BRPI0609662A2 - sensor de movimento de infravermelho piroelétrico aperfeiçoado - Google Patents

Abstract

SENSOR DE MOVIMENTO DE INFRAVERMELHO PIROTéCNICO APERFEIçOADO. A presente invenção refere-se a um sensor de infravermelho passivo que tem dois elementos de detecção (302/306, 304/308, 316, 318, 320, 322, 324, 328, 330, 332, 334, 336, 338) estabelecidos por detectores e elementos óticos respectivos, com volumes espaciais se alternando sendo monitorados por cada elemento de detecção. Os elementos de detecção são configurados de modo que um objeto se movendo faz os elementos emitir freqúências diferentes, enquanto um estímulo não móvel produz a mesma freqúência de ambos os elementos de detecção. Em outro aspecto, um sensor de movimento com infravermelho pirotécnico (infravermelho pirotécnico) (200) inclui primeiro e segundo elementos (202/208, 204/206) gerando primeiro e segundo sinais respectivos que podem ser adicionado para converter em um sinal de "soma" e subtraidos um do outro para converter em um sinal de "diferença". Um objeto móvel é indicado somente quando o sinal de "soma" tem uma freqúência diferente daquela do sinal de "diferença".

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SENSOR DE MOVIMENTO DE INFRAVERMELHO PIROELÉTRICO APERFEIÇOADO".

I. Campo da Invenção

A presente invenção refere-se em geral a sensores de movimento.

II. Antecedentes da Invenção

Os pedidos de origem descrevem sensores de movimento com infravermelho pirotécnico (infravermelho pirotécnico) simples com baixas taxas de falso alarme e exigências de processamento mínimas que são capazes de discriminar alvos se movendo menores, por exemplo, animais, de alvos maiores tais como pessoas, de modo que um alarme será ativado somente na presença de pessoas não autorizadas, não animais de estimação.

Em USPN 5.923.250, incorporado aqui por referência, é descrito um sistema de sensação de movimento que usa zonas mortas entre os volumes monitorados de um espaço para reduzir alarmes falsos causados por pequenos animais. Um objeto se movendo é indicado não por diferenças simultâneas em sinais entre os detectores (tais como freqüências diferentes), mas simplesmente notando que os detectores produzem de modo alternado uma seqüência temporal de sinais na medida em que o objeto se move através dos volumes. A presente invenção reconhece que os princípios dos pedidos originais podem ser aplicados com a modificação inventiva no sistema descrito na patente '250 para obviar a necessidade de zonas mortas enquanto mantém a funcionalidade.

Sumário da Invenção

No primeiro aspecto da invenção, o sistema optoeletrônico do sensor aperfeiçoado produz sinais de duas freqüências diferentes em resposta ao movimento humano. O sistema produz somente sinais de freqüência única, no entanto, em resposta aos estímulos de interferência no detector tais como luz branca, impacto, mudança de temperatura, radiação eletro-magnética de freqüência de rádio, etc. Os sinais são enviados ao sistema de processamento de sinal do sensor, que usa a presença ou ausência de duas freqüências para discriminar entre objetos se movendo e estímulos de inter-ferência não móveis. Assim, o sensor aperfeiçoado tem uma probabilidade menor de indicar movimento que não é uma resposta a um objeto se movendo, mas a um estímulo de interferência. Isto seria chamado um "alarme falso" no caso de sensores de movimento usados para detectar invasores humanos. Além disso, o sensor pode determinar a direção de movimento avaliando as justaposições de pico de forma de onda entre os dois sinais de freqüência diferentes de modo que o sensor pode ser usado, por exemplo, para abrir uma posta somente se uma pessoa está se aproximando dela a partir de uma direção particular.

No segundo aspecto da invenção, o sistema optoeletrônico do sensor aperfeiçoado produz múltiplos sinais a partir de uma série bidimensional de subvolumes dentro do espaço monitorado pelo sensor. O sistema de processamento de sinal do sensor usa aqueles sinais como informação quanto ao tamanho do alvo se movendo, facilitando a rejeição de sinais devido ao movimento não-humano (por exemplo, animal pequeno). Se desejado, ambos os aspectos podem ser combinados par produzir um sensor aperfeiçoado em todas as três áreas mencionadas.

Conseqüentemente, em um primeiro aspecto um sensor de movimento de infravermelho (IV) passivo inclui um primeiro detector de IV que emite um primeiro sinal que tem uma primeira freqüência quando um objeto se movendo passa em um volume de detecção do primeiro detector. Um segundo detector de IV emite um segundo sinal que tem uma segunda freqüência quando o objeto se movendo passa em um volume de detecção do segundo detector, e um sistema de processamento recebe os primeiro e segundo sinais, e emite um sinal de detecção representativo do objeto se movendo.

Em uma modalidade preferida, cada detector inclui pelo menos dois elementos, com os elementos do primeiro detector definindo um primeiro espaçamento centro com centro entre eles mesmos, e os elementos do segundo detector definindo um segundo espaçamento de centro com centro entre eles mesmos. Isto pode ser obtido fazendo os elementos do primeiro detector de um tamanho diferente daqueles do segundo detector, e/ou confi-gurando o primeiro detector para ter um número diferente de elementos queo segundo detector.

Em uma modalidade não limitante, os primeiro e segundo detec-tores são dispostos em um substrato comum em um alojamento único. Emoutra modalidade, os primeiro e segundo detectores são alojados separa-damente um do outro, e o primeiro detector monitora um primeiro volume deespaço que é pelo menos parcialmente superposta oticamente com um se-gundo volume de espaço monitorado pelo segundo detector.

Em modalidades preferidas, o primeiro detector pode ter pelomenos duas fileiras de elementos com pelo menos dois elementos por fileira,e o segundo detector pode ter pelo menos duas fileiras de elementos compelo menos dois elementos por fileira. Um subvolume monitorado pelo pri-meiro detector é pelo menos parcialmente superposto oticamente em umsubvolume monitorado pelo segundo detector.

Em outro aspecto, um método para discriminar um objeto semovendo em um espaço monitorado de um objeto não móvel caracterizadopor radiação não constante inclui receber uma primeira freqüência de umprimeiro detector de IV passivo, e receber uma segunda freqüência de umsegundo detector de IV passivo, com âs primeira e segunda freqüências nãosendo iguais. O método também inclui emitir um sinal indicando a presençado objeto se movendo somente se ambas as primeira e segunda freqüênciassão recebidas de modo substancialmente simultâneo. De outro modo, o sinalindicando a presente do objeto se movendo não é emitido.

Em ainda outro aspecto, um sistema de processamento é conec-tado aos primeiro e segundo detectores de infravermelho pirotécnico paraemitir um sinal de detecção somente se os sinais recebidos de ambos osdetectores têm freqüências diferentes um do outro.

Em ainda outro aspecto, um sensor de movimento inclui um pri-meiro detector de IV passivo tendo pelo menos duas fileiras de elementoscom pelo menos dois elementos por fileira. O primeiro detector de IV passivomonitora um primeiro subvolume de espaço. Um segundo detector de IVpassivo tem pelo menos duas fileiras de elementos com pelo menos doiselementos por fileira, e o segundo detector de IV passivo monitora um se-gundo subvolume de espaço. Um sistema ótico pelo menos parcialmentesuperpõe oticamente os primeiro e segundo subvolumes.

Em implementações preferidas deste aspecto, o primeiro detec-tor de IV emite um primeiro sinal representativo de um ponto ou pontos emuma primeira dimensão e o segundo detector de IV emite um segundo sinalrepresentativo de um ponto ou pontos em uma segunda dimensão. A primei-ra dimensão pode ser uma dimensão-x em um sistema de coordenadas Car-tesianas e a segunda dimensão pode ser uma dimensão-y no sistema decoordenadas Cartesianas. Ou, as dimensões podem ser dimensões ortogo-nais tais como "r" e 0 em coordenadas polares.

Os sinais podem representar polaridades mais e menos, e umprocessador pode usar as polaridades para determinar a direção de movi-mento de um objeto. Também, o processador pode determinar coordenadasativas usando os sinais para determinar pelo menos um tamanho de um ob-jeto se movendo. Especificamente, o processador pode determinar se umnúmero de coordenadas ativas simultaneamente é igual a um limite e base-ado no mesmo determinar se ativar um alarme.

