DE69702331T2 - Sensor mit einem Detektorfeld - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Sensoren, um das Auftreten von Ereignissen zu erkennen.
HINTERGRUND Strahlungsdetektoren
• Elektromagnetische Strahlungsdetektoren mit einem oder mehreren Elementen werden gegenwärtig für eine Vielfalt von Anwendungen hergestellt. Insbesondere werden pyroelektrische Infrarotstrahlungsdetektoren mit einem bis zu vier Elementen in großen Mengen zur Verwendung bei z. B. passivem Infraroteinbruchsalarm, der Flammenerfassung für Feueralarm, Gasanalyse und Verunreinigungsüberwachungssystemen, hergestellt. Diese Detektoren werden typischerweise durch den Zusammenbau pyroelektrischer Chips, wobei mehr oder weniger herkömmliche Halbleiterzusammenbauverfahren verwendet werden, mit Transistor- und Widerstandschips in einem geeigneten Gehäuse mit einem infrarotdurchlässigen Fenster hergestellt.
• Zweidimensionale Felder aus pyroelektrischen Detektoren werden auch für thermische Bilderzeugungsanwendungen hergestellt. Diese Felder weisen eine große Anzahl von Elementen, typischerweise 10000 oder mehr auf, um die bestmögliche, räumliche Auflösung bei dem Wärmebild zu erhalten. Die Anforderung an eine große Anzahl von Elementen und die sich daraus ergebende Anforderung an eine kleine Elementschrittweite (typischerweise 100 um oder weniger) neigt dazu, daß die Herstellungskosten für diese Felder relativ hoch werden und deshalb für preisgünstige Anwendungen ungeeignet sind.
Flammendetektoren
• Eines der Verfahren, das verwendet wird, Feuer in einem Brandmeldesystem zu erfassen ist, einen Strahlungsdetektor zu verwenden, um die von einer Flamme emittierte Strahlung zu erfassen. Es gibt einen Bereich elektromagnetischer Strahlungswellenlängen, in dem dies gemacht werden kann, wobei jedoch gegenwärtige Flammendetektoren im allgemeinen entweder in dem ultravioletten (UV) oder infraroten (IR) Bereich des Spektrums arbeiten.
• In dem Fall von UV Flammendetektoren werden kürzere Wellenlängen als 0,3 um verwendet, weil die atmosphärische Ozonschicht in diesem Bereich undurchlässig ist und deshalb Falschalarme aufgrund von Sonnenstrahlung weitgehend ausgeschlossen werden. Es gibt jedoch verschiedene andere Quellen für Fehlalarm, wie Blitz und Lichtbogenschweißen.
• In dem Fall von IR Flammendetektoren ist es übliche Praxis, nach einer Strahlung, die von heißem Kohlenstoffdioxidgas (CO&sub2;) in dem Wellenlängenbereich um 4,3 um herum abgegeben wird, und nach der charakteristischen, zufälligen Flackerfrequenz einer Flamme zu sehen, typischerweise in dem Bereich von 2 Hz bis 20 Hz. Es gibt viele andere Quellen von Infrarotstrahlung, die Fehlalarme geben könnten, wobei sie aber im allgemeinen kein Signal abgegeben, das sich in der gleichen Weise wie Flammenflackern ändert, und eine zusätzliche Unterscheidung kann erhalten werden, indem das Signal innerhalb des Bandes von 4,1 um bis 4,6 um, in dem heißes CO&sub2; abstrahlt, mit dem Signal von einem Bereich außerhalb dieses Bandes verglichen wird, in dem heißes CO&sub2; nicht strahlt. Heiße Körper strahlen sowohl innerhalb als auch außerhalb dieses Spektralbandes.
• Trotz dieser Vorsichtsmaßnahmen sind UV und IR Flammendetektoren beide Fehlalarm ausgesetzt. Auch geben sie, weil ihnen im allgemeinen ein einziger Detektor oder zwei Detektoren, die die gesamte Szene in unterschiedlichen Wellenlängenbändern betrachten, zugrunde liegt, keinerlei Informationen in bezug auf die räumliche Verteilung der eintreffenden Strahlung und daher den Ort der Flamme an.
