專利名稱：無源紅外檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無源紅外檢測器，用于通過利用熱電元件檢測來自 人體的遠(yuǎn)紅外輻射的熱改變，來檢測作為運(yùn)動對象的闖入者。
背景技術(shù)：
通常，無源紅外檢測器包括由多個鏡形成的外殼或容器以及安裝在 一對側(cè)壁的尖端(tip)上的光學(xué)單元，該對側(cè)壁從外殼的端部延伸并包
括其上安裝有熱電元件的PCB (印刷電路板)，該無源紅外檢測器適于通 過利用熱電元件檢測遠(yuǎn)紅外輻射的熱改變而對警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象 區(qū)域)內(nèi)的闖入者(即人體)進(jìn)行檢測。
在這種無源紅外檢測器中，提供了如下方法，該方法通過利用布置 有多個熱電元件的多個元件而在一個光學(xué)單元中形成單獨(dú)系統(tǒng)，或通過 利用借助于多個光學(xué)單元對警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)進(jìn)行監(jiān)控的 布置，來改進(jìn)警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)的分辨能力以防止由于小 動物(包括鳥和昆蟲)的運(yùn)動引起的錯誤信息。這種類型的無源紅外檢 測器是已知的，例如在日本專利特開No. 101376/1997中所公開的。
然而，現(xiàn)有技術(shù)的無源紅外檢測器在防止作為檢測對象的人走過的 位置(通常與無源紅外檢測器相隔大約2m—30m的位置)處產(chǎn)生錯誤信 息方面的是有效的。因此，難以保持足夠的報(bào)警區(qū)，從而對于防止與接 近無源紅外檢測器運(yùn)動的小動物有關(guān)的錯誤信息的產(chǎn)生是無效的。盡管 已經(jīng)提出一種利用其間具有寬間隔的多個光學(xué)單元的無源紅外檢測器， 但是由于提供寬間隔的目的不同于防止錯誤信息的產(chǎn)生，從而不能對小 動物保持足夠的距離，因此很難區(qū)分人體(人)和飛到檢測器附近的昆 蟲或鳥或爬到檢測器表面上的昆蟲。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種無源紅外檢測器，其能夠在不降低 對警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)內(nèi)的闖入者的檢測性能的情況下，可 靠地判別闖入者和經(jīng)過檢測器附近的小動物。
根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明，提供了一種對例如闖入者之類的運(yùn)動對 象進(jìn)行檢測的無源紅外檢測器，該無源紅外檢測器包括光學(xué)單元，其 具有設(shè)置在基座前面的PCB (印刷電路板)、安裝在其上的以預(yù)定間隔垂 直布置的多個透鏡、和布置在與所述透鏡相對應(yīng)的位置處的檢測元件； 以及用于對所述檢測元件檢測到的信號進(jìn)行處理的控制裝置，其特征在 于所述多個透鏡之間的間隔被設(shè)置為使得它們對于人體的尺寸來說較 小而對于小動物的尺寸來說較大，并且所述控制裝置適于通過對所述檢 測元件檢測到的信號的同時性進(jìn)行判別或通過對所檢測到的信號進(jìn)行求 和，來判斷運(yùn)動對象是闖入者還是小動物。
根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明，由于多個透鏡以預(yù)定間隔垂直布置，并
且由安裝在PCB (印刷電路板)上的檢測元件(各檢測元件對應(yīng)于各透鏡)
所檢測到的信號來判斷運(yùn)動對象是闖入者還是小動物，因此能夠在不降 低對警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)內(nèi)的闖入者的檢測性能的情況下可靠 地區(qū)分闖入者和經(jīng)過檢測器附近的小動物，從而防止錯誤信息的產(chǎn)生。


下面將參照所附附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。圖l一9示出了本
發(fā)明的無源紅外檢測器的一個實(shí)施方式，其中
圖1是示出了本發(fā)明的無源紅外檢測器的一個實(shí)施方式的立體圖； 圖2是在蓋子被去除的情況下圖1的無源紅外檢測器的立體圖； 圖3是在透鏡組件被去除的情況下圖2的無源紅外檢測器的立體圖； 圖4是示出了其控制部的圖1的無源紅外檢測器的框圖； 圖5是示出了圖1的無源紅外檢測器的操作的一個例子的流程圖； 圖6 (a) —6 (d)是示出了圖1的無源紅外檢測器的操作的示例性圖； 圖7是示出了圖1的無源紅外檢測器的布置情況的示例性圖；圖8 (a)和8 (b)是示出了圖1的無源紅外檢測器的操作的示例性 圖；以及
圖9是示出了本發(fā)明的無源紅外檢測器的其他操作的流程圖； 圖10是另一實(shí)施方式的無源M卜檢測器的框圖，示出了其控制部分；
圖11是示出了圖10的無源紅外檢測器的操作的一刊列子的 凝呈圖；以及
圖12 (a) -12 (d)標(biāo)出了圖10的無源紅外檢測器的操作的示例性圖。
標(biāo)號說明
1無源紅外檢測器 2基座
3 蓋子
3a可透射遠(yuǎn)紅外輻射的窗口
4光學(xué)單元
5PCB (印刷電路板)
6外殼
6a開口
7透鏡組件
7a透鏡.