Em outro aspecto, um sensor de infravermelho pirotécnico incluium primeiro detector configurado para emitir sinais que representam pelomenos um de pelo menos dois pontos ao longo de uma primeira dimensão.O primeiro detector recebe radiação IV de um primeiro subvolume monitora-do do espaço. Um segundo detector é configurado para emitir sinais querepresentam pelo menos um de pelo menos dois pontos ao longo de umasegunda dimensão diferente da primeira dimensão, com o segundo detectorrecebendo radiação de IV de um segundo subvolume monitorado de espaçoque pelo menos parcialmente se sobrepõe ao primeiro subvolume monitora-do de espaço.

Em uma modalidade alternada, um sensor de movimento de in-fravermelho (IV) passivo tem um primeiro detector de IV emitindo um primei-ro sinal tendo uma primeira freqüência quando um objeto se movendo passaem um volume de detecção do primeiro detector, e um segundo detector deIV emitindo um segundo sinal tendo uma segunda freqüência quando o obje-to se movendo passa em um volume de detecção do segundo detector, coma segunda freqüência sendo diferente da primeira. Um sistema de proces-samento recebe os primeiro e segundo sinais e baseado no mesmo, emiteum sinal de detecção representativo do objeto se movendo. Os detectorestêm o mesmo tamanho, com o primeiro detector sendo fornecido com umprimeiro dispositivo ótico que define um primeiro comprimento focai e o se-gundo detector sendo fornecido com um segundo dispositivo ótico definindoum segundo comprimento focai diferente do primeiro comprimento focai.

Se desejado, os primeiro e segundo detectores podem ser aloja-dos separadamente um do outro. Em uma modalidade não limitante, cadadetector tem dois e somente dois elementos respectivos com os elementossendo de tamanho igual e com o espaçamento entre os elementos do pri-meiro detector sendo o mesmo que o espaçamento entre os elementos dosegundo detector.

Em outro aspecto desta modalidade mencionada por último, ummétodo para discriminar um objeto móvel em um espaço monitorado de umobjeto que não se move, caracterizado por radiação não constante, incluireceber uma primeira freqüência de um primeiro detector de IV passivo, re-ceber uma segunda freqüência de um segundo detector de IV passivo, comas primeira e segunda freqüências não sendo iguais. Os detectores são detamanho e configuração iguais mas têm dispositivos óticos respectivos decomprimentos focais diferentes. O método inclui emitir um sinal indicando apresença do objeto se movendo somente se ambas as primeira e segundafreqüências são recebidas de modo substancialmente simultâneo, e de outromodo não emitem o sinal indicando a presença do objeto se movendo.

Em outro aspecto, um sensor de movimento inclui um primeirodetector de IV passivo tendo dois e somente dois elementos que definem umprimeiro espaçamento entre os mesmos. O primeiro detector de IV passivomonitora um primeiro subvolume de espaço. Um segundo detector de IVpassivo tem dois e somente dois elementos que definem um segundo espa-çamento entre os mesmos. O segundo espaçamento é igual ao primeiro es-pagamento e todos os quatro elementos têm o mesmo tamanho. O segundodetector de IV passivo monitora um segundo subvolume de espaço. Um sis-tema ótico pelo menos parcialmente superpõe oticamente os primeiro e se-gundo subvolumes. O sistema ótico define um primeiro comprimento focaiassociado com o primeiro detector e um segundo comprimento focai associ-ado com o segundo detector. Os primeiro e segundo comprimentos focaisnão são iguais.

Em outra implementação, um sensor de movimento com infra-vermelho pirotécnico (infravermelho pirotécnico) inclui um detector de infra-vermelho tendo pelo menos primeiro e segundo elementos de gerar primeiroe segundo sinais respectivos. Cada elemento inclui uma primeira parte euma segunda parte. Um sistema adicional os primeiro e segundo sinais jun-tos para converter em um sinal de "soma". O sistema também subtrai umsinal do outro para converter em um sinal de "diferença". O sistema emiteum sinal de detecção representativo de um objeto se movendo quando osinal de "soma" tem uma freqüência diferente daquela do sinal de "diferen-ça", e de outro modo não emite o sinal de detecção.

O primeiro elemento pode monitorar um primeiro volume de es-paço que pode ser superposto oticamente ou interposto com um segundovolume de espaço monitorado pelo segundo elemento. Cada elemento podeter duas e somente duas partes positiva e negativa respectivas, com as par-tes sendo de tamanho igual. Se desejado, as partes positivas podem estarfisicamente perto uma da outra sem quaisquer partes negativas intermediá-rias e as partes negativas podem estar fisicamente perto uma da outra semquaisquer partes positivas intermediárias. Em uma implementação não limi-tante, as partes são dispostas em uma linha em um substrato na seguinteordem: uma parte positiva do primeiro elemento, uma parte positiva do se-gundo elemento, uma parte negativa do segundo elemento, e uma parte ne-gativa do primeiro elemento. As partes de um elemento são eletricamenteconectadas uma na outra.

Em outro aspecto desta implementação mais recente, um méto-do para discriminar um objeto se movendo em um espaço monitorado de umobjeto não móvel caracterizado pela radiação não constante inclui fornecerprimeiro e segundo elementos de detector que geram primeiro e segundosinais respectivos. O método também inclui adicionar os sinais juntos paraconverter em um sinal de "soma", bem como subtrair um sinal do outro paraconverter em um sinal de "diferença". Um objeto se movendo é indicado se osinal de "soma" tem uma freqüência que é diferente da freqüência do sinalde "diferença", e de outro modo um objeto se movendo não é indicado.

Em ainda outro aspecto desta implementação mais recente, umsensor de movimento inclui um primeiro elemento de detector de IV passivotendo duas e somente duas partes e monitorando um primeiro subvolume deespaço, e um segundo elemento de detector de IV passivo similarmente ten-do duas e somente duas partes e monitorando um segundo subvolume deespaço. Um sistema ótico pode interpor oticamente ou superpor os primeiroe segundo subvolumes, O sensor de movimento tem um sistema que indicaum objeto se movendo somente se uma freqüência da diferença entre ossinais gerados pelos elementos é diferente de uma freqüência da soma dossinais gerados pelos elementos.

Em ainda outra modalidade, um sensor de movimento com infra-vermelho pirotécnico (infravermelho pirotécnico) inclui pelo menos primeiro esegundo elementos de detecção de infravermelho, com cada elemento dedetecção incluindo pelo menos um elemento ótico e pelo menos um detectorcom elementos de detector pelo menos positivo e negativo. Os elementosóticos cooperam para estabelecer quatro ou mais volumes espaciais subs-tancialmente sem qualquer espaço motor não monitorado entre quaisquerdois volumes adjacentes. O primeiro elemento de detecção monitora os pri-meiros volumes e o segundo elemento de detecção monitora os segundosvolumes, e os primeiro e segundo volumes se alternam espacialmente emseqüência. Um objeto se movendo faz o detector do primeiro elemento dedetecção emitir um sinal tendo uma freqüência que é diferente de uma saídadó detector do segundo elemento de detecção, enquanto um estímulo nãomóvel faz ambos os detectores emitir a mesma freqüência.

Para produzir esta discriminação de freqüência de objetos semovendo dos estímulos não móveis, os elementos do detector do primeiroelemento de detecção podem ter tamanhos diferentes que os elementos dedetector do segundo elemento de detecção. Em adição ou alternativamente,o espaçamento entre elementos de detector adjacentes do primeiro elemen-to de detecção pode ser diferente do espaçamento entre elementos de de-tector adjacentes do segundo elemento de detecção. Ou, o comprimentofocai do elemento ótico do primeiro elemento de detecção pode ser diferentedo comprimento focai do elemento ótico do segundo elemento de detecção.Como ainda outra maneira de produzir discriminação baseada em freqüênciade objetos se movendo de estímulos não móveis, o número de elementos delente do elemento ótico do primeiro elemento de detecção pode ser diferentedo número de elementos de lente do elemento ótico do segundo elementode detecção.

Em outro aspecto desta modalidade adicional, um sensor demovimento tem pelo menos primeiro e segundo elementos de detecção mo-nitorando volumes de espaço se alternando com substancialmente nenhumespaço vertical não monitorado entre quaisquer dois volumes monitorados.Cada elemento de detecção inclui pelo menos um elemento ótico e pelo me-nos um detector com elementos de detector pelo menos positivo e negativo,e um objeto se movendo faz os elementos de detecção emitir freqüênciasdiferentes uma da outra enquanto um estímulo não móvel faz com que am-bos os elementos de detecção emitam a mesma freqüência.

