本實用新型是有關于一種紅外運動感知系統(tǒng)，且特別是有關于一種反射式紅外運動感知系統(tǒng)。
背景技術：
：生物，如人類，因本身的熱而會發(fā)出8～12μm的紅外光輻射。紅外線感知系統(tǒng)即是利用此現象而感測生物發(fā)出紅外光輻射，借以偵測是否有人進入特定空間，此種感知系統(tǒng)可應用于保全自動警報系統(tǒng)，發(fā)揮自動安全監(jiān)控的效果。以反射式紅外運動感知系統(tǒng)而言，其是通過反射元件將生物發(fā)出的紅外輻射聚焦在感測元件上，借以達到感測的效果。為了使來自所述特定空間內各個不同位置的紅外輻射皆能被反射元件反射至感測元件，反射元件需具有對應于不同位置的多個反射層。例如，美國專利公告號US6346705B1公開了上述反射式紅外運動感知系統(tǒng)的相關技術，然而其并未具體教示如何使來自不同遠近位置的紅外輻射所產生的感測信號強度相近。因此，如何使這些反射層皆能夠準確且有效地將對應的紅外輻射聚焦在感測元件上，并使所有感測信號的強度皆相近，是反射元件的反射面的幾何設計上的重要議題。技術實現要素：本實用新型提供一種反射式紅外運動感知系統(tǒng)，具有良好的感測能力。本實用新型的反射式紅外運動感知系統(tǒng)包括殼體、感測元件及反射元件。感測元件配置于殼體。反射元件配置于殼體且具有多個反射層。各反射層具有多個反射曲面，這些反射曲面沿第一軸向依序排列，這些反射層沿第二軸向依序排列。這些反射曲面相對于第三軸向分別具有不同方位角且適于分別將來自不同感測位置的紅外線反射至感測元件。各反射曲面沿垂直第二軸向的方向的開口寬度，正相關于對應的方位角的余弦(cosine)值的倒數。本實用新型的反射式紅外運動感知系統(tǒng)包括殼體、感測元件及反射元件。感測元件配置于殼體。反射元件配置于殼體且具有多個反射層。各反射層具有多個反射曲面，這些反射曲面沿第一軸向依序排列，這些反射層沿第二軸向依序排列。這些反射曲面相對于第三軸向分別具有不同方位角且適于分別將來自不同感測位置的紅外線反射至感測元件。各反射曲面沿垂直第一軸向的方向的開口長度，正相關于對應的感測區(qū)域位置與反射式紅外運動感知系統(tǒng)的距離的平方?；谏鲜觯诒緦嵱眯滦偷姆瓷涫郊t外運動感知系統(tǒng)中，將反射元件的各反射曲面的開口寬度設計為正相關于此反射曲面的方位角的余弦值的倒數，并將反射元件的各反射曲面的開口長度設計為正相關于對應的紅外線來源位置與反射式紅外運動感知系統(tǒng)的距離的平方。借此，方位角較大的反射曲面以及用以反射來自較遠位置的紅外線的反射曲面可具有較大的適當面積，如此可避免因反射曲面的方位角較大或紅外線來源較遠而使紅外線無法有效且充分地被反射至感測元件，從而提升反射式紅外運動感知系統(tǒng)的感測能力。為讓本實用新型的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。附圖說明圖1是本實用新型一實施例的反射式紅外運動感知系統(tǒng)的前視圖；圖2是圖1的反射式紅外運動感知系統(tǒng)的部分結構俯視圖；圖3示出圖1的反射元件在XY平面的展開圖；圖4示出圖1的多個反射曲面所分別對應的被感測位置；圖5示出圖1的各反射曲面的集光面積與R2/cosθ的關系；圖6示出圖1的感測元件感測人體在同一距離不同方位角運動所得的感測波形；圖7示出圖4所示位置與反射式紅外運動感知系統(tǒng)的實際距離。附圖標記說明：100：反射式紅外運動感知系統(tǒng)；110：感測元件；120：反射元件；130：殼體；θ：方位角；L：反射曲面開口長度；M11～M43：反射曲面；P11～P43：對應M11～M43的感測區(qū)域位置；R1～R4：對應各感測距離的反射層；W：反射曲面沿第一軸向的開口寬度；W'：反射曲面沿第一軸向的開口寬度除以方位角余弦因子；X：第一軸向；Y：第二軸向；Z：第三軸向。具體實施方式圖1是本實用新型一實施例的反射式紅外運動感知系統(tǒng)的前視圖。圖2是圖1的反射式紅外運動感知系統(tǒng)的部分結構俯視圖。圖3示出圖1的反射元件在XY平面的展開圖，以示意各反射曲面的實際開口長度、開口寬度。為使附圖較為清楚，圖2僅示出出圖1中的感測元件110及反射層R1。請參考圖1至圖3，本實施例的反射式紅外運動感知系統(tǒng)100包括感測元件110、反射元件120及殼體130。感測元件110例如是雙元件紅外線傳感器(dual-elementinfraredsensor)或其他適當種類的傳感器，且配置于殼體130。反射元件120配置于殼體130且具有多個反射層(示出為但不限制為四個反射層R1～R4)，這些反射層R1～R4沿第二軸向Y依序排列。反射層R1具有多個反射曲面(示出為但不限制為七個反射曲面M11～M17)，這些反射曲面M11～M17沿第一軸向X依序排列且相對于第三軸向Z分別具有不同方位角，所述第二軸向Y、第一軸向X及第三軸向Z相互垂直。