DE10049543A1 - Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder - Google Patents
Passiv-Infrarot-BewegungsmelderInfo
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Abstract
Es wird ein Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder vorgeschlagen, welcher hauptsächlich aus einem becherförmigen Gehäuse einer innerhalob des Gehäuses festgelegten Leiterplatte, einer auf der Leiterplatte befindlichen Sensoranordnung und einer der Sensoranordnung vorgelagerten Fresnellinsenanordnung besteht. Zu dem Zweck, einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder zu schaffen, welcher bei vergleichsweise kompakten Abmessungen seines Gehäuses einen optisch besonders dichten Erfassungsbereich abdeckt, wobei die Erzeugung besonders scharfer Abbilder von Strahlengängen auch in den Übergangsbereichen der Fresnellinsenanordnung realisiert ist, weist die Sensoranordnung zumindest zwei Sensorelemente auf, die in Bezug auf die Hauptfläche der Leiterplatte unter einem Neigungswinkel kleiner 90 DEG angeordnet sind und ist zumindest eines der Sensorelemente in Bezug auf die Erfassungskeule eines anderen Sensorelementes derart gedreht angeordnet, dass sich die Zentralachsen der Erfassungskeulen von zumindest zwei Sensorelementen im Innenraum des Gehäuses vor der Fresnellinsenanordnung kreuzen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder gemäß dem Oberbegriff des
Hauptanspruches.
Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder werden zur Überwachung eingesetzt um z. B. die
Anwesenheit von Menschen im Erfassungsbereich festzustellen, die Wärme in Form von
Infrarotstrahlen abgeben. Solche Bewegungsmelder haben üblicherweise einen Signalgeber,
der Schaltsignale aussendet um z. B. eine Lichtquelle, eine Warnanlage usw. einzuschalten.
Durch die US 5.107.120 ist ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender Passiv-
Infrarot-Bewegungsmelder bekannt geworden. Dieser, für einen Erfassungsbereich von 180°
vorgesehene Bewegungsmelder, weist eine mehrere Sensorelemente aufweisende
Sensoranordnung und eine der Sensoranordnung vorgelagerte Fresnellinsenanordnung auf.
Von den Sensorelementen werden unmittelbar die im Erfassungsbereich auftretenden
Wärmestrahlen erfasst. Durch eine solche Anordnung der Sensorelemente werden in
Übergangsbereichen jedoch unscharfe Abbilder produziert, da die für das entsprechende
Linsenelement der Fresnellinsenanordnung gewählte Brennweite für die Sensorelemente
gemittelt werden muss. Durch diese Unschärfe ergeben sich bei der Erkennung von
Bewegungen am jeweiligen Sensorelement verwaschene Flanken, was zu einer
verschlechterten Signalauswertung führt. Des weiteren, wird pro Linsensegment nur ein
einziger Erfassungssektor im Erfassungsbereich erzeugt. Außerdem sind die Abmessungen
eines solchermaßen ausgeführten Bewegungsmelder im Vergleich zur Dichte des abgedeckten
Erfassungsbereiches relativ groß.
Des weiteren ist durch die DE 198 22 053 A1 eine Fresnellinsenanordnung für Passiv-
Infrarot-Bewegungsmelder bekannt geworden, deren Linsenanordnung Segmente mit
mindestens zwei optischen Brennweiten zum produzieren von vergleichsweise scharfen
Abbildern aufweist.
Ausgehend von einer solchen Ausgestaltung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, einen Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder zu schaffen, welcher bei vergleichsweise
kompakten Abmessungen seines Gehäuses einen optisch besonders dichten Erfassungsbereich
abdeckt, wobei die Erzeugung besonders scharfer Abbilder von Strahlengängen auch in den
Übergangsbereichen der Fresnellinsenanordnung realisiert ist. Somit ist eine besonders
sichere Erfassung der auftretenden Wärmestrahlung und damit eine gute Signalauswertung
gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des
Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhaft bei einer derartigen Ausgestaltung ist, dass durch die Anordnung und Ausrichtung
der Sensorelemente eine Brennweitenverlängerung bei vergleichsweise geringen
Gehäuseabmessungen realisiert ist. Außerdem ist ein großer Erfassungsbereich von ca. 220°
und die Rückfelderfassung allein durch die Art und Weise der Anordnung und Ausrichtung
der Sensorelemente auf der Hauptfläche der Leiterplatte in Verbindung mit der
Fresnellinsenanordnung, also ohne zusätzliche Maßnahmen, realisiert. Darüber hinausgehend
ist besonders vorteilhaft, dass sich über große Bereiche der Fresnellinsenanordnung pro
Linsensegment mehrere Erfassungssektoren ausbilden, weil ein und das selbe Linsensegment
von mehreren Sensorelementen ausgenutzt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Anhand eines
Ausführungsbeispieles wird der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert und zwar
zeigen:
Fig. 1 prinziphaft den Bewegungsmelder in der Draufsicht ohne Deckelteil mit
Darstellung der Erfassungskeulen und Zentralachsen der Sensorelemente;
Fig. 2 prinziphaft den Bewegungsmelder in perspektivischer Darstellung;
Fig. 3 prinziphaft den Bewegungsmelder in einer weiteren perspektivischen
Darstellung mit eingezeichneten Zentralachsen der Erfassungskeulen der
Sensorelemente.