Em ainda outro aspecto, um sensor de movimento tem pelo me-nos primeiro e segundo elementos de detecção monitorando volumes deespaço se alternando. Cada elemento de detecção inclui pelo menos umelemento ótico e pelo menos um detector com elementos de detector pelomenos positivo e negativo, e um objeto se movendo faz os elementos dedetecção emitir freqüências diferentes uma da outra, enquanto um estímulonão móvel faz com que ambos os elementos de detecção emitam a mesmafreqüência.

Em outro aspecto, um sensor de movimento tem pelo menosprimeiro e segundo elementos de detecção monitorando volumes de espaçose alternando com substancialmente nenhum espaço vertical não monitora-do entre quaisquer dois volumes monitorados. Cada elemento de detecçãoinclui pelo menos um elemento ótico e pelo menos um detector de infraver-melho pirotécnico com elementos de detector pelo menos positivo e negativo.

Os detalhes da presente invenção, ambos quanto a sua estrutu-ra e operação, podem ser entendidos melhor em referência aos desenhosanexos, em que numerais de referência iguais referem-se a partes iguais.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é um diagrama de bloco da arquitetura do sistema presente;

a figura 2 é um diagrama esquemático de uma primeira modali-dade de sensor com detectores dimensionados diferentemente no mesmosubstrato em um alojamento, mostrando uma vista plana dos detectores comdiagramas funcionais e de símbolo do sensor;

a figura 3 é um diagrama esquemático de uma segunda modali-dade de sensor com dois detectores em alojamentos separados, mostrandouma vista plana dos detectores com diagramas funcionais e de símbolo dosensor;

a figura 3a é um diagrama esquemático de uma modalidade al-ternada da segunda modalidade de sensor mostrada na figura 3 que obtémo mesmo diagrama funcional mas que tem detectores igualmente dimensio-nados com dispositivos óticos de comprimentos focais diferentes, mostrandouma vista plana dos detectores com diagramas de símbolo do sensor;

a figura 4 mostra gráficos de sinais gerados pelos sensores dasfiguras 2 e 3;

a figura 5 é um diagrama esquemático de uma terceira modali-dade de sensor com detectores em alojamentos separados com ligação emdimensões ortogonais, mostrando uma vista plana dos detectores, com dia-gramas funcional e de símbolo do sensor;

a figura 6 é um diagrama esquemático de outra implementaçãoda terceira modalidade de sensor com detectores em alojamentos separadoscom ligação em dimensões ortogonais, mostrando uma vista plana dos de-tectores, com diagramas de funcional e de símbolo do sensor;

a figura 7 é um diagrama esquemático de uma quarta modalida-de de sensor com detectores diferentemente dimensionados em alojamentosseparados com ligação em dimensões ortogonais, mostrando uma vista pla-na dos detectores, com os diagramas de símbolo e funcional do sensor;

a figura 8 é um diagrama esquemático de outra implementaçãoda quarta modalidade de sensor com detectores diferentemente dimensio-nados em alojamentos separados com ligação em dimensões ortogonais,mostrando uma vista plana dos detectores com diagramas de símbolo e fun-cional do sensor;

a figura 9 é um diagrama esquemático de ainda outra implemen-tação da quarta modalidade de sensor com detectores diferentemente di-mensionados em alojamentos separados com ligação em dimensões orto-gonais, mostrando uma vista plana dos detectores, com diagramas de sím-bolo e funcional do sensor;

a figura 10 é um fluxograma da lógica para usar várias freqüên-cias para obter uma saída representativa de um objeto se movendo;

a figura 11 é um fluxograma da lógica para usar os dois senso-res dimensionados das figuras 5-9 para obter uma saída representativa deum objeto se movendo;

a figura 12 é um diagrama esquemático de ainda outra modali-dade de sensor mostrando uma vista plana dos detectores com diagramasde símbolo e funcional do sensor, e mostrando uma figura humana esque-maticamente;

a figura 13 é um gráfico de sinais gerados pelo sensor da figura 12;

a figura 14 é um diagrama de bloco de um sistema de sensor demovimento alternativo;

a figura 15 é um diagrama esquemático mostrando uma vistalateral de volumes espaciais monitorados; e

as figuras 16-21 são diagramas esquemáticos de várias modali-dades do sistema mostrado na figura 14, cada um mostrando um diagramafuncional respectivo (cada um surgindo de uma vista plana de elemento dedetector como nas figuras prévias) dos vários detectores com um diagramade símbolo respectivo.

Descrição Detalhada da Modalidade Preferida

Com referência inicialmente à figura 1, é mostrado um sistema,em geral designado 10, para detectar um objeto se movendo 12, tal comouma pessoa. O sistema 10 inclui um sistema ótico 14 que pode incluir espe-lhos, lentes e ouso componentes apropriados conhecidos na técnica parafocalizar imagens do objeto 12 em um sistema de detector de infravermelho(PIR) passivo 16. A descrição abaixo discute várias modalidades do sistemade detector de infravermelho pirotécnico 16. Em resposta ao objeto se mo-vendo 12, o sistema de detector de infravermelho pirotécnico 16 gera umsinal que pode ser filtrado, amplificado, e digitalizado por um circuito de pro-cessamento de sinal 18, com um sistema de processamento 20 (tal como,por exemplo, um computador ou aplicação de circuito integrado específico)recebendo o sinal e determinando se ativar um alarme audível ou visual 22ou outro dispositivo de saída tal como um sistema de ativação para uma por-ta, etc. de acordo com os fluxogramas aqui.

Tendo descrito a arquitetura do sistema total.m é agora feita re-ferência à figura 2, que mostra uma primeira modalidade exemplar do sensorde infravermelho pirotécnico da presente invenção. Como mostrado, o meiode detecção de IOR para um sensor de infravermelho pirotécnico 24 podeincluir um único substrato, de preferência cerâmico, 26 em que são formadosprimeiro e segundo detectores de infravermelho pirotécnico 28, 30. Na mo-dalidade mostrada na figura 2, o primeiro detector 28 tem quatro elementos32 (dois pares de 4 elementos de polaridade mais e menos eletricamenteconectados) e o segundo detector 30 tem dois elementos 34 (um par de e-lementos de polaridade mais e menos), com cada par de elementos 32, 34sendo unidos por uma conexão elétrica, grosseiramente formando um "H". Épara ser entendido que os detectores 28, 30 incluem, no lado inverso dosubstrato 26 daquele mostrado, componentes complementares (por exemplo"placas" como explicado abaixo) que, junto com aqueles mostrados, formamos elementos 32, 34. As conexões entre estas placas do lado inverso sãorepresentadas por linhas tracejadas.

Os detectores 28, 30 podem ser detectores piroelétricos quemedem mudanças em radiação infravermelha remota. Tais detectores ope-ram pelo "efeito piezelétrico", que causa a migração de carga elétrica napresença de esforço mecânico. Detectores piroelétricos tomam a forma deum capacitor - duas placas eletricamente condutoras separadas por um die-létrico. O dielétrico é freqüentemente uma cerâmica piezelétrica, e é referidaaqui como um "substrato". Quando a radiação infravermelha remota causauma mudança de temperatura (e assim algum esforço mecânico) na cerâmi-ca, a carga elétrica migra de uma placa para a outra. Se nenhum circuitoexterno é conectado ao detector, então uma voltagem aparece quando o"capacitor" carrega. Se um circuito externo é conectado entre as placas, então uma corrente flui.

De acordo com os princípios presentes, o espaçamento de cen-tro para centro "d1" entre os elementos adjacentes 32 do primeiro detector28 é menor que o espaçamento de centro para centro "d2" entre elementosadjacentes 34 do segundo detector 30. Esta diferença pode ser obtida comomostrada na figura 2 fazendo os elementos 34 do segundo detector 30 maio-res que os elementos 32 do primeiro detector 28. Pode também ser obtidopelo espaçamento dos elementos do segundo detector 34 mais afastadosque os elementos do primeiro detector 32, e/ou fornecendo menos elemen-tos de segundo detector 34 que os elementos de primeiro detector 32.

