JP2000036084A - 進入物監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の監視領域内における不審物の進入を簡
易に、且つ確実に検出することのできる安価で実用性の
高い進入物監視装置を提供する。 【解決手段】 所定の監視領域１を視野する上方位置、
例えば天井２に設けられて前記監視領域をレーザビーム
光を用いて２次元的に走査する走査光学系３と、この走
査光学系とは異なる方向から監視領域を視野して前記レ
ーザビーム光による前記監視領域の走査パターンを画像
として検出する撮像光学系４と、この撮像光学系にて求
められた前記走査パターンの変化から前記監視領域への
物体の進入を検出する画像処理部７とを備えたことを特
徴としている。特に定常時における走査パターンを標準
画像とし、この標準画像と監視画像とを比較してその走
査パターンの変化を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、倉庫等への不審物
の進入を簡易に、且つ確実に検出することのできる進入
物監視装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近時、各種のセキュリティ・シス
テムが注目されており、その１つに特定の監視領域内へ
の不審物の進入を監視する装置がある。この種の監視装
置は、従来では専らＴＶカメラを用いて監視領域の画像
を得、これを直接モニタする如く構成される。しかし最
近では発光ダイオードから得られる赤外線光を監視領域
内に照射し、その反射光量の変化から該監視領域内にお
ける不審物の進入を判定することも種々試みられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで監視領域が屋
外であったり、或いは室内であっても窓等から太陽光が
差し込むような環境下においては、太陽光に含まれる赤
外線が多量であり、しかも昼夜において、更には気候条
件によって赤外線光量が大幅に変化する。この為、これ
らの影響を受けることなく上述した反射光量の変化から
不審物の進入を検出することが困難である等の問題があ
る。ちなみに太陽光等の外光の強度を検出し、これを用
いて監視領域内から検出される反射光量を補正すること
等が考えられているが、装置構成が相当大掛かりで高価
なものとなることが否めない。またその他の照明光源が
存在する場合にも、その影響を受けることが否めない。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、太陽光等の影響を受けることな
しに所定の監視領域内における不審物の進入を簡易にし
て確実に検出することのできる安価で実用性の高い進入
物監視装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る進入物監視装置は、所定の監視領域を
視野する上方位置、例えば天井に設けられて前記監視領
域をレーザビーム光を用いて２次元的に走査する走査光
学系と、この走査光学系とは異なる方向から前記監視領
域を視野して前記レーザビーム光による前記監視領域の
走査パターンを画像として検出する撮像光学系と、この
撮像光学系にて求められた前記走査パターンの変化から
前記監視領域への物体の進入を検出する画像処理部とを
備えたことを特徴としている。

【０００６】好ましくは請求項２に記載するように前記
画像処理部においては、定常時に求められる前記監視領
域の走査パターンを標準画像とし、この標準画像と前記
監視領域の監視時に求められる前記監視領域の走査パタ
ーンとを比較して前記監視領域への物体の進入を判定す
ることを特徴としている。

【０００７】即ち、本発明はレーザビーム光を用いて所
定の監視領域を走査した際の走査パターンを、その走査
光学系とは異なる方向から視野した場合、監視領域に存
在する物体によって上記走査パターンの形状が変化する
ことに着目し、定常時の走査パターンと監視時の走査パ
ターンとを比較することで、前記監視領域における異常
な物体の存在、即ち、不審物の進入を検出することを特
徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る進入物監視装置について説明する。

【０００９】この進入物監視装置は、倉庫や事務室等の
所定の監視領域内への不審物の進入を光学的に監視する
もので、概略的には図１に示すように、例えば当該監視
領域１の上方位置である天井２に設けられ、特定波長の
レーザビーム光を用いて上記監視領域１を２次元走査す
る走査光学系３と、この走査光学系３とは異なる方向か
ら上記監視領域１を視野して、前記レーザビーム光によ
る前記監視領域１の走査パターンを画像として検出する
撮像光学系４とを備えて構成される。

【００１０】尚、上記走査光学系３は、例えば特定波長
のレーザビーム光を発振出力するレーザダイオード（Ｌ
Ｄ）等のレーザ光源５と、上記レーザビーム光に対する
反射角を可変して該レーザビーム光を２次元走査し、前
記監視領域１内に対するレーザ光の照射位置を連続的に
変化させるガルバノミラー（ＧＭ）からなる走査機構６
とを具備する。また前記撮像光学系４は、前記レーザビ
ーム光の波長成分だけを透過する波長選択フィルタ（図
示せず）を備え、前記監視領域１におけるレーザビーム
光の走査パターンを画像として撮像するＣＣＤカメラ等
からなる。

