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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Infrarot-Bewegungssensor nach
dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Eine derartige Vorrichtung
ist aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und wird z.B. zur
Steuerung von Außenleuchten
od.dgl. Lichtanlagen typischerweise an Hauswänden, im Dachbereich oder an
Türrahmen
so befestigt, dass im Erfassungsbereich des Bewegungssensors auftretende Bewegungen
von Personen eine Lichtaktivierung auslösen können.
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Im
Hinblick auf eine optimale Anpassung einer solchen Vorrichtung,
insbesondere das Einrichten des Erfassungsbereiches relativ zu den
räumlichen
Verhältnissen
am Montageort sowie das Vermeiden von Fehlaktivierungen durch unerwünscht große Erfassungsreichweite
weisen gattungsgemäß bekannte
Vorrichtungen Einstellmittel für
den Erfassungsbereich auf.
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Hier
sind zahlreiche Varianten bekannt: Zum einen ist es bekannt, ein
Sensorgehäuse
dreh- bzw. schwenkbar auszugestalten, so dass die Linseneinheit
geeignet auf den gewünschten
Zielbereich gerichtet werden kann; ein maximaler Erfassungsbereich
kann so etwa durch ein Abwärtsneigen
des Sensorgehäuses
bestimmt und begrenzt werden. Eine derartige Lagerung ist jedoch üblicherweise
in ihrem wirksamen Einstellbereich begrenzt; darüber hinaus gestaltet sich eine
solche Realisierung konstruktiv und mechanisch aufwändig.
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Ergänzend oder
alternativ weisen gattungsgemäß bekannte
Bewegungssensoren Abschattungselemente in Form von abnehmbar aufsteckbaren
(und für
Infrarotstrahlung undurchlässigen) Kunststoffplättchen auf,
mit welchen die Linsenoberfläche
und mithin ein wirksamer Erfassungsbereich der Sensoreinheit eingegrenzt
werden können.
Eine derartige Vorgehensweise ist jedoch mühsam und wenig praktikabel
in der Handhabung, insbesondere für fachlich unversierte Benutzer.
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Eine
weitere Variante zur Einstellung eines wirksamen Erfassungsbereiches
eines gattungsgemäßen Bewegungssensors
besteht in der elektronischen Verstellung, basierend auf der Empfindlichkeit bzw.
Signalstärke
des von der Sensoreinheit ausgegebenen Signals. Allerdings sind
bei üblichen
Sensoranordnungen diese Signale über
einen größeren Abstandsbereich
konstant, so dass eine einfach reproduzierbare elektronische Verstellung
dadurch schwierig wird; hinzu kommt der Umstand, dass, je nach Objektgröße und Geschwindigkeit
eines Erfassungsobjektes, die erzeugten elektrischen Signale sich
erheblich unterscheiden; ein großer Körper erzeugt in einer großen Entfernung
ein ähnlich
starkes Signal wie ein kleiner Körper
in geringerer Entfernung.
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All
diese beschriebenen Vorgehensweisen erlauben also nur eine relativ
begrenzte Einstellbarkeit der Reichweite eines Infrarot-Bewegungssensors
oder sind für
die Einstellung mühsam
in der Handhabung, ungenau und schlecht reproduzierbar. Dies führt bislang
in der praktischen Realisierung von Infrarot-Bewegungssensoren der
als gattungsgemäß vorausgesetzten
Art dazu, dass entweder die Stellelemente zur (typischerweise manuellen)
Veränderung
des Erfassungsbereiches keine geeichte Skalierung od.dgl. Messskala
aufweisen, oder aber solche Skalen höchst ungenau sind und lediglich
für eine grobe
Orientierung, typischerweise jedoch nicht für eine genaue Bemessung des
Erfassungsbereiches geeignet sind.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen gattungsgemäßen Infrarot-Bewegungsmelder
im Hinblick auf eine einfache, wirksame, reproduzierbare und vom
Erfassungsobjekt weitgehend unabhängige Reichweiteneinstellung
zu verbessern.
