DE4333707C2

DE4333707C2 - Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder

Info

Publication number: DE4333707C2
Application number: DE4333707A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Wiffel; Hans-Heinrich Dipl In Behrmann
Original assignee: Insta Elektro GmbH and Co KG
Current assignee: INSTA ELEKTRO GMBH, 58511 LUEDENSCHEID, DE
Priority date: 1993-10-02
Filing date: 1993-10-02
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2013-10-03
Also published as: DE4333707A1; ATE178730T1; EP0647928A1; DK0647928T3; EP0647928B1; DE59408075D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Passiv Infrarot Bewegungsmelder für mindestens 180° Erfassungsbereich gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs, welcher nach der DE 39 42 830 A1 gebildet wurde.

Aus der EP 0 113 468 A2 ist ein Bewegungsmelder bekannt, der im wesentlichen aus einem infrarotempfindlichen Sensor besteht, der zusammen mit zwei Spiegelelementen auf einem Träger angeordnet ist. Der Träger wird von einer gewölbten Linsenanordnung verschlossen. Um eine optimal weitwinklige Erfassung des zu überwachenden Raumbereiches zu ermöglichen, werden die einfallenden Strahlen auf Flächen der Spiegelelemente gerichtet, wodurch eine analoge Zuordnung von Strahlbündel-Einfallsrichtung und Spiegelflächen realisiert wird. Dieses Verfahren mit einem einzigen Sensor und zwei Spiegelflächen erfordert in Verbindung mit einem Linsenarray eine auf das genaueste ausgerichtete Zuordnung der Spiegelflächen mit dem zugehörigen Linsenabschnitt bzw. Einzellinsen. Konstruktionsbedingt ergibt sich daraus für die Raumüberwachungsfunktion mittels passiv infrarotempfindlichem Sensor eine hohe Bauform der gewölbten Linsenanordnung.

Aus der DE 39 42 830 A1 ist ein Gerät mit einem Zweielementsensor in Verbindung mit Spiegeln bekannt, wobei Wärmestrahlung aus dem Frontbereich unmittelbar und aus dem Seitenbereich mittelbar über Spiegel auf die Sensorelemente gelangt.

Aus der EP 0 080 114 A1 ist ein Gerät mit zwei Spiegeln für den Frontbereich bekannt, wobei die getroffene Anordnung der Bauelemente lediglich einen Erfassungsbereich kleiner als 180° zuläßt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Passiv Infrarot Bewegungsmelder anzugeben, der bei mindestens 180° Erfassungsbereich in horizontaler Richtung über eine möglichst flache Bauform verfügt. Diese Aufgabe wird durch einen Bewegungsmelder mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Anhand eines in den Zeichnungsfiguren schematisch dargestellten Ausführungs beispiels ist der Bewegungsmelder näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen infrarotempfindlichen Zweielementsensor, der auf einander gegenüberliegenden Seiten je eine infrarotempfindliche Fläche aufweist;

Fig. 2 eine prinzipielle Darstellung der Wärmestrahlengänge aus dem Seiten- und Frontbereich auf eine der beiden infrarotempfindlichen Flächen des Zweielementsensors unter Berücksichtigung annähernd gleicher Brennweiten der Linsenelemente einer Fresnel-Linsenanordnung;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung über die zwei gleichartig gekrümmten Spiegelflächen in unmittelbarer Nähe jeweils von einer infrarotempfind lichen Fläche eines Zweielementsensors, wobei jede gekrümmte Spiegelfläche zur Erfassung der Wärmestrahlen aus unterschiedlichen horizontalen Richtungen dient;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Spiegelfläche zur Verdeutlichung des Strahlenganges einer Wärmestrahlung aus unterschiedlichen vertikalen Richtungen.

In Fig. 1 ist in Seitenansicht schematisch der Aufbau eines Passiv Infrarot Bewegungsmelders dargestellt. Dabei ist mit 1 ein Infrarotsensor in Form eines Zweielementsensors und mit 2 sind jeweils einer Sensorfläche 5 zugeordnete Spiegelelemente bezeichnet. Der Zweielementsensor 1 und die Spiegel elemente 2 sind zusammen mit einer nicht näher gekennzeichneten Auswerte elektronik auf einer Leiterplatte 4 angeordnet. Dieser Aufbau wird durch eine Fresnel-Anordnung in Form einer gekrümmten Folie 3 abgeschlossen.

