反射式红外运动感知系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种反射式红外运动感知系统，包括壳体、感测元件及反射元件。感测元件配置于壳体。反射元件配置于壳体且具有多个反射层(tier)。各反射层具有多个反射曲面，这些反射曲面沿第一轴向依序排列，这些反射层沿第二轴向依序排列。这些反射曲面相对于第三轴向分别具有不同方位角且适于分别将来自不同感测位置的红外线反射至感测元件。各反射曲面沿垂直第二轴向的方向的开口宽度(aperture width)，正相关于对应的方位角的余弦值的倒数。本申请能够使对应于不同位置的感测信号的强度相近，以提升反射式红外运动感知系统的感测能力。

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关于一种红外运动感知系统，且特别是有关于一种反射式红外运动感知系统。
技术介绍
生物，如人类，因本身的热而会发出8～12μm的红外光辐射。红外线感知系统即是利用此现象而感测生物发出红外光辐射，借以侦测是否有人进入特定空间，此种感知系统可应用于保全自动警报系统，发挥自动安全监控的效果。以反射式红外运动感知系统而言，其是通过反射元件将生物发出的红外辐射聚焦在感测元件上，借以达到感测的效果。为了使来自所述特定空间内各个不同位置的红外辐射皆能被反射元件反射至感测元件，反射元件需具有对应于不同位置的多个反射层。例如，美国专利公告号US 6346705 B1公开了上述反射式红外运动感知系统的相关技术，然而其并未具体教示如何使来自不同远近位置的红外辐射所产生的感测信号强度相近。因此，如何使这些反射层皆能够准确且有效地将对应的红外辐射聚焦在感测元件上，并使所有感测信号的强度皆相近，是反射元件的反射面的几何设计上的重要议题。
技术实现思路
本技术提供一种反射式红外运动感知系统，具有良好的感测能力。本技术的反射式红外运动感知系统包括壳体、感测元件及反射元件。感测元件配置于壳体。反射元件配置于壳体且具有多个反射层。各反射层具有多个反射曲面，这些反射曲面沿第一轴向依序排列，这些反射层沿第二轴向依序排列。这些反射曲面相对于第三轴向分别具有不同方位角且适于分别将来自不同感测位置的红外线反射至感测元件。各反射曲面沿垂直第二轴向的方向的开口宽度，正相关于对应的方位角的余弦(cosine)值的倒数。本技术的反射式红外运动感知系统包括壳体、感测元件及反射元件。感测元件配置于壳体。反射元件配置于壳体且具有多个反射层。各反射层具有多个反射曲面，这些反射曲面沿第一轴向依序排列，这些反射层沿第二轴向依序排列。这些反射曲面相对于第三轴向分别具有不同方位角且适于分别将来自不同感测位置的红外线反射至感测元件。各反射曲面沿垂直第一轴向的方向的开口长度，正相关于对应的感测区域位置与反射式红外运动感知系统的距离的平方。基于上述，在本技术的反射式红外运动感知系统中，将反射元件的各反射曲面的开口宽度设计为正相关于此反射曲面的方位角的余弦值的倒数，并将反射元件的各反射曲面的开口长度设计为正相关于对应的红外线来源位置与反射式红外运动感知系统的距离的平方。借此，方位角较大的反射曲面以及用以反射来自较远位置的红外线的反射曲面可具有较大的适当面积，如此可避免因反射曲面的方位角较大或红外线来源较远而使红外线无法有效且充分地被反射至感测元件，从而提升反射式红外运动感知系统的感测能力。为让本技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是本技术一实施例的反射式红外运动感知系统的前视图；图2是图1的反射式红外运动感知系统的部分结构俯视图；图3示出图1的反射元件在XY平面的展开图；图4示出图1的多个反射曲面所分别对应的被感测位置；图5示出图1的各反射曲面的集光面积与R2/cosθ的关系；图6示出图1的感测元件感测人体在同一距离不同方位角运动所得的感测波形；图7示出图4所示位置与反射式红外运动感知系统的实际距离。附图标记说明：100：反射式红外运动感知系统；110：感测元件；120：反射元件；130：壳体；θ：方位角；L：反射曲面开口长度；M11～M43：反射曲面；P11～P43：对应M11～M43的感测区域位置；R1～R4：对应各感测距离的反射层；W：反射曲面沿第一轴向的开口宽度；W'：反射曲面沿第一轴向的开口宽度除以方位角余弦因子；X：第一轴向；Y：第二轴向；Z：第三轴向。具体实施方式图1是本技术一实施例的反射式红外运动感知系统的前视图。图2是图1的反射式红外运动感知系统的部分结构俯视图。图3示出图1的反射元件在XY平面的展开图，以示意各反射曲面的实际开口长度、开口宽度。为使附图较为清楚，图2仅示出出图1中的感测元件110及反射层R1。请参考图1至图3，本实施例的反射式红外运动感知系统100包括感测元件110、反射元件120及壳体130。感测元件110例如是双元件红外线传感器(dual-element infrared sensor)或其他适当种类的传感器，且配置于壳体130。反射元件120配置于壳体130且具有多个反射层(示出为但不限制为四个反射层R1～R4)，这些反射层R1～R4沿第二轴向Y依序排列。