DE19822053A1

DE19822053A1 - Fresnellinsenanordnung für Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder

Info

Publication number: DE19822053A1
Application number: DE19822053A
Authority: DE
Original assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Current assignee: Insta Elektro 58511 Luedenscheid De GmbH
Priority date: 1998-05-16
Filing date: 1998-05-16
Publication date: 1999-11-18
Anticipated expiration: 2018-05-17
Also published as: DE19822053B4

Abstract

Es wird eine Fresnellinsenanordnung für Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder beschrieben. Das wesentliche der Erfindung liegt darin, daß die Linsenanordnung Segmente mit mindestens zwei optischen Brennweiten aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fresnellinsenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Passiv-Infrarot-Bewegungsmeldern werden heutzutage meist Fresnellinsenanordnungen 1 auf Polyethylenbasis eingesetzt, die ein Erfassungsfeld aus vielen Segmenten 2 zusammensetzen. Hierbei bilden die Segmente 2 eine Linsenanordnung auf einer Ebene, wie in Fig. 1 gezeigt, oder auf mehreren Ebenen, wie in Fig. 2 gezeigt. Jedes dieser Segmente 2 hat eine feste Brennweite und ist als Ausschnitt einer Fresnellinse 3 ausgebildet. Die Fresnellinse 3 besteht aus der Zerlegung einer meist aspherischen Linse in konzentrische Ringe 4, um die Dicke der einzelnen Linsenringe und damit die Transmission der Gesamtlinse zu erhöhen.

Weiterhin sind Bewegungsmelder mit Spiegelsystemen und Bewegungsmelder mit mehreren Sensoren Stand der Technik.

Als Beispiel für ein Spiegelsystem wird auf die DE 43 33 707 verwiesen. Bezugnehmend darauf, wird in Fig. 4 der vorliegenden Erfindung ein solches Spiegelsystem dargestellt. Dort werden direkte Strahlen 5 als auch mittels Spiegel 7 umgelenkte Strahlen 6 auf einen Sensor 8 gelenkt.

Bei Mehrelementsensoren, wie beispielhaft in Fig. 5 gezeigt, durchlaufen Strahlen 9 für mehrere Sensoren 10 das selbe Segment 11. Bei Spiegelsystemen durchlaufen direkte Strahlen 12 und indirekte Strahlen 13 in Übergangsbereichen das selbe Segment 14, wie in Fig. 4 dargestellt. Die angegebenen Bewegungsmelder haben die Eigenschaft, in diesen Übergangsbereichen unscharfe Abbilder zu produzieren, da die für das entsprechende Segment gewählte Brennweite gemittelt wird aus der Brennweite für den Strahlengang der betroffenen Sensoren bei Mehrelementsensoren oder aus den Brennweiten für direkte und indirekte Strahlen bei Spiegelsystemen. Durch diese Unschärfe ergeben sich bei der Erkennung von Bewegung am jeweiligen Sensor Signalverläufe mit verwaschenen Flanken, die zu einer gegenüber scharfen Abbildern schlechteren Signalauswertung führen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung der Signalverläufe bei Bewegungsmeldern mit Mehrelementsensoren und bei Bewegungsmeldern mit Spiegelsystemen zu ermöglichen.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt durch eine Fresnellinsenanordnung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Während die Zeichnungsfiguren 1 bis 5 den eingangs bereits geschilderten Stand der Technik darstellen, soll anhand der Fig. 6 bis 9 die Erfindung naher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Fresnellinsenanordnung nach dem Stand der Technik mit einer Linsenebene und der schematischen Darstellung der Fresnelstruktur bei einem Segment;

Fig. 2 eine Fresnellinsenanordnung nach dem Stand der Technik mit zwei Linsenebenen;

Fig. 3 eine Fresnellinse nach dem Stand der Technik und ein daraus hergestelltes Segment;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Sensorsystems mit Spiegelumlenkung nach dem Stand der Technik;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Sensorsystems mit mehreren Sensoren nach dem Stand der Technik;

Fig. 6 eine Fresnellinse mit mehreren Brennweiten und ein daraus hergestelltes Segment;

Fig. 7 eine Darstellung einer Fresnellinse mit zwei Brennpunkten und Darstellung der Strahlengänge;

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Sensorsystems mit Spiegelumlenkung und Darstellung der sich ergebenen Strahlengänge;

Fig. 9 eine Fresnellinsenanordnung mit zwei Linsenebenen und hervorgehobene Segmente aus den Übergangsbereichen.

