JP2004021506A

JP2004021506A - 侵入者検知装置

Info

Publication number: JP2004021506A
Application number: JP2002174276A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Komori; 小森　和彦
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】車室内の距離の異なる検知領域における侵入者の検知を精度良く行うことのできる侵入者検知装置を提供する。
【解決手段】本発明の侵入者検知装置２０は、複数の焦電素子２７を有する焦電センサ２１と、焦電センサ２１に赤外線を集光する集光レンズ２４とを備え、集光レンズ２４が、車両室内に設けられる検知領域Ａ，Ｂ，Ｃ内の車両前後方向の異なる検知距離に対応するように焦点距離の異なる近距離用レンズ２６ａ、中距離用レンズ２６ｂ、遠距離用レンズ２６ｃからなり、それぞれが検知領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に配置される複数の集光領域を形成するマルチレンズであり、焦電素子群２２が少なくとも１つの集光領域から受光するように配置され、かつ、各焦電素子２７は、正方行列状に配列される複数の略正方形の受光部２８から構成されるとともに受光部２８の対角線方向が車両の前後左右方向と一致するように設けられる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体から輻射される赤外線を検知する焦電型赤外線センサを用いた自動車室内用の侵入者検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人体を検知する手段として、物体から輻射される赤外線の変化を検出する焦電効果を利用した焦電センサを用いたものが広く利用されている。これを自動車室内に備え付けることで、車内の人体検知を行うことができる。
【０００３】
例えば、図７に示した車両用の人体検出装置１は、車両走行時に車内の人体２の存在を検知するものである。ここで、図７（ａ）は人体検出装置１を上から見た場合の模式図、図７（ｂ）は側面から見た場合の模式図を示す。この人体検出装置１は、焦電センサ３を車内の天井中央に設置して、赤外線検知領域４に人体が存在することを検知する。検知領域４を着座した人２にあたる狭い領域に限定して、焦電センサ３がそれぞれの人体から等距離に位置するように設定されているので、人体から輻射された赤外線に対して正確に焦点を合わせて焦電素子に集光することができる。このとき、図８に示すように、人体２から輻射された赤外線５は、レンズ８によって焦電素子６上の単体の受光部７に集光される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両への侵入者の検知を目的とした場合、検知領域を車内の広範囲に設ける必要がある。そのため、焦電センサからの検知距離が一定とならないので、赤外線を集光する焦点距離を合わせることができず、侵入者の検知精度が低下してしまうという問題があった。例えば、車内の前方部に焦点距離を合わせると後方部の検知精度が低下してしまう。特に、車内が広い車両において、後方のドアから侵入された場合の検知が不可能となってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、車室内の距離の異なる検知領域における侵入者の検知を精度良く行うことのできる侵入者検知装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の請求項１に係る侵入者検知装置は、人体から輻射される赤外線を検出する複数の焦電素子を有する焦電センサと、該焦電センサに検知領域内の赤外線を集光する集光レンズとを備えた車両用の侵入者検知装置であって、前記集光レンズが、車両室内に設けられる前記検知領域内の車両前後方向の異なる検知距離に対応するように焦点距離の異なる複数のレンズ部分からなり、それぞれのレンズ部分が前記検知領域内に配置される複数の集光領域を形成するマルチレンズであり、前記複数の各焦電素子が少なくとも１つの前記集光領域から受光するように配置され、かつ、該各焦電素子は、正方行列状に配列される複数の略正方形の受光部から構成されるとともに該受光部の対角線方向が車両の前後左右方向と一致するように設けられることを特徴とする。
【０００７】
上記構成の侵入者検知装置によれば、集光レンズが車両室内に設けられる検知領域内の車両前後方向の異なる検知距離に対応するように焦点距離の異なる複数のレンズ部分からなっているので、検知距離の異なる領域に適切な焦点距離を合わせることができる。そのため、車室内の前方部、後方部に関わらず、検知領域全域で精度良く検知を行うことができる。
