DE69101002T2 - Infraroter Anwesenheitsdetektor. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Infrarot- Anwesenheitssensoren, die in Anti-Eindring-Systemen (Diebstahlschutzsystemen) zum Schutz von Räumen, insbesondere Räumen in Wohnungen und Räumen in Kraftfahrzeugen, oder in anderen Systemen verwendet werden können, z.B. als Anwesenheitsdetektoren, welche beispielsweise den Eintritt einer Person in einen Raum detektieren können und in Folge ein Gerät (z.B. eine zeitlich gesteuerte Beleuchtungseinrichtung) einschalten.
• Speziell betrifft die vorliegende Erfindung einen Anwesenheitssensor mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 verlangten Merkmalen, der z.B. aus der GB-A-2 186 972, der GB-A-2 215 454, der US-A-4 841 284 oder der EP-A-0 337 964 bekannt ist. Eine recht ähnliche Anordnung ist in der DE-A-37 10 561 offenbart.
• Das spezielle Ziel der vorliegenden Erfindung ist, einen Infrarot-Anwesenheitssensor vorzusehen, der sehr kompakt ist, ohne daß seine Kompaktheit seine Leistung ungünstig beeinflußt.
• Erfindungsgemäß wird dieses Ziel vermittels eines Sensors mit den in Anspruch 1 aufgezählten weiteren Merkmalen erreicht:.
• Einer der Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Sensors ist, daß er in der Form eines sogenannten "Moduls", vorzugsweise eines einzelnen Moduls, hergestellt werden kann, das in einen Anschlußkasten ("connection box"), einen Abzweigkasten ["junction box"), etc. oder ein ähnliches Element eines normalen elektrischen Haussystems eingesetzt werden kann. Dies geschieht in im wesentlichen der gleichen Weise wie mit anderen Modulen, wie Schaltern, Steckdosen ("sockets"), Intensitätsreglern, etc.
• Aus diesem Gesichtspunkt heraus ist der Hauptvorteil, den die Erfindung bietet, daß sie es ermöglicht, daß die Kanäle (oder Rohrleitungen) des elektrischen Systems, welches gewöhnlich bereits in den Gebäuden, die gegen Eindringen geschützt werden sollen oder in denen die Anwesenheit von Menschen detektiert werden soll, vorhanden ist, für den Einbau eines Diebstahlschutzsystems verwendet werden. Dies minimiert oder eliminiert sogar vollständig die Notwendigkeit, weitere Rohrleitungen vorzusehen oder drahtlose Systeme für die Verbindungen zwischen den Sensoren und der zentralen Steuereinheit des Systems zu verwenden.
• Die Notwendigkeit, zusätzliche Verbindungsdrähte (gewöhnlich Außendrähte, die nicht besonders angenehm in ihrer Erscheinung sind) vorzusehen, stellt oft ein Hindernis für den Einbau von Diebstahlschutzsystemen in normalen Lebensbereichen dar, besonders wenn Räume in alten Häusern mit dicken Wänden, möglicherweise mit Abdeckungen guter Qualität, betroffen sind. Auf der anderen Seite hat die Verwendung drahtloser Systeme den Nachteil, daß ziemlich raffinierte und teure Verbindungen - gewöhnlich durch Hertz'sche Wellen - zwischen den verschiedenen Sensoren und der zentralen Steuereinheit des Systems vorgesehen werden müssen und jedes Element des Systems eine entsprechende Versorgung, wie eine Batterie, haben muß, welche in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden muß.
• Ein weiterer Sektor, bei dem der erfindungsgemäße Sensor besonders vorteilhaft verwendet werden kann, ist der Automobil-Sektor.
• Es ist heutzutage üblich, den Einbau von Diebstahlschutzsystemen in Kraftfahrzeuge zum Schutz von Räumen (d.h. Systemen, die ein Eindringen in den Fahrgastraum ohne Rücksicht darauf anzeigen können, ob Einwirkungen auf Bauelemente des Fahrzeugs selbst daran beteiligt sind) dem nachfolgenden Markt ("after market") zu überlassen. Mit anderen Worten, es ist der Käufer des Fahrzeugs, der das System durch einen zuverlässigen Monteur in das Kraftfahrzeug eingebaut hat.
