改进的无源红外运动传感器制造技术

一种无源红外（ＩＲ）运动传感器，它包括：　　　　至少一个第一ＩＲ检测器（３６ａ），当运动物体在所述第一检测器（３６ａ）的检测容积中通过时，输出具有第一频率的第一信号；　　　　至少一个第二ＩＲ检测器（３８ａ），当运动物体在所述第二检测器（３８ａ）的检测容积中通过时，输出具有第二频率的第二信号，所述第二频率不同于所述第一频率；以及　　　　处理系统（２０），它接收所述第一和第二信号，并且至少部分基于所述第一和第二信号输出代表所述运动物体的检测信号，其中所述检测器（３６ａ、３８ａ）具有相同的尺寸，所述第一检测器（３６ａ）配备有限定第一焦距的第一光学部件（１４），而所述第二检测器（３８ａ）配备有限定不同于所述第一焦距的第二焦距的第二光学部件（１４）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及运动传感器。
技术介绍
运动传感器用在安全系统中来检测所监控空间中的运动。一类传感器是无源红外(PIR)运动传感器，它检测由于物体(例如人体)及其背景环境之间的温度差而在远红外辐射(8-14微米波长)方面的变化。检测之后，运动传感器通常发送指示给主机，主机则启动侵入”报警”，改变室内照明，开门或实现某种其它功能。提供运动感测能力的一种途径是提供红外摄像机。通过观察摄相机的输出可以很容易跟踪监控空间中的运动。但这种摄相机很昂贵。所以，需要一种使用例如简单热电检测器的简单而比较便宜的PIR运动传感器。由于检测器会占典型PIR运动传感器的很大一部分成本(5-10％)，大多数PIR运动传感器仅采用一个或两个这种检测器。为了用一个或两个检测器监控大空间，典型的PIR运动传感器设计成具有多个光学部件(例如透镜和镜面)。这种”复合光学系统”的每个部件把来自所述监控空间的各个子容积中物体的红外辐射聚焦到出现在检测器上的图像中。监控的子容积可以与非监控的子容积交错，使得产生辐射的目标(例如人)经过一个又一个的子容积而在检测器上形成”目标辐射/背景辐射/目标辐射”图案。如果是人，这个图案就会在检测器上导致变化的IR辐射。虽然有效，但利用最少数量检测器的简单PIR传感器会经常产生虚假报警，例如由于波长不在8-14微米波段之内的入射辐射的缘故。这种虚假报警可能促使例如安全人员作出不必要的响应。于是，为了减少虚假报警的可能性，添加了滤光器作为检测器窗口，以便屏蔽掉白光和近IR光。而且，还加上涂层(在镜面的情况下)和添加剂(对于透镜)，以防止白光和近IR光聚焦到检测器上，减少PIR运动传感器因例如汽车头灯照进窗户而产生虚假报警的可能性。为进一步减少虚假报警的可能性，检测器可以包括一对大小相等而极性相反的元件。非聚焦的频带外的幅射同样辐射到两个元件上，使相等但极性相反的元件发出的信号大致互相抵消。而且，相等但极性相反的元件也减少了因震动和温度变化而发出的虚假报警。此外，如美国专利No.6,163,025所公开，(所述专利已作为参考包括在本文中)，可以将两对元件交错并分开连接，以便产生时间上互相偏移的运动信号。这便于区分运动目标和静止目标，然而在别的方面却是问题的来源，例如亮度变化的白光。但是，本专利技术认识到’025专利中用于处理时移信号的计算要求是相当多的。本专利技术关键性地认识到需要减少简单PIR传感器的虚假报警，同时减少处理要求。此外，也认识到最好简单的PIR运动传感器能够区别较小的运动物体(例如动物)和较大的目标(例如人)，以便仅在出现越权人而非宠物时启动报警。本专利技术解决这些关键的观察问题中的一项或多项。专利技术概述本专利技术是一个总体改进了的无源红外运动传感器。在以下各方面实现了改进抑制干扰，和/或确定运动方向，和/或抑制比人小得多的动物运动所产生的信号。在本专利技术的第一方面，改进传感器的光电系统对人的运动作出响应而产生两个不同频率的信号。但是，所述系统对于干扰检测器的激励，例如白光、震动、温度变化、射频电磁辐射等等，仅产生单一频率的信号。信号被传送到信号处理系统，所述系统利用是否存在两个频率来区别运动物体和非运动的干扰激励。