(57)【要約】  センサ装置が、表面上に形成された少なくとも１つの透明突出部を含む。透明突出部は第１の透明材料から形成されている。透明突出部の少なくとも１つの第１のファセットは表面に対して第１の角度を形成している。この第１の角度は、第１の透明材料と空気との境界面において全反射が生じる角度よりも大きく、それと同時に第１の透明材料と液体との境界面において全反射が生じる角度よりも小さい。入射光線を第１の方向に表面を通って透明突出部内へ放射するために光源が配置されており、第１のファセットに液体が存在する場合、入射光線は第１のファセットを通って伝達され、液体が存在しない場合、入射光線はファセットにおける全反射により反射される。さらに、反射された光線を検出するために光検出器が設けられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面（１００，１２０，１６０，１７０）における液体（Ｃ）を検出するためのセンサ装置において、該センサ装置に：
表面（１００，１２０，１６０，１７０）上に形成された少なくとも１つの透明突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２）が設けられており、該透明突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２）が第１の透明材料（Ｂ）から形成されており、透明突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２）の少なくとも１つの第１のファセット（１１０，１１１，１７１，１７２，１８１）が、表面（１００，１２０，１６０，１７０）に対して第１の角度（α，β）を形成しており；
入射光線（ｒ）を第１の方向に放射するために配置された光源（１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３）が設けられており、入射光線（ｒ）が表面（１００，１２０，１６０，１７０）を通って透明な突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２）内へ到達し、液体が存在する場合、第１のファセット（１１０，１１１，１７１，１７２）において入射光線が第１のファセット（１１０，１１１，１７１，１７２）を通って伝達され、液体が存在しない場合、入射光線が、第１のファセット（１１０，１１１，１７１，１７２）における全反射により反射され；
反射された入射光線（ｒ’）を検出するための光検出器（１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４）が設けられていることを特徴とする、表面における液体を検出するためのセンサ装置。
【請求項２】
第１の角度（α，β）が、第１の透明材料（Ｂ）と空気（Ａ）との境界面において全反射が生じる角度よりも大きくかつ第１の透明材料（Ｂ）と液体（Ｃ）との境界面において全反射が生じる角度よりも小さい、請求項１記載のセンサ装置。
【請求項３】
突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２）が、四面体形状と、３つの第１のファセットとを有している、請求項１記載のセンサ装置。
【請求項４】
突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２）に、三角形又は台形の断面が形成されている、請求項１記載のセンサ装置。
【請求項５】
第１の突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２）の第１のファセット（１１０，１１１，１７１，１７２）に隣接して形成された第２のファセット（１７９）を有する少なくとも１つの第２の突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２；７９）が設けられており、第２のファセット（１７９）が、面（１００，１２０，１６０，１７０）に対して第２の角度を形成しており、該第２の角度が、毛管現象効果が高められるように、７５°よりも大きい、請求項１から４までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項６】
第１の透明な材料（Ｂ）が、約１．５よりも大きな屈折率を有しており、第１の角度が４２°〜６０°の範囲である、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項７】