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Die
Aufgabe wird durch den Infrarot-Bewegungssensor mit den Merkmalen
des Hauptanspruches gelöst;
vorteilhafte Weiter bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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In
erfindungsgemäß vorteilhafter
Weise erfolgt eine Einstellung des Erfassungsbereiches durch eine
Ortsveränderung
der Sensoreinheit im Sensorgehäuse
entlang eines vorbestimmten, bevorzugt bogenförmigen Einstellwegs. Damit
wird, in Abkehr von der elektronischen, empfindlichkeitsbasierten
Entfernungseinstellung und der bekannten Verschwenkung des gesamten
Sensorgehäuses
zur Reichweiteneinstellung, erstmals der Weg beschritten, eine Relativposition
des Sensorelements zum Sensorgehäuse (und
damit auch zur am Gehäuse
sitzenden Linseneinheit) gezielt entlang eines Bogens zu verändern, um
einen maximalen und/oder minimalen Erfassungsabstand des Bewegungssensors
genau und reproduzierbar einstellen zu können. Als Ortsveränderung
im Sinne der Erfindung ist dabei nicht lediglich ein Kippen des
Linsenelements um eine vorbestimmte Schwenk- oder Kippachse zu verstehen, vielmehr
sieht die Erfindung vor, dass – bevorzugt
bogenförmig,
weiter bevorzugt kreisbogenförmig – ein Bewegung
(Verfahren) entlang des Einstellweges erfolgt.
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Durch
diese Maßnahme
lässt sich
dann überraschend
einfach und wirksam der Erfassungsbereich einstellbar erweitern
oder begrenzen, ohne dass es mühsam
aufzusteckender Blendenelemente bedarf und ohne dass ein letztlich
unzuverlässiges elektronisches
Sensorsignal zur Reichweiteneinstellung bzw. -begrenzung ausgewertet
werden muss.
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Während es
einerseits besonders bevorzugt und günstig ist, die erfindungsgemäße Ortsveränderung
kontinuierlich und stufenlos durchzuführen, ist es alternativ möglich und
von der Erfindung umfasst, auch eine (geeignet vorbestimmte) Stufung,
Rasterung od.dgl. Segmentierung der Verschiebung entlang des Einstellweges
vorzunehmen.
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In
mechanisch-konstruktiver und handhabungstechnisch besonders einfacher
Weise wird weiterbildungsgemäß die Ortsver änderung
mittels eines stiftartigen, drehbar im Gehäuse gelagerten Stellelements
gelöst,
welches auf eine (die Sensoreinheit tragende) bewegbar im Gehäuse gelagerte
bzw. geführte
Trägereinheit
wirkt, wobei gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
(best mode) das gehäuseextern
betätigbare
Stellelement einen Schwenkarm od.dgl. Abschnitt aufweist, welcher
in einen geeignet zum Bestimmen des Einstellweges ausgestalteten Kulissenabschnitt
der Trägereinheit
eingreift.
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Da
besonders geeignet diese Elemente als Kunststoff-Spritzteile realisierbar
sind und sich so für eine
Großserienfertigung
anbieten, sieht eine weitere Weiterbildung der Erfindung vor, einstückig an
die Trägereinheit
einen Abschirmabschnitt anzuformen, welcher, entsprechend einer
aktuellen Position der Trägereinheit
entlang des Einstellweges, eine gezielte Abschattung der Sensoreinheit
gegenüber
einzelnen Linsensegmenten bzw. Linsensegmentabschnitten der Linseneinheit
ermöglicht.
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Damit
das (in einer Vertikalebene) Verfahren der Sensoreinheit entlang
des Einstellwegs hinreichend gleichförmig in einer horizontalen
Erfassungsebene wirksam ist, ist es weiterbildungsgemäß sinnvoll,
für jedes
Sensorelement einen horizontalen Erfassungswinkel von nicht mehr
als 120°,
bevorzugt nicht mehr als 90°,
vorzusehen. Gleichwohl liegt eine besonders bevorzugte Realisierung
der vorliegenden Erfindung darin, etwa in der Horizontalebene mehrere
der Sensoreinheiten mit jeweils zugeordneten Mitteln zur Veränderung
und/oder Einstellung des Erfassungsbereiches so vorzusehen, dass
diese nebeneinanderliegenden und so einen Winkel von typischerweise
180° oder
270° horizontal
aufspannenden Einheiten jeweils unabhängig voneinander in ihrer maximalen
Erfassungsreichweite durch jeweiliges Bewegen entlang ihres Einstellweges
(in einer jeweiligen Vertikalebene) betätigt werden können. Im
Ergebnis entsteht so eine ausgesprochen flexibel an verschiedenste
Einsatzumgebungen anpassbares System, das horizontal einen sehr
großen
Erfassungsbereich überdecken
kann.
