JP2001235365A - 熱線センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠方から近づいてくる人体を確実に素早く検
知する。 【解決手段】 光学系１１１および一対の光学系１２１
の各々を介した各検知ビームにより、廊下の所定検知エ
リアにおける人体を、光学系１１１および一対の光学系
１２１に対してそれぞれ設けられる赤外線検知素子１１
２および一対の赤外線検知素子１２２からの各検知信号
で検知する熱線センサに対し、廊下の幅方向における各
検知ビームの幅を略一定となるように設定し、光学系１
１１，１２１は、廊下の進行方向においてより遠方の検
知ビームを通過させるものほど、つまり光学系１１１の
方よりも光学系１２１の方が、焦点距離が長く、その焦
点距離に対する光学系の開口面積比が大きくなるように
設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱線センサ、特に
検知素子に対する集光用の光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人体が発する熱線（赤外線）を受光する
ことにより、検知領域での人体を検出する熱線センサ
は、防犯用途、照明制御用途等で広く普及している。集
光ミラーもしくは集光レンズを用いた集光光学系にて、
人体が発する熱線（赤外線）を焦電素子等の赤外線に感
度を有する受光素子に集光し、受光素手出力を増幅部に
て増幅、判断部において、所定出力の有無を検出し、出
力部において人体の有無信号を出力する構成が一般的に
とられている（図２参照）。

【０００３】人体の移動等の動きにより背景と人体の温
度差に起因する赤外線受光量の変化より人体の有無を判
定するのが一般的であり、赤外線受光量の変化を確実に
とらえるために、集光光学系により受光素子の視野を限
定している。また、使用用途に対応した検知エリアを設
けるために、集光光学系は複数の集光光学部により構成
されるのが一般的であり、所定の検知エリア内に広く複
数の検知視野を設けるために、マルチミラーもしくはマ
ルチレンズが集光光学系として用いられる。人体の移動
や、わずかな動きの速度に対応した赤外線受光量の変化
分を検出する変化分検知のため、背景のゆっくりした温
度変化等の環境による誤動作を抑えることができるとい
う特徴がある。

【０００４】なお、特開平８−１９３８８６号公報に
は、赤外光学系と、これにより集光された赤外線を吸収
することにより生じる温度変化を電気信号として検出す
る１回路の熱型赤外線センサ素子を具備し、この有感度
領域が無感度領域により３以上の領域に分けられた輻射
温度センサが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】人体の移動の方向によ
っては、赤外線受光量の変化が極めて遅くなり、人体の
移動を検知できない場合がある。図１７（ｃ）に示すよ
うに遠方から近づいてくる人体の場合、赤外線受光量の
変化は、図１７（ａ），（ｂ）に示すように検知ビーム
を横切った場合に比べて極めて遅く、検知するのに十分
な出力が得られないため、かなり熱線センサに近づい
て、他の検知ビームを通過して、はじめて検知できると
いうように、熱線センサにかなり近づかないと人体を検
知できないという問題点があった。

【０００６】廊下等の幅広い領域を検知視野とし、照明
制御を行なう場合には、廊下を歩行する人体が検知ビー
ムにかかっても、同様に、熱線センサの赤外線受光量の
変化が極めて遅く、センサにかなり近づいてから検出信
号が発生するため、照明制御が遅れてしまうという問題
点があった。また、このような検出の遅れを抑えようと
すると、複数の熱線センサを廊下に沿って複数設置しな
ければならず、コストアップ、設置に手間がかかるとい
う問題点が発生する。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、遠方から近づいてくる人体を確実に素早く検知
し得る熱線センサを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、通路に設けられ複数の光学
系の各々を介した各検知ビームにより前記通路上の所定
検知エリアにおける人体を検知する熱線センサであっ
て、前記通路の幅方向における前記各検知ビームの幅は
略一定となるように設定され、前記複数の光学系は、前
記通路の進行方向においてより遠方の検知ビームを通過
させるものほど、焦点距離が長く、その焦点距離に対す
る光学系の開口面積比が大きくなるように設定されてい
るのである。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の熱
線センサにおいて、複数の赤外線検知素子と、これらの
各赤外線検知素子に対応した複数の光学系とを備え、前
記赤外線検知素子が前記検知ビームにより人体を検知す
ることを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項２記載の熱
線センサにおいて、前記赤外線検知素子および光学系を
３組備え、前記通路の進行方向における検知エリアが略
１４０度以上に設定されていることを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の熱
線センサにおいて、前記各光学系はマルチレンズにより
成ることを特徴とする。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項４記載の熱
線センサにおいて、前記３つの光学系のうち、前記通路
の進行方向においてより遠方を視野とするものは可動機
構に取り付けられていることを特徴とする。

