EP0218055B1

EP0218055B1 - Infrarot-Bewegungsmelder

Info

Publication number: EP0218055B1
Application number: EP86111436A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. Knaup; Norbert Dipl.-Ing. Schaaf; Fred Dipl.-Ing. Plotz
Original assignee: Heimann GmbH
Current assignee: Heimann GmbH
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1986-08-19
Publication date: 1989-11-08
Also published as: JPS6251482U; EP0218055A1; US4752769A; DE3666887D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Infrarot-Bewegungsmelder gemäß dem ersten Teil des Patentanspruches.
Bei einem Infrarot-Bewegungsmelder dieser Art, der z.B. für den Einbruchalarm dient, besteht die Forderung des Unterkriechschutzes, d.h. der Erfassung von Bewegungen unterhalb des Bewegungsmelders innerhalb einer Zone, die nach Möglichkeit von Wand zu Wand verläuft, also in einem Öffnungswinkel von 180_°.
Es sind Infrarot-Bewegungsmelder bekannt, die aus der Kombination einer Spiegel- und einer Linsenanordnung bestehen (US 3 766 539, 3 631 434). Wegen der einfachen Ausbildung dieser bekannten Infrarot-Bewegungsmelder und der Erfassung der Strahlung in nur einer Ebene ist dabei jedoch kein einwandfreier Unterkriechschutz gewährleistet.
Durch die US-A 3 703 718 ist ein Infrarot-Bewegungsmelder bekannt, bei dem mehrere Gruppen von Spiegelanordnungen vorhanden sind, die die empfangene Infrarotstrahlung auf einen Infrarotdetektor bündeln. Zur Bündelung sind dabei die einzelnen Spiegel der Spiegelanordnungen als kleine Hohlspiegel ausgebildet, was einen erheblichen fertigungstechnischen Aufwand bedeutet. Es ist ferner bekannt, die Strahlungsüberwachung in mehreren Ebenen dadurch sicherzustellen, daß eine Vielzahl von Detektoren in einem Detektorarray sowie auch eine Vielzahl von Fresnellinsen vorgesehen werden (US-A 4 321 594). Auch bei diesem bekannten Infrarot-Bewegungsmelder ist der Aufwand wegen der Vielzahl von Detektoren und Fresnellinsen relativ groß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Infrarot-Bewegungsmelder der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfachem Aufbau ein sicherer Unterkriechschutz erzielbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch den zweiten Teil des Patentanspruches. Durch die Hintereinanderschaltung einer Spiegelanordnung und einer Fresnellinse und die geeignete Anordnung ist es bei einfachem Aufbau, insbesondere bei Verwendung eines einzigen Detektors, möglich, die Infrarotstrahlung in einem solchen Bereich zu erfassen, daß ein Unterkriechen des Bewegungsmelders ausgeschlossen ist.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Bewegungsmelders nach der Erfindung,
Fig. 2 eine Ausführungsform eines Bewegungsmelders nach der Erfindung,
Fig. 3 eine andere Ansicht des Bewegungsmelders gemäß Fig. 1, und
Fig. 4 bis 6 Darstellungen zur Erläuterung des Strahlenverlaufes des Bewegungsmelders gemäß Fig. 2.

