JP2002062367A - センサモジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 奥行きを小さくし、構成を簡単にして安価な
センサモジュールを提供する。 【解決手段】 第１の波長を検出する赤外線検出センサ
２と、第２の波長を検出する投受光式センサ３と、この
両センサの前面に配置してあるカバープレート９とを具
備する。カバープレート９は、第２の波長を透過する材
質で形成されており、カバープレート９には、赤外線検
出センサ２と対向する部位に穴９ａが設けられ、この穴
９ａ内に第１の波長を透過する材質で形成されたレンズ
１０が設けられている。カバープレート９には、可視光
線を遮るフィルター機能が備わっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入退出カウンタな
どに使用する人体や物体を検出するセンサモジュールに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工場やオフィスへの入り口や出口
にセンサを設け、入場人員や退出人員の数をカウントし
て、残留者を把握するシステムがある。このようなシス
テムに使用されるセンサとしては、赤外線を放射してそ
の反射光により距離を測定する測距センサや、物体が所
定の距離以内に接近した時に出力する物体の有無検出セ
ンサ（投受光式センサ）や、人体の発生する熱線を検出
する焦電型赤外線センサを組み合わせたものなどがあ
る。

【０００３】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に従来の装置
の一例を示しており、ケース１００内のほぼ中央部に、
赤外線検出センサ１０１が固定台１０１ａを介して底面
上に固定的に設けてある。赤外線検出センサ１０１は前
面側（左側）にレンズ１０１ｂが位置し、その内部に赤
外線検出素子１０１ｃを配設してある。この赤外線検出
センサ１０１を中に挟んで、平面コ字状の投受光式セン
サ１０２が配設してある。投受光式センサ１０２は、ケ
ースの底面に固定してある回転軸１０３に支持片１０２
ａを介して揺動可能に支持してあり、前面側にレンズ１
０２ｂとレンズ１０２ｄが位置している。レンズ１０２
ｂの内部に投光素子１０２ｃが、またレンズ１０２ｄの
内部に受光素子１０２ｅが配設してある。

【０００４】さらに投光素子１０２ｃと受光素子１０２
ｅは判定回路１０２ｆに導通し、また、赤外線検出素子
１０１ｃもリード線１０４を介して判定回路１０２ｆに
導通し、判定回路１０２ｆはリード線１０５を介してコ
ネクタ１０６に接続して外部の電源や装置に導通してい
る。投受光式センサ１０２を揺動駆動するための操作レ
バー１０７がその上面から突出し、ケース１００の開口
１００ａから外部へ突出して操作可能になっている。

【０００５】ケース１００の前面側には、ケース１００
の内部に、外部からのごみや湿気の影響を防ぐととも
に、内部の状態が明確に見えないようにするためにカバ
ープレートを配置しているが、赤外線検出素子１０１ｃ
の検出波長は人体から発生する約１０μｍの熱線である
ので、この波長の通過部分には減衰が少ない材質のカバ
ープレート１０８ａを用いることとし、その他の部分の
カバープレート１０８ｂと材質及び厚みを変えていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなカバープ
レート１０８ａとしてはポリエチレンが適しているが、
波長の減衰量は０ではないので、レンズ１０１ｂの前に
カバープレート１０８ａを置くことにより、熱線の通過
量がレンズのみの場合に比して減少し、感度低下を招く
結果となっていた。またレンズ１０１ｂの前にカバープ
レート１０８ａを置くので、全体として奥行きが大きく
なるという問題点があった。

