EP0065159A2 - Motion detector for space supervision - Google Patents
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- EP0065159A2 EP0065159A2 EP82103717A EP82103717A EP0065159A2 EP 0065159 A2 EP0065159 A2 EP 0065159A2 EP 82103717 A EP82103717 A EP 82103717A EP 82103717 A EP82103717 A EP 82103717A EP 0065159 A2 EP0065159 A2 EP 0065159A2
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- Y10S250/01—Passive intrusion detectors
Definitions
- the invention relates to a motion detector which responds to electromagnetic radiation, in particular in the infrared range, with a single optic designed as a preferably spherical concave mirror for focusing the radiation onto a radiation receiver, wherein a separate part with reflecting inner surfaces arranged between the optics and the radiation receiver forms a plurality of separate visual fields from which the Radiation reaches the radiation receiver.
- Such motion detectors are mainly used as intrusion detectors, in which, by means of a suitable circuit, the change in the radiation picked up from the room or area to be monitored is either directly caused by the thermal radiation of the unauthorized person entering the infrared range or by a separate person's reflected radiation Radiation source is evaluated as an alarm.
- the division of the surveillance area into several separate fields of view (beam) increases security because even with slight movements of the intruder in all directions, an alarm-indicating change in the radiation intensity is likely to occur.
- a motion detector of this type is already known from DE-AS 26 53 llo (and the DE-OS 28 36 462, which largely corresponds to it).
- the axially parallel prism surfaces cause the beams to hit the concave mirror at relatively large angles to the optical axis, which means that due to the spherical aberration, a sufficiently sharp image cannot be obtained in the case of uncorrected spherical mirrors .
- the angles between the visual fields that arise become smaller and smaller, which is disadvantageous in terms of covering the space to be monitored as completely as possible.
- the points of the monitored space that are sharply imaged on the radiation receiver lie in a two-dimensional plane, so that sharp imaging occurs only for zones near the axis and the sensitivity decreases toward larger solid angles; If large sectors are illuminated, it is possible that no alarm is given in the event of an alarm.
- the invention has for its object to provide a motion detector of the type mentioned, in which the beams of the individual fields of view have a constant distance from each other in a simple and inexpensive manner, are sharply imaged even at large angles of incidence and at the smallest possible angles to the optical axis hit the concave mirror.
- the concave mirror is arranged at the inner end of the connecting part and the radiation receiver in front of its outer end forming the entrance opening, and in that the connecting part is at least one plane Has inner surface which is inclined at an angle ⁇ different from 0 0 (system angle) to the optical axis.
- the concave mirror is arranged at the inner end of the tubular part and the radiation receiver (s) in front of it (see for example DE-AS 25 37 38 0 , Fig. 1 and 3), but in such a way that the Radiation reflected by the concave mirror is focused directly on the radiation receiver.
- the motion detector according to the invention is also particularly well suited for the use of multiple sensors in the radiation receiver.
- a further advantage of the non-axially parallel inner surfaces finally results from the fact that the beams of rays that are not parallel to the optical axis bring about a line of focus that is curved toward the radiation receiver. This provides a significantly more favorable sensitivity distribution, especially when the room to be monitored is illuminated from a corner.
- the angle ⁇ which the connecting line of the apex of the concave mirror with the virtual points of the radiation receiver with the optical axis with respect to the inner surface includes is practically equal to the system angle ⁇ .
- An embodiment of the motion detector according to the invention according to claim 5 enables mounting transversely to the optical axis, thereby creating an inconspicuous monitoring device which protrudes only slightly from the mounting wall.
- the dimensions are so small consider that in an advantageous manner even installation in standard flush-mounted boxes is possible and the motion detector is therefore completely invisible to the intruder.
- a structure of the monitored zone is fanned out in the plane perpendicular to the above-mentioned, expediently horizontal field of view by appropriate mounting in several, by appropriate selection of the dimensions of the connecting part, and the position and inclination of the deflecting mirror, for example three under lo , 60 and 80 degrees to the optical axis-extending beam fan.
- angles of the vertical diagram represent a particularly favorable compromise between a relatively small number of fields of view (and thus low interference) and effective monitoring for practical use, since even in small rooms both the field at body height and that directly in front and below the area of the motion detector is secured.
