ES2233741T3 - Lente de fresnel segmentada. - Google Patents

Abstract

Lente de Fresnel segmentada de forma esférica, que comprende una pluralidad de segmentos de lente de Fresnel capaces concentrar respectivos haces de radiación sobre un sensor óptico (10) dispuesto en la zona focal (11) de la lente, y una pluralidad de bandas externas (5, 6) de segmentos plásticos (S), una encima de otra (5, 6), caracterizada en que el número de segmentos de plástico (S) es distinto del número de segmentos de lente de Fresnel de manera que no existe correspondencia visual directa entre los segmentos de plástico (S) y los citados segmentos de lente de Fresnel o segmentos de radiación.

Description

Lente de Fresnel segmentada.

La presente invención se refiere a una lente de Fresnel segmentada, para ser utilizada como concentrador de rayos infrarrojos en un elemento sensible a la luz (sensor óptico), en particular de aplicación en sistemas anti-intrusión o en sistemas de detección de actividad en general.

Tal como es conocido, los dispositivos de detección de actividad por infrarrojos, o sensores, comprenden un elemento capaz de captar y concentrar rayos para maximizar la ganancia de señal y un sensor electro-óptico capaz de recibir la señal de radiación.

Una circuitería electrónica asociada al sensor puede detectar fluctuaciones en la señal de salida del sensor que son el resultado de las variaciones en la señal de radiación.

El principio sobre el cual se basan estos sensores infrarrojos es el siguiente.

Debido a que las personas y los objetos tienen normalmente, en general, diferenciales de temperatura respecto al entorno que los rodea, emiten niveles de radiación infrarroja que generalmente son diferentes de los niveles de fondo. En consecuencia, producen fluctuaciones en la intensidad de la radiación cuando atraviesan el campo óptico el cual, debidamente amplificado, puede detectarse mediante la circuitería electrónica asociada al sensor.

Utilizando dichos concentradores de radiación, son suficientes diferenciales de temperatura de menos de un grado Celsius para detectar la presencia de una persona o un objeto que se mueve.

La lente de Fresnel, o lente de Fresnel segmentada, que es una lente que consiste en una pluralidad de bandas o segmentos de la lente de Fresnel, cada uno de los cuales puede cubrir una determinada área del espacio que se controla, se utilizan normalmente como elementos de concentración de la radiación.

US 4.930.864 describe un sistema en forma de cúpula de lente de Fresnel segmentada asociado a un sensor de actividad infrarrojo.

El sistema de lente comprende una pluralidad de segmentos de lente de Fresnel distribuidos en la superficie de una cubierta esférica, cada una capaz de recibir la radiación de una zona distinta centrada alrededor de un eje óptico y un foco correspondiente en la zona focal.

El modelo de utilidad italiano nº 218696 presentado el 10 de agosto de 1987 describe un sensor similar con una lente de Fresnel segmentada, que puede insertarse en unas cajas normalizadas montadas en la pared para sostener módulos eléctricos.

EP-0484293 describe un sensor de actividad infrarrojo que comprende una lente en forma de cubierta con una pluralidad de segmentos de lente de Fresnel dispuestos en tres bandas una sobre la otra para provocar que la radiación que proviene de la parte superior, la parte central y la parte inferior, respectivamente, del espacio que se está controlando, converja sobre el elemento sensible infrarrojo. En las soluciones de la técnica anterior, existe normalmente una correspondencia visual entre los segmentos de la lente de Fresnel formados en la cubierta de plástico y los segmentos correspondientes o haces de rayos que se dirigen hacia el elemento sensible mediante los segmentos de plástico. Esto permite una fácil identificación de la dirección de los rayos incluso a una distancia.

Además, la disposición de las bandas determinada por los segmentos de las lentes de Fresnel no siempre ofrece a una barrera absoluta para interceptar cualquier intento de intrusión.

El objetivo de la invención es eliminar los inconvenientes de las soluciones de la técnica anterior.

En particular, un objetivo de la presente invención es disponer una lente de Fresnel segmentada en la que no existe correspondencia visual entre los haces de radiación y los segmentos de plástico, para así ocultar la dirección de los haces.

Otro objetivo de la invención es disponer la citada lente de Fresnel segmentada con una orientación de los haces que permita la creación de una barrera completa capaz interceptar cualquier intento de intrusión en el espacio controlado por el sensor combinado con la lente.

Los objetivos anteriores se logran mediante la lente de Fresnel segmentada de acuerdo con la invención, la cual presenta las características de la reivindicación independiente 1 adjunta.

