FR2852402A1

FR2852402A1 - Infrared detection device for controlling lighting and heating system in e.g. office, has infrared detectors with weak detection zones partially covering each other to define new high concentration detection zone

Info

Publication number: FR2852402A1
Application number: FR0303100A
Authority: FR
Inventors: Claude Deiber; Thierry Peyras; Jean Claude Schini
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-09-17
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: DE102004011800A1; DE102004011800B4; FR2852402B1; CH696915A5

Abstract

The device has a base fixed on a support and a case (2) mounted on the base. The case is equipped with infrared detectors (3) and an electronic unit (8) for processing incident signals. Each detector has a strong concentration detection zone (5) and a weak concentration detection zone (6). The weak concentration detection zones of different detectors partially cover each other so as to define a new high concentration detection zone.

Description

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DESCRIPTIONDESCRIPTION

La présente invention concerne les appareillages pour l'automatisation du confort dans l'habitat et le tertiaire (lumière, chauffage, climatisation) . Elle se rapporte aux dispositifs permettant une détection de la présence et du passage de personnes et concerne plus particulièrement un 5 détecteur de présence et de passage présentant à la fois un large champ de détection et une sensibilité aux petits mouvements et utilisant la technologie infrarouge. The present invention relates to equipment for the automation of comfort in the home and the tertiary sector (light, heating, air conditioning). It relates to devices allowing detection of the presence and passage of people and relates more particularly to a presence and passage detector having both a wide detection field and a sensitivity to small movements and using infrared technology.

Aucun appareil de détection connu à ce jour ne présente à la fois la fonction de détection de passage, c'est-à-dire de mouvements de 10 grande amplitude, et la fonction de détection de présence, c'est-à-dire de mouvements d'amplitude moyenne. No detection device known to date exhibits both the passage detection function, that is to say movements of large amplitude, and the presence detection function, that is to say medium amplitude movements.

Il existe en effet deux types de détecteurs passif infrarouge, à savoir les détecteurs de présence et les détecteurs de passage. There are in fact two types of passive infrared detectors, namely presence detectors and passage detectors.

Les détecteurs de présence détectent des mouvements 15 d'amplitude moyenne, tels que ceux provenant d'une personne assisse. Ils sont utilisés pour la gestion de l'énergie et du confort dans les locaux collectifs tels que les bureaux, les salles de réunion, etc. Ils permettent ainsi d'allumer et d'éteindre des luminaires ou des chauffages, de réguler le niveau de luminosité ambiant en fonction de la présence effective de 20 personnes dans les locaux, etc. Ces capteurs de présence utilisent un dispositif optique composé de lentilles et de miroirs qui divisent la zone à surveiller en un réseau dense de zones actives et passives. Les signaux incidents se réfléchissent ainsi sur les miroirs, qui orientent lesdits signaux vers un ou 25 des capteurs infrarouges. L'inconvénient de ce type de capteurs est que, du fait de l'utilisation de zones denses, qui ne permettent pas de détection à grande portée, l'on met généralement en oeuvre plusieurs capteurs pour une détection efficace. Cela a pour consequence d'augmenter le coût lié à l'installation d'un système permettant de détecter une éventuelle présence. 30 Les détecteurs de passage présentent l'inconvénient de ne détecter que les mouvements de grande amplitude et, de préférence, perpendiculaires au plan de montage de ces détecteurs. En effet, les zones de détection utilisées dans les détecteurs de passage sont moins denses, mais ont, par contre, une plus grande portée. En général, les zones de - 2 détection se présentent sous la forme d'une projection horizontale dans la pièce lorsque le détecteur fixé à un mur et, plus la distance entre l'objet à détecter et le détecteur est grande, plus la sensibilité de ce dernier est réduite. Ainsi, la traversée d'une zone de détection sera encore enregistrée 5 par le détecteur, même à grande distance, par contre, lors de déplacements vers le détecteur, sa sensibilité sera réduite. The presence detectors detect movements of medium amplitude, such as those from a seated person. They are used for energy and comfort management in collective premises such as offices, meeting rooms, etc. They thus make it possible to switch lights and heaters on and off, to regulate the ambient light level according to the actual presence of 20 people in the premises, etc. These presence sensors use an optical device composed of lenses and mirrors that divide the area to be monitored into a dense network of active and passive areas. The incident signals are thus reflected on the mirrors, which orient the said signals towards one or 25 infrared sensors. The disadvantage of this type of sensor is that, due to the use of dense areas, which do not allow long-range detection, several sensors are generally used for effective detection. This has the effect of increasing the cost of installing a system to detect a possible presence. Passage detectors have the drawback of only detecting movements of large amplitude and, preferably, perpendicular to the mounting plane of these detectors. Indeed, the detection zones used in the passage detectors are less dense, but have, on the other hand, a greater range. In general, the detection zones - 2 are in the form of a horizontal projection in the room when the detector fixed to a wall and, the greater the distance between the object to be detected and the detector, the greater the sensitivity of the latter is reduced. Thus, the crossing of a detection zone will still be recorded by the detector, even at a long distance, on the other hand, when traveling towards the detector, its sensitivity will be reduced.