【００１３】請求項６記載の発明は、請求項３記載の熱
線センサにおいて、前記３つの光学系のうち、前記通路
の進行方向においてより遠方を視野とする２つの光学系
はマルチミラーにより成り、これら２つのマルチミラー
の両視野間を視野とする残りの光学系はマルチレンズに
より成ることを特徴とする。

【００１４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の熱
線センサにおいて、前記熱線センサは前記通路の上方に
設けられ、前記２つのマルチミラーは前記通路の幅方向
に沿って互いに逆の進行方向を向くように配置されるこ
とを特徴とする。

【００１５】請求項８記載の発明は、請求項６記載の熱
線センサにおいて、前記熱線センサは前記通路の上方に
設けられ、前記２つのマルチミラーは前記通路の進行方
向に沿って互いに逆の進行方向を向くように配置される
ことを特徴とする。

【００１６】請求項９記載の発明は、請求項６記載の熱
線センサにおいて、ミラーマスキング用のシールを備
え、検知エリアを可変とすることを特徴とする。

【００１７】請求項１０記載の発明は、請求項６記載の
熱線センサにおいて、ミラーマスキング用の遮光板を備
え、検知エリアを可変とすることを特徴とする。

【００１８】請求項１１記載の発明は、請求項２記載の
熱線センサにおいて、前記各赤外線検知素子とほぼ一致
する検知エリアを有する複数の明るさセンサを備えるこ
とを特徴とする。

【００１９】請求項１２記載の発明は、請求項２記載の
熱線センサにおいて、前記各赤外線検知素子は検知結果
を個別に出力することを特徴とする。

【００２０】請求項１３記載の発明は、請求項２記載の
熱線センサにおいて、前記各赤外線検知素子の検知出力
をオン／オフするスイッチ手段を備え、検知エリアを可
変とすることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態に係
る熱線センサの概略構成を示す模式図、図２は本熱線セ
ンサのブロック図で、これらの図を参照して以下に第１
実施形態の説明を行う。

【００２２】図１に示す熱線センサは、廊下などの通路
上方の天井面に取着され下方に伸びる突出部１０１およ
びこの両側に設けられる一対の支持部１０２を有して成
る本体１０と、突出部１０１の下方に設けられ、光学系
１１１およびこの集光位置に受光面が配置される赤外線
検知素子１１２により成る中央検知部１１と、一対の支
持部１０２を介して本体１０に支持され、それぞれが光
学系１２１およびこの集光位置に受光面が配置される赤
外線検知素子１２２により成る２つの周辺検知部１２と
を備え、複数の光学系１１１，１２１の各々を介した各
検知ビームにより通路上の所定検知エリアにおける人体
を、光学系１１１，１２１に対してそれぞれ設けた赤外
線検知素子１１２，１２２からの各検知信号で検知する
ものであって、通路の幅方向における各検知ビームの幅
は略一定となるように設定され、複数の光学系は、通路
の進行方向においてより遠方の検知ビームを通過させる
ものほど、つまり光学系１１１の方よりも光学系１２１
の方が、焦点距離が長く、その焦点距離に対する光学系
の開口面積比が大きくなるように設定されている。

【００２３】そして、上記構成において、光学系１１
１，１２１および赤外線検知素子１１２，１２２がそれ
ぞれ図１に示す集光光学系１および受光素子２を構成
し、この受光素子２の出力を増幅する増幅部３と、この
増幅部３の出力から検知エリアにおける人体の在否の判
断を行う判断部４と、この判断部４の判断結果を出力す
る出力部５とが本熱線センサの例えば本体１０に内蔵さ
れている。第１実施形態では、３つの赤外線検知素子の
出力信号は、アナログ信号として、図２に示す増幅部３
を通った後、本体１０に設けられるマイコンにＡ／Ｄコ
ンバータを通して取り込まれ、そのマイコンが、判断部
４として、３つの赤外線検知素子のいずれかの出力レベ
ルが所定のしきい値を越えたときに、出力部５を介して
外部にオン信号を出力する。

【００２４】ここで、第１実施形態では、周囲の環境に
よる温度変化等で不要な出力が生じないように、赤外線
検知素子は、複数の検知要素により成り、電気的に正負
逆特性を持つ作動構成をとる。

