專利名稱：探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種探測(cè)器，包括外殼，其具有至少ー個(gè)允許輻射進(jìn)入的窗ロ ；用于感測(cè)進(jìn)入的輻射的至少ー個(gè)監(jiān)望(outlook)傳感器；用于處理監(jiān)望傳感器信號(hào)的単元；以及監(jiān)望反射鏡，其被成形為和在外殼中被安裝成用于向監(jiān)望傳感器上反射來自外部探測(cè)區(qū)域的輻射而不是來自別處的輻射，其中來自ー些探測(cè)區(qū)域的輻射首先被初級(jí)監(jiān)望反射鏡反射，然后被次級(jí)監(jiān)望反射鏡反射到監(jiān)望傳感器上，并且其中至少ー些監(jiān)望反射鏡朝向窗ロ且在操作定向上彼此豎直相鄰。重要的是(在一定程度上取決于它們的應(yīng)用)，這樣的檢測(cè)器通過高靈敏度且對(duì)每個(gè)區(qū)域靈敏度高度一致的大量探測(cè)區(qū)域來監(jiān)視較大范圍，并且尺寸適中，特別是對(duì)室內(nèi)應(yīng)用而言。
使用多個(gè)監(jiān)望反射鏡允許形成比監(jiān)望反射鏡數(shù)目更多的探測(cè)區(qū)域。例如，它們可通過對(duì)襯底注模成型并在每個(gè)襯底上選擇性地涂覆出多個(gè)反射鏡而經(jīng)濟(jì)地制成。監(jiān)望反射鏡通常被成形為接近理想的圓拋物面的區(qū)部，或極其平坦，因而限制了光學(xué)像差并且產(chǎn)生了銳化焦點(diǎn)。在一定程度上，自圓拋物面的偏差能夠有助于調(diào)節(jié)焦距，只要光學(xué)像差對(duì)成品率和頻移的結(jié)果仍是可接受的。為了使這些檢測(cè)器緊湊，監(jiān)望反射鏡在操作定向上彼此豎直相鄰。這些監(jiān)望反射鏡彼此靠近，使得它們的邊緣甚至可能觸碰到。通過將監(jiān)望反射鏡聯(lián)系起來可以使檢測(cè)器外殼更緊湊，這意味著來自探測(cè)區(qū)域的輻射首先由初級(jí)監(jiān)望反射鏡反射，然后由次級(jí)監(jiān)望反射鏡反射，并在到達(dá)監(jiān)望傳感器之前甚至很可能由其它監(jiān)望反射鏡反射。這種布局被稱為折疊反射鏡光學(xué)系統(tǒng)。這樣，可以部分地削減遠(yuǎn)距離探測(cè)區(qū)域所需的巨大焦距。但是必須注意，毎次反射不能丟失太多落在反射鏡區(qū)域之外的輻射，以犧牲得到的傳感器信號(hào)幅度為代價(jià)。假設(shè)噪聲和干擾信號(hào)不與光學(xué)器件的尺寸成比例，那么對(duì)于將噪聲和干擾信號(hào)從有用信號(hào)中分離出來，特別是確保電磁兼容性和抑制顫噪效應(yīng)，較大的幅度是理想的。此外，探測(cè)器不應(yīng)僅僅產(chǎn)生大的信號(hào)幅度，還應(yīng)對(duì)來自各個(gè)探測(cè)區(qū)域的輻射具有類似的靈敏度。出于多種原因，均質(zhì)信號(hào)有利于專用探測(cè)器單元的信號(hào)分析。例如，在ー個(gè)存在探測(cè)器中，或者在ー個(gè)熱探測(cè)器中，所有區(qū)域上統(tǒng)一幅度的靈敏度意味著警報(bào)只取決于輻射源，而不會(huì)取決于其在探測(cè)區(qū)域內(nèi)的位置。如果相反，報(bào)警級(jí)別應(yīng)與最弱區(qū)域相匹配，而其他區(qū)域的誤報(bào)抗擾度降低。在運(yùn)動(dòng)探測(cè)器中，另ー種探測(cè)器靈敏度還應(yīng)對(duì)所有探測(cè)區(qū)域充分相似，即所謂的信號(hào)頻率。在本領(lǐng)域中，技術(shù)人員均理解，用語“頻率”表示當(dāng)物體移動(dòng)通過探測(cè)區(qū)域時(shí)出現(xiàn)的監(jiān)望傳感器信號(hào)的主頻分量。例如可基于當(dāng)處理單元増加兩個(gè)反向極化熱釋電傳感器的信號(hào)強(qiáng)度時(shí)出現(xiàn)的單個(gè)正負(fù)峰值之間的延遲來計(jì)算所述頻率，所述反向極化熱釋電傳感器在輻射對(duì)象移動(dòng)通過探測(cè)區(qū)域?qū)υ搮^(qū)域進(jìn)行觀察。所述頻率甚至可以通過使用傅立葉分析通過單個(gè)信號(hào)峰值來計(jì)算?