8軸
9a， 9b檢測元件
10控制部
lla， lib放大部
12判別部
13輸出部
14墻
15求和運(yùn)算部
W，W1警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域) Wa, Wb報(bào)警區(qū)域 M闖入者 T小動物P1,P2峰值 U1，U2上升時間點(diǎn) S求和后的信號
具體實(shí)施例方式
如圖l一3所示，無源紅外檢測器1通常包括矩形基座2和可拆卸地 安裝在基座2的前側(cè)上的蓋子3，該矩形基座2在正視圖中具有較長的垂 直邊并且適于安裝在例如墻的安裝表面上，該蓋子3具有能夠透射遠(yuǎn)紅 外輻射的窗口和位于蓋子3內(nèi)的光學(xué)單元4。
如圖2所示，光學(xué)單元4具有外殼6，該外殼6具有一對位于垂直 間隔開位置處的開口 6a，設(shè)置在包括多個透鏡7a的該對開口 6a (或包括 多個鏡的一對鏡組件)內(nèi)的一對垂直間隔開的透鏡組件7，以及布置在透 鏡組件7內(nèi)的PCB (印刷電路板)5 (圖3)。將垂直布置的透鏡組件7 之間的間隔設(shè)置為使得它對于人體M (闖入者)的尺寸而言較小而對于 小動物T的尺寸而言較大。透鏡組件7按照可繞軸8回轉(zhuǎn)并可調(diào)節(jié)的方 式安裝在外殼6上，使得它們以相同的回轉(zhuǎn)角定向。如圖3所示，PCB (印刷電路板)5包括在正視圖中具有較長垂直邊的矩形印刷電路板且其 上安裝有檢測元件9a、 9b，該檢測元件9a、 9b包括熱電元件，各熱電元 件布置在與各透鏡組件7的中心位置大致對應(yīng)的位置處。此外，控制部(控 制裝置)10形成在PCB (印刷電路板)5上(或單獨(dú)布置在印刷電路板上)。
如圖4所示，控制部10包括連接到檢測元件9a、 9b并用于對檢測 元件9a、 9b檢測的信號進(jìn)行放大的放大部lla、 llb，包括用于對來自放 大部1a、 lib的信號(信號1和信號2)進(jìn)行處理的微計(jì)算機(jī)的判別部 12，以及用于輸出判別部12的判別結(jié)果的輸出部13?？刂撇?0可以如 圖5的流程圖所示地根據(jù)存儲在存儲部(未示出)中的程序而工作。
無源紅外檢測器1安裝在例如房間中的墻14上以在預(yù)定高度處發(fā)出 警告，如圖7和8所示。包括多個水平報(bào)警區(qū)域Wa的警戒覆蓋區(qū)域(報(bào) 警對象區(qū)域)W由具有如圖7所示平面圖中的扇形結(jié)構(gòu)的該對垂直布置 的檢測元件9a、 9b形成，并且垂直報(bào)警區(qū)域Wb如圖8 (a)和8 (b)所示地形成。將檢測元件9a、 9b的報(bào)警區(qū)域Wb設(shè)置成使得它們在平面圖 中的扇形結(jié)構(gòu)的警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)Wl中不重疊，然而它們 在遠(yuǎn)離警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)Wl的區(qū)域W2中大致重疊。
即，布置成光學(xué)單元4的透鏡組件7相對于參照物以相同角度定向， 以及各個報(bào)警區(qū)域Wb在充分遠(yuǎn)離無源紅外檢測器1的位置處重疊。無 源紅外檢測器1被布置成通過使光學(xué)單元4圍繞軸8回轉(zhuǎn)從而各透鏡組 件7能夠以相同角度定向。
在這種設(shè)置條件下，在程序啟動(S100)之后，如圖5所示，判斷 由檢測元件9a檢測到的信號1是否超過了在判別部12中設(shè)置的閾值 (S101)，重復(fù)該判斷步驟S101直到信號1超過該閾值(即變成"是")。 當(dāng)信號1在判斷步驟S101處變?yōu)?是"時，判斷由檢測元件9b檢測到的 信號2是否超過了在判別部12中設(shè)置的閾值(S102)，也重復(fù)該判斷步 驟S 102直到信號2超過該閾值(即變成"是")。在判斷步驟S102變?yōu)?是" 時的時間點(diǎn)處，檢測信號l、 2的峰值(S103)。
當(dāng)在步驟S103處檢測到峰值時，判斷信號l、 2的峰值是否同時發(fā) 生(S104)。當(dāng)步驟S104為"是"時，判定存在闖入者并且輸出警報(bào)(S105)， 從而該程序中的一系列步驟結(jié)束(S106)。 g口，在圖5的流程圖中，當(dāng)信 號1、 2的峰值P1、 P2 (圖6 (a))同時發(fā)生時，即當(dāng)檢測元件9a、 9b 都檢測到位于所述區(qū)域W內(nèi)的運(yùn)動對象(圖8 (a))時，將檢測到的運(yùn) 動對象(檢測對象)判斷為闖入者M(jìn) (人體)。
