JP2004045134A - 静止赤外線源検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】人や動物などの赤外線源の変化、すなわち動く状態でしか検出できない焦電式検出器を赤外線源が静止していても検出できるようにした。また長時間電池で駆動するために、電力消費が少ない構造とし、ワイヤレスの検出装置が可能とした。これにより、電気工事が不要となり設置が容易になった。
【解決手段】焦電式検出器の前面に周期的に開閉するシャッターを設け、人や動物などの赤外線源が存在し、静止している時でも、擬似的に赤外線強度を変化させて検出可能とした。シャッター部は焦電式検出器の視野角を落とさず、かつ動作エネルギーを少なくするため、往復運動で動作可能な構造とした。
【選択図】　　なし

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、赤外線を発する人や動物の存在を静止しているか、動いているにかかわらず、検出するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
絶対赤外線強度測定の検出器では、静止赤外線源検出は可能で、各種の方式があるが、非常に高価で大がかりある。また、焦電式赤外線検出器は、防犯用などで安価に広く使われているが、その原理上、赤外線源が静止していると検出できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
焦電式赤外線検出器を改良して、静止している人などの赤外線源の存在を検出するための装置を安価に実現する。また、検出装置を長時間の電池駆動可能とする。これは、検出装置を電池駆動でワイヤレス可能とし、設置に本格的な電気工事必要としない応用を目的とするためである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、焦電式赤外線検出器が赤外線の変化を検出し赤外線源が静止して赤外線の変化がなくなると検出できなくなる点を改良して、焦電式赤外線検出器の前に周期的に開閉するシャッターを設け、赤外線源が静止していても、赤外線源が存在する時は擬似的に赤外線強度が変化し存在を検出するようにした点を特徴とする。
【０００５】
【発明実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の各形態例に基づき、この発明を詳細に説明する。図１は焦電式検出器の検出可能範囲と必要シャッター開口範囲の説明するものである。焦電式検出器１は通常直径２０ｍｍ程度で、検出視野角は円錐角１００度程度である。シャッター位置２にシャッターを設けることにより検出視野角３を落とさないためには、直径５０ｍｍ以上のシャッター開口範囲４が必要である。このためシャッターは検出器に比べてかなり大きくなる。またシャッター速度は、焦電式検出器の応答特性にあわせて、０．３Ｈｚ〜３Ｈｚが適当でかなり遅い。このため、シャッターはできるだけスペースをとらず、遅い速度で、できるだけ電力を消費しない機構が必要である。
【０００６】
【実施例１】
図２、図３にスライド式シャッターの実施例を示す。図２はシャッターが閉じた状態の図である。２本のガイドレール５の溝をスライドする２枚の可動シャッター板６Ａ，６Ｂがあり、それぞれ、アクチュエータ７に接続されている。図２の回転方向８Ａにアクチュエーター７が回転することにより２枚の可動シャッター板６Ａ，６Ｂが接近して閉じる。この時赤外線源が視野角範囲に存在すると焦電式検出器にあたる赤外線は弱まる方向へ変化し、焦電式検出器は電荷の流れが生じ電流が流れる。アクチュエーター７が図３の回転方向８Ｂに回転すると、２枚の可動シャッター板６Ａ，６Ｂは互いにガイドレール５に沿って離れ、シャッターは開く。この時赤外線源が視野角範囲に存在すれば、焦電式検出器１に入る赤外線は強まる方向へ変化しやはり電荷の流れすなわち電流が流れる。シャッターが開く時すなわち赤外線強度が強まる時と、シャッターが閉じる時すなわち赤外線強度が弱まる時は、電流の流れは反対方向になるが、この電流変化は電気回路で検出する。これにより、赤外線源が静止しても検出できる。
【０００７】
【実施例２】
図４、図５に扇式のシャッターの実施例を示す。図４はシャッターを閉じた状態の図である。扇形シャッター板９Ａと９Ｂは、扇のかなめ１０で接続されている。扇形シャッター板９Ａと９Ｂのかなめ１０を中心としての反対側はお互いバネ１１で引っ張られている。アクチュエーター７が図４の位置にあるときは、扇形シャッター板９Ａと９Ｂは接していて、シャッターは閉じている。図５で、アクチュエーター７が、アクチュエーター回転方向８Ｃに回転すると、バネに逆らって力が働き、かなめ１０を中心に扇形シャッター板９Ａ、９Ｂが離れシャッターが開く。この場合のアクチュエータ７は同じ方向でも逆方向でもよい。この時の検出器の検出原理は、スライドシャッター式と同じである。