• Diese Wahl kann nicht als gänzlich zufriedenstellend angesehen werden, da die Tätigkeiten, die der Monteur ausführen kann, insbesondere was die Positionierung und den Einbau der Sensoren und deren Verbindung mit der zentralen Steuereinheit des Systems betrifft, im allgemeinen ziemlich begrenzt sind. Außer in einigen speziellen Fällen, (beispielsweise bei Fahrzeugen, die gepanzert werden sollen, etc.), kann der Monteur im allgemeinen nicht eine teure Umordnung des Fahrgastraums mit der Entfernung und Modifikation von Teilen davon durchführen, insbesondere angesichts der Zeit, die für den Arbeitsvorgang erforderlich sein kann.
• Aus diesem Grund ist die Auswahl der Hersteller und der Monteure in der Praxis bis heute auf Ultraschall-Anti- Eindring-Sensoren beschränkt gewesen. Diese Sensoren und deren Systeme haben den Nachteil, daß, obwohl ihr Stromverbrauch in absoluten Werten gering ist (3 - 4 Milliampere) es eine gewisse Bedeutung bzw. Wichtigkeit voraussetzt wenn man in Betracht zieht, daß die fraglichen Systeme manchmal für ziemlich lange Zeiträume aktiv bleiben müssen, z.B. wenn das Fahrzeug auf einem Parkplatz gelassen wird und für einige Tage nicht benützt wird.
• Die vorliegende Erfindung sieht deshalb einen Sensor vor, der die vorstehend zum Ausdruck gebrachten Probleme lösen kann, insbesondere was die Möglichkeit betrifft, ein Anti- Eindring-System zum Schutz von Räumen als von dem Erbauer des Fahrzeugs gelieferte Originalausstattung vorzusehen.
• Die Erfindung wird anhand eines nicht beschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei denen:
• Figur 1 den Einbau eines erfindungsgemäßen Sensors in einen Gehäusekasten eines normalen elektrischen Systems darstellt,
• Figur 2 die äußere Erscheinung des erfindungsgemäßen Sensors in seiner eingebauten Position darstellt,
• Figur 3 schematisch die Struktur eines Anti-Eindring- Systems darstellt, das mit dem erfindungsgemäßen Sensor gebildet werden kann.
• Figur 4 zeigt in näherer Einzelheit die Struktur eines der Bestandteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
• Figur 5 ist ein an der Linie V-V der Figur 4 genommener Schnitt,
• Figur 6 zeigt die Struktur eines mit einem erfindungsgemässen Anti-Eindring-Sensor ausgestatteten Fahrgastraums eines Kraftfahrzeugs, und
• Figur 7 ist eine allgemeine Perspektivansicht, die in näherer Einzelheit eines der in Figur 6 angedeuteten Bauteile darstellt.
• Figur 1 zeigt schematisch die Einzelteile eines Kastens (eines Anschluß-, Abzweig- oder Klemmenkastens) eines normalen elektrischen Systems für einen Haushalt oder die Industrie.
• Bei dieser Struktur ist es möglich, die folgenden Bauteile zu unterscheiden:
• - ein Gehäuse (den eigentlichen Kasten) 1, das im allgemeinen die Form eines Tanks bzw. Behälters hat und dazu vorgesehen ist, in die Struktur der Wand, mit seiner offenen Seite nach außen weisend, eingesetzt zu werden,
• - eine Abdeckung 2, die angebracht werden soll, um die offene Seite des Kastens 1 mit der Einbringung von Schrauben 3 zu verschließen, und die ein oder mehrere Löcher 4 (die gewöhnlich von dem Benutzer aus vorgestanzten freien Stellen geformt werden können) zum Einbau von entsprechenden Nodulen aufweist, und
• - eine weitere Frontabdeckung (oder "Sichtabdeckung") 5, gewöhnlich aus poliertem oder gestrichenem Metall oder Kunststoffmaterial guter Qualität hergestellt, die dazu vorgesehen ist, an der Abdeckung 2 mittels weiterer Schrauben, oder durch Schnappeingriff, befestigt zu werden, und Löcher 7 aufweist, deren Anzahl und Lage jener der Löcher 4 in der Abdeckung 2 entspricht.