第１のファセットの直径が、５ｍｍよりも小さく、好適には１ｍｍよりも小さい、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項８】
少なくとも１つの突出部の２つの隣接する第１のファセットによって形成された角度が、９０°とは異なる、請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項９】
第１の方向が、面（１００，１２０，１６０，１７０）に対して実質的に垂直である、請求項１から８までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項１０】
第２の突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２；７９）に、面（１００，１２０，１６０，１７０）に対して実質的に平行なトップファセットか又は領域が設けられており、信号発生光学的光源を介して放射された光線がトップファセットにおいて突出部を通過するようになっている、請求項１から９までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項１１】
突出部（１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２）の前方に配置された物体において反射された光線（ｔ）を検出するために第２の光検出器（５５）が設けられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【請求項１２】
光源（２２，３２）及び／又は光検出器（２４，３４）が導波管（２６，３６，３７）を含む、請求項１から１１までのいずれか１項記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面上の液体を検出するためのセンサ装置に関する。特に、本発明は、このような液膜を介する赤外線侵入検出システムの突破を検出するためのこのようなセンサを有する赤外線侵入検出システムに関する。
【０００２】
本発明は原理的に表面上の液体を検出するためのあらゆるセンサ装置に適用されることができるが、以下では、発明及び発明の基となる課題は、赤外線侵入検出器へのスプレー攻撃に対する警戒手段に関して説明される。
【０００３】
受動赤外線侵入検出器は一般的に、特定の時間にエリア、例えば美術館、銀行及び工場エリアを夜間に監視するために使用されている。このような赤外線侵入検出器は、約６〜１５μｍの中間赤外線範囲における赤外線身体放射を検出することができる。このような赤外線侵入検出器の図が図１に示されている。赤外線侵入検出器は主に、入口窓９２を有するハウジング９０における赤外線検出器９１からなる。つまり、赤外線センサを横切る人間の身体放射が赤外線センサ９１に認識される。光によって誘発された電気信号がしきい値と比較され、これに従って侵入警告信号が始動されることができる。
【０００４】
日中は赤外線侵入検出器は通常はスタンバイモードになっており、人はアラームを始動させることなく個々のエリアを通過することができる。この時に、入口窓９２は中実カバーによって被覆されることができる。しかしながら、このようなカバーは、警備員によって容易に見つけられることができる。別の妨害技術は、入口窓９２の表面に堆積されたスプレー９４を使用する。これらの液体は、６〜１５μｍの範囲において不透明であり、したがって、赤外線センサ９１を実質的に盲目にする。さらに、液体は、可視波長範囲において透明である。したがって、スプレーは、警備員によって検出されることができない。このような妨害は最も成功しやすい。
【０００５】
欧州特許第０６６０２８４号明細書は、入口窓の前方に配置された近赤外光発信器と、入口窓の裏側に、光発信器に向き合って配置された対応する光検出器とによって、赤外線侵入検出システムの入口窓の透過を監視する。近赤外線の波長は、赤外線侵入検出システムの中間赤外光と干渉しないように選択されている。したがって、この装置は、近赤外においてクリア若しくは透明であるが中間赤外範囲において不透明である液体を検出することができない。
【０００６】
米国特許第５９４２９７６号明細書は、光源と光センサとを使用し、光学的回折格子構造は、光源の第１の及びより高いオーダの回折光線を、光センサに収束させる。この収束効果は、スプレーが格子構造に塗布されると消滅する。検出される光の強度の低下は、妨害アラーム信号をトリガする。不都合なことに、これらの回折構造は、低コストのプラスチック材料において製造することが困難であり、塵芥及び脂っこい雰囲気に対する高い感度によりあまり信頼性がよくない。
