專利名稱：用于改善入侵探測器內(nèi)的抗白光干擾的濾光片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輻射傳感設(shè)備，并且更具體地涉及一種包括多層鍍膜濾光片的輻 射傳感設(shè)備，用于選擇性地允許將特定波長的輻射傳輸至設(shè)備內(nèi)的熱電元件。
背景技術(shù)：
目前，熱電傳感器被用于入侵探測設(shè)備中以識別入侵者。熱電元件對處于由人體 釋放的波長內(nèi)也就是處于大約7μπι至25μπι波段內(nèi)的紅外光是很敏感的。但是，熱電元 件對包括紫外光、紅外光和可見光在內(nèi)的寬帶輻射也很敏感。絕大多數(shù)這種輻射都在由人 體釋放的波段以外，并且主要由具有外部溫度在300開氏度左右的對象釋放。為了使錯誤 報警最小化，如

圖1中所示，在入侵探測中使用的典型熱電傳感設(shè)備10包含窗口(或?yàn)V光 片)14，其過濾也就是最小化例如低于5μπι的波長的透射。更具體地，窗口 14通常是利用 可以由硅構(gòu)成的基片104 (在圖2中示出)形成的。硅吸收低于1. Iym的輻射能量并使高 于1. 1 μ m的輻射能量穿過。通過在硅基片104上放置其他材料構(gòu)成的層108來實(shí)現(xiàn)從1. 1 到5.0μπι的波長過濾。這些層中的材料必須使感興趣的波長(7.0μπι到25.0μπι)穿過， 同時過濾從1. 1 μ m到5. 0 μ m的波長。每種材料自身即可吸收或反射部分未穿過的波長。參照圖1和圖2，已知的熱電傳感設(shè)備10被示出為包括連接至殼體蓋18的窗口 14。印刷電路板組件22包括一個或多個熱電元件，并且在圖1和圖2所示的實(shí)施例中，示出 了兩個熱電元件26。電路板22被連接至殼體底座30，其包括電導(dǎo)線34用于將電信號傳送 至微處理器。如果電信號滿足預(yù)設(shè)條件，那么微處理器將把報警信號傳送至報警系統(tǒng)或監(jiān) 控設(shè)備。如圖2中所示，基片104包括多個涂層108用于構(gòu)成窗口 /濾光片14。涂層108 透射、反射、吸收在窗口 14上聚焦的輻射或者造成該輻射的相消干涉。副濾光片(未示出) 可以被置于窗口 14前方以使窗口 14為主濾光片，主濾光片與副濾光片相結(jié)合以選擇性地 反射輻射能量和使輻射能量穿過。熱電傳感設(shè)備10固有地對檢測到與入侵無關(guān)的刺激敏感，這會導(dǎo)致錯誤的報警 和/或錯誤的檢測。具體地，熱電傳感設(shè)備對于由來自被保護(hù)區(qū)域以外的車頭燈或其他光 源產(chǎn)生的、但是射入熱電設(shè)備視野內(nèi)并最終到達(dá)熱電設(shè)備外殼上的輻射能量敏感。由車頭 燈產(chǎn)生的能量可能足以造成熱電傳感設(shè)備中的報警。入侵系統(tǒng)的錯誤報警非常牽扯精力并 且要耗費(fèi)警局的工時，而且還可能會給保安系統(tǒng)的擁有者帶來昂貴的罰款。目前用于解決該問題的方法包括增強(qiáng)熱電傳感器窗口 /濾光片的阻擋能力以阻 擋不需要的輻射能量。通常，這種方法包括向鏡頭施加材料，有時是染色劑(例如硫化鋅) 以使鏡頭對白光或可見光(能量輻射處于人眼可見的波長下)更加不透明同時能讓IR(紅 夕卜)能量/輻射穿過，或者可以包括增加副濾光片。通常，加至被動式紅外(PIR)入侵探測 器鏡頭以確保忽略車頭燈的白光吸收物質(zhì)的數(shù)量是相當(dāng)多的，并且在紅外區(qū)域內(nèi)對鏡頭透 光率有副作用，這可能會降低熱電傳感器檢測入侵者的能力。當(dāng)施加了相當(dāng)數(shù)量的染色劑 時，鏡頭透光率在5 μ m到25 μ m之間的IR波段內(nèi)可能會被降低至少30%。另一種用于解決錯誤報警問題的方法是給入侵探測器增加副濾光片以確保熱電傳感設(shè)備忽略車頭燈。副濾光片明顯地增加了入侵探測器的成本并且可能會將IR透光率 降低約20%。因此，當(dāng)入侵探測器加入副濾光片以確保熱電傳感設(shè)備忽略車頭燈時，探測 器可能會因?yàn)楦睘V光片減少了可以到達(dá)熱電元件的能量數(shù)量而無法檢測到入侵者。而且， 副濾光片還改變了每一個鏡頭元件和熱電元件之間的光程，這可能會使想要的保護(hù)模式失真。另外，例如從車頭燈到達(dá)熱電傳感器的0. 4 μ m到1. 8 μ m之間的能量相當(dāng)多并且 可能會導(dǎo)致熱電傳感信號足以促使動作傳感器發(fā)出警報。具體地，典型熱電傳感器包含的 濾光片因?yàn)槟芰勘还韬屯繉游斩粫鬏斣摬ǘ蝺?nèi)的能量。但是，隨著濾光片吸收該能 量，能量會被轉(zhuǎn)化為熱量。該熱量被以更長的波長再輻射，穿過濾光片并被一個或多個熱電 元件檢測到。如今，在典型的熱電傳感器內(nèi)使用的濾光片可以包含在1. 8 μ m到5. 0 μ m的 波段內(nèi)造成相消干涉的層。在現(xiàn)有的熱電傳感設(shè)備中，濾光片阻止低于5 μ m的波長到達(dá)熱電元件。這是通過 反射、吸收和相消干涉實(shí)現(xiàn)的。