【００１１】ちなみに前記走査機構６をなすガルバノミ
ラーは、例えば図２(ａ)(ｂ)にその平面構成と横断面構
造とを示すようなシリコン・マイクロ・オプティカル・
スキャナ（ＳＭＯＳ）からなる。このＳＭＯＳは、例え
ば特開平７−１７５００５号公報に開示されるようにシ
リコン基板６ａをエッチング加工して、その中央部に任
意の向きと角度に変位可能な薄板からなる可動部を形成
し、この可動部の上面に全反射ミラー６ｂを形成したも
のである。

【００１２】具体的には前記ＳＭＯＳは、矩形状の枠部
６ｃの内側に第１のトーションバー６ｄを介して枠状の
薄板からなる第１の可動体６ｅを形成し、更にこの第１
の可動体６ｅの内側に前記第１のトーションバー６ｄと
直交する第２のトーションバー６ｆを介して平板状の第
２の可動体６ｇを形成し、この第２の可動体６ｇの上面
に前記全反射ミラー６ｂを形成した構造を有する。そし
て前記第１の可動体６ｅおよび第２の可動体６ｇの各上
面にそれぞれ形成されて電磁石をなす平面コイル（図示
せず）と、前記枠部６ｃに組み込んだ永久磁石６ｈとの
間に生起させる磁気力を用いて、前記第２の可動体６
ｇ、ひいては前記全反射ミラー６ｂを任意の方向に、且
つ任意の角度に変位させ、これによって所定の方向から
前記全反射ミラー６ｂに対して照射されるレーザ光（ビ
ーム光）を偏向し、走査する役割を果たす。

【００１３】このようなＳＭＯＳからなる走査機構６を
用いてレーザビーム光の反射方向とその反射角度を可変
して該レーザビーム光により監視領域１を２次元走査す
る走査光学系３、およびレーザビーム光による監視領域
１の走査パターンを画像として検出する撮像光学系４を
備えて構成される本装置は、具体的には図３に示すよう
に構成される。

【００１４】即ち、レーザ発振器５から出力されたレー
ザビーム光を反射する走査機構（ガルバノミラー）６
は、Ｘ軸動部１１およびＹ軸駆動部１２によりそれぞれ
駆動されて、そのＸ軸（第１のトーションバー６ｄ）お
よびＹ軸（第２のトーションバー６ｆ）をそれぞれ支軸
として前記全反射ミラー６ｂ（第２の可動体６ｇ）を傾
け、これによってレーザビーム光に対する反射方向と反
射角度が可変される。上記Ｘ軸駆動部１１およびＹ軸駆
動部１２は、制御部１３からの指令（監視周期を規定す
る同期信号；Sync）を受けて作動する水平走査発振器１
４および垂直走査発振器１５がそれぞれ発振出力する周
期Ｔhの水平走査信号Ｈscanおよび周期Ｔvの垂直走査信
号Ｖscanに従って前記全反射ミラー６ｂの前記各軸方向
に対する傾き角度を制御する。このような走査機構（ガ
ルバノミラー）６の駆動により、前記レーザビーム光は
監視領域１の一定方向（Ｙ軸方向）に周期Ｔhで走査さ
れながら、この走査方向とは直交する方向（Ｘ軸方向）
に周期Ｔvで走査され、これによって上記監視領域１が
２次元走査される。

【００１５】尚、上記各走査信号Ｈscan,Ｖscanの周期
Ｔh,Ｔvは、監視領域１に対する監視の仕様に応じて設
定されるが、要は監視領域１の監視情報（画像）を得る
上での所定の監視周期において上記監視領域１の全体を
くまなく走査し得るように定めれば良い。具体的には室
内等の矩形状の監視領域１を、例えばＴＶ画面における
映像（画像）走査と同様にラスタ走査するようにしても
良いが、前記周期Ｔh,Ｔvを非整数倍比の関係に設定し
てリサージュ波形を描くように前記監視領域１を２次元
走査することも可能である。

