DE10019999A1

DE10019999A1 - Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder

Info

Publication number: DE10019999A1
Application number: DE10019999A
Authority: DE
Inventors: Jens-Olaf Lang; Manfred Zimmerhackl; Volkmar Norkus; Guenter Hofmann; Rainer Rosch; Robert Zapp; Lothar Blumberg
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 2000-04-22
Filing date: 2000-04-22
Publication date: 2001-10-25
Also published as: DE50100106D1; EP1148455B1; ATE233007T1; EP1148455A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder mit mindestens einer Detektor/Linsen-Anordnung, die einen Infrarotdetektor (3), der mindestens zwei empfindliche Elemente (2) aufweist, und in dessen Blickwinkel, unter dem Strahlung empfangen werden kann, montierte Sammellinsen (1) enthält. Zur Erhöhung der Anzahl von Zonen (4) im zu überwachenden Raum sind in der Detektor/Linsen-Anordnung jeweils zwischen Infrarotdetektor (3) und Sammellinsen (1) zwei Spiegel (6) im Blickfeld des Infrarotdetektor (6) angeordnet, die zueinander annähernd im rechten Winkel montiert sind, so daß sich zwischen der Schnittgeraden (8) der Spiegelebenen der beiden Spiegel (6) und einer Senkrechten (9) auf der Ebene der empfindlichen Elemente (2) ein Winkel (10) ergibt, der kleiner als 45 DEG ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder mit minde stens einer Detektor/Linsen-Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder sind allgemein bekannt, und beispielsweise in dem Fachbuch "Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder", Die Bibliothek der Technik 131, verlag moderne industrie, Landsberg/Lech, 1996 bezüglich Aufbau und Arbeitsweise beschrieben.

Eine in Passiv-Infrarot-Bewegungsmeldern benutzte prinzipielle Detektor-/Linsen- Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt. Zur Erfassung einer durch Personenbewegungen verursachten Infrarotstrahlungsänderung werden in Passiv-Infrarot- Bewegungsmeldern üblicherweise Infrarotdetektoren 3 eingesetzt, die zwei empfind liche Elemente 2 enthalten, und deshalb auch als Dualsensoren bezeichnet werden. Mit Hilfe von Sammellinsen 1, die als Fresnellinsen ausgebildet sein können, wird Infrarotstrahlung aus einem zu überwachenden Raum auf die empfindlichen Ele mente 2 des Detektors 3 abgebildet. Folglich liefert eine einzelne Linse 1 in Verbin dung mit den beiden empfindlichen Elementen 2 des Detektors 3 zwei Zonen 4 im zu überwachenden Raum, in denen Bewegungen von Personen 5 erfaßt werden.

Um eine Vielzahl von nutzbaren Zonen zu erhalten, sind in praktisch ausgeführten Passiv-Infrarot-Bewegungsmeldern mehrere Linsen vor dem Detektor angeordnet. Dabei entspricht die Anzahl der realisierbaren Zonen dem Produkt aus der Anzahl der einzelnen Linsen und der Anzahl der empfindlichen Elemente des Detektors. Für einen Detektor mit vorgegebener Elemente-Anzahl resultiert die maximale Anzahl der Zonen aus der maximalen Anzahl der Linsen, die im Blickwinkel des Detektors angeordnet werden können. Diese maximale Anzahl wird durch die minimalen Ab messungen einer einzelnen Linse begrenzt.

Die Größe einer einzelnen Linse ergibt sich aus der Stärke der Infrarotstrahlungsän derung, die mit dem Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder erfaßt werden soll. Sehr emp findliche Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder verfügen deshalb über wenige, große Linsen. Unempfindlichere Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder für kleinere Reichweiten kommen dagegen mit kleineren Linsen aus und bieten durch eine größere Anzahl von Linsen eine bessere räumliche Auflösung. Die Festlegung der Linsengröße ist daher immer ein Kompromiß zwischen erzielbarer Empfindlichkeit, bestimmt durch die Linsengröße, und der räumlichen Auflösung, die sich aus der Anzahl der Linsen ableitet.

Mit herkömmlichen Anordnungen aus Detektoren und Linsen lassen sich deshalb keine Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder konstruieren, die zugleich eine hohe Emp findlichkeit und eine hohe räumliche Auflösung ermöglichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Passiv-Infrarot- Bewegungsmelder anzugeben, der zugleich eine hohe Empfindlichkeit und ein ho hes räumliches Auflösungsvermögen hat.

Diese Aufgabe wird durch einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder gelöst, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Mit der Erfindung wird demnach vorgeschlagen, in einem Passiv-Infrarot- Bewegungsmelder - zur Erhöhung der Anzahl von Zonen im zu überwachenden Raum - in einer Detektor/Linsen-Anordnung zusätzlich zwischen Infrarotdetektor und Sammellinsen zwei Spiegel im Blickfeld des Infrarotdetektors anzuordnen. Die Spie gel sind zueinander annähernd im rechten Winkel montiert, so daß sich zwischen der Schnittgeraden der Spiegelebenen der beiden Spiegel und einer Senkrechten auf der Ebene der empfindlichen Elemente des Detektors ein Winkel ergibt, der kleiner als 45° ist.