通常使用的材料可以吸收低于1.8μπ 的輻射能量。為了實(shí) 現(xiàn)1.8μπ 到5μπ 之間的能量反射，可以按具體的層厚施加具有不同折射率的材料層以造 成異相反射，異相反射相應(yīng)地造成所需波長的相消干涉。很多具有不同折射率的材料層都 需要覆蓋寬波段的能量。熱電傳感器內(nèi)的典型硅濾光片包含多個交替的材料層，例如鍺和 硫化鋅。例如，鍺吸收低于1. 8 μ m的能量，而硫化鋅吸收低于0. 9 μ m的能量。因此，現(xiàn)有的熱電傳感設(shè)備的缺點(diǎn)是窗口 /濾光片在傳感器元件(也就是殼體和 絕大部分濾光片)附近吸收能量的敏感度。盡管熱電傳感器的窗口 /濾光片阻擋了低于 5 μ m的能量，但是該阻擋的大部分是以能量吸收的形式進(jìn)行的，而較小部分是來自于相消 干涉和反射。吸收的能量被轉(zhuǎn)化為熱量，這些熱量被以可穿過濾光片到達(dá)敏感熱電元件的 波長再輻射，從而會根據(jù)檢測到能源而產(chǎn)生電響應(yīng)，導(dǎo)致錯誤報警。因此希望提供一種熱電傳感設(shè)備和方法，其濾除不需要的能量而不會產(chǎn)生熱量和 不想要的能量再輻射，目的是為了充分地消除錯誤報警/檢測并且沒有現(xiàn)有設(shè)備和方法中 的缺點(diǎn)。進(jìn)一步希望提供一種濾光片，其阻止可見光和近紅外輻射(NIR)能量到達(dá)熱電元 件。而且，還希望簡化制造，降低成本，并且提高現(xiàn)有熱電傳感設(shè)備的可靠性。這樣的濾光 片在其他的IR能量檢測設(shè)備例如熱電堆和輻射熱計中也是很有用的。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一種應(yīng)用中，一種濾光片設(shè)備包括基片，在基片的表面上具有多個涂 層。多個涂層和基片對于特定的輻射波段是可透射的。基片上多個涂層中的每一個涂層都 具有特定的涂層厚度。多個涂層造成特定輻射波段以外的輻射的相消干涉，而特定波段內(nèi) 的輻射則穿過基片和多個涂層。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，多個涂層造成特定輻射波段以外的輻射的相消干涉和反 射，而特定波段內(nèi)的輻射則穿過基片和多個涂層。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，基片上的多個涂層造成特定輻射波段以外的第一組輻射波 段的相消干涉。而且，多個涂層造成特定輻射波段以外的第二組輻射波段的反射，并且第一 組和第二組的波長彼此不同且均在特定輻射波段以外。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，基片被設(shè)置在接收元件和輻射源之間。
在一種相關(guān)的應(yīng)用中，接收元件包括熱電元件。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，基片被設(shè)置在殼體內(nèi)；并且至少一個接收元件被設(shè)置在殼 體內(nèi)。基片被設(shè)置在所述至少一個接收元件和輻射源之間，并且特定波段內(nèi)的輻射穿過基 片和多個涂層到達(dá)所述至少一個接收元件用于引發(fā)電信號。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，設(shè)備進(jìn)一步包括多個接收元件。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，殼體被安裝在箱體內(nèi)，箱體進(jìn)一步包括電子設(shè)備，用于接收由所述至少一個接收元件產(chǎn)生的電信號并在特定波段內(nèi)的特定級別的輻射到達(dá)所述至少 一個接收元件時引發(fā)報警信號。在本發(fā)明的另一種應(yīng)用中，一種濾光片設(shè)備包括基片，在基片的表面上具有多個 涂層。多個涂層和基片對于特定的輻射波段是可透射的?；隙鄠€涂層中的每一個涂層 都具有特定的涂層厚度，并且多個涂層造成特定輻射波段以外的輻射的反射，而特定波段 內(nèi)的輻射則穿過基片和多個涂層。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，基片被設(shè)置在接收元件和輻射源之間。