；谔綔y(cè)器結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法，頻率幾乎是對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的精確測(cè)量。統(tǒng)ー的頻率靈敏度允許從有用信號(hào)中區(qū)分已知的干擾信號(hào)，并且警報(bào)的速度范圍對(duì)所有區(qū)域變得統(tǒng)一。作為這些因素的直接后果，較遠(yuǎn)的探測(cè)區(qū)域需要較大的焦距。相反，較近的區(qū)域應(yīng)具有較小的焦距?？刹僮鞯囟ㄏ虻奶綔y(cè)器中，水平監(jiān)望反射鏡行對(duì)應(yīng)底層水平上三維探測(cè)區(qū)域的單條弧線。與中心區(qū)域相比，側(cè)向區(qū)域在它們的檢測(cè)范圍上通常較小，以便適應(yīng)方形探測(cè)區(qū)域的幾何形狀。與相同水平監(jiān)望反射鏡行的中心區(qū)域相比，側(cè)向區(qū)域具有較小的焦距。使用標(biāo)準(zhǔn)的反射鏡光學(xué)器件，這不可避免地導(dǎo)致其它區(qū)域出現(xiàn)陰影效應(yīng)。
背景技術(shù)：
不管上述探測(cè)器如何，為了減小探測(cè)器的厚度，許多已知的具有反射鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)或菲涅爾光學(xué)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)探測(cè)器被構(gòu)造成對(duì)于較遠(yuǎn)的區(qū)域具有較小的焦距。結(jié)果，在其它方面都保持相同的情況下，較遠(yuǎn)區(qū)域的信號(hào)頻率將比其它區(qū)域小，這導(dǎo)致了警報(bào)速度范圍不期望地向較高速度的移動(dòng)，或者減小了對(duì)低頻干擾源(例如空氣湍流)的抗擾度。通常，通過增加其它區(qū)域面積來補(bǔ)償較小的焦距，這導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)探測(cè)器對(duì)高物體速度過于敏感。 在EP-Al -O’ 191’ 155中，描述了ー種被動(dòng)式紅外運(yùn)動(dòng)探測(cè)器的折疊反射鏡光學(xué)系統(tǒng)，其具有初級(jí)監(jiān)望反射鏡和次級(jí)監(jiān)望反射鏡的。除俯視區(qū)域外，每個(gè)區(qū)域的入射輻射受到相聯(lián)反射鏡的兩次反射，而對(duì)于俯視區(qū)域，進(jìn)行一次反射即可。沿著這些光學(xué)路徑，輻射被成像到傳感器元件上。初級(jí)反射鏡被分別布置在較遠(yuǎn)區(qū)域、中間區(qū)域和較近區(qū)域的三個(gè)水平行中，其中每個(gè)反射鏡對(duì)應(yīng)于具有不同的方位性方向角的探測(cè)區(qū)域。所有初級(jí)反射鏡制造在單件材料上，該單件材料包含開ロ，監(jiān)望傳感器通過該開ロ進(jìn)行窺視。對(duì)于每一行，一個(gè)次級(jí)反射鏡的單個(gè)連續(xù)表面將來自所有初級(jí)反射鏡的入射檢測(cè)區(qū)輻射反射到傳感器元件。因此，一行中的初級(jí)反射鏡全部聯(lián)接(link)到一個(gè)次級(jí)反射鏡上。兩個(gè)次級(jí)反射鏡是平面的，第三個(gè)是凹面的。每個(gè)公共次級(jí)反射鏡的尺寸確保從任意單個(gè)初級(jí)反射鏡反射的來自探測(cè)區(qū)域的輻射被該初級(jí)反射鏡捕獲。未公開的文件號(hào)為10190290. 6的歐洲專利申請(qǐng)解決了關(guān)于EP - Al - O，191，155