L'inconvénient majeur de ces détecteurs est que les personnes peuvent se trouver momentanément hors des zones de détection, et il en résulte que les zones à protéger doivent être entièrement couvertes par les 10 zones de détection. De plus, les personnes effectuant des mouvements de faible amplitude, telles que les personnes assises, ne seront détectées que dans la zone à proximité du détecteur. On utilise principalement ces détecteurs pour actionner des automatismes de lumière dans les couloirs. The major drawback of these detectors is that people can be temporarily outside the detection zones, and as a result the zones to be protected must be completely covered by the detection zones. In addition, people performing small amplitude movements, such as seated people, will only be detected in the area near the detector. These detectors are mainly used to activate automatic light systems in the corridors.

On voit bien que l'inconvénient majeur des deux types de 15 capteurs présentés ci-dessus est inhérent au fait qu'ils ne cumulent pas simultanément la fonction de détection de présence et de passage. Cela a pour conséquence de nécessiter l'installation simultanée de ces deux types de capteurs pour assurer à la fois la détection du passage et la détection de la présence dans une pièce. It can clearly be seen that the major drawback of the two types of sensor presented above is inherent in the fact that they do not simultaneously combine the presence and passage detection function. This has the consequence of requiring the simultaneous installation of these two types of sensors to ensure both the detection of the passage and the detection of the presence in a room.

La présente invention a notamment pour but de surmonter ces inconvénients et de proposer un dispositif de détection à infrarouge présentant la fonction de détection de présence, ainsi que celle de détection de passage, permettant d'orienter la zone de détection sans avoir à démonter ledit dispositif pour des adaptations en fonction de déplacements de 25 bureaux, de cloisons, etc.... The object of the present invention is in particular to overcome these drawbacks and to propose an infrared detection device having the presence detection function, as well as that of passage detection, making it possible to orient the detection zone without having to dismantle said device. for adaptations according to the movements of 25 offices, partitions, etc.

A cet effet, le dispositif de détection à infrarouge est constitué par un socle de fixation sur un support et par un boîtier monté sur ledit socle, caractérisé en ce que ledit boîtier est pourvu d'au moins deux moyens de détection à infrarouge et d'un ensemble électronique de traitement des 30 signaux incidents, chaque moyen de détection à infrarouge présentant au moins une zone de détection à forte concentration et une zone de détection à plus faible concentration, les zones de détection à plus faible concentration des moyens de détection se recouvrant partiellement pour délimiter une nouvelle zone de détection à forte concentration. To this end, the infrared detection device consists of a mounting base on a support and by a housing mounted on said base, characterized in that said housing is provided with at least two infrared detection means and an electronic assembly for processing the incident signals, each infrared detection means having at least one detection zone with high concentration and one detection zone with lower concentration, the detection zones with lower concentration of the detection means overlapping partially to delimit a new detection zone with high concentration.