在一種相關(guān)的應(yīng)用中，接收元件包括熱電元件。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，設(shè)備進(jìn)一步包括多個接收元件。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，基片被設(shè)置在殼體內(nèi)，并且至少一個接收元件被設(shè)置在殼 體內(nèi)?；辉O(shè)置在所述至少一個接收元件和輻射源之間，并且特定波段內(nèi)的輻射穿過基 片和多個涂層到達(dá)所述至少一個接收元件用于引發(fā)電信號。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，殼體被安裝在箱體內(nèi)，箱體進(jìn)一步包括電子設(shè)備，用于接收 由所述至少一個接收元件產(chǎn)生的電信號并在特定波段內(nèi)的特定級別的輻射到達(dá)所述至少 一個接收元件時引發(fā)報警信號。在本發(fā)明的另一種應(yīng)用中，一種熱電傳感設(shè)備包括殼體?；贿B接至殼體并且 基片在基片的表面上具有多個涂層。多個涂層和基片對于特定的輻射波段是可透射的?；?片上多個涂層中的每一個涂層都具有特定的涂層厚度，并且多個涂層造成特定輻射波段以 外的輻射的相消干涉。至少一個熱電元件被設(shè)置在殼體內(nèi)，并且基片被設(shè)置在所述至少一 個熱電元件和輻射之間。特定波段內(nèi)的輻射穿過基片和多個涂層到達(dá)所述至少一個熱電元 件用于引發(fā)電信號。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，特定波段是在約7 μ m到25 μ m(微米)之間。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，多個涂層對低于約5 μ m的波長造成相消干涉。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，多個涂層在約0. 4 μ m到5 μ m之間造成相消干涉。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，多個涂層造成特定輻射波段以外的輻射的相消干涉和反 射，而特定波段內(nèi)的輻射則穿過基片和多個涂層。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，基片上的多個涂層造成特定輻射波段以外的第一組輻射波 段的相消干涉，而且基片上的多個涂層造成特定輻射波段以外的第二組輻射波段的反射。 第一組和第二組的波長彼此不同且均在特定輻射波段以外。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，殼體被安裝在箱體內(nèi)，箱體進(jìn)一步包括電子設(shè)備，用于接收 由所述至少一個熱電元件產(chǎn)生的電信號。電子設(shè)備在特定波段內(nèi)的輻射到達(dá)所述至少一個 熱電元件并且電子設(shè)備確定電信號超出閾值時引發(fā)報警信號。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，殼體被安裝至箱體內(nèi)的印刷電路板(PCB)，并且進(jìn)一步被安裝至PCB的是用于放大電信號的放大器，以及用于將報警信號從電子設(shè)備傳遞至信號設(shè)備 的報警信號繼電器。在本發(fā)明的另一種應(yīng)用中，一種熱電傳感設(shè)備包括殼體。基片被連接至殼體并且 基片在基片的表面上具有多個涂層，多個涂層和基片對于特定的輻射波段是可透射的?；?片上多個涂層中的每一個涂層都具有特定的涂層厚度，并且多個涂層造成特定輻射波段以 外的輻射的反射。至少一個熱電元件被設(shè)置在殼體內(nèi)，并且基片被設(shè)置在所述至少一個熱 電元件和輻射之間。特定波段內(nèi)的輻射穿過基片和多個涂層到達(dá)所述至少一個熱電元件用 于引發(fā)電信號。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，特定波段是在約7μπι到25μπι(微米)之間。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，多個涂層對低于約5 μ m的波長造成反射。
在一種相關(guān)的應(yīng)用中，多個涂層在約0. 4 μ m到5 μ m之間造成反射。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，殼體被安裝在箱體內(nèi)，箱體進(jìn)一步包括電子設(shè)備，用于接收 由所述至少一個熱電元件產(chǎn)生的電信號。電子設(shè)備在特定波段內(nèi)的輻射到達(dá)所述至少一個 熱電元件并且電子設(shè)備確定電信號超出閾值時引發(fā)報警信號。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，殼體被安裝至箱體內(nèi)的印刷電路板(PCB)并且進(jìn)一步被安 裝至PCB的是用于放大電信號的放大器。報警信號繼電器將報警信號從電子設(shè)備傳遞至信 號設(shè)備。在本發(fā)明的另一種應(yīng)用中，一種用于檢測入侵的方法包括提供對于特定的輻射波 段是可透射的濾光片設(shè)備；在基片上施加多個涂層，每一層都具有特定的涂層厚度；使特 定波段的輻射穿過涂層和基片；并利用多個涂層與特定輻射波段以外的輻射相消干涉。