DE19540299A1 - Infrarotbewegungsmelder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Infrarotbewegungsmelder mit einem Gehäuse, in dem mindestens zwei an eine Auswerteschaltung angeschlossene, verschiedenen zu überwachenden Raumwinkelbereichen zugeordnete Detektoren und eine diesen vorgeschaltete Linsenanordnung aufgenommen sind.

Ein Infrarotbewegungsmelder dieser Art ist in der DE 41 00 536 A1 angegeben. Bei diesem bekannten Infrarotbewegungsmelder sind nebeneinander zwei Detektoren angeordnet, deren erfaßter Raumwinkelbereich seitlich mittels verstellbarer Blenden je nach örtlichen Gegebenheiten jederzeit verändert werden kann. Eine solche Einstellung ist von einem Anwender nur umständlich und entsprechend ungenau vornehmbar, unter anderem weil am Anbringungsort in der Regel keine definierten Einstellbedingungen vorliegen.

Bei anderen Infrarotbewegungsmeldern, wie zum Beispiel gemäß der DE 40 23 341 A1 und der EP 0 542 170 A2 wird der zu überwachende Raumwinkelbereich ebenfalls mit speziellen optischen Elementen eingestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Infrarotbewegungsmelder der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die Einstellung verschiedener zu überwachender Raumwinkelbereiche einfach und eindeutig vornehmbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Detektoren gruppenweise oder einzeln mittels einer Schaltvorrichtung an die Auswerteeinrichtung anschaltbar sind. Die mindestens zwei Detektoren sind herstellerseitig genau auf bestimmte Raumwinkelbereiche zusammen mit der zugehörigen Linse unter definierten Bedingungen justiert. Der Anwender braucht lediglich durch einfaches Umschalten den gewünschten Raumwinkelbereich nach den vorherrschenden Gegebenheiten einzustellen. Aufwendige optische Elemente erübrigen sich, so daß gleichzeitig der Aufbau einfach und der Platzbedarf gering ist. Gleichzeitig ist der Infrarotbewegungsmelder auch kostengünstig herstellbar.

Ist vorgesehen, daß die Detektoren übereinander in oder hinter einer Fokussierebene nahe derselben derart angeordnet sind, daß der obere Detektor außerhalb einer Hauptachse der Linsenanordnung zum Erfassen der Strahlung eines Nah-Raumwinkelbereichs und der untere Detektor im Bereich der Hauptachse der Linsenanordnung zum Erfassen der Strahlung eines Fern-Raum­ winkelbereichs positioniert sind, so sind auf einfache Weise ein Nahbereich und ein Fernbereich und, falls mehr Detektoren vorgesehen sind, auch mittlere Entfernungsbereiche frei wählbar. Bei der Einstellung auf den Nahbereich kann beispielsweise ein allzu häufiges Ansprechen auf vorbeifahrende Autos leicht unterbunden werden. Andererseits kann ein Anwender, dessen örtliche Gegebenheiten es zulassen, um einen weiteren Raumwinkelbereich zu überwachen, auf einfache Weise auch eine Einstellung auf den Fernbereich vornehmen, indem die mindestens zwei Detektoren gemeinsam an die Auswerteschaltung angeschaltet werden.

Dabei ist die Ausbildung des Infrarotbewegungsmelders vorteilhafterweise derart, daß zum Erfassen des Nah-Raumwinkelbereichs der obere Detektor allein an die Auswerteeinrichtung angeschaltet ist, während zum Erfassen des Fern-Raum­ winkelbereichs der untere Detektor und der obere Detektor an die Auswerteeinrichtung angeschlossen sind. Dadurch, daß der für den Fern-Raum­ winkelbereich zuständige Detektor unten und im Bereich der Hauptachse angeordnet ist, spricht dieser auf größere Entfernungen an als der darüberliegende, für den Nah-Raumwinkelbereich zuständige Detektor, der etwas außerhalb der Hauptachse der Linse angeordnet ist.

