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Die vorliegende Erfindung betrifft
Geräte
für die
Automatisierung bzw. den Komfort in der Wohnung und im Dienstleistungsbereich
(Licht, Heizung, Klimatisierung). Sie bezieht sich auf Vorrichtungen, welche
ein Erfassen der Anwesenheit und der Bewegung von Personen erlauben,
und sie betrifft insbesondere einen Bewegungsmelder, welcher gleichzeitig
ein großes
Erfassungsgebiet und eine Empfindlichkeit für schwache Bewegungen bietet
und die Infrarottechnologie nutzt.
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Kein bisher bekanntes Bewegungserfassungsgerät weist
gleichzeitig die Funktion der Bewegungserfassung, d.h. also von
Bewegungen großer Amplitude,
und die Funktion einer Anwesenheitserfassung, d.h. also die Erfassung
von Bewegungen mittlerer Amplitude auf.
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Es gibt in der Praxis zwei Arten
von Passiv-IR-Präsenzmeldern,
d. h. also Anwesenheitssensoren und Bewegungssensoren.
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Die Anwesenheitssensoren detektieren
die Bewegungen mittlerer Amplitude, wie diejenigen, welche von einer
sitzenden Person stammen. Sie werden für das Energiemanagement und
den Komfort in kollektiv genutzten Räumen, wie z.B. Büros, Sitzungssäle usw.,
genutzt. Sie erlauben dementsprechend das Einschalten und das Ausschalten
von Leuchten oder Heizungen, die Regulierung der Umgebungsleuchtdichte
als Funktion der tatsächlichen Anwesenheit
von Personen in den Räumlichkeiten usw.
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Diese Anwesenheitssensoren verwenden eine
optische, aus Linsen und Spiegeln bestehende Vorrichtung, welche
den zu überwachenden
Bereich in ein dichtes Netz von aktiven und passiven Bereichen aufteilen.
Die eingehenden Signale werden auf die Spiegel reflektiert, welche
die genannten Signale zu einem oder mehreren Infrarotsensoren leiten.
Der Nachteil dieser Art von Sensoren liegt darin, daß aufgrund
der Verwendung von dichten Bereichen, welche nicht das Detektieren
mit großer
Reichweite ermöglichen,
im allgemeinen für
eine effiziente Detektierung mehrere Sensoren eingesetzt werden.
Dies erhöht
die Kosten, welche mit der Installation eines die Detektierung einer
eventuellen Anwesenheit erlaubenden Systems verbunden sind.
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Die Bewegungsmelder weisen den Nachteil auf,
nur Bewegungen großer
Amplitude und vorzugsweise zur Montageebene der genannten Melder senkrechte
Bewegungen zu detektieren. In der Tat sind die in den Bewegungsmeldern
verwendeten Erfassungsbereiche weniger dicht, haben aber dagegen
eine größere Reichweite.
Allgemein weisen die Erfassungsbereiche die Form einer horizontalen
Projektion im Raum auf, wenn der Melder an einer Mauer befestigt
ist. Je größer die
Distanz zwischen dem zu erfassenden Gegenstand und dem Melder ist,
um so stärker
ist die Empfindlichkeit des letzteren gemindert. So wird das Durchqueren
eines Erfassungsbereiches vom Melder auch noch in einer großen Entfernung
festgestellt, aber bei Bewegungen hin zum Melder ist seine Empfindlichkeit
gemindert.
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Der wesentliche Nachteil dieser Melder
ist, daß Personen
sich vorübergehend
außerhalb
der Erfassungsbereiche befinden können, und daraus folgt, daß die zu
schützenden
Bereiche vollständig
durch Erfassungsbereiche abgedeckt sein müssen. Darüber hinaus werden Personen,
welche Bewegungen geringer Amplitude ausführen, wie z. B. sitzende Personen,
nur in dem Bereich in der Nähe
des Melders detektiert. Diese Melder werden hauptsächlich verwendet,
um automatisch Licht in Korridoren zu aktivieren.