这样，改进的传感器就不大可能对那些不是对运动物体而是对干扰激励作出响应的运动作出指示。如果是用于检测人体入侵者的运动传感器，这就称为”虚假报警”。而且，传感器通过评估两个不同频率信号之间波形峰值的并列位置就可以确定运动方向，因此，例如，仅仅当人从某一特定方向接近时，传感器才可用来开门。在本专利技术的第二方面，改进传感器的光电系统从传感器所监控空间中的子容积二维阵列产生多个信号。传感器的信号处理系统利用这些信号作为有关运动目标大小的信息，便于抑制由于非人体(例如小动物)的运动而发出的信号。如果需要，可以把这两方面结合起来，得到在上述三方面都改进的传感器。所以，在第一方面，无源红外(IR)运动传感器包括第一IR检测器，当运动物体在所述第一检测器的检测容积中通过时第一检测器输出具有第一频率的第一信号。当所述运动物体在第二检测器的检测容积中通过时，第二检测器输出具有第二频率的第二信号，处理系统接收所述第一和第二信号并输出代表运动物体的检测信号。在优选实施例中，每个检测器包括至少两个元件，第一检测器的元件定义它们之间的第一个”中心到中心”的间距，而第二检测器的元件定义它们之间的第二个”中心到中心”的间距。通过使第一检测器的元件的大小和第二检测器的元件的大小不同，和/或通过将第一检测器配置成具有和第二检测器不同的元件数量，就可实现这一个点。在一个非限制性实施例中，第一和第二检测器设置在单一外壳中的共用基底上。在另一实施例中，将第一和第二检测器互相分开地安装，第一检测器监控第一容积空间，所述第一容积空间与第二检测器所监控的第二容积空间至少部分光学重叠。在优选实施例中，第一检测器可以具有至少两行元件，每行至少两个元件，并且第二检测器可以具有至少两行元件，每行至少两个元件。第一检测器所监控的子容积至少部分光学重叠在第二检测器所监控的子容积上。在另一个方面，区别所监控空间中的运动物体和非运动物体(其特点在于非持续辐射)的方法包括从第一无源IR检测器接收第一频率和从第二无源IR检测器接收第二频率，第一和第二频率不相等。所述方法还包括仅在基本上同时接收到第一和第二频率时输出表示有运动物体存在的信号。否则，就不输出表示有运动物体存在的信号。在又一个方面，处理系统连接到第一和第二PIR检测器，仅仅在从这两个检测器接收的信号具有相互不同的频率时才输出检测信号。在再一个方面，运动传感器包括第一无源IP检测器，它具有至少两行元件，每行至少两个元件。第一无源IP检测器监控第一子容积空间。第二无源IP检测器具有至少两行元件，每行至少两个元件，并且第二无源IP检测器监控第二子容积空间。光学系统使第一和第二子容积至少部分光学重叠。在这个方面的优选实施方案中，第一IP检测器输出代表第一维的一个点或多点的第一信号，而第二IP检测器输出代表第二维的一个点或多点的第二信号。第一维可以是笛卡尔坐标系中的x维，第二维可以是笛卡尔坐标系中的y维。或者，维数可以是正交维数，例如极坐标中的”r”和”Θ”。信号可以代表正和负极性，处理器可以利用这些极性来确定物体的运动方向。而且，处理器可以利用这些信号确定活动坐标，至少可以确定运动物体的大小。具体地说，处理器可以确定许多同时活动的坐标是否等于某个阈值，并据此确定是否启动报警。在另一个方面，PIR传感器包括第一检测器，它配置成输出代表沿第一维的至少两个点中的至少一个点的信号。第一检测器接收来自第一监控子容积空间的IR辐射。第二检测器配置成输出代表沿不同于第一维的第二维的至少两个点中的至少一个点的信号，第二检测器接收来自第二监控子容积空间的IR辐射，第二监控子容积空间与第一监控子容积空间至少部分光学重叠。在替代的实施例中，无源红外(IR)运动传感器具有第一IR检测器，当运动物体在第一检测器的检测容积中通过时，第一检测器输出具有第一频率的第一信号；以及第二检测器，当所述运动物体在第二检测器的检测容积中通过时，第二检测器输出具有第二频率的第二信号，第二频率不同于第一频率。处理系统接收所述第一和第二信号并据此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·斯科特·米科，
申请(专利权)人：西荣科技有限公司，
类型：发明
国别省市：