JP2006048341A

JP2006048341A - 侵入検出装置

Info

Publication number: JP2006048341A
Application number: JP2004227920A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ogino; 弘之荻野; Tadashi Nakatani; 直史中谷; Hirofumi Inui; 弘文乾; Shin Imai; 慎今井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-02-16
Also published as: CN101036170A

Abstract

【課題】赤外線センサや感圧センサでフェンスを乗り越えようとする侵入者を検出する従来の構成では、動物の動作や布団干し等で誤検出が起こるといった課題があった。
【解決手段】感圧手段としての可撓性を有したケーブル状の圧電センサ１４を壁状構造体１１の住居側上端部１２から所定長さＬ下方位置に沿って配設した。これにより、動物の動作や布団干し等でも不要な押圧が圧電センサ１４に印加されることがなく、侵入者が壁状構造体１１を乗り越える際に壁状構造体１１の上部に手をかけたときの押圧を検出して侵入を検出するので、従来のような誤検出がなく、確実に侵入を検出できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、住居のベランダのフェンスや塀などの壁状構造体に設置する侵入検出装置に関するものである。

従来、この種の侵入検出装置には、赤外線センサや感圧センサを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図８は、特許文献１に記載された従来の侵入検出装置の構成図である。図８において、従来の侵入検出装置は、ベランダ等に設置されるフェンス１に設けられた支柱２〜４の上部にそれぞれ赤外線投光部５と赤外線受光部６、７を備えている。

上記構成により、フェンス１を乗り越えて侵入者が侵入しようとして、身体の一部が赤外線投光部５から投光される赤外線ビームをさえぎると、赤外線受光部６または７の受光量が低下することに基づき侵入判定を行い、警報装置から警報を発生させたり、外部への通報を行うといったような防犯動作を行う。

また、図９は特許文献１に記載された従来の他の侵入検出装置の断面図である。図９はフェンス１の断面図で、フェンス１の上面部８の家屋側角縁に沿って形成された切り欠き部９に感圧センサ１０が配設してある。

上記構成により、フェンス１を乗り越えて侵入者が侵入しようとして、身体の一部が感圧センサ１０に接触して押圧すると感圧センサ１０が押圧を検出することに基づき侵入判定を行い、警報装置から警報を発生させたり、外部への通報を行うといったような防犯動作を行う。
特開２００２−１５３８０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、フェンス１に鳥がとまったり、猫がフェンス１の上を歩くと、赤外線ビームが遮られて誤検出するといった課題があった。

また、フェンス１で布団を干す際にも赤外線ビームが遮られたり、布団の重量を感圧センサが検出して誤検出するといった課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、動物や布団干し等でも誤検出のない進入検出装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の侵入検出装置は、住居のベランダのフェンスや塀などの壁状構造体に配設された感圧手段と、前記感圧手段の出力信号に基づき前記壁状構造物を越えて侵入する侵入者を検出する検出手段とを備え、前記感圧手段は前記壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に沿って配設されたもので、前記感圧手段は前記壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に沿って配設されているので、動物の動作や布団干し等でも不要な押圧が印加されることがなく、誤検出がない。

本発明の侵入検出装置は、住居のベランダのフェンスや塀などの壁状構造体に配設された感圧手段と、前記感圧手段の出力信号に基づき前記壁状構造物を越えて侵入する侵入者を検出する検出手段とを備え、前記感圧手段は前記壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に沿って配設されたもので、前記感圧手段は前記壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に沿って配設されているので、動物の動作や布団干し等でも不要な押圧が印加されることがなく、侵入者が壁状構造体を乗り越える際に壁状構造体の上部に手をかけたときの押圧を検出して侵入を検出するので、従来のような誤検出がなく、確実に侵入を検出できる。

また、また、感圧手段は壁状構造体の住居側に配設されているので、外側からは目立たないため見栄えがよい上、侵入者にも感圧手段が設置してあることを気づかれないので、防犯効果が高まる。

第１の発明は、住居のベランダのフェンスや塀などの壁状構造体に配設された感圧手段と、前記感圧手段の出力信号に基づき前記壁状構造物を越えて侵入する侵入者を検出する検出手段とを備え、前記感圧手段は前記壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に沿って配設されたもので、前記感圧手段は前記壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に沿って配設されているので、動物の動作や布団干し等でも不要な押圧が印加されることがなく、従来のような誤検出がない。また、前記感圧手段は前記壁状構造体の住居側に配設されているので、外側からは目立たないため見栄えがよい上、侵入者にも感圧手段が設置してあることを気づかれないので、防犯効果が高まる。