- circumvention e.g. by underflow
- enlarging the device volume or trimming the horizontal field of view of the motion detector is made largely impossible.
- the radiation receiver can be integrated in the deflecting mirror.
- the radiation receiver according to claim 8 it is more expedient to arrange the radiation receiver according to claim 8 in the radiation direction behind the deflecting mirror, because it protects it from electromagnetic interference radiation of all kinds (e.g. VHF and CB radio, atmospheric discharges, etc.) and minimizes false alarms in this way are.
- electromagnetic interference radiation e.g. VHF and CB radio, atmospheric discharges, etc.
- such a structure is cheaper than the integration of the radiation receiver in the deflecting mirror.
- the room to be monitored or the arrangement of the motion detector are suitable, it may be desirable to monitor an area of more than 90 ° to the optical axis. This is easily possible with the motion detector according to the invention if the connecting part has corresponding cutouts according to claim 9.
- a design of the motion detector according to the invention which is particularly small even without the deflecting mirror according to claim 5 and which is particularly suitable for installation in commercially available 55 mm flush-mounted boxes is made possible by the embodiment described in claim 10. If, in this case, or also in the case of other appropriately designed motion detectors, the radiation receiver is mounted directly on the circuit board with its part opposite the sensor surface for reasons of simple and inexpensive installation, a small deflecting mirror (corresponding to the small cross section of the beam bundles at this point) brings about the effect 11 in a very simple manner, which practically does not disturb the other beam paths, a complete deflection of the focused beams onto the sensor or sensors of the radiation receiver.
- FIG. 1 is a plan view of the opened device and FIG. 2 is an axial section perpendicular to it.
- FIG. 2 is an axial section perpendicular to it.
- the circuit components downstream of the radiation receiver which are insignificant for the invention are omitted in both figures.
- the complete course of only one beam is shown and only a part of the central beam of the rest.
- the infrared radiation motion detector 1 consists of a connecting part which is arranged on a circuit board 2 which also serves as a support and is made up of four mutually perpendicular walls 3, 4, 5, 6 with flat reflecting inner surfaces, and a connecting part which closes the inner end of the connecting part spherical concave mirror 7, as well as a planar deflecting mirror 9 mounted on a carrier 8 in front of the input opening of the connecting part and a radiation receiver lo (pyroelectric element) lying behind it in a plan view.
- the two walls 3, 4 run parallel to one another, one wall 3 being attached directly to the circuit board 2 and the other 4 as a detachable cover by means of screws 11 on spacer blocks 12, the interior of which also serves as a support for the concave mirror 7.
- the other two walls 5, 6 run symmetrically to the optical axis A lying in the plane of the inner surface of the cover and are inclined toward the latter in the direction of the square entrance opening of the connecting part at a system angle of 8.5 °.
- the angle between the connecting lines of the apex S with the virtual points of the radiation receiver lo with respect to the conical inner surfaces and the optical axis A corresponds approximately to the system angle ⁇ .
- the steep 10 ° beam bundle does not enter via the deflecting mirror 9, but directly into the connecting part and is intended to effectively avoid bypassing or switching off the monitoring by movements below the 6 0 or 80 ° field of view.
- the described infrared radiation motion detector 1 is mounted on the wall with the circuit board 2 in such a way that the optical axis A runs vertically, so that the monitoring area is divided horizontally into six and vertically into three fields of view.
- the eighteen beams thus achieved illuminate the zone to be monitored, particularly when the motion detector 1 is installed in a corner of the room, a favorable compromise between susceptibility to interference on the one hand and as many alarm-indicating beams as possible on the other.
- the device is very flat due to the construction mentioned and can therefore be carried out inconspicuously.
- the radiation receiver lo is arranged in this assembly behind the deflecting mirror 9 in such a way that, although the infrared radiation from the eighteen fields of view, virtually no interference radiation is received.
- All reflective parts 3, 4, 5, 6, 7 and 9 of the present Infrared radiation motion detector 1 are designed as plastic parts with aluminum-coated optically active surfaces. They are inexpensive to manufacture and still have a relatively low attenuation. However, if even higher demands are placed on the reflective properties, a number of known materials are available, such as mirror-finished rolled aluminum for the flat surfaces, as well as pressed and polished aluminum sheet or extruded pure aluminum sheet for the concave mirror.