また、各焦電素子は、正方行列状に配列される複数の略正方形の受光部から構成されるとともに該受光部の対角線方向が車両の前後左右方向と一致するように設けられるので、車室内への侵入方向に対して、焦電素子及び受光部の対角線方向が略一致する。これにより、侵入者が検知領域内に侵入した瞬間に複数の集光領域を通過し易くなり、検知精度を向上させるとともに侵入者をより早く検知することができる。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明の請求項２に係る侵入者検知装置は、請求項１記載の侵入者検知装置であって、前記焦点距離の異なる複数のレンズ部分が、近距離用、中距離用、遠距離用の３つのマルチレンズからなることを特徴とする。
【０００９】
上記構成の侵入者検知装置によれば、複数のレンズ部分を、近距離用、中距離用、遠距離用の３つのマルチレンズによって構成したので、例えば近距離用の焦点距離を車内前方部に、中距離用の焦点距離を車内後方部に、遠距離用の焦点距離を後方ドアに面する部分にそれぞれ合わせることで、効果的に検知精度の向上を図ることができる。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の請求項３に係る侵入者検知装置は、請求項１に記載の侵入者検知装置であって、前記検知領域内の任意の領域から受光する焦電素子が、隣接する焦電素子間で少なくとも１つの受光部を共有するように構成されることを特徴とする。
【００１１】
上記構成の侵入者検知装置によれば、任意の領域から受光する焦電素子が、隣接する各焦電素子間で少なくとも１つの受光部を共有するように構成される。また、各焦電素子が少なくとも１つの集光領域から受光するように配置されるので、共有した受光部は複数の集光領域から受光することになり、検知感度を向上させることができる。
１つの受光部当たりの集光領域が大きくなってしまうような遠距離領域では、その集光領域に比べて小さな動きを検知することが困難となってしまうため、上記の焦電素子の構成は、遠距離から集光する焦電素子に適用することがより効果的である。例えば、この焦電素子の構成を、請求項２に記載された遠距離用のマルチレンズから受光する焦電素子に適用することにより、レンズによって焦点距離を合わせることに加えて、遠距離の検知感度を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、上記目的を達成するための本発明の請求項４に係る侵入者検知装置は、請求項１に記載の侵入者検出装置であって、前記検知領域が、車両室内の少なくとも内縁部に沿って設けられることを特徴とする。
【００１３】
上記構成の侵入者検知装置によれば、検知領域が車両室内の内縁部に沿って設けられているので、車内に僅かでも侵入された瞬間に侵入者を確実かつ素早く検知することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するための本発明の請求項５に係る侵入者検知装置は、請求項１に記載の侵入者検出装置であって、前記焦電センサが、車両のマップランプに近接して設けられるとともに該マップランプのカバーと前記集光レンズが一体に形成されることを特徴とする。
【００１５】
上記構成の侵入者検知装置によれば、マップランプのカバーと集光レンズが一体に形成されるので、マップランプのカバー内に焦電センサを備えることができる。これにより、車体に対してマップランプと侵入者検知装置を一体に設けることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る侵入検知装置の一実施形態を図１〜６に基づいて説明する。図１は、本発明の侵入者検知装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は図１に示した集光レンズの斜視図、図３は図１に係る侵入者検知装置を車両に取り付けた時の検知領域を示す模式図、図４は図１に係る焦電素子を示す平面図、図５は図１に示した焦電素子群の配置を示す平面図、図６は後述する遠距離用レンズに関わる集光の様子を示す模式図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の侵入者検知装置２０は、検知領域内の赤外線を集光する集光レンズ２４と、集光レンズ２４内に設けられた焦電センサ２１とを備えている。焦電センサ２１は、集光レンズ２４内に組み付けられた基板２３上に設置され、人体から輻射される赤外線を検出する焦電素子群２２を備えている。集光レンズ２４によって集光した赤外線が継続的に焦電素子群２２に照射され、人体が検知領域内に侵入すると、人体から輻射される赤外線によって焦電素子群２２に集光される赤外線エネルギーが変化して、焦電素子群２２の電荷が変化する。この電荷の変化を焦電センサ２１が検出することにより、侵入者の発生を検知する。
【００１８】
図１及び図２に示すように、集光レンズ２４は赤外線を透過する高密度ポリエチレンにより形成され、焦電センサ２１と共に車室内に取り付けるためのカバー２５と、後述する距離の異なる３つの検知領域に各々焦点を合わせた３つのレンズ部分からなっている。すなわち、３つのレンズ部分は近距離用レンズ２６ａ、中距離用レンズ２６ｂ、遠距離用レンズ２６ｃからなっており、それぞれが車室内の検知領域Ａ，Ｂ，Ｃ（図３参照）から赤外線を集光するように形成され、各検知領域Ａ，Ｂ，Ｃに設定された検知距離に対して焦点が合うように設定されている。