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Um
die universelle Einsetzbarkeit der vorliegenden Erfindung weiter
zu verbessern, ist weiterbildungsgemäß vorgesehen, in der Art eines
Unterkriechschutzes bodenseitig am Gehäuse einen ergänzenden,
abwärts
gerichteten Linsenabschnitt vorzusehen, welcher separaten, zusätzlichen
Sensormitteln zugeordnet ist und eine Bewegungserfassung für Objekte
ermöglicht,
welche sich unmittelbar unterhalb der Vorrichtung befinden.
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Eine
weitere Flexibilisierung des erfindungsgemäßen Infrarot-Bewegungssensors
wird dadurch ermöglicht,
dass das Sensorgehäuse
weiterbildungsgemäß relativ
zu dem Trägerabschnitt
schwenk- oder drehbar gelagert ist, wobei, insbesondere durch geeignete
Neigung der Dreh- bzw. Schwenkebene zwischen Sensorgehäuse und
Träger,
gar eine universelle Verwendbarkeit der Vorrichtung an einer Wand sowie
einer Decke als Träger
(bei jeweils gleichbleibend horizontal ausgerichteter Position des
Sensorgehäuses)
ermöglicht
ist.
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Im
Ergebnis wird mit der vorliegenden Erfindung ein Bewegungssensor
realisiert, welcher flexible Einsetzbarkeit und einfache, komfortable
Einstellbarkeit von Reichweite und Erfassungsbereich mit unproblematischer
mechanischer Realisierung kombiniert, so dass neue Marktsegmente
mit dem erfindungsgemäßen Produkt
erschlossen werden können.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1:
eine seitliche Perspektivansicht des Infrarot-Bewegungssensors mit einer ersten, bevorzugten
Ausführungsform;
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2:
eine von unten schräg
aufwärts
gerichtete, perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß 1;
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3:
eine seitliche Schnittansicht der Vorrichtung gemäß 1, 2;
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4:
eine vergrößert dargestellte,
leicht perspektivische Seitenansicht des Sensorgehäuses der
Vorrichtung gemäß 1 bis 3;
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5 bis 8:
seitliche Schnittdarstellungen des Sensorgehäuses analog 3, 4 zur Verdeutlichung
der Steuerung und Bewegungsabfolge bei einer Verstellung eines Erfassungsbereichs der
mittleren Sensoreinheit entlang eines Einstellwegs;
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9:
eine Perspektivansicht einer stationären Rahmenstruktur, welche
eine bogenförmige
Führung
für (jeweils
die Sensoreinheiten tragende) Sensoreinheit-Trägerelemente anbietet und
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11:
Perspektivansichten eines mit der Rahmenstruktur der 9 im
Sensorgehäuse
zusammenwirkenden Trägerelements.
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Die
Seitenansicht der 1 verdeutlicht die konstruktive
Realisierung des gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung: Ein scheibenförmiges
Sensorgehäuse 10 mit im
Mantelbereich leicht konisch geneigter Linseneinheit 12 (diese
weist, nicht gezeigt, zwei übereinanderliegende,
umlaufende Reihen von Linsen-Segmenten auf) bildet im oberen Bereich
einen Montage- und Gelenkabschnitt 14 aus, welcher gegenüber einem
Schwenkabschnitt 16 eines (zur festen, stationären Montage
ausgebildeten) Trägerabschnitts 18 um
eine im Winkel von 45° zur
Vertikalen geneigten Schwenk- bzw. Drehebene 20 dreh- bzw.
schwenkbar gelagert ist. Diese Verschwenkbarkeit ermöglicht die
Montage des Trägerabschnitts 18 entweder
in einer Vertikalposition (z.B. an einer Wand, entsprechend der
Darstellung in 1) oder an einer Decke, wobei
hier um die Ebene 20 ein Verschwenken um 180° stattfinden
würde,
so dass bei Deckenmontage des Abschnitts 18 das Gehäuse 12 nach
wie vor horizontal verlaufen würde.
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An
der Gehäuseunterseite
des Gehäuses 10 zeigt
die 2 zunächst
die Anordnung von Stehlknöpfen 22, 24, 26 der
nachfolgend im Detail zu beschreibenden Verstellmechanik für drei zugehörige Sensorelemente;
ferner zeigt die 2 ein bodenseitig um ca. 270° umlaufendes,
scheibensegmentförmig
ausgebildetes planes Linsensegment 28 (zur optischen Fortsetzung
der Linseneinheit 12) sowie ein separates Linsensegment 30,
welches – mittels
einer gesonderten Sensoreinheit – zur rein abwärts gerichteten
Bewegungserfassung sowie damit zur Realisierung einer Unterkriech-Erfassung
eingerichtet ist.
