Brevet FR2526563A1 — publié le 19831110

L'invention se rapporte à un détecteur passif d'intrusion par infrarouges Ce type de détecteur comprend un capteur de chaleur, une lentille de concentration de l'énergie thermique sur le capteur de chaleur et un circuit relié fonctionnellement au capteur de chaleur et destiné à émettre un signal de détection lorsque le capteur de chaleur décèle une variation brusque de température produite par exemple par la chaleur du corps d'un intrus passant devant le détecteur Un exemple classique d'un type de détecteur passif d'intrusion aux infrarouges comprend un capteur de chaleur constitué d'un détecteur pyroélectrique. Un problème soulevé par les détecteurs passifs d'intrusion par infrarouges réside dans la difficulté de l'établissement des zones spécifiques devant être observées et protégées par le détecteur avant la mise en service de ce dernier Il est impératif que les zones devant être protégées soient orientées à distance de toute source potentielle de fausses alarmes Toute surface ou objet dont la température peut varier de manière assez rapide est une source de fausse alarme Ces sources comprennent des grilles montées sur des tuyaux de chauffage, les ampoules lumineuses, les appareils de climatisation et analogues. Dans l'art antérieur, des techniques d'essai et de correction des erreurs ont été utilisées pour concentrer les détecteurs d'intrusion aux infrarouges à distance des sources de fausses alarmes Par exemple, une source de chaleur (telle qu'un corps humain) était déplacée autour de la zone qu'il s'agissait de protéger pendant l'ajustement du détecteur d'intrusion L'émission d'un signal d'alarme indiquait que le détecteur d'intrusion était concentré sur la zone qu'il s'agissait de protéger Ces techniques d'essai et de correction des erreurs étaient à l'évidence longues et embarrassantes. L'invention a pour objet un procédé et un appareil mettant en oeuvre une lampe qui éqet un rayonnement visible permettant de localiser et de déterminer les zones devant être protégées par le détecteur d'intrusion avant la mise en service de ce dernier. L'invention a donc pour objet un détecteur passif perfectionné d'intrusion par infrarouges et un procédé de localisation et de détermination des zones devant être protégées avant qu 3 le générateur d'alarme soit mis en service Le détecteur d'intrusion est du type comprenant un capteur de chaleur, une lentille placée de manière à concentrer la chaleur sur le capteur, et un dispositif relié fonctionnellement au capteur de chaleur et destiné à émettre un signal de détection ou un signal d'alarme en réponse à une variation brusque de température détectée par le capteur de chaleur Cette variation brusque de température peut être provoquée par de la chaleur irradiée par le corps d'un intrus passant devant le détecteur. Une lampe qui projette un rayonnement visible est placée à l'intérieur du détecteur, à proximité du capteur de chaleur La lumière émise par la lampe passe par la lentille de façon à être orientée de manière générale dans les zones devant être protégées par le détecteur La lumière émise par la lampe est parallèle à la partie du rayonnement de chaleur provenant de la zone à protéger et concentrée sur le capteur de chaleur Le détecteur est réglé de manière qu'un observateur placé devant la lentille puisse voir la lumière émise par la lampe L'observateur se trouve alors dans une zone qui est observée par le détecteur En conséquence, au moins une partie du rayonnement de chaleur provenant du corps d'une personne se trouvant dans cette zone tombe sur la lentille pour être focalisée sur le capteur de chaleur Ainsi, lorsque le détecteur est enclenché, un intrus passant dans la zone déterminée de protection le déclenche et ce détecteur émet un signal de détection ou d'alarme. L'invention va être décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'un détecteur passif d'intrusion aux infrarouges conforme à l'invention et sur lequel est monté un élément de couverture; la figure 2 est une vue de face du détecteur dont le couvercle est partiellement arraché afin de montrer la lentille et le bloc d'alimentation Les détails du circuit électronique ne sont pas représentés; la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, mais dont la lentille est enlevée de manière à montrer le capteur de chaleur et la lampe de localisation de la zone protégée qui se trouve derrière