【０００８】
【実施例３】
図６，図７，図８は、振子式箱形シャッターの実施例を示す。図６は立体的な図で、箱形振子シャッター１２が右の方へ振れていて開いた状態を示す。人などの赤外線源の存在を検出する時は検出器を室内の天井に設置することが有効であり、この立体図の上方向は、天井に取り付けることを想定している。箱形振子シャッター１２は、振子支点１３を軸に振れるようになっている。焦電式検出器の応答特性は、０．３Ｈｚから３Ｈｚくらいなので、箱形振子シャッター１２の固有振動数もこれに合わせるようにバランスをとる。図７，図８に示すように、アクチュエーターコイル１４を装置上部に固定して、振子側上部に永久磁石１５を取り付ける。アクチュエーターコイル１４に、振子作動用発信回路１８で、箱形振子シャッターの固有振動数に合わせて周期的に電流を流す。アクチュエーターコイル１４の近くに箱形振子シャッター１２に取り付けられた永久磁石１５が接近したときに引き合う方向へ電流を流し、離れるときに反対方向に電流を流せば、磁場と永久磁石１５とが吸引、反発して、振子を継続的に振れさせることができる。この結果、箱形振子シャッター１２が図７の位置にある時、焦電式検出器１は結果的に開いた状態になり、箱形シャッター１２が図８の位置にある時、焦電式検出器１は結果的に閉じた状態になる。箱形振子シャッター１２は図８に向かって左の方にも振れるが、図７と同様なので省略する。　この時の検出器の検出原理は、スライドシャッター式と同じである。振子式シャッターのシャッターの形状は箱形が有効だが、箱形でなくても可能である。
【０００９】
【発明の効果】
この発明により、静止している人や動物などの赤外線発生源があるエリアに居るかどうかを安価に検出でき、防犯上の監視や遠隔介護に有効である。また人が居るかどうかの検出により照明の点灯、消灯が自動的にでき電力節約に役立つ。また実施例のような機構をもつシャッターは消費電力を少なくすることができ、特に実施例３の振子式は重力を利用するので、少ない電力で作動させられる。このため電池などで長時間作動可能である。また、照明の光りを利用して、太陽電池による駆動も可能である。このため検出装置をワイヤレスにできるので、本格的な電気配線工事を伴わず、手軽に設置できるシステムが構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】検出器に充分な検出視野を確保するための必要開口範囲を説明したものである。
【図２】スライド式シャッターの実施例でシャッターが閉じた場合の説明図である。
【図３】スライド式シャッターの実施例でシャッターが開いた場合の説明図である。
【図４】扇形シャッターの実施例でシャッターが閉じた場合の説明図である。
【図５】扇形シャッターの実施例でシャッターが開いた場合の説明図である。
【図６】振子式箱形シャッターの実施例の立体的説明図である。
【図７】振子式箱形シャッターの実施例でシャッターが開いた状態の側面から見た説明図である。
【図８】振子式箱形シャッターの実施例でシャッターが閉じた状態の側面から見た説明図である。
【符号の説明】
１　　焦電式検出器
２　　シャッター位置
３　　焦電式検出器視野角
４　　シャッター必要開口範囲
５　　ガイドレール
６Ａ　可動シャッター板Ａ
６Ｂ　可動シャッター板Ｂ
７　　アクチュエーター
８Ａ　アクチュエーター回転方向Ａ
８Ｂ　アクチュエーター回転方向Ｂ
８Ｃ　アクチュエーター回転方向Ｃ
８Ｄ　アクチュエーター回転方向Ｄ
９Ａ　扇型シャッター板Ａ
９Ｂ　扇形シャッター板Ｂ
１０　かなめ
１１　バネ
１２　箱形振子シャッター
１３　振子支点
１４　アクチュエーターコイル
１５　永久磁石
１６　検出視野
１７Ａ　箱形シャッターの振れる方向Ａ
１７Ｂ　箱形シャッターの振れる方向Ｂ
１８　振子作動用発信回路
１９　検出回路
２０Ａ　振子振動方向
２０Ｂ　振子頭部振動方向

Claims (4)

1. 焦電式検出器検出視野にシャッター機構を設けて周期的に開閉を行い、動いているときはもとより、静止している人や動物などの赤外線を発する物体の存在を検出する装置
2. 前記検出器シャッターの機構で、検出視野に、２枚のスライド式シャッター板を設けて、アクチュエーターで開閉を行う機構
3. 前記検出器シャッターの機構で、検出視野に、２枚の扇形のシャッター板を設け、アクチュエーターで扇のかなめを中心に開閉を行う機構
4. 前記検出器シャッターの機構で、検出視野に、振子式シャッターを設け、振子振動で検出器視野の開閉を行う機構

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