- the device described is characterized both by a simple and inexpensive construction, and by a maximum in terms of image sharpness in the entire monitoring area, energy flow and number of beams, dimensions, and signal-to-noise ratio, and thus meets the highest requirements in terms of economy and a permanently safe, largely insensitive to interference Function.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen auf elektromagnetische Strahlung insbesondere im Infrarotbereich ansprechenden Bewegungsmelder mit einer einzigen als vorzugsweise sphärischer Hohlspiegel ausgebildeten Optik zur Bündelung der Strahlung auf einen Strahlungsempfänger, wobei durch ein zwischen Optik und Strahlungsempfänger angeordnetes Verbindungsteil mit reflektierenden Innenflächen mehrere getrennte Gesichtsfelder gebildet sind, aus denen die Strahlung zum Strahlungsempfänger gelangt. Solche Bewegungsmelder werden hauptsächlich als Einbruchmelder verwendet, bei denen mittels einer geeigneten Schaltung die Änderung der aus dem zu überwachenden Raum bzw. Bereich aufgenommenen Strahlung entweder direkt durch die im Infrarot-Bereich liegende Wärmestrahlung der unerlaubt eindringenden Person oder durch die von ihr reflektierte Strahlung einer gesonderten Strahlungsquelle als Alarm ausgewertet wird. Dabei bewirkt die Aufteilung des Überwachungsbereiches in mehrere getrennte Gesichtsfelder (Strahlenbündel) eine Erhöhung der Sicherheit, weil dadurch auch schon bei geringfügigen Bewegungen des Eindringlings in allen Richtungen mit großer Wahrscheinlichkeit eine alarmindizierende Änderung der Strahlungsintensität auftritt.The invention relates to a motion detector which responds to electromagnetic radiation, in particular in the infrared range, with a single optic designed as a preferably spherical concave mirror for focusing the radiation onto a radiation receiver, wherein a separate part with reflecting inner surfaces arranged between the optics and the radiation receiver forms a plurality of separate visual fields from which the Radiation reaches the radiation receiver. Such motion detectors are mainly used as intrusion detectors, in which, by means of a suitable circuit, the change in the radiation picked up from the room or area to be monitored is either directly caused by the thermal radiation of the unauthorized person entering the infrared range or by a separate person's reflected radiation Radiation source is evaluated as an alarm. The division of the surveillance area into several separate fields of view (beam) increases security because even with slight movements of the intruder in all directions, an alarm-indicating change in the radiation intensity is likely to occur.
Ein Bewegungsmelder dieser Art ist bereits aus der DE-AS 26 53 llo (sowie der damit weitgehend übereinstimmenden DE-OS 28 36 462) bekannt geworden. Im Gegensatz zu den vielen, z.B. aus den DE-AS 25 37 380, DE-OS 21 o3 9o9, DE-OS 26 45 040, DE-OS 29 o4 654 und US-PS 39 23 382 bekannten Bewegungsmeldern, bei denen die getrennten Gesichtsfelder nur durch aufwendige und teuere Vielfachoptiken, -Umlenkspiegel bzw. -Empfänger erreicht werden, sind dazu bei diesem "Infrarotstrahlungs-Einbruchdetektor" lediglich ein einziger Strahlungsempfänger und nur eine Optik nötig. Er weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, die einem sinnvollen praktischen Einsatz entgegenstehen: Durch die achsparallelen Prismenflächen treffen die Strahlenbündel unter relativ großen Winkeln zur optischen Achse auf den Hohlspiegel, wodurch bei nicht korrigierten sphärischen Spiegeln wegen der sphärischen Aberration keine ausreichend scharfe Abbildung erreichbar ist.A motion detector of this type is already known from DE-AS 26 53 llo (and the DE-OS 28 36 462, which largely corresponds to it). In contrast to the many, for example from DE-AS 25 37 380, DE-OS 21 o3 9o9, DE-OS 26 45 0 4 0 , DE-OS 29 o4 654 and US-PS 39 23 382 known motion detectors, in which the separated fields of view can only be achieved by complex and expensive multiple optics, deflecting mirrors or receivers, are only a single radiation receiver in this "infrared radiation intrusion detector" and only one optic needed. However, it has a number of disadvantages that prevent practical use: the axially parallel prism surfaces cause the beams to hit the concave mirror at relatively large angles to the optical axis, which means that due to the spherical aberration, a sufficiently sharp image cannot be obtained in the case of uncorrected spherical mirrors .