【００１９】
さらに、近距離用レンズ２６ａ、中距離用レンズ２６ｂ、遠距離用レンズ２６ｃの内面には、検知領域Ａ，Ｂ，Ｃ内にそれぞれ略等間隔に配置される複数の集光領域を形成するマルチレンズが形成され（図示せず）、本実施形態では、集光領域の数と焦電素子の数が同数設けられている。検知領域Ａ、Ｂにおいては、１つの焦電素子に対して１つの集光領域から集光されるように構成され、検知領域Ｃにおいては、隣接する焦電素子の一部が重なるように設けられて、１つの焦電素子に対して２つまたは３つの集光領域から集光されるように構成されている。
【００２０】
図３に示すように、侵入者検知装置２０はワゴンタイプの乗用車に設置するのに適しており、車室内の天井前方に取り付けられる。検知領域は車室内の略全域に渡って設けられ、特に側面及び後方のドアからの侵入に備えてドアの内縁部分を検知するように図られている。検知領域Ａは車内前方部、検知領域Ｂは車内後方部、検知領域Ｃは後方ドア部である。検知領域Ａ，Ｂ，Ｃについて最適な検知距離がそれぞれ定められ、これに伴い近距離用レンズ２６ａ、中距離用レンズ２６ｂ、遠距離用レンズ２６ｃの焦点距離が決められる。本実施形態における好適な検知距離及び集光レンズ２４の仕様を［表１］に示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
次に、本実施形態における焦電素子の構成を図４に示す。図１に示した焦電素子群２２は、複数の焦電素子２７からなっている。焦電素子２７は、４つの正方形の受光部２８により構成され、隣接する各受光部２８の電荷が正負逆特性となるように２×２の正方行列状に配列されている。１つの焦電素子２７につき、４つの受光部２８の出力の和を１つの電気信号として出力する。
また、［表１］に示すように、検知領域Ａ，Ｂ，Ｃにおける検知可能サイズは、受光部２８の対角線長さＬと検知距離によって決まる。検知領域Ａ，Ｂでは検知可能サイズが１００ｍｍ以上であり、大人の手の動きを検知可能となっている。
【００２３】
また、図５に示すように、焦電素子群２２は、検知領域Ａ，Ｂ，Ｃ内に略等間隔に配置される各集光領域からそれぞれ１つの焦電素子２７に集光されるように、［表１］に示した集光領域数と同数の焦電素子２７が検知領域Ａ，Ｂ，Ｃ毎に略等間隔に配置されている。但し、上述したように検知領域Ｃから集光される焦電素子は、隣接する焦電素子間で共有の受光部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを有して一列に配置される。
【００２４】
さらに、焦電素子群２２は、受光部２８の対角線方向が車両の前後左右方向と一致するように配向される。よって、車室内への侵入方向と焦電素子２７の対角線方向が一致するので、侵入者の体が同じ電荷の受光部２８に集光される集光領域を通過しやすくなる。つまり、焦電素子群２２は正負どちらかの電荷を強く出力するので、検知精度を向上させることができる。また、侵入者が検知領域内に侵入した瞬間に複数の受光領域を通過し易くなり、検知精度を向上させるとともに侵入者をより早く検知することができる。
【００２５】
図６に示すように、検知領域Ｃから照射される焦電素子は、遠距離用レンズ２６ｃによって集光される４つの集光領域２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄから赤外線を受光する。共有の受光部２８ａは集光領域２９ａと２９ｂから受光し、共有の受光部２８ｂ，２８ｃも同様に集光領域２９ｂと２９ｃ、集光領域２９ｃと２９ｄからそれぞれ受光する。
検知領域Ｃでは、検知距離が遠いことによって受光部１つ当たりの検知領域が広くなり検知感度が低下する恐れがあるため、上記のように複数の集光領域から受光する共有の受光部２８ａ，２８ｂ，２８ｃを設けることによって侵入者の検知感度を向上させている。
【００２６】
なお、本実施形態では集光レンズ２４を焦点距離の異なる３つの検知領域に対応させて３つのマルチレンズによって構成しているが、検知領域の設定によって２つまたは４つ以上の焦点距離の異なるマルチレンズによって構成しても良い。また、本実施形態では検知領域を車室内の略全域に設けたが、ドアに面した車室内の内縁部近傍のみに設けられても侵入者の検知は可能である。
【００２７】
また、図示はしないが、集光レンズ２４が、車室内のマップランプのカバーと一体に設けられても良い。その場合、焦電センサとマップランプがカバー内に近接して設けられる。
