲涅耳透镜72的左部分92和右部分92包含壁94、肋状物98以及所述透镜的外部表面，壁94含有钩接收孔96，肋状物98进一步连接所述壁到所述透镜的所述外部表面。在透镜92的所述左部分和右部分中的所述菲涅耳透镜的所述外部表面被模制成圆柱形状，所述圆柱形状的半径与整个菲涅耳透镜72被安装在前盖74中时的半径一样。在被安装后，菲涅耳透镜72的左部分92和右部分92以及所述菲涅耳透镜的中心部分88将具有相同的半径R。壁94被模制成具有的角度使得当菲涅耳透镜72被弯曲到最终安装的圆柱形状时所述两个壁将是平行的并且与透镜插入到前盖74的方向对准，从而显著地简化了安装步骤。

设备70的菲涅耳透镜72被弯曲到弯的构造。这个弯曲导致沿所述菲涅耳透镜的边缘84的一定张力，边缘84被附接到前盖74的边缘108。这个张力通过所述菲涅耳透镜的外部边缘92的模制圆柱形状以及连接菲涅耳透镜72和前盖74的装置被减小。

菲涅耳透镜72具有沿它的左边缘84和右边缘84的凸出壁94，所述凸出壁94含有钩接收孔96。当菲涅耳透镜72被安装在前盖74上时，孔96接收容纳在透镜壁接收边缘长度狭缝102之内的互补钩或者法兰104，所述透镜壁接收边缘长度狭缝沿着前盖74的边缘108定位在前盖74中。在菲涅耳透镜72中的壁94被定位在菲涅耳透镜72的内部表面上。相似地，前盖74的钩或者法兰104也在前盖74的内部表面上。

存在连接壁94到菲涅耳透镜72的所述内部表面的肋状物98。这些肋状物98有助于确保在菲涅耳透镜72中的钩接收孔96保持固定地被定位在前盖74中的钩104上，并且确保在所述菲涅耳透镜中的圆柱形地模制边缘92保持模制形状。另外，所述菲涅耳透镜的壁94、肋状物98以及圆柱形地模制左部分92和右部分92形成了非常坚固的结构构造，所述结构构造确保一旦所述菲涅耳透镜被弯曲，出现在中心部分88的所述左侧和所述右侧处的残余应力将不影响左区域92和右区域92的形状。因此，左边缘84和右边缘84或者菲涅耳透镜72将保持是圆柱形的并且保持与前盖74无空隙的相接触，这解决了现有技术的缺陷。在所述菲涅耳透镜的较短边缘82处有额外的肋状物98，其中，较短的边缘82没有参与将菲涅耳透镜72附接到所述前盖。在所述较短的边缘上的所述额外的肋状物有助于防止干涉所述设备70。

由上可知，观察到的是在不离开本文的精神和范围的情况下可以实现许多变型和修改。应理解的是没有任何针对在本文中被说明的具体装置的限制并且也不应被推断这些限制。当然，本发明倾向于通过所附权利要求覆盖落入在所述权利要求范围之内的全部这样的修改。另外，在图中所描述的逻辑流不要求所示的特定顺序或者相继顺序以完成所需的结果。可以提供其他的步骤或者可以从所描述的流中淘汰步骤，以及可以添加其他的部件到所描述的实施例或者从所描述的实施例上移除其它部件。

Claims (10)

1.一种装置，其包括：

壳体，所述壳体包括菲涅耳透镜和前盖，所述菲涅耳透镜和所述前盖在它们相应的边缘处接合在一起；

其中，所述菲涅耳透镜包括整块的零件，所述零件包括菲涅耳透镜元件的阵列；

其中，所述前盖包括与所述菲涅耳透镜在尺寸上互补的整块的零件；

热电探测器，所述热电探测器被容纳在所述壳体之内；以及

微型控制器，所述微型控制器与所述电热探测器相连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述菲涅耳透镜包括高密度聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述前盖包括热塑性高分子材料。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述菲涅耳透镜包括弯曲的表面。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述菲涅耳透镜包括沿附接到所述前盖边缘的边缘的凸出壁，其中，所述壁被定位在所述菲涅耳透镜的内部表面上。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述凸出壁包括钩接收孔或者狭缝并且所述前盖包括接合所述孔的互补的钩或者法兰。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述凸出壁进一步包括肋状物，所述肋状物形成了到所述菲涅耳透镜的连接。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述菲涅耳透镜包括在不具有凸出壁的边缘处的肋状物。

9.根据权利要求5所述的装置，其中，所述菲涅耳透镜的包含有菲涅耳透镜元件的阵列的中心部分被模制成位于平的平面中。

10.根据权利要求5所述的装置，其中，所述菲涅耳透镜的在菲涅尔元件的所述阵列的左和右的部分以安装后的透镜的最终形状被模制。