A figura 2 também mostra um diagrama funcional dos detectores28, 30 com os elementos 32, 34 de acordo com os princípios de detectorpiezelétrico resumidos acima, indicando os tamanhos, formatos e polarida-des relativos dos subvolumes monitorados pelo sensor (isto é, uma projeçãodos tamanhos, formatos e polaridades dos elementos) e ilustrando que am-bos os detectores 28, 30 são montados em um alojamento único 35. Tam-bém, a figura 2 mostra um diagrama de símbolo esquemático representandoos elementos 32, 34 dos detectores 28, 30 como capacitores com os pontosindicando polaridade.

A figura 3 mostra meio de detecção de IV para um sensor deinfravermelho pirotécnico 35 que tem primeiro e segundo detectores 36, 38que são em todos os aspectos essenciais idênticos em configuração aosdetectores 28, 30 mostrados na figura 2, exceto que cada detector 36, 38 émontado em seu próprio substrato respectivo 40, 42. Os substratos 40, 42podem estar contidos em alojamentos respectivos 44, 46. De acordo com amodalidade mostrada na figura 3, o sistema ótico 14 (figura 1) está dispostotal que dois subvolumes de espaço de preferência diferentes são respecti-vamente monitorados pelos detectores 36, 38 e tal que os dois subvolumessão tipicamente superpostos atrás de componentes óticos similares. Essen-cialmente, combinações de componentes óticos de dispositivos óticos com-postos são selecionadas tal que ambos os subvolumes monitorados dos de-tectores ocupam pelo menos partes do mesmo espaço.

Em contraste com a modalidade mostrada na figura 2, o sensorda figura 3 produz duas freqüências de sinal independente do tamanho daimagem, devido à sobreposição funcional completa de elementos de tama-nho desigual. Assim tem menos dependência do tamanho do objeto paragerar uma detecção que o sensor mostrado na figura 2, que exige que o ob-jeto seja suficientemente grande para aparecer em ambos os subvolumesmonitorados.

A figura 3 também inclui um diagrama funcional ilustrando asrelações de aspecto e justaposição das seções transversais longitudinaisdos dois conjuntos de subvolumes monitorados. Se desejado, os dois con-juntos de detectores poderiam ser ligados para fornecer um sinal combinado,o que reduziria o número de amplificadores necessários no sensor, ao custode processamento de sinal adicional para separar as duas freqüências.

A figura 3a mostra uma disposição de detector adicional que ob-tém o mesmo diagrama funcional mostrado na figura 3. Um sensor de infra-vermelho pirotécnico 35a tem primeiro e segundo detectores 36a, 38a quesão em todos os aspectos essenciais idênticos em tamanho e configuração,com cada detector 36a, 38a sendo montado em seu próprio substrato res-pectivo 40a, 42a. Os substratos 40a, 42a podem estar contidos em aloja-mentos respectivos 44a, 46a. Cada detector 36a, 38a tem dois e somentedois elementos (menos e mais) como mostrado, e todos os quatro elementosmostrados na figura 3a são de tamanho igual, com o espaçamento entre oselementos do primeiro detector 36a sendo o mesmo que o espaçamento en-tre os elementos do segundo detector 38a.

De acordo com a modalidade mostrada na figura 3a, os detecto-res 36a, 38a são fornecidos com dispositivos óticos respectivos dentro dosistema ótico 14 que têm comprimentos focais diferentes. No caso onde, porexemplo, a relação de comprimento focai é 2:1, os dispositivos óticos sãocompostos, e o dispositivo ótico associado ao detector 36a pode ter duasvezes o número de elementos óticos que o dispositivo ótico associado com odetector 38a. Os dispositivos óticos dos detectores 36a, 38a são dispostostal que ambos os subvolumes monitorados dos detectores ocupam pelo me-nos partes do mesmo espaço.

Em contraste com a modalidade mostrada na figura 2, o sensorda figura 3 produz dois sinais de freqüência independente do tamanho daimagem, devido à sobreposição funcional completa dos elementos de tama-nho desigual. Assim tem menos dependência do tamanho do objeto paragerar uma detecção que o sensor mostrado na figura 2, o que exige que oobjeto seja suficientemente grande para aparecer em ambos os subvolumesmonitorados.

A figura 4 ilustra os sinais que são emitidos pelos sensores mos-trados nas figuras 2 e 3. Por simplicidade, será feita referência aos detecto-res 36, 38 mostrados na figura 3. Os dois sinais de topo 48, 50 em conjuntode sinal (a) são emitidos por elementos separados do primeiro detector 36na presença de movimento de uma pessoa através dos subvolumes monito-rados pelos detectores, enquanto os sinais 52, 54 no conjunto de sinal (a)são emitidos por elementos separados do segundo detector 38 na presençade uma pessoa se movendo. Como mostrado, a freqüência do sinal de saídado detector de elemento somado 49 é diferente (e no exemplo mostrado émaior que) da freqüência do sinal de saída de detector de elemento somado53. Quando os espaçamentos de centro com centro mantêm uma relação de2:1, as freqüências dos sinais de saída de detector respectivos igualmentemantêm uma relação de 2:1. No entanto, o primeiro pico do sinal de fre-qüência alta do primeiro detector 49 é substancialmente simultâneo em tem-po com a inclinação positiva máxima do sinal de freqüência baixa do segun-do detector 52, na presença de um objeto se movendo. Um objeto se mo-vendo pode ser identificado identificando estas características (e caracterís-ticas subseqüentes similares de polaridade de pico/inclinação diferente) co-mo estando presentes.

Em contraste, o conjunto de sinal (b) representa as saídas dedetector em resposta à luz branca não focalizada de intensidade variada deuma fonte estacionaria. Estes sinais surgem porque as respostas dos ele-mentos "iguais" e opostos somente cancelam grosseiramente um ao outro.Como pode ser apreciado em referência à figura 4, sob estas circunstâncias,que as freqüências do sinal de elemento somado 57 e 61, que são respecti-vamente emitidas pelos detectores 36, 38 são iguais e, portanto, facilmentediscriminadas dos sinais de freqüência dupla no conjunto (a), desse modoreduzindo a probabilidade de alarmes falsos que surgem de tal luz brancanão focalizada de intensidade variada.

Além do mais, a partir do padrão de sinais gerados pelos doisdetectores 36, 38, a direção de movimento do objeto humano 12 pode serdeterminada a partir do padrão de polaridade dos picos de forma de onda desinal. Por exemplo, conforme alusão feita acima e referindo-se ao diagramafuncional da figura 3, um objeto se movendo 12 entrando no subvolume mo-nitorado (+) maior a partir de seu lado esquerdo causa simultaneamenteuma inclinação de sinal (+) do elemento de detector correspondente, e umpico de sinal (+) do elemento correspondendo ao subvolume de sobreposi-ção menor (+) esquerdo. Continuando na mesma direção dentro do subvo-lume monitorado (+) maior, o alvo então causa um pico de sinal (+) do ele-mento de detector correspondente. Ainda continuando, dentro do mesmosubvolume monitorado (+) maior, o alvo causa simultaneamente uma incli-nação de sinal (-) do elemento de detector correspondente, e um pico desinal (-) do elemento que corresponde ao subvolume de sobreposição menor(-) direito. No caso precedente, as inclinações e picos de sinal simultâneosde polaridade combinada, indicam uma direção de movimento, enquanto asinclinações e picos de polaridade não combinada indicam a direção opostade movimento. Usando os princípios de seqüência de sinal descritos acima,a direção do movimento do objeto pode ser determinada.

Referindo-se agora à figura 5, outra modalidade do sensor demoviemnto com infravermelho pirotécnico (infravermelho pirotécnico) aper-feiçoado presente pode ser visto. Como mostrado, o meio de detecção de IVpara um sensor de infravermelho pirotécnico 64 inclui um primeiro detector66 e um segundo detector 68. Os detectores 66, 68 podem ser montados emalojamentos separados. Como mostrado na vista de detector plano de topo eno diagrama de símbolo esquemático, o primeiro detector 66 tem dois paresde elementos de polaridade dupla 70, 72 que são ligados ao longo do eixo X,enquanto o segundo detector 68 tem dois pares de elementos de polaridadedupla 74, 76 que são ligados ao longo do eixo y. Cada par de elementos depolaridade dupla 70-74 estabelece uma fileira de elementos. Com esta con-figuração, o primeiro detector 66 emite um sinal que é representativo de mo-vimento em uma primeira dimensão (tal como, por exemplo, a dimensão yem um sistema Cartesiano ou a dimensão radial em um sistema polar) e osegundo detector 66 emite um sinal representativo de movimento em umasegunda dimensão (por exemplo, a dimensão x em um sistema Cartesianoou a dimensão angular em um sistema polar) que é ortogonal à primeira di-mensão.