Bewegungssensoren
• Pyroelektrische Detektoren werden im allgemeinen in Verbindung mit unterteilten Infrarotlinsen in Einbruchswarnanlagen oder zum automatischen Einschalten von Beleuchtungen verwendet. Der Detektor erfaßt die von einer Person ausgesandte Infrarotstrah lung und erfaßt die Bewegung einer Person gegenüber dem Umgebungshintergrund. Weil diese Systeme im allgemeinen ein, zwei oder in manchen Fällen vier Detektorelemente verwenden, die mittels der unterteilten Linse die gesamte überdeckte Szene betrachten, wird ein Alarmzustand bei irgendeiner erfaßten Bewegung innerhalb der gesamten Szene wahrgenommen, wobei keine Information über den Ort oder die Richtung der Bewegung geliefert wird. Auch geben sie keine Unterscheidung zwischen Personen, die erfaßt werden müssen, und falschen Zielen, wie moduliertem Sonnenlicht (z. B. durch die Bewegung von Blättern und Zweigen von Bäumen), modulierten Wärmequellen (z. B., Gebläse oder Vorhänge, die sich vor Strahlern bewegen) oder Tieren. Ähnliche Probleme gelten für Sensoren, die verwendet werden, die Bewegung von Fahrzeugen zu überwachen, wobei die Probleme bei irgendeiner externen Anwendung ernsthafter sind, bei der das Sichtfeld nicht durch Wände begrenzt ist, und es gibt viele weitere mögliche Quellen für Fehlalarm.
• Ein Beispiel eines bekannten Bewegungsdetektors ist in WO-A-9210812 geoffenbart.
• Diese Druckschrift beschreibt ein optisches Bewegungserfassungssystem als Teil einer richtungsempfindlichen Zähl- und Schaltereinrichtung, z. B. zur Verwendung beim Zählen von Personen, die einen Bus besteigen. Das optische System umfaßt ein Feld von Sensorelementen, die in einer oder mehreren doppelten Reihen angeordnet sind. Jede doppelte Reihe stellt eine "Grenze" dar, über die hinweg die Bewegung eines Gegenstands oder einer Person erfaßt werden kann. Indem mehrere "Grenzen" verwendet werden, kann die Bewegung des Gegenstands oder der Person innerhalb einer Szene überwacht werden. Signalunterschiede zwischen benachbarten Elementen werden überwacht, um die Bewegung von einem Teil einer Szene zu einem anderen mit Hilfe eines Signalprozessors zu erfassen.
Wärmeabbildung
• Die zweidimensionalen pyroelektrischen Felder mit mehreren Elementen, die in Wärmebildsystemen verwendet werden, sind üblicherweise mit einem mechanischen Unterbrechungssystem zur Modulation der Infrarotstrahlung von einer Szene versehen. Die Signale von den verschiedenen Elementen des Felds werden phasengleich mit dem Chopper in einer seriellen Rasterabtastart ausgelesen und nachfolgend verarbeitet, um ein Bild zu erzeugen, das mit normalen Videonormen kompatibel ist.
Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung
• Die vorliegende Erfindung zielt darauf, sowohl zeitliche als auch räumliche Informationen über die Infrarotstrahlung zu liefern, die von einer Szene emittiert wird, um die Leistung der Sensoren und der Systeme zu verbessern, die bspw. in Flammendetektoren für Feueralarmeinrichtungen, Personen- oder Fahrzeugdetektoren, in Einbruchsalarm- oder Überwachungssystemen und Detektoren zur Überwachung verschiedener Eigenschaften in Prozeßüberwachungssystemen verwendet werden.
• Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung liefert einen Sensor, wie er in dem beigefügten Anspruch 1 beschrieben ist. Das Feld umfaßt vorzugsweise zwischen 10 und 10000 Elementen, und hat typischerweise zumindest 64 Elemente aber nicht mehr als 1024 Elemente. Somit verwendet die vorliegende Erfindung ein zweidimensionales pyroelektrisches Detektorfeld von relativ wenigen Elementen verglichen mit den Feldern zur Wärmebilderzeugung, so daß eine viel preisgünstigere Einrichtung, jedoch mit angemessener Größe, geschaffen wird, um ausreichende räumliche Informationen zu liefern, damit die Leistung von Flammendetektoren, Bewegungsdetektoren und ähnlichen Sensoren merklich verbessert wird. Das Feld wird unmittelbar auf einer integrierten Schaltung und in elektrischem Kontakt mit ihr angebracht, die die Einrichtung bildet, um die Signale von den einzelnen Elementen auszulesen und die auch eine selektive Adressierung der Elemente ermöglichen kann. Die Signale von jedem Element können auf den Frequenzinhalt des Signals untersucht und mit den Signalen von einigen oder allen der anderen Elemente verglichen werden. Das System besitzt eine große Fähigkeit, eine bestimmte Elementgruppe auszuwählen und sich darauf zu konzentrieren, in der ein interessierendes Signal beobachtet wird. Die Ausleseschaltung ist mit einem Mikroprozessor verbunden, der den Ausgang von den verschiedenen Elementen des Felds in bezug auf die Signalamplitude und die Frequenz überwacht. Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung die Adressierung getrennter Elemente des Felds in einer zufälligen oder nichtsequentiellen Weise, anders als bei einem typischen Wärmebildsystem, in dem die Elemente sequentiell adressiert werden, und schafft ein Mittel, die Signalamplitude und Frequenz von einem Element mit denen von irgendeinem anderen Element zu vergleichen. Nichtgekühlte Wärmebilderzeuger, die pyroelektrische Detektorfelder verwenden, setzen mechanische Unterbrecher ein, um die eintreffende Strah lung zu modulieren; die vorliegende Erfindung soll auf die Signaländerungen ansprechen, die der Szene durch z. B. das Flackern von Flammen oder die Bewegung von Personen von einem Element der Szene zu einem anderen, zueigen sind.
• Das Detektorfeld ist ein zweidimensionales Feld pyroelektrischer Detektoren, und eine bevorzugte Anordnung ist derart, daß das Feld pyroelektrische Detektoren in einer Schicht aus einem keramischen oder Einkristallmaterial zwischen Elektroden umfaßt, von denen eine in Elemente unterteilt ist, die mit den Eingängen der integrierten Schaltung mittels eines Felds elektrisch leitenden Klebemittels (bspw. silberbeladenes Epoxy) oder Lötmittels verbunden sind. Vorzugsweise wird das elektrischleitende Material siebgedruckt, bspw. als ein Punktmuster, entweder auf die Ausleseschaltung oder das Detektorteld, wobei die andere Komponente dann hinzugefügt und die Verbindungen durch bspw. Aushärten des Klebemittels oder Flüssigmachen des Lötmittels abgeschlossen werden. Eine alternative Anordnung von pyroelektrischen Detektoren ist, daß das Feld eine Schicht aus Polymermaterial zwischen Elektroden umfaßt, von denen eine in Elemente unterteilt und auf einer wärmeisolierenden Schicht auf der Oberfläche der Ausleseschaltung derart abgeschieden ist, daß eine elektrische Verbindung durch die wärmeisolierende Schicht hindurch mit den Eingängen der Ausleseschaltung geschaffen wird.
