DE69430113T2

DE69430113T2 - Infrarotes Eindringlings-Detektierungssystem

Info

Publication number: DE69430113T2
Application number: DE69430113T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Imuro; Hiroyuki Tomooka
Original assignee: Optex Co Ltd
Current assignee: Optex Co Ltd
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2014-12-16
Also published as: JPH07174622A; JP2983423B2; EP0660284B1; EP0660284A1; DE69430113D1; US5489892A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Eindringlings-Detektierungssystem, und insbesondere ein passives Detektierungssystem, um eine Detektierung selbst dann sicherzustellen, wenn irgend ein Hindernis zwischen dem Detektor und einem Eindringling auftritt.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein Eindringlings-Detektierungssystem ist üblicherweise mit einem Lichtempfangsfenster mit einer lichtdurchlässigen Scheibe (hierin nachstehend als Fensterscheibe bezeichnet) ausgestattet, durch welches hindurch eine Empfangseinrichtung von einem durch einen Detektionsbereich passierenden Eindringling ausgestrahlte Infrarotstrahlung aufnimmt. Es kann passieren, daß ein Eindringling, welcher von dem Vorhandensein des Detektionssystems Kenntnis hat, absichtlich das Fenster mit einem nicht durchlässigen Material. wie z. B. mit einem Tuch abdeckt, um somit das Detektionssystem auszuschalten. Eine derartige Verdeckung kann sich auch unabsichtlich bedingt durch Wind oder eine andere Ursache ergeben. Demzufolge fällt eine Alarmgabe aus, öffnet sich keine automatische Türe, oder es wird kein Signal an einen Vertragssicherheitsdienst gesendet.
Demzufolge besteht ein Bedarf nach einem passiven Eindringlings-Detektierungssystem welches in der Lage ist, die Detektion eines Eindringlings selbst dann sicherzustellen, wenn das Fenster absichtlich oder unabsichtlich mit einem nicht durchlässigen Material abgedeckt ist.
Ein derartiges System ist aus EP-A-499 177 bekannt, welches ein Eindringlings- Detektierungssystem zur Erfassung von einem menschlichen Eindringling ausgestrahlter Infrarotstrahlung durch eine Fensterscheibe und die Detektion der Eindringung durch den Empfang eines Ausgangssignals aus den Infrarotsensor offenbart, wobei das System eine Lichtemissionseinrichtung zur Ausstrahlung einer Infrarotstrahlung auf einen Detektionsbereich und eine Lichtempfangseinrichtung für den Empfang zumindest eines Teils der durch die Lichtemissionseinrichtung projizierten Infrarotstrahlung über einen optischen Hindernis-Detektionspfad enthält, wobei die Lichtemissionseinrichtung und die Lichtempfangseinrichtung in entgegengesetzten Positionen angeordnet sind.
Somit ist selbst dann, wenn eine lichtabsorbierende Abdeckung direkt auf der Fensterscheibe oder in einem Abstand davon plaziert wird, die Eindringungsdetektion sichergestellt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Detektionssystems dieser Art, wie sie in dem beigefügten Anspruch beansprucht wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen ist:
Fig. 1 eine vertikale Querschnittsansicht eines in dem erfindungsgemäßen Eindring- Detektionssystem integrierten optischen Abschnitts;
Fig. 2(A) eine Vorderseitenansicht, welche eine in Fig. 1 dargestellte Prismenlinse in einem vergrößerten Maßstab darstellt;
Fig. 2(B) eine Querschnittsansicht entlang der Linie c-c in Fig. 2(A);
Fig. 3 eine Erläuterungsansicht, welche eine von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform durchgeführte optische Aktion beispielhaft darstellt;
Fig. 4 eine Erläuterungsansicht, welche eine durch einen Hindernisakt durchgeführte optische Aktion beispielhaft darstellt;
Fig. 5 eine Erläuterungsansicht, welche eine durch eine andere Art von Hindernisakt durchgeführte optische Aktion beispielhaft darstellt;
Fig. 6 ein Blockschaltbild, welches eine elektrische Schaltung zur Detektion eines Hindernisakts darstellt; und
Fig. 7(A) bis 7(E) schematische Ansichten, welche die Aktionen der in Fig. 6 dargestellten Schaltung darstellen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Gemäß Fig. 1 bis 3 ist das exemplarische Detektionssystem für eine Plazierung an einer Wand ausgelegt. Ein Gehäuse 1 enthält eine an der Wand plazierbare Rückplatte 1A und eine nach vorne stehende Überhang-artige Platte 1B. Das Gehäuse ist mit einer Montageplatte 2 parallel zu der Rückplatte 1A und mit einer Fensterscheibe 3, bestehend aus einer Polyethylenfolie mit einer auf ihrer Rückseite ausgebildeten Fresnel- Linse 4 versehen. Ein PIR-(Passiv-Infrarot-Photosensor)Sensor ist an einer Fokussierungsposition der Fresnel-Linse 4 angeordnet. Die Fensterscheibe 3, die Fresnel-Linse 4 und der PIR-Sensor bilden ein Eindringlings-Detektierungssystem.
Eine Lichtemissionseinrichtung 7, welcher aus einer Infrarot-emittierenden Diode besteht, ist an einem unteren Ende der Montageplatte 2 befestigt, und eine Prismenlinse 8 ist vor der Emissionseinrichtung 7 angeordnet. Eine Lichtempfangseinrichtung 9, welche aus einer Infrarot-Empfangsdiode besteht, ist an einem oberen Ende der Montageplatte 2 befestigt. Das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Reflexionsspiegel, welcher Licht aus der Lichtemissionseinrichtung 7 reflektiert, und dessen Eintritt in die Empfangseinrichtung 9 gemäß Darstellung in Fig. 3 ermöglicht.