的一系列問題。它對(duì)該探測(cè)器的改進(jìn)在于將至少ー對(duì)相聯(lián)監(jiān)望反射鏡中的每個(gè)監(jiān)望反射鏡被成形為且在外殼中被安裝成，防止其將來與其它監(jiān)望反射鏡串聯(lián)的另ー探測(cè)區(qū)域的輻射反射到監(jiān)望傳感器上。因此，至少一對(duì)相聯(lián)反射鏡專用于將來自單個(gè)探測(cè)區(qū)域的輻射傳送到監(jiān)望傳感器，而不會(huì)影響來自其它區(qū)域的輻射的這種傳輸，即使最終結(jié)果會(huì)減少所有相關(guān)探測(cè)區(qū)域的可用反射鏡面積。對(duì)于重要的探測(cè)區(qū)域，陰影效應(yīng)的減少和外殼中反射鏡空間布置自由度的増加到頭來會(huì)勝過這ー損失。更具體地，該申請(qǐng)_在利用水平行中的初級(jí)監(jiān)望反射鏡，將探測(cè)區(qū)域在探測(cè)器周圍以底層水平(floor level)投射到彎曲區(qū)域中，并將專用的成對(duì)反射鏡僅僅用于區(qū)域距離或角分布的主要變化。與前述具有折疊反射鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)的探測(cè)器相比，其允許探測(cè)器厚度小于3厘米，且更加均質(zhì)地、靈敏度一致性更高地覆蓋了直接從底層下方高達(dá)12米遠(yuǎn)的探測(cè)區(qū)域。上述考慮均不涉及用于探測(cè)窗ロ是否被遮蔽或損壞的窗ロ傳感器。這是所謂的抗遮蔽探測(cè)器所做的。它們進(jìn)行自我評(píng)定。根據(jù)應(yīng)用的不同，探測(cè)器可受到涂層或包封的故意損壞、劃傷、煙灰沉積、污垢噴濺或腐蝕性化學(xué)物質(zhì)，其中任一項(xiàng)均可妨礙外部輻射到達(dá)監(jiān)望傳感器。為了監(jiān)視窗ロ狀態(tài)，抗遮蔽探測(cè)器包含窗ロ傳感器以及用于處理窗ロ傳感器信號(hào)的単元。除窗ロ傳感器之外，這可能涉及使用窗ロ發(fā)送器、專用的輻射源。根據(jù)窗ロ材料和傳感器類型的不同，適當(dāng)?shù)拇哎韨鞲衅骺梢允强梢姽庠椿蚪t外光源，有利地，可以是ー個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)或紅外(IR)發(fā)射ニ極管(IRED)。例如，用于抗遮蔽系統(tǒng)的近紅外光源允許檢測(cè)噴發(fā)定型劑，這是ー種已知的用于阻擋熱釋傳感器(pyrosensor)視線的物質(zhì)。因此，對(duì)于多種應(yīng)用和規(guī)格，不需要適當(dāng)?shù)臒嵩?。如果需要，局部加熱遮蔽物體的能量消耗還需要具有大的后備電池。EP-Al- O’ 772’ 171描述了ー種紅外運(yùn)動(dòng)探測(cè)器，其具有初級(jí)反射鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)和抗遮蔽監(jiān)視功能。該探測(cè)器包括窗ロ傳感器，其用于感測(cè)表示窗ロ被物體或噴霧物質(zhì)覆蓋的輻射；用于生成輻射的窗ロ發(fā)送器；和用于處理其信號(hào)的単元。窗ロ傳感器和窗ロ發(fā)送器安裝在PCB上并且位于兩個(gè)監(jiān)望反射鏡之間的空隙中。輻射從窗ロ發(fā)送器通過空隙到達(dá)窗ロ，并且向相反方向到達(dá)窗ロ傳感器?？障妒沟帽O(jiān)望反射鏡被放置上比其原本應(yīng)該有的間隔更大，以優(yōu)化光學(xué)性能和緊湊性。監(jiān)望傳感器被放置在相對(duì)位置處，且被安裝在以一定角度延伸到第一 PCB的第二 PCB上。通過空隙可以觀察到整個(gè)監(jiān)望傳感器，從而明顯地影響探測(cè)器的成品率、可達(dá)性和緊密性。 EP-Al- O’189’ 53示意性地顯示了ー種尺寸過大的運(yùn)動(dòng)探測(cè)器，其具有折疊光學(xué)結(jié)構(gòu)和特定的抗遮蔽監(jiān)視功能，該探測(cè)器使用中波IR源、弱的熱源、以及用于向探測(cè)器窗口外側(cè)及其窗ロ的前側(cè)輸送輻射的窗ロ發(fā)送器，該熱源的輻射由專用的窗ロ反射鏡成像在監(jiān)望傳感器上。如果得到的信號(hào)的水平過低，遮蔽警報(bào)將被觸發(fā)。因此，IR傳感器既用作監(jiān)望傳感器，又用作窗ロ傳感器。這種結(jié)構(gòu)明顯地節(jié)省了一些部件成本和特定的生產(chǎn)消耗，然而顯而易見的是，探測(cè)器不能夠發(fā)現(xiàn)離窗ロ較遠(yuǎn)的物體帶來的遮蔽，例如，如果某人在該探測(cè)器上懸掛ー頂帽子，該探測(cè)器不太可能正確響應(yīng)。