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Lediglich
schematisch gezeigte Einstellelemente 32, 34 im
trägerabschnittseitigen
Randbereich des Sensorgehäuses 10 verdeutlichen
weitere, ansonsten bekannte Einstellmöglichkeiten für eine (in den
Fig. nicht gezeigte) Sensorelektronik, insbesondere eine Helligkeitsschwellen-Einstellung
sowie eine Leuchtdauereinstellung für eine mittels des ge zeigten
Infrarot-Bewegungssensor anzusteuernde, ansonsten bekannte (in den
Fig. nicht gezeigte) Leuchteneinheit.
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Die 3 und 4 sowie
die Abfolgedarstellung der 5 bis 8 verdeutlichen
die mechanisch-konstruktive Realisierung der erfindungsgemäßen Verstellbarkeit
der Sensoreinheiten entlang eines Einstellweges sowie die dadurch
entstehenden, verschiedenen Positionen: Es wird erkennbar, dass
die gehäuseextern
von der Bodenseite (2) betätigbaren Einstellknöpfe 22 bis 26 integrale
Abschnitte von im Gehäuse 10 vertikal
und drehbar gelagerten, stiftförmigen
Stellelementen (36, 38 sind gezeigt), welche wiederum
jeweils rechtwinklig und einstückig
ansitzende Schwenkarme 42 ausbilden, so dass eine Drehbetätigung eines
der Einstellknöpfe 22 bis 26 ein
horizontales Verschwenken eines zugehörigen der Arme 42 auslöst.
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Die 5 bis 8 verdeutlichen
dann die Umsetzung dieser horizontalen Schwenkbewegung in ein (jeweils
in einer Vertikalebene bewirktes) Verschieben von jeweils zugehörigen Sensoreinheiten 48, 50 (in
der Darstellung der 3 ist die mittlere Sensoreinheit 50 in
der 4 eine seitliche Sensoreinheit 48 erkennbar,
und exemplarisch wird nachfolgend die Verstellung für die mittlere
Sensoreinheit 50 entlang verschiedener Positionen eines
Einstellwegs gemäß der 5 bis 8 beschrieben;
dieses Funktionsprinzip gilt analog für die Sensoreinheit 48 bzw.
die dritte, gegenüberliegende
und in den Figuren nicht gezeigte Sensoreinheit). Genauer gesagt sind
die gezeigten, zueinander in der horizontalen Ebene um jeweils 90° versetzt
angeordneten und in einer stationären Rahmenstruktur 52 (9)
geführten
Sensoren Infrarot-Bewegungssensoren auf Halbleiterbasis, wie sie
aus dem Stand der Technik gängig und
für Infrarot-Bewegungssensoren
allgemein bekannt sind (das Funktionsprinzip basiert darauf, dass Infrarot-empfindliche
Teilflächen
einer jeweiligen Sensoreinheit, in Abhängigkeit von einem durch zugehörige Linsen
aufprojizierten Bewegungsbild, veränderliche Differenzsignale
erzeugen, welche dann zur Bewegungserfassung ausgewertet werden).
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Ein
abwärts
gerichteter Eingriffsabschnitt 54 (3) eines
jeweiligen der Arme 42 greift in einen kulissenartig ausgestalteten,
geeignet gebogenen Führungsschlitz 56 eines
Sensoreinheit-Trägerelements 58 (10, 11)
so ein, dass als Reaktion auf ein horizontales Verschwenken des
Abschnitts 54 in der Kulisse 56 das Trägerelement 58 in
der feststehenden Rahmenstruktur 52 entlang eines Kreisbogens
aufwärts
bzw. abwärts
gezogen wird (die 5 bis 8 verdeutlichen
vier verschiedene Positionen des Trägerelements 56 mit
ansitzender Sensoreinheit 50).