Eine einfache Bedienung zum Umschalten des Infrarotbewegungsmelders wird dadurch erhalten, daß die Schaltvorrichtung als von der Außenseite des Gehäuses zugänglicher, von Hand betätigbarer Schalter ausgebildet ist. Vorzugsweise ist dabei der Schalter geschützt auf der Rückseite des Gehäuses angeordnet.

Für die Entfernungsbereiche kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß der Nah-Raum­ winkelbereich sich horizontal zwischen 1 bis 4 Meter und der Fern-Raum­ winkelbereich sich bis 15 Meter erstreckt.

Eine günstige Ausbildung der Linse besteht darin, daß sie als Fresnellinse mit mehreren Reihen von Linsenelementen ausgebildet ist und daß die Hauptachse durch ein Zentrum der Linse und durch einen gemeinsamen Fokussierungsfleck der Linsenelemente verläuft. Durch die einzelnen Linsenelemente werden Bereiche größerer optischer Verstärkung gebildet, die innerhalb des gesamten überwachten Raumwinkelbereichs einzelne Raumwinkelelemente höherer Empfindlichkeit ergeben. Zudem läßt diese Ausbildung der Optik einen kompakten Aufbau des Infrarotbewegungsmelders zu.

Ist vorgesehen, daß die normal zur Linse gerichtete Hauptachse schräg nach unten geneigt ist und entsprechend die Linse schräg zur Vertikalen orientiert ist, so ist bei entsprechender Neigung auch die obere Grenze des erfaßten Raumwinkelbereichs nach unten geneigt und eine physikalische Entfernungsgrenze eingestellt.

Der gesamte Aufbau des Infrarotbewegungsmelders wird ferner dadurch vereinfacht, daß den beiden Detektoren in der Auswerteeinrichtung ein gemeinsamer Verstärker zugeordnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Aufteilung eines überwachten Raumwinkelbereichs auf zwei Detektoren eines Infrarotbewegungsmelders,

Fig. 2 eine schematische Blockdarstellung zur Schaltung der beiden in Fig. 1 gezeigten Detektoren und

Fig. 3A bis 3C die Anordnung von Linsenelementen einer Fresnellinse sowie deren Strahlbündelung in Draufsicht bzw. in Seitenansicht.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines zu überwachenden Raumwinkelbereichs RB und die diesbezügliche Anordnung einer Linse L und zweier Infrarot-Detektoren D1 und D2. Der Raumwinkelbereich RB besteht in einem Nah-Raumwinkelbereich N, nachfolgend kurz Nahbereich genannt, und einem Fern-Raumwinkelbereich F, nachfolgend kurz Fernbereich genannt, die unterschiedlich weit von der Linse L bzw. den beiden Detektoren D1 und D2 in einem Abstand a entfernt sind. Der für den Nahbereich N zuständige Detektor D2 ist oberhalb des für den Fernbereich F zuständigen Detektors D1 angeordnet, wobei der für den Fernbereich F zuständige Detektor D1 im Bereich einer (in Fig. 3B gezeigten) optischen Hauptachse HA angeordnet ist, während der für den Nahbereich zuständige Detektor oberhalb der Hauptachse HA positioniert ist. Beide Detektoren sind etwas außerhalb der Brennweite von der Linse L angeordnet. Die geometrischen Verhältnisse des Strahlengangs zwischen der Linse L und den beiden Detektoren D1 und D2 sind in Fig. 1 wegen der Übersichtlichkeit nicht maßstabsgetreu und nicht in der exakten Anordnung und im exakten Verlauf wiedergegeben. Jedoch ist aus Fig. 1 der prinzipielle Aufbau ersichtlich. In der Praxis ist der Übergang zwischen dem Nahbereich N und dem Fernbereich F nicht scharf, sondern fließend, oder wenn zwischen den beiden Detektoren D1 und D2 ein größerer Abstand gewählt ist, auch mit einer Lücke behaftet. Wesentlich ist, daß ein in den zu überwachenden Bereich eindringendes Objekt eine Änderung der Bestrahlungsstärke eines oder beider Detektoren hervorruft, die in einer Auswerteeinrichtung A (siehe Fig. 2) erfaßt wird und zur Schaltung einer Lichtquelle oder zum Auslösen eines Alarms über eine Betätigungseinrichtung B führt.