另一方面，如圖6 (b)和6 (c)所示，當(dāng)僅檢測到一個信號(信號 l或2)時，即當(dāng)檢測到位于所述區(qū)域W1內(nèi)的小動物(包括昆蟲或鳥) T且峰值P1、 P2不相同時，如圖8 (b)所示，將檢測到的運(yùn)動對象判斷 為小動物T。此外，當(dāng)峰值P1、 P2彼此指向相反方向并且不相同時(圖 6 (d))，也將運(yùn)動對象判斷為小動物T。因此，基本上能夠改進(jìn)位于靠近 無源紅外檢測器1的區(qū)域Wl內(nèi)的闖入者M(jìn)和小動物T的檢測準(zhǔn)確度。
在圖5的流程圖中所示的程序中，通過對信號1、 2的峰值P1、 P2 是否同時發(fā)生進(jìn)行判別來實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動對象是闖入者M(jìn)還是小動物T的判 斷。然而，如圖9的流程圖中所示，還可以對信號1、 2的上升時間點(diǎn)(或下降時間點(diǎn))的同時性進(jìn)行判別。即，在程序啟動(S100)后，當(dāng)信號1、 2都超過閾值時(SIOI， S102)，對信號l、 2的上升時間點(diǎn)U1、 U2進(jìn)行 檢測(S107)以判別上升時間點(diǎn)U1、 U2是否為同時發(fā)生(S108)。
當(dāng)在步驟S108處判別為"是"時，輸出警報(bào)(S105)并結(jié)束程序(S106)。 同樣在該情況下，當(dāng)信號1、 2的上升時間點(diǎn)Ul、 U2相同時，將運(yùn)動對 象判斷為闖入者M(jìn)，另一方面，如圖6 (b) -6 (d)所示，當(dāng)信號l、 2的 上升時間點(diǎn)U1、U2不相同時，將運(yùn)動對象判斷為例如昆蟲或鳥的小動物。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施方式的無源紅外檢測器1，由 于檢測元件9a、 9b安裝在PCB (印刷電路板)5上，使得它們對應(yīng)于光 學(xué)單元4的該對垂直透鏡組件，并且由控制部10對檢測元件9a、 9b檢測 到的信號進(jìn)行處理以判別運(yùn)動對象是闖入者M(jìn)還是小動物T，因此通過在 預(yù)定方向以及預(yù)定位置處布置該對透鏡組件7，能夠在不降低對警戒覆蓋 區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)W內(nèi)的闖入者M(jìn)進(jìn)行檢測的性能的情況下，檢測 在警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)Wl內(nèi)靠近光學(xué)單元4運(yùn)動的小動物T。
具體地說，由于控制部10被形成為使得它對該對檢測元件9a、 9b 檢測到的信號的峰值P1、 P2或上升時間點(diǎn)U1、 U2進(jìn)行檢測，以檢測這 兩個信號是否同時產(chǎn)生，因此能夠在通過簡化對這兩個信號的處理以避 免控制部10的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況下改進(jìn)運(yùn)動對象的判別準(zhǔn)確度。其結(jié)果是， 能夠在例如飛近無源紅外檢測器1或在其蓋子3上爬行的昆蟲之類的小 動物T與闖入者M(jìn)之間進(jìn)行確定的判別，并防止無源紅外檢測器1產(chǎn)生 錯誤信息。
同樣在優(yōu)選實(shí)施方式的光學(xué)單元4中，由于包括多個相同透鏡7a的 該對透鏡組件7被布置成使得它們相對于各個檢測元件9a、 9b具有相同 的位置關(guān)系，并且該對垂直透鏡組件7之間的空間被設(shè)置成對于警戒覆蓋 區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)中的人體(闖入者M(jìn))而言較為小且對于小動物T 而言較大，因此能夠進(jìn)一步改進(jìn)對接近無源紅外檢測器1的運(yùn)動對象的判 別準(zhǔn)確度。此外，由于多個垂直布置的透鏡7a被用作光學(xué)單元4的透鏡 組件7，因此能夠可靠地檢測警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)W內(nèi)的紅外 線，從而優(yōu)選地使用本發(fā)明的檢測器作為檢測闖入者的無源紅外檢測器。圖10是本發(fā)明另一實(shí)施方式的無源紅外檢測器的控制部的框圖，圖 11是示出了圖10的無源紅外檢測器的操作的一個例子的流程圖，以及圖 12 (a) —12 (d)是示出了圖IO的無源紅外檢測器的操作的示例性圖。