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Wie
zusätzlich
aus den 3 bis 8, 10, 11 erkennbar
ist, weist das Element 58 einen gebogen-plattenförmigen Abschirmabschnitt 60 auf,
welcher zusammen mit der Sensoreinheit 50 entlang des bogenförmigen Einstellwegs
vertikalkreisbogenförmig
bewegt wird. Genauer gesagt ist dieser Abschnitt 60 so
ausgebildet, dass, je nach Einstellposition, die Linseneinheit 12 vollständig zum Sensor 50 geöffnet ist
(Position der 5) bzw. mindestens eine obere
von zwei Fresnellinsen-Segmentreihen durch das Element 60 abgeschattet
werden kann (7, 8).
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Wie
auch die stiftförmigen
Stellelemente 36, 38 sind die Trägereinheiten 58 (mit
einstückig
ansitzendem Abschirmabschnitt 60) einstückig aus einem geeigneten,
im Fall des Elements 58 für Infrarotstrahlung undurchlässigen Kunststoffmaterial
gespritzt.
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Die 9 bis 12 verdeutlichen konstruktive Details der
im Sensorgehäuse
stationär
vorgesehenen Rahmenstruktur 52 (9) bzw.
der Sensoreinheit Trägerelemente 58 (11, 12), welche entlang des bogenförmigen Einstellwegs
verschiebbar im Element 52 geführt sind; die Elemente 52 bzw. 58 sind
im gezeigten Ausführungsbeispiel
aus geeignetem Kunststoffmaterial gespritzt.
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Die 9 verdeutlicht,
dass die bogenförmige
Führung
mittels sich gebogen-aufwärts
erstreckender Säulenabschnitte 62 realisiert
ist, welche jeweils ein Paar einander parallel gegenüberstehender,
gemäß dem Einstellweg
gebogener Führungskanten 64 ausbilden.
Im bodenseitigen Bereich des Elements 52 sind geeignete
Durchbrüche 66 für die stiftförmigen Stellelemente 36, 38 gebildet.
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Zum
Zusammenwirken mit den Abschnitten 64 weist die Trägereinheit 58 der 11, 12 eine aus geeignet paarweise angeordneten
Vorsprüngen 68 realisierte
Nut auf, welche an die Kanten 64 angepasst ist und das
Verschieben der Einheit 58 im Element 52 ermöglicht.
Gezeigt ist ferner ein Durchbruch 69 zum Einstecken der
vorbeschriebenen (ansonsten bekannten) Infrarot-Bewegungssensoren.
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In
den Figuren nicht gezeigt ist eine rückwärtig an den Sensoreinheiten 48, 50 (genauer
gesagt sitzen diese Sensorelemente auf kleinen, zugehörigen Leiterplatten)
befestigte, mehradrige Verdrahtung, welche zu einer im rückwärtigen Bereich
der Anordnung vorgesehenen Auswerte- und Signalelektronik 70 führt. Von
dort wird in ansonsten bekannter Weise das elektronische Bewegungserfassungssignal
nachgeschalteten Aggregaten, insbesondere einer geeignet durch die
gezeigte Bewegungssensoranordnung zu steuernden Leuchteneinheit,
weitergeleitet.
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Im
praktischen Gebrauch erfolgt zunächst die
Montage des Trägerabschnitts 18 geeignet
an einer Wand oder einer Decke sowie die elektrischen Verkabelung.
Die Reichweiteneinstellung der drei Einzel-Sensoreinheiten geschieht
dann durch Betätigen
der Einstellknöpfe 22 bis 26,
woraufhin, gemäß dem in
den 5 bis 8 für die mittlere Sensoreinheit
verdeutlichten und oben erläuterten
Funktionsprinzip, die jeweiligen Sensoren in eine individuelle Verschiebeposition
entlang einer vertikal-bogenförmigen
Bahn zum Erreichen ei nes jeweiligen, individuellen maximalen Erfassungsabstandes
eingestellt werden können.
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Im
Ergebnis zeigt so das Ausführungsbeispiel
einen Infrarot-Bewegungssensor, welcher mittels dreier Sensorelemente
eines jeweiligen, horizontalen Erfassungswinkels von 90° einen Gesamtbereich
von 270° überdecken
kann, wobei jedoch der Einzelsensor geeignet in seiner maximalen
Reichweite durch individuelles Verstellen justierbar ist. Vorteilhaft
ist zudem die so erreichte Reichweitenbegrenzung dadurch besonders
wirkungsvoll, dass durch das Abschirmelement 60 in einer
vorbestimmten Verstellposition (7, 8)
eine optisch wirksame Linsenreihe der Anordnung 12 wirksam
abgedeckt werden kann.