la lentille; la figure 4 est un schéma fonctionnel du circuit électronique utilisé dans un type de détecteur passif d'intrusion aux infrarouges; la figure 5 est une vue en perspective d'une lentille utilisée dans ce détecteur; et la figure 6 est une représentation schématique du détecteur d'intrusion et montre le faisceau lumineux émis par la lampe de localisation de la zone protégée, ce faisceau traversant la lentille, cette figure montrant également le rayonnement de chaleur provenant des zones devant être protégées, tombant sur la lentille et concentré sur le capteur de chaleur. Les figures 1 à 6 représentent un mode de réalisation avantageux d'un détecteur passif perfectionné d'intrusion aux infrarouges Les détecteurs de ce type sont bien connus et comprennent un capteur de chaleur, une lentille de concentration du rayonnement thermique sur le capteur et un circuit répondant au capteur en émettant un signal de détection ou d'alarme lorsque le capteur de chaleur décèle une variation brusque de température, par exemple une variation provoquée par la chaleur rayonnée par le corps d'un intrus passant dans la zone protégée. Un type courant de détecteur passif d'intru- sion aux infrarouges qui est bien connu comprend un capteur de chaleur pyroélectrique En résumé, un dispositif de déclenchement d'un signal d'alarme de ce type comprend un élément pyroélectrique (par exemple un détecteur pyro- électrique à infrarouges modèle 406, vendu par la Société Eltec Instruments, Inc) qui produit un courant électrique proportionnel à la vitesse de variation d'une température détectée. Il convient de remarquer Que, bien que l'appareil et le procédé décrits mettent en oeuvre des capteurs de chaleur pyroélectriques, ils sont aussi applicables à des systèmes passifs de détection d'intrusion aux infrarouges comprenant d'autres types de capteurs de chaleur Donc, bien que les détecteurs d'intrusion mentionnés dans le présent mémoire soient de type pyroélectrique, il ne s'agit que d'un exemple qui n'est pas destiné à limiter les utilisations possibles du système perfectionné de détection qui va être décrit. La figure 1 représente un détecteur passif 2 d'intrusion aux infrarouges tel qu'il se présente lorsqu'il est monté Le détecteur comprend un boîtier 4 sur le devant duquel une grille 6 est montée de manière amovible Le boîtier se rétrécit vers la cloison arrière 8 Les organes face d'une région devant être protégée par le détecteur. La figure 2 est une vue de face du détecteur de la figure 1 dont la grille 6 a été enlevée Une lentille de Fresnel 10, qui est placée derrière la grille 6, est montée le long d'un bord 12 sur un châssis 24 (que représente la figure 3) La lentille comprend une partie supérieure 14 également désignée par l'expression de lentille à champ lointain, ainsi qu'une partie inférieure 16 également désignée par l'expression de lentille à champ rapproché Les deux parties supérieure et inférieure de la lentille sont subdivisées en plusieurs panneaux 14 a et 16 a, de la manière clairement représentée sur la figure 5 Par ailleurs, les parties supérieure et inférieure de la lentille peuvent consister en lentilles de collimation Le bord 12 de la lentille est monté sur le châssis 24 au moyen de vis 22 Des batteries 18 sont fixées sur un côté de la lentille 10 au moyen de pinces 20 montées à l'intérieur du boîtier. La figure 3 est une vue de face du détecteur d'intrusion des figures 1 et 2 dont la lentille 10 a été enlevée du châssis 24 Comme le montre clairement cette figure, le châssis 24 forme le bord de la partie antérieure ouverte d'une enveloppe intérieure pyramidale 26 qui est placée à l'intérieur du grand boîtier 4. Les cloisons latérales 28, 30, 32 et 34 de l'enveloppe intérieure 26 convergent vers l'arrière sur une cloison arrière 36 Celle-ci est montée sur la surface antérieure de la cloison arrière 8 du grand bottier 4 et un mécanisme de support de l'enveloppe intérieure 26 permet de faire pivoter cette dernière sur la cloison arrière 36 Donc, la lentille 10 est mobile par rapport à la cloison arrière 36 de l'enveloppe interne 26. Un capteur de chaleur 38 et une lampe 40 d'émission d'une lumière visible sont montés sur la surface antérieure de la cloison arrière 36 Le capteur de chaleur ainsi que la lampe sont placés de manière à être tournés vers l'avant du grand boîtier 4 La lampe 40 est placée à proximité du capteur de chaleur 38 Ce capteur de chaleur ainsi que la lampe sont disposés derrière la lentille 10 lorsque celle-ci est montée sur le boîtier intérieur 26. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la lampe 40 est une diode électroluminescente et un dispositif est prévu pour mettre sélectivement et électri- quement cette diode en service Toutefois, il est bien entendu que toute source capable d'émettre un rayonnement visible peut être utilisée en lampe 40 Comme on le mentionnera également par la suite, la lampe 40 permet à l'utilisateur du détecteur d'intrusion de localiser et de déterminer les zones de protection devant être observées par le détecteur avant la mise en service de ce dernier. La figure 4 est un schéma fonctionnel très simplifié du circuit électrique du détecteur passif d'intrusion Le capteur de chaleur 38 peut être par exemple un élément pyroélectrique, par exemple du modèle Eltec 406 mentionné précédemment D'autres types de cppteurs de chaleur bien connus peuvent aussi être utilisés Des exemples de circuits électroniques qui sont spécifiques aux dispositifs passifs de déclenchement d'alarme par détection d'une intrusion aux infrarouges sont représentés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N 3 928 343, N O 3 839 640 et No 3 703 718. Dans le scherma de la figure 4, un bloc d'alimen- tation 42 peut être connectz électriauement par un commutateur 43 soit à un relais 44, soit à la lampe 40. Lorsque le bloc d'alimentation est connecté à la lampe 40, le relais ne reçoit aucune énergie et donc il retombe, c'est-à- dire qu'en pratique il passe en mode de déclenchement de l'alarme et transmet un signal de détection à un panneau de commande de l'avertissement Ce panneau comprend un commuta- teur destiné à empêcher la transmission d'un signal à un avertisseur (non représenté) monté dans le circuit Donc, la lampe 40 peut être branchée et utilisée pour régler le détecteur d'intrusion de la manière qui sera décrite plus bas sans provoquer l'émission d'un signal réel d'alarme pendant les opérations de réglage Lorsque le détecteur d'intrusion a été réglé et que le couvercle a été remis en place, le commutateur 43 est mis à la position de coupure de la lampe et d'alimentation en énergie du relais 44 Ce relais est armé lorsqu'il reçoit l'énergie du bloc d'alimentation 42. Le capteur de chaleur 38 est connecté électroni- quement au relais 44 par l'intermédiaire d'amplificateurs 39 et 41 et d'un comparateur de signaux 45 Lorsqu'un intrus est détecté par le capteur de chaleur-, celui-ci fait retomber le relais 44 et envoie un signal de détection au panneau de commande de l'avertisseur Comme mentionné plus haut, ce panneau comprend un dispositif inhibant le signal d'alarme même lorsque le relais transmet un signal de détection Cette caractéristique est utile pendant le réglage du détecteur, comme mentionné plus haut, et lorsqu'il n'est pas souhaitable de déclencher un signal d'alarme indiquant une intrusion, par exemple pendant les heures de travail lorsque le détecteur est monté dans des locaux commerciaux Ni le panneau de commande de l'avertisseur, ni le dispositif avertisseur ou de déclenchement d'une alarme ne font partie du détecteur d'intrusion Le détecteur d'intrusion peut aussi être équipé d'un interrupteur à contact qui fait retomber le relais 44 lorsque la grille 6 est enlevée. Le mode de fonctionnement du détecteur d'intru- sion décrit va être expliqué en regard de la figure 6 qui est un graphique montrant les effets produits par un unique panneau supérieur de lentilles 14 a et un unique panneau inférieur de lentilles 16 a sur le rayonnement lumineux et le rayonnement infrarouge conformément à l'invention. Le détecteur d'intrusion peut être monté sur le mur d'un local devant être protégé Après ce montage, et alors que le couvercle est encore enlevé, la lampe 40 est mise en circuit par le commutateur 43 qui la connecte au groupe d'alimentation Comme mentionné plus haut, bien que le relais 44 émette un signal de détection lorsque le commutateur est à cette position, le panneau de commande de l'avertisseur empêche l'émission d'un signal d'alarme pendant le réglage du détecteur La lumière projetée par la lampe et représentée par une onde 46 est transmise par le panneau inférieur de lentilles 16 a et dirigé dans la zone générale devant être protégée par le détecteur. Les lentilles 10 comprennent un panneau 14 a de lentilles à champ lointain, (les lentilles