【００２５】図３にその赤外線検知素子の受光面形状を
示す。この図３の例に示すように、赤外線検知素子（１
１２，１２２）は、検知ビームの受光面に、正負逆特性
を持つように電気的に接続された０．５ｍｍの正方形状
の焦電素子を４つ配置して成る。このような構成の赤外
線検知素子では、人体の検知に際してセンサとしての出
力（以下センサ出力ともいう）が変動する場合がある。

【００２６】図４に遠方から近づいてくる人体の検知の
様子を示し、図５に光学系の焦点距離に対するセンサ出
力の変化の様子を示す。図４に示すように、光学系によ
り設定される赤外線検知素子の正負の検知視野（検知ビ
ーム）に対して、人体が遠方から近づいてくる場合を考
える。この場合において、光学系の焦点距離を変え、か
つ人体の移動速度を０．３ｍ／ｓないし０．５ｍ／ｓに
変えたとき、図５に示すようなセンサ出力の変化を表す
特性図が得られた。ただし、光学系の開口径をφとし、
面積ＳＬおよび焦点距離ｆの関係を次式のように設定
し、光学系の明るさ（すなわちＦナンバー）を一定とし
た。

【００２７】φ／ｆ＝一定 ＳＬ／ｆ²＝一定 図５より、明るさが一定にもかかわらず、焦点距離が長
くなるほど、センサ出力レベルが増大することがわか
る。これは、検知ビームが小さくなり、人体が遠方から
近づいてくる場合の入射赤外線の変化が素早くなるため
である。また、遠方の検知ビームほど床面とのなす角度
が小さくなり、人体が遠方から近づいてくる場合の入射
赤外線の変化は遅くなる。従って、遠方から近づいてく
る人体に対して、センサ出力のレベルを向上させるため
には、遠方を視野とする光学系の焦点距離を長くすると
ともに、焦点距離に対する開口面積比を大きくすること
が望ましいと言える。

【００２８】図６に第１実施形態における検知ビームの
配置の様子を示す。この図では、本熱線センサは、幅
２．４ｍ、天井高さ２．８ｍの廊下に設置されており、
各検知ビームの幅および検知ビーム間のすきまは、それ
ぞれ２０ｃｍおよび３０ｃｍに設定されており、人体の
幅（大人で５０ｃｍ程度）に合わせた値になっている。
これにより、人がどの位置を歩行しても、必ず検知ビー
ム下を通過することになる。また、廊下に面したドア
（図示せず）から人が出てきて歩行する場合も想定し、
中央部も上述の周辺部と同様の検知ビームで構成してあ
る。なお、図６において、中央部は中央検知部１１によ
る検知エリアであり、両周辺部は２つの周辺検知部１２
による検知エリアである。

【００２９】赤外線検知素子の検知視野は通常１２０度
以下であり、図６に示すように、１４０度以上の広い視
野で人体の検知を行うためには、複数の赤外線検知素子
を用いる必要があり、さらに各赤外線検知素子に光学系
が必要となる。

【００３０】図７に中央検知部の光学系の一構成例を示
す。中央検知部１１の光学系１１１は、Ｒ８．５ｍｍの
ドーム面の凹所に凸状の球面を複数設けたマルチレンズ
（以下中央部マルチレンズともいう）であり、その凹所
にはｆ７．５ｍｍのレンズが１８枚設けられている。そ
して、図７の下段における中央レンズ断面から分かるよ
うに、正面方向に対し、受光面（赤外線検知素子１１２
の中央面）から見て、８．１度、２９．７度、４８．８
度の方向にレンズの中心点（主点）が位置するように各
レンズは配置されている。また、検知ビームの幅は２０
０〜３００ｍｍ程度でほぼ一定値をとり、周辺のレンズ
ほど、レンズ肉厚を大きくしてレンズ開口面積が大きく
なるようにし、焦点距離に対する面積比を大きくしてあ
る。第１実施形態では、８．１度方向のレンズ面積は
４．５ｍｍ²、２９．７度方向のレンズ面積は５．５ｍ
ｍ²、４８．８度方向のレンズ面積は７．７ｍｍ²となっ
ている。さらに中央部マルチレンズは、赤外線を透過す
るポリエチレンを成形して作製したものであり、熱線セ
ンサではよく用いられている。