De acordo com a invenção mostrada na figura 5, os subvolumesde espaço monitorados pelos detectores 66, 68 são superpostos oticamenteconfigurando apropriadamente o sistema ótico 14 (figura 1). Com esta dispo-sição, o sensor 64 mostrado na figura 5 estabelece uma disposição bidimen-sional de subvolumes monitorados por detector piroelétrico que é formadopela superposição ótica de subvolumes de espaço monitorados resultandoda montagem de dois detectores 66, 68 com fiações de elemento ortogonalatrás de componentes óticos similares. Em outras palavras, o sistema ótico14 faz com que ambos os subvolumes monitorados dos detectores ocupemo mesmo espaço, como mostrado no diagrama funcional pelo detector com-posto virtual 78. Um objeto se movendo pode ser discriminado a partir da luzbranca de intensidade variada porque o movimento causa uma sucessão desinais a serem gerados através do sistema de coordenadas, enquanto a luzbranca variando não. Diferentemente estabelecida, uma localização em es-paço bidimensional é definida pelos sinais simultâneos dos detectores 66,68, e quando os sinais, com o tempo, indicam uma mudança em coordena-das, o movimento do objeto é indicado. O sistema de processamento sim-plesmente correlaciona tais mudanças em coordenadas para o movimento,por exemplo, para ativar o alarme quando o movimento é assim detectado.

Como pode ser apreciado olhando no detector composto virtual78 no diagrama funcional da figura 5, examinando as polaridades de sinaisque são simultaneamente recebidos dos detectores 66, 68, a posição do ob-jeto 12 pode ser determinada, neste caso, como uma confirmação para alocalização de coordenada fornecida por sinais simultâneos de coordenadasparticulares. Especificamente, dois sinais de polaridade mais indicam que oobjeto está no quadrante esquerdo superior dos subvolumes sobrepostos,enquanto dois sinais de polaridade menos indicam que o objeto está noquadrante direito inferior dos subvolumes sobrepostos. Por outro lado, umsinal de polaridade menos do primeiro detector 66, quando chega com umsinal de polaridade mais do segundo detector 68, indica que o objeto está noquadrante direito superior, e assim por diante. Será facilmente apreciado queos princípios avançados aqui podem ser aplicados em disposições maioresque 2x2.

Por exemplo, a figura 6 mostra meio de detecção de IV por umsensor de infravermelho pirotécnico 80 que inclui primeiro e segundo detec-tores de oito elementos 82, 84 que, exceto para o número de elementos, ésubstancialmente idênticos ao sensor 64 mostrado na figura 5. Como foi ocaso para o sensor 64, para o sensor 80 mostrado na figura 6, os subvolu-mes dos detectores 82, 84 são superpostos oticamente de modo que ossubvolumes monitorados respectivos ocupam o mesmo espaço para tornar odetector composto virtual 86 mostrado no diagrama funcional.

Ambos os sensores 64, 80 mostrados nas figuras 5 e 6 fornecemdois sinais simultâneos ("x" e "y" em coordenadas Cartesianas) como umobjeto se movendo 12 se move através dos subvolumes monitorados. O objeto 12 ativará uma coordenada em cada detector de cada vez, de modo quetomando os sinais "x" e "y" juntos, a localização do objeto 12 pode ser determinada. Será facilmente apreciado que o sensor 80 mostrado na figura 6tem resolução maior que o sensor 64 mostrado na figura 5. Ainda adicional-mente, se a polaridade dos sinais é levada em conta, a resolução posicionaiadicional pode ser obtida, de acordo com princípios discutidos acima.

Ambos os sensores 64, 80 mostrados nas figuras 5 e 6 podemusar um sistema ótico 14 que coloca em escala oticamente as imagens deformato humano tal que quando o objeto 12 é uma pessoa, os sinais de duasou mais (x, y) localizações na disposição serão gerados de uma vez, en-quanto objetos menores tais como animais, induziriam sinais simultâneos demenos localizações (x,y). Desta maneira, o número de localizações de dis-posição a partir dos quais os sinais são simultaneamente recebidos podeestar correlacionado a um tamanho de objeto, para discriminar, por exemplo,animais domésticos de humanos e fazer um alarme ser ativado somente napresença dos últimos, ou abrir uma porta somente na presença dos últimos,etc.

A figura 7 mostra que o conceito de freqüência dupla dos senso-res, mostrados nas figuras 2 e 3, pode ser combinado com o conceito dedisposição bidimensional dos sensores, mostrados nas figuras 5 e 6, paradiscriminar objetos se movendo de objetos não móveis na base do númerode freqüências recebidas, e determinar a direção de movimento, e para dis-criminar entre os objetos se movendo com base no tamanho (número depontos de disposição simultaneamente ativados). Especificamente, o meiode detecção de IV para um sensor 88 pode incluir um primeiro detector 90tendo elementos 91 de um tamanho e um segundo detector 92 tendo ele-mentos 93 de um tamanho diferente (neste caso, maior), tal que a freqüênciados sinais gerados pelo primeiro detector 90 é diferente da freqüência dossinais gerados pelo segundo detector 92 para objetos se movendo. Essenci-almente, como mostrado pelo detector composto virtual 94 no diagrama fun-cional, o sensor 88 estabelece uma disposição de 2 x 2 de subvolumes mo-nitorados que é criada por superposição ótica dos subvolumes monitoradospelos detectores 90, 92. Os elementos de detector maiores 93 estabelecemuma coordenada "x" por polaridade, isto é como mostrado, um sinal do ele-mento de polaridade negativa indica uma coordenada "x" à direita enquantoum sinal do elemento de polaridade positiva 93 indica uma coordenada "x" àesquerda. Um sinal causado por movimento de cada elemento da disposiçãoé identificável como a ocorrência simultânea de picos de onda de um ele-mento do eixo X com duas vezes quanto muitos picos de onda (isto é, ocor-rendo duas vezes a freqüência) de um elemento de eixo y.

A figura 8 mostra ainda outro meio de detecção de IV para umsensor 96 que inclui um primeiro detector 98 tendo duas fileiras de dois pa-res de elemento de polaridade dupla 100 ligados ao longo do eixo x paraproduzir sinais representando coordenadas "y" e um segundo detector 102tendo duas fileiras de pares de elementos de polaridade dupla únicos 104ligados ao longo do eixo y para produzir sinais que representam as coorde-nadas "x". Os pares de elemento 100 do primeiro detector 98 são menoresque os pares de elementos 104 do segundo detector 102, tal que a freqüên-cia dos sinais gerados pelo primeiro detector 98 é diferente da freqüênciados sinais gerados pelo segundo detector 102 para objetos se movendo. Ossubvolumes monitorados são oticamente superpostos para estabelecer odetector composto virtual 106 mostrado no diagrama funcional. Esta disposi-ção de detector bidimensional fornece resolução de posição maior que osensor 88 mostrado na figura 7.

A figura 9 ilustra o meio de detecção de IV para um sensor 108que é, em todos os aspectos essenciais, idêntico o sensor 64 mostrado nafigura 5, em que tem primeiro e segundo detectores 110, 112 tendo elemen-tos respectivos 114, 116 de tamanho igual e ligação ortogonal, exceto que osensor 108 mostrado na figura 9 tem oito pares de elemento de polaridadedupla por detector. Os elementos 114 do primeiro detector 110 são dispostosem duas fileiras verticais que são ligadas na dimensão y conectando o ele-mento de polaridade menos de um par com o elemento de polaridade positi-va do par imediatamente abaixo. Por outro lado, os elementos 116 do se-gundo detector 112 são dispostos nas duas fileiras horizontais que são liga-das na dimensão x conectando o elemento de polaridade menos de um parno elemento de polaridade menos de um par do elemento de polaridade po-sitiva do par imediatamente à esquerda. Como indicado pelo diagrama desímbolo, os pares de elementos ligados na dimensão y 114 do primeiro de-tector 110 fornecem informação de posição de dimensão x, enquanto os pa-res de elementos ligados de dimensão x 116 do segundo detector 116 dosegundo detector 112 fornecem informação de posição de dimensão y. Paraencontrar a informação de posição, como ilustrada pelo detector compostovirtual 118 no diagrama funcional, a posição do objeto é indicada como umquadrante 119 no espaço bidimensional (x = 1, y = 2) a partir do qual os si-nais são simultaneamente recebidos, e como o ponto 120 por polaridades desinal (x = mais, y = menos). Também, objetos se movendo são discriminadosda luz de interferência não móvel observando a ativação seqüencial de pon-tos no detector composto virtual 118.