L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe du dispositif de détection à infrarouge selon l'invention représentant les zones de détection, et la figure 2 est une vue en perspective du dispositif représenté sur la figure 1. The invention will be better understood from the following description, which relates to a preferred embodiment, given by way of non-limiting example, and explained with reference to the appended schematic drawings, in which: FIG. 1 is a view in section of the infrared detection device according to the invention representing the detection zones, and FIG. 2 is a perspective view of the device shown in FIG. 1.

La figure 1 des dessins annexés représente, à titre d'exemple, un dispositif 1 de détection à infrarouge qui est avantageusement constitué par un socle 1' de fixation sur un support et par un boîtier 2 monté sur ledit 10 socle 1', caractérisé en ce que ledit boîtier 2 est pourvu d'au moins deux moyens de détection 3 à infrarouge et d'un ensemble électronique 8 de traitement des signaux incidents, chaque moyen de détection 3 à infrarouge présentant au moins une zone de détection 5 à forte concentration et une zone de détection 6 à plus faible concentration, les zones de détection 6 à 15 plus faible concentration des moyens de détection 3 se recouvrant partiellement pour délimiter une nouvelle zone de détection à forte concentration. Figure 1 of the accompanying drawings shows, by way of example, an infrared detection device 1 which is advantageously constituted by a base 1 'for attachment to a support and by a housing 2 mounted on said base 1', characterized in that said housing 2 is provided with at least two infrared detection means 3 and with an electronic assembly 8 for processing incident signals, each infrared detection means 3 having at least one highly concentrated detection zone 5 and a lower concentration detection zone 6, the lower concentration detection zones 6 to 15 of the detection means 3 partially overlapping to delimit a new high concentration detection zone.

Cette configuration permet d'augmenter le champ de détection, en particulier la détection des petits mouvements. En effet, le recouvrement 20 des champs de détection des moyens de détection 3 a pour conséquence d'augmenter la sensibilité de la zone au niveau de laquelle les champs de détection desdits moyens de détection 3 se recouvrent. This configuration increases the detection field, in particular the detection of small movements. Indeed, the overlap 20 of the detection fields of the detection means 3 has the consequence of increasing the sensitivity of the zone at the level of which the detection fields of said detection means 3 overlap.

De façon avantageuse, chaque moyen de détection 3 à rayonnement infrarouge peut être constitué par une coupelle 4 à lentilles de 25 Fresnel et par un capteur 9. Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque coupelle 4 à lentilles de Fresnel peut être réalisée sous forme de portion de sphère dont une faible surface présente au moins une zone de détection 5 à forte concentration, le reste de la surface de la coupelle 4 présentant la zone de détection 6 à plus faible concentration. La conception 30 en forme de sphère permet d'obtenir le champ de détection le plus large possible, c'est à dire un rayon d'action d'au moins 3600 si le détecteur est placé au plafond. De plus, la zone de détection 5 à forte concentration sera très sensible et détectera des mouvements de faible amplitude. La zone de détection 6 à plus faible concentration sera moins sensible et captera donc 35 les mouvements de plus grande amplitude. Advantageously, each detection means 3 with infrared radiation can be constituted by a cup 4 with Fresnel lenses and by a sensor 9. According to one embodiment of the invention, each cup 4 with Fresnel lenses can be produced in the form of a portion of a sphere of which a small surface has at least one detection zone 5 at high concentration, the rest of the surface of the dish 4 having the detection zone 6 at lower concentration. The sphere-shaped design 30 makes it possible to obtain the widest possible detection field, that is to say a range of at least 3600 if the detector is placed on the ceiling. In addition, the detection zone 5 at high concentration will be very sensitive and will detect movements of small amplitude. The lower concentration detection zone 6 will be less sensitive and will therefore capture movements of greater amplitude.

