DE4333707C2 - Passiv-Infrarot-Bewegungsmelder - Google Patents
Passiv-Infrarot-BewegungsmelderInfo
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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 (1)
- 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.
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