類似地，反射層R2具有多個反射曲面(示出為但不限制為七個反射曲面M21～M27)，這些反射曲面M21～M27沿第一軸向X依序排列且相對于第三軸向Z分別具有不同方位角。類似地，反射層R3具有多個反射曲面(示出為但不限制為五個反射曲面M31～M35)，這些反射曲面M31～M35沿第一軸向X依序排列且相對于第三軸向Z分別具有不同方位角。類似地，反射層R4具有多個反射曲面(示出為但不限制為三個反射曲面M41～M43)，這些反射曲面M41～M43沿第一軸向X依序排列且相對于第三軸向Z分別具有不同方位角。圖4示出圖1的多個反射曲面所分別對應的被感測位置。圖1所示的感測元件110配置于各反射曲面的焦點附近，這些反射曲面M11～M43例如皆為拋物面且適于分別將來自圖4所示不同感測位置P11～P43的紅外線反射至感測元件110，也即，所述感測位置P11～P43分別對應于所述反射曲面M11～M43。舉例來說，當有人(或其他會發(fā)出紅外線的物體)移動至感測位置P15時，其所發(fā)出的紅外線會被反射元件120的反射曲面M15反射至感測元件110。同理，當有人(或其他會發(fā)出紅外線的物體)移動至其他感測位置(感測位置P11～P14、P16～P43的其中之一)時，其所發(fā)出的紅外線會被反射元件120的對應的反射曲面M11～M14、M16～M43的其中之一的反射曲面反射至感測元件110。在本實施例中，各反射曲面(反射曲面M11～M43的其中任一)沿垂直第一軸向X的方向的開口長度(圖3例示性地標示出反射曲面M15沿垂直第一軸向X的方向的開口長度L，此處的開口長度是指各反射曲面的相對的頂邊及底邊之間的實際直線長度)，正相關于對應的感測位置(感測位置P11～P43中的對應者)與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離的平方。具體而言，所述正相關例如是正比，故可表示為L∝R2，其中R定義為對應的感測位置與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離。更具體而言，所述正比關系可表示為L＝K1R2，K1為各反射曲面的所述長度L與感測距離R分別使用mm與m為單位后的對應系數，其例如介于0.05～0.3之間。此外，各反射曲面(反射曲面M11～M43的其中任一)沿垂直第二軸向Y的方向的開口寬度(圖2例示性地標示出反射曲面M15沿第一軸向X的開口寬度W除以余弦因子，即W’＝W/cosθ；圖3例示性地標示出反射曲面M15沿垂直第二軸向Y的方向的開口寬度W'，此處的開口寬度是指各反射曲面的相對兩側邊之間的實際直線寬度)，正相關于對應的方位角(圖2例示性地標示出反射曲面M15相對于第三軸向Z的方位角θ)的余弦(cosine)值的倒數。具體而言，所述正相關例如是正比，故可表示為W'∝1/cosθ。更具體而言，所述正比關系可表示為W'＝K2/cosθ，K2為各反射曲面的所述寬度W'使用mm為單位后的對應系數，其例如介于3.0～15.0之間。依據上述關系式，各反射曲面的集光面積A可表示為A＝L*W'＝K3R2/cosθ，K3為各反射曲面的所述集光面積A與感測距離R分別使用mm2與m為單位后的對應系數，其例如介于0.1～5.5之間。承上，各反射曲面的集光面積A與R2/cosθ的關系如圖5所示大略呈正比關系，其斜率為K3。下表具體列出本實施例的各反射曲面的所述開口長度L、所述開口寬度W'、所述方位角θ。反射曲面長度(mm)寬度(mm)方位角(度)M11157.247M12155.731M13155.015M14154.80M15155.0-15M16155.7-31M17157.2-47M2157.247M2255.731M2355.015M2454.80M2555.0-15M2655.7-31M2757.2-47M3129.145M3226.921M3326.40M3426.9-21M3529.1-45M41113.341M421100M43113.3-41基于所述“各反射曲面沿垂直第一軸向的方向的開口長度正相關于對應的感測位置與反射式紅外運動感知系統(tǒng)的距離的平方”的設計方式，由于感測位置P11～P17與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離如圖4所示為最大，感測位置P21～P27與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離如圖4所示為次之，感測位置P31～P35與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離如圖4所示為再次之，感測位置P41～P43與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離如圖4所示為最小，故如上表所示，反射曲面M11～M17沿垂直第一軸向X的方向的開口長度(15mm)最大，反射曲面M21～M27沿垂直第一軸向X的方向的開口長度(5mm)次之，反射曲面M31～M35沿垂直第一軸向X的方向的開口長度(2mm)再次之，反射曲面M41～M43沿垂直第一軸向X的方向的開口長度(1mm)最小。