第２の発明は、特に第１の発明において、壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に溝部が設けられ、感圧手段は前記溝部に配設されたもので、感圧手段を壁状構造体に配設する際に溝部があるので、施工の際に感圧手段を設置しやすい。

第３の発明は、特に第１の発明において、壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に段部が設けられ、感圧手段は前記段部に配設されたもので、侵入者が壁状構造体を乗り越えて侵入する際には体を持ち上げるため壁状構造体上部に手をかけて体を持ち上げるが、段部があると、必然的にそこに手をかけて力を入れたくなるので、段部に配設された感圧手段にも押圧がかかりやすくなり、侵入の検出性能が向上する。

第４の発明は、特に第１〜３の発明のいずれか記載の発明において、感圧手段を弾性支持する支持手段を備えたもので、支持手段が感圧手段を弾性保持しているので、侵入者が壁状構造体を乗り越える際に壁状構造体の上部に手をかけたときの押圧により感圧手段が変形しやすくなり、感圧手段から変形に応じた出力信号を迅速に出力することが可能となるので、検出感度が向上する。

第５の発明は、特に第４の発明において、感圧手段は所定の荷重以上の荷重が印加されると非線形に撓む弾性特性を有した非線形撓み部を備えたもので、感圧手段に動物の動作や布団干しにより押圧が印加されても、非線形撓み部に所定の荷重以上の荷重が印加されないと撓まないため、感圧手段も変形せず、誤検出することがない。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、感圧手段は可撓性を有したケーブル状の圧電センサを備えたもので、圧電センサは圧電効果により変形の加速度に応じた電圧信号を出力するので、侵入者が壁状構造体の上部に手をかけたときの押圧による変形を迅速に検出して侵入検出することができる上、圧電センサが可撓性を有したケーブル状なので、様々な壁状構造体の形状に沿って自在に配設が可能となる。

第７の発明は、第１〜６の発明のいずれか記載の発明で、検出手段の出力信号に基づき警報を発生する警報発生手段を備えたもので、警報発生により侵入者を威嚇して侵入を抑制することができる。

第８の発明は、第１〜７の発明に記載の発明において、検出手段の出力信号を外部機器へ通信可能な通信手段を備えたもので、侵入者の侵入があったことを屋内の警報端末や外部電話、警備会社、警察等へ通報することができ、侵入発生時の迅速な対応が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における侵入検出装置が設置されたのの壁状構造体の構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ位置における断面図である。図１（ａ）において、住居のベランダのフェンスや塀などの壁状構造体１１の住居側上端部１２から所定長さＬ下方位置に沿って溝部１３が形成され、溝部１３に感圧手段としての可撓性を有したケーブル状の圧電センサ１４が配設されている。

長さＬは主に壁状構造体１１の上部の幅Ｗにより設定すればよい。例えば、Ｗが大きい場合は侵入の際に壁状構造体１１の上部に手をかけにくいのでＬは小さくする。逆に、Ｗが小さいと侵入の際に壁状構造体１１の上部に手をかけ易いのでＬは大きくする。尚、確実に手をかける状態を考慮すれば、少なくとも指の第１関節〜第２関節が壁状構造体１１の住居側壁面に接していることが必須なので、この観点からＬは１０ｍｍ以上とすることが望ましい。

圧電センサ１４の端部には制御ユニット１５が設けられている。また、図１（ｂ）において、圧電センサ１４は圧電センサ１４より柔らかい弾性体からなる支持手段により支持されている。圧電センサ１４は支持手段１６の一部にスリットを設け、前記スリットから支持手段１６内にはめ込んで支持する構成としている。弾性体としては、ＥＰＤＭや熱可塑性エラストマーのような合成樹脂の発泡体を用い、圧縮率（単位変位をもたらす荷重値）が圧電センサ１４よりも小さくなるよう硬度、発泡率等を選択すればよい。