Referindo-se agora à figura 10, um fluxograma lógico exemplarpara usar freqüências diferentes dos sensores mostrados nas figuras 2, 3, 7e 8 pode ser visto. Começando no bloco 122, os sinais dos dois detectoressão recebidos em, por exemplo, um ciclo de relógio. Movendo para o dia-mante de decisão 124 é determinado se os sinais são de duas freqüênciasdiferentes e, se desejado, se o primeiro pico do sinal do primeiro detectorcoincide temporariamente com a inclinação máxima do sinal do segundodetector. Os picos e inclinações podem também ser comparados se deseja-do para combinar dentro de critérios definidos pelo usuário. Se duas fre-qüências são detectadas e, se desejado, os picos/inclinações coincidem emtempo e/ou os picos e inclinações combinam com critérios definidos, "objetose movendo" é emitido no estado 126. De outro modo, "objeto não móvel" éemitido no estado 128.

É para ser entendido que por "freqüência" entende-se não so-mente a freqüência de um sinal em formato senoidal que é tipicamente ge-rado quando um objeto se move em uma direção única a uma velocidadeconstante através dos subvolumes monitorados, mas também a freqüênciade sinais de formato não senoidal ou semi-senoidal que aparece essencial-mente como pulsos quando, por exemplo, uma pessoa se move randomica-mente em várias direções e em várias velocidades através de subvolumesmonitorados. No último caso, mais pulsos por unidade de tempo, se em for-mato senoidal ou não, são gerados pelo detector tendo o espaçamento deelemento de centro com centro mais próximo que o número de pulsos porunidade de tempo gerado pelo detector tendo o espaçamento de elementode centro com centro maior. "Freqüência" assim abrange pulsos ou picos porunidade de tempo.

A figura 11 mostra a lógica pela qual os sinais dos sensores bi-dimensionais mostrados nas figuras 5-9 podem ser usados para determinarse um objetivo está se movendo. Os sinais dos dois detectores de um sen-sor são recebidos no bloco 130, e determinando, no diamante de decisão132, que as coordenadas de um objeto mudaram dentro, por exemplo, umperíodo de tempo predeterminado, o movimento é indicado no bloco 136. Deoutro modo, nenhum movimento é indicado no bloco 134 e a lógica volta aobloco 130.

Em adição a determinar o movimento, a lógica, para certos sen-sores descritos aqui, pode prosseguir para o diamante de decisão 130 paradeterminar se pelo menos um número limite de coordenadas estão ativas deuma vez. Em outras palavras, é determinado se um número limite de sinais érecebido simultaneamente de vários elementos dos detectores, indicandoum objeto se movendo que e iguala ou excede um tamanho predeterminado.Em geral, objetos se movendo maiores são pessoas em resposta para quemé tipicamente desejado ativar o alarme, abrir uma porta, ou realizar algumaoutra ação, enquanto objetos se movendo menores tipicamente são animaisdomésticos para quem nenhuma ação em geral é para ser tomada. Conse-qüentemente, para um objeto maior como determinado no diamante de deci-são 138, a lógica se move para o bloco 140 para indicar "objeto alvo" e, porexemplo, ativar o alarme 22. Por outro lado, se o objeto não é de um tama-nho suficientemente grande, nenhuma ação será tomada.

O bloco 142 ainda indica que a polaridade dos sinais pode serusada como discutido acima para determinar a direção de movimento, inde-pendente do tamanho do objeto se desejado. Em alguns casos, poderia serdesejável realizar a ação (tal como ativar o alarme 22 ou abrir uma porta)não apenas na presença de um objeto se movendo grande, mas na presen-ça de um objeto se movendo grande que está se movendo em uma direçãopredeterminada. Sob estas condições, um sinal poderia ser gerado indican-do alguma ação predeterminada a ser realizada somente depois que a de-terminação no bloco 142 indica que um objeto se movendo grande está defato se movendo na direção predeterminada.

Pode ser apreciado agora que os sensores discutidos acima dis-criminam a luz branca de interferência de objetos se movendo, bem como,em certas modalidades, discriminam objetos móveis um do outro essencial-mente baseado no tamanho do objeto. Também, um ou mais dos sensoresdiscutidos acima pode(m) fornecer determinações grosseiras de direção domovimento do objeto.

Referindo-se agora às figuras 12 e 13, é mostrado um sensor,em geral designado 200, que pode ser usado como o sistema de detecçãode infravermelho pirotécnico 16 mostrado na figura 1. Como mostrado, osensor 200 inclui pelo menos dois e, em algumas implementações, somentedois elementos de detector, cada um dos quais pode ter, em algumas im-plementações, duas e somente duas partes, a saber, uma parte positiva euma negativa. Se desejado, todas as quatro partes podem ser de tamanho eformato iguais uma a outra. Cada elemento gera um sinal respectivo.

Mais especificamente, na modalidade não limitante mostrada, aspartes de elemento de detector acima mencionadas são dispostas em umsubstrato na ordem seguinte, da esquerda para a direita: uma parte positiva202 de um primeiro elemento, uma parte positiva 204 do segundo elemento,uma parte negativa 206 do segundo elemento, e uma parte negativa 208 doprimeiro elemento, com as partes de um elemento sendo eletricamente co-nectadas uma na outra e dispostas em um substrato 210. Isto é, a parte po-sitiva mais à direita 204 e a parte negativa mais à esquerda 206 estabele-cem um primeiro elemento de detector, enquanto a parte positiva mais à es-querda 202 e a parte negativa mais à direita 208 estabelecem um segundoelemento de detector. Em qualquer caso, na implementação ilustrativa mos-trada, as partes positivas 202, 204 são fisicamente próximas uma da outrasem quaisquer partes negativas intermediárias e as partes negativas 206,208 estão fisicamente perto uma da outra sem quaisquer partes positivasintermediárias. Como foi o caso com os sensores anteriores, o primeiro ele-mento de detector mostrado na figura 12 monitora um primeiro volume deespaço que, se desejado, pelo menos parcialmente pode ser oticamente in-terposto ou superposto com um segundo volume de espaço monitorado pelosegundo elemento de detector. O substrato 210 com ambos os elementospode ser mantido em um alojamento de detector único. Na modalidade nãolimitante mostrada, os dois volumes de espaço são intercalados, ou "inter-postos", embora outras implementações possam usar os princípios de su-perposição descritos acima.

A figura 12 também mostra, em adição à vista de elemento, umsímbolo esquemático e um diagrama funcional do sensor 200, bem comouma imagem em formato humano. O sensor 200 assim tem dois conjuntosde elementos, e quando colocado atrás de dispositivos óticos compostos,produz dois sinais separados em resposta às imagens que passam sobre odetector devido a objetos se movendo que passam através dos campos devisão do dispositivo ótico composto.

Isto pode ser apreciado melhor em referência à figura 13, quemostra, na parte (a) os sinais produzidos pelos dois elementos de detector(denominados "1" e "2" na figura 13) na presença de um objeto se movendoe, na parte (b), os sinais que são produzidos na presença de estímulos nãomóveis tal como luz branca. Deve ser entendido que um sistema que poderiaincluir um ou ambos do circuito de processamento d sinal 18 e sistema deprocessamento 20 mostrados na figura 1 pode ser usado para executar oprocessamento seguinte.Como pode ser apreciado na parte (a) da figura 13, os sinais dosdois elementos de detector são adicionados com a polaridade de um dossinais invertidos com respeito à linha base de sinal, subtraindo assim efeti-vamente um sinal do outro.