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，多個涂層相消干涉并反射特定輻射波段以外的輻射，而特 定波段內(nèi)的輻射則穿過多個涂層和基片。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，該方法進(jìn)一步包括步驟反射第一組至少一個特定輻射波 段，并且相消干涉第二組至少一個特定輻射波段，并且第一組和第二組特定波段彼此不同 且均在特定波段以外。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，該方法進(jìn)一步包括在接收元件和輻射源之間設(shè)置基片。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，該方法進(jìn)一步包括在殼體內(nèi)設(shè)置至少一個熱電元件；將基 片設(shè)置在所述至少一個熱電元件和輻射之間；并通過使特定輻射波段內(nèi)的能量穿過多個涂 層和基片到達(dá)所述至少一個熱電元件來弓I發(fā)電信號。在本發(fā)明的另一種應(yīng)用中，一種用于檢測入侵的方法包括提供對于特定的輻射波 段是可透射的濾光片設(shè)備；在基片上施加多個涂層，每一個涂層都具有特定的涂層厚度； 使特定波段的輻射穿過涂層和基片；并利用多個涂層反射特定輻射波段以外的輻射。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，該方法進(jìn)一步包括在接收元件和輻射源之間設(shè)置基片。在一種相關(guān)的應(yīng)用中，該方法進(jìn)一步包括在殼體內(nèi)設(shè)置至少一個熱電元件；將基 片設(shè)置在所述至少一個熱電元件和輻射之間；并通過使特定輻射波段內(nèi)的能量穿過多個涂 層和基片到達(dá)所述至少一個熱電元件來弓I發(fā)電信號。附圖簡要說明本發(fā)明的上述以及其他的目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)以下對其示范性實(shí)施例的詳細(xì) 說明而變得顯而易見，應(yīng)結(jié)合附圖來閱讀示范性實(shí)施例，在附圖中
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的熱電傳感器的部件分解圖，示出了窗口/濾光片；圖2是圖1中所示現(xiàn)有技術(shù)中的窗口 /濾光片的部件分解圖，示出了基片上的多 個涂層；圖3是根據(jù)本發(fā)明的熱電傳感器的實(shí)施例的部件分解圖，示出了窗口 /濾光片、殼 體、印刷電路板(PCB)和殼體底座，殼體底座具有連接至主電路板的電導(dǎo)線，在圖7的主電 路板中示出了微處理器、放大器和報警信號繼電器；圖4是根據(jù)本發(fā)明的圖3中所示窗口 /濾光片的部件分解圖，示出了基片上的多 個涂層；圖5是圖3中所示窗口的側(cè)面正視截面圖，示出了輻射能量和安裝在熱電PCB上 的熱電元件；圖6是根據(jù)本發(fā)明的被動式紅外(PIR)動作探測器實(shí)施例的透視圖，示出了具有 鏡頭的前蓋以及相匹配的后蓋；和圖7是圖6中所示的PIR動作探測器將前蓋和鏡頭移除后的透視圖，示出了圖3 中所示的安裝在后蓋內(nèi)的熱電傳感器、主印刷電路板(PCB)、微處理器、放大器以及報警信 號繼電器。
具體實(shí)施例方式通常，本發(fā)明包括一種使用濾光片的設(shè)備，用于通過阻擋不需要的輻射波段來抑 制能量吸收。具體地，設(shè)備選擇性地允許或阻止各個波段的輻射到達(dá)接收元件，接收元件可 以包括例如熱電元件。而且，本發(fā)明包括一種熱電傳感設(shè)備以及一種用于檢測入侵的方法。 根據(jù)本發(fā)明的熱電傳感設(shè)備通過阻擋不需要的輻射波段而抑制濾光片內(nèi)的能量吸收。本發(fā) 明消除了不需要的波長內(nèi)的輻射能量，否則其將被濾光片吸收。通過相消干涉和/或通過 反射輻射能量來消除不需要的輻射。根據(jù)本發(fā)明，需要的紅外能量波段被允許透射通過主 濾光片或窗口 204(在圖3和圖5中示出)。但是，本發(fā)明通過利用選定波長的相消干涉和 反射消除了頻帶以外的能量吸收，從而消除了再輻射的熱效應(yīng)。參照圖3和圖4，根據(jù)本發(fā)明的熱電傳感設(shè)備200的圖示實(shí)施例包括殼體202。殼 體202包括連接至殼體蓋208的窗口或?yàn)V光片204。殼體蓋208與用于容納印刷電路板 (PCB) 212的殼體底座220相匹配。印刷電路板裝置212包括兩個熱電元件216，并且在可 選實(shí)施例中可以包括一個或多個熱電元件。電路板212被連接至殼體底座220，其包括電導(dǎo) 線224用于通過安裝在箱體內(nèi)的主PCB 258將電信號傳送至報警系統(tǒng)或監(jiān)控設(shè)備232以實(shí) 施作為入侵探測器500 (在圖6和圖7中示出)。基片312包括多個涂層308。