また、車両のキーにブザーなどの報知手段を設けることで、侵入者を検知したことを車両の所有者に報知することも可能である。また、侵入者を検知した瞬間に車両のホーンを鳴らすように設定して、侵入が発生したことを周囲に知らせるようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載の侵入者検知装置によれば、集光レンズが車両室内に設けられる検知領域内の車両前後方向の異なる検知距離に対応するように焦点距離の異なる複数のレンズ部分からなっているので、検知距離の異なる領域に適切な焦点距離を合わせることができる。そのため、車室内の前方部、後方部に関わらず、検知領域全域で精度良く検知を行うことができる。
【００２９】
さらに、各焦電素子は、正方行列状に配列される複数の略正方形の受光部から構成されるとともに該受光部の対角線方向が車両の前後左右方向と一致するように設けられるので、車室内への侵入方向に対して、焦電素子及び受光部の対角線方向が略一致する。これにより、侵入者が検知領域内に侵入した瞬間に複数の集光領域を通過し易くなり、検知精度を向上させるとともに侵入者をより早く検知することができる。
【００３０】
また、請求項２記載の侵入者検知装置によれば、複数のレンズ部分を、近距離用、中距離用、遠距離用の３つのマルチレンズによって構成したので、例えば近距離用の焦点距離を車内前方部に、中距離用の焦点距離を車内後方部に、遠距離用の焦点距離を後方ドアに面する部分にそれぞれ合わせることで、効果的に検知精度の向上を図ることができる。
【００３１】
また、請求項３記載の侵入者検知装置によれば、任意の領域から受光する焦電素子が、隣接する各焦電素子間で少なくとも１つの受光部を共有するように構成され、さらに各焦電素子が少なくとも１つの集光領域から受光するように配置されるので、共有した受光部は複数の集光領域から受光することになり、検知感度を向上させることができる。
【００３２】
さらに、請求項４記載の侵入者検知装置によれば、検知領域が車両室内の内縁部に沿って設けられているので、車内に僅かでも侵入された瞬間に侵入者を確実かつ素早く検知することができる。
【００３３】
また、請求項５記載の侵入者検知装置によれば、マップランプのカバーと集光レンズが一体に形成されるので、マップランプのカバー内に焦電センサを備えることができる。これにより、車体に対してマップランプと侵入者検知装置を一体に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の侵入者検知装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１における集光レンズの斜視図である。
【図３】図１における侵入者検知装置を車両に取り付けた時の検知領域を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は後方から見た平面図ある。
【図４】図１における焦電素子を示す平面図である。
【図５】図１における焦電素子群の配置を示す平面図である。
【図６】図１における遠距離用レンズに関わる集光の様子を示す模式図である。
【図７】従来の車両用人体検知装置における人体検出の様子を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図８】図７における車両用の人体検知装置の赤外線受光の様子を示す模式図である。
【符号の説明】
２０　　　侵入者検知装置
２１　　　焦電センサ
２２　　　焦電素子群
２３　　　基板
２４　　　集光レンズ
２５　　　カバー
２６ａ　　近距離用レンズ
２６ｂ　　中距離用レンズ
２６ｃ　　遠距離用レンズ
２７　　　焦電素子
２８　　　受光部
２８ａ〜ｃ　共有の受光部
２９ａ〜ｄ　集光領域（検知領域Ｃ）
Ａ，Ｂ，Ｃ　検知領域

Claims

人体から輻射される赤外線を検出する複数の焦電素子を有する焦電センサと、該焦電センサに検知領域内の赤外線を集光する集光レンズとを備えた車両用の侵入者検知装置であって、
前記集光レンズが、車両室内に設けられる前記検知領域内の車両前後方向の異なる検知距離に対応するように焦点距離の異なる複数のレンズ部分からなり、それぞれのレンズ部分が前記検知領域内に配置される複数の集光領域を形成するマルチレンズであり、
前記複数の各焦電素子が少なくとも１つの前記集光領域から受光するように配置され、かつ、該各焦電素子は、正方行列状に配列される複数の略正方形の受光部から構成されるとともに該受光部の対角線方向が車両の前後左右方向と一致するように設けられることを特徴とする侵入者検知装置。
前記焦点距離の異なる複数のレンズ部分が、近距離用、中距離用、遠距離用の３つのマルチレンズからなることを特徴とする請求項１に記載の侵入者検出装置。
前記検知領域内の任意の領域から受光する焦電素子が、隣接する焦電素子間で少なくとも１つの受光部を共有するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の侵入者検出装置。
前記検知領域が、車両室内の少なくとも内縁部に沿って設けられることを特徴とする請求項１に記載の侵入者検出装置。
前記焦電センサが、車両のマップランプに近接して設けられるとともに該マップランプのカバーと前記集光レンズが一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載の侵入者検出装置。