【００３１】図８に各周辺検知部の光学系の一構成例を
示す。周辺検知部１２の光学系１２１は、焦点距離３
３．７５ｍｍのフレネルレンズを３枚シート状に配置し
て成るマルチレンズ（以下周辺部マルチレンズともい
う）であり、各フレネルレンズの中心は同一ライン上に
並び、赤外線検知素子面より中央のフレネルレンズの中
心に対する両側のフレネルレンズの中心の開き角度は、
３．７３度に設定されている。また、中央のフレネルレ
ンズの面積は３２０ｍｍ²、両側の各フレネルレンズの
面積は４００ｍｍ²であり、中央の方よりも両側の方を
若干広くしてある。これは、フレネルレンズの周辺部の
集光効率を考慮したためである。また、焦点距離に対す
る面積比は、中央のフレネルレンズで０．２８（＝３２
０／３３．７５²）、中央検知部１１の光学系１１１の
周辺レンズで０．１４（７．７／７．５²）となるか
ら、光学系１２１の焦点距離に対する面積比は、光学系
１１１の焦点距離に対する面積比の２倍以上になる。さ
らに、周辺部マルチレンズは、中央部マルチレンズと同
様にポリエチレンを成形して作製される。ここで、ポリ
エチレンは、肉厚０．８ｍｍで、７〜１４μｍ波長の赤
外線に対する透過率が５０％程度とあまり高くないた
め、肉厚を大きくすることはできない。このため、周辺
部マルチレンズにはフレネルレンズを採用している。

【００３２】以上の理由により、第１実施形態では、図
１に示すように、複数のフレネルレンズにより成る光学
系１２１を、赤外線検知素子１２２とともに直方体のハ
ウジング１２０に収納して、支持部１０２を介して本体
１０に取り付けるのである。２つの周辺検知部１２は互
いに逆方向を向き、また中央検知部１１は中央の視野を
妨げない本体１０の位置に配置される。各ハウジング１
２０は、レンズの光軸面が水平方向に対して１１．７度
傾斜するように取り付けられており、遠方を検知視野と
している。これにより、遠方から近づいてくる人体を確
実に素早く検知することが可能になる。

【００３３】また、各ハウジング１２０は、支持部１０
２で回動可能であり、周辺部マルチレンズの傾斜角度を
回転により変えることで、遠方の検知視野を可変とする
ことができる。

【００３４】さらに、本体１０には、外部から切替可能
な、赤外線検知素子１１２および２つの赤外線検知素子
１２２に対応した図略の３スイッチが設けられている。
このスイッチの切替えをマイコンが読み取ることによ
り、３つの赤外線検知素子のどの出力を用いるか選択す
ることができる。すなわち、電気的に赤外線検知素子を
選択することにより、検知視野を可変とすることができ
る。

【００３５】なお、簡易的には各赤外線検知素子にコン
パレータを設け、これらコンパレータの出力のＯＲをと
ることも可能である。赤外線検知素子１１２および２つ
の赤外線検知素子１２２に対応した３スイッチを各コン
パレータに接続し、各コンパレータの出力をオン／オフ
させることで、電気的に検知エリアを可変にできる。

【００３６】また、各赤外線検知素子の出力を個別に外
部に出すことも可能である。マイコンの場合には、出カ
ポートに各赤外線検知素子の出力が所定のしきい値を越
えた場合にＨＩＧＨ出力とする等で対応でき、コンパレ
ータを用いる場合には、ＯＲをとらずに、各コンパレー
タの出力をそのまま、外部に個別に出力すればよい。照
明制御等で、検知エリアの位置により異なった照明器具
を制御したい場合に、この独立したセンサ出力を用いる
ことができる。

【００３７】また、照明制御では、周囲の明るさを検知
して、所定の明るさ以下の場合のみに照明制御を行なう
ため、熱線センサに明るさセンサを併用する場合が多
く、ＣｄＳないし太陽電池が用いられる。明るさセンサ
の検知視野は、熱線センサと概略一致することが照明制
御上望ましいが、第１実施形態のように検知視野が１４
０度以上と広く、かつ各赤外線検知素子の出力を個別に
用いるような場合には、１つの明るさセンサでの対応は
困難であり、各赤外線検知素子に対応した明るさセンサ
を各々取付ける必要がある。ポリエチレンは、透過率は
低いものの可視光も通すことができ、各赤外線検知素子
の近傍に明るさセンサを配置することにより、各赤外線
検知素子の検知視野と概略一致した検知視野をもつこと
ができる。また、明るさセンサの前面に検知視野を制限
するアパーチャもしくは、集光レンズを設けることによ
っても、検知視野を制限することができる。太陽電池等
の場合、封止樹脂の先端の形状を曲面として、曲面形状
を変えることにより、検知視野を設定することができ
る。すなわち、中央部マルチレンズに対応して検知視野
を大きくする場合には、曲率半径を大きく、周辺部マル
チレンズに対応して、検知視野を小さく絞り込む場合に
は曲率半径を小さくすればよい。