No caso de um estímulo de objeto se movendo (parte (a) da figu-ra 13), pode ser facilmente apreciado que o sinal de "soma" 212 é de umafreqüência diferente do sinal de "diferença" 214. Em contraste, na parte (b)(quando os elementos de detector são estimulados por estímulos não mó-veis), a freqüência do sinal de "soma" 212 é a mesma que a freqüência dosinal de "diferença" 214, embora os sinais de "soma" e "diferença" têm am-plitudes diferentes. O sistema de processamento assim pode correlacionar ainformação de freqüência para se um objeto móvel foi detectado, e se assim,emitir um sinal de detecção e/ou alarme indicado assim.

Conseqüentemente, o sistema de processamento de sinal asso-ciado com o sensor 200 pode discriminar melhor entre o movimento real eoutros sinais. No caso de luz branca, e nos casos de vários estímulos deinterferência de detector, este detector aperfeiçoado oferece redução dramá-tica de probabilidade de alarme falso.

A figura 14 mostra um sistema alternativo 300, tendo dois oumais detectores de infravermelho pirotécnico 302, 304 (somente dois mos-trados por clareza), em um alojamento único e recebendo luz de um ou maiselementos óticos respectivos 306, 308, com um detector e elemento óticoassociado estabelecendo um elemento detector. Os detectores enviam si-nais para o circuito de processamento 310 que podem incluir circuito de am-plificação, e um processador 312 processa os sinais para determinar se ati-var um alarme audível ou visual 314. O processamento de sinal pode serrealizado de acordo com descrição acima ou de acordo com a patente '250acima referida, e a parte ótica do sistema 300 pode ser substancialmenteidêntica àquela mostrada na patente '250, com as exceções seguintes. Oselementos óticos 306, 308 podem ser lentes de Fresnel, mas são configura-dos tal que nenhum espaço morto vertical existe entre quaisquer dois volu-mes monitorados adjacentes, como mostrado na figura 15, em que os volu-mes 302a são monitorados pelo elemento de detecção que inclui o detector302 e os volumes 304a são monitorados pelo elemento de detecção queinclui o detector 304. Também, parta as modalidades mostradas nas figuras16-18o movimento é interpretado pelo circuito de processamento baseadona recepção simultânea de freqüências diferentes dos detectores 302, 304,de acordo com a descrição acima. As lentes de Fresnel produzindo zonasmortas da patente '250 de modo menos ótimo pode ser usado em conexãocom os princípios de discriminação de movimento baseado na freqüênciapresente.

Com a estrutura do sensor de movimento alternado 300 emmente, a atenção é agora voltada para as figuras 16-21, mostrando váriasmodalidades dos elementos de detecção. Na figura 16, um primeiro elemen-to de detecção 316 inclui um elemento ótico com um detector tendo dois e-lementos, um positivo e um negativo, como mostrado definindo um primeiroespaçamento S1 entre eles. Um segundo elemento de detecção 318 incluium elemento ótico com um detector tendo quatro elementos de detector al-ternando positivo e negativo definindo um segundo espaçamento S2 entreelementos de detector adjacentes como mostrado. Na modalidade mostradana figura 16, o tamanho de cada elemento de detector do primeiro elementode detecção 316 pode ser maior que o tamanho de cada elemento de detec-tor do segundo elemento de detecção 318, e/ou o espaçamento S1 podenão ser igual ao espaçamento S2. Os comprimentos focais dos elementosóticos associados podem ser iguais. Um objeto se movendo faz os elemen-tos de detecção 316, 318 gerar sinais de freqüências diferentes um do outro,cuja diferença de freqüência é interpretada como movimento pelo circuito deprocessamento, enquanto um estímulo estacionário faz os elementos de de-tecção emitir a mesma freqüência. A discriminação de tamanho é tambémpossível usando informação dos volumes 302a, 304a, por exemplo, um obje-to se movendo pequeno poderia ocupar substancialmente somente um vo-lume de cada vez, estimulando um detector muito mais que o outro detectore assim indicando sua pequenez, enquanto um objeto se movendo grandeencheria mais que um volume de cada vez e portanto estimulará ambos oselementos de detecção simultaneamente.

A figura 17 mostra um primeiro elemento de detecção 320 queinclui um elemento ótico com um detector tendo dois elementos de detector,um positivo e um negativo, e um segundo elemento de detecção 322 queinclui dois elementos óticos com um detector tendo dois elementos de detec-tor que, devido aos dois elementos óticos, aparecem no diagrama funcionalcomo quatro subvolumes monitorados como mostrado, alternando positivo enegativo. Na modalidade mostrada na figura 17, o tamanho de cada elemen-to de detector do primeiro elemento de detecção 320 pode ser o mesmo queo tamanho de cada elemento de detector do segundo elemento de detecção322, e o espaçamento entre os elementos de detector do primeiro elementode detecção 320 pode ser igual àquele entre os elementos de detector dosegundo elemento de detecção 322, mas os comprimentos focais dos ele-mentos óticos associados são desiguais, por exemplo, por um fator de dois,fazendo o diagrama funcional representar os subvolumes monitorados doprimeiro elemento de detecção 320 como sendo maior que aqueles do se-gundo elemento de detecção 322. Como foi o caso com os elementos dedetecção da figura 16, na figura 17 o movimento é indicado por freqüênciasdiferentes dos elementos de detecção, e a discriminação de tamanho podeser implementada.

A figura 18 mostra um primeiro elemento de detecção 324 queinclui dois elementos óticos e um detector tendo dois elementos de detector,aparecendo no diagrama funcional como quatro subvolumes monitorados,como representado na fileira de topo alternando positiva e negativa. Tam-bém, um segundo elemento de detecção 326, mostrado na fileira de fundo,inclui quatro elementos óticos que fazem um elemento de detector positivo eum elemento de detector negativo aparecer no diagrama funcional como oitosubvolumes monitorados, alternando positivo e negativo. Na modalidademostrada na figura 18, o tamanho de cada elemento de detector do primeiroelemento de detecção 324 pode ser o mesmo que o tamanho de cada ele-mento de detector do segundo elemento de detecção 326, mas o espaça-mento desigual é usado para a discriminação de movimento. Especificamen-te, tanto o espaçamento entre os dois elementos de detector para o primeiroelemento de detecção 324 é diferente do espaçamento entre os elementosde detector adjacentes do segundo elemento de detecção 326, quanto o es-paçamento entre os elementos de lente da lente Fresnel associados com oprimeiro elemento de detecção 324 é diferente do espaçamento entre oselementos de lente da lente de Fresnel associados com o elemento de de-tecção 326, significando que em aplicações práticas os elementos óticos têmelementos desiguais de elementos de lente. Um objeto se movendo produzum primeiro número de picos de sinal por unidade de tempo do primeiro e-lemento de detecção 324 e um segundo número de picos de sinal por unida-de de tempo do segundo elemento de detecção 326, com os primeiro e se-gundo números sendo diferentes e nesta base indicando um objeto se mo-vendo - essencialmente, produzindo uma vez mais freqüências diferentespara um objeto se movendo. A discriminação de tamanho pode ser imple-mentada.

As figuras 19-21 mostram as várias modalidades de sensor, in-cluindo algumas que menos otimamente podem não produzir freqüênciasdiferentes a indicar o movimento ainda que suportam a discriminação de ta-manho. Na figura 19, um primeiro elemento de detecção 328 inclui um ele-mento ótico com o detector tendo elementos de detector positivo e negativoe um segundo elemento de detecção 330 com um elemento ótico com umdetector tendo elementos de detector positivo e negativo, com todos os ele-mentos de detector sendo de tamanho e espaçamento iguais e com siste-mas de lente iguais que não produzem necessariamente as zonas mortas dapatente '250. A discriminação de tamanho pode ser empreendida de acordocom os princípios acima sem zonas mortas verticais. Quando os elementosde detector são ligados como mostrado no "diagrama esquemático 1" dafigura 19 e dispostos de modo a criar uma disposição de subvolumes moni-torados como representados no "diagrama funcional 1", não resulta em ope-ração de freqüência dupla para objetos se movendo. Por outro lado, os ele-mentos de detector podem ser ligados e dispostos como indicados na figura13 discutido acima para produzir "diagrama esquemático 2" e "diagrama fun-cional 2", em que a detecção de movimento é indicado na presença de fre-qüências diferentes de dois elementos de detecção.