supérieures) et un panneau 16 a de lentilles à champ rapproché (les lentilles inférieures). Sur la figure 6, l'onde 48 représente la partie du rayonnement de chaleur émis par un corps dans le champ rapproché (et indiqué par une flèche 50), ce rayonnement étant concentré sur le capteur de chaleur 38, tandis que l'onde 52 représente la partie du rayonnement de chaleur émis par un corps dans un champ lointain (et représenté par des flèches 54), ce rayonnement étant concentré sur le capteur de chaleur 38 Le rayonnement de chaleur provenant du champ rapproché (onde 48) tombe sur le panneau 16 a de lentilles 10 à champ rapproché et il est concentré sur le capteur de chaleur 38 et le rayonnement de chaleur provenant du champ lointain (onde 52) tombe sur le panneau 14 a de lentilles 10 à champ lointain et il est concentré sur le capteur de chaleur 38 Donc, la chaleur du corps d'un intrus passant soit dans le champ lointain, soit dans le champ rapproché est détecté par le capteur de chaleur. Le panneau des lentilles 16 a sert non seulement au réglage du champ rapproché, mais assume également une fonction d'alignement Il assume cette fonction à l'aide d'un rayonnement visible (onde 4 S) émis par la lampe 40 La lampe est placée par rapport au panneau I 16 de lentilles inférieures et par rapport au capteur de chaleur 38 de manière que la lumière (onde 46) collimatée par la lampe 40 soit parallèle devant le panneau 16 a de lentilles inférieures à la partie du rayonnement (onde 52) provenant du champ lointain 54 et qui est concentrée sur le capteur de chaleur 38 par le panneau 14 a de lentilles supérieures. La lumière projetée par la lampe 40 est utilisée pour localiser et déterminer les zones protégées par le détecteur d'intrusion avant la mise en service de ce dernier. Lorsque le grand boîtier 4 a été monté, un observateur reste debout dans une zone particulière qu'il s'agit de protéger. La lampe 40 est allumée et l'enveloppe intérieure 26 est réglée de manière que l'observateur voie la lumière provenant de la lampe 40 et passant par le panneau 16 a de lentilles inférieures Lorsque l'observateur voie la lumière de la lampe, il se trouve dans la zone observée par le détecteur. En conséquence, une partie du rayonnement de chaleur émis par le corps et provenant de cet emplacement ou de cette zone est parallèle au rayon lumineux émis par la lampe et renvoyé vers la lentille, ce rayonnement de chaleur tombant sur le panneau 14 a de lentilles supérieures et étant concentré sur le capteur de chaleur Tous les emplacements à partir desquels la lumière émise par la lampe peut être vue sont des zones qui sont observées et protégées par le détecteur Les lentilles à champ lointain et les lentilles à champ rapproché étant subdivisées en éléments dont les nombres sont égaux et qui forment des panneaux individuels 14 a et 16 a (voir figuure ), un nombre correspondant de zones devant être protégées par le détecteur d'intrusion peut être localisé et déterminé. Lorsqu'il est établi que l'une des zones contient un objet qui est une source potentielle de fausses alarmes, l'enveloppe intérieure contenant les segments de lentille peut être déplacée légèrement, soit horizontalement, soit verticalement, afin d'éviter ce problème potentiel Dans certains cas, il peut être plus avantageux d'éliminer la zone qui observe la source potentielle de fausses alarmes Il est possible de procéder ainsi en mascuant le segment correspon- dant de lentille (un morceau de ruban découpé à la dimension de la lentille correspondante et appliqué uniquement sur elle peut effectuer ce masquage). Lorsque toutes les zones qu'il s'agit de protéger ont été localisées de la manière décrite ci-dessus, la grille 6 est montée sur la face antérieure du boîtier 4, puis le commutateur 43 est mis dans la position à laquelle il connecte le bloc d'alimentation au relais 44 et le coupe de la lampe 40 Il faut ensuite régler le panneau de commande de l'avertisseur de manière que tout signal de détection que ce panneau reçoit du relais provoque l'émission d'un signal d'alarme Le détecteur d'intrusion est alors en mode opéra- tionnel ou "prêt à fonctionner" et toute intrusion détectée par le capteur de chaleur déclenche l'alarme. Le détecteur de l'invention qui a été décrit ci- dessus comprend une unique lampe destinée à la détermination de la position du champ lointain Mais il serait aussi possible sans s'écarter de l'invention d'utiliser de manière semblable une seconde lampe permettant la détermination de l'emplacement de la zone proche au moyen des lentilles à champ lointain Dans ce cas, la seconde lampe serait placée par rapport aux lentilles à champ lointain et au capteur de chaleur de manière que la lumière qu'elle projette passe par ces lentilles à champ lointain et que le rayon lumineux soit parallèle à la partie du rayonnement qui est concentrée sur le capteur de chaleur par les lentilles à champ rapproché. Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre d'exemple et que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son domaine. ::Dii ICAIONS 1 Détecteur passif d'irtrusion aux: infrarouges, du type comprenant un élément dét 2 ct eur d' infraruge ( 38) sen- sible aux: radiations infrarcu Pes provenant d'au moins une zc- ne comprenant une réaion angculaire de l'espace qu'on désire protéger, un circuit ( 39, 41, 44, 45) connecté à l'élément détecteur ( 38) étant destiné à déclencher un signal en ré- ponse à des variations dans le rayonnement infrarouge à l'in- térieur de ladite zone, détecteur caractérisé en ce qu'il comprend une lampe ( 40) pour émettre de la lumière visible, du détecteur d'intrusion aux infrarouges ( 38) dans ladite ré- gion angulaire de l'espace, la lumière étant émise dans une direction généralement parallèle à la direction de rayonne- ment, de ladite zone à l'élément détecteur ( 38), de telle ma- nière que les limites de ladite zone sont définies par l'em- placement du détecteur et par la région angulaire de l'espace dans laquelle ladite lumière est visuellement perceptible. 2 Détecteur d'intrusion selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend une lentille ( 10) pour concen- trer la lumière de la lampe ( 40) dans la région angulaire de l'espace. 3 Détecteur d'intrusion selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que la lentille ( 10) comporte un premier seg- ment de lentille ( 14) pour concentrer le rayonnement infra- rouge provenant de ladite zone sur l'élément détecteur ( 38), et un second segment de lentille ( 16) pour concentrer la lu- mière de la lampe dans la zone. 4 Détecteur d'intrusion selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le second segment de lentille ( 16) est monté de manière à concentrer le rayonnement infrarouge, d'une seconde zone sur l'élément détecteur ( 38). Détecteur d'intrusion selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le bord supérieur du second segment de lentille ( 16) est solidarisé avec le bord inférieur du pre- mier segment de lentille ( 14). 6 Détecteur d'intrusion selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le premier ( 14) et le second ( 16) seg- ments de lentille sont subdivisés en un certain nombre de sections correspondantes ( 14 a, 16 a) dont chacune a un champ d'observation différent. 7 Détecteur d'intrusion selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que la lentille est une lentille de collima- tion. 8 Détecteur d'intrusion selon la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le premier et le second segments de len- tille sont des lentilles de collimation. 9 Détecteur d'intrusion selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend un élément ( 43) associé fonc- tionnellement à la lampe et destiné à couper l'alimentation de celle-ci de façon sélective. Détecteur d'intrusion selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des élé- ments ( 28, 30, 32, 34) pour monter de façon mobile la len- tille ( 10) par rapport à l'élément détecteur ( 38) et à la lam- pe ( 40). 11 Détecteur d'intrusion selon la revendicati Qn 1, ca- ractérisé en ce que la lampe est une diode électroluminescente (LED). 12 Procédé de localisation de zones protégées par un détecteur passif d'intrusion du type selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il con- siste à monter le détecteur avec une lampe prévue pour émet- tre de la lumière visible dans la zone protégée, la lumière étant émise dans une direction généralement parallèle à la direction du rayonnement provenant de la zone en direction de l'élément détecteur, à sélectionner la zone qu'on cherche à protéger et à régler le détecteur de telle manière que la lu- mière provenant de la lampe soit observable visuellement à l'intérieur de ladite zone. 13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la lampe ne reçoit plus d'énergie après ladite étape de réglage,