Suivant un premier mode de réalisation de l'invention, la zone de détection 5 à forte concentration est disposée de manière centrée sur la 4 coupelle 4. Cette configuration sera particulièrement adaptée pour la détection de présence et de passage dans un bureau, par exemple, o le dispositif 1 serait fixé au plafond, au-dessus d'un meuble de bureau. Ici, le dispositif 1 assure une détection des petits mouvements aussi bien dans la 5 zone de détection formée par les zones de détection 5 à forte concentration (sous forme de cônes) que dans l'espace correspondant au recouvrement par les zones de détection 6 à plus faible concentration. La détection des mouvements de plus grande amplitude se fait dans la zone de détection constituée par les zones de détection 6 à faible concentration situées autour 10 de ladite première zone. Il en résulte que la surface de détection des mouvements de faible amplitude est agrandie et se retrouve à l'intérieur de la zone de détection de moindre sensibilité. De ce fait, le dispositif 1 pourra détecter une personne installée à son bureau et effectuant des gestes minimes, tels que ceux relatifs au travail sur un ordinateur. Cette détection 15 peut, par exemple, par le biais de l'ensemble électronique 8, commander l'éclairage d'une lampe éclairant le bureau en question, de sorte, que lorsque le dispositif 1 ne détecte plus de mouvements de présence, l'ensemble électronique 8 coupe l'alimentation de la lampe. Par ailleurs, ce dispositif 1 permet la détection de mouvements de grande amplitude dans la 20 zone de détection moins sensible. According to a first embodiment of the invention, the detection zone 5 with a high concentration is placed in a centered manner on the 4 cup 4. This configuration will be particularly suitable for the detection of presence and passage in an office, for example, o the device 1 would be fixed to the ceiling, above an office furniture. Here, the device 1 ensures detection of small movements both in the detection zone 5 formed by the high concentration detection zones 5 (in the form of cones) and in the space corresponding to the overlap by the detection zones 6 to lower concentration. The detection of movements of greater amplitude is done in the detection zone constituted by the detection zones 6 at low concentration located around 10 of said first zone. As a result, the detection surface for small amplitude movements is enlarged and is found inside the detection zone of lower sensitivity. As a result, the device 1 will be able to detect a person installed at his desk and performing minimal gestures, such as those relating to working on a computer. This detection 15 can, for example, by means of the electronic assembly 8, control the lighting of a lamp illuminating the office in question, so that when the device 1 no longer detects movements of presence, the electronic assembly 8 cuts the power supply to the lamp. Furthermore, this device 1 allows the detection of large amplitude movements in the less sensitive detection zone.

Suivant un deuxième mode de réalisation, la zone de détection à forte concentration peut être disposée de manière excentrée sur la coupelle 4. Un tel mode de réalisation permet, par exemple, la surveillance d'une zone précise dans un local. According to a second embodiment, the high concentration detection zone can be arranged eccentrically on the dish 4. Such an embodiment allows, for example, the monitoring of a specific zone in a room.

Chaque moyen de détection 3 peut également présenter au moins deux zones de détection 5 à forte concentration. Suivant la configuration de la pièce, dans laquelle est placé le dispositif 1 de détection à infrarouge selon l'invention, ainsi que suivant la position dudit dispositif par rapport aux zones à surveiller, les zones de détection 5 à forte 30 concentration peuvent être disposées de manière symétrique ou non symétrique sur la surface de la coupelle 4. Each detection means 3 can also have at least two high concentration detection zones 5. Depending on the configuration of the room, in which the infrared detection device 1 according to the invention is placed, as well as according to the position of said device with respect to the zones to be monitored, the detection zones 5 at high concentration can be arranged symmetrical or non-symmetrical on the surface of the cup 4.

Cette disposition dépendra de la configuration de la pièce et de la ou des zones à surveiller. Par exemple, dans le cas o un dispositif 1 fixé au plafond est constitué par deux moyens de détection présentant chacun 35 deux zones de détection 5 à forte concentration, l'une étant centrée sur la coupelle 4 et l'autre étant excentrée, ledit dispositif 1 peut présenter trois zones de détection à grande sensibilité. La première zone correspond à deux zones de détection 5 à forte concentration combinées avec une zone de recouvrement central, et les deux autres zones correspondent à des zones de détection 5 à forte concentration disposées de manière excentrée sur les coupelles 4. Cette configuration permet de surveiller avec une grande 5 sensibilité une zone centrale telle qu'un meuble de bureau, ainsi que deux tableaux, par exemple. This arrangement will depend on the configuration of the room and the zone or zones to be monitored. For example, in the case where a device 1 fixed to the ceiling is constituted by two detection means each having two detection zones 5 at high concentration, one being centered on the cup 4 and the other being eccentric, said device 1 can have three highly sensitive detection zones. The first zone corresponds to two highly concentrated detection zones 5 combined with a central overlap zone, and the other two zones correspond to high concentration detection zones 5 arranged eccentrically on the cups 4. This configuration makes it possible to monitor with great sensitivity a central area such as an office furniture, as well as two tables, for example.