Gemäß Darstellung in Fig. 2(A) enthält die Prismenlinse 8 einen Linsenabschnitt 82, um ein geradliniges Durchlassen von Licht dadurch zu ermöglichen, und einen Prismenabschnitt 83, um eine diagonale Ablenkung des Lichts nach oben zu ermöglichen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird die optische Aktion des exemplarischen Systems beschrieben:
Wenn ein Eindringling einen Detektionsbereich passiert, tritt die von dem Eindringling ausgestrahlte Infrarotstrahlung durch die Fensterscheibe 3 und wird von der Fresnel- Linse 4 fokussiert. Dann wird sie von den PIR-Sensor 5 empfangen, welcher ein Signal erzeugt. Die Lichtemissionseinrichtung 7 und die Prismenlinse 8 projizieren Licht sowohl in einen offenen Lichtpfad (A) als auch in einen geschlossenen Lichtpfad (B). Wenn kein Hindernisobjekt in den Lichtpfad (A) auftritt, wird das Licht in den offenen Lichtpfad (A) projiziert, und zerstreut sich, ohne von der Empfangseinrichtung 9 empfangen zu werden. Ein Teil des Lichts aus der Emissionseinrichtung 7 wird in den geschlossenen Lichtpfad (B) projiziert, und tritt nach der Reflexion auf dem Spiegel 10 in die Empfangseinrichtung 9 ein. Der Pfad von der Lichtemissionseinrichtung 7 zu der Lichtempfangseinrichtung 9 über den Reflexionsspiegel 10 bildet einen Hindernisdetektions-Lichtpfad 13, welcher durch die Pfeile dargestellt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird eine Gegenmaßnahme gegen eine Hindernisaktion beschrieben.
Ein Hindernisobjekt 11 wird in einem Abstand von der Fensterscheibe 3 so plaziert, daß der PIR-Sensor 5 nicht mehr die von einem den Detektionsbereich passierenden Eindringling ausgestrahlte Infrarotstrahlung empfangen kann. Das Licht in dem offenen Lichtpfad (A) wird an dem Hindernisobjekt 11 reflektiert, und ein Teil davon wird von der Empfangseinrichtung 9 empfangen, und dadurch die Menge des in der Empfangseinrichtung 9 empfangenen Lichts erhöht.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird eine Gegenmaßnahme als Antwort auf eine andere Art einer Hindernisaktion, welcher auf das direkte Abdecken der Fensterscheibe 3 zielt, beschrieben.
Eine Hindernisabdeckung 11 wird direkt auf der Fensterscheibe 3 plaziert, so daß der PIR-Sensor 5 nicht mehr die von einem durch den Detektionsbereich passierenden Eindringling ausgestrahlte Infrarotstrahlung empfangen kann. Die Hindernisabdeckung 11 blockiert auch den geschlossenen Lichtpfad (B) und verringert damit die von der Empfangseinrichtung 9 empfangene Lichtmenge.
Gemäß Fig. 6 emittiert die Lichtemissionseinrichtung 7 Licht nach dem Empfang von Ausgangssignalen eines Impulsgenerators 12. Das zeitliche Intervall T beträgt bevorzugt 0,01 bis 10 Sekunden. Eine kurze Dauer der Zeit T verbessert nicht die Detektionsgenauigkeit, sondern führt zu einem Stromverbrauch durch die konstante Emission von Licht. Eine lange Dauer der Zeit T ist dahingehend nachteilhaft, daß, wenn sich ein Eindringling in die Örtlichkeit unmittelbar nach der Abdeckung des Fensters eingeschlichen hat, der Eindringling nicht durch den PIR-Sensor 5 detektiert werden kann. In diesem Falle besteht eine alternative Möglichkeit, den Vertragssicherheitsdienst über die Detektion eines Hindernisaktes sofort mit der Detektion zu informieren. Die Empfangseinrichtung 9 empfängt ein Teil des Lichts aus der Lichtemissionseinrichtung 7, welches den Hindernisdetektions-Lichtpfad 13 passiert. Das Ausgangssignal der Lichtempfangseinrichtung 9 wird durch einen Verstärker 14 verstärkt, und ein Spitzenwert-Ausgangssignal des Verstärkers 14 wird durch eine Abtast/Halte-Schaltung 15, welche synchron zu dem Impulsgenerator 12 und dem Impulsausgangssignal betrieben wird gespeichert. Eine Fenstervergleichseinrichtung 16 entfernt Komponenten, welche zwischen diesem bei einem Niedrigpegel (Th-L) und einem Hochpegel (Th-H) vorliegen.
Auf diese Weise gibt die Fenstervergleichseinrichtung 16 Signale aus, wenn irgendwelche Komponenten oberhalb und unterhalb dieser Pegel eingegeben werden. Eine Ausgangsschaltung 17 gibt ein Hindenisdetektionssignal als Antwort auf die Ausgangssignale der Fenstervergleichseinrichtung 16 aus.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 werden verschiedene Wellenformen der Signale erläutert:
Fig. 7(A) stellt eine Wellenform des Ausgangssignals des Impulsgenerators 12 dar und Fig. 7(B) stellt das des Verstärkers 14 dar, wobei die mit 1 bezeichnete Wellenform erhalten wird, wenn kein Hindernis vorhanden ist, die mit 2 bezeichnete erhalten wird, wenn einfallendes Licht aufgrund der Zunahme eines Reflexionslichts von einem Hindernisobjekt (Fig. 4) zunimmt, und die mit 3 bezeichnete erhalten wird, wenn ein einfallendes Licht aufgrund des Vorhandenseins eines Hindernisses (Fig. 4) abnimmt. Fig. 7(C) stellt die Wellenformen von Ausgangssignalen der Abtast/Halte-Schaltung 15 dar, wobei die mit 1, 2 und 3 bezeichneten denen mit 1, 2, und 3 bezeichneten entsprechen.
Fig. 7(D) stellt die Wellenformen von in die Fenstervergleichseinrichtung 16 eingegebenen Signalen dar, wobei die Pegel Th-H und Th-L für den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert dargestellt sind. Fig. 7(E) stellt die Wellenformen der Ausgangssignale der Fenstervergleichseinrichtung 16 gemäß den in Fig. 7(D) dargestellten Zuständen dar.