weiterhin werden mit zunehmendem Einfallswinkel der Strahlenbündel zur optischen Achse die Winkel zwischen den entstehenden Gesichtsfeldern immer geringer, was im Hinblick auf eine möglichst vollständige Abdeckung des zu überwachenden Raumes nachteilig ist. Schließlich liegen wegen der achsparallelen Innenwände die am Strahlungsempfänger scharf abgebildeten Punkte des überwachten Raumes in einer zweidimensionalen Ebene, so daß nur für achsnahe Zonen eine scharfe Abbildung erfolgt und die Empfindlichkeit zu größeren Raumwinkeln hin abnimmt; bei Ausleuchten großer Sektoren ist es dadurch möglich, daß im Alarmfall kein Alarm abgegeben wird.furthermore, as the angle of incidence of the beam bundles with respect to the optical axis increases, the angles between the visual fields that arise become smaller and smaller, which is disadvantageous in terms of covering the space to be monitored as completely as possible. Finally, because of the inner walls parallel to the axis, the points of the monitored space that are sharply imaged on the radiation receiver lie in a two-dimensional plane, so that sharp imaging occurs only for zones near the axis and the sensitivity decreases toward larger solid angles; If large sectors are illuminated, it is possible that no alarm is given in the event of an alarm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf möglichst einfache und kostengünstige Weise einen Bewegungsmelder der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Strahlenbündel der einzelnen Gesichtsfelder einen konstanten Abstand voneinander haben, auch bei großen Einfallswinkeln scharf abgebildet werden und unter möglichst kleinen Winkeln zur optischen Achse auf den Hohlspiegel treffen.The invention has for its object to provide a motion detector of the type mentioned, in which the beams of the individual fields of view have a constant distance from each other in a simple and inexpensive manner, are sharply imaged even at large angles of incidence and at the smallest possible angles to the optical axis hit the concave mirror.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohlspiegel am inneren Ende des Verbindungsteiles und der Strahlungsempfänger vor dessen äußerem, die Eingangsöffnung bildenden Ende angeordnet ist, und daß das Verbindungsteil wenigstens eine ebene Innenfläche aufweist, die unter einem von 00 verschiedenen Winkel α (Systemwinkel) zur optischen Achse geneigt ist. Aus dem Stand der Technik ist es zwar bekannt, den Hohlspiegel am inneren Ende des rohrförmigen Teils anzuordnen und den bzw. die Strahlungsempfänger davor (siehe z.B. DE-AS 25 37 380, Fig. 1 u. 3), jedoch derart, daß die vom Hohlspiegel reflektierte Strahlung direkt auf den Strahlungsempfänger fokussiert ist. Beim Erfindungsgegenstand hingegen werden alle schräg zur optischen Achse einfallenden Strahlenbündel sowohl vor als auch nach der Fokussierung durch den Hohlspiegel von den Innenwänden des rohrförmigen Teils reflektiert und zwar umso öfter je großer der Einfallswinkel ist. Außerdem treffen die Strahlenbündel, deren Breite sich aus dem Produkt aus Breite der Eingangsöffnung und cos α ergibt, wegen der schräg verlaufenden Innenflächen unter verhältnismäßig kleinen Winkeln zur optischen Achse auf die Gptik, sodaß auch bei Verwendung von nicht korrigierten billigen sphärischen Hohlspiegeln eine scharfe Abbildung des gε-samten Strahlenbündels erreicht ist. Durch die hohe Abbildungsqualität ist der erfindungsgemäße Bewegungsmelder darüberhinaus besonders gut für den Einsatz von Mehrfach-Sensoren im Strahlungsempfänger geeignet.This object is achieved in that the concave mirror is arranged at the inner end of the connecting part and the radiation receiver in front of its outer end forming the entrance opening, and in that the connecting part is at least one plane Has inner surface which is inclined at an angle α different from 0 0 (system angle) to the optical axis. From the prior art it is known to arrange the concave mirror at the inner end of the tubular part and the radiation receiver (s) in front of it (see for example DE-AS 25 37 38 0 , Fig. 1 and 3), but in such a way that the Radiation reflected by the concave mirror is focused directly on the radiation receiver. In the case of the subject matter of the invention, on the other hand, all beams of rays incident obliquely to the optical axis are reflected by the concave mirror both before and after the focusing from the inner walls of the tubular part, and the more often the larger the angle of incidence, the more often. In addition, the rays, the width of which results from the product of the width of the entrance opening and cos α, hit the optics because of the inclined inner surfaces at relatively small angles to the optical axis, so that even when uncorrected, cheap spherical concave mirrors are used, a sharp image of the entire beam is reached. Due to the high imaging quality, the motion detector according to the invention is also particularly well suited for the use of multiple sensors in the radiation receiver.