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Es ist also einsichtig, daß die wesentlichen Nachteile
dieser beiden Arten von Sensoren, wie sie oben dargestellt wurden,
mit der Tatsache zu tun haben, daß sie nicht gleichzeitig die
Funktion der Anwesenheits- und Bewegungserfassung besitzen. Dies hat
zur Folge, daß diese
beiden Arten von Sensoren gleichzeitig montiert werden müssen, um
das Erfassen von Bewegung und das Erfassen einer Anwesenheit in
einem Raum sicherzustellen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden und einen Infrarotdetektor
vorzuschlagen, welcher die Funktion der Detektierung von Anwesenheit
sowie diejenige der Detektierung von Bewegung aufweist und es ermöglicht,
den Erfassungsbereich auszuwählen,
ohne daß die
genannte Vorrichtung demontiert werden muß, wenn es zu Verlegungen von
Schreibtischen, Trennwänden
usw. kommt.
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Insoweit wird der Infrarotdetektor
durch einen Befestigungssockel auf einem Träger und durch ein auf dem genannten
Sockel montiertes Gehäuse gebildet
und ist dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Gehäuse mindestens
zwei Infraroterfassungsmittel und eine elektronische Einheit zur
Verarbeitung der auftreffenden Signale aufweist. Jedes Infraroterfassungsmittel
weist mindestens einen Erfassungsbereich mit hoher Konzentration
und einen Erfassungsbereich mit geringer Konzentration auf, wobei
die Erfassungsbereiche mit geringerer Konzentration der Erfassungsmittel
sich partiell überlappen, um
einen neuen Erfassungsbereich mit hoher Konzentration zu bilden.
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Weitere erfindungswesentliche Merkmale gehen
aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf
die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
erläutert
werden.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Schnittansicht des Infrarotdetektors nach der Erfindung mit der
Darstellung des Erfassungsbereiches und
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2 eine
perspektivische Ansicht der in 1 dargestellten
Vorrichtung.
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1 der
beigefügten
Zeichnungen zeigt beispielhaft einen Infrarotdetektor 1,
der vorteilhafterweise durch einen Befestigungssockel 1 auf
einem Träger
und durch ein auf dem genannten Sockel 1 montiertes Gehäuse 2 gebildet
wird und dadurch gekennzeichnet ist, daß das genannte Gehäuse 2 mindestens
zwei Infraroterfassungsmittel 3 und eine elektronische
Einheit 8 zur Verarbeitung der auftretenden Signale aufweist.
Jedes Infraroterfassungsmittel 3 weist mindestens einen
Erfassungsbereich 5 mit hoher Konzentration und einen Erfassungsbereich 6 mit
geringerer Konzentration auf, wobei die Erfassungsbereiche 6 mit
geringerer Konzentration der Erfassungsmittel 3 sich partiell überlappen,
um einen neuen Erfassungsbereich mit hoher Konzentration zu bilden.
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Diese Anordnung ermöglicht es,
den Erfassungsbereich, insbesondere die Detektierung schwacher Bewegungen,
zu erweitern. In der Praxis hat die Überlappung der Erfassungszonen
der Erfassungsmittel 3 zur Folge, die Empfindlichkeit der
Bereiche zu erhöhen,
auf deren Niveau die Erfassungszonen der genannten Erfassungsmittel 3 sich überlappen.
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In vorteilhafter Weise ist jedes
Erfassungsmittel 3 für
Infrarotstrahlung durch eine Schale 4 aus Fresnel-Linsen
und durch einen Sensor 9 gebildet. Nach einer Ausführungsform
der Erfindung kann jede Schale 4 aus Fresnel-Linsen in
Form eines Kugelteils ausgeführt
werden, von dem eine kleine Oberfläche mindestens einen Erfassungsbereich 5 mit
hoher Konzentration aufweist, wobei die restliche Oberfläche der
Schale 4 einen Erfassungsbereich 6 mit geringerer
Konzentration aufweist. Die Konzeption in Kugelform ermöglicht den
Erhalt der größtmöglichen Erfassungszone,
d.h. also einen Aktionsradius von mindestens 360°, wenn der Melder an der Decke montiert
ist. Außerdem
ist der Erfassungsbereich 5 sehr empfindlich und kann Bewegungen
geringer Amplitude erfassen. Der Erfassungsbereich 6 ist
weniger empfindlich und erfaßt
so die Bewegungen mit größerer Amplitude.