Claims

1. System zum Erfassen von Eindringlingen, das von einem menschlichen Eindringling ausgestrahlte infrarote Strahlung durch ein Fenster (3) des Systems wahrnimmt und das Eindringen über den Empfang eines Ausgangs von dem Infrarotsensor (5) erfasst, wobei das System umfasst:

eine Lichtemissionseinrichtung (7), die außerhalb des Fensters (3) vorhanden ist und Infrarotstrahlen auf einen Erfassungsbereich zu projiziert;

eine Lichtempfangseinrichtung (9), die innerhalb des Fensters (3) vorhanden ist,

wobei die Lichtemissionseinrichtung (7) Licht auf einen ersten Lichtweg (a), der sich zu einem Erfassungsbereich erstreckt, und einen zweiten optischen Weg (B) projiziert, wobei das Licht auf dem zweiten Weg (B) teilweise auf einen Hindemiserfassungs-Lichtweg (13) gerichtet wird, um ein hinderndes Objekt (11) zu erfassen, das das Fenster (3) direkt oder indirekt verdeckt, und

eine Fenstervergleichseinrichtung (16), die einen Ausgang der Lichtempfangseinrichtung (9) mit einem Hochpegel-Ausgangswert derselben, der zuvor erzielt wird, wenn kein Hindernis den ersten Lichtweg (A) stört, sowie mit einem Niedrigpegel-Ausgangswert derselben, der zuvor erzielt wird, wenn kein Hindernis den zweiten Lichtweg (B) stört, vergleicht, so dass die Vergleichseinrichtung (16) das Vorhandensein eines Hindernisses in dem Erfassungsbereich erfasst, wenn der Ausgang der Lichtempfangseinrichtung über dem Hochpegel-Ausgangswert liegt, während sie das Vorhandensein eines Hindernisses an der Außenfläche des Fensters (3) oder in deren Nähe erfasst, wenn der Ausgang unter dem Niedrigpegel-Ausgangswert liegt,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Prisma-Linse (8), die einen Prismenabschnitt (83) und einen Linsenabschnitt (82) umfasst, zwischen der Lichtemissionseinrichtung (7) und dem Fenster (3) angeordnet ist und das von der Lichtemissionseinrichtung (7) auf den ersten bzw. zweiten Lichtweg (A, B) projizierte Licht leitet.