同樣，所述結(jié)構(gòu)不能夠被制得充分緊湊，并且仍能獲得所需的能量輸出。重要的是，添加專用窗ロ傳感器、專用窗ロ發(fā)送器或任何這種專用元件不會(huì)導(dǎo)致監(jiān)望傳感器或監(jiān)望反射鏡出現(xiàn)陰影，對(duì)于獲取相同的能量輸出和一致性而言，也不會(huì)使探測(cè)器明顯過大。窗ロ傳感器和窗ロ發(fā)送器是有源電子元件。為了避免電磁干擾，特別是窗ロ發(fā)送器最好安裝在距傳感器一定距離處，尤其是距監(jiān)望傳感器，以及距處理信號(hào)的単元和相關(guān)的電路。有吋，必須利用高效的生產(chǎn)エ藝來緊固元件，特別是表面安裝技術(shù)(SMT)，而且例如對(duì)于ー些熱釋傳感器，是用印刷電路板(PCB)上的通孔技術(shù)(THT)。該P(yáng)CB可存在于便于安裝監(jiān)望傳感器或其處理單元的位置。然而SMT僅允許將元件平整地安裝在PCB表面上，不能進(jìn)行傾斜的操作，因而進(jìn)一歩限制了其放置位置的自由度。取決于該結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，窗ロ的有效表面部分仍可在雜散光的幫助下部分地被監(jiān)視，即使窗ロ傳感器或窗ロ發(fā)送器無通視性，但該效果難以控制，并且通過比較的信號(hào)水平會(huì)減小。

發(fā)明內(nèi)容
特別理想的是，開發(fā)出一種實(shí)質(zhì)上克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷的探測(cè)器。根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)在于探測(cè)器包括ー個(gè)或多個(gè)窗ロ傳感器，用于感測(cè)表示正被遮蔽或已被損壞的窗ロ的輻射；以及用于處理窗ロ傳感器信號(hào)的単元，所述監(jiān)望反射鏡中至少兩個(gè)之間的空隙允許輻射在窗ロ與至少ー個(gè)窗ロ傳感器或匹配的窗ロ發(fā)送器或二者之間行迸。因?yàn)楸O(jiān)望反射鏡通常更靠近監(jiān)望傳感器，并且它們?cè)诳刹僮鞯囟ㄏ虻奶綔y(cè)器中安裝得越高就越為豎直，因此為了減小它們的焦距和區(qū)域距離，它們的邊緣趨向于不彼此碰觸。這使得空隙中留有ー些空間。從監(jiān)望傳感器的角度看，該空間無論如何都會(huì)被安裝得更近的反射鏡遮蔽。關(guān)鍵在于，其最終會(huì)使這些空隙在豎直方向上充分地延伸，從而允許監(jiān)望反射鏡后方的窗ロ傳感器或窗ロ發(fā)送器能夠充分地看到窗口前方的實(shí)質(zhì)部分，而且不存在光學(xué)劣化，或者光學(xué)劣化可忽略不計(jì)，尤其是沒有能量輸出的實(shí)質(zhì)損耗。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，來自ー些探測(cè)區(qū)域的輻射首先被初級(jí)監(jiān)望反射鏡反射，然后被次級(jí)監(jiān)望反射鏡反射到監(jiān)望傳感器上。如果鄰近窗ロ發(fā)送器，窗ロ傳感器可最好地接收在被遮蔽材料吸收后已被反射或漫射的輻射，而窗ロ發(fā)送器和窗ロ傳感器二者都可被方便地平整安裝在PCB上。實(shí)際上，對(duì)于具有典型數(shù)量、分布和尺寸的探測(cè)區(qū)域的緊湊型探測(cè)器而言， 兩個(gè)相鄰反射鏡之間的空隙可被設(shè)計(jì)成具有適當(dāng)?shù)亩ㄎ徊⑶疫m當(dāng)較大。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述空隙在兩水平行的相鄰監(jiān)望反射鏡中的至少一些監(jiān)望反射鏡之間延伸。優(yōu)選地，在折疊反射鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)中，相聯(lián)的監(jiān)望反射鏡連續(xù)地從探測(cè)區(qū)域反射輻射，至少ー對(duì)相聯(lián)反射鏡中的每個(gè)監(jiān)望反射鏡被成形為和在外殼中被安裝成，防止其將來自與其它反射鏡串聯(lián)的另ー探測(cè)區(qū)域的輻射反射到監(jiān)望傳感器上，并且在該相聯(lián)對(duì)中的至少ー個(gè)監(jiān)望反射鏡安裝在所述水平行之一中。