【００３８】さらに、明るさセンサ出力は、マイコン等
を用いる場合、センサ出力と同様に明るさセンサ出力を
Ａ／Ｄコンバータによって取り込み、ヒステリシスを持
たせた照明制御等、各種制御が容易に行なえる。

【００３９】図９は本発明の第２実施形態に係る熱線セ
ンサで使用されるマルチミラーの説明図、図１０は図９
のマルチミラーによる集光の様子を示す図で、これらの
図を参照して以下に第２実施形態の説明を行う。

【００４０】本熱線センサは、図９に示すように、周辺
部マルチレンズに代わる３つのミラー面を持つマルチミ
ラー（以下周辺部マルチミラーともいう）により成る光
学系２２１と、この集光位置に受光面が配置される赤外
線検知素子１２２とにより成る周辺検知部２２を一対備
えている以外は第１実施形態と同様に構成される。

【００４１】光学系２２１のミラー面は放物面の一部か
らなる。このようなミラー面を反射面とする場合、光軸
に沿って入射した平行光は光軸上の焦点に集光される。
従って、図１０に示すように、検知ビームの方向が放物
面の光軸に一致するように、各ミラーの光軸の方向を設
定すればよい。具体的な配置方法であるが、各ミラーの
光軸を焦点位置で交わるようにし、その焦点位置に赤外
線検知素子１２２の受光面を配置すればよい。回転面を
考え、光軸（回転）方向距離をｘ、半径方向距離をρ、
焦点距離をｆとすると、ミラー放物面形状は次式で示さ
れる。

【００４２】ρ²＝４ｆｘ ミラー面と光軸の交わる点をミラー中心とすると、各ミ
ラー中心は、周辺部マルチレンズのレンズ中心と同様に
同一ライン上に並び、同様の開き角度の検知ビームが得
られる。図１０（ａ）に示すように、赤外線検知素子１
２２の後方側から入射する光線を光学系２２１で集光す
るため、赤外線検知素子１２２によって光線が遮られな
いように、放物面の上面を用いている。周辺部マルチミ
ラーのミラー面積は周辺部マルチレンズとほぼ同様の面
積とした。周辺部マルチミラーにおいて、中央のミラー
よりも両側のミラーの方を若干大きくしたのは、両側の
ミラーの方が放物面の光軸からかなり離れた位置をミラ
ー面として用いており、集光効率が低下するためであ
る。

【００４３】周辺部マルチミラーは、ＡＢＳ等の樹脂を
成形し、各ミラー面にクロムメッキを施して作製する。
反射率は７〜１４μｍ波長の赤外線領域で９０％以上と
かなり高いため、レンズと同一面積とし、レンズの透過
率を５０％程度として比較すると、集光パワーが２倍程
度にアップする。ただし、保護のため、ハウジングでポ
リエチレンカバーをつける必要があり、カバーの透過率
を５０％程度とすればレンズと同様の集光パワーとなる
ため、レンズと同様の面積で考えればよい。

【００４４】図１１は本発明の第３実施形態に係る熱線
センサの概略構成を示す模式図で、この図を参照して以
下に第３実施形態の説明を行う。

【００４５】本熱線センサは、図１１に示すように、第
２実施形態と同様の一対の周辺検知部２２を、両周辺部
マルチミラーの反射面が通路における互いに逆の進行方
向を向くように両周辺部マルチミラーを背中合わせに配
置して、支持するとともに、両周辺部マルチミラー両側
の一方に中央検知部１１を配置して支持する本体３０を
備えている以外は第２実施形態と同様に構成される。な
お、本体３０はボディ３０１およびカバー３０２により
構成されている。

【００４６】この熱線センサは、中央部マルチレンズと
２つの周辺部マルチミラーで構成した例であり、検知視
野の長手方向に沿って周辺部マルチミラーを背中合わせ
に配置したものである。カバー３０２を肉厚０．８ｍｍ
のポリエチレンカバーとして光学系２２１および赤外線
検知素子１２２を保護している。また、各周辺部マルチ
ミラーの光軸面を水平方向に対して１１．７度傾斜させ
ることで、遠方の検知視野を得ることができる。さら
に、光軸面に受光面が垂直となるように赤外線検知素子
１２２を配置しているので、集光効率が向上する。

【００４７】ところで、周辺部マルチミラーの一部また
は全部をシールで目隠ししてその一部または全部の検知
視野をなくすことで、周辺部マルチミラーの検知視野を
制限することができる。また、図１１に示すように、ボ
ディ３０１に一対の溝３０１ａを設けてこれらにそれぞ
れ遮光板３３を立設し、各組の光学系２２１と赤外線検
知素子１２２との間に遮光板３３を挿入することでも検
知視野を制限できる。遮光板３３の材質はアクリル、Ａ
ＢＳ等、７〜１４μｍの波長の赤外線を通さない材料を
用いて作製すればよい。