Comme le montre la figure 1, représentant un dispositif 1 de détection à infrarouge constitué par deux moyens de détections, les moyens de détection 3 à infrarouge peuvent être disposés de manière symétrique 10 dans le boîtier 2. Cet agencement permet d'obtenir une augmentation du champ de détection, tout en gardant une grande sensibilité aux petits mouvements nécessaires à la détection de présence. Sur la figure 1, on voit bien que chaque moyen de détection 3 à infrarouge présente une zone de détection 5 à forte concentration et une zone de détection 6 à plus faible 15 concentration. La zone issue du recouvrement des deux zones de détection 6 à plus faible concentration devient une zone de sensibilité aux petits mouvements car elle présente plus de zones actives, du fait du recouvrement desdites zones de détection 6 à plus faible concentration. On obtient ainsi une large zone de détection de présence notée Zl sur la figure 20 1 et une zone de détection de passage notée Z2 située autour de la première zone ZI. As shown in FIG. 1, representing an infrared detection device 1 constituted by two detection means, the infrared detection means 3 can be arranged symmetrically 10 in the housing 2. This arrangement makes it possible to obtain an increase in the detection field, while keeping a high sensitivity to the small movements necessary for presence detection. In FIG. 1, it can be seen that each infrared detection means 3 has a detection zone 5 at high concentration and a detection zone 6 at lower concentration. The zone resulting from the overlap of the two detection zones 6 at lower concentration becomes a zone of sensitivity to small movements because it has more active zones, due to the overlap of said detection zones 6 at lower concentration. This gives a large presence detection zone denoted Z1 in FIG. 20 1 and a passage detection zone denoted Z2 located around the first zone ZI.

Suivant la géométrie de la pièce, dans laquelle on souhaite utiliser le dispositif 1 de détection à infrarouge, mais aussi suivant l'utilisation que l'on souhaite en faire, les moyens de détection 3 à 25 infrarouge peuvent également être disposés de manière non symétrique dans le boîtier 2. Cela permet, par exemple, de disposer d'une détection identique à celle précédemment décrite, mais excentrée par rapport au dispositif 1 de détection à infrarouge. Depending on the geometry of the part, in which one wishes to use the infrared detection device 1, but also according to the use which one wishes to make of it, the infrared detection means 3 to 25 can also be arranged in a non-symmetrical manner in the housing 2. This allows, for example, to have a detection identical to that previously described, but offset relative to the device 1 for infrared detection.

Chaque coupelle 4 peut avantageusement être orientable par 30 pivotement et rotation sur le boîtier 2 pour permettre un déplacement du champ de détection. Cette mesure permet de déplacer facilement la zone de détection après un réaménagement des locaux surveillés, ceci sans nécessiter le démontage du dispositif 1 de détection. Afin d'améliorer encore la possibilité de déplacement de la zone de détection, le boîtier 2 35 peut être monté sur le socle 1' de manière rotative. Each cup 4 can advantageously be orientable by pivoting and rotation on the housing 2 to allow movement of the detection field. This measure makes it possible to easily move the detection zone after a rearrangement of the monitored premises, without requiring the dismantling of the detection device 1. In order to further improve the possibility of movement of the detection zone, the housing 2 can be mounted on the base 1 ′ in a rotary manner.

Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif 1 de détection à infrarouge est pourvu d'un moyen 7 d'indexation en position du - 6 boîtier 2 sur le socle 1' constitué sous forme d'un dispositif de positionnement élastiquement déformable (non représenté) équipant le boîtier 2 ou le socle 1' et coopérant par frottement avec une surface correspondante (non représentée) du socle 1' ou du boîtier 2 ou par forme 5 avec un logement correspondant (non représenté) prévu dans le socle 1' ou le boîtier 2. According to a characteristic of the invention, the infrared detection device 1 is provided with a means 7 for indexing the position of the - 6 box 2 on the base 1 'constituted in the form of an elastically deformable positioning device (not shown) fitted to the housing 2 or the base 1 'and cooperating by friction with a corresponding surface (not shown) of the base 1' or of the housing 2 or by form 5 with a corresponding housing (not shown) provided in the base 1 'or the housing 2.

Selon une caractéristique de l'invention, le moyen 7 d'indexation en position du boîtier 2 sur le socle 1' ou le boîtier 2 peut être sous forme d'un ergot monté sur le boîtier 2 ou le socle 1'. Un tel ergot est 10 avantageusement de type connu et consiste généralement en une patte élastique, qui n'est pas décrite plus en détail. According to a characteristic of the invention, the means 7 for indexing the position of the housing 2 on the base 1 'or the housing 2 may be in the form of a lug mounted on the housing 2 or the base 1'. Such a lug is advantageously of known type and generally consists of an elastic tab, which is not described in more detail.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers 15 éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawings. Modifications remain possible, in particular from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without thereby departing from the scope of protection of the invention.

Claims

1. Infrared detection device, consisting of a base (1 ') for attachment to a support and by a housing (2) mounted on said base (1'), characterized in that said housing (2) is provided with at least two infrared detection means (3) and an electronic assembly (8) for processing incident signals, each infrared detection means (3) having at least one highly concentrated detection zone (5) and a lower concentration detection zone (6), the lower concentration detection zones (6) of the detection means (3) partially overlapping to delimit a new high concentration detection zone.

2. Infrared detection device according to claim 1, characterized in that each detection means (3) with infrared radiation consists of a cup (4) with Fresnel lenses and by a sensor (9).

3. Infrared detection device according to claim 2, characterized in that each cup (4) with Fresnel lenses is produced in the form of a portion of a sphere, a small area of which has at least one detection area (5) at high concentration, the rest of the surface of the cup (4) having the detection zone (6) at lower concentration. 20

4. An infrared detection device according to claim 3, characterized in that the detection zone (5) at high concentration is arranged centrally on the cup (4).

5. An infrared detection device according to claim 3, characterized in that the high concentration detection zone (5) is arranged eccentrically on the cup (4).

6. An infrared detection device according to claim 3, characterized in that each detection means (3) has at least two detection zones (5) with high concentration.

7. Infrared detection device according to claim 6, characterized in that the high concentration detection zones (5) are arranged symmetrically on the surface of the cup (4).

8. An infrared detection device according to claim 6, characterized in that the detection zones (5) at high concentration are arranged asymmetrically on the surface of the cup (4). - 8

9. Infrared detection device according to claim 1, characterized in that the infrared detection means (3) are arranged symmetrically in the housing (2).

10. Infrared detection device according to claim 5 1, characterized in that the infrared detection means (3) are arranged asymmetrically in the housing (2).

11. An infrared detection device according to any one of claims 2 to 8, characterized in that the cup or cups (4) are orientable by pivoting and rotation on the housing (2).

12. Infrared detection device according to claim 1, characterized in that the housing (2) is mounted with the possibility of rotation on the base (1 ').

13. Infrared detection device according to claim 12, characterized in that it is provided with a means (7) for indexing in position of the housing (2) on the base (1 ') constituted in the form of '' an elastically deformable positioning device fitted to the housing (2) or the base (1 ') and cooperating by friction with a corresponding surface of the base (1F) or of the housing (2) or by form with a corresponding housing provided in the base (1 ') or the housing (2).

14. An infrared detection device according to claim 17, characterized in that the elastically deformable device fitted to the base (1 ') or the housing (2) is in the form of a lug.