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Nach einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist der Erfassungsbereich 5 zentrisch auf
der Schale 4 angeordnet. Diese Konfiguration ist insbesondere
für die
Erfassung von Präsenz
und Bewegung beispielsweise in einem Büro geeignet, wo die Vorrichtung 1 an
der Decke oberhalb eines Büromöbels befestigt
wird. Hier stellt die Vorrichtung 1 die Detektierung schwacher
Bewegungen sowohl in dem Erfassungsbereich sicher, der durch die
Eraassungsbereiche 5 mit hoher Konzentration (in Form von
Kegeln) gebildet wird, wie auch in dem Bereich, der der Überdeckung
durch die Erfassungsbereiche 6 mit geringer Konzentration
entspricht. Die Detektierung der Bewegungen größerer Amplitude erfolgt in
dem Erfassungsbereich, der durch die Erfassungsbereiche 6 mit
geringer Konzentration gebildet wird, welche um den genannten ersten
Bereich herum angeordnet sind. Daraus resultiert, daß die Fläche der
Detektierung der Bewegungen geringer Amplitude vergrößert wird
und sich innerhalb des Erfassungsbereiches geringerer Empfindlichkeit
befindet. Entsprechend kann die Vorrichtung 1 eine an ihrem
Schreibtisch sitzende und minimale Bewegungen ausführende Person,
die beispielsweise an einem Computer arbeitet, detektieren. Diese
Detektierung kann, beispielsweise über die Elektronikeinheit 8,
die Beleuchtung durch eine für
den genannten Schreibtisch bestimmte Lampe steuern, so daß die Elektronikeinheit 8 die
Versorgung der Lampe abschaltet, wenn die Vorrichtung 1 keine
Präsenzbewegungen
mehr detektiert. Im übrigen
ermöglicht
die genannte Vorrichtung 1 die Detektierung von Bewegungen
großer
Amplitude in dem weniger empfindlichen Erfassungsbereich.
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Nach einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung kann der Erfassungsbereich 5 mit hoher Konzentration
exzentrisch auf der Schale 4 angeordnet sein. Eine solche
Ausführungsform
ermöglicht
beispielsweise die Überwachung
eines ganz bestimmten Bereiches in einem Raum.
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Jedes Erfassungsmittel 3 kann
auch mindestens zwei Erfassungsbereiche 5 mit hoher Konzentration
aufweisen. Je nach der Konfiguration der Räumlichkeit, in der der erfindungsgemäße Infrarotdetektor 1 plaziert
wird, sowie je nach Lage der genannten Vorrichtung relativ zu den
zu überwachenden
Bereichen können
die Erfassungsbereiche 5 mit hoher Konzentration symmetrisch
oder unsymmetrisch auf der Oberfläche der Schale 4 angeordnet sein.
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Diese Anordnung hängt von der Konfiguration der
Räumlichkeit
und der oder den zu überwachenden
Bereichen ab. Beispielsweise kann für den Fall, daß eine Vorrichtung 1 an
der Decke befestigt und durch zwei Erfassungsmittel, welche jeweils
zwei Erfassungsbereiche 5 mit hoher Konzentration aufweisen,
gebildet wird, wobei der eine Bereich auf der Schale 4 zentrisch
und der andere Bereich exzentrisch angeordnet ist, die genannte
Vorrichtung 1 drei Erfassungsbereiche mit großer Empfindlichkeit
aufweisen. Der erste Bereich entspricht den beiden Erfassungsbereichen 5 mit
hoher Konzentration, welche mit einem zentralen Überlappungsbereich kombiniert
sind, und die beiden anderen Bereiche entsprechen den Erfassungsbereichen 5 mit
hoher Konzentration, welche in exzentrischer Weise auf den Schalen 4 angeordnet
sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht
die Überwachung
eines zentralen Bereiches, wie z.B. eines Büromöbels oder beispielsweise von
zwei Bildschirmen, mit hoher Empfindlichkeit.