• Bei diesen beiden Alternativen ist das Verfahren zur Konstruktion einfacher und preiswerter als bei den Verfahren, die im allgemeinen zur Herstellung großer zweidimensionaler Felder zur Wärmebilderzeugung verwendet werden, wie z. B. im Vakuum abgeschiedene Lötperlen oder eine Dünnschicht-Luftbrückenstruktur.
• Vorzugsweise umfaßt das Sensormittel, die Signale von jedem Element mit vorbestimmten zulässigen Grenzen für diese Signale zu vergleichen und einen Warnzustand anzugeben, wenn die Signale die bestimmten Grenzen überschreiten. Der Sensor kann Mittel aufweisen, einen Alarmzustand anzugeben, wenn ein charakteristisches Signal für ein oder mehrere Ereignisse auf einem oder mehreren der Elemente vorhanden ist. Ein weiteres bevorzugtes Merkmal bei dem Sensor ist, daß er Informationen in bezug auf den Ort des Ereignisses innerhalb des Sichtfelds des Felds liefert. Ein Beispiel eines solchen Ereignisses ist die Bewegung eines Gegenstands, ein zweites Beispiel eines solchen Ereignisses ist das Auftreten einer Flamme. In dem Fall, daß das Ereignis das Auftreten einer Flamme ist, ist eine weitere bevorzugte Anordnung bei dem System, eine Einrichtung zum selektiven Aufbringen eines Löschmittels in dem Bereich in der Nähe der Flamme vorzusehen. Somit liefert ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung ein Feuerlöschsystem, das einen Sensor, wie er oben beschrieben ist, und eine Einrichtung zum selektiven Aufbringen eines Löschmittels in dem Bereich in der Nähe der Flamme umfaßt.
• Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Verfahren, angemessene, räumliche Informationen über Ereignisse innerhalb einer Szene zu liefern, damit eine zuverlässige Bestätigung eines Ereignisses, wie das Vorhandensein einer Flamme oder eines Einbruchs, ohne die Verwendung zusätzlicher Informationen ermöglicht wird, wie derjenigen, die durch Rauchdetektoren in dem Fall eines Feueralarms oder durch Ultraschall- oder Mikrowellendetektoren in dem Fall eines Einbruchalarms vorgesehen werden. Die Verwendung eines Felds von Infrarotdetektoren ermöglicht, einen einzigen Sensor zu verwenden, um zwei oder mehrere dieser Anwendungen zu kombinieren, wie z. B. einen kombinierten Feuer- und Einbruchsdetektor. Dies kann entweder mit einem Feld mit einem breitbandigen Infrarotfenster oder mit zwei Feldern mit Infrarotfiltern unterschiedlicher Wellenlänge erreicht werden.
Allgemeine Beschreibung
• Die beigefügten Zeichnungen dienen dazu, Ausführungsformen der Erfindung nur in beispielhafter Weise darzustellen.
• Fig. 1 und 2 stellen zwei mögliche Verfahren zur Konstruktion eines Felds pyroelektrischer Detektoren auf einer integrierten Schaltung dar.
• Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der optischen Anordnung, die die Erzeugung eines Bilds einer Szene auf dem Detektorfeld erlaubt.
• Fig. 4 ist eine Darstellung einer möglichen Packungsanordnung des Felds.
• Fig. 5 stellt schematische eine mögliche Anordnung des Felds, der Packung, der Optik und des Gehäuses zur Verwendung als ein Feuerdetektor dar.
• Fig. 6 stellt schematisch eine mögliche Anordnung des Felds, der Packung, der Optik und des Gehäuses zur Verwendung als ein Einbruchsdetektor dar.
• Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Bilds einer Flamme innerhalb des unterteilten Sichtfelds eines 16 · 12 Elementenfelds.
• Fig. 8 ist eine schematische Darstellung des Bilds einer Person innerhalb des unterteilten Sichtfelds eines 16 · 8 Elementenfelds.
• Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 ist bei einem Feld aus Infrarotdetektoren 1 jedes seiner Elemente in direktem elektrischem Kontakt mit einem der Eingänge zu einer Siliciumausleseschaltung 2. Ein Verfahren zur Herstellung dieser Anordnung, wobei auf Fig. 1 Bezug genommen wird, ist, ein Feld aus leitenden Klebemittel- oder Lötpastenflecken 3 auf die Siliciumschaltung derart siebzudrucken, daß ein elektrischer Kontakt mit den Eingangsverbindungsanschlußflächen 4 der Siliciumschaltung hergestellt wird. Ein keramischer oder Einkristallchip aus pyroelektrischem Material 5, der Elektrode 6 und 7 auf gegenüberliegenden Seiten aufweist, von denen einer 6 in getrennte Elemente unterteilt ist, wird mit den Klebemittel- oder Lötmittelflecken in Berührung gebracht, und das Klebemittel wird gehärtet oder das Lötmittel wird flüssig gemacht, so daß elektrische Kontakte zwischen den einzelnen Elementelektroden 6 und den Eingangsanschlußflächen 4 der Siliciumschaltung gebildet werden. Alternativ wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 die Vorrichtung hergestellt, indem zuerst eine wärmeisolierende Schicht 8 auf der Oberfläche der Ausleseschaltung 2 abgeschieden wird und Löcher durch diese Schicht hindurch über den Eingangsanschlußflächen 4 der Siliciumschaltung festgelegt werden. Eine Elektrode 9, die in Elemente unterteilt ist, wird dann so angeordnet, daß eine elektrische Verbindung durch die Löcher in der wärmeisolierenden Schicht hindurch zu den Eingängen 4 der Ausleseschaltung geschaffen wird. Eine Schicht aus einem pyroelektrischen Polymermaterial 10 wird dann auf dieser Elektrodenschicht abgesetzt, gefolgt von einer zweiten Elektrode 7.
• Bezugnehmend auf die Fig. 3 und 4 wird das Infrarotdetektorfeld 1 auf seiner Siliciumschaltung 2 an dem geeignetsten Brennpunkt in bezug auf eine Infrarotübertragungslinse 11 so angeordnet, daß ein Bild einer Szene 12 auf dem Feld 1 gebildet wird. Die Siliciumausleseschaltung 2 wird auf einem Träger 13 montiert, mit dem eine elektrische Verbindung durch Verbindungsdrähte 14 hergestellt wird und der Mittel zur elektrischen Verbindung 15 mit zusätzlicher elektronischer Schaltung aufweist. Das Feld 1 und die Siliciumausleseschaltung 2 werden gegenüber der Umgebung durch einen Deckel 16 geschützt, der ein Infrarotdurchlaßfenster 17 enthält.
• Bei einer Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 5 dargestellt ist, sind das gepackte Feld und die Siliciumausleseschaltung 18 auf einer elektronischen Leiterplatte 19 angebracht, die einen Mikroprozessor 20 und andere elektronische Bauteile trägt. Die Vorrichtung umfaßt auch eine Infrarotdurchlaßlinse 21, die unmittelbar auf dem gepackten Feld 18 angebracht ist, und ein Gehäuse 22, das ein weiteres Infrarotdurchlaßfenster 23 enthält. Bei einer alternativen Ausführungsform, die in Fig. 6 dargestellt ist, ist die Infrarotdurchlaßlinse 24 in dem Gehäuse 25 enthalten.
• Die Siliziumauslesschaltung 2 wird durch den Mikroprozessor 20 gesteuert, der programmiert ist, das Signal in bezug auf die Größe und die Frequenz bei jedem Element des Felds zu überwachen und diese miteinander zu vergleichen. Wenn ein Signal, das die Eigenschaften des erwarteten Ereignisses aufweist, auf einem oder mehreren Elementen auftritt, wird es während einer bestimmten Zeitdauer überwacht, und wenn die Eigenschaften des erwarteten Ereignisses andauern, die die erwartete Bewegung oder Zerstreuung von Element zu Element umfassen, wird dann eine Angabe gegeben, daß ein Ereignis aufgetreten ist.