• Ein sogenanntes "Modul", mit 8 bezeichnet, ist dazu vorgesehen, in weithin bekannter Art an der Abdeckung 2 in einem der Löcher 4 angebracht zu werden. Zu diesem Zweck weist jedes Loch Hakengebilde 9 auf, die zum Schnappeingriff mit entsprechenden Hakengebilden am Körper des Moduls 8 vorgesehen sind.
• Das Modul 8 ist mit dem elektrischen System mittels jeweiliger Drähte (nicht im speziellen dargestellt) verbunden, die sich durch den Kasten 1 erstrecken und in die Kanäle oder Rohrleitungen (Rohre) eintreten, welche sich durch die Wände des Gebäudes erstrecken, in das das elektrische System eingebaut ist.
• Dies alles entspricht weithin bekannten Kriterien, die hierin nicht beschrieben werden müssen.
• Die Art des Moduls 8 kann in weitem Maße variieren; es kann in der Tat ein Schalter sein, ein Regler (ein Lichtregler), eine elektrische oder eine Fernseh-Anschlußdose, eine Anzeigelampe, etc.
• Der erfindungsgemäße Sensor, allgemein mit 10 bezeichnet, umfaßt im wesentlichen ein allgemein tankförmiges Gehäuse 11, das eine mit einem infrarotempfindlichen Element 12 verbundene Überwachungsschaltung beherbergt. Der Sensor ist gewöhnlich ein sogenannter pyroelektrischer Sensor, der auf beispielsweise infrarote Strahlung im Bereich zwischen 7 und 15 um empfindlich ist, mit zugehörigen Schaltungselementen 13, wie einem Verstärker und anderen Bauelementen zur Vorverarbeitung des von dem empfindlichen Element 12 erzeugten Signals. Eine Linse 14 ist an der Vorderseite des Gehäuses 11 angebracht, die dazu vorgesehen ist, dem Raum, in welchem der Kasten gelegen ist, zugewandt zu sein, wobei die Funktion der Linse ist, die aus dem unter Überwachung stehenden Raum auf das empfindliche Element 12 zu kommende infrarote Überwachungsstrahlung zu fokussieren.
• Die Linse 14 hat Fresnel-Linsen-Eigenschaften.
• Genauer ist die Linse 14 eine Art "Doppellinse", die von einer sphärischen Oberfläche gebildet wird, d.h. einer haubenförmigen Oberfläche, vorzugsweise mit Doppelkrümmung (die erste Linse), die (vorzugsweise an ihrer Innenseite) beispielsweise drei Bänder 15, 16, 17 von Fresnel-Linsensegmenten (die zweite Linse) aufweist, die übereinander gelegen sind und beispielsweise sechs, fünf und drei Fesnel- Linsensegmente umfassen. Diese Konfiguration bietet Gewähr für die Überdeckung des unter Überwachung stehenden Bereichs, der in drei Gebiete aufgeteilt ist, d.h. ein oberes Gebiet (das Band der Segmente 15), ein zentrales Gebiet (das Band der Segmente 16) und ein unteres Gebiet (das Band der Segmente 17). Der unter Überwachung stehende Bereich ist somit vollständig geschützt, insbesondere im sogenannten "Mannhöhen"-Bereich ("man-height region"). Der erfindungsgemäße Sensor 10 kann nämlich in einen Kasten eingebaut werden, der auf normaler Höhe für einen Schalter und damit typischerweise innerhalb eines Streifens 80 bis 120 cm über dem Boden gelegen ist.
• Ein wichtiges Merkmal der Linse 14 ist, daß sie eine sehr deutlich gekrümmte Form hat.
• Beispielsweise ist sie in der veranschaulichten Ausführungsform sphärisch mit einer rechteckigen Grundfläche, wobei ihre Gestalt einem gewölbten Gewölbe vergleichbar ist, und erstreckt sich horizontal (planmäßig, wenn der Sensor in seiner normalen Gebrauchsposition ist) über einen Winkel der Größenordnung von 100 - 105º und vertikal über einen Winkel der Größenordnung von 45 - 60º.