【００４８】図１２は本発明の第４実施形態に係る熱線
センサの概略構成を示す模式図で、この図を参照して以
下に第４実施形態の説明を行う。

【００４９】本熱線センサは、図１２に示すように、第
２実施形態と同様の一対の周辺検知部２２を、両周辺部
マルチミラーの反射面が通路における互いに逆の進行方
向を向くように両周辺部マルチミラーを通路の幅方向に
隣接配置して、支持するとともに、両周辺部マルチミラ
ーの一方の背面側に中央検知部１１を配置して支持する
本体４０を備えている以外は第２実施形態と同様に構成
される。なお、本体４０はボディ４０１およびカバー３
０２により構成されている。

【００５０】この熱線センサは、中央部マルチレンズと
２つの周辺部マルチミラーで構成した別の例であり、検
知視野の長手方向に垂直に互い違いに周辺部マルチミラ
ーを配置したものである。カバー３０２を肉厚０．８ｍ
ｍのポリエチレンカバーとして光学系２２１および赤外
線検知素子１２２を保護している。さらに、第３実施形
態と同様、各組の光学系２２１と赤外線検知素子１２２
との間に遮光板３３を挿入するための溝４０１ａを一対
設ければ検知視野の制限が可能になる。なお、シールで
目隠しする方法でもよいのは言うまでもない。

【００５１】また、上記第３，第４実施形態ともに、出
力信号制御、明るさセンサの併用等は、第１実施形態と
同様に実現できる。

【００５２】さらに、第１実施形態において、検知ビー
ムの配置例を図６に示したが、この図６に示す検知ビー
ムの配置では、中央部と周辺部との間の非検知エリアが
大きく、例えばその非検知エリアに出入り口があると、
その非検知エリアに入ってきた人体を検知することがで
きない。そこで、図１３に示すように、周辺部の検知エ
リアを中央部側に広げれば、廊下などの通路のどの位置
にドアがあっても、ドアから出てきた人体を確実に検知
することができる。すなわち、人体の横切り動作の場合
に、どの位置で横切っても、すきまなく検知することが
できる。

【００５３】図１４に、本発明の第５実施形態に係る熱
線センサとして、周辺部の検知エリアを中央部側に広げ
るための構成例を示し、図１５に図１４のマルチミラー
による集光の様子を示す。

【００５４】第２実施形態との相違点として、第２実施
形態の周辺部マルチミラーと同様のマルチミラー２２１
ａ、および図１３に示す周辺部における中央部側に拡張
した各検知ビーム用としてのマルチミラー２２１ｂによ
り成る光学系５２１と、この集光位置に受光面が配置さ
れる赤外線検知素子１２２とにより周辺検知部５２を構
成すれば、図１３に示す検知ビームの配置が可能にな
る。

【００５５】ここで、光学系５２１は６つのミラー面で
構成されている。新たに追加したマルチミラー２２１ｂ
の焦点距離は１６．８７５ｍｍであり、ミラー面は放物
面である。マルチミラー２２１ｂは外側のミラーの視野
を遮らないように高さを抑えている。また、マルチミラ
ー２２１ｂにおいて、中央のミラーが赤外線検知素子１
２２により入射光線が遮られる部分があるから、中央の
ミラーの面積を両側のミラーの面積よりも大きくする。
さらに、マルチミラー２２１ａのミラー光軸面に対し
て、マルチミラー２２１ｂのミラー光軸面（図では追加
ミラー光軸面）は１１．６度傾斜している。

【００５６】図１６に本発明の第６実施形態に係る熱線
センサの概略構成を示す。本熱線センサは、図１６に示
すように、第５実施形態と同様の一対の周辺検知部５２
を、両光学系５２１の反射面が通路における互いに逆の
進行方向を向くように両マルチミラー２２１ａを背中合
わせに配置して、支持するとともに、両マルチミラー２
２１ａの両側の一方に中央検知部１１を配置して支持す
る本体６０を備えている以外は第５実施形態と同様に構
成される。なお、本体６０はボディ６０１およびカバー
（例えば肉厚０．８ｍｍのポリエチレンカバー）６０２
により構成されている。

【００５７】この熱線センサは、中央部マルチレンズと
２つの周辺部マルチミラー（光学系５２１）で構成した
別の例である。周辺部マルチミラーの構成は複雑になる
という欠点はあるものの、より確実な検知ができる熱線
センサを提供できる。