【０００７】
米国特許第５４９９０１６号明細書は、窓の外側を近赤外光発信器で照明することによって入口窓における反射の放射を検出する。この技術は、入口窓が平坦である場合にのみ適用されることができるが、今では入口窓の形状はしばしば湾曲している。さらに、この検出システムは、近赤外範囲において透明なスプレーに対して敏感ではない。
【０００８】
欧州特許第０８１７１４８号明細書は、入口窓の領域における光案内手段を使用する。スプレー攻撃は、光パイプの反射特性、ひいては案内特性を変化させる。これらの案内特性の検出はアラーム信号を発生させるために使用されることができる。しかしながら、反射特性は、可視波長範囲において透明なスプレーに対してあまり敏感ではない。
【０００９】
本発明の利点
本発明は、液膜による表面の被覆を検出する改良されたセンサを提供する。センサは請求項１の特徴を有する。
【００１０】
本発明によるセンサ装置は、表面上に形成された少なくとも１つの透明な突出部を有する。透明な突出部は第１の透明な材料から形成されている。透明な突出部の第１のファセットは、表面に対して第１の角度を形成している。この第１の角度は、第１の透明な材料と空気との境界面において全反射（内部反射）が生じる角度よりも大きいと同時に、第１の透明な材料と液体との境界面において全反射が生じる角度よりも小さい。光源は、入射光線を、表面を通って透明な突出部内へ到達する第１の方向に放射するために配置されており、第１のファセット上に液体が存在すると、入射光線は第１のファセットを通って伝達され、液体が存在しないと、入射光線は、ファセットにおける全反射により反射される。さらに、反射された光線を検出するために光検出器が設けられている。
【００１１】
本発明のセンサの背後の主要な概念は、突出部における全反射が、液体が突出部に堆積されている場合に消滅するということにある。突出部と空気との境界面における全反射は、液体に対する突出部の境界面のための全反射よりも小さな角度で生じる。第１の角度は十分に大きくなるように注意深く選択され、これにより、入射光線は、突出部−空気境界面における全反射を受ける。しかしながら、第１の角度は、突出部−液体境界面における全反射が生じるように、所定の角度を超えていない。
【００１２】
改良において、突出部には三角形又は台形の断面が形成されている。特に適切な形状は四面体である。これらの突出部は、３つのファセットを提供し、これらのファセットは、入射光線を、実質的にその発射点へ、三次元空間において逆反射する。第１の方向は、実質的に表面に対して垂直であることができる。
【００１３】
好適な実施形態によれば、第２のファセットを有する少なくとも１つの第２の突出部が、第１の突出部の第１のファセットに隣接して形成されており、この場合、第２のファセットは、表面に対して第２の角度を形成しており、第２の角度は７５°よりも大きく、これにより、毛細現象効果が高められる。毛細現象効果は、表面及び突出部における液体の均一な分散を改良する。
【００１４】
改良によれば、突出部の第１の透明な材料は、約１．５よりも大きな屈折率を有しており、第１の角度は４２°〜６０°である。
【００１５】
改良によれば、四面体突出部の３つの上部ファセットの間の角度は、９０°とは異なる。すなわち、突出部における反射は、僅かに角度の分散特性を有しており、反射された光線は、入射光線に対して正確に逆平行ではない。つまり、反射された光線と、入射光線とは、空間的に分離されており、反射された光線を、入射光線から分離するために鏡又は同様のものが使用されることができる。
【００１６】
好適な実施形態において、突出部の前方に配置された物体において反射された光線を検出するために、第２の光検出器が設けられている。すなわち、非液体の物体が、光源によって発射された光線から光を反射する反射及び散乱表面特性により検出されることができる。製造プロセスにおける不完全性又は目的によって提供される平坦領域によって、突出部を通過する光線の部分が常に存在すると仮定されることができる。
【００１７】
別の実施形態において、第２の突出部には、表面又は領域に対して実質的に平行なトップファセットが設けられており、これにより、信号発生光学的光源を介して発射された光線はトップファセットにおいて突出部を通過する。
【００１８】
改良において、光源及び／又は光検出器は導波管を含む。
【００１９】
本発明の実施形態が、添付の図面に関してさらに詳細に説明される。
【００２０】
図１は、本発明の基礎となる問題を例示するための公知の赤外線侵入検出器を示している。
【００２１】