• Es ist beabsichtigt, daß diese weiten Winkel der Linse 14 als Ganzes eine gewölbte oder gekrümmte gewölbeförmige Struktur geben, so daß sie widerstandfähig gegen mechanische Druckbelastungungen ist, die auf sie ausgeübt werden können. Die Linse 14 ist vorzugsweise aus Kunststoffmaterial, zB. Polyethylen hoher Dichte, spritzgegossen und ist ziemlich dünn, vorzugsweise weniger als 1 mm dick. Dies geschieht, um eine übermäßige Absorption der Überwachungsstrahlung zu vermeiden. In diesem Zusammenhang sollte angemerkt werden, daß der Sensor 10 als Ganzes ein passiver Sensor ist. Darüberhinaus ist, wie bereits dargelegt, vorgesehen, daß die Linse 14 (im Gegensatz zu einem herkömmlichen Anti-Eindring-Sensor, der gewöhnlich an der Decke des geschützten Raums angebracht wird) in einer leicht zugänglichen Position und somit gewöhnlich nahe einem weiteren Modul angebracht wird, wie einem Schalter, der dazu vorgesehen ist, häufig auch im Dunkeln betätigt zu werden, so daß in beträchtlichem Maße eine Aussetzung gegenüber Drücken und Stößen vorliegt.
• Die Ausformung der Linse 14 aus Kunststoffmaterial hat ebenfalls den Vorteil, daß sie es ermöglicht, die Linse zu pigmentieren (beispielsweise in schwarz), um sie z.B. für ästhetische Zwecke mit einer Färbung zu versehen, die mit der der Sichtabdeckung 5 abgestimmt ist, mit einem minimalen Farbstoffzusatz (1 - 2 Promille) und ohne somit ihre Dämpfungseigenschaften nachteilig zu beeinflussen.
• Wie gesehen wurde, ist ein wichtiges Merkmal der Linse 14, daß sie in der Praxis von einer Oberfläche mit Doppelkrümmung, beispielsweise einer sphärischen Oberfläche, gebildet wird, auf der die Fresnel-Linsensegmente in den benachbarten Bändern 15, 16 und 17 angeordnet sind.
• Aus diesem Gesichtspunkt heraus kann die Linse 14 mit einer Art von Doppellinse verglichen werden, in dem Sinn, daß sie eine sphärische Oberfläche umfaßt, deren Krümmungsmittelpunkt wenigstens annähernd der Position des pyroelektrischen Sensors 12 entspricht, während die verschiedenen Fresnel-Linsensegmente (siehe z.B. die Segmente des oberen Bands 15, auf die sich Figur 5 in näherer Einzelheit bezieht) so ausgebildet sind, daß sie die Infrarotstrahlung, welche den Sensor 10 erreicht, genau auf die von dem pyroelektrischen empfindlichen Element 12 eingenommene räumliche Position fokussieren; mit anderen Worten, das empfindliche Element 12 ist im Brennpunkt der verschiedenen Segmente 15, 16 und 17 positioniert.
• Die Verteilung der Fresnel-Linsensegmente in die drei übereinander gelegenen Bänder 15, 16 und 17 ist in erster Linie dazu bestimmt, Schutz oder Überwachung in drei verschiedenen räumlichen Gebieten zu erzielen.
• Insbesondere sind die Segmente des oberen Bands 15 dazu vorgesehen zu bewirken, daß die aus dem oberen Abschnitt des unter Überwachung stehenden Bereichs kommende Infrarotstrahlung auf dem pyroelektrischen Sensor 12 konvergiert, und die Segmente des zentralen Bandes 16 sind dazu vorgesehen, die aus dem zentral unteren Gebiet des unter Überwachung stehenden Bereichs kommende Strahlung zu fokussieren. Die Segmente 17 des unteren Bands schließlich sind dazu vorgesehen zu bewirken, daß die aus dem unteren Teil des unter Überwachung stehenden Bereichs und insbesondere aus dem direkt unterhalb des Sensors 10 gelegenen Bereichsabschnitt kommende Strahlung auf dem Sensor 12 konvergiert. Zusammen mit der allgemein gewölbe- oder haubenförmigen Gestaltung der Linse 14 mit Doppelkrümmung ermöglicht dieses Merkmal, daß der Sensor auf eine sehr zuverlässige Weise jeden Versuch der Annäherung an ihn mit dem Zweck des Versuchs, ihn abzudecken, zu neutralisieren oder zu umgehen, detektiert.
• Was wiederum die räumliche Verteilung der Bänder 15, 16 und 17 betrifft, so kann man sehen, daß zumindest bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform die Tiefe des oberen Bands 15 in etwa der halben Höhe der Linse 14 im Ganzen entspricht, während die Tiefen der anderen zwei Bänder (des zentralen Bands 16 und des unteren Bands 17) ungefähr die Hälfte des unteren Abschnitts sind, d.h. ein Viertel der Gesamthöhe der Oberfläche der Linse.