図２（ａ）は圧電センサ１４と制御ユニット１５の構成図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢＢ位置における断面図を示すものである。図２（ａ）において、圧電センサ１４は後述する電極の断線・ショート検出用の抵抗体が内蔵された先端部１４１を備えている。図２（ｂ）において、圧電センサ１４は導体からなる中心電極１４２、圧電体層１４３、導体からなる外側電極１４４、弾性体からなる被覆層１４５を備えている。圧電体層１４３はポリフッ化ビニリデン等の樹脂系の高分子圧電体を用いることも考えられるが、耐熱温度が上限で８０℃程度であり、侵入検出装置は屋外使用が主であって、特に夏季には直射日光により壁状構造体１１の表面温度が時には１００℃近くの高温になることから、高分子圧電体を用いることは好ましくない。圧電体層１４３としては特定の樹脂基材中に圧電セラミックスの粉体を混合した複合圧電体を用いると１００℃以上の高温耐久性を有することができ、このような複合圧電体を使用することが好ましい。

尚、例えば図２（ｃ）に示すように、圧電センサ１４に隣接して支持手段１６中の壁側に中空部１６ａを設けて、さらに圧電センサ１４が変形しやすくする構成としてもよい。そして、圧電センサ１４をはめ込んだ後の前記スリットには接着剤でシールしてもよく、その場合はシール部材も弾性を備えた材料を用いるのが好ましい。

図３は本発明の第１の実施の形態における侵入検出装置のブロック図である。図３において、制御ユニット１５は、検出手段１５１、警報発生手段１５２、通信手段１５３を備えている。検出手段１５１は、圧電センサ１４からの出力信号を所定の濾波特性で濾波し、かつ、所定の増幅度で増幅を行うフィルタ部１５４と、フィルタ部１５４の出力信号を予め設定された設定値と比較して侵入の判定を行うコンパレータ部１５５とを備えている。フィルタ部１５４の濾波特性としては、手１７の接触時の周波数は１０Ｈｚ以下であり、特に３〜８Ｈｚの範囲が多く、降雨による振動は１０Ｈｚ以上、風による振動は１Ｈｚ以下が多いので、濾波特性としては例えば、３〜８Ｈｚの信号成分を通過させるバンドパスフィルタとする。

以上のように構成された侵入検出装置について、以下その動作、作用を図４及び図５に基づいて説明する。図４（ａ）は、侵入者が壁状構造体１１を乗り越えて侵入する際に体を持ち上げるため壁状構造体１１上部に手１７をかけている状態を示す図、図（ｂ）は布団干しをする際に壁状構造体１１に布団１８をかけている状態を示す図である。図５は侵入者が侵入した時のフィルタ部１５４の出力信号Ｖとコンパレータ部１５５の出力信号Ｊの経時変化を示す特性図である。

まず、図４（ａ）のように、侵入者が壁状構造体１１上部に手１７をかけると、手１７の指よる押圧が圧電センサ１４及び支持手段１６に印加される。支持手段１６は圧電センサ１４より柔軟性を有しているので、図４（ａ）に示すように、指の接触による押圧により支持手段１６が圧縮されて、圧電センサ１４も容易に変形する。そして、圧電センサ１４からは圧電効果により圧電センサ１４の変形の加速度に応じた信号が出力される。

圧電センサ１４の出力信号は、フィルタ部１５４により手１７の接触時の周波数帯域である３〜８Ｈｚの信号を通過させ、他の周波数帯の信号は除去される。図５にフィルタ部１５４の出力信号Ｖを示す。手１７の接触時には、Ｖに基準電位Ｖ_０より大きな信号成分が現れる。この際、単に圧電センサ１４を壁状構造体１１に配設した構成であれば、手１７の接触の際の圧電センサ１４の変形はわずかであるが、本実施の形態の場合は図１（ｂ）のように支持手段１６が圧電センサ１４よりも柔軟性を有した弾性体からなり、接触の際に支持手段１６が容易に圧縮されるので、圧電センサ１４の変形量が増大する。このように圧電センサ１４は大きな変形量が得られ、変形量の２次微分値である加速度も大きくなり、結果として圧電センサ１４の出力信号も大きくなる。コンパレータ部１５５はＶのＶ_０からの振幅｜Ｖ−Ｖ_０｜がＤ_０より大ならば体の一部が接触したと判定し、時刻ｔ１で判定出力としてＬｏ→Ｈｉ→Ｌｏのバルス信号を出力する。