図２は、全反射の原理を図によって示している。
【００２２】
図３は、本発明の第１の実施形態の断面図を示している。
【００２３】
図４は、第１の実施形態を拡大して示している。
【００２４】
図５から図９は、本発明の別の実施形態の断面図を示している。
【００２５】
図１０及び図１１は、本発明の別の改良の部分的な断面図を示している。
【００２６】
図１２は、別の実施形態の部分的な断面図を示している。
【００２７】
図１３は、好適な実施形態の斜視図である。
【００２８】
図１４ａ〜図１４ｃは、図１３の好適な実施形態における逆反射を示している。
【００２９】
図１５は、四面体の２つのファセットだけにおける反射を示している。
【００３０】
実施形態の詳細な説明
本発明の全ての実施形態において使用される基本的な物理的原理は、異なる屈折率を有する２つの透明材料によって形成された境界面における光線の全反射である。図２はこの一般的に知られた効果を概略的に示している。第１の材料Ａと第２の材料Ｂとは境界面Ｉを形成している。第１の材料Ａの第１の屈折率ｎ1は第２の材料Ｂの第２の屈折率ｎ2よりも小さい。図２は第２の材料Ｂにおいて出発する２つの光線ｒ1，ｒ2を示しており、両者は境界面Ｉに向けられている。第１の光線ｒ1と第２の光線ｒ2とはそれぞれ、境界面Ｉの垂線に対して第１の入射角γ1と第２の入射角γ2とを形成している。第１の入射角γ1は臨界角度γよりも小さく、第２の入射角γ2はこの臨界角度γよりも大きい。第１の入射光線ｒ1は境界面Ｉを通って第１の材料Ａに達し、屈折されることが観察される。これに対して、第２の光線ｒ2は、境界面Ｉにおいて全反射を受け、第２の材料Ｂから出ることはない。関連する臨界角度γは、２つの材料の屈折率に依存し、公式
【数１】
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に従って、第２の屈折率に対する第１の屈折率の商と共に増大する。臨界角度が第１の材料Ａ、すなわち第１の材料の屈折率ｎ1に依存することが本発明に関連する。
【００３１】
以下の説明を単純にするために、光は図平面においてのみ移動すると仮定される。しかしながら、原理概念は三次元の説明にもあてはまる。二次元と三次元との相違に関する短い説明は、最後の段落のうちの１つにおいて与えられる。
【００３２】
図３は、本発明の第１の実施形態の部分的な断面図を示している。前側２を有するハウジング１が設けられている。このハウジング１は例えば赤外線侵入検出システムのハウジングであることができ、前側２は、その入口窓の１つである。前側２には透明ボディ１１が配置されている。透明ボディ１１の主面には透明な突出部が形成されている。突出部１２は三角形の断面を有することができ、その場合、三角の頂点は、ハウジング１から離れる方向に向けられている。透明ボディ１１と透明突出部１２とは、透明なプラスチック材料又はガラスから形成されていることができる。光源１３及び個々の光検出器１４がハウジング１内に配置されている。光源１３の光線ｒは透明ボディ１１及び透明突出部１２に向かって発射される。光線ｒは突出部１２を通過するか、又は透明突出部１２によって反射されることができる。反射される場合、反射された光線ｒ’は光検出器１４によって検出される。囲い１０は、外部からの光の入射を遮断するために光源１３及び光検出器１４を包囲している。選択的に、光検出器１４への光の直接的な照射が回避されるように、光源１３と光検出器１４との間に不透明シールド１５が配置されている。
【００３３】
図４は突出部１２及び透明ボディ１１を拡大して示している。以下では突出部１２の原理がより詳細に説明される。透明突出部１２は透明ボディ１１の主面１００に形成されている。突出部１２及び透明ボディ１１は一体的であり、同じ第２の材料Ｂから形成されている。しかしながら、突出部と透明ボディとは互いに異なる材料から形成されることもできる。第２の材料Ｂは好適には透明なポリマ、例えば、１．４９の屈折率を有するポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）又は１．５以上の屈折率を有するガラスである。
【００３４】
この実施形態において、透明突出部１２の断面は、向かい合うファセット１１０及び１１１を有する三角形を示している。別の改良においては、向かい合うファセット１１０，１１１は台形の断面を形成することができる。傾斜した向かい合うファセット１１０，１１１は、主面１００に対してそれぞれピッチ角度α及びβを形成している。この与えられた典型的な実施形態において、これらのピッチ角度は全て４５°である。第１のピッチ角度と第２のピッチ角度とは互いに異なることもできる。さらに、ピッチ角度は、後で説明されるように、４２°〜６０°であることができる。