• Was die Anzahl von Bändern und die Anzahl und Verteilung der Segmente in jedem Band betrifft, hat sich die beschriebene Lösung, die drei Bänder mit sechs, fünf bzw. drei Segmenten aufweist, auch darin als vorteilhaft herausgestellt, daß eine bestimmte Winkelversetzung der Segmente in den verschiedenen Bändern erzielt werden kann. In der Praxis bedeutet dies, daß in jedem Band die Bereiche mit maximaler Empfindlichkeit auf die einfallende Strahlung gegenüber jenen der benachbarten Bänder versetzt sind, so daß der Gesamteffekt der ist, daß sich die Empfindlichkeitskurven der verschiedenen Bänder überlappen. Dies ist bei der Verhinderung vorteilhaft, daß der Sensor im Ganzen Gebiete geringer Empfindlichkeit bei bestimmten Winkelpositionen hat.
• Die Verwendung einer geringeren Anzahl von Segmenten in den unteren Bändern und insbesondere im untersten Band 17 ermöglicht, daß jedes Segment eine größere Oberfläche aufweist, was die Aufnahme der Infrarotstrahlung in den unteren Gebieten verbessert, welche von der Mittenachse des pyroelektrischen Sensors winkelmäßig weiter entfernt sind.
• Ein weiteres wichtiges Merkmal der Linse 14 (siehe insbesondere die Ansichten der Figuren 4 und 5) ist, daß sie neben ihrem optisch aktiven Teilabschnitt (d.h. der die drei Bänder von Fresnel-Linsensegmenten 15, 16 und 17 umfassende Abschnitt) einen Basis- oder Randteilabschnitt 19 aufweist, der allgemein prismatisch ist (mit einem rechteckigen Querschnitt bei der dargestellten Ausführungsform), was es ermöglicht, daß die Linse 14 in einer derartigen Position angebracht wird, daß sie mit der Vorderseite 19a des Gehäuses 11, welches die dem pyroelektrischen Sensor 12 zugeordneten Schaltungen hält, eine Kammer zur Unterbringung des Elements 12 definiert, die nach außen hin im wesentlichen geschlossen ist. Diese Anordnung hat den Vorteil der Abschirmung des pyroelektrischen Elements 12 gegenüber Phänomenen, wie z.B. Zugluft ("draughts"), die seinen Betrieb dadurch stören könnten, daß sie beispielsweise bewirken, daß das pyroelektrische Element Alarmsignale bei Verhältnissen erzeugt, bei denen die Abgabe eines derartigen Signals tatsächlich ungerechtfertigt ist (sogenannte falsche Alarme).
• Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Sensors, das mit dar Tatsache zusammenhängt, daß er ein passiver Infrarot-Sensor ist und keine Zusatzelemente (wie einen Generator, wie es bei Mikrowellensensoren der Fall ist) benötigt, ist, daß das Gehäuse 11 einschließlich der an seiner Vorderseite angeordneten Linse 14 so ausgebildet sein kann, daß es Abmessungen aufweist, die vollständig denen eines normalen Moduls entsprechen.
• Somit kann der Sensor 10, wie aus den Zeichnungen klar hervorgeht, die Merkmale eines sogenannten einzelnen Moduls annehmen, das dazu vorgesehen ist, eine einzelne Einbauposition in dem Kasten 1 einzunehmen.
• Insbesondere bei Verwendung der beschriebenen technischen Lösung kann die Linse 14 so ausgebildet sein, daß der Radius ihrer sphärischen Oberfläche von der Größenordnung von 14 mm ist und die Abmessungen ihrer Basis (den Seiten des prismatischen Randteilabschnitts 19) 16 mal 20 mm betragen, so daß die Linse 14 (und der Sensor 10 als Ganzes) in ein Gehäuse 11 für elektrische Module eingebaut werden kann, die dem europäischen Standard (maximale Weite 25 mm) entsprechen.
• Dies steht im Gegensatz zu mehr oder weniger ähnlichen Vorrichtungen (z.B. Thermostaten für Heizsysteme, etc.), deren Einbau in Anschlußkästen oder dgl. bereits vorgeschlagen wurde, die aber eindeutig einen beträchtlichen Anteil des Kastens, wenn nicht den gesamten, einnehmen müssen.
