JP2009156596A - Opposing type composite sensor - Google Patents
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Description
本発明は、赤外線ビームの遮断により不審者の侵入などを検出する赤外線センサーと、マイクロ波の遮断により不審者の侵入などを検出するマイクロ波センサーとを一体化した複合センサーの構造に関するものである。 The present invention relates to a composite sensor structure in which an infrared sensor that detects an intrusion of a suspicious person by blocking an infrared beam and a microwave sensor that detects an intrusion of a suspicious person by blocking a microwave are integrated. .
従来の侵入者検知センサーとしては、赤外線ビームを発する投光器と、この赤外線ビームを受ける受光器とを対向させ、この赤外線ビームを不審者が横切った場合に、検知信号を出力するタイプのものが多用されている。また、赤外線に代えてマイクロ波を用い、送信アンテナと受信アンテナとを対向させて設置し、その間を遮断するものがあると、受信中のマイクロ波の一部が遮断されて受信信号が小さくなることを利用し、検知信号を出力するタイプのマイクロ波センサーも用いられている。 As a conventional intruder detection sensor, a type that outputs a detection signal when a suspