JP2006048416A

JP2006048416A - 監視装置

Info

Publication number: JP2006048416A
Application number: JP2004229211A
Authority: JP
Inventors: Shin Imai; 慎今井; Tadashi Nakatani; 直史中谷; Hiroyuki Ogino; 弘之荻野; Hirofumi Inui; 弘文乾
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2006-02-16
Also published as: CN1993717A

Abstract

【課題】近年、窃盗犯罪の増加に伴い、家のフェンスに取り付けることが可能な監視装置の需要が増加しているが、従来の監視装置では、１本のケーブル状のセンサで監視を行っているため、侵入場所を特定できなかったり、侵入場所での威嚇ができないという課題があった。
【解決手段】単一のフェンス６６ごとに、ケーブル状の圧電センサからなる侵入検知部５０と判定手段６１で構成される圧電センサ端末器を配設することで、侵入場所を特定することが可能となり、判定手段６１に設けた報知部から威嚇することが可能となる。また、圧電センサ端末器を複数の侵入検知部５０と１つの判定手段６１とで構成することによって自然現象による検知か侵入による検知かを判定することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、防犯用の監視装置とその配設方法に関するものである。

従来のこの種の監視装置は、ケーブル状の振動検知センサをフェンス等に配設しておき、侵入などでフェンスが振動させられた時に、フェンスに配設されているケーブル状の振動検知センサに振動、衝撃などの外力が加えられるようにすることで、侵入を検知できるようにした侵入防護フェンスが知られている（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防護フェンスを示すものである。図８に示すように、所定区域の周囲に沿って配設した侵入防護フェンス３１に侵入を検知するための侵入センサの感知ケーブル２２を配線している。そして、感知ケーブル２２の一端を地中に埋設した接続パイプ４１を経て、フェンス３１近傍の制御箱２３に導き、他端を支柱３２に設けたターミネータ２４に接続する。そして、侵入者がフェンス３１によじ登ったり、衝撃を加えたとき、フェンス３１に加わる振動、衝撃をケーブル２２を通じて感知させている。
特開平１−６４７８号公報

しかしながら前記従来の構成では、侵入センサの感知ケーブル１本で振動を検知しているため、侵入場所の特定が困難であったり、雨や風などの自然現象の影響で振動を検知した場合も侵入と判断してしまうという課題があった。

本発明では、上記従来の課題を解決するためのもので、フェンス等に監視装置を配設した場合に、侵入場所を特定できるようにし、更に、侵入センサで振動を検知した場合に、雨や風などの影響による検知かあるいは、侵入による検知かを判定できるようにし、誤検知することがない監視装置を提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の監視装置は、可撓性のあるケーブル状の圧電センサと、前記圧電センサからの出力信号に基づき物体の押圧や振動を検出する判定手段とを有する圧電センサ端末器を複数備え、家宅の周りに設けられた複数のフェンス部材を連接してなるフェンスに、前記フェンスの単一のフェンス部材ごとに圧電センサ端末器を取り付けることを特徴とする。圧電センサ端末器を単一のフェンス部材ごとに取り付けることで、フェンス部材ごとの状態を区別して検知するので、フェンス全体のうちのどのセンサが検知信号を出力しているかにより、どの場所からの侵入かを特定することが可能となる。

本発明の監視装置は、単一のフェンスごとに侵入を検知するためのケーブル状の圧電センサを配設するため、侵入場所を特定することができる。そのため、侵入場所を特定することで、適切な場所に対しての威嚇が可能となる。また、侵入があった場所の監視を強化する等、今後の監視に活用することが可能となる。また、複数のケーブル状の圧電センサからの出力信号から、雨や風の影響でのセンサ検知であるか、侵入によるセンサ検知であるかを判定することが可能であるため、誤検知がなくなり、使用者にとっては安心して監視装置を使用することができる。

第１の発明は、可撓性のあるケーブル状の圧電センサと、前記圧電センサからの出力信号に基づき物体の押圧や振動を検出する判定手段とを有する圧電センサ端末器を複数備え、家宅の周りに設けられた複数のフェンス部材を連接してなるフェンスに、前記フェンスの単一のフェンス部材ごとに圧電センサ端末器を取り付けることを特徴とする。よって、フェンスの位置毎に検出情報を得ることができ、侵入場所を特定することができる。また、侵入が発生した場所で警報などの威嚇を行うことが可能となる。

第２の発明は、可撓性のあるケーブル状の圧電センサと、前記圧電センサからの出力信号に基づき物体の押圧や振動を検出する判定手段とを有する圧電センサ端末器を複数備え、家宅の周りに設けられた複数のフェンス部材を連接してなるフェンスに、前記フェンスの連設部は振動伝播部材で接続して間隔をおいて前記複数の圧電センサ端末器を取り付けることを特徴とする。よって、隣設するフェンスとフェンスの間を振動伝播部材で接続し、圧電センサ端末器を所定の間隔で単一のフェンスに配設することで、配設する圧電センサ端末器の台数を減らすことができる。そのため配設コストが安価になる。

第３の発明は、特に第２の発明において、判定手段をカバーするケースを備え、前記カバーは振動伝播部材を兼用する構成とした。よって、圧電センサ端末器のケースに振動伝播部材を使用することで、圧電センサ端末器自体が、振動伝播部材を兼用するため、圧電センサ端末器を取り付けたフェンスの連設が容易になる。

第４の発明は、可撓性のある複数のケーブル状の圧電センサと、前記複数の圧電センサからの出力信号に基づき物体の押圧や振動を検出する一つの判定手段とで構成する圧電センサ端末器を１つまたは複数備え、家宅の周りに設けられた複数のフェンス部材を連接してなるフェンスの、単一のフェンス部材ごとに、または間隔をおいて前記圧電センサを取り付けることを特徴とする。よって、押圧や振動を検出する判定手段一つで、圧電センサの配設した箇所の押圧や振動を検出することが可能なため、コストが安価になる。

第５の発明は、侵入判定手段を備えたことにより、複数の圧電センサから同じようなレベルの出力信号が検出された場合は、雨や風、地震などの自然現象による検知であると判定することで、侵入による検知とは区別することができ、誤検知を防ぐことが可能となる。

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監視装置の圧電センサ端末器の内部ブロック図である。本実施の形態では、家の周りにあるフェンスに配設した場合について説明していく。５０は侵入検知部であり、図１（ｂ）に示すように、弾性体６５に可撓性のある圧電センサ６３を配設した構成から成っている。圧電センサ６３は変形に応じた出力信号を発生する。弾性体６５としては、フェンスを乗越えて侵入者等が家宅に入りこもうとして、フェンスの上部に手や足を掛けた場合の押圧や振動時に圧電センサ６３が変形しやすいよう圧電センサ６３よりも柔軟性及び可撓性の良いゴム等の弾性材料が用いられ、また、屋外に設置するため耐熱性、耐寒性を考慮して選定する。具体的には、−３０℃〜８５℃で可撓性の低下が少ないものを選定することが好ましい。このようなゴムとしては、例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコンゴム（Ｓｉ）、熱可塑性エラストマー等を用いればよい。また、弾性体６５は、中空に形成され、押圧により圧縮可能な緩衝部６４を有している。さらに、弾性体６５の底部には、フェンス６６に固定支持するための溝部が形成されている。フェンスの上部に固定する方法としては、フェンスの上部にはめ込めるような構成にしたり、テープ等で固定する方法等、フェンスにしっかりと固定できればよい。また、フェンス上部ではなく、フェンス正面部など、振動を検知できる位置であれば配設位置はフェンス上部に限定するものではない。５１は中心電極である。５２は外側電極である。５３は圧電センサ６３の端部において中心電極５１と外側電極５２との間に断線検出用の抵抗体として設けられたセンサ側抵抗体である。５４は断線検出用の回路側抵抗体。５５は圧電センサ６３からの信号を導出するための信号導出用抵抗体。５６は圧電センサ６３からの出力信号から所定の周波数成分のみを通過させる濾波部。５７は圧電センサ６３からの断線異常を判定する異常判定部。５８は報知部であり、侵入が発生した場合に警報を鳴らしたり、光で報知することで侵入者を威嚇する。５９はバッテリーである。６０は端末制御部であり、侵入検知部５０で押圧や振動を検知した場合は、報知部５８から侵入者を威嚇するよう制御を行う。また、異常判定部５７で断線異常を検出した場合は、報知部５８で報知を行う。６１は判定手段、６２は、圧電体層である。

図２は、圧電センサ６３の図１のＡ−Ａ線における断面図である。図２において、５１は中心電極。５２は外側電極。６２は圧電体層。６７は被覆層である。

中心電極５１は通常の金属単線導線を用いてもよいが、ここでは絶縁性高分子繊維の周囲に金属コイルを巻いた電極を用いている。前記絶縁性高分子繊維と前記金属コイルとしては、電気毛布において商業的に用いられているポリエステル繊維と銀を５ｗｔ％含む銅合金がそれぞれ好ましい。

圧電体層６２は一般的に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ればよいが、塩素化ポリエチレン等の高分子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高温耐久性が向上する。

外側電極５２は高分子層の上に金属膜の接着された帯状電極を用い、これを圧電体層５２の周囲に巻きつけた構成としている。そして、高分子層としてはポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）を用い、この上にアルミニウム膜を接着した電極は、１２０℃で高い熱的安定性を有するとともに商業的にも量産されているので、外側電極５２として好ましい。尚、圧電センサ６３を外部環境の電気的雑音からシールドするために、外側電極５２は部分的に重なるようにして圧電体層６２の周囲に巻きつけることが好ましい。

被覆層６７としては、ウレタン、ポリエチレン、塩化ビニールなどの適切な弾性の高分子材料が用いられる。

図３は、圧電センサ端末器をフェンスに配設した時のフェンス構造を示すものである。

図３（ａ）において、６６は単一のフェンスである。家宅の周りのフェンスは単一のフェンス６６を図３（ｂ）のようにブロック塀６９の上に並べて設置していく。５０は圧電センサ６３から構成される侵入検知部であり、単一のフェンス６６ごとに配設していく。また、図３（ｃ）に示すようにフェンス上部が湾曲している場合や、水平方向に一直線の柵がない場合でも侵入検知部５０は可撓性があるので、フェンスの形状がデザイン性を重視したものであっても形状に沿ったセンサの配設が可能であり、美観を損ねず配設の自由度が向上する。また、門扉などにも配設が可能であり、図４（ａ）のようにフェンスと同様、門扉上部に配設してもよいし、門扉の開を検知するように図４（ｂ）のように、門扉が開閉することで、侵入検知部５０が屈曲し、門扉の開を検知するように配設することも可能である。６１は判定手段であり、家側のフェンス面に配設してある。

以上のように構成された監視装置について、以下その動作、作用を説明する。なお、以下の説明では、家宅の周りに設置されているフェンスの例であるが、その他のフェンス、例えば支柱と支柱との間に有刺鉄線等を取り付けたフェンス構造であっても同様に適用できるものである。まず家の周りを囲うフェンスは、通常図３（ａ）で示す単一のフェンス６６のように幅が１ｍ程のフェンスを図３（ｂ）のように、ブロック塀６９の上に並べて設置していく。そして、その単一のフェンス６６ごとに、圧電センサ６３から構成される侵入検知部５１をフェンス上部に配設していく。次に侵入者が宅内に忍び込もうとして、フェンスを乗越えようとすると、フェンス６６に配設してある侵入検知部５１に手や足を掛けることになり圧電センサ６３が変形し、出力信号を発生する。そして、判定手段６１の端末器制御部６０で報知部５８の制御を行い、侵入者に対して、警報や光で威嚇を行う。このように、フェンス６６ごとに圧電センサ端末器７０を配設することで、侵入している場所が特定できるために、警報などが発生した場合すぐに現場に行き対応することができる。また、侵入者に対しても、侵入場所で警報を鳴らすことが可能なため、威嚇効果も大きい。しかしながら、侵入検知部として、１本のケーブルを使用してフェンスに配設している構造では、侵入場所も特定できず、警報を鳴らす場合でも侵入者の近くで鳴らないこともあり、監視装置としての効果は小さかった。

次に、異常判定部５７での断線判定の手順を以下に示す。図１（ａ）において、センサ側抵抗体５３、回路側抵抗体５４、信号導出用抵抗体５５の抵抗値をそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｐ点の電圧をＶｐ、バッテリー５９の電圧をＶｓとする。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３は通常数メガ〜数十メガオームの抵抗値が用いられる。圧電センサ６３の電極が正常の場合、ＶｐはＶｓに対して、Ｒ２とＲ３の並列抵抗とＲ１との分圧値となる。ここで、圧電体層６２の抵抗値は通常数百メガオーム以上であるのでＲ２、Ｒ３の並列抵抗値にはほとんど寄与しないため上記分圧値の算出には無視するものとする。圧電センサ６３の電極が断線すると等価的にはＰａ点またはＰｂ点がオープンとなるので、ＶｐはＲ２とＲ３の分圧値となる。電極がショートすると等価的にはＰａ点とＰｂ点がショートすることになるので、ＶｐはＶｓに等しくなる。このように異常判定部５７でＶｐの値に基づいて圧電センサ６３の電極の断線やショートといった異常を検出するので、信頼性を向上することができる。また、上述したような断線をおこした場合、一本のケーブルの場合、配設した全てのケーブルを取り外して交換を行わなければならないが、本実施の形態では単一のフェンスごとに配設してあるため、断線した圧電センサ端末器７０だけを交換すればよく、交換作業も簡単に行うことができる。

また、図５を参照して、振動伝播部材８０を使用することで、すべてのフェンスに圧電センサ端末器７０を配設することなく、フェンスごとに圧電センサ端末器７０を配設した場合と同様の効果を得ることが可能である。これは、単一のフェンス６６と隣接するフェンスとの間に振動の伝達性の良好な金属部材等を配設することで、圧電センサ端末器７０を配設していないフェンスで侵入を行った場合でも、隣接する圧電センサ端末器７０が配設してあるフェンスに侵入をする際のフェンス６６の振動が伝播され、侵入を検知することが可能となる。図５で、振動伝播部材８０を使用しているが、これは単一のフェンス６６を並べて設置しているので、フェンスとフェンスの間に微小な隙間があることも考えられるため、振動伝播部材８０を使用しることで、振動を他のフェンスに伝えやすくするためである。また、判定手段７０をカバーするためのケースに、振動の伝達性の良好な金属部材を使用することで、ケースを振動伝播部材としてフェンスとフェンスの間に配設してもよい。また、図５では、圧電センサ端末器７０を１つのフェンスおきに配設しているが、これに限るものでなく、振動が十分に伝播されるのであれば、１つ以上あけて圧電センサ端末器７０を配設しても構わない。

以上のように、本実施の形態１では、家の周りに設置されたフェンスから侵入があった場合には、侵入場所を特定することができ、更に侵入者に対してその場で威嚇することが可能となる。また、圧電センサ端末器の侵入検知部をフェンスの内部に配設しておく構造にしても良く、フェンス内部に配設しておくことで、圧電センサ端末器を配設する手間を省くことも可能である。また、圧電センサ端末器に、中央処理装置と無線による通信が可能なデータ通信部を備えて、中央処理装置で圧電センサ端末器の監視動作の開始や解除の制御を行ったりしてもよい。また、中央処理装置は、複数の圧電センサ端末器からの検知による出力信号を受信することができるため、誤検知を防止することも可能である。誤検知の防止方法については、以下に説明する実施の形態２の方法などが考えられる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態における監視装置の圧電センサ端末器の内部ブロック図である。本実施の形態１の圧電センサ端末器と異なる点は、図６に示すように、侵入判定手段６８を備え、複数の侵入検知部５０ａ、５０ｂ、５０ｃからの出力信号により侵入による検知であるのか、風や雨などの自然現象による検知であるのかを判定する。図７はフェンスに配設した場合のフェンス構造を示している。本実施の形態１の配設と異なる点は、複数の侵入検知部５０ａ、５０ｂ、５０ｃと１つの判定手段６１で構成されている点である。

以上のように構成された監視装置とフェンス構造について、以下その動作、作用を説明する。

まず、家の四方をフェンスで囲っており、強風や大雨などが発生した場合、例えば侵入検知部５０ａ、５０ｂ、５０ｃが北側のフェンスに配設されており、北からの強風が吹いた場合、北側のフェンスに配設してある複数の侵入検知部５０ａ、５０ｂ、５０ｃ・・・から検出信号が出力されることになる。そのため、侵入判定手段６８では、侵入検知部５０ａ、５０ｂ、５０ｃの複数の侵入検知部からの出力信号が発生しているので、強風による検知であると判断する。侵入の場合は、侵入者がフェンスを乗越えて家宅に入りこもうとして、フェンスの上部に手や足を掛けた場合は、１つあるいはその近傍に配設された少数の侵入検知部５０ａからの検出信号が出力されるため、侵入判定手段６８は侵入が発生したと判断することができる。また、雨や、地震の場合では、四方に配設した複数の侵入検知部から検出信号が出力されることになり、侵入判定手段６８は、大雨による検知であると判断することができる。

また、本実施の形態においては、侵入判定手段６８は判定手段６１に設けたが、実施の形態１のような監視装置の設置をした場合には、各圧電センサ端末器からの出力信号を総合的に判断する装置にこのような侵入判定手段６８の判定を行う制御部を設けるようにすれば、本実施の形態同様の効果を奏する。

また、濾波特性としては、侵入などによる人の手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、濾波特性としては濾波部５６を例えば、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ことで、より信頼性を向上させることも可能である。

以上のように本実施の形態２においては、風や雨などの自然現象による検知と、侵入による検知を判断することができるため、誤検知を防止することが可能となる。そのため使用者にとって安心感が向上する。

また、本発明の監視装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

以上のように、本発明にかかる監視装置およびそのフェンス構造は、単一のフェンスごとにセンサ端末器を配設することによって、侵入者の侵入場所を特定できたり、雨や風などの自然現象によるセンサ検知と、侵入によるセンサ検知とを区別することが可能となるので、その他の機器との連動、例えば、侵入があった場合に、侵入付近にライトや警報器があればそれらの機器で威嚇することも可能であるし、雨による検知があった場合は、洗濯物などを干すベランダの屋根を自動で出すようにする等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における圧電センサ端末器の内部ブロック図本発明の実施の形態１における圧電センサの断面図本発明の実施の形態１におけるフェンス構造を示す図本発明の実施の形態１における門扉構造を示す図本発明の実施の形態１における別のフェンス構造を示す図本発明の実施の形態２における圧電センサ端末器の内部ブロック図本発明の実施の形態２におけるフェンス構造を示す図従来の監視装置のブロック図

符号の説明

５０侵入検知部
５１中心電極
５２外側電極
５３センサ側抵抗体
５４回路側抵抗体
５５信号導出用抵抗体
５６濾波部
５７異常判定部
５８報知部
５９バッテリー
６０端末制御部
６１判定手段
６２圧電体層
６３圧電センサ
６４緩衝部
６５弾性体
６６フェンス
６７被覆層
６８侵入判定手段
６９ブロック塀
７０圧電センサ端末器
８０振動伝播部材

Claims

可撓性のあるケーブル状の圧電センサと、前記圧電センサからの出力信号に基づき物体の押圧や振動を検出する判定手段とを有する圧電センサ端末器を複数備え、家宅の周りに設けられた複数のフェンス部材を連接してなるフェンスに、前記フェンスの単一のフェンス部材ごとに圧電センサ端末器を取り付けることを特徴とする監視装置。
可撓性のあるケーブル状の圧電センサと、前記圧電センサからの出力信号に基づき物体の押圧や振動を検出する判定手段とを有する圧電センサ端末器を複数備え、家宅の周りに設けられた複数のフェンス部材を連接してなるフェンスに、前記フェンスの連設部は振動伝播部材で接続して間隔をおいて前記複数の圧電センサ端末器を取り付けることを特徴とする監視装置。
判定手段をカバーするケースを備え、前記カバーは振動伝播部材を兼用する構成とした請求項２記載の監視装置。
可撓性のある複数のケーブル状の圧電センサと、前記複数の圧電センサからの出力信号に基づき物体の押圧や振動を検出する一つの判定手段とで構成する圧電センサ端末器を１つまたは複数備え、家宅の周りに設けられた複数のフェンス部材を連接してなるフェンスの、単一のフェンス部材ごとに、または間隔をおいて前記圧電センサを取り付けることを特徴とする監視装置。
複数の圧電センサの出力信号に基づいて侵入の有無と風雨などの自然現象による振動発生とを区別して判定する侵入判定手段を有する請求項１〜４記載の監視装置。