Eine Anordnung von Spiegeln in einem Bewegungsmelder ist an sich bekannt und beispielsweise im o. g. Fachbuch beschrieben. Eine solche, für eine Erweiterung des Erfassungsbereichs bekannte Spiegelanordnung ist nicht mit der hier zu einem an deren Zweck und in anderer Anordnung vorgeschlagenen Spiegelverwendung zu verwechseln.

Eine weitere Beschreibung der Erfindung erfolgt nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigt:

Fig. 1 eine bekannte prinzipielle Detektor/Linsen-Anordnung,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Detektor/Spiegel-Anordnung,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Detektor/Spiegel-Anordnung in Verbindung mit einer Linse, zur Darstellung einer erzielten Zonen-Vervielfältigung, und

Fig. 4 eine Darstellung einer vierfachen Detektor/Linsen/Spiegel-Anordnung.

Die Fig. 2 und Fig. 3 verdeutlichen das erfindungsgemäß genutzte Prinzip. Dabei zeigt Fig. 2 auf der linken und rechten Zeichnungsseite jeweils eine Anordnung eines Infrarotdetektors 3 mit zwei empfindlichen Elementen 2, und zwei Spiegeln 6. Die beiden genau oder wenigstens annähernd im rechten Winkel zueinander angeord neten Spiegel 6 liefern zwei Spiegelbilder 7 der empfindlichen Elemente 2 des Infra rotdetektors 3. Die beiden Darstellungen der Fig. 2 zeigen, daß die Anzahl der Spie gelbilder 7 unabhängig von der Ausrichtung der Elemente 2 gegenüber den Spiegeln entstehen.

Fig. 3 zeigt, daß eine Detektor/Spiegelanordnung gemäß Fig. 2 in Verbindung mit nur einer einzigen Sammellinse 1 sechs Zonen 4 erzeugt, also dreimal so viele Zonen 4, als mit einer Detektor/Linsen-Anordnung ohne Spiegel erreichbar wäre.

Unter Anwendung des in Fig. 3 gezeigten Prinzips läßt sich ein Bewegungsmelder mit einer üblichen Vielzahl von Sammellinsen 1 auf einer ebenen oder beliebig ge krümmten Fläche, und damit ein Bewegungsmelder mit einer hohen Zahl von Zonen 4 realisieren.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit vier identischen erfindungsgemäßen Detek tor/Linsen/Spiegel-Anordnungen, die einen Bewegungsmelder mit einem Erfas sungswinkel von etwa 360° bilden. Dabei sind jedem der vier Infrarotdetektoren 3 zwei Spiegel 6 zugeordnet. Die rechtwinklig zueinander montierten Spiegel 6 sind so ausgerichtet, daß sich zwischen der Schnittgeraden 8 der beiden Spiegelebenen und einer Senkrechten 9 auf der Ebene der empfindlichen Elemente 2 ein mit Bezugszei chen 10 bezeichneter Winkel von ca. 25° einstellt. Die äußere Hülle des Passiv- Infrarot-Bewegungsmelders bestimmen die einzelnen Linsen 1, die als Fresnellinsen ausgeführt sein können und auf einer gekrümmten, aus konischen und sphärischen Teilen zusammengesetzten Fläche liegen. Alternativ zu vollständig reflektierenden Spiegeln 6 können auch halbdurchlässige, teilweise reflektierende Spiegel eingesetzt werden.

Der erfindungsgemäße Bewegungsmelder kann auch Detektoren 3 mit jeweils mehr als zwei empfindlichen Elementen 2 aufweisen.

Claims

1. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder mit mindestens einer Detektor/Linsen- Anordnung, die einen Infrarotdetektor (3), der mindestens zwei empfindliche Ele mente (2) aufweist, und in dessen Blickwinkel, unter dem Strahlung empfangen wer den kann, montierte Sammellinsen (1) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß - zur Erhöhung der Anzahl von Zonen (4) im zu überwachenden Raum - in der Detek tor/Linsen-Anordnung jeweils zwischen Infrarotdetektor (3) und Sammellinsen (1) zwei Spiegel (6) im Blickfeld des Infrarotdetektor (6) angeordnet sind, die zueinander etwa im rechten Winkel montiert sind, so daß sich zwischen der Schnittgeraden (8) der Spiegelebenen der beiden Spiegel (6) und einer Senkrechten (9) auf der Ebene der empfindlichen Elemente (2) ein Winkel (10) ergibt, der kleiner als 45° ist.

2. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Linsen der Sammellinsen (1) auf einer ebenen oder beliebig ge krümmten Fläche angeordnet sind.

3. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die einzelnen Linsen der Sammellinsen (1) als beliebig geformte Aus schnitte aus Fresnellinsen ausgeführt sind.

4. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spiegel (6) als halbdurchlässige, teilweise reflektierende Spiegel ausgeführt sind.

5. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vier identische Detektor/Linsen-Anordnungen mit je weils zwei Spiegeln (6) vorhanden sind.