• Diese Merkmale ermöglichen, die potentiellen Verwendungen des erfindungsgemäßen Sensors erheblich weiterzuentwickeln, insbesondere was die beispielhaft in den Figuren 2 und 3 dargestellte Möglichkeit betrifft, ein komplettes Anti- Eindring-System zu bilden, das eine zentrale Steuereinheit 20 (möglicherweise mit Druckknöpfen bzw. Tastschaltern 20a zum Abschalten von Teilen des Systems und/oder einem Empfänger 20b, typischerweise einem Infrarot-Empfänger, zum Empfang von Aktivierungs- und Deaktivierungssignalen) und ein oder mehrere in verschiedenen Anschlußkästen angebrachte Sensoren 10 umfaßt, indem die Anschlußdrähte 21 durch die Kanäle oder Rohrleitungen (Rohre) 22 des elektrischen Systems eingezogen werden, welches normalerweise in den geschützten Gebäuden bereits vorhanden ist.
• In dem Diagramm der Figur 3 sind andere, allgemein mit 8 bezeichnete Module (Schalter, Steckdosen, etc.) in Kombination mit verschiedenen Sensoren 10 in entsprechenden Kästen des elektrischen Systems angebracht.
• Figur 2 und der linksseitige Teil der Figur 3 zeigen auch, wie - gerade wegen der geringen Größe des Sensors selbst - der Sensor 10 in wenigstens einem der Kästen mit einem komplexeren Verarbeitungsbaulelement kombiniert werden kann, z.B. der zentralen Steuereinheit 20, die den Betrieb des von den verschiedenen Sensoren 10 gebildeten Systems steuert und geeignet sein kann, von einer Fernsteuerung (20b) wahlweise aktiviert und deaktiviert zu werden, so daß bestimmte Sensoren 10 unwirksam gemacht werden können (teilweises Abschalten), z.B. um nur in bestimmten Räumen den Schutt beizubehalten, während andere weiterhin benützt werden (z.B. während der Nacht).
• Für die gleiche voraussichtliche Verwendung ist auch noch eine Lösung möglich, bei der ein Mikrowellensensor mit einem Sensor 10 innerhalb deselben Anschlußkastens verknüpft wird, um einen besseren Schutz für das System gegen versuchte Abdeckung oder Störung vorzusehen.
• Selbstverständlich kann man ebenfalls daran denken, die Geometrie der Linse 14 von der vorstehend beschriebenen abweichend auszuführen.
• Insbesondere ist es möglich, was die Anordnung der Fresnel- Linsensegmente betrifft, entweder die Anordnung mit mehreren übereinander gelegenen Bändern, wovon die Bänder von Fresnel-Linsensegmenten 15, 16 und 17 der Figur 4 ein Beispiel sind, oder eine andere Anordnung zu wählen, die z.B. identische Bänder, eines über dem anderen, oder drei Bänder unterschiedlicher Längen, übereinander in einer kreuzförmigen Anordnung, umfaßt.
• In Figur 6 ist der Fahrgastraum eines nicht im Ganzen dargestellten Fahrzeugs, wie einem Automobil, mit W bezeichnet.
• Die Vordersitze S&sub1; und die Rücksitze S&sub2; des Autos sind jedoch sichtbar und schematisch dargestellt.
• Eine sogenannte Deckenleuchte ("ceiling light") 100 ist im Fahrgastraum in einer zentralen Position an der Vorderkante des Dachs über der Oberkante der Windschutzscheibe P eingebaut.
• Dieses Element, das in näherer Einzelheit in Figur 7 gezeigt ist, umfaßt in bekannter Weise Vorrichtungen, wie z.B. eine Uhr 102 und einen oder mehr Schalter 103, 104, die in Positionen angeordnet sind, in denen sie leicht sichtbar und/oder zugänglich für die Menschen in dem Fahrgastraum sind.
• Ein dem vorstehend beschriebenen im wesentlichen ähnlicher Sensor 10 ist in der Deckenleuchte 100 eingebaut und ist dazu vorgesehen, als ein Anti-Eindring (Diebstahlschutz-) - Sensor des Typs zum Schutz eines Raumes zu wirken.