Wie noch aus Fig. 1 ersichtlich, befindet sich auf einander gegenüberliegenden Seiten des Zweielementsensors je eine gleichgroße, infrarotempfindliche Fläche 5. Diese Sensorflächen 5 besitzen jeweils eine Empfangscharakteristik von ca. 120°. Diese kann genutzt werden, um die Seitenbereiche 6 zu erfassen. Erwartungsgemäß ergibt sich hiermit ein Totbereich im Frontbereich 7. Um auch im Frontbereich 7 wie im Seitenbereich 6 ein vergleichbares Erfassungsfeld zu erhalten, wird eine Spiegelanordnung 2 verwendet. In Fig. 2 ist eine prinzipielle Darstellung der Wärmestrahlung 8 aus dem Seitenbereich 6 und dem Frontbereich 7 auf eine der beiden infrarot empfindlichen Sensorflächen 5 eines Zweielementsensors 1 dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, daß auch die Wärmestrahlung 8 aus dem Frontbereich 7 empfangen wird und über eine Spiegelfläche 2 zur jeweiligen Sensorfläche 5 umgelenkt wird. Durch das Umlenken der Wärmestrahlen 8 auf eine Sensor fläche 5 kann das jeweils in Wärmestrahlrichtung liegende Linsenelement 9, A1, A2 einer Fresnel-Linsenanordnung 3 im Frontbereich 7 (vgl. Fig. 4) sehr nahe an den Zwei elementsensor 1 heranrücken. Wie weiter aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzen die Linsenelemente A₁ und A₂ annähernd die gleiche Brennweite. Das Linsen element A₂ hat einen deutlich kürzeren Abstand zur infrarotempfindlichen Fläche 5 als das Linsenelement A₁. Wie aus den Strahlengängen L1, L2, L3 ersichtlich, ist diese Anordnung dadurch möglich, daß die Addition von L1 und L2 annähernd die Länge L3 ergibt, welche die Brennweiten der Linsenelemente A₁ und A₂ kennzeichnen. Durch den Strahlengang L1 und L2 über die Spiegelfläche 2 ergibt sich eine scheinbare Verkürzung der Brennweite. Wie noch aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist im Seitenbereich 6 durch den geradlinigen Einfall der Wärmestrahlung 8 eine scheinbare Verkürzung der Brennweite nicht gegeben, weshalb auch der Abstand zwischen dem Sensor 1 und dem Linsenelement entsprechend größer ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Brennweiten aller Linsenelemente der Fresnel-Linsenanordnung annähernd gleich gehalten werden können, was bei der Herstellung solcher Linsen anordnungen vorteilhaft ist. Hierdurch ergibt sich auch eine vorteilhafte Formgebung der gesamten Linsenanordnung, so daß die angestrebte flache Bauform für einen Passiv Infrarot Bewegungsmelder realisierbar ist. Fig. 3 zeigt in perspektivischer Sicht die Kontur des gekrümmten Spiegels 2, durch die eine 180° Erfassung des zu überwachenden Horizontalbereiches H gegeben ist. In Fig. 4 ist die Spiegelanordnung ebenfalls perspektivisch dargestellt. Durch die Großflächigkeit der Spiegel 2 ist sicher gestellt, daß die Zuführung der Wärmestrahlung 8 nicht nur aus verschiedenen horizontalen Richtungen H, sondern auch aus unterschiedlich vertikalen Richtun gen V auf die infrarotempfindliche Sensorfläche 5 gegeben ist. Mit 9 ist bei spielhaft ein Linsenelement dargestellt, aus dem die Linsenanordnung 3 zusam mengesetzt ist.

Claims

Passiv Infrarot Bewegungsmelder für mindestens 180° Erfassungsbereich in horizontaler Richtung, bestehend aus einem Infrarot-Sensor und Spiegelelementen (2), einem Fresnel-Linsensystem in Form einer gekrümmten Folie (3), die zusammen mit einer Auswerteelektronik auf einer Leiterplatte (4) eine bauliche Einheit bildet, wobei der Sensor ein Zweielementsensor (1) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweielementsensor (1) auf einander gegenüberliegenden Seiten jeweils eine infrarotempfindliche Fläche (5) aufweist, die unmittelbar Wärmestrahlen (8) aus den zugehörigen Seitenbereichen (6) und mittelbar Wärmestrahlen (8) über die beidseitig zwischen der Leiterplatte (4) und den infrarotempfindlichen Flächen (5) angeordneten Spiegelelementen (2) aus dem Frontbereich (7) erfaßt, wobei die Spiegelelemente (2) gleichartige Krümmungen und die Linsenelemente (A1, A2, 9) des Fresnel-Linsensystems annähernd die gleiche Brennweite aufweisen, und wobei die Spiegelelemente (2) und die Flächen (5) des Zweielementsensors (1) relativ zueinander angeordnet sind, daß die beiden Seitenbereiche (6) und der Frontbereich (7) zusammen einen Erfassungsbereich von mindestens 180° ergeben.