【００５８】以上各実施形態によれば、遠方から近づい
てくる人体の確実な検知、熱線センサの小型化および検
知エリアの（電気的）可変が可能になるとともに、各赤
外線検知素子の視野内の明るさを検知すれば、確実な照
明制御が可能になる。

【００５９】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、通路に設けられ複数の光学系の
各々を介した各検知ビームにより前記通路上の所定検知
エリアにおける人体を検知する熱線センサであって、前
記通路の幅方向における前記各検知ビームの幅は略一定
となるように設定され、前記複数の光学系は、前記通路
の進行方向においてより遠方の検知ビームを通過させる
ものほど、焦点距離が長く、その焦点距離に対する光学
系の開口面積比が大きくなるように設定されているの
で、遠方から近づいてくる人体を確実に素早く検知する
ことができる。

【００６０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の熱線センサにおいて、複数の赤外線検知素子と、こ
れらの各赤外線検知素子に対応した複数の光学系とを備
え、前記赤外線検知素子が前記検知ビームにより人体を
検知するので、遠方から近づいてくる人体を確実に素早
く検知することができる。

【００６１】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の熱線センサにおいて、前記赤外線検知素子および光
学系を３組備え、前記通路の進行方向における検知エリ
アが略１４０度以上に設定されているので、遠方から近
づいてくる人体を確実に素早く検知することができる。

【００６２】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の熱線センサにおいて、前記各光学系はマルチレンズ
により成るので、遠方から近づいてくる人体を確実に素
早く検知することができる。

【００６３】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の熱線センサにおいて、前記３つの光学系のうち、前
記通路の進行方向においてより遠方を視野とするものは
可動機構に取り付けられているので、遠方の検知視野を
可変とすることができる。

【００６４】請求項６記載の発明によれば、請求項３記
載の熱線センサにおいて、前記３つの光学系のうち、前
記通路の進行方向においてより遠方を視野とする２つの
光学系はマルチミラーにより成り、これら２つのマルチ
ミラーの両視野間を視野とする残りの光学系はマルチレ
ンズにより成るので、遠方から近づいてくる人体を確実
に素早く検知することができる。

【００６５】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の熱線センサにおいて、前記熱線センサは前記通路の
上方に設けられ、前記２つのマルチミラーは前記通路の
幅方向に沿って互いに逆の進行方向を向くように配置さ
れるので、互いに検知エリアを遮ることがなく、小型化
が可能になる。

【００６６】請求項８記載の発明によれば、請求項６記
載の熱線センサにおいて、前記熱線センサは前記通路の
上方に設けられ、前記２つのマルチミラーは前記通路の
進行方向に沿って互いに逆の進行方向を向くように配置
されるので、互いに検知エリアを遮ることがなく、小型
化が可能になる。

【００６７】請求項９記載の発明によれば、請求項６記
載の熱線センサにおいて、ミラーマスキング用のシール
を備え、検知エリアを可変とするので、検知エリアを容
易に変更することができる。

【００６８】請求項１０記載の発明によれば、請求項６
記載の熱線センサにおいて、ミラーマスキング用の遮光
板を備え、検知エリアを可変とするので、検知エリアを
容易に変更することができる。

【００６９】請求項１１記載の発明によれば、請求項２
記載の熱線センサにおいて、前記各赤外線検知素子とほ
ぼ一致する検知エリアを有する複数の明るさセンサを備
えるので、各赤外線検知素子の視野内の明るさが検知さ
れ、確実な照明制御が可能になる。

【００７０】請求項１２記載の発明によれば、請求項２
記載の熱線センサにおいて、前記各赤外線検知素子は検
知結果を個別に出力するので、遠方から近づいてくる人
体を確実に素早く検知することができる。

【００７１】請求項１３記載の発明によれば、請求項２
記載の熱線センサにおいて、前記各赤外線検知素子の検
知出力をオン／オフするスイッチ手段を備え、検知エリ
アを可変とするので、電気的に検知視野を変更すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る熱線センサの概略
構成を示す模式図である。