【０００７】また、投受光式センサ１０２は、投光素子
１０２ｃから、一例として８００ｎｍ程度の近赤外線を
投光し、受光素子１０２ｅである半導体位置検出センサ
（ＰＳＤ）等によって、物体からの反射光のスポット位
置を検出して、距離や物体の有無を検出するものであ
る。従って、レンズ１０２ｂ及びレンズ１０２ｄの前面
のカバープレート１０８ｂは、この波長を減衰量が少な
くて通過させる材料で構成するために、カバープレート
１０８ａとは別の材料を用いなければならない。従っ
て、図９（ｂ）に示すように、カバープレート１０８ｂ
と１０８ａと１０８ｂとを順次張り合わせて構成するた
めに、構成が複雑となりコスト高となるという問題点が
あった。本発明は上記の問題点を解決し、多機能センサ
モジュールを安価に提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のセンサモジュー
ルは、第１の波長を検出する赤外線検出センサと、第２
の波長を検出する投受光式センサと、前記両センサの前
面に配置してあるカバープレートとを含み、前記カバー
プレートは、前記第２の波長を透過する材質で形成され
ており、前記カバープレートには、前記赤外線検出セン
サと対向する部位に穴が設けられ、この穴内に前記第１
の波長を透過する材質で形成されたレンズが設けられて
いることを特徴としている。この構成のように、カバー
プレートの赤外線検出センサと対向する部位に穴を設け
てこの穴内に赤外線検出センサ用のレンズを設けること
で、赤外線センサ側のレンズが不要となり、赤外線検出
センサとカバープレートを接近して配置でき、センサモ
ジュールの奥行きを小さくすることができる。前記カバ
ープレートには、可視光線を遮るフィルター機能が備わ
っていることが好ましい。この構成によって投受光式セ
ンサ用のレンズにフィルター機能が要求されず通常のレ
ンズを用いることができ、構成が簡単になり安価にな
る。

【０００９】また本発明のセンサモジュールは、第１の
波長を検出する赤外線検出センサと、第２の波長を検出
する投受光式センサと、前記両センサの前面に配置して
あるカバープレートとを具備するセンサモジュールにお
いて、前記カバープレートは、前記第１の波長及び前記
第２の波長を共に透過する材質で形成されており、前記
カバープレートには、前記赤外線検出センサと対向する
部位に、前記赤外線検出センサ用のレンズ部が一体的に
形成されていることを特徴としている。この構成によ
り、カバープレートの構成を簡単にでき、安価に提供で
きる。前記カバープレートには、少なくとも前記投受光
式センサと対向する部位に可視光線を遮るフィルター機
能が備わっていることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
面を参照して説明する。図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に
示すように、ケース１内のほぼ中央部に、赤外線検出セ
ンサ２が固定台２ａを介してケース１の底面上に固定的
に設けてある。赤外線検出センサ２の前面側（左側）に
は図９で説明したようなレンズを設けていないもので、
内部に赤外線検出素子２ｂを配設してある。この赤外線
検出センサ２を中に挟んで、平面コ字状の投受光式セン
サ３が配設してある。投受光式センサ３は、ケース１の
底面に固定してある回転軸４に支持片３ａを介して揺動
可能に支持してあり、前面側にレンズ３ｂとレンズ３ｄ
が位置している。レンズ３ｂの内部に投光素子３ｃが、
またレンズ３ｄの内部に受光素子３ｅが配設してある。
さらに投光素子３ｃと受光素子３ｅは判定回路３ｆに導
通し、また、赤外線検出素子２ｂもリード線５を介して
判定回路３ｆに導通し、判定回路３ｆはリード線６を介
してコネクタ７に接続して外部の電源や装置に導通して
いる。投受光式センサ３を揺動駆動するための操作レバ
ー８がその上面から突出し、ケース１の開口１ａから外
部へ突出して操作可能になっている。

【００１１】ケース１の前面側には、ケース１の内部
に、外部からのごみや湿気の影響を防ぐとともに、内部
の状態が明確に見えないようにするためにカバープレー
ト９を配置している。カバープレート９は、アクリルで
形成され、裏面に可視光線を遮るフィルターが設けられ
ており赤外線検出センサ２及び投受光式センサ３の前面
を全て含む大きさのものである。カバープレート９に用
いられる材質は、投光素子３ｃから投光する８００ｎｍ
程度の近赤外線を効率よく通過させる材質が望ましく、
実施の形態の一例のアクリルでは、８００ｎｍの波長の
場合に９０％以上通過可能である。カバープレート９の
中心部、即ち赤外線検出センサ２の前面に対向する部位
には、穴９ａを開けてある。この穴９ａに赤外線検出素
子２ｂ用のレンズ１０を取り付けてある。レンズ１０と
して通常の凸レンズ形状のものを示しており、レンズの
材質としては、赤外線検出素子２ｂの検出波長である９
〜１０μｍの波長を減衰量少なく通過させる材質が望ま
しく、高密度ポリエチレンを用いることができる。これ
は、一般的には白色をしているが、薄い灰色や薄いブル
ーなどの顔料を混ぜた色付きのものであってもよい。こ
のようなレンズ１０を形成し、カバープレート９の穴９
ａ内に位置させて接着する。