• Ein Sensor, der ein Infrarotdetektorfeld und seine zugeordnete Optik und Verarbeitungselektronik umfaßt, wie es oben beschrieben und in den Fig. 1 oder 2 und 3, 4 und 5 oder 6 dargestellt ist, kann verwendet werden, Ereignisdetektoren mit verbesserter Zuverlässigkeit in bezug auf ihre Möglichkeit, Ereignisse zu erfassen und Unempfindlichkeit gegenüber Fehlalarmen, bereitzustellen, und zusätzliche Informationen zu liefern, die z. B. den Ort, die Größe und die Bewegung des Ereignisses betreffen. Hierfür weist das Feld 1 von Infrarotdetektoren vorzugsweise eine zweidimensionale Matrixanordnung auf Indem die Signale von jedem der Elemente des Felds unabhängig überwacht und diese Signale miteinander verglichen werden, können die folgenden Vorteile erhalten werden.
• Fehlalarme werden durch sorgfältige Analyse und Vergleich der Signale von jedem der Elemente des Felds durch z. B. dem Mikroprozessor 20 vermieden. Eine sich bewegende Person oder Fahrzeug gibt z. B. ein gegenüber dem charakteristischen Flackern einer Flamme unterschiedliches Signal, wobei aber zusätzlich die Bewegung über die Szene von Element zu Element verfolgt werden kann, wohingegen Feuer in einem Teil der Szene verbleiben, aber sich über benachbarte Elemente ausbreiten würde. Ein Teil einer sich drehenden Vorrichtung könnte ein Signal geben, das fehlerhaft als ein Alarmereignis genommen werden könnte, wobei aber der Mikroprozessor programmiert werden kann, dieses besondere Signal an einem gegebenen Ort (d. h., auf einem bestimmten Element oder Elementen) unberücksichtigt zu lassen. Ähnlich können sich bewegende Tiere von sich bewegenden Personen durch die Größen- und Positionsinformation unterschieden werden, die von einem Feld geliefert werden.
• Bei einem herkömmlichen Ereignisdetektor mit einem einzigen Element überdeckt ein kleines Ereignis, weit von dem Detektor entfernt, nur einen kleinen Bruchteil des Sichtfelds und gibt deshalb ein kleines Signal. Ein größeres Ereignis näher an dem Detektor, füllt andererseits einen großen Bruchteil des Sichtfelds aus und gibt ein großes Signal. Die Empfindlichkeit des Alarmsystems muß derart sein, daß für diese beiden Grenzfälle eine Warnung gegeben wird. Andererseits darf die Empfindlichkeit des Systems nicht so groß sein, daß es bei einer Vielzahl möglicher Gegebenheiten Fehlalarm gibt. Indem ein Feld von Elementen und eine geeignete Optik verwendet werden, kann dieses Problem merklich verringert werden, weil ein kleines, weitentferntes Ereignis nur auf ein Element abgebildet wird, wobei es einen vernünftigen Prozentteil des Sichtfelds füllt, wohingegen ein großes, nahes Ereignis viele Elemente überdeckt und in jedem ein Signal ähnlicher Größe liefert. Das Problem eines sehr breiten Bereiches von Signalpegeln wird somit überwunden, und ein vergrößerter Erfassungsbereich wird möglich gemacht.
• Anwendungsbeispiele dieser Erfindung für die Erfassung bestimmter Ereignisse werden nun angegeben.
Flammendetektoren