【００３５】
図４は、２つの異なる状況を示している。右側において突出部は空気Ａと直接に接触しており、左側において突出部は液体Ｃによって完全に覆われている。液体Ｃは、赤外線侵入検出システムと、部分的に液体センサとに堆積されたスプレーの溶液であることができる。空気Ａは１．０〜１．０６の屈折率を有している。液体は１．３において出発する屈折率を有しており、現時点では、より小さな屈折率を有する液体は知られていない。上述のように、突出部１２の第２の屈折率ｎ2は約１．５である。与えられた等式によれば、空気に対する境界面突出部の臨界角度γeaは約４２°であり、液体に対する境界面突出部の臨界角度は６０°よりも大きい。
【００３６】
光線ｒは主面に対して実質的に垂直な方向に光源（図示せず）から放射される。又は、言い換えれば、ファセット１１０，１１１における光線ｒの入射角度はピッチ角度α，βに対応する。ピッチ角度は４２°よりも大きいが、６０°よりも小さい。
【００３７】
つまり、液体Ｃによって覆われた突出部に関し、光線ｒの入射角度は臨界角度γea（左側）よりも小さい。光線ｒは屈折され、液体Ｃを通って空気に達する。空気Ａに対する境界面における液体Ｃの表面はほとんど平坦であり、実質的に主面に対して平行である。したがって、屈折された光線は、液体と空気との境界面において小さな入射角を有しており、光線は、液体と空気との境界面において全反射にを受けることがない。
【００３８】
これに対して、光線ｒの入射角度は、突出部と空気との境界面（右側）の臨界角度γeaよりも大きい。光線ｒは第１のファセット１１０によって反射され、第１のファセット１１０と向かい合った第２のファセット１１１によって再び反射される。約４５°のピッチ角度α，βの場合、反射された光線ｒ’は、入射光線ｒに対して平行に反射される若しくは複写されるか、又は入射光線ｒに対して数度だけ傾斜させられる。光検出器は、屈折された光線ｒ’を検出するように配置されている。対応する信号処理システムは光線ｒ’を検出器において登録する。光線ｒ’が存在しない場合、又はしきい値よりも低い強度の場合、アラーム信号が発生される。
【００３９】
図５には、本発明の別の改良が示されている。透明突出部２２は透明ボディ２１の主面１２０に設けられている。主面１２０と向かい合って配置された底面１２１は主面１２０に対して約４５°傾斜させられている。導波管２６が底面１２１と直接接触して設けられており、これにより、光は、導波管２６から、実質的に主面１２０に対して垂直な方向に放射される。導波管２６の開口は光源２３に向けられている。導波管２６及び透明ボディ１１は一体的に形成されていることができる。突出部２２によって反射された光線ｒ’は、底面１２１における反射性コーティングにおける全反射により底面１２１によって反射される。光線ｒ’を光検出器２４に向けるために付加的な鏡２７が設けられている。導波管２６の直径ｄ2は２ｍｍの範囲にあることができ、この場合、上面１２０の領域は約６ｍｍの直径ｄ1を有する。突出部の特性及び功績は、図３及び図４に関する説明に対応する。
【００４０】
本発明の別の改良が図６に示されている。２つの面に取り付けられた２つの突出部又は導波管３６，３７を有する透明ボディ３１が設けられている。これらの面１３１のうちの一方は、透明ボディ３１の主面に対して４５°傾斜させられており、他方の面は、実質的に主面に対して垂直である。前記主面には透明突出部が設けられている。透明ボディ３１と、導波管と、突出部とは一体的であることができる。光を導波管のうちの１つに放射し、他方の導波管から出る光を検出するために、光源３３と光検出器３４とが配置されている。ボディ３１はハウジング１内に配置されており、この場合、突出部３２はハウジングの前側２から突出している。
【００４１】
別の改良が図７に示されている。光ファイバ４６，４７が光源と光検出器（図示せず）とに接続されている。ファイバ４６，４７の開放端部は、光が、実質的に透明ボディ４１の主面に対して垂直な方向で、ファイバから又はファイバ内へ放射されるように配置及び形成されている。ファイバの端部は、主面の方向へ上方に曲げられていることもできる。
【００４２】
図６の実施形態は、両導波管３６’，３７’が、光線を、光源と、突出部３２’に対して遠い光検出器とに案内するように配置されているように変更されることができる（図８）。
【００４３】