En las reivindicaciones dependientes se exponen realizaciones ventajosas de la invención.

Esencialmente, la lente de acuerdo con la invención comprende dos bandas horizontales de segmentos de plástico a los cuales corresponden cuatro bandas horizontales de segmentos de radiación o haces de radiación. No existe, por lo tanto, correspondencia entre los segmentos de plástico y los segmentos de radiación o hace de intercepción.

Las cuatro bandas de radiación o segmentos intercepción son de distintos tamaños verticales y se dividen en un número diferente de segmentos.

En particular, partiendo del fondo, la primera banda tiene tres segmentos, la segunda cinco, la tercera seis y la cuarta cuarto tres.

La extensión horizontal angular del campo de alcance de la lente es de aproximadamente 112 grados, mientras que la extensión vertical angular es de aproximadamente 36º, más 6º sobre la horizontal y -30º por debajo de la horizontal.

La primera banda y más inferior tiene un alcance limitado a un máximo de 1,5 metros, mientras que las otras crean una barrera en aproximadamente 7 metros.

La tercera banda desde el fondo con seis segmentos no presenta prácticamente inclinación respecto a la horizontal.

Otras características de la invención serán más claras a partir de la descripción detallada que sigue, las cuales hacen referencia a una realización puramente de ejemplo, y por lo tanto no limitada, de la misma, la cual se ilustra en los dibujos que se adjuntan, en los cuales:

La figura nº 1 es una vista axonométrica esquemática de una lente de Fresnel segmentada de acuerdo con la invención;

La figura nº 2 es un desarrollo de la lente de la figura nº 1;

La figura nº 3 es una vista en planta desde arriba que muestra el alcance angular de la lente en el plano horizontal;

La figura nº 4 es una vista lateral que muestra el alcance angular de la lente en el plano vertical.

Con referencia a las figuras, y por ahora en particular a las figuras nº 1 y 2, la lente de acuerdo con la invención ha sido designada en conjunto con la referencia número (1).

La lente (1) de acuerdo con la invención se denomina lente de Fresnel segmentada ya que consiste en una pluralidad de segmentos o tramos de lente de Fresnel, tal como se describirá mejor en lo sucesivo.

La lente (1) apropiada, tal como se muestra en la figura nº 1, tiene una superficie esférica y está sostenida por un cuerpo (2) en forma de caja que consiste en pares de paredes planas opuestas enfrentadas.

La lente (1) y el cuerpo de apoyo (2) están formados normalmente en un solo cuerpo por moldeado de un material de plástico.

Tal como puede apreciarse esquemáticamente en la figura nº 1, en el cuerpo (2) se disponen unas guías (3) y unos medios de acoplamiento (4) para fijar la lente, por ejemplo a un módulo eléctrico que puede insertarse en una caja montada en la pared.

Tal como se muestra esquemáticamente en la figura nº 1, la lente (1) está dividida geométricamente por una línea (L) en dos bandas horizontales (5, 6), comprendiendo cada una nueve segmentos de plástico, los cuales se aprecian mejor en el desarrollo de la figura nº 2. Los segmentos de plástico, indicados esquemáticamente por (S) en las figuras nº 1 y 2, asociados a la geometría externa de la lente, no corresponden al mismo número de segmentos ópticos, es decir, segmentos de radiación.

Al contrario, tal como puede apreciarse en la figura nº 2, y mejor en las figuras nº 3 y 4 que ilustran los ángulos de alcance de la lente, las dos bandas (5) y (6) de segmentos de plástico (S) coinciden con cuatro bandas (A, B, C, D) de segmentos de radiación, de los que se muestran los focos correspondientes (F_{A}), (F_{B}), (F_{C}) y (F_{D}) en la figura nº 2.

En particular, avanzando desde el fondo hacia la parte superior, la banda (C) comprende tres segmentos de radiación, la banda (B) cinco segmentos, la banda (A) seis segmentos y la banda (D) de nuevo tres segmentos.

La falta de correspondencia visual entre el segmento de plástico (S) y los segmentos de radiación hace posible ocultar la dirección de los haces de radiación. Esto es especialmente útil en aplicaciones antirrobo.

La orientación de los haces de radiación que se dirigen hacia la zona focal (11) de la lente (mostrado en líneas discontinuas en la figura nº 2), donde se dispone un sensor óptico (10), puede apreciarse en de las figuras nº 3 y 4.

