Equipo sensor de infrarrojos basado en MEMS.

Un equipo (600) para la detección de una intrusión en un recinto vigilado que abarca un campo de visión(FOV),

comprendiendo dicho equipo:

un sistema microelectromecánico (MEMS) que dispone de elementos de espejo (900) en una matriz (604) deespejos para reflejar un haz (106) de energía de infrarrojos (IR) recogida desde del FOV;

un detector (112) de energía de IR para detectar la energía de IR reflejada por dicha matriz (604) MEMS ytransformar la energía de IR en una señal de salida; y

comprendiendo un controlador (110) para ajustar un ángulo de al menos

un elemento de espejo (900) de dicha matriz de espejos MEMS con el fin de recorrer el FOV en unaexploración continua, comprendiendo dicho equipos, además:

un elemento de enfoque (706) para enfocar un haz (106) de energía de infrarrojos (IR) recogida desde delFOV;

un elemento de filtro (108) para filtrar la energía de infrarrojos (IR) recogida desde del FOV;

un amplificador (1102) para amplificar la señal de salida;

un convertidor (1104) de analógico a digital para convertir la señal analógica de salida en una señal digital;un procesador (1106) para procesar la señal de salida;

una memoria (1108) de almacenamiento para almacenar la señal de salida;

una alarma (1112) para alertar de la detección de una intrusión como resultado de un cambio en la amplitud dela señal de salida en correspondencia con un cambio en la amplitud del haz (106) de energía de IR,

caracterizándose dicho aparato, además, por comprender una fuente (1114) de referencia de infrarrojos, y estandoadaptado el controlador para obtener una señal de referencia conmutando dicha matriz (604) de espejos MEMSentre el FOV y la fuente (1114) de referencia de infrarrojos,

en donde dicho controlador (1110) está configurado para accionar dicha matriz (604) de espejos MEMS con elfin de recorrer el FOV de dicho equipo de IR recorriendo el FOV en un modo chopeado conmutando entre el FOV yla referencia (1114) de IR.

Equipo sensor de infrarrojos basado en MEMS

Antecedentes de la invención Campo de la invención La invención está relacionada en general con el campo de los sistemas de detección de intrusión para materias animadas, inanimadas o gaseosas basados en la detección de señales de infrarrojos y, más concretamente, con un sistema de detección de intrusión mediante señales de infrarrojos en un recinto de seguridad, que incorpora una matriz de espejos microelectromecánicos (MEMS) .

Descripción de la técnica asociada Los sensores de infrarrojos (IR) pasivos detectan a los intrusos que se están desplazando dentro del campo de visión (FOV) midiendo el gradiente de temperatura producido por un intruso. El FOV del sensor es fijo y está determinado por las propiedades ópticas del sistema de lentes o espejos. El FOV se subdivide en zonas estáticas activas e inactivas; el desplazamiento de un intruso desde una zona activa a una inactiva se detecta como una alarma. La energía de IR procedente de cada zona activa se enfoca en el detector de IR, y el detector de IR no puede determinar qué zona activa está recogiendo la energía. El problema de esta configuración es que dentro de una zona o zonas también se pueden detectar como señales de alarma otras fuentes de energía de IR. Algunos ejemplos incluyen un calentador que se conecta y desconecta de forma intermitente o una cortina movida por una brisa en el interior de las zonas del detector. Otras fuentes de ruido incluyen un animal doméstico, como por ejemplo un perro pequeño. Además, las zonas inactivas ofrecen una vía que un intruso puede atravesar sin ser detectado. Otros han intentado resolver estos problemas del siguiente modo: mediante un producto que dispone de un algoritmo para detectar el movimiento periódico dentro de una zona e insensibilizar el detector con el fin de que ignore esta señal. Esto también insensibiliza el sensor para los intrusos. Otro método utiliza una cámara CCD para vigilar el recinto protegido y emplea algoritmos de procesamiento de vídeo para detectar el movimiento. El problema de este método es que, para detectar el movimiento, el recinto protegido debe estar iluminado. Otro método utiliza un segundo sistema de lentes para minimizar las zonas inactivas, pero este método también adolece de las otras deficiencias.