優(yōu)選地，不在這種相聯(lián)對(duì)中的至少ー個(gè)監(jiān)望反射鏡安裝在相同的水平行中。通常，兩行中的監(jiān)望反射鏡被放置和定位成彼此具有相對(duì)大的偏離。在一行中，在一個(gè)排它相聯(lián)對(duì)中的ー個(gè)反射鏡與非排它相聯(lián)的下一反射鏡的偏差也趨于較大。作為附帶影響，這在兩行中某些反射鏡的相鄰邊緣之間留出更大距離，該距離轉(zhuǎn)化為空隙在其間更豎直的延伸。在本發(fā)明的另ー個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述窗ロ傳感器或窗ロ發(fā)送器包含半導(dǎo)體ニ極管，對(duì)于后者，例如可為發(fā)光二極管或IR發(fā)射ニ極管，不僅為其帶來了成本低和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，而且還具有成品率高和尺寸小的優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述窗ロ傳感器或窗ロ發(fā)送器安裝到在空隙后方延伸的印刷電路板上。該P(yáng)CB還可容納處理単元，并且可能還包含其它組件，諸如監(jiān)望傳感器，從而使部件具有冗余并且使生產(chǎn)更加高效。


附圖中
圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的被動(dòng)式紅外運(yùn)動(dòng)探測(cè)器的水平探測(cè)區(qū)域模式；
圖2示出了以操作定向安裝在所述探測(cè)器的外殼內(nèi)的監(jiān)望傳感器和監(jiān)望反射鏡的示意性前視圖，但其中所有次級(jí)反射鏡均繞豎直軸線進(jìn)行了 180度反轉(zhuǎn)并進(jìn)行了側(cè)向移動(dòng)，以便暴露下面的傳感器元件和初級(jí)反射鏡；
圖3示出了所述反射鏡的示意性側(cè)視 圖4示出了一些所述反射鏡的結(jié)構(gòu)空間 圖5示出一些所述反射鏡和PCB的結(jié)構(gòu)前視圖，所述PCB上安裝有窗ロ傳感器和窗ロ發(fā)送器；
圖6示出了所述探測(cè)器的側(cè)剖視圖；以及圖7示出了所述探測(cè)器一部分的側(cè)剖視圖，所述探測(cè)器包括有窗ロ傳感器及其窗ロ反射鏡。
具體實(shí)施例方式圖I中，探測(cè)器的兩個(gè)監(jiān)望傳感器元件被映射為探測(cè)區(qū)域的每個(gè)區(qū)域11，12，13，14，15，16，17，21，22，23，24，25，31，32，41中的兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)的方形。如果人運(yùn)動(dòng)通過細(xì)長(zhǎng)方形，他的熱輻射傳送到傳感器元件1，2。
圖2中，傳感器元件1，2是兩個(gè)熱釋電傳感器。來自大部分探測(cè)區(qū)域的輻射首先被初級(jí)監(jiān)望反射鏡 111，112，113，114，115，116，117，121，122，123，124，125，131，132 反射，然后被次級(jí)監(jiān)望反射鏡200，221，225，231，232反射到傳感器元件1，2上。在這種情況中，這些初級(jí)反射鏡的每一個(gè)聯(lián)接到次級(jí)反射鏡上。圖3通過使用虛線示出了監(jiān)望反射鏡114，123，131，141，200，231中的ー些如何反射來自不同距離的四個(gè)探測(cè)區(qū)域的輻射。傳感器元件1，2位于虛線會(huì)聚位置處，這在圖中未示出。最近的所謂俯視區(qū)域41幾乎都位于探測(cè)器的下方。沒有聯(lián)接到任何次級(jí)反射鏡的初級(jí)反射鏡141直接將此處的輻射反射到傳感器元件1，2上。在俯視區(qū)域41之外，附近的探測(cè)區(qū)域31，32由平面初級(jí)反射鏡131，132監(jiān)視，每個(gè)反射鏡被唯一地聯(lián)接到一個(gè)專用的凹面次級(jí)反射鏡231，232上。傳感器元件1，2和凹面次級(jí)反射鏡231，232之間的短距離允許所需的焦距短。