• Auch in diesem Fall ist der Sensor 10 von einem kastenförmigen Körper 11 gebildet, der in die Deckenleuchte 100 eingebaut oder eingebunden werden kann, so daß er als Originalausstattung in das Fahrzeug eingebaut werden kann. Diese Lösung ermöglicht, daß der Sensor 10 mit der zentralen Steuereinheit des Diebstahlschutzsystems verbunden wird, welches gewöhnlich auch andere (auf Ereignisse wie einen Versuch, die Türen zu öffnen, einen Versuch, den Motor zu starten, etc. empfindliche) Sensoren umfaßt und durch von einer Fernsteuerung an die zentrale Steuereinheit übertragene Signale fernaktiviert/-deaktiviert werden kann.
• Die Positionierung des Sensors 10 in der Deckenleuchte 100 ermöglicht u.a., daß er mit der zentralen Steuereinheit verbunden wird, indem direkte Verwendung von den Leitungskanälen gemacht wird, welche gewöhnlich bereits in dem Fahrgastraum für die Drähte des elektrischen Systems des Fahrzeugs vorgesehen sind. Dies trifft bei gegenwärtigen Diebstahlschutzsystemen gewöhnlich nicht zu, für die der Monteur, der an dem fertiggestellten Fahrzeug arbeitet, gewöhnlich Drähte und Leitungskanäle speziell zur Verbindung des Sensors mit der zentralen Steuereinheit vorsehen muß.
• Bei diesem Anwendungsbeispiel ist die Linse ebenfalls durch zwei wichtige Faktoren gekennzeichnet, d.h.:
• - Das Vorliegen einer Verteilung von Fresnel-Linsensegmenten, die speziell der Gestalt des unter Überwachung stehenden Bereichs angepaßt ist, und
• - die sehr deutliche und klare gekrümmte ("gerundete") Form der Oberfläche der Linse mit Doppelkrümmung.
• Das von dem Sensor 10 in dem Fahrgastraum W überdeckte Gebiet ist in Figur 6 schematisch dargestellt und hat einen zentralen oder mittleren Überdeckungsbereich A (das Band von Segmenten 16), der im wesentlichen die oberen Teile der Vordersitze S&sub1; und einen guten Teil der Rücksitze S&sub2; umfaßt, einen oberen Überdeckungsbereich B (das Band 15), der die oberen Teile der Rücksitze S&sub2; und die Heckscheibe umfaßt, und einen unteren Überdeckungsbereich C (das Band 17), der die Sitzflächen der Vordersitze S&sub1; und Bauteile wie den Schalthebel etc. umfaßt.
• Es ist zu verstehen, daß diese räumliche Überdeckung vollständigen Schutz des Raums in dem Fahrgastabteil bietet, auch was Versuche betrifft, Gegenstände in dem Fahrgastabteil ohne vollen Zugang zu dem Fahrgastabteil zu stehlen.
• Die sehr gekrümmte Form der Linse 14 ist dazu vorgesehen, ihr eine allgemein gewölbeförmige Gestaltung und folglich Widerstandsfähigkeit gegen auf die Linse 14 ausgeübte mechanische Druckbelastungen zu geben. Wie vorstehend bereits angemerkt, ist die Linse gewöhnlich aus recht dünnem Kunststoffmaterial hergestellt, um eine übermäßige Dämpfung der für die Überwachung verwendeten Strahlung zu verhindern; der Sensor 10 ist nämlich ein passiver Sensor.
• Bei der erfindungsgemäßen Anwendung ist es deshalb wesentlich zu verhindern, daß eine auch unbeabsichtigte Handhabung bzw. Berührung der Linse 14 zu deren Beschädigung führt.
• Bei seinen gegebenen passiven Sensoreigenschaften ist der erfindungsgemäße Sensor 10 durch ein äußerst niedriges Energieverbrauchsniveau gekennzeichnet, so daß das Anti- Eindring-System als Ganzes (die zentrale Steuereinheit, mit der der Sensor 10 verbunden ist, einbezogen) Verbrauchscharakteristiken aufweist, die beträchtlich niedriger als jene der gegenwärtig verwendeten Ultraschall- oder Mikrowellen-Anti-Eindring-Systeme sind, mit denen jedoch der erfindungsgemäße Sensor leicht kombiniert werden kann.
• Natürlich können unter Beibehaltung des Erfindungsprinzips die Einzelheiten der Konstruktion und die Ausführungsformen in weitem Maß bezüglich der beschriebenen und dargestellten variiert werden, ohne dabei vom Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert, abzuweichen.