• Bei dem besonderen Beispiel eines Flammendetektors für Feueralarm werden, wenn eine Flamme in einem bestimmten Bereich der zu überwachenden Szene auftritt, ein Signal oder Signale entsprechend der Flamme auf dem Element oder den Elementen beobachtet, die den besonderen Bereich der Szene überdecken. Dies ist in Fig. 7 dargestellt, in der die Bildbereiche der einzelnen Elemente durch das Gitter 26 bezeichnet sind, und die Gegenwart einer Flamme 27 auf den Elementen E7, E8, F6, F7 und F8 angegeben ist. Ein Vergleich dieser Signale mit denjenigen auf allen anderen Elementen (auf denen kein für eine Flamme charakteristisches Signal erscheint) bestätigt, daß das Signal aufgrund einer Flamme vorhanden ist. Die Erkennung der Anzahl und Positionen der Elemente, auf denen das für eine Flamme charakteristische Signal erscheint, gibt Informationen, die sich auf die Größe und den Ort des Feuers beziehen. Diese Informationen können bspw. bei der automatischen Anwendung eines Feuerlöschmittels in dem geeigneten Bereich der Szene verwendet werden, so daß die Notwendigkeit vermieden wird, den gesamten Bereich mit Wasser oder einem anderen Löschmittel zu überschwemmen. Diese gesteuerte Anwendung des Löschmittels kann entweder dadurch erreicht werden, daß eine Auswahl fester Düsen eingeschaltet wird oder ein Feuerlöschroboter gesteuert wird.
• Typischerweise wird ein Infrarotfilter an dem Feld angebracht, so daß es die Szene in einem schmalen Wellenlängenband um 4,3 um herum innerhalb des CO&sub2; Absorptionsbands sieht. Ein getrennter Infrarotsensor kann mit einem Bandpaßfilter außerhalb des CO&sub2; Absorptionsbands verwendet werden, z. B. um 5,0 um herum. Ein Vergleich der Signale von jedem der Feldelemente mit dem Signal von diesem getrennten Sensor gibt eine zusätzliche Bestätigung, daß das beobachtete Signal von einer Flamme kommt.
Bewegungsdetektor
• In dem besonderen Fall einer Einbruchsüberwachungsvorrichtung werden, wenn eine Person in die zu überwachende Szene eintritt, ein Signal oder Signale, die der zu beobachtenden Person entsprechen, auf einem oder mehreren Elementen an der Stelle beobachtet, wo die Person in die Szene eintritt. Dies ist in Fig. 8 dargestellt, in der die Bildbereiche der einzelnen Elemente durch das Gitter 28 bezeichnet sind, und die Gegen wart einer Person 29 auf den Elementen A3, A4, A5, A6, A7, B2, B3, B4, B5, B6, B7, C3, C4 und C5 angegeben ist. Ein Vergleich dieser Signale mit denjenigen aller anderen Elemente (auf denen kein für eine Person charakteristisches Signal erscheint) bestätigt, daß das Signal aufgrund einer Person ist. Eine Erkennung der Anzahl und der Position der Elemente, auf denen das Signal erscheint, und die Art, in der sich das Signal von Element zu Element bewegt, gibt Informationen, die sich auf die Größe und den Ort der Person beziehen. Diese Informationen können verwendet werden, eine zusätzliche Bestätigung zu liefern, daß es tatsächlich eine Person statt z. B. einer Katze oder eines Hundes oder eines sich vor einem Gebläse bewegenden Vorhangs ist. Zusätzlich kann die Bewegung über die Szene von Element zu Element verfolgt werden und eine selektive Alarmbedingung kann für Personen definiert werden, die sich in einer bestimmten Richtung bewegen, bspw. in Richtung zu einem Haus, aber nicht quer zu der Hausfront.
• Eine zu der oben beschriebenen ähnliche Unterscheidung kann angewendet werden, Signale auszuwählen, die für die Größe, Form und Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung eines Gegenstands, wie eines Fahrzeugs, charakteristisch sind, wobei aber Signale aufgrund anderer Ereignisse unberücksichtigt bleiben.