【００１６】一方、撮像光学系４は、前記制御部１３か
らの同期信号Syncを受けて前記監視領域１を撮像するＣ
ＣＤカメラを主体として構成される。この撮像光学系４
は、例えば前記同期信号Syncにより規定され１監視周期
に亘って、前述した如く走査光学系３にて撮像領域１を
２次元走査したレーザビーム光の反射光を捉えること
で、その走査パターンを１枚の画像として撮像入力す
る。このような走査パターンからなる監視画像は画像処
理部７に与えられ、予め設定された前記監視領域１の標
準画像と比較される。

【００１７】即ち、画像処理部７は、前記監視領域１に
不審物等の進入のない定常状態において、前記撮像光学
系（ＣＣＤカメラ）４により得られた画像（走査パター
ン）から、監視の基準となる標準画像を作成する標準画
像作成部２１と、作成された標準画像を記憶する標準画
像メモリ２２を備えている。上記標準画像作成部２１
は、例えば定常状態において検出される最初の監視画像
（走査パターン）、或いは定常状態における所定の期間
に亘って検出された複数の監視画像（走査パターン）を
平均化する等して標準画像を作成する。このような標準
画像の作成については、監視装置を作動させて監視領域
１の監視を開始する毎に行うようにしても良く、或いは
所定期間毎に走査パターンの微少な変化を学習しながら
標準画像を逐次更新して求めるようにしても良い。

【００１８】しかして画像処理部は、前述した同期信号
Syncに従って撮像光学系（ＣＣＤカメラ）４により得ら
れた画像（走査パターン）を監視画像として比較画像メ
モリ２３に格納する。比較器２４は、上記比較画像メモ
リ２３に格納された監視画像と、前記標準画像メモリ２
２に予め格納されている標準画像とを比較し、その差異
が大きい場合、これを前記監視領域１への不審物の進入
による走査パターンの変化であるとして検出する。しか
して警報部２５は、上記比較器２４において走査パター
ンの大きな変化が検出されたとき、監視領域１への不審
物の進入であるとして警報を発するものとなっている。

【００１９】ここで前記レーザビーム光の走査による監
視領域１の走査パターンについて説明すると、例えばレ
ーザビーム光を所定の走査ピッチで平行に走査するもの
とすると、上記監視領域１が床面等の平面であれば、そ
の走査パターンはレーザビーム光の平行な走査軌跡とし
て求められる。しかし図４に例示するように、上記床面
上にある物体Ａが存在すると、監視領域１を走査するレ
ーザビーム光Ｌは物体Ａに照射されることになるので、
これを別の角度から視野する撮像光学系（ＣＣＤカメ
ラ）４への反射光の光路が大きく変化する。特に物体Ａ
の高さに依存して監視領域１を視野する撮像光学系（Ｃ
ＣＤカメラ）４の画像上における反射光の検出位置が大
きく変化する。これ故、撮像光学系（ＣＣＤカメラ）４
が画像として検出する走査パターンの形状が、図５に例
示するように物体Ａの存在部位にて大きく変化する。し
かして物体Ａが存在しない場合には、その走査パターン
はレーザビーム光の平行な走査軌跡であり、このような
走査パターンが標準画像として前述した標準画像メモリ
２２に記憶されているから、この標準画像と図５に示す
ような監視画像とを比較することにより、本来的には監
視領域１に存在するはずのない物体Ａの存在が検出され
ることになる。つまり監視領域１への不審物の進入を簡
易にして、且つ確実に検出することが可能となる。

【００２０】かくして上述した如く作用する本装置によ
れば、レーザビーム光を用いて監視領域１を２次元走査
する走査光学系３とは異なる方向から該監視領域１を視
野して前記レーザビーム光の走査パターンを画像として
検出し、その走査パターンの変化から監視領域１内への
不審物の進入を検出するので、レーザビーム光、或いは
その反射光の強度変化の影響を受けることなしに監視領
域１への不審物の進入を確実に監視することができる。
しかも特定波長のレーザビーム光を用いることにより、
太陽光や他の照明光源の影響を受けることなしに、その
監視を信頼性良く行い得る。またレーザビーム光の走査
パターンを画像として捉えるので、簡単な画像処理だけ
で高精度に不審物の進入を監視することができる。