El documento WO 02/082161 describe un dispositivo para desviar haces ópticos, disponiendo el dispositivo de una matriz de elementos de espejo y pudiendo girar cada elemento de espejo cualquier ángulo de forma independiente respecto a cualquier otro elemento de espejo. Esta matriz se puede fabricar micromecánicamente. El giro de los elementos de espejo se puede realizar capacitiva o térmicamente. La matriz se puede emplazar en una cámara, bien como un espejo deflector, bien como una lente. También es posible la exploración de un elemento del recinto utilizando la matriz. Las aplicaciones del dispositivo incluyen, por ejemplo, la utilización en un detector de infrarrojos pasivo, así como la utilización en un detector de humos por difusión de la luz.

El documento US 5567052 divulga un equipo para la medición de la distribución de la temperatura que dispone de un sensor matricial de infrarrojos que comprende un sustrato piroeléctrico con electrodos para la detección de rayos infrarrojos, un miembro de enfoque que comprende una lente de infrarrojos para enfocar los rayos infrarrojos incidentes en el sensor matricial de infrarrojos, un miembro cilíndrico de chopeado para proteger intermitentemente los rayos infrarrojos incidentes de la pluralidad de elementos detectores, y un miembro de accionamiento para hacer girar continuamente un miembro que gira y que incluye el sensor matricial de infrarrojos. El equipo para la medición de la distribución de la temperatura combinado con medios informáticos y medios de detección se utiliza para la determinación del número, posición y desplazamientos de las personas en un recinto.

El documento US 4 710 629 divulga un detector para la detección de intrusión por infrarrojos en el que se proyecta una fuente de IR de referencia sobre un reflector para detectar manipulaciones no autorizadas en el detector.

Resumen de la invención La presente invención, en sus diversos aspectos, es como se explica en las reivindicaciones adjuntas.

Para abordar lo anterior y otras cuestiones, la presente invención está dirigida a un equipo para detectar intrusiones en un recinto vigilado que abarca un campo de visión (FOV) , comprendiendo dicho equipo:

un sistema microelectromecánico (MEMS) que dispone de elementos de espejo dispuestos en una matriz de espejos para reflejar los haces de energía de infrarrojos (IR) captados desde el FOV;

un detector de energía de IR para detectar la energía de IR reflejada por dicha matriz MEMS, y convertir la energía de IR en una señal de salida; y caracterizado por comprender un controlador para ajustar un ángulo de al menos un elemento de espejo de dicha matriz de espejos MEMS con el fin de recorrer el FOV en una exploración continua.

La presente invención también está dirigida a un método para mover la zona de IR dentro del FOV de un recinto o volumen protegido contra intrusiones por medio de una matriz de espejos MEMS con múltiples ejes. Este movimiento de la zona de IR explora de forma efectiva la firma de IR del recinto o volumen protegido. La intrusión puede consistir en un efecto causado por la presencia de un objeto animado o inanimado, por ejemplo, un vehículo robótico, o un gas o vapor, dentro del volumen del recinto.

La presente invención está dirigida a un equipo que comprende, además: un elemento de enfoque para enfocar un haz de energía de infrarrojos (IR) recibido desde el FOV; un elemento de filtro para filtrar el haz de energía de infrarrojos (IR) recibido desde el FOV; un amplificador para amplificar la señal de salida; un convertidor analógicodigital para convertir la señal analógica de salida a una señal digital; un procesador para procesar la señal de salida; una memoria de almacenamiento para almacenar la señal de salida; y una alarma para alertar de la detección de una intrusión resultante de una variación en la amplitud de la señal de salida en correspondencia con una variación en la amplitud del haz de energía de IR. La señal de salida puede ser de alguno de los siguientes tipos: eléctrica, magnética, óptica, acústica, neumática, o una presión hidráulica. El controlador puede ajustar un ángulo haciendo variar una señal de control para dicho al menos un elemento de dicha matriz de espejos MEMS. La señal de control puede ser de alguno de los siguientes tipos: eléctrica, magnética, óptica, acústica, neumática, o una presión hidráulica. El controlador obtiene una señal de referencia conmutando dicha matriz de espejos MEMS entre el FOV y una referencia de IR. La variación de una señal de control eléctrica para dicha matriz de espejos MEMS puede provocar el movimiento de al menos un elemento de espejo de dicha matriz de espejos MEMS, produciéndose el movimiento mediante al menos uno de los siguientes mecanismos: expansión térmica o fuerza electrostática. El controlador puede accionar la matriz de espejos MEMS de modo que recorra el FOV de dicho equipo de detección de IR recorriendo el FOV en un modo no chopeado, bien mediante pasos graduales que se solapan, bien mediante pasos discretos finitos.