コンパレータ部１５５から侵入判定のパルス信号が出力されると、警報発生手段１５２から一定時間アラーム音が発生され、侵入者を威嚇する。また、並行して、通報手段１５３により侵入者の侵入があったことを屋内の警報端末や外部電話、警備会社、警察等へ通報する。

以上のように、本実施の形態における侵入検出装置では、感圧手段としての圧電センサが壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に沿って配設されているので、動物の動作や布団干し等でも不要な押圧が印加されることがなく、従来のような誤検出がない。また、圧電センサは壁状構造体の住居側に配設されているので、外側からは目立たないため見栄えがよい上、侵入者にも圧電センサが設置してあることを気づかれないので、防犯効果が高まる。

また、圧電センサを壁状構造体に配設する際に溝部があるので、施工の際に圧電センサを設置しやすい。さらに、風雨、日照などの自然条件に対しても溝によって、保護されることになり、耐久性を向上させることができる。

また、支持手段が圧電センサを弾性保持しているので、侵入者が壁状構造体を乗り越える際に壁状構造体の上部に手をかけたときの押圧により圧電センサが変形しやすくなり、圧電センサから変形に応じた出力信号を迅速に出力することが可能となるので、検出感度が向上する。

また、感圧手段は可撓性を有したケーブル状の圧電センサを備えたもので、圧電センサは圧電効果により変形の加速度に応じた電圧信号を出力するので、侵入者が壁状構造体の上部に手をかけたときの押圧による変形を迅速に検出して侵入検出することができる上、圧電センサが可撓性を有したケーブル状なので、様々な壁状構造体の形状に沿って自在に配設が可能となる。

また、検出手段の出力信号に基づき警報を発生する警報発生手段を備えており、警報発生により侵入者を威嚇して侵入を抑制することができる。

さらに、検出手段の出力信号を外部機器へ通信可能な通信手段を備えたもので、侵入者の侵入があったことを屋内の警報端末や外部電話、警備会社、警察等へ通報することができ、侵入発生時の迅速な対応が可能となる。

（実施の形態２）
図６（ａ）は、本発明の実施の形態２における侵入検出装置の断面図、図６（ｂ）は、侵入者が壁状構造体１１を乗り越えて侵入する際に体を持ち上げるため壁状構造体１１上部に手１７をかけている状態を示す図である。図６（ａ）において、本実施の形態における侵入検出装置は、壁状構造体１１の住居側上端部１２から所定長さＬ下方位置に段部１９が設けられ、感圧手段としての圧電センサ１４が支持手段１６とともに段部１９に配設されたものである。

上記構成により、侵入者が壁状構造体１１を乗り越えて侵入する際には体を持ち上げるため、図６（ｂ）に示すように、壁状構造体上部に手１７をかけて体を持ち上げるが、段部１９があると、必然的にそこに手１７をかけて力を入れたくなるので、段部１７に配設された圧電センサ１４及び支持手段１６にも押圧がかかりやすくなる。これにより、圧電センサ１４が実施の形態１の構成以上に強く変形するため、圧電効果により圧電センサ１４からより大きな振幅の信号が出力されるので、侵入の検出性能が向上する。

なお、図６（ｃ）に示すように、逆Ｌ字型の壁状構造体１１の手すりの内側に、圧電センサ１４を備えた支持手段１６を設けるような構成としてもよい。

（実施の形態３）
図７（ａ）は、本発明の実施の形態３における侵入検出装置の断面図、図７（ｂ）は、侵入者が壁状構造体１１を乗り越えて侵入する際に体を持ち上げるため壁状構造体１１上部に手１７をかけている状態を示す図である。図７（ａ）において、本実施の形態における侵入検出装置は、感圧手段としいの圧電センサ１４が所定の荷重以上の荷重が印加されると非線形に撓む弾性特性を有した非線形撓み部１８を備えたものである。非線形撓み部１８は支持手段１６に形成された中空部１９内に配設されている。非線形たわみ部１８は帯状に成形され凸部を有する薄型弾性体からなり、例えば、市販されているコンベックスメジャーで使用されているような弾性体を用いれば良く、シンプルで実用性が高い。

上記構成により、図７（ｂ）に示すように、手１７の指が圧電センサ１４に接触し、押圧が印加されていき、所定の荷重以上の荷重が印加されると非線形たわみ部１８が居住側に対して急激に凹状に変形し、圧電センサ１４も大きな変形を受けるので、圧電効果により圧電センサ１４から大きな出力信号が現れるので、確実に侵入が検出できる。