Wie aus den Figuren hervorgeht, besteht ein solcher Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder im
wesentlichen aus einem becherförmigen Gehäuse 1, einer innerhalb des Gehäuses 1
festgelegten Leiterplatte 2 und einer Sensoranordnung mit drei Sensorelementen 3, welche
über einen Haltesockel 4 an der Leiterplatte 2 festgelegt sind.
Wie des weiteren aus den Figuren hervorgeht, ist in das becherförmige Gehäuse 1 einstückig
eine Fresnellinsenanordnung eingeformt. Ein erster Linsenbereich 5 der
Fresnellinsenanordnung erstreckt sich bei Ausnutzung etwa der gesamten Gehäusehöhe über
einen Mantelflächenabschnitt von 235° des Gehäuses 1. Ein zweiter Linsenbereich 6 deckt
angrenzend an den ersten Linsenbereich 5 etwa die Hälfte der runden Bodenfläche des
Gehäuses 1 ab. Sowohl der erste Linsenbereich 5 als auch der zweite Linsenbereich 6 besteht
aus mehreren Linsenspuren. Jede der Linsenspuren weist wiederum mehrere Linsensegmente
7 auf. Zumindest einige der Linsensegmente 7 weisen ausbildungsbedingt mehrere optische
Brennweiten auf. Wie insbesondere aus Fig. 2 und Fig. 3 hervorgeht, weist der
Mantelflächenabschnitt, gemäß erstem Linsenbereich 5 des Gehäuses 1, vier Linsenspuren
und der in der Bodenfläche des Gehäuses 1 vorhandene zweite Linsenbereich 6 drei
Linsenspuren auf.
Wie des weiteren aus Fig. 2 und Fig. 3 hervorgeht, sind die drei Sensorelementen 3
gemeinsam auf dem an der Hauptfläche 8 der Leiterplatte 2 befestigten Haltesockel 4
angeordnet. Der Haltesockel 4 weist eine mittlere schlotartige Erhebung 9 und zwei äußere
schlotartige Erhebungen 10 auf. Die beiden äußeren schlotartigen Erhebungen 10 sind länger
als die mittlere schlotartige Erhebung 9 ausgeführt. Die freien Enden der schlotartigen
Erhebung 9, 10 sind als Halteflächen ausgebildet, welche die Ausrichtung der darauf
festgelegten Sensorelemente 3 bestimmen. Jeweils eine schlotartige Erhebung 9, 10 ist jeweils
mit einem Sensorelement 3 bestückt. Die drei Sensorelemente 3 sind damit in einer Reihe
nebeneinanderliegend über den Haltesockel 4 auf der Hauptfläche 8 der Leiterplatte 2
angeordnet.
Die Haltefläche der mittleren schlotartigen Erhebung 9 ist in einem Neigungswinkel von etwa
25°, bezogen auf die Hauptfläche 8 der Leiterplatte 2, ausgerichtet. Die Halteflächen der
beiden äußeren schlotartigen Erhebung 10 sind ebenfalls jeweils in einem Neigungswinkel
von etwa 25°, bezogen auf die Hauptfläche 8 der Leiterplatte 2, ausgerichtet. Außerdem sind
die Halteflächen der beiden äußeren schlotartigen Erhebung 10 jeweils um einen Drehwinkel
von etwa 50° derart gedreht ausgerichtet, so dass die beiden Halteflächen der äußeren
schlotartigen Erhebungen 10 einander zugewandt sind. Eine solche Anordnung der drei
Sensorelemente 3 führt dazu, wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 3 hervorgeht, dass sich die
Zentralachsen 11, 12, 13 der Erfassungskeulen 14, 15, 16 der drei Sensorelemente 3 bereits
im Innenraum des Gehäuses 1 vor dem Auftreffen auf die Fresnellinsenanordnung kreuzen.