在基片312 上形成的多個涂層308構(gòu)成了窗口 204。涂層308反射在窗口 204處聚集的選定波長的輻 射并造成其相消干涉，如下所述。參照圖6和圖7，熱電傳感設(shè)備200被安裝在入侵探測器500的主印刷電路板 (PCB) 258上。入侵探測器包括具有鏡頭502的前蓋504，以及相匹配的后蓋506以構(gòu)成箱 體508。入侵探測器500進(jìn)一步包括安裝在固定于后蓋506內(nèi)的主PCB 258上的微處理器 252用于確定是否達(dá)到報警閾值。電信號在由微處理器252進(jìn)行處理之前，先由安裝在主 PCB285上的放大器262放大。微處理器252給也安裝在主PCB 258上的繼電器268供電和 斷電。繼電器268打開和關(guān)閉與報警系統(tǒng)控制面板232通信的報警電路。
更具體地，參照圖3-7，根據(jù)本發(fā)明的圖示實(shí)施例，提供了熱電傳感設(shè)備200，其抑 制設(shè)備的窗口 /濾光片204內(nèi)的能量吸收同時阻止不需要的波長(5 μ m及低于5 μ m)，并使 感興趣的波長(7 μ m到25 μ m)420穿過到達(dá)電路板212上的熱電元件216，如圖5中所示。 這是通過圖5中示出的相消干涉424和/或反射416消除能量吸收而實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明通過 在基片312上設(shè)置多個涂層308實(shí)現(xiàn)對選定紅外波段的相消干涉，其中多個涂層如圖5中 所示使感興趣的波長420穿過。對于相消干涉，每一層的折射率和厚度的不同造成被異相 地反射回到自身的能量424，這就造成了入射能的抵消，如圖5中所示。而且，涂層反射特定 波長并使感興趣的波長(7 μ m到25 μ m)穿過?；?12的兩面都加有涂層308，因此得到的濾光片204在組裝期間不必具體定向。可選地，涂層308可以被加在基片的一面并隨后 在組裝期間進(jìn)行具體定向。在操作中，再次參照圖3-7，當(dāng)熱電傳感器的窗口 /濾光片204穿過感興趣的波長 時，由熱電元件26吸收的能量造成元件26升溫。熱電元件26由于熱電效應(yīng)而產(chǎn)生與溫度 變化率成比例的電信號。電信號通過熱電傳感設(shè)備殼體內(nèi)的電路板212離開熱電元件并 由主PCB 258通過電導(dǎo)線224接收。隨后，電信號由安裝在主PCB 258上的放大器262放 大，并由安裝在主印刷電路板258上的微處理器252進(jìn)行處理。微處理器252通過確定是 否達(dá)到了報警閾值來確定入侵探測器500的報警狀態(tài)。報警閾值會在經(jīng)過放大的熱電傳感 設(shè)備電信號大于預(yù)定值時達(dá)到。此時，入侵探測器500將報警信號發(fā)送至報警系統(tǒng)控制面 板232。這是通過微處理器252給主PCB 258上的繼電器268斷電以斷開繼電器或報警電 路而實(shí)現(xiàn)的。開路會被報警系統(tǒng)控制面板232解讀為報警?？刂泼姘迮c探測器500的繼電 器268例如通過有線連接通信。報警可以由控制面板232生成并被傳輸至遠(yuǎn)程接收設(shè)備、 監(jiān)控站以及用于警告應(yīng)急人員。在圖3-5中示出的本發(fā)明的實(shí)施例中，涂層308阻止0. 4 μ m到5 μ m之間的輻射 能量到達(dá)熱電元件216。涂層308反射和/或通過相消干涉消除0. 4 μ m到5 μ m之間的輻 射能量。由此，就不再需要對鏡頭染色和不透明的添加劑以及副濾光片(未示出)。本發(fā)明 的設(shè)備和方法的優(yōu)點(diǎn)是降低了傳感器的成本以及生產(chǎn)出更加強(qiáng)大的入侵探測器。本發(fā)明的 入侵探測器之所以更加強(qiáng)大是因?yàn)榕c典型設(shè)備相比，到達(dá)熱電元件的入侵者的紅外能量數(shù) 量將大大地增加。典型設(shè)備可能包括鏡頭染色劑和副濾光片，它們減少了希望可以透射通 過濾光片的可用波段或選定波段內(nèi)的紅外能量。而且，消除對鏡頭染色和不透明的添加劑 以及副濾光片也降低了入侵設(shè)備200的制造成本。更具體地，根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的相消干涉包括向紅外(IR)可透射的基片 施加涂層308。這些涂層是紅外、近紅外以及可見光可透射的并且造成低于5μπι的能量的 相消干涉。例如，涂層308通過相消干涉來消除約0.4μπι到5μπι之間的入射能量。涂層 308造成所需的特定波長的相消干涉并由此消除窗口 204由吸收得到的熱量。首先，涂層是 在約0. 4 μ m到25 μ m的波段范圍內(nèi)的輻射能量412可透射的，但是，在層內(nèi)，各層折射率以 及分配給每一層的特定厚度的不同造成了相消干涉424，如圖5中所示。相消干涉424如 圖5中所示是由層內(nèi)反射造成的，該反射能量與到達(dá)指定涂層上的入射能量是完美的異相 從而造成入射能量的抵消。