【００１２】図２は実施の他の形態であり、図１におけ
るレンズの形状を変えてカバープレート９の穴９ａに取
り付けたものである。この例におけるレンズ２０は、図
１の場合と同じ材質を用いてドーム状のフレネルレンズ
に形成したもので、４個の爪部２０ａが設けてある。レ
ンズ２０は穴９ａに嵌合し、カバープレート９の内面に
スナップフィット等により固定されている。その他の構
成は図１に説明したものと実質的に同一である。

【００１３】図３は実施の更に他の形態であり、図２に
おけるレンズの形状をさらに変えてある。このレンズ３
０は、図１の場合と同じ材質を用いて形成したもので、
このレンズ３０をレンズホルダー３１に取り付け、この
レンズホルダー３１をカバープレート９の穴９ａに取り
付けてある。これにより、レンズ３０をカバープレート
９の厚み部分に配置させることが可能となり、カバープ
レート９とレンズ３０とを重ねて配置するよりも薄く構
成できる。その他の構成は図１に説明したものと実質的
に同一である。

【００１４】図４は実施の更に他の形態であり、図１〜
図３で説明したカバープレートを変えたものである。こ
のカバープレート１９は、乳白色シートである高密度ポ
リエチレンで厚さ０．３ｍｍで形成されている。カバー
プレート１９の材質としては、赤外線検出素子２ｂの９
〜１０μｍの検出波長と、投光素子３ｃから投光し受光
素子で受光する８００ｎｍの発光波長及び受光波長との
両方を効率よく透過する材質が望ましい。この実施の形
態で例として挙げた高密度ポリエチレンによる厚さ０．
３ｍｍの乳白色シートを用いてカバープレート１９を作
ると、８００ｎｍの波長で８５％の透過率が得られる。
カバープレート１９は、赤外線検出センサ２に対向する
部位に赤外線検出素子２ｂ用のレンズ部１９ａを一体的
に形成してなるものである。その他の構成は図１に説明
したものと実質的に同一であり、同一の符号を付してい
る。

【００１５】図５は実施の更に他の形態であり、図４に
おけるカバープレートの形状を変えてある。このカバー
プレート２９は、図４で説明したと同様な材質を用い、
一体的に形成されるレンズ部は、例えばカバープレート
２９の内面側に形成されたフレネルレンズ部２９ａであ
る。

【００１６】図６は実施の更に他の形態であり、図４に
おけるカバープレートの形状を変えてある。このカバー
プレート３９は、図４で説明したと同様な材質を用い、
図４と同様な板状のレンズ３９ａが前面側に突出して一
体的に形成されている。先に説明したように、厚さ０．
３ｍｍのシートでは、投光素子３ｃから投光し受光素子
３ｅで受光する８００ｎｍの発光波長及び受光波長の透
過率は８５％であるので、この例では、透過率を更に高
くして波長光線の減衰をできるだけ少なくするために、
部分的に厚みを薄く形成している。即ち、投光素子３ｃ
と受光素子３ｅとに対向する部位に薄肉部３９ｂ及び３
９ｃを形成するものである。