本発明の別の実施形態が図９に示されている。前記実施形態及び改良は全て、主面上の液体又はスプレーの堆積の検出に完全に適している。しかしながら、赤外線侵入検出システム上に又はその前方に配置された遮蔽物Ｓ、例えばティッシュ又は剛性カバー、は液体センサによって検出されない。したがって、この実施形態は、前記実施形態によれば、光源５３と、光センサ５４と、透明ボディ５１と、突出部５２とを有する液体センサの脇に配置された付加的な第２の光センサ５５を使用している。第２の光センサ５５は、全反射の光がこの第２の光センサ５５に向かって散乱されないように、突出部５２から遮蔽されている。
【００４４】
常に、透明突出部における全反射を受けない、光源５５からの光の少なくとも小さな部分が存在する。これは、透明突出部５２の欠陥によって、又は突出部が配置されていない主面の領域によって生ぜしめられる。すなわち、光源５３から放射された光線ｔは、遮蔽物Ｓに衝突し、その表面によって、赤外線侵入検出システム及び第２の光検出器５５に向かって散乱又は反射される。第２の光検出器５５は、しきい値に対する光強度の差を登録する。これに従って、妨害アラームが始動させられることができる。第２の光検出器５５は赤外線侵入システムの入口窓５６の下方に配置されている。この入口窓５６は光ｔ’を第２の光検出器５５に向かって散乱させる。
【００４５】
本発明の別の改良は図１０に示されている。光センサ及び／又は赤外線侵入検出システムの状態が、信号発生光源６５によって示されることができる。これらの信号発生光源６５によって放射された光線ｓは、透明突出部６２によって反射される。したがって、主面１６０の領域２００は平坦である及び／又は突出部が設けられていない。
【００４６】
別の改良が図１１に示されている。第１の透明突出部７２が主面１７０に配置されている。これらの第１の透明な突出部には、主面１７０に対してピッチ角度α，βを形成した第１のファセット１７２，１７３が設けられており、ピッチ角度α，βは４２°〜６０°の範囲にある。第１の透明突出部７２に隣接して、第２のタイプの突出部７９が配置されている。その第２のファセット１７９は、６０°よりも大きい、好適には７５°よりも大きいピッチ角度γを形成している。つまり、第１のファセット１７１，１７２と第２のファセット１７９との間のギャップ２０２は、第１のファセット１７１，１７２の間のギャップ２０１よりも小さな容積を有している。
【００４７】
ほとんどの場合、液体センサは、その主面１７０が壁に対して平行になるように配置される。したがって、液体又はスプレーが重力によって流れ落ちないようにしなければならない。さらに、好適には、主面１７０のほとんどが、堆積された液体Ｃによって被覆されるべきである。突出部の間のギャップ２０２を減じることによって、第１のファセット１７１，１７２を完全に被覆するために、より少ない量の液体で十分となり、これにより、突出部への液体の付着力が液体の重量よりも強くなる。さらに、毛管現象効果が、より小さなギャップ２０２によって増大され、液体は、主面１７０上により均一に分散される。突出部に、２つの向かい合った第１のファセット及び第２のファセットが設けられていることができる。隣接する突出部の対応する向き付けにより、第１のファセットは第２のファセットに隣接して配置される。
【００４８】
第２の突出部７９のトップファセットは主面１７０に対して実質的に平行であることができる。これらのトップファセットは、ハウジング１に、信号発生光源７５の光線ｓのための透明な窓を形成している。
【００４９】
今まで、液体と空気との境界面における全反射が存在する可能性があることは無視されていた。原理的に、この全反射は、光検出器へ光線ｒを反射する。その結果、液体が主面に堆積されているかどうかにかかわらず、光検出器は同じ強度を検出する。詳細な分析は、上記実施形態の場合、液体と空気との境界面における全反射は、液体がファセット上に均一な厚さの層を形成しているか又は液体の厚さが主面から突出部の先端に向かって増大している場合にのみ生じるということを示している。言い換えれば、液体と空気との境界面の傾斜は、主面から突出部の先端まで増大している。四面体の突出部のための注意深い分析は、傾斜が少なくとも２０°だけ異なっていなければならないことを示している。接着力は、液体Ｃを主面の近くに維持する傾向があり、ここでは、ギャップ２０１，２０２はより狭く、ひいては少なくとも部分的に傾斜の所要の差を提供する。接着力は、より小さな突出部に対してより大きな効果を有する。したがって、ファセットは、５ｍｍ未満又は１ｍｍ未満の直径を有している。さらに、突出部の間のギャップは既に少量の液体によって満たされている。
【００５０】