一部分反射416如圖5中所示離開前表面。涂層308是一系列 的高低折射率交替的薄材料層。為了確保不會通過吸收能量而產(chǎn)生熱量，涂層必須對要被 阻擋的波長(最小為0. 4 μ m到5. 0 μ m)、對要穿過的波長(7. 0 μ m到25 μ m)以及對其間的波長(5.0μπι到7.0μπι)都是可透射的。例如，滿足涂層透射標(biāo)準(zhǔn)的可用涂層材料有材料折射率通帶(μπι)*硒化鋅(Znse)2. 410. 5 到 20. 0硫化鋅(Cleartran)2. 200. 36 到 14. 0*溴化銀(AgBr)2. 170. 45 到 35. 0氯化銀(AgCl)1. 980. 4 到 25. 0氯化銘(TiCl)2. 190. 5 到 30. 0溴碘化 它(KRS-5)2. 370. 58 到 50. 0溴化鉈(KRS-6)2. 180. 4 到 32. 0硫化鎘(CdS)2.20.53 到 16.0*氟化鍶1. 380. 15 到 13. 0**在薄層中通帶可能會明顯增大存在足以按所需波長透射通過薄層的其他材料。在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，為了實(shí)施反射，涂層308(在圖4中示出)反射低于 約5. 0 μ m的波長并使高于7. 0 μ m的波長穿過。反射涂層被加至基片，并且可以是一系列 高低折射率交替以造成反射的不同材料的薄層，或者可以是造成反射的單層涂層，或者可 以是結(jié)合起來造成反射的多層涂層。波長低于約5. 0 μ m的輻射能量被反射，而沒有被吸 收。由此，輻射能量不會由于窗口 204吸收能量而產(chǎn)生熱量，而且避免了將不需要的熱量傳 輸至熱電元件216 (在圖3中示出)，并因此充分地消除了錯誤報警。根據(jù)本發(fā)明在圖3和圖4中示出的示范性實(shí)施例，反射和相消干涉的結(jié)合包括將 一系列高低折射率交替的不同材料的薄層加至基片以造成0. 4 μ m到5. 0 μ m波段中的一部 分的相消干涉，并且在這些層上施加單層或多層以造成0. 4 μ m到5. 0 μ m波段中的其余部 分的反射。所有這些層308結(jié)合起來的設(shè)計可以防止在窗口 24內(nèi)產(chǎn)生熱量。由此，根據(jù)本 發(fā)明的熱電傳感設(shè)備有效地保護(hù)了熱電傳感器內(nèi)的敏感元件免受與車頭燈相關(guān)聯(lián)的能量 影響，而且不會進(jìn)一步減少由入侵者釋放的能量的傳輸。例如，如果施加的反射層反射低于Ι.Ομπι的波長，那么必須施加多層以實(shí)現(xiàn) 1. 0 μ m到5. 0 μ m波段內(nèi)的波長的相消干涉。因此，相消干涉層在1. 0 μ m到25 μ m的波段 內(nèi)就需要是可透射的。如果例如施加的反射層反射低于1. 8 μ m的波長，那么必須施加多層 以實(shí)現(xiàn)1.8μπι到5.0μπι波段內(nèi)的波長的相消干涉?？蛇x地，如果反射層反射0.4μπι到 5. 0 μ m波段內(nèi)的多個離散波段，那么就可以施加多層以在0. 4 μ m到5. 0 μ m波段中未被反 射的波段內(nèi)造成相消干涉。盡管已參照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)圖示和介紹，但是本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員應(yīng)該理解在形式和細(xì)節(jié)上可以進(jìn)行改變而并不背離本申請的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍。 因此應(yīng)該領(lǐng)會本發(fā)明并不局限于本文中介紹和圖示的具體形式和細(xì)節(jié)，而是落在所附權(quán)利 要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種濾光片設(shè)備，包括基片，在基片的表面上具有多個涂層，多個涂層和基片對于特定的輻射波段是可透射的；并且基片上的多個涂層中的每一個涂層都具有特定的涂層厚度，且多個涂層造成特定輻射波段以外的輻射的相消干涉，而特定波段內(nèi)的輻射則穿過基片和多個涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中多個涂層造成特定輻射波段以外的輻射的相消干涉 和反射，而特定波段內(nèi)的輻射則穿過基片和多個涂層。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中基片上的多個涂層造成特定輻射波段以外的第一組 輻射波段的相消干涉，并且多個涂層造成特定輻射波段以外的第二組輻射波段的反射，并 且第一組和第二組的波長彼此不同且均在特定輻射波段以外。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中基片被設(shè)置在接收元件和輻射源之間。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中接收元件包括熱電元件。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中基片被設(shè)置在殼體內(nèi)；并且至少一個接收元件被設(shè)置在殼體內(nèi)，基片被設(shè)置在所述至少一個接收元件和輻射源之 間，并且特定波段內(nèi)的輻射穿過基片和多個涂層到達(dá)所述至少一個接收元件用于引發(fā)電信 號。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括多個接收元件。