【００２１】更にはレーザビーム光の反射光強度を逐次
モニタするものとは異なり、レーザビーム光の走査パタ
ーンで示される画像として監視領域１を監視するので、
監視領域１内に設置された固定物の影響を受けることな
く、即ち、固定物の存在を示す走査パターンを標準画像
として記憶することで、固定物以外の物体、つまり不審
物の進入を簡易にして確実に検出し得る等の効果が奏せ
られる。

【００２２】尚、本発明は上述した実施形態に限られる
ものではない。前述したように監視領域１に対するレー
ザビーム光の走査をリサージュ波形を描くようにして行
うことも可能である。この場合においても、標準画像を
求める場合と監視画像を求める場合とにおける走査開始
のタイミングを所定の監視周期の下で同期させれば、定
常状態における画像（走査パターン）が常に等しくなる
ので、その走査パターンの変化を検出することで同様に
して不審物の進入を効果的に検出し得る。またレーザビ
ーム光の走査パターンを、監視領域１に対する視野方向
を異ならせた複数箇所にてそれぞれ検出することも可能
である。

【００２３】また１枚の監視画像（走査パターン）を得
る為のレーザビーム光の１走査期間や、上記監視画像
（走査パターン）を得る周期についても、その監視仕様
に応じて定めれば良い。即ち、上記レーザビーム光の１
走査期間毎に順次走査パターンを検出しても良く、或い
は所定のインターバル時間を持ちながら静止画像的に走
査パターンを検出するようにしても良い。更には走査機
構（ガルバノミラー）６として前述したシリコン・マイ
クロ・オプティカル・スキャナ（ＳＭＯＳ）に代えて、
トーションばねを介して支持されたミラーを圧電振動子
を用いて曲げ振動とねじり振動を与えて共振駆動するよ
うにしたマイクロ・オプティカル・スキャナ等を用いる
ことも可能である。更にはその他の機械式のアクチュエ
ータを用いたガルバノミラーを用いることも勿論可能で
ある。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザビーム光を用いて監視領域を２次元走査したときの
走査パターンを画像として検出し、走査パターンの変化
から監視領域への不審物の進入を検出するので、簡易に
して信頼性良く、しかも太陽光等の影響を受けることな
しに確実に不審物の進入を監視することができる等の実
用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る進入物監視装置によ
る監視領域の監視形態を模式的に示す図。

【図２】レーザビーム光の２次元走査に用いられる走査
機構（ガルバノミラー）の例を示す図。

【図３】本発明の一実施形態に係る進入物監視装置の全
体的な概略構成図。

【図４】レーザビーム光による監視領域の走査の概念を
示す図。

【図５】画像として検出されるレーザビーム光の走査パ
ターンの例を示す図。

【符号の説明】

１ 監視領域 ３ 走査光学系 ４ 撮像光学系 ５ レーザ光源 ６ 走査機構（ガルバノミラー） １１ Ｘ軸駆動部 １２ Ｙ軸駆動部 １３ 制御部 １４ 水平走査発振器 １５ 垂直走査発振器 ２１ 標準画像作成部 ２２ 標準画像メモリ ２３ 監視画像メモリ ２４ 比較器 ２５ 警報部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G065 AA04 AA15 AB02 AB09 AB22 AB26 AB28 BA04 BB26 BB45 BB49 BC11 BC14 BC19 BC22 BC23 BC33 CA05 DA01 DA18 DA20 5C084 AA01 AA07 AA15 BB04 BB21 CC19 DD36 DD61 DD65 DD71 GG51 GG54 GG65 GG78

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視領域を視野する上方位置に設けられ
   て前記監視領域をレーザビーム光を用いて走査する走査
   光学系と、 この走査光学系とは異なる方向から前記監視領域を視野
   して前記レーザビーム光による前記監視領域の走査パタ
   ーンを検出する撮像光学系と、 この撮像光学系にて求められた前記走査パターンの変化
   から前記監視領域への物体の進入を検出する画像処理部
   とを具備したことを特徴とする進入物監視装置。
2. 【請求項２】 前記画像処理部は、定常時に求められる
   前記監視領域の走査パターンを標準画像とし、この標準
   画像と前記監視領域の監視時に求められる前記監視領域
   の走査パターンとを比較して前記監視領域への物体の進
   入を判定することを特徴とする請求項１に記載の進入物
   監視装置。