図１２は、本発明の最も単純化された実施形態を示している。突出部８２は、４２°〜６０°の範囲の第１の面１００に対する傾斜した角度αを形成した１つのファセット１７１だけを提供している。上記実施形態とは対照的に、光源８３によって放射された光線ｒは逆反射されず、実質的に第１の面１００に対して平行に伝播する。したがって、光検出器８４の異なる配列が必要である。検出器８４は第１の面の近くに配置されるか、又は反射された光線ｒ’を案内するために付加的に反射装置が提供される。
【００５１】
上記説明は、突出部の二次元の説明のみを扱っている。しかしながら、突出部の最も好適な形状の１つは、四面体形状又はコーナーキューブ形状（図１３）である。つまり、３つのファセットが光線を次々に反射し、光線を実質的に光源に向けて戻らせる。以下のために、最も好適な状況が仮定される。全てのファセットは、第１の面に対して５４．７３°の角度を形成しており、互いに対して９０°の角度を形成している。図１４ａ〜図１４ｃは四面体９２のファセット１９１，１９２，１９３における３つの相次ぐ反射２０１，２０２，２０３を示している。入射光線ｒは第１のファセット１９１に対して垂直であり、したがって入射角度は５４．７３°である。光線は、他の２つのファセット１９２，１９３にも５４．７３°の角度で入射する。この場合、光線は完全に逆反射される。
【００５２】
図１５は、幾つかの光線が、３つのファセットのうちの２つにだけ入射されることを示している。これらの光線のほとんどは突出部から出るが、一部は再収集され再利用される。
【００５３】
入射角又は傾斜角度の変更は、光線の複雑な反射パターンを生じる。注意深い分析は、不完全な平行にされた光源を使用する場合、光線の屈折は液体が存在しない場合にも伝達されるということを示している。しかしながら、大きな部分は反射され、ひいては液体のための信頼できる検出原理を提供する。
【００５４】
本発明は好適な実施形態に関して説明されたが、本発明は実施形態に限定されない。
【００５５】
特に、異なる屈折率を有する突出部のための別の透明材料が、透明突出部のために選択されることができる。ピッチ角度の範囲は、これに応じて適応されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の基礎となる問題を例示するための公知の赤外線侵入検出器を示している。
【図２】全反射の原理を図によって示している。
【図３】本発明の第１の実施形態の断面図を示している。
【図４】第１の実施形態を拡大して示している。
【図５】本発明の別の実施形態の断面図を示している。
【図６】本発明の別の実施形態の断面図を示している。
【図７】本発明の別の実施形態の断面図を示している。
【図８】本発明の別の実施形態の断面図を示している。
【図９】本発明の別の実施形態の断面図を示している。
【図１０】本発明の別の改良の部分的な断面図を示している。
【図１１】本発明の別の改良の部分的な断面図を示している。
【図１２】別の実施形態の部分的な断面図を示している。
【図１３】好適な実施形態の斜視図である。
【図１４ａ】図１３の好適な実施形態における逆反射を示している。
【図１４ｂ】図１３の好適な実施形態における逆反射を示している。
【図１４ｃ】図１３の好適な実施形態における逆反射を示している。
【図１５】四面体の２つのファセットだけにおける反射を示している。
【符号の説明】
【００５７】
９０  ハウジング、  ９１  赤外線センサ、  ９２  入口窓、  ９４  スプレー、  １  ハウジング、  ２  前側、  １０  囲い、  １１  透明ボディ、  １２  透明突出部、  １３  光源、  １４  光検出器、  １５不透明シールド、  １００  主面、  １１０，１１１  ファセット、  ２１  透明ボディ、  ２２  透明突出部、  ２３  光源、  ２６  導波管、  １２０  主面、  １２１  底面、  ３１  透明ボディ、  ３３  光源、  ３４  光検出器、  ３６，３７  導波管、  ４６，４７  光ファイバ、  ５１  透明ボディ、  ５２  突出部、  ５３  光源、  ５４  光センサ、  ５５  第２の光センサ、  ５６  入口窓、  ６５  信号発生光源、  ７２  第１の透明突出部、  １７０  主面、  １７２，１７３  ファセット、  １７９  第２のファセット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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