同樣，側(cè)向探測(cè)區(qū)域21，25的短焦距通過將凹面次級(jí)反射鏡221，225接合到聚光平面次級(jí)反射鏡200兩側(cè)獲得，這意味著是從中心探測(cè)區(qū)域22，23，24反射輻射。初級(jí)反射鏡121將來自側(cè)向區(qū)域21之一的輻射反射到次級(jí)反射鏡221上，次級(jí)反射鏡221又將輻射反射到傳感器元件1，2上。初級(jí)反射鏡121和次級(jí)反射鏡221 二者都被成形為和在探測(cè)器外殼4中被安裝成，防止其將來自與其它反射鏡串聯(lián)的另ー探測(cè)區(qū)域的輻射反射到傳感器元件1，2上。同樣，初級(jí)反射鏡125和次級(jí)反射鏡225僅專用于另一端的側(cè)向探測(cè)區(qū)域25。首先，由于專用反射鏡對(duì)(121，221，分別對(duì)應(yīng)125，225)與附近反射鏡光學(xué)隔離，因此相鄰凹面反射鏡和平面反射鏡向傳感器元件1，2傳送輻射的順序可以反過來。因此，中間的凹面初級(jí)反射鏡122，123，124可以將來自更遠(yuǎn)的中心探測(cè)區(qū)域的輻射反射到公共平面次級(jí)反射鏡200和具有較長(zhǎng)焦距的傳感器元件1，2上。此外，與所有其它反射鏡光學(xué)隔離的反射鏡121，125，221，225提供額外的位置、尺寸和定位的自由度，這可以用于使陰影效應(yīng)最小化，以便改進(jìn)靈敏度的一致性并且更好地將相應(yīng)的探測(cè)區(qū)域設(shè)置在所需的位置。被唯一地聯(lián)接到次級(jí)反射鏡221的初級(jí)反射鏡121，與自身聯(lián)接到公共次級(jí)反射鏡200的至少兩個(gè)122，123，124水平地在操作定向中排列成行。對(duì)于被唯一地聯(lián)接到次級(jí)反射鏡225的初級(jí)反射鏡125也一祥。類似地，初級(jí)反射鏡121，122，123，124，125和次級(jí)反射鏡200，221，225每個(gè)構(gòu)成操作定向中的水平行，在這些行中，相鄰反射鏡的較小豎直延伸與較大豎直延伸重疊超過50%。該行初級(jí)反射鏡包含兩個(gè)反射鏡121，125，它們都僅僅聯(lián)接到該行次級(jí)反射鏡中的反射鏡221，225。專用反射鏡對(duì)與多個(gè)相聯(lián)反射鏡的混合使用提聞了性能。
來自最遠(yuǎn)探測(cè)區(qū)域11，12，13，14，15，16，17的輻射首先被最大的凹面初級(jí)反射鏡111，112，113，114，115，116，117反射到公共的平面次級(jí)反射鏡200上然后被反射到傳感器元件1, 2上。所有的監(jiān)望反射鏡表面構(gòu)成了圓形拋物面或平面的各部分。替代性地，在一定程度上，相聯(lián)的初級(jí)反射鏡和次級(jí)反射鏡均可成形為凹面反射鏡，這也提供了額外的自由度。然而，必須小心避免由于系統(tǒng)的非近軸性引起的高像差，這主要以犧牲靈敏度和靈敏度一致性為代價(jià)。在圖5、6和7中，外殼4在前方包含窗ロ 3，其允許輻射進(jìn)入。外殼4從前到后大約3厘米厚。包括次級(jí)監(jiān)望反射鏡200的反射鏡光學(xué)結(jié)構(gòu)安裝在外殼4的下部。監(jiān)望傳感器元件1，2安裝在印刷電路板5上。該板還載有居中安裝的窗ロ傳感器8 (在該例中，是近紅外傳感器ニ極管)，兩個(gè)窗ロ發(fā)送器9 (在該例中，是近紅外LED)，以及四個(gè)指示器光源10 (在該例中，是可見光LED)。窗ロ傳感器8能直接觀察到窗ロ 3的上半部。處理監(jiān)望傳感器信號(hào)的単元包括半導(dǎo)體微處理器，在該例中，其為安裝在第二印刷電路板7上的中央處理單元。該微處理器兼作處理窗ロ傳感器信號(hào)的単元6。替代性地，該單元例如人可以是專用集成電路。有利地，空隙還允許來自安裝在PCB 5上的指示器光源10的輻射行進(jìn)到窗ロ 3，因而允許有效地生產(chǎn)出具有警示燈或類似物的探測(cè)器。在其空隙內(nèi)，窗ロ反射鏡將該輻射聚焦在窗ロ的模糊部分上，以使其在探測(cè)器前方的大范圍內(nèi)可見。在一個(gè)替代性實(shí)施例中，監(jiān)望傳感器自身兼作窗ロ傳感器。為此，空隙后方的窗ロ發(fā)送器發(fā)送出這樣的輻射，該輻射明顯地與大多數(shù)或全部遮蔽材料反應(yīng)，并且監(jiān)望傳感器對(duì)該輻射敏感。