Claims (14)

1. Sensor mit einem zweidimensionalen Feld pyroelektrischer Detektoren (1) und einer optischen Sammeleinrichtung (11), die so angeordnet ist, daß Infrarotstrahlung von einer Szene auf das Feld (1) fokussiert wird, einer Ausleseeinrichtung zur Überwachung von Signalen von den Elementen des Feldes (1), um zeitliche und räumliche Informationen über Infrarotstrahlung zu liefern, die von der Szene emittiert wird, und einer Einrichtung zum Vergleich der Signale, um dadurch das Auftreten eines Ereignisses innerhalb eines bestimmten Teils des Sichtfeldes zu erkennen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleseeinrichtung eine integrierte Schaltung (2) umfaßt, auf der das Feld von Detektoren direkt in elektrischem Kontakt mit ihr angebracht ist, und die integrierte Schaltung mit einem Mikroprozessor (20) verbunden ist, der Mittel aufweist, um die Ausgänge der Feldelemente unabhängig in bezug sowohl auf die Signalamplitude als auch auf die Frequenz zu überwachen.

2. Sensor wie in Anspruch 1, in dem das Feld zumindest 10 Elemente und nicht mehr als 10000 Elemente umfaßt.

3. Sensor wie in Anspruch 1 oder 2, in dem das Feld zumindest 64 Elemente und nicht mehr als 1024 Elemente umfaßt.

4. Sensor wie in irgendeinem vorhergehenden Anspruch, in dem die integrierte Schaltung (2) eine selektive Adressierung der Elemente des Feldes ermöglicht.

5. Sensor wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das Feld pyroelektrischer Detektoren eine Schicht aus einem keramischen oder Einkristallmaterial (5) zwischen Elektroden (6, 7) umfaßt, von denen eine (6) in Elemente unterteilt ist, die mit den Eingängen (4) der integrierten Schaltung (2) mittels ei nes Feldes elektrisch leitenden Klebemittels oder von Lotperlen (3) verbunden sind.

6. Sensor wie in Anspruch 5, in dem das leitende Klebemittel oder die Lötperlen (3) durch ein Siebdruckverfahren aufgebracht sind.

7. Sensor wie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, in dem das Feld pyroelektrischer Detektoren (1) eine Schicht aus Polymermaterial (10) zwischen Elektroden (6, 7) umfaßt, von denen eine (6) in Elemente unterteilt und auf einer wärmeisolierenden Schicht (8) auf der Oberfläche der integrierten Schaltung (2) derart abgeschieden ist, daß eine elektrische Verbindung durch die wärmeisolierende Schicht hindurch mit den Eingängen (4) der integrierten Schaltung (2) geschaffen wird.

8. Sensor wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, der eine Einrichtung zum Vergleich der Signale von jedem Element mit vorbestimmten zulässigen Grenzen für diese Signale aufweist und die ausgebildet ist, eine Warnbedingung anzugeben, wenn die Signale über die bestimmten Grenzen hinausgehen.

9. Sensor wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, der eine Einrichtung zur Angabe einer Warnbedingung umfaßt, wenn eine Signaleigenschaft eines oder mehrerer Ereignisse auf einem oder mehreren der Elemente vorhanden ist.

10. Sensor wie in Anspruch 9, der eine Einrichtung umfaßt, um Ereignisortinformationen zu liefern.

11. Sensor wie in Anspruch 9 oder 10, in dem eines oder mehrere der Ereignisse die Bewegung eines Gegenstands ist.

12. Sensor wie in Anspruch 9 oder 10, in dem eines oder mehrere der Ereignisse das Auftreten einer Flamme ist.

13. Sensor wie in irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, in dem die optische Sammeleinrichtung (11) eine infrarotdurchlässige Linse ist.

14. Feuerlöschsystem mit einem Sensor wie in Anspruch 10 und 12 und einer Einrichtung zur selektiven Anwendung eines Löschmittels in dem Bereich unmittelbarer Nachbarschaft der Flamme.