El controlador puede accionar la matriz de espejos MEMS de modo que recorra el FOV de dicho equipo de detección de IR recorriendo el FOV en un modo chopeado, bien mediante pasos graduales que se solapan, bien mediante pasos discretos finitos. El equipo puede comprender una fuente de IR que proporciona un valor de referencia para la detección de al menos una de las siguientes situaciones: manipulación no autorizada o deterioro de dicho equipo de seguridad del recinto. La matriz de espejos MEMS puede estar constituida por elementos de espejo, siendo cada uno de ellos capaz de rotar con el fin de simular una representación de elementos finitos de un espejo curvo, o los elementos de espejo se pueden configurar para simular una representación de elementos finitos de un espejo plano.

Un montaje de detección correspondiente a este modo de realización puede comprender: dicho elemento de filtro; dicha matriz de espejos MEMS situada sobre un sustrato cerámico; y dicho detector de energía de IR dispuesto para detectar la energía de IR reflejada por dicha matriz MEMS. El montaje de detección puede comprender, además: una carcasa para el montaje de detección que contiene al menos dicho elemento de filtro; dicha matriz de espejos MEMS situada sobre un sustrato cerámico; dicho detector de energía de IR dispuesto para detectar la energía de IR reflejada por dicha... [Seguir leyendo]

1. Un equipo (600) para la detección de una intrusión en un recinto vigilado que abarca un campo de visión (FOV) , comprendiendo dicho equipo: un sistema microelectromecánico (MEMS) que dispone de elementos de espejo (900) en una matriz (604) de 5 espejos para reflejar un haz (106) de energía de infrarrojos (IR) recogida desde del FOV; un detector (112) de energía de IR para detectar la energía de IR reflejada por dicha matriz (604) MEMS y transformar la energía de IR en una señal de salida; y comprendiendo un controlador (110) para ajustar un ángulo de al menos un elemento de espejo (900) de dicha matriz de espejos MEMS con el fin de recorrer el FOV en una 10 exploración continua, comprendiendo dicho equipos, además: un elemento de enfoque (706) para enfocar un haz (106) de energía de infrarrojos (IR) recogida desde del FOV; un elemento de filtro (108) para filtrar la energía de infrarrojos (IR) recogida desde del FOV; un amplificador (1102) para amplificar la señal de salida; 15 un convertidor (1104) de analógico a digital para convertir la señal analógica de salida en una señal digital; un procesador (1106) para procesar la señal de salida; una memoria (1108) de almacenamiento para almacenar la señal de salida; una alarma (1112) para alertar de la detección de una intrusión como resultado de un cambio en la amplitud de la señal de salida en correspondencia con un cambio en la amplitud del haz (106) de energía de IR,

caracterizándose dicho aparato, además, por comprender una fuente (1114) de referencia de infrarrojos, y estando adaptado el controlador para obtener una señal de referencia conmutando dicha matriz (604) de espejos MEMS entre el FOV y la fuente (1114) de referencia de infrarrojos,

en donde dicho controlador (1110) está configurado para accionar dicha matriz (604) de espejos MEMS con el fin de recorrer el FOV de dicho equipo de IR recorriendo el FOV en un modo chopeado conmutando entre el FOV y 25 la referencia (1114) de IR.

2. El equipo de la reivindicación 1, por medio del cual dicho recorrido del FOV en un modo chopeado se consigue recorriendo el FOV en pasos graduales que se solapan.

3. El equipo de la reivindicación 1, por medio del cual dicho recorrido del FOV en un modo chopeado se consigue recorriendo el FOV en pasos discretos finitos.