In der Figur 1 ist ein Infrarotdetektor 1 dargestellt, der Infrarotstrahlung über eine Optik empfängt, die von einem Spiegel 2 und einer in Strahlenrichtung danach und vor dem Infrarotdetektor 1 angeordneten Fresnellinse 3 gebildet ist. Der Infrarotdetektor 1 ist hinsichtlich seiner Achse 4 gegenüber der Horizontalen 5 um den Winkel , geneigt. Der Neigungswinkel des Spiegels 2 gegenüber der Horizontalen 5 ist mit ex und gegenüber der Achse 4 mit εo bezeichnet. Die Reflexionswinkel des Spiegels 2 haben die Bezeichnungen δ und β und der Einfallswinkel der Strahlung auf den Infrarotdetektor die Bezeichnung ax. Die Brennweite der Fresnellinse 3 ist mit f bezeichnet. Der Brennpunkt liegt im Detektor 1. Die Raumhöhe, in der der Spiegel 2 mit seiner Mittelachse angeordnet ist, ist h.
Der von einem Objekt im Abstand x unter dem Winkel y ausgesandte Strahl wird über den Spiegel 2 auf die Fresnellinse 3 umgelenkt und trifft unter dem Winkel a_x auf dem Infrarotdetektor 1 auf. Durch Variation der Spiegelneigung gegen die Horizontale 5 (Winkel e_x) läßt sich die Reichweite x bzw. der Einfallswinkel einstellen. Bei einem Winkel εx = 25° und ax = 21,25_° ergibt sich eine Reichweite von 0,5 m. Dadurch ist ein einwandfreier Unterkriechschutz gewährleistet.
Die Figur 2 zeigt eine Linsen/Spiegel-Kombination in schematischer Darstellung, bei der die Ebenen E2, E3 und E4 der Fernabsicherung dienen. Die Ebene E1 dient in Verbindung mit den Spiegelsegmenten M1 bis M5 und der in Strahlenrichtung dahinter angeordneten Fresnellinse 3 als Unterkriechschutz. Die äußeren Spiegelsegmente M1 und M5 stehen von der Fresnellinse 3 ab, um den ursprünglichen Blickwinkel der Linse von 130_° im Nahbereich auf 180_° zu erweitern.
Die Figur 3 zeigt den Strahlenverlauf des Bewegungsmelders gemäß Figur 1 nicht von der Seite wie in Figur 1, sondern von oben. Demgemäß sind hier die x- und die y-Achse eingezeichnet, während die z-Achse im Raum vertikal verläuft und senkrecht zur Zeichenebene liegt. In der Figur 3 ist zusätzlich noch der Winkel der einfallenden Strahlung gegenüber der y-Achse ay eingezeichnet.
Der von einem Objekt ausgehende Strahl trifft parallel zur x-Achse auf den Spiegel 2 auf (180_°-Erfassungswinkel) und wird von diesem so auf die Fresnellinse 3 abgelenkt, daß er unter dem Winkel ay auf dem Infrarotdetektor 1 auftrifft. Der Winkel ay darf nicht größer sein als der halbe Blickwinkel der Fresnellinse 3. Durch Variation des Anstellwinkels εx kann der Erfassungswinkel der Unsen/Spiegel-Kombination beliebig eingestellt werden.
Die Figur 4 verdeutlicht die Reichweiten der einzelnen Ebenen E1 bis E4 gemäß Figur 2. Die Linsen-Spiegelkombination ist dabei mit 2,3 bezeichnet. Auch aus der Figur 4 geht hervor, daß bis zu einem Abstand von etwa 0,4 m von der Vertikalen des Bewegungsmelders eine Erfassung der von einem Objekt ausgehenden Infrarotstrahlung gewährleistet ist.
In der Figur 5 ist die Unterteilung des Blickfeldes der Ebenen E2, E3 und E4 in einer Ansicht von oben dargestellt. Der Winkel 26_° ist dabei 5mal, der Winkel 18,6_° 7mal, der Winkel 7,8° 31 mal und der Winkel 11,8_° 11 mal vorhanden.
Schließlich zeigt die Figur 6 die Erfassungszonen des auf 180°-Blickwinkel erweiterten Unterkriechschutzes, der in der Ebene E1 verwirklicht ist.

Claims

Infrarot-Bewegungsmelder mit einem Infrarotdetektor (1) und einer in Strahlenrichtung davor angeordneten Optik (2, 3, M1 bis M5) zur Bündelung der Infrarotstrahlung auf den Detektor (1), bei dem die Optik (2, 3, M1 bis M5) von einer Spiegelanordnung und einer in Strahlenrichtung danach und vor dem Detektor (1) liegenden Linsenanordnung (3) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelanordnung aus mehreren ebenen Spiegelsegmenten (M1 bis M5) besteht, die nebeneinander zur Uberwachung der Unterkriechschutzebene (E1) angeordnet sind, und daß für alle ebenen Spiegelsegmente (M1 bis M5) eine gemeinsame Fresnellinse (3) und ein gemeinsamer Detektor (1) vorhanden sind.