Wie Fig. 2 zeigt, kann der für den Nahbereich N zuständige Detektor D2 entweder allein an die Auswerteeinrichtung A oder, nach Schließen eines Schalters S, zusammen mit dem für den Fernbereich zuständigen Detektor D1 an die Auswerteschaltung A angeschlossen sein, so daß entweder der gesamte Raumwinkelbereich RB aus Nahbereich N und Fernbereich F oder nur der Nahbereich N überwacht wird. Tritt ein Objekt in den überwachten Raumwinkelbereich ein, so wird die Änderung der Bestrahlungsstärke mittels der Auswerteschaltung A erfaßt und ein Signal an die Betätigungseinrichtung B weitergegeben, die eine Lichtquelle oder ein Alarmsignal schaltet. Mittels des Schalters S kann somit auf einfache Weise und bei einfachem Aufbau der überwachte Raumwinkelbereich geändert und den örtlichen Gegebenheiten angepaßt werden. Soll der Infrarotbewegungsmelder beispielsweise an einer Hauswand in der Nähe der Straße montiert werden, so wird der Anwender den Schalter S öffnen, so daß nur der für den Nahbereich N zuständige Detektor D2 anspricht und ein Auslösen des Infrarotbewegungsmelders durch im Fernbereich F vorbeifahrende Autos vermieden wird. Soll dagegen ein größeres Gebiet überwacht werden, so kann der Anwender durch einfaches Schließen des Schalters S den Fernbereich F zuschalten. Dadurch entfallen umständliche Einstellarbeiten vor Ort. Die Raumwinkelbereiche sind werkseitig unter den dort vorliegenden definierten Bedingungen genau justiert, so daß sich eine eindeutige Einstellung des erfaßten Bereichs auf einfache Weise erzielen läßt.

Ähnlich wie vorstehend beschrieben, könnte der zu überwachende gesamte Raumwinkelbereich RB mit mehr Detektoren auch noch weiter unterteilt werden.

Wegen des einfachen Aufbaus und der einfachen Bedienung ist jedoch die Aufteilung in der beschriebenen Weise vorteilhaft.

Da der für den Nahbereich N zuständige Detektor D2 oberhalb der Hauptachse HA angeordnet ist, liegt er, bezogen auf die Gesamtbestrahlungsstärke gegenüber dem für den Fernbereich F zuständigen Detektor D1 mehr im Randbereich, so daß zu seiner Erregung eine etwas höhere Bestrahlungsstärke erforderlich ist als für den Detektor D1. Andererseits liefert ein Objekt, das sich im Nahbereich N befindet, wegen der kürzeren Entfernung eine stärkere Änderung der Bestrahlungsstärke, so daß die geringere Empfindlichkeit durch die Anordnung im wesentlichen kompensiert ist. Dagegen ist der für den Fernbereich F zuständige Detektor D1 im Bereich höherer Bestrahlungsstärke angeordnet, so daß auch die relativ schwachen Signale durch ein in den Fernbereich F eindringendes Objekt noch gut erfaßt werden können. In der Auswerteschaltung A kann ein gemeinsamer Verstärker für beide Detektoren D1 und D2 vorgesehen sein, wobei erforderlichenfalls die Ansprechschwelle für die beiden Detektoren getrennt einstellbar sein kann. Im übrigen kann eine stufenlose Einstellung der Ansprechschwelle (Strahlungsempfindlichkeit) auch durch eine stufenlose Reguliereinrichtung vorgesehen sein.

Die Schaltvorrichtung S kann ein vorzugsweise auf der Rückseite des Gehäuses angeordneter und von außen manuell bedienbarer Schalter S oder ein automatisch ansprechbarer Schalter sein.