Ein weiterer Vorteil der nicht achsparallelen Innenflächen ergibt sich schließlich daraus, daß die nicht parallel zur optischen Achse einfallenden Strahlenbündel eine zum Strahlungsempfänger hin gekrümmte Schärfelinie bewirken. Damit ist besonders bei Ausleuchtung des zu überwachenden Raumes aus einer Ecke heraus eine wesentlich günstigere Empfindlichkeitsverteilung gegeben.A further advantage of the non-axially parallel inner surfaces finally results from the fact that the beams of rays that are not parallel to the optical axis bring about a line of focus that is curved toward the radiation receiver. This provides a significantly more favorable sensitivity distribution, especially when the room to be monitored is illuminated from a corner.
Gegenüber dem Stand der Technik (beispielsweise DE-OS 25 37 3E0, Fig. 1, sowie DE-OS 21 o3 909, Fig. 6 - 8), bei denen dazu teurere Mehrfachspiegel, mehrere konisch verlaufende reflektierende Innenflächen bzw. Linsen oder mehrere Strahlungsempfänger benötigt werden, sind beim Erfindungsgegenstand alle genannten Vorteile zusammen mit einem äußerst einfachen und kostengünstigen Aufbau erreicht.Compared to the prior art (for example DE-OS 25 37 3E0, Fig. 1, and DE-OS 21
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Ausbildungen des erfindungsgemäßen Bewegungsmelders beschrieben.Advantageous refinements or developments of the motion detector according to the invention are described in the subclaims.
Bei Wahl eines Winkels gemäß Anspruch 2 ist ein optimaler Kompromiß zwischen geringem Gerätevolumen einerseits und hoher Abbildungsschärfe, sowie großer Verstärkung (aktiver Strahl - querschnitt) andererseits gegeben.When choosing an angle according to
Besonders geringe Abmessungen bei vernünftigem Winkelabstand zwischen den Gesichtsfeldern erhält man durch eine Ausbildung nach Anspruch 3.Particularly small dimensions with a reasonable angular distance between the visual fields are obtained by an embodiment according to
Bei einer in Anspruch 4 beschriebenen Ausführung ist gewähr - leistet, daß die Gesichtsfelder zwischen Eingangsöffnung des Verbindungsteils und Abbildung des Strahlungsempfängers im Raum parallel sind und damit eine konstante Empfindlichkeit unabhängig von der Entfernung des Eindringlings vom Bewegungsmelder bewirken. Außerdem werden diese Parallelstrahlenbündel nicht durch die Eingangsöffnung beschnitten, sodaß ein maximaler Energiefluß stattfinden kann, ein Vorteil, der insbesondere bei Verwendung von Mehrfach-Sensoren als Strahlungsempfänger von weittragender Bedeutung ist.In an embodiment described in claim 4, it is guaranteed that the visual fields between the entrance opening of the connecting part and the image of the radiation receiver are parallel in space and thus cause a constant sensitivity regardless of the distance of the intruder from the motion detector. In addition, these parallel beams are not trimmed through the entrance opening, so that a maximum energy flow can take place, an advantage that is particularly important when using multiple sensors as radiation receivers.