【００１７】図７及び図８に示すものは、カバープレー
トの内面の必要な個所に、可視光線を遮るフィルターを
配置するもので、図７に示すカバープレート４９では、
図５で示したレンズ一体型のカバープレートと同様に、
カバープレートの内面側にフレネルレンズ部４９ａが形
成してあり、このフレネルレンズ部４９ａ以外のカバー
プレートの内面には、可視光線を遮るフィルター４９ｂ
が貼付けなどにより設けてある。また、図８に示すカバ
ープレート５９では、図６で示したレンズ一体型のカバ
ープレートと同様に、カバープレートの前面側に突出し
てレンズ部５９ａが形成してあり、カバープレートの内
面の投光素子３ｃと受光素子３ｅとに対向する部位に
は、可視光線を遮るフィルター５９ｂ及び５９ｃが貼付
けなどにより設けてある。この構成においては、カバー
プレート５９にフィルター機能を設けているので、レン
ズ３ｂ及びレンズ３ｄ自体は可視光線を遮るフィルター
機能を持たないレンズであってもよい。

【００１８】

【発明の効果】このように本発明は、カバープレートの
赤外線検出センサと対向する部位に穴を設けてこの穴内
に赤外線検出センサ用のレンズを設けることで、赤外線
検出センサ側のレンズを不要にできる。このために、赤
外線検出センサとカバープレートを接近させることがで
き、センサモジュールの奥行きを小さくすることができ
る。赤外線検出センサ用のレンズ部をカバープレートと
一体的に形成することにより、構成が簡単になり、安価
に提供できる。カバープレートに可視光線を遮るフィル
ター機能を備える構成によって、投受光式センサ用のレ
ンズにフィルター機能が要求されず通常のレンズでよく
なり、構成が簡単になり安価になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示すもので、（ａ）
（ｂ）及び（ｃ）は、センサモジュールの要部の正面
図、横断面図及び縦断面図である。

【図２】カバープレートの実施の他の形態を示すもの
で、（ａ）及び（ｂ）は、断面図及び正面図である。

【図３】カバープレートの実施の更に他の形態を示す断
面図である。

【図４】本発明の実施の更に他の形態を示すもので、
（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、センサモジュールの要部の
正面図、横断面図及び縦断面図である。

【図５】カバープレートの実施の更に他の形態を示すも
ので、（ａ）及び（ｂ）は、断面図及び正面図である。

【図６】カバープレートの実施の更に他の形態を示すも
ので、（ａ）及び（ｂ）は、断面図及び正面図である。

【図７】カバープレートの実施の更に他の形態を示すも
ので、（ａ）及び（ｂ）は、断面図及び正面図である。

【図８】カバープレートの実施の更に他の形態を示すも
ので、（ａ）及び（ｂ）は、断面図及び正面図である。

【図９】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は、従来のセンサモジ
ュールの要部の正面図、横断面図及び縦断面図である。

【符号の説明】

２ 赤外線検出センサ ３ 投受光式センサ ９ カバープレート ９ａ 穴 １０、２０、３０、 レンズ １９、２９、３９ カバープレート １９ａ、２９ａ、３９ａ レンズ部 ４９、５９ カバープレート ４９ａ、５９ａ レンズ部 ４９ｂ、５９ｂ、５９ｃ フィルター

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の波長を検出する赤外線検出センサ
   と、第２の波長を検出する投受光式センサと、前記両セ
   ンサの前面に配置してあるカバープレートとを含み、 前記カバープレートは、前記第２の波長を透過する材質
   で形成されており、 前記カバープレートには、前記赤外線検出センサと対向
   する部位に穴が設けられ、この穴内に前記第１の波長を
   透過する材質で形成されたレンズが設けられていること
   を特徴とするセンサモジュール。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記カバープレート
   には、可視光線を遮るフィルター機能が備わっているこ
   とを特徴とするセンサモジュール。
3. 【請求項３】 第１の波長を検出する赤外線検出センサ
   と、第２の波長を検出する投受光式センサと、前記両セ
   ンサの前面に配置してあるカバープレートとを具備する
   センサモジュールにおいて、 前記カバープレートは、前記第１の波長及び前記第２の
   波長を共に透過する材質で形成されており、 前記カバープレートには、前記赤外線検出センサと対向
   する部位に、前記赤外線検出センサ用のレンズ部が一体
   的に形成されていることを特徴とするセンサモジュー
   ル。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記カバープレート
   には、少なくとも前記投受光式センサと対向する部位に
   可視光を遮るフィルター機能が備わっていることを特徴
   とするセンサモジュール。