En particular, considerando que el sensor, en instalaciones de cajas montadas en la pared normales, está dispuesto a una altura de aproximadamente 1,2 metros del suelo, la banda inferior (C) está dirigida hacia abajo y presenta una extensión de aproximadamente 1,5 metros (figura nº 4) con un alcance angular en el plano horizontal de aproximadamente 75º.

Las tres bandas restantes (B), (A) y (D) crean una barrera a 7,5 metros aproximadamente y en conjunto determinan un alcance angular, en el plano horizontal, de aproximadamente 112 grados.

La figura nº 3 muestra los haces de radiación correspondientes a los segmentos de las distintas bandas (A), (B), (C) y (D).

Tal como puede apreciarse en la figura nº 4, la extensión angular en un plano vertical es de aproximadamente 36º, con un grado de inclinación de +6º hacia arriba y -30º hacia abajo. La banda (A) con seis segmentos, la tercera desde el fondo, no presenta inclinación respecto a la horizontal, para así determinar la mayor concentración de rayos a la altura de intercepción típica de una persona, que corresponde al nivel de instalación del sensor, que es de aproximadamente 1,2 metros.

La división de la lente en cuatro bandas de radiación, con un total de 17 segmentos, hace posible, en comparación con las soluciones convencionales, tener un mayor alcance angular tanto en la vertical como en la horizontal, permaneciendo igual el tamaño geométrico de la lente.

Se asegura en cualquier caso la creación de una barrera capaz interceptar a cualquiera que se acerque al sensor.

Las ventajas de la lente de Fresnel segmentada de acuerdo con la invención resultan obvias a partir de la descripción anterior pero, sin embargo, su configuración no queda limitada a lo que se ha descrito e ilustrado en los dibujos que se anexan, sino que es susceptible de numerosas modificaciones de detalle dentro del alcance de un experto en la técnica, sin apartarse del alcance de la invención, tal como se establece en las siguientes reivindicaciones.

Claims (10)

1. Lente de Fresnel segmentada de forma esférica, que comprende una pluralidad de segmentos de lente de Fresnel capaces concentrar respectivos haces de radiación sobre un sensor óptico (10) dispuesto en la zona focal (11) de la lente, y una pluralidad de bandas externas (5, 6) de segmentos plásticos (S), una encima de otra (5, 6), caracterizada en que el número de segmentos de plástico (S) es distinto del número de segmentos de lente de Fresnel de manera que no existe correspondencia visual directa entre los segmentos de plástico (S) y los citados segmentos de lente de Fresnel o segmentos de radiación.

2. Lente de Fresnel segmentada según la reivindicación 1, caracterizada en que comprende dos bandas (5, 6) de segmentos de plástico (S) y cuatro bandas (A, B, C, D) de segmentos de radiación.

3. Lente de Fresnel segmentada según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada en que comprende dieciocho segmentos de plástico (S) y diecisiete segmentos de radiación.

4. Lente de Fresnel segmentada según la reivindicación 3, caracterizada en que dichos diecisiete segmentos de radiación que ocupan las cuatro bandas una encima de otra, avanzando desde el fondo hacia la parte superior, se distribuyen de este modo: tres en la banda inferior (C), cinco en la banda media (B), seis en la banda media (A) y tres en la banda superior
(D).

5. Lente de Fresnel segmentada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada en que el alcance angular de dichos segmentos de radiación, en un plano horizontal, es de aproximadamente 112º.

6. Lente de Fresnel segmentada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada en que el alcance angular de dichos segmentos de radiación, en un plano vertical es de aproximadamente 36º, +6º por encima de la horizontal y -30º por debajo de la horizontal.

7. Lente de Fresnel segmentada según la reivindicación 4, caracterizada en que dicha banda (A) con seis segmentos de radiación no presenta inclinación respecto a la horizontal.

8. Lente de Fresnel segmentada según la reivindicación 4, caracterizada en que dicha banda inferior (C) tiene un alcance de aproximadamente 1,5 metros de distancia, mientras que las tres bandas restantes (B, A, D) crean una barrera a 7,5 metros aproximadamente.

9. Lente de Fresnel segmentada según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada en que presenta un cuerpo en forma de caja (2) y está montado junto con el citado sensor óptico (11) y la circuitería electrónica de control asociada en una caja montada en la pared a una altura de aproximadamente 1,2 metros.

10. Sensor de actividad infrarrojo que comprende una lente de Fresnel segmentada (1) capaz de concentrar radiación de detección sobre un elemento sensible o sensor óptico (10) con el cual se combina una circuitería electrónica de control, caracterizado en que la citada lente de Fresnel segmentada (1) presenta las características según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.