Claims (22)

1. Anwesenheitssensor (10), umfassend:

- ein infrarotempfindliches Element (12), und

- eine Linse (14) zum Fokussieren der Überwachungsstrahlung auf das empfindliche Element (12), wobei die Linse (14) eine Vielzahl an ihrer Oberfläche ausgebildeter Fresnel-Linsensegmente aufweist, welche in drei benachbarten Bändern (15 bis 17) angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Linse (14) eine haubenförmige Oberfläche mit Doppelkrümmung aufweist, wobei die benachbarten Bänder (15 bis 17) von Fresnel-Linsensegmenten definieren:

- ein oberes Band (15), das bewirkt, daß die aus einem oberen Abschnitt eines unter Überwachung stehenden Bereichs kommende Strahlung auf dem empfindlichen Element (12) konvergiert;

- ein zentrales Band (16) zum Fokussieren der aus dem zentral unteren Gebiet eines unter Überwachung stehenden Bereichs kommenden Strahlung auf das empfindliche Element (12); und

- ein unteres Band (17), das bewirkt, daß die aus dem unteren Abschnitt eines unter Überwachung stehenden Bereichs kommende Strahlung auf dem empfindlichen Element (12) konvergiert.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß er ein Gehäuse (11) mit derartigen Abmessungen umfaßt, daß der Sensor (10) im Ganzen als ein Modul, vorzugsweise ein einzelnes Modul, ausgeführt ist, welches in einen Gehäusekasten (1 bis 7) oder dergleichen eines elektrischen Systems eingesetzt werden kann.

3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Fresnel-Linsensegmente (15 bis 17) auf der Innenseite der haubenförmigen Oberfläche angeordnet sind.

4. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die benachbarten Bänder (15 bis 17) winkelig versetzte Fresnel-Linsensegmente umfassen.

5. Sensor nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anzahl von Fresnel-Linsensegmenten in den Bändern (15 bis 17) allgemein von Band zu Band variiert.

6. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Linse (14) ein zentrales Band (16) von Fresnel- Linsensegmenten und zwei weitere Bänder (15 und 17) von Fresnel-Linsensegmenten oberhalb (15) bzw. unterhalb (17) des zentralen Bandes (16) umfaßt.

7. Sensor nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die benachbarten Bänder (15 bis 17) gleiche Abmessungen haben.

8. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß das obere Band (15) von Fesnel-Linsensegmenten etwa die Hälfte der haubenförmigen Oberfläche der Linse (14) einnimmt.

9. Sensor nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

daß das zentrale Band (16) und das untere Band (17) jeweils etwa ein Viertel der haubenförmigen Oberfläche der Linse (14) einnehmen.

10. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die haubenförmige Oberfläche der Linse (14) im wesentlichen sphärisch ist.

11. Sensor nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet,

daß sich die Linse (14) horizontal über einen Winkel der Größenordnung von 90 - 105º erstreckt.

12. Sensor nach einem der Ansprüche 1, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,

daß sich die Linse (14) vertikal über einen Winkel der Größenordnung von 45 - 60º erstreckt.

13. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Form der haubenförmigen Oberfläche allgemein mit der eines gewölbten Gewölbes vergleichbar ist.

14. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Linse (14) von einem Körper mit einem Randabschnitt (19) begrenzt ist, welcher das infrarotempfindliche Element (12) derart umschließt, daß es von der Außenumgebung isoliert ist.

15. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Linse (14) aus einem Kunststoffmaterial geformt ist, vorzugsweise durch Spritzgießen.

16. Sensor nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet,

daß die Linse (14) aus einem Kunststoffmaterial, wie z.B. Polyethylen mit hoher Dichte, hergestellt ist.

17. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die haubenförmige Oberfläche der Linse (14) weniger als 1 mm dick ist.

18. Sensor nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

daß die Linse (14) pigmentiert ist.

19. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, als ein Element eines Anwesenheitsdetektionssystems in einem Raum, wobei das System Verbindungsdrähte (21) umfaßt, die sich durch die Leitungskanäle (22) des elektrischen Systems des Raums erstrecken, in welchem das System angebracht ist.

20. Sensor nach Anspruch 19, der in seinem Gehäusekasten (1 bis 7) oder dergleichen mit einer Steuereinheit (20) des Anwesenheitsdetektionssystems, möglicherweise mit einer Fernsteuerung (20b), kombiniert ist.

21. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet

daß er in einen Leuchtkörper oder ein ähnliches Zubehörteil (100) eingebaut ist, welches in einem Abschnitt des Fahrgastraums (A) eines Kraftfahrzeugs angebracht ist.

22. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß er mit einem Ultraschall- oder Mikrowellensensor kombiniert ist.