聚焦裝置(在本例中，是空隙內(nèi)的窗ロ反射鏡)使輻射以一定角度偏轉(zhuǎn)到窗ロ表面，以更好地適應(yīng)監(jiān)望傳感器的較高位置。窗ロ傳感器8和窗ロ發(fā)送器9由具有固接透鏡的半導(dǎo)體構(gòu)成。為了通過窗ロ傳感 器8使空隙區(qū)域的用途最大化，并實(shí)現(xiàn)探測(cè)器外殼4外側(cè)幾厘米的焦點(diǎn)，額外的專用窗ロ反射鏡 301,401 和大多數(shù)初級(jí)監(jiān)望反射鏡 111，112，113，114，115，116，117，121，122，123，124，125，131，132在同一襯底上制成。對(duì)于這種聚焦裝置，已發(fā)現(xiàn)其具有如下優(yōu)點(diǎn)從窗ロ傳感器8開始數(shù)的第一窗ロ反射鏡401是曲面反射鏡(例如是橢圓形的一部分)，第二窗ロ反射鏡301是斜面反射鏡，其結(jié)果形成ー種z形光學(xué)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)更極端的實(shí)施例中，這些反射鏡可以制作得足夠大，以致窗ロ傳感器不再具有到窗ロ的直達(dá)視線。在具有甚至更長(zhǎng)的到達(dá)范圍和甚至更緊湊的實(shí)施例中，PCB在監(jiān)望傳感器的下方立即終止，因而為下方較大的監(jiān)望反射鏡留出了空間，并將大電子元件裝載在其前側(cè)的上方，因而允許殼的后壁移動(dòng)得更加靠近。在這ー實(shí)施例中，窗ロ傳感器和窗ロ發(fā)送器安裝在PCD后側(cè)上方，并通過光導(dǎo)體(特別是光纖纜線)連接到其下方的相應(yīng)空隙。在又一個(gè)進(jìn)ー步的實(shí)施例中，光導(dǎo)器延伸通過并超出空隙朝向窗ロ，能量輸出和一致性受到影響，但實(shí)現(xiàn)了卓越的抗遮蔽功能。作為這種投射方法的結(jié)果，如果窗ロ 3上或附近的反射物體遮蔽了探測(cè)器的視野，來自窗ロ發(fā)送器9的相對(duì)高密度的輻射將被反射到窗ロ傳感器8上。在安裝了探測(cè)器之后，啟用該探測(cè)器時(shí)要注冊(cè)其在新環(huán)境下非遮蔽的正常操作過程中的窗ロ傳感器信號(hào)水平。作為預(yù)編程的抗遮蔽算法的一部分，在エ廠生產(chǎn)過程中已包括了閾限差值。
權(quán)利要求
1.一種探測(cè)器，包括 外殼(4)，其具有至少ー個(gè)允許輻射進(jìn)入的窗ロ(3)， 至少ー個(gè)監(jiān)望傳感器(1，2)，用于感測(cè)進(jìn)入的輻射， 用于處理監(jiān)望傳感器信號(hào)的単元(6)， 以及監(jiān)望反射鏡，其被成形為和在所述外殼中被安裝成用于向所述監(jiān)望傳感器上反射來自外部探測(cè)區(qū)域的輻射而不是來自別處的輻射，其中至少ー些監(jiān)望反射鏡(111，112，113，114，115，116，117，121，122，123，124，125，131，132，141)朝向所述窗ロ (3)且在操作定向上彼此豎直相鄰， 其特征在于 所述探測(cè)器包括一個(gè)或多個(gè)窗ロ傳感器(8)以及用于處理窗ロ傳感器信號(hào)的単元(6)，所述窗ロ傳感器用于感測(cè)表示所述窗ロ(3)正被遮蔽或已被損壞的輻射，而且 所述監(jiān)望反射鏡(112，114，116，121，122，123，124，125)中至少兩個(gè)之間的空隙允許輻射在所述窗ロ(3)與至少ー個(gè)窗ロ傳感器(8)或匹配的窗ロ發(fā)送器(9)或二者之間行迸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探測(cè)器，其中 來自ー些探測(cè)區(qū)域的輻射首先被初級(jí)監(jiān)望反射鏡(111，112，113，114，115，116，117，121，122，123，124，125，131，132)反射，然后被次級(jí)監(jiān)望反射鏡(200，221，225，231，232)反射到所述監(jiān)望傳感器(1，2)上。