8.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中殼體被安裝在箱體內(nèi)，箱體進(jìn)一步包括電子設(shè)備，用 于接收由所述至少一個接收元件產(chǎn)生的電信號并在特定波段內(nèi)的特定級別的輻射到達(dá)所 述至少一個接收元件時引發(fā)報警信號。
9. 一種濾光片設(shè)備，包括基片，在基片的表面上具有多個涂層，多個涂層和基片對于特定的輻射波段是可透射 的；并且基片上的多個涂層中的每一個涂層都具有特定的涂層厚度，并且多個涂層造成特定輻 射波段以外的輻射的反射，而特定波段內(nèi)的輻射則穿過基片和多個涂層。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中基片被設(shè)置在接收元件和輻射源之間。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中接收元件包括熱電元件。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括多個接收元件。
13.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中基片被設(shè)置在殼體內(nèi)；并且至少一個接收元件被設(shè)置在殼體內(nèi)，基片被設(shè)置在所述至少一個接收元件和輻射源之 間，并且特定波段內(nèi)的輻射穿過基片和多個涂層到達(dá)所述至少一個接收元件用于引發(fā)電信 號。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中殼體被安裝在箱體內(nèi)，箱體進(jìn)一步包括電子設(shè)備， 用于接收由所述至少一個接收元件產(chǎn)生的電信號并在特定波段內(nèi)的特定級別的輻射到達(dá) 所述至少一個接收元件時引發(fā)報警信號。
15. 一種熱電傳感設(shè)備，包括殼體；被連接至殼體的基片，基片在基片的表面上具有多個涂層，多個涂層和基片對于特定 的輻射波段是可透射的；基片上的多個涂層中的每一個涂層都具有特定的涂層厚度，并且多個涂層造成特定輻 射波段以外的輻射的相消干涉；被設(shè)置在殼體內(nèi)的至少一個熱電元件，并且基片被設(shè)置在所述至少一個熱電元件和輻 射之間，并且特定波段內(nèi)的輻射穿過基片和多個涂層到達(dá)所述至少一個熱電元件用于引發(fā) 電信號。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中特定波段是在約7μπι到25μπι(微米)之間。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中多個涂層對低于約5μ m的波長造成相消干涉。
18.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中多個涂層在約0.4 μ m到5 μ m之間造成相消干涉。
19.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中多個涂層造成特定輻射波段以外的輻射的相消干 涉和反射，而特定波段內(nèi)的輻射則穿過基片和多個涂層。
20.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中基片上的多個涂層造成特定輻射波段以外的第一 組輻射波段的相消干涉，并且基片上的多個涂層造成特定輻射波段以外的第二組輻射波段 的反射，并且第一組和第二組的波長彼此不同且均在特定輻射波段以外。
21.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中殼體被安裝在箱體內(nèi)，箱體進(jìn)一步包括電子設(shè)備， 用于接收由所述至少一個熱電元件產(chǎn)生的電信號并在特定波段內(nèi)的輻射到達(dá)所述至少一 個熱電元件并且電子設(shè)備確定電信號超出閾值時引發(fā)報警信號。
22.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中殼體被安裝至箱體內(nèi)的印刷電路板(PCB)并且進(jìn) 一步被安裝至印刷電路板的是用于放大電信號的放大器，以及用于將報警信號從電子設(shè)備 傳遞至信號設(shè)備的報警信號繼電器。