Dies hat in vorteilhafter Art und Weise eine Brennweitenverlängerung und die Erzeugung
besonders scharfer Abbilder von Strahlengängen auch in den Übergangsbereichen der
Fresnellinsenanordnung zur Folge. Außerdem ist dadurch realisiert, dass eine große Anzahl
von Linsensegmenten 7 zweifach bzw. dreifach von den drei Sensorelementen 3 genutzt
werden. Pro Linsensegment 7 werden dadurch zwei bzw. drei Erfassungssektoren im
Erfassungsbereich ausgebildet.
Bedingt durch die tieferliegende Anordnung des mittleren Sensorelementes 3, wegen der
kürzeren Gestaltung der mittleren schlotartigen Erhebung 9 und seiner Ausrichtung unter
einem Neigungswinkel von ca. 25°, bezogen auf die Hauptfläche 8 der Leiterplatte 2, ist eine
gute Rückfelderfassung auf einfache Art und Weise realisiert. Das mittlere Sensorelement 3
trägt die Hauptarbeit der Rückfelderfassung, wohingegen die beiden äußeren Sensorelemente
3 lediglich ergänzend zur Rückfelderfassung beitragen. Vorteilhaft ist weiterhin, dass alle
elektrischen/elektronischen Bauteile lediglich auf der Hauptfläche 8 der Leiterplatte 2
angeordnet sind, was zu Kosten- und Bauraumersparnissen führt.
Insgesamt ist ein Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder entstanden, der insgesamt bei
vergleichsweise kompakten Abmessungen und einfachem Aufbau, einen optisch besonders
dichten Erfassungsbereich abdeckt. Dies ist insbesondere deshalb der Fall, weil durch die
Anordnung und Ausrichtung der Sensorelemente 3 auf der Leiterplatte 2 in besonders
vorteilhafter Art und Weise eine Brennweitenverlängerung bei Erzeugung von besonders
scharfen Abbildern von Strahlengängen realisiert ist und eine Mehrfachausnutzung der
Linsensegmente 7 erfolgt.
Claims (7)
1. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder mit einer auf einer Leiterplatte angeordneten,
zumindest zwei Sensorelemente aufweisenden Sensoranordnung und einer der
Sensoranordnung vorgelagerten. Fresnellinsenanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest zwei der Sensorelemente (3) der Sensoranordnung in Bezug auf die
Hauptfläche (8) der Leiterplatte (2) unter einem Neigungswinkel von kleiner 90°
angeordnet sind, und dass zumindest eines der Sensorelemente (3) in Bezug auf die
Erfassungskeule (14, 15, 16) eines anderen Sensorelementes (3) derart gedreht angeordnet
ist, so dass sich die Zentralachsen (11, 12, 13) der Erfassungskeulen (14, 15, 16) von
zumindest zwei Sensorelementen (3) im Innenraum des Gehäuses (1) vor der
Fresnellinsenanordnung kreuzen.
2. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sensoranordnung insgesamt drei Sensorelemente (3) aufweist.
3. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (3) in einer Reihe nebeneinander auf der
Leiterplatte (2) angeordnet sind, und dass die beiden äußeren Sensorelemente (3) in
Bezug auf das mittlere Sensorelement (3) jeweils um einen Drehwinkel von ca. 50°
gedreht angeordnet sind.
4. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Sensorelemente (3) gemeinsam auf einem an der Leiterplatte
(2) festgelegten Haltesockel (4) angeordnet sind.
5. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass jedes Sensorelement (3) auf einer seine Ausrichtung
realisierenden Haltefläche festgelegt ist.
6. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das mittlere Sensorelement (3) in Bezug auf die Hauptfläche (8) der
Leiterplatte (2) auf einem tieferen Niveau als die beiden äußeren Sensorelemente (3)
angeordnet ist.
7. Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass allein durch die Art und Weise der Anordnung der Sensorelemente
(3) auf der Leiterplatte (2) in Verbindung mit der Fresnellinsenanordnung die
Rückfelderfassung realisiert ist.
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