此外，基于所述“各反射曲面沿垂直第二軸向的方向的最大寬度正相關于對應的方位角的余弦值的倒數”的設計方式，由于在反射層R1中，反射曲面M11、M17相對于第三軸向Z的方位角的絕對值(47度)最大，反射曲面M12、M16相對于第三軸向Z的方位角的絕對值(31度)次之，反射曲面M13、M15相對于第三軸向Z的方位角的絕對值(15度)再次之，反射曲面M14相對于第三軸向Z的方位角(0度)最小，故如上表所示，在反射層R1中，反射曲面M11、M17沿垂直第二軸向Y的方向的開口寬度最大，反射曲面M12、M16沿垂直第二軸向Y的方向的開口寬度次之，反射曲面M13、M15沿垂直第二軸向Y的方向的開口寬度再次之，反射曲面M14沿垂直第二軸向Y的方向的開口寬度最小。同理，在反射層R2、R3或R4中，反射曲面沿垂直第二軸向的方向的開口寬度與對應的方位角的余弦值的倒數也如上表所示具有類似的正比關系。通過上述設計方式，方位角較大的反射曲面以及用以反射來自較遠位置的紅外線的反射曲面可具有較大的適當面積。如此可避免因反射曲面的方位角較大或紅外線來源較遠而使紅外線無法有效且充分地被反射至感測元件110，從而使對應于不同位置的感測信號的強度相近，以提升反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的感測能力。具體而言，由圖6所示的感測元件110感測同一距離不同方位角的反射曲面M21～M24所得的感測波形可知，反射曲面M21～M24反射至感測元件110的紅外線的輻射照度(irradiance)約略相等，表示本實施例的反射式紅外運動感知系統(tǒng)100可有效提升其對較遠的紅外線來源的感測能力。如圖1所示，在本實施例中，距離感測元件110越遠的反射層的反射曲面的數目越多，且距離感測元件110越遠的反射曲面具有越大的面積。舉例來說，距離感測元件110最近的反射層R4僅具有三個反射曲面M41～M43，距離感測元件110最遠的反射層R1則具有七個反射曲面M11～M17，并且，距離感測元件110最近的反射層R4的各反射曲面M41～M43的面積為10mm2～13.2mm2，而距離感測元件110最遠的反射層R1的各反射曲面M11～M17的面積介于73.5mm2～107.7mm2之間。此外，在本實施例的反射元件120中，相鄰的任兩反射曲面(如反射曲面M15與反射曲面M16)如圖2所示不連續(xù)。然本實用新型不以上述配置方式為限。另外，本實用新型也不對圖4所示這些感測位置P11～P43與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的實際距離加以限制。圖7示出圖4所示感測位置與反射式紅外運動感知系統(tǒng)的實際距離。反射層R1所對應的感測位置P11～P17與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離如圖7所示例如但不限制為15m，反射層R2所對應的感測位置P21～P27與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離如圖7所示例如但不限制為10m，反射層R3所對應的感測位置P31～P35與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離如圖7所示例如但不限制為5m，反射層R4所對應的感測位置P41～P43與反射式紅外運動感知系統(tǒng)100的距離如圖7所示例如但不限制為2m。綜上所述，在本實用新型的反射式紅外運動感知系統(tǒng)中，將反射元件的各反射曲面的寬度設計為正相關于此反射曲面的方位角的余弦值的倒數，并將反射元件的各反射曲面的長度設計為正相關于對應的紅外線來源位置與反射式紅外運動感知系統(tǒng)的距離的平方。借此，方位角較大的反射曲面以及用以反射來自較遠位置的紅外線的反射曲面可具有較大的適當面積，如此可避免因反射曲面的方位角較大或紅外線來源較遠而使紅外線無法有效且充分地被反射至感測元件，從而使對應于不同位置的感測信號的強度相近，以提升反射式紅外運動感知系統(tǒng)的感測能力。雖然本實用新型已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何所屬
技術領域：
技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本實用新型的保護范圍當視隨附的權利要求書所界定的范圍為準。當前第1頁1 2 3