23.一種熱電傳感設(shè)備，包括殼體；被連接至殼體的基片，基片在基片的表面上具有多個涂層，多個涂層和基片對于特定 的輻射波段是可透射的；基片上的多個涂層中的每一個涂層都具有特定的涂層厚度，并且多個涂層造成特定輻 射波段以外的輻射的反射；被設(shè)置在殼體內(nèi)的至少一個熱電元件，并且基片被設(shè)置在所述至少一個熱電元件和輻 射之間，并且特定波段內(nèi)的輻射穿過基片和多個涂層到達(dá)所述至少一個熱電元件用于引發(fā) 電信號。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中特定波段是在約7μπι到25μπι(微米)之間。
25.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中多個涂層對低于約5μ m的波長造成反射。
26.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中多個涂層在約0.4 μ m到5 μ m之間造成反射。
27.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中殼體被安裝在箱體內(nèi)，箱體進(jìn)一步包括電子設(shè)備， 用于接收由所述至少一個熱電元件產(chǎn)生的電信號并在特定波段內(nèi)的輻射到達(dá)所述至少一 個熱電元件并且電子設(shè)備確定電信號超出閾值時引發(fā)報警信號。
28.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中殼體被安裝至箱體內(nèi)的印刷電路板(PCB)并且進(jìn) 一步被安裝至印刷電路板的是用于放大電信號的放大器，以及用于將報警信號從電子設(shè)備 傳遞至信號設(shè)備的報警信號繼電器。
29.一種用于檢測入侵的方法，包括提供對于特定的輻射波段是可透射的濾光片設(shè)備；在基片上施加多個涂層，每一個涂層都具有特定的涂層厚度； 使特定的輻射波段穿過涂層和基片；并 利用多個涂層與特定輻射波段以外的輻射相消干涉。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中多個涂層相消干涉并反射特定輻射波段以外的輻 射，而特定波段內(nèi)的輻射則穿過多個涂層和基片。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟反射第一組至少一個特定輻射波段，并且相消干涉第二組至少一個特定輻射波段，并 且第一組和第二組特定波段彼此不同且均在特定波段以外。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括在接收元件和輻射源之間設(shè)置基片。
33.如權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括 在殼體內(nèi)設(shè)置至少一個熱電元件；將基片設(shè)置在所述至少一個熱電元件和輻射之間；并通過使特定輻射波段內(nèi)的能量穿過多個涂層和基片到達(dá)所述至少一個熱電元件來引 發(fā)電信號。
34.一種用于檢測入侵的方法，包括提供對于特定的輻射波段是可透射的濾光片設(shè)備； 在基片上施加多個涂層，每一個涂層都具有特定的涂層厚度； 使特定的輻射波段穿過涂層和基片；并 利用多個涂層反射特定輻射波段以外的輻射。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括在接收元件和輻射源之間設(shè)置基片。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括 在殼體內(nèi)設(shè)置至少一個熱電元件；將基片設(shè)置在所述至少一個熱電元件和輻射之間；并通過使特定輻射波段內(nèi)的能量穿過多個涂層和基片到達(dá)所述至少一個熱電元件來引 發(fā)電信號。
全文摘要
一種用于過濾輻射能量的濾光片設(shè)備包括具有多個涂層的基片，多個涂層和基片對于特定的輻射波段都是可透射的?；隙鄠€涂層中的每一個涂層都具有特定的涂層厚度。多個涂層造成特定輻射波段以外的輻射的相消干涉和/或反射，而特定波段內(nèi)的輻射則穿過基片和多個涂層?；虼翱?濾光片可以被設(shè)置在殼體內(nèi)的至少一個接收元件例如熱電元件和輻射能量之間，其中特定波段的輻射穿過基片和多個涂層到達(dá)熱電件。信號設(shè)備在特定波段內(nèi)的輻射能量到達(dá)至少一個熱電元件時給出信號指示。
文檔編號G01J5/00GK101802575SQ200880107395
公開日2010年8月11日 申請日期2008年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者J·L·布利特斯坦, K·M·佩勒捷, M·C·巴克利 申請人:霍尼韋爾國際公司