一方、圧電センサ１４に動物の動作や布団干しにより押圧が印加されても、非線形撓み部１８に所定の荷重以上の荷重が印加されないと撓まないため、圧電センサ１４も変形せず、誤検出することがない。

以上の実施の形態１〜３では、圧電センサ１４はその一部が外部に露出した構成だったが、支持手段１８に圧電センサ１４挿入孔を設けて、圧電センサ１４を挿入孔に内蔵して支持する構成としてもよい。

以上のように、本発明にかかる侵入検出装置は、動物の動作や布団干し等でも不要な押圧が印加されることがなく、侵入者が壁状構造体を乗り越える際に壁状構造体の上部に手をかけたときの押圧を検出して侵入を検出するので、従来のような誤検出がなく、確実に侵入を検出できるもので、上記のように住居や工場、鉄道、空港等の敷地に敷設されるフェンスに設置して活用できるとともに、例えば、机の引出しやドアの取手の裏側に配設して、引出しやドアを不正に開けようとした際に警報を発生して威嚇したり、通報して不正使用を知らせる等のセキュリティシステムとしても適用できる。

（ａ）本発明の実施の形態１における侵入検出装置が設置されたのの壁状構造体の構成図（ｂ）図１（ａ）のＡＡ位置における断面図（ａ）本発明の実施の形態１における圧電センサ１４と制御ユニット１５の構成図（ｂ）図２（ａ）のＢＢ位置における断面図（ｃ）本実施の形態における支持手段に中空部を備えた場合の断面図本発明の実施の形態１における侵入検出装置のブロック図（ａ）本発明の実施の形態１における侵入検出装置で侵入者が壁状構造体１１を乗り越えて侵入する際に体を持ち上げるため壁状構造体１１上部に手１７をかけている状態を示す図（ｂ）布団干しをする際に壁状構造体１１に布団１１をかけている状態を示す図本発明の実施の形態１における侵入検出装置で、侵入者が侵入した時のフィルタ部１５４の出力信号Ｖとコンパレータ部１５５の出力信号Ｊの経時変化を示す特性図（ａ）本発明の実施の形態２における侵入検出装置の断面図（ｂ）侵入者が壁状構造体１１を乗り越えて侵入する際に体を持ち上げるため壁状構造体１１上部に手１７をかけている状態を示す図（ｃ）本実施の形態の侵入検出装置を逆Ｌ字型の壁状構造体１１に取り付けた場合の断面図（ａ）本発明の実施の形態３における侵入検出装置の断面図（ｂ）侵入者が壁状構造体１１を乗り越えて侵入する際に体を持ち上げるため壁状構造体１１上部に手１７をかけている状態を示す図従来の侵入検出装置の構成図従来の他の侵入検出装置の断面図

符号の説明

１１フェンス（壁状構造体）
１２上端部
１３溝部
１４圧電センサ（感圧手段）
１６支持手段
１９段部
２１非線形撓み部
１５１検出手段
１５２警報発生手段
１５３通信手段

Claims

住居のベランダのフェンスや塀などの壁状構造体に配設された感圧手段と、前記感圧手段の出力信号に基づき前記壁状構造物を越えて侵入する侵入者を検出する検出手段とを備え、前記感圧手段は前記壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に沿って配設された侵入検出装置。
壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に溝部が設けられ、感圧手段は前記溝部に配設された請求項１記載の侵入検出装置。
壁状構造体の住居側上端部から所定長さ下方位置に段部が設けられ、感圧手段は前記段部に配設された請求項１記載の侵入検出装置。
感圧手段を弾性支持する支持手段を備えた請求項１〜３のいずれか１項記載の侵入検出装置。
感圧手段は所定の荷重以上の荷重が印加されると非線形に撓む弾性特性を有した非線形撓み部を備えた請求項４記載の侵入検出装置。
感圧手段は可撓性を有したケーブル状の圧電センサを備えた請求項１〜５のいずれか１項記載の侵入検出装置。
検出手段の出力信号に基づき警報を発生する警報発生手段を備えた請求項１〜６のいずれか１項記載の侵入検出装置。
検出手段の出力信号を外部機器へ通信可能な通信手段を備えた請求項１〜７のいずれか１項記載の侵入検出装置。