Bei einem derart aufgebauten Bewegungsmelder ist der Winkel ß, den die Verbindungslinie des Scheitels des Hohlspiegels mit den bezüglich der Innenfläche virtuellen Punkten des Strahlungsempfängers mit der optischen Achse einschließt praktisch gleich dem Systemwinkel α Die unter Einfallswinkeln von 0, + (2 n + 1)·α Grad für n = 0, 1, 2 ... entstehenden Gesichtsfelder weisen daher konstanten Winkelabstand auf, wodurch in Verbindung mit dem Wegfall der geradzahligen Vielfachen von α eine Abdeckung des zu überwachenden Bereiches mit relativ wenig Gesichtsfeldern ermöglicht ist.With a motion detector constructed in this way, the angle β which the connecting line of the apex of the concave mirror with the virtual points of the radiation receiver with the optical axis with respect to the inner surface includes is practically equal to the system angle α. α degrees for n = 0, 1, 2 ... resulting fields of view therefore have a constant angular distance, which, in conjunction with the elimination of the even multiples of α, enables the area to be monitored to be covered with relatively few fields of view.
Eine Ausführung des erfindungsgemäßen Bewegungsmelders nach Anspruch 5 ermöglicht eine Montage quer zur optischen Achse, wodurch ein unauffälliges, nur wenig von der Montagewand abragendes Überwachungsgerät geschaffen ist. In Verbindung mit der Ausgestaltung nach Anspruch 3 sind die Abmessungen so gering zu halten, daß in vorteilhafter Weise sogar ein Einbau in handelsübliche Unterputzdosen möglich und der Bewegungsmelder damit für den Eindringling gänzlich unsichtbar ist. Dabei entsteht durch einen Aufbau gemäß Anspruch 6 eine Auffächerung der überwachten Zone in der zu den angeführten , durch entsprechende .andmontage zweckmä3igerweise horizontalen Gesichtsfeldern senkrechten Ebene in mehrere, durch entsprechende Wahl der Abmessungen des Verbindungsteils, sowie der Lage und Neigung des Umlenkspiegels z.B. drei unter lo, 60 und 8o Grad zur optischen AchsE verlaufende Strahlenbündel-Fächer. Diese Winkel des Vertikaldiagrammes stellen einen für den praktischen Einsatz besonders günstigen Kompromiß zwischen einer relativ kleinen Anzahl von Besichtsfeldern (und damit geringen Störeinflüssen) und einer wirkungsvollen Überwachung dar, da auch in kleinen Räumen sowohl das Feld in Körperhöhe, als auch der direkt vor und unterhalb des Bewegungsmelders liegende Bereich abgesichert ist. Auf diese ebenso einfache und kostengünstige wie elegante WeisE ist eine Umgehung (z.B. durch Unterlaufen) ohne zusätzliches fokussierendes Element, Vergrößerung des Gerätevolumens oder Beschneidung der horizontalen Gesichtsfelder des Bewegungsmelders weitestgehend unmöglich gemacht.An embodiment of the motion detector according to the invention according to
Gemäß Anspruch 7 kann der Strahlungsempfänger im Umlenkspiegel integriert sein. In der Regel ist es jedoch zweckmäßiger, den Strahlungsempfänger nach Anspruch 8 in Strahlungsrichtung hinter dem Umlenkspiegel anzuordnen, weil er dadurch vor elektromagnetischen Störstrahlungen aller Art (z.B. UKW- und CB-Funk, atmosphärische Entladungen usw.) geschützt ist und Fehlalarme auf diese Weise minimiert sind. Zudem ist ein derartiger Aufbau preiswerter als die Integration des Strahlungsempfängers im Umlenkspiegel.According to
Bei entsprechender Beschaffenheit des zu überwachenden Raumes bzw. Anordnung des Bewegungsmelders kann es wünschenswert sein, einen Bereich von mehr als 90° zur optischen Achse zu überwachen. Dies ist mit dem erfindungsgemä3en Bewegungsmelder ohne weiteres möglich, wenn das Verbindungsteil gemäB Anspruch 9 entsprechende Aussparungen trägt.If the room to be monitored or the arrangement of the motion detector are suitable, it may be desirable to monitor an area of more than 90 ° to the optical axis. This is easily possible with the motion detector according to the invention if the connecting part has corresponding cutouts according to