A figura 20 mostra um primeiro elemento de detecção 332 queinclui um elemento ótico com um detector tendo dois elementos positivos edois negativos e um segundo elemento de detecção 334 com um elementoótico com um detector tendo dois elementos de detector positivos e dois ne-gativos, com todos os elementos de detector sendo de tamanho e espaça-mento iguais, e com sistemas de lente iguais que não necessariamente pro-duzem as zonas mortas da patente '250. A discriminação de tamanho podeser empreendida de acordo com os princípios acima sem zonas mortas ver-ticais.

A figura 21 mostra um primeiro elemento de detecção 336 queinclui um elemento ótico com um detector tendo quatro elementos de detec-tor positivos e quatro negativos e um segundo elemento de detecção 338com um elemento ótico com um detector tendo quatro elementos de detectorpositivos e quatro negativos, com todos elementos de detector sendo de i-gual tamanho e espaçamento e com sistemas de lente iguais que não ne-cessariamente produzem as zonas morta da patente '250. A discriminaçãode tamanho pode ser empreendida de acordo com os princípios acima semzonas mortas verticais. Os detectores de oito elementos produzem resoluçãode 4 x 4. Quando os elementos de detector são ligados como mostrado no"diagrama esquemático 1" da figura 21 e dispostos de modo a criar uma dis-posição de subvolumes monitorados como representado no "diagrama fun-cional 1", nenhuma operação de freqüência dupla resulta para objetos semovendo. Por outro lado, os elementos de detector podem ser ligados e dis-postos como indicado na figura 13 discutida acima para produzir "diagramaesquemático 2" e "diagrama funcional 2" na figura 21, em que a detecção demovimento é indicada na presença de freqüências diferentes dos dois ele-mentos de detecção.

É para ser entendido que para as modalidades mostradas nasfiguras 14-21, os elementos de detecção são representados em sua formaunitária básica, e que podem ser multiplicados colocando múltiplos primeiroselementos de detecção lado a lado, vertical e/ou horizontalmente e/ou deoutro modo, para aumentar o campo de visão. O espaçamento de elementode detector mostrado nos diagramas funcionais são para ilustração somente,sendo entendido que o espaçamento entre as partes não implicam necessa-riamente na presença de zonas mortas.

Enquanto o SENSOR DE MOVIMENTO DE infravermelho piro-técnico APERFEIÇOADO como aqui mostrado e descrito em detalhe é com-pletamente capaz de alcançar os objetivos acima descritos da invenção, épara ser entendido que é a modalidade presentemente preferida da presenteinvenção e é assim representativo do assunto que é amplamente considera-do pela presente invenção, e que o escopo da presente invenção é conse-qüentemente para ser limitado por nada além das reivindicações anexas, emque a referência a um elemento no singular não pretende significar "um esomente um" a menos que explicitamente estabelecido, mas em vez disto"um ou mais". Além do mais, não é necessário para um dispositivo ou méto-do tratar cada problema a ser solucionado pela presente invenção, para serincluído pelas reivindicações presentes. Além do mais, nenhum elemento,componente, ou etapa do método na descrição presente é pretendido serdedicado ao público independente de se o elemento, componente ou etapade método é explicitamente enumerado nas reivindicações. Nenhum ele-mento de reivindicação aqui é para ser construído sob as previsões de 35U.S.C §112, sexto parágrafo, a menos que o elemento seja expressamenteenumerado usando a frase "meios para" ou, no caso de uma reivindicaçãode método, o elemento é enumerado como uma "etapa" em vez de um "ato".

A ausência de definições expressas aqui, aos termos de reivindicação de-vem ser dados todos os significados comuns e personalizados que não sãoirreconciliáveis com o relatório presente e história arquivada.

Claims (13)

1. Sensor de movimento com infravermelho pirotécnico (infra-vermelho pirotécnico) compreendendo:pelo menos primeiro e segundo elementos de detecção de infra-vermelho (302/306, 304/308, 316, 318, 320, 322, 324, 328, 330, 332, 334,-336, 338), cada elemento de detecção incluindo pelo menos um elementoótico e pelo menos um detector com elementos de detector pelo menos posi-tivo e negativo, em que:os elementos óticos cooperam para estabelecer quatro ou maisvolumes espaciais monitorados substancialmente sem qualquer espaço mor-to não monitorado entre quaisquer dois volumes adjacentes estabelecidospor elementos óticos, o primeiro elemento de detecção monitorando os pri-meiros volumes e o segundo elemento de detecção monitorando os segun-dos volumes, os primeiro e segundo volumes se alternando em seqüência.

2. Sensor, de acordo com a reivindicação 1, em que um objetose movendo faz o detector do primeiro elemento de detecção emitir um sinaltendo uma freqüência que é diferente de uma saída do detector do segundoelemento de detecção, e um estímulo não móvel faz ambos os detectoresemitir a mesma freqüência.

3. Sensor, de acordo com a reivindicação 2, em que pelo menosum elemento de detector do primeiro elemento de detecção (316) tem umtamanho diferente que pelo menos um elemento de detector do segundoelemento de detecção (318).

4. Sensor, de acordo com a reivindicação 2, em que um espa-çamento entre elementos de detector adjacentes do primeiro elemento dedetecção (316, 324) é diferente de um espaçamento entre elementos de de-tector adjacentes do segundo elemento de detecção (318, 326).

5. Sensor, de acordo com a reivindicação 3, em que o espaça-mento entre elementos de detector adjacentes do primeiro elemento de de-tecção (316) é diferente do espaçamento entre elementos de detector adja-centes do segundo elemento de detecção (318).

6. Sensor, de acordo com a reivindicação 2, em que o compri-mento focai do elemento ótico do primeiro elemento de detecção (320) é di-ferente do comprimento focai do elemento ótico do segundo elemento dedetecção (322)

7. Sensor, de acordo com a reivindicação 2, em que o númerode elementos de lente do elemento ótico do primeiro elemento de detecção(324) é diferente do número de elementos de lente do elemento ótico do se-gundo elemento de detecção (326).

8. Sensor de movimento com infravermelho pirotécnico (infra-vermelho pirotécnico) (200) compreendendo:pelo menos um detector de infravermelho tendo pelo menos pri-meiro e segundo elementos (202/208, 204/206) gerando primeiro e segundosinais respectivos; eum sistema (20) adicionando os primeiro e segundo sinais juntospara converter em um sinal de "soma", o sistema também converte em umsinal de "diferença" subtraindo um sinal do outro sinal, em que o sistemaemite um sinal de detecção representativo de um objeto se movendo quandoo sinal de "soma" tem uma freqüência diferente daquela do sinal de "diferen-ça", e de outro modo não emite o sinal de detecção.

9. Sensor, de acordo com a reivindicação 8, em que o primeiroelemento (202/208) monitora um primeiro volume de espaço que é pelo me-nos parcialmente superposto oticamente ou interposto com um segundo vo-lume de espaço monitorado pelo segundo elemento (204/206).

10. Sensor, de acordo com a reivindicação 8, em que cada ele-mento tem duas e somente duas partes respectivas (202/208, 204/206), umapositiva (202 ou 204) e uma negativa (206 ou 208), com as partes sendo detamanho igual.

11. Sensor, de acordo com a reivindicação 10, em que as partespositivas (202, 204) estão fisicamente perto uma da outra sem quaisquerpartes negativas intermediárias e as partes negativas (206, 208) estão fisi-camente perto uma da outra sem quaisquer partes positivas intermediárias.

12. Sensor, de acordo com a reivindicação 10, em que as partessão dispostas em um substrato na seguinte ordem: uma parte positiva (202)do primeiro elemento, uma parte positiva (204) do segundo elemento, umaparte negativa (206) do segundo elemento, e uma parte negativa (208) doprimeiro elemento, as partes de um elemento sendo eletricamente conecta-das uma na outra.

13. Método para discriminar um objeto se movendo em um es-paço monitorado de um objeto não móvel caracterizado pela radiação nãoconstante, compreendendo:fornecer primeiro e segundo elementos de detector (202/208,-204/206) que geram primeiro e segundo sinais respectivos;adicionar os sinais juntos para converter em um sinal de "soma";subtrair um sinal do outro para converter em um sinal de "dife-rença"; eindicar um objeto se movendo se o sinal de "soma" tem uma fre-qüência que é diferente da freqüência do sinal de "diferença", e de outromodo não indicando um objeto se movendo.