在本實(shí)施方式中使用與之前實(shí)施方式中使用的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo) 記。本實(shí)施方式特有的特征在于通過對檢測元件9a、 9b檢測到的信號1、 2進(jìn)行求和來判別運(yùn)動對象是闖入者M(jìn)還是小動物T。因此，控制部(控 制裝置)10包括放大部lla、 llb，對放大部lla、 llb放大后的信號l、 2進(jìn)行求和的求和運(yùn)算部15，用于對求和運(yùn)算部15求和后的信號S進(jìn)行 判別的判別部12，以及輸出部13。
如圖11所示，在程序啟動(S200)后，判斷求和后的信號S是否超 過了之前在判別部12中設(shè)置的閾值(S201)，并重復(fù)該判斷步驟S201直 到信號S超過該閾值(即變成"是")。當(dāng)變成"是"時，輸出警報(bào)(S202) 并結(jié)束程序(S203)。根據(jù)本實(shí)施方式，如圖12 (a)所示，當(dāng)信號1、 2 的求和后的信號S超過上閾值或下閾值時，將運(yùn)動對象判別為闖入者M(jìn), 另一方面，如圖12 (b) —12 (d)所示，當(dāng)求和后的信號S不超過上閾 值或下閾值時，將運(yùn)動對象判別為小動物T。因此，也可以得到與之前實(shí) 施方式相同的效果。
已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明。顯然，在閱讀并理解了之前 的詳細(xì)描述以后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以想到修改和變型。例如，透 鏡7a本身的結(jié)構(gòu)、方位等可以根據(jù)警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)W的 結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)匦薷?，以及可以使用多?個的檢測元件。此外，通過使各 檢測元件9a、 9b具有多元件或通過利用多個光學(xué)單元來使警戒覆蓋區(qū)域 (報(bào)警對象區(qū)域)W的報(bào)警區(qū)域Wa、 Wb報(bào)警，也能夠與離無源紅外檢 測器的距離無關(guān)地進(jìn)一步改進(jìn)警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)W內(nèi)的檢 測準(zhǔn)確度。
工業(yè)適用性
本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于經(jīng)由基座安裝在房間中的墻表面上的無源紅 外檢測器，而且可以應(yīng)用于安裝無論是在房間內(nèi)部還是房間外部的頂壁 表面或天花板上的各種無源紅外檢測器。
權(quán)利要求
1.一種對例如闖入者之類的運(yùn)動對象進(jìn)行檢測的無源紅外檢測器，該無源紅外檢測器包括光學(xué)單元(4)，其具有設(shè)置在基座(2)前面的PCB(印刷電路板)(5)、安裝在其上的以預(yù)定間隔垂直布置的多個透鏡(7a)、和布置在與所述透鏡(7a)相對應(yīng)的位置處的檢測元件(9a，9b)；以及用于對所述檢測元件(9a、9b)檢測到的信號進(jìn)行處理的控制裝置(10)，其特征在于所述多個透鏡(7a)之間的間隔被設(shè)置為使得它們對于人體(M)的尺寸來說較小而對于小動物(T)的尺寸來說較大，并且所述控制裝置(10)適于通過對所述檢測元件(9a、9b)檢測到的信號的同時性進(jìn)行判別或通過對所檢測到的信號進(jìn)行求和，來判斷運(yùn)動對象是闖入者還是小動物。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種無源紅外檢測器，其能夠可靠地判別闖入者和經(jīng)過檢測器附近的小動物，而不降低對警戒覆蓋區(qū)域(報(bào)警對象區(qū)域)內(nèi)的闖入者的檢測性能。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種檢測例如闖入者的運(yùn)動對象的無源紅外檢測器，其包括光學(xué)單元，其具有設(shè)置在基座前面的PCB(印刷電路板)、安裝在其上的以預(yù)定間隔垂直布置的多個透鏡、和布置在與透鏡對應(yīng)位置處的檢測元件；和對檢測元件檢測到的信號進(jìn)行處理的控制裝置，其特征在于多個透鏡之間的間隔被設(shè)置為使得其對于人體的尺寸來說較小而對于小動物的尺寸來說較大，且控制裝置適于通過判別檢測元件檢測到的信號的同時性或通過對所檢測到的信號進(jìn)行求和，來判斷運(yùn)動對象是闖入者還是小動物。
文檔編號G01J1/42GK101641579SQ20088000499
公開日2010年2月3日 申請日期2008年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者澤谷一幸 申請人:日商阿祖美電氣股份有限公司