In den Fig. 3A bis 3C sind eine Linse L in Form einer Fresnellinse mit mehreren Linsenelementen LE (Fig. 3A) sowie die von den Linsenelementen LE gebildeten Strahlenbündel in Draufsicht (Fig. 3B) und in Seitenansicht (Fig. 3C) gezeigt. Die Linsenelemente LE sind in drei Reihen R1, R2 und R3 um ein Linsenzentrum Z angeordnet. Vorliegend wird von den Linsenelementen LE in der Reihe R1 der am weitesten reichende Raumwinkelbereich gebildet, wie in den Fig. 3B und 3C ersichtlich ist. Die Linsenelemente LE sind für einen mittleren Raumwinkelbereich M vorgesehen, während die Linsenelemente LE der dritten Reihe R3 den nahen Raumwinkelbereich N1 abdecken. Die Hauptachse HA verläuft durch das Zentrum Z und den Fokussierungsfleck F, in dem sich die optischen Achsen der einzelnen, keulenartigen Teil-Raumwinkelbereiche der einzelnen Linsenelemente LE treffen. Die Linse L kann gegenüber der Vertikalen leicht nach unten geneigt sein. Eine Linse der vorstehenden Art ist für den beschriebenen Infrarotbewegungsmelder vorteilhaft, wobei in dem Falle, daß nur zwei Detektoren D1 und D2 vorgesehen sind, zwei Reihen R1 und R2 von Linsenelementen LE zweckmäßig sind. Eine derartige Linse ist sehr dünn, folienartig ausgebildet und ergibt zusammen mit den übrigen Elementen des Infrarotbewegungsmelders einen kompakten, einfachen und stabilen Aufbau.

Claims (8)

1. Infrarotbewegungsmelder mit einem Gehäuse, in dem mindestens zwei an eine Auswerteschaltung angeschlossene, verschiedenen zu überwachenden Raumwinkelbereichen zugeordnete Detektoren und eine diesen vorgeschaltete Linsenanordnung aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (D1, D2) gruppenweise oder einzeln mittels einer Schaltvorrichtung (S) an die Auswerteinrichtung (A) anschaltbar sind.

2. Infrarotbewegungsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (D1, D2) übereinander in oder hinter einer Fokussierebene nahe derselben derart angeordnet sind, daß der obere Detektor (D2) außerhalb einer Hauptachse (HA) der Linsenanordnung (L) zum Erfassen der Strahlung eines Nah-Raumwinkelbereichs (N) und der untere Detektor (D1) im Bereich der Hauptachse (HA) der Linsenanordnung (L) zum Erfassen der Strahlung eines Fern-Raumwinkelbereichs (F) positioniert sind.

3. Infrarotbewegungsmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen des Nah-Raumwinkelbereichs (N) der obere Detektor (D2) allein an die Auswerteeinrichtung (A) angeschaltet ist, während zum Erfassen des Fern-Raumwinkelbereichs (F) der untere Detektor (D1) und der obere Detektor (D2) an die Auswerteeinrichtung angeschlossen sind.

4. Infrarotbewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (S) als von der Außenseite des Gehäuses zugänglicher, von Hand betätigbarer Schalter ausgebildet ist.

5. Infrarotbewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nah-Raumwinkelbereich (N) sich horizontal zwischen 1 bis 4 Meter und der Fern-Raumwinkelbereich sich bis 15 Meter erstreckt.

6. Infrarotbewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Linse (L) als Fresnellinse mit mehreren Reihen (R1, R2, R3) von Linsenelementen (LE) ausgebildet ist und
daß die Hauptachse (HA) durch ein Zentrum (Z) der Linse (L) und durch einen gemeinsamen Fokussierungsfleck (F) der Linsenelemente (LE) verläuft.

7. Infrarotbewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die normal zur Linse (L) gerichtete Hauptachse (HA) waagrecht verläuft oder schräg nach unten geneigt ist.

8. Infrarotbewegungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Detektoren (D1, D2) in der Auswerteeinrichtung (A) ein gemeinsamer Verstärker zugeordnet ist.