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Wie in 1 gezeigt,
die einen durch zwei Erfassungsmittel gebildeten Infrarotdetektor 1 darstellt,
können
die Infraroterfassungsmittel 3 symmetrisch im Gehäuse 2 angeordnet
sein. Diese Anordnung ermöglicht
eine Erweiterung der Erfassungszone und dabei gleichzeitig eine
große
Empfindlichkeit gegenüber
schwachen Bewegungen zu bewahren, welche für die Detektierung von Anwesenheit
notwendig sind. In 1 ist
gut zu sehen, daß jedes
Infraroterfassungsmittel 3 einen Erfassungsbereich 5 mit
hoher Konzentration und einen Erfassungsbereich 6 mit geringerer
Konzentration aufweist. Der Bereich, der sich aus der Überlappung
der beiden Erfassungsbereiche 6 mit geringerer Konzentration
ergibt, wird zu einem gegenüber
schwachen Bewegungen empfindlichen Bereich, denn er weist mehr aktive Bereiche
auf, weil sich die genannten Erfassungsbereiche 6 mit geringerer
Konzentration überlappen.
Es wird so ein großer
Erfassungsbereich für
Präsenz
erhalten, welcher in 1 mit
Z1 bezeichnet wird, und ein Bereich für die Detektierung von Bewegungen, welcher
mit Z2 bezeichnet wird und um den ersten Bereich Z1 herum liegt.
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Je nach der Geometrie des Raumes,
in dem der Infrarotdetektor 1 genutzt werden soll, aber
auch je nach dem gewünschten
Verwendungszweck können
die Infraroterfassungsmittel 3 auch in unsymmetrischer
Weise in dem Gehäuse 2 angeordnet
sein. Dies ermöglicht
es beispielsweise, über
eine zu der vorstehend beschriebenen identische Detektierung zu
verfügen,
die jedoch relativ zum Infrarotdetektor 1 exzentrisch angeordnet
ist.
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Jede Schale 4 kann vorteilhafterweise
durch Kippen und Drehung auf dem Gehäuse 2 ausrichtbar sein,
um eine Veränderung
der Erfassungszone zu erlauben. Diese Maßnahme ermöglicht eine mühelose Verlegung
des Erfassungsbereiches nach einer Umgestaltung der überwachten
Räumlichkeiten, ohne
daß dafür die Meldevorrichtung 1 zu
demontieren wäre.
Um die Möglichkeit
der Verlegung des Erfassungsbereiches weiter zu verbessern, kann
das Gehäuse 2 auf
dem Sockel 1 drehbar montiert sein.
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Nach einem Erfindungsmerkmal weist
der Infrarotdetektor 1 ein Indexierungsmittel 7 auf,
das auf dem Gehäuse
bzw. dem Sockel 1 angeordnet ist, welches die Form einer
(nicht dargestellten) elastisch verformbaren Positionierungsvorrichtung
annimmt, mit der das Gehäuse 2 oder
der Sockel 1 ausgestattet ist, und das durch Reibung mit
einer (nicht dargestellten) korrespondierenden Oberfläche des
Sockels 1 oder des Gehäuses 2 oder
formschlüssig
mit einer (nicht dargestellten) korrespondierenden in dem Sockel 1 oder
dem Gehäuse 2 vorgesehenen
Aufnahme zusammenwirkt.
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Nach einem Erfindungsmerkmal kann
das Indexierungsmittel 7 auf dem Gehäuse 2 bzw. dem Sockel 1 oder
dem Gehäuse 2 die
Form eines auf dem Gehäuse 2 oder
dem Sockel 1 montierten Aufsatzes haben. Ein solcher Aufsatz
ist vorteilhafterweise von an sich bekannter Art und besteht im
allgemeinen aus einer elastischen Klaue, welche hier nicht im Detail
beschrieben wird.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht
auf die beschriebene und in den beigefügten Zeichnungen dargestellte
Ausführungsform
beschränkt.
Veränderungen
bleiben möglich,
insbesondere hinsichtlich des Aufbaus der verschiedenen Elemente
oder durch Ersatz mit technisch gleichwertigen Lösungen, ohne daß damit
der Schutzumfang der Erfindung verlassen würde.