Fig. 6 zeigt schematisch und erfindungsgemäß eine Fresnellinse mit zwei unterschiedlichen Brennweiten, wobei die Teillinsen durch unterschiedliche Schraffur dargestellt sind. Dabei ist das Linsensegment 15 so aufgebaut, daß zwei Teillinsen unterschiedlicher Brennweite entstehen, wobei die die Fresnellinse charakterisierenden Linsenringe 16 und 17 den zwei Brennweiten abwechselnd zugeordnet sind. Eine Darstellung der Brennpunkte 18 ist aus Fig. 7 ersichtlich, in der die Fresnellinse 19 im Schnitt dargestellt ist. Wie in Fig. 8 beispielhaft an einem Spiegelsystem 22 dargestellt, sind die Brennweiten dem jeweiligen Strahlengang abwechselnd zugeordnet und ergeben eine exakte Fokussierung des jeweiligen Teilstrahls 20, während der oder die anderen Teilstrahlen 21 unscharf abbilden.

Aus Fig. 9 ist eine Fresnellinsenanordnung für ein Spiegelsystem 22 gemäß Fig. 8 ersichtlich, bei der in den Übergangsbereichen liegenden Segmente 24 Teile einer Fresnellinse mit zwei unterschiedlichen Brennweiten sind.

Erfindungsgemäß ergibt sich aus einem scharf abgebildeten Teilbild 20 (Fig. 8) und einem oder mehreren unscharf abgebildeten Teilbild/Teilbildern 21 (Fig. 8) in Summe am Passiv- Infrarot-Sensor ein Signal, welches besser zur Bewegungsdetektion ausgewertet werden kann, als der eingangs beschriebene Stand der Technik, der permanent nur eine leicht unscharfe Abbildung ermöglicht.

Bezugszeichenliste

1

Fresnellinsenanordnung

2

Segment einer Fresnellinse

3

Fresnellinse

4

Linsenring einer Fresnellinse

5

Direkter Strahlengang bei einem Spiegelsystem

6

umgelenkter Strahlengang bei einem Spiegelsystem

7

Spiegel

8

Sensor bei einem Spiegelsystem

9

Strahlengang

10

Sensor

11

Linsensegment

12

Direkter Strahlengang bei einem Spiegelsystem

13

umgelenkter Strahlengang bei einem Spiegelsystem

14

Linsensegment

15

Segment einer Linse von

19

16

Linsenringe aus einer Fresnellinse einer ersten Brennweite

17

Linsenringe aus einer Fresnellinse einer zweiten Brennweite

18

Brennpunkte

19

Fresnellinse

20

Strahlengang, scharf

21

Strahlengang, unscharf

22

Spiegelsystem

23

Fresnellinsenanordnung

24

Linsensegmente

Claims

1. Fresnellinsenanordnung (23) für Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsenanordnung Segmente (24) mit mindestens zwei optischen Brennweiten aufweist.

2. Fresnellinsenanordnung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem Spiegelsystem (22), welches Linsensegmente (24) enthält, die vom direkten Strahlengang und von dem mittels Spiegelsystem umgelenkten Strahlengang benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß diese mehrfach ausgenutzten Linsensegmente (24) pro Strahlengang ein scharf projiziertes Teilbild (20) und ein oder mehrere unscharf projizierte Teilbilder (21) auf dem Sensor abbildet.

3. Fresnellinsenanordnung nach Anspruch 1 in Verbindung mit einem Spiegelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrfach ausgenutzten Linsensegmente aus Teillinsen mit Brennweiten bestehen, die dem jeweiligen Strahlengang abwechselnd zugeordnet sind.

4. Fresnellinsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der einzelnen Linsenringe (16, 17) der Teillinsen der Fresnellinsenanordnung gleich hoch sind, während die Weite der Linsenringe variiert.