【図２】第１実施形態に係る熱線センサのブロック図で
ある。

【図３】第１実施形態における赤外線検知素子の受光面
形状を示す図である。

【図４】遠方から近づいてくる人体の検知の様子を示す
図である。

【図５】光学系の焦点距離に対するセンサ出力の変化の
様子を示す図である。

【図６】第１実施形態における検知ビームの配置の様子
を示す図である。

【図７】中央検知部の光学系の一構成例を示す図であ
る。

【図８】各周辺検知部の光学系の一構成例を示す図であ
る。

【図９】本発明の第２実施形態に係る熱線センサで使用
されるマルチミラーの説明図である。

【図１０】図９のマルチミラーによる集光の様子を示す
図である。

【図１１】本発明の第３実施形態に係る熱線センサの概
略構成を示す模式図である。

【図１２】本発明の第４実施形態に係る熱線センサの概
略構成を示す模式図である。

【図１３】検知ビームの別の配置例を示す図である。

【図１４】本発明の第５実施形態に係る熱線センサとし
て、周辺部の検知エリアを中央部側に広げるための構成
例を示す図である。

【図１５】図１４のマルチミラーによる集光の様子を示
す図である。

【図１６】本発明の第６実施形態に係る熱線センサの概
略構成を示す模式図である。

【図１７】人が遠方から近づいてくる場合と横切る場合
における入射パワーの変化を示す特性図である。

【符号の説明】

１０，３０，４０，６０ 本体 １１ 中央検知部 １１１ 光学系 １１２ 赤外線検知素子 １２，２２，５２ 周辺検知部 １２１，２２１，５２１ 光学系 １２２ 赤外線検知素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｖ 8/12 Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｃ 8/20 Ｄ Ｇ０８Ｂ 13/191 Ｎ Ａ (72)発明者 本田 亜紀子 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AB02 BA13 BA14 BA34 BB06 BB08 BB11 BB21 BC03 BC14 CA21 DA20 2G066 AC13 BA01 BA04 BA22 BA25 CA08 5C084 AA02 AA07 AA13 AA19 BB31 CC16 CC19 DD33 DD44 DD47 DD58 DD62 DD65 DD87 EE01 GG09 GG21 GG39 GG42 GG43 GG56 GG57

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通路に設けられ複数の光学系の各々を介
   した各検知ビームにより前記通路上の所定検知エリアに
   おける人体を検知する熱線センサであって、前記通路の
   幅方向における前記各検知ビームの幅は略一定となるよ
   うに設定され、前記複数の光学系は、前記通路の進行方
   向においてより遠方の検知ビームを通過させるものほ
   ど、焦点距離が長く、その焦点距離に対する光学系の開
   口面積比が大きくなるように設定されている熱線セン
   サ。
2. 【請求項２】 複数の赤外線検知素子と、これらの各赤
   外線検知素子に対応した複数の光学系とを備え、前記赤
   外線検知素子が前記検知ビームにより人体を検知する請
   求項１記載の熱線センサ。
3. 【請求項３】 前記赤外線検知素子および光学系を３組
   備え、前記通路の進行方向における検知エリアが略１４
   ０度以上に設定されている請求項２記載の熱線センサ。
4. 【請求項４】 前記各光学系はマルチレンズにより成る
   請求項３記載の熱線センサ。
5. 【請求項５】 前記３つの光学系のうち、前記通路の進
   行方向においてより遠方を視野とするものは可動機構に
   取り付けられている請求項４記載の熱線センサ。
6. 【請求項６】 前記３つの光学系のうち、前記通路の進
   行方向においてより遠方を視野とする２つの光学系はマ
   ルチミラーにより成り、これら２つのマルチミラーの両
   視野間を視野とする残りの光学系はマルチレンズにより
   成る請求項３記載の熱線センサ。
7. 【請求項７】 前記熱線センサは前記通路の上方に設け
   られ、前記２つのマルチミラーは前記通路の幅方向に沿
   って互いに逆の進行方向を向くように配置される請求項
   ６記載の熱線センサ。
8. 【請求項８】 前記熱線センサは前記通路の上方に設け
   られ、前記２つのマルチミラーは前記通路の進行方向に
   沿って互いに逆の進行方向を向くように配置される請求
   項６記載の熱線センサ。
9. 【請求項９】 ミラーマスキング用のシールを備え、検
   知エリアを可変とする請求項６記載の熱線センサ。
10. 【請求項１０】 ミラーマスキング用の遮光板を備え、
    検知エリアを可変とする請求項６記載の熱線センサ。
11. 【請求項１１】 前記各赤外線検知素子とほぼ一致する
    検知エリアを有する複数の明るさセンサを備える請求項
    ２記載の熱線センサ。
12. 【請求項１２】 前記各赤外線検知素子は検知結果を個
    別に出力する請求項２記載の熱線センサ。
13. 【請求項１３】 前記各赤外線検知素子の検知出力をオ
    ン／オフするスイッチ手段を備え、検知エリアを可変と
    する請求項２記載の熱線センサ。