反射层R1具有多个反射曲面(示出为但不限制为七个反射曲面M11～M17)，这些反射曲面M11～M17沿第一轴向X依序排列且相对于第三轴向Z分别具有不同方位角，所述第二轴向Y、第一轴向X及第三轴向Z相互垂直。类似地，反射层R2具有多个反射曲面(示出为但不限制为七个反射曲面M21～M27)，这些反射曲面M21～M27沿第一轴向X依序排列且相对于第三轴向Z分别具有不同方位角。类似地，反射层R3具有多个反射曲面(示出为但不限制为五个反射曲面M31～M35)，这些反射曲面M31～M35沿第一轴 向X依序排列且相对于第三轴向Z分别具有不同方位角。类似地，反射层R4具有多个反射曲面(示出为但不限制为三个反射曲面M41～M43)，这些反射曲面M41～M43沿第一轴向X依序排列且相对于第三轴向Z分别具有不同方位角。图4示出图1的多个反射曲面所分别对应的被感测位置。图1所示的感测元件110配置于各反射曲面的焦点附近，这些反射曲面M11～M43例如皆为抛物面且适于分别将来自图4所示不同感测位置P11～P43的红外线反射至感测元件110，也即，所述感测位置P11～P43分别对应于所述反射曲面M11～M43。举例来说，当有人(或其他会发出红外线的物体)移动至感测位置P15时，其所发出的红外线会被反射元件120的反射曲面M15反射至感测元件110。同理，当有人(或其他会发出红外线的物体)移动至其他感测位置(感测位置P11～P14、P16～P43的其中之一)时，其所发出的红外线会被反射元件120的对应的反射曲面M11～M14、M16～M43的其中之一的反射曲面反射至感测元件110。在本实施例中，各反射曲面(反射曲面M11～M43的其中任一)沿垂直第一轴向X的方向的开口长度(图3例示性地标示出反射曲面M15沿垂直第一轴向X的方向的开口长度L，此处的开口长度是指各反射曲面的相对的顶边及底边之间的实际直线长度)，正相关于对应的感测位置(感测位置P11～P43中的对应者)与反射式红外运动感知系统100的距离的平方。具体而言，所述正相关例如是正比，故可表示为L∝R2，其中R定义为对应的感测位置与反射式红外运动感知系统100的距离。更具体而言，所述正比关系可表示为L＝K1R2，K1为各反射曲面的所述长度L与感测距离R分别使用mm与m为单位后的对应系数，其例如介于0.05～0.3之间。此外，各反射曲面(反射曲面M11～M43的其中任一)沿垂直第二轴向Y的方向的开口宽度(图2例示性地标示出反射曲面M15沿第一轴向X的开口宽度W除以余弦因子，即W’＝W/cosθ；图3例示性地标示出反射曲面M15沿垂直第二轴向Y的方向的开口宽度W'，此处的开口宽度是指各反射曲面的相对两侧边之间的实际直线宽度)，正相关于对应的方位角(图2例示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射式红外运动感知系统，其特征在于，包括：壳体；感测元件，配置于所述壳体；以及反射元件，配置于所述壳体且具有多个反射层，其中各所述反射层具有多个反射曲面，所述多个反射曲面沿第一轴向依序排列，所述多个反射层沿第二轴向依序排列，所述多个反射曲面相对于第三轴向分别具有不同方位角且适于分别将来自不同感测位置的红外线反射至所述感测元件，其中各所述反射曲面沿垂直所述第二轴向的方向的开口宽度，正相关于对应的所述方位角的余弦值的倒数。

【技术特征摘要】
1.一种反射式红外运动感知系统，其特征在于，包括：壳体；感测元件，配置于所述壳体；以及反射元件，配置于所述壳体且具有多个反射层，其中各所述反射层具有多个反射曲面，所述多个反射曲面沿第一轴向依序排列，所述多个反射层沿第二轴向依序排列，所述多个反射曲面相对于第三轴向分别具有不同方位角且适于分别将来自不同感测位置的红外线反射至所述感测元件，其中各所述反射曲面沿垂直所述第二轴向的方向的开口宽度，正相关于对应的所述方位角的余弦值的倒数。2.根据权利要求1所述的反射式红外运动感知系统，其特征在于，各所述反射曲面沿垂直所述第一轴向的方向的开口长度，正相关于对应的所述感测位置与所述反射元件的距离的平方。3.根据权利要求2所述的反射式红外运动感知系统，其特征在于，各所述反射曲面沿垂直所述第一轴向的方向的开口长度，正比于对应的所述感测位置与所述反射元件的距离的平方，各所述反射曲面沿垂直所述第二轴向的方向的开口宽度，正比于对应的所述方位角的余弦值的倒数。4.根据权利要求1所述的反射式红外运动感知系统，其特征在于，所述第一轴向、所述第二轴向及所述第三轴向相互垂直，相邻的任两所述反射曲面不连续，各所述反射曲面为抛物面，距离所述感测元件越远的所述反射层的所述多个反射曲面的数目越多，且距离所述感测元件越远的所述反射曲面具有越大的面积。5.根据权利要求1所述的反射式红外运动感知系统，其特征在于，距离所述感测元件最近的所述反射层的各所述反射曲面的面积为10mm2～13.2mm2，距离所述感测元件最远的所述反射层的各所述反射曲面的面积介于73.5mm2～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：林世穆，黄光永，
申请(专利权)人：中磊电子苏州有限公司，中磊电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32