Ein auch ohne den Umlenkspiegel nach Anspruch 5 besonders kleiner, sogar für den Einbau in handelsübliche 55 mm-Unterputzdosen geeigneter Aufbau des erfindungsgemäßen Bewegungsmelders ist durch die in Anspruch lo beschriebene Ausführung ermöglicht. Wenn dabei, oder auch bei anderen entsprechend gestalteten Bewegungsmeldern, der Strahlungsempfänger aus Gründen einer einfachen und preisgünstigen Montage mit seinem der Sensorfläche gegenüberliegenden Teil direkt auf der Schaltungsplatine montiert ist, bewirkt ein (dem an dieser Stelle geringen Querschnitt der Strahlenbündel entsprechend) kleiner Umlenkspiegel nach Anspruch 11 auf sehr einfache, die übrigen Strahlengänge praktisch nicht störende Weise eine vollständige Umlenkung der fokussierten Strahlenbündel auf den bzw. die Sensoren des Strahlungsempfängers.A design of the motion detector according to the invention which is particularly small even without the deflecting mirror according to
mit Hilfe der in Anspruch 12 angegebenen, an sich bekannten Blenden ist es auf einfache und kostengünstige Weise möglich, die Breite und Anzahl der Gesichtsfelder nach den Bedürfnissen des Einzelfalls zu wählen. Beispielsweise hat es sich in der Praxis als zweckmäßig erwiesen, in der horizontalen Ebene etwa 5 bis 7 Gesichtsfelder zu belegen, da dies einen günstigen Kompromiß zwischen möglichst vielen Änderungen der Strahlungsintensität einerseits und möglichst geringem Störgeräusch andererseits ergibt. Soll hierbei ein optimales Verhältnis von Größe des Bewegungsmelders zu Querschnitt und damit Energie des Rand-Ge - sichtsfeldes erreicht werden, so ist eine Ausbildung nach Anspruch 13 zweckmäßig.with the help of the known aperture indicated in
Die Figuren zeigen ein im Infrarotbereich arbeitendes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäBen Bewegungsmelders. Dabei ist Fig. 1 eine Draufsicht auf das geöffnete Gerät und Fig. 2 ein Achsialschnitt senkrecht dazu. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in beiden Figuren die für die Erfindung unwesentlichen dem Strahlungsempfänger nachgeschalteten Schaltungsbauteile weggelassen. Aus dem gleichen Grund ist jeweils nur von einem einzigen Strahlenbündel der vollständige Verlauf dargestellt und von den übrigen lediglich ein Teil des Mittelstrahls.The figures show an embodiment of the motion detector according to the invention working in the infrared range. 1 is a plan view of the opened device and FIG. 2 is an axial section perpendicular to it. For reasons of clarity, the circuit components downstream of the radiation receiver which are insignificant for the invention are omitted in both figures. For the same reason, the complete course of only one beam is shown and only a part of the central beam of the rest.
Der Infrarotstrahlungs-Bewegungsmelder 1 besteht aus einem auf einer zugleich als Träger dienenden Schaltungsplatine 2 angeordneten, aus,vier aufeinander senkrecht stehenden Wänden 3, 4, 5, 6 mit ebenen reflektierenden Innenflächen gebildeten Ver - bindungsteil, einem das innere Ende des Verbindungsteils ab - schließenden sphärischen Hohlspiegel 7, sowie einem vor der Eingangsöffnung des Verbindungsteils auf einem Träger 8 angebrachten ebenen Umlenkspiegel 9 und einem in der Draufsicht dahinter liegenden Strahlungsempfänger lo (Pyroelektrisches Element). Die beiden Wände 3, 4 verlaufen parallel zueinander, wobei die eine Wand 3 direkt auf der Schaltungsplatine 2 befestigt ist und die andere 4 als lösbarer Deckel mittels Schrauben 11 an Abstandsblöcken 12, deren innerer zugleich als Träger für den Hohlspiegel 7 dient.The infrared
Die beiden anderen Wände 5, 6 verlaufen symmetrisch zu der in der Ebene der Deckel-Innenfläche liegenden optischen Achse A und sind zu dieser in Richtung zur quadratischen Eingangsöffnung des Verbindungsteils hin unter einem Systemwinkel von 8,5° geneigt. Der Strahlungsempfänger lo ist nicht genau im Brennpunkt des Hohlspiegels 7 angeordnet, sondern in einem Abstand vor dessen Scheitel S, der um den Faktor 1 +