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的探測(cè)器，其中 所述空隙在兩水平行的相鄰監(jiān)望反射鏡(111，112，113，114，115，116，117，121，122，123，124，125)中的至少ー些監(jiān)望反射鏡(112，114，116，121，122，123，124，125)之間延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的探測(cè)器，其中 相聯(lián)監(jiān)望反射鏡連續(xù)地反射來自探測(cè)區(qū)域的輻射， 在至少ー對(duì)相聯(lián)監(jiān)望反射鏡中的每個(gè)監(jiān)望反射鏡(121，125，221，225)被成形為和在所述外殼(4)中被安裝成，防止其將來自與其它反射鏡串聯(lián)的另ー探測(cè)區(qū)域的輻射反射到所述監(jiān)望傳感器(1，2)上，以及 這樣的ー對(duì)相聯(lián)監(jiān)望反射鏡中的至少ー個(gè)監(jiān)望反射鏡(121，125)安裝在所述水平行(121，122，123，124，125)之一中。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的探測(cè)器，其中 所述探測(cè)器包括所述窗ロ發(fā)送器(9)和聚焦裝置，所述聚焦裝置用于在其處對(duì)來自窗ロ(3)上或檢測(cè)器外部的輻射進(jìn)行聚焦。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的探測(cè)器，其中 所述探測(cè)器包括聚焦裝置，用于將來自窗ロ(3)或檢測(cè)器外部的輻射聚焦到所述窗ロ傳感器⑶上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5和6中任一項(xiàng)所述的探測(cè)器，其中朝向所述窗ロ(3)且在操作定向上彼此豎直相鄰的所述監(jiān)望反射鏡(111，112，113，114，115，116，117，121，122，123，124，125，131，132)中的至少ー個(gè)已被制于襯底上，并且所述聚焦裝置包括已制于相同村底上的一個(gè)或多個(gè)窗ロ反射鏡(301,401)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的探測(cè)器，其中 所述窗ロ傳感器(8)或窗ロ發(fā)送器(9)包含半導(dǎo)體ニ極管。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的探測(cè)器，其中 所述窗ロ傳感器(8)或窗ロ發(fā)送器(9)安裝到在空隙的后方延伸的印刷電路板(5)上。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的探測(cè)器，其中 所述用于處理監(jiān)望傳感器的単元(6)適于生成表示物體運(yùn)動(dòng)通過所述探測(cè)區(qū)域(11，12，13，14，15，16，17，21，22，23，24，25，31，32，33，41)的輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種探測(cè)器，包括外殼(4)，其具有至少一個(gè)允許輻射進(jìn)入的窗口(3)；用于感測(cè)進(jìn)入的輻射的至少一個(gè)監(jiān)望傳感器(1，2)；用于處理監(jiān)望傳感器信號(hào)的單元(6)；以及監(jiān)望反射鏡，其被成形為和在外殼中被安裝成用于向監(jiān)望傳感器上反射來自外部探測(cè)區(qū)域的輻射而不是來自別處的輻射，其中至少一些監(jiān)望反射鏡朝向窗口(3)且在操作定向上彼此豎直相鄰。所述探測(cè)器包括一個(gè)或多個(gè)窗口傳感器(8)以及用于處理窗口傳感器信號(hào)的單元(6)，所述窗口傳感器用于感測(cè)表示窗口(3)正被遮蔽或已被損壞的輻射。所述監(jiān)望反射鏡中至少兩個(gè)之間的空隙允許輻射在窗口(3)與至少一個(gè)窗口傳感器(8)或匹配的窗口發(fā)送器(9)或二者之間行進(jìn)。
文檔編號(hào)G01J1/04GK102680085SQ20121006099
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者A.埃爾尼, P.格魯貝爾, S.D.菲舍爾, T.巴歇爾斯 申請(qǐng)人:西門子瑞士有限公司