In der Achsialebene senkrecht zu den parallelen Wänden 3, 4 entstehen durch entsprechende Abmessungen des Verbindungsteils, sowie Bemessung von Größe, Lage und Neigungswinkel (hier 35° zur optischen Achse A) des Umlenkspiegels 9 drei von der Eingangsöffnung des Verbindungsteils unbeschnittene parallele Gesichtsfelder unter den Winkeln von lo°, 60° und 80° zur optischen Achse A, aus denen Strahlung durch die Eingangsöffnung des Verbindungsteils zum Strahlungsempfänger lo gelangt. Durch Wahl eines Verhältnisses der Länge des Verbindungsteils zu seiner Öffnungsbreite von etwa 5 : 1 ist bei einer Brennweite des Hohlspiegels 7 von loo mm ein bei ausreichender Empfindlichkeit besonders kleines Gerätevolumen erreicht.In the axial plane perpendicular to the
Der steile 10° - Strahlenbündelfächer tritt dabei nicht über den Umlenkspiegel 9, sondern auf direktem Wege in das Verbindungsteil ein und ist zur wirksamen Vermeidung einer Umgehung bzw. Ausschaltung der Überwachung durch Bewegungen unterhalb der 60 - bzw. 80°-Gesichtsfelder vorgesehen.The steep 10 ° beam bundle does not enter via the
Der beschriebene Infrarot-Strahlungsbewegungsmelder 1 wird mit der Schaltungsplatine 2 derart an der Wand montiert, daß die optische Achse A vertikal verläuft, sodaß der Überwachungsbereich horizontal in sechs und vertikal in drei Gesichtsfelder aufgeteilt ist. Die damit erreichten achtzehn Strahlenbündel leuchten die zu überwachende Zone, insbesondere bei Montage des Bewegungsmelders 1 in einer Ecke des Raumes ausreichend aus, wobei ein günstiger Kompromiß zwischen Störanfälligkeit einerseits und möglichst vielen alarmindizierenden Strahlenbündeln andererseits erreicht wird. Außerdem ist das Gerät durch den genannten Aufbau sehr flach und damit unauffällig ausführbar. Der Strahlungsempfänger lo ist bei dieser Montage derart hinter dem Umlenkspiegel 9 angeordnet, daß zwar die Infrarot-Strahlung aus den achtzehn Gesichtsfeldern jedoch so gut wie keine Störstrahlung empfangen wird.The described infrared
Alle reflektierenden Teile 3, 4, 5, 6, 7 und 9 des vorliegenden Infrarotstrahlungs-Bewegungsmelders 1 sind als Kunststoffteile mit aluminiumbedampften optisch aktiven Flächen ausgeführt. SiE sind billig in der Herstellung und weisen trotzdem eine verhältnismäßig geringe Dämpfung auf. Werden jedoch noch höhere Anforderungen an die Reflexionseigenschaften gestellt, so stehen dafür eine Reihe bekannter Materialien zur Verfügung, wie z.B. spiegelblank gewalztes Aluminium für die ebenen Flächen, sowie gepreßtes und geglänztes Aluminiumblech bzw. fließgepreßtes Reinaluminiumblech für den Hohlspiegel.All
Beim Überschreiten der Gesichtsfeldgrenzen durch eine unerlaubt in den überwachten Raum eindringende Person ergeben sich Änderungen der Infrarotstrahlungsintensitst, die von dem pyroelektrischen Element le registriert und in der nachfolgenden elektronischen Schaltung in bekannter weise als Alarm ausgewertet werden.When the visual field limits are exceeded by a person entering the monitored room without authorization, changes in the infrared radiation intensity result which are registered by the pyroelectric element le and are evaluated in a known manner in the subsequent electronic circuit as an alarm.
Insgesamt zeichnet sich das beschriebene Gerät sowohl durch einen einfachen und kostengünstigen Aufbau, als auch durch ein Cptimum hinsichtlich Abbildungsschärfe im gesamten Überwachungebereich, Energiefluß und Anzahl der Strahlenbündel, Abmessungen, sowie Störabstand aus und erfüllt damit höchste Anforderungen bezüglich Wirtschaftlichkeit und einer dauerhaft sicheren, weitgehend störunempfindlichen Funktion.Overall, the device described is characterized both by a simple and inexpensive construction, and by a maximum in terms of image sharpness in the entire monitoring area, energy flow and number of beams, dimensions, and signal-to-noise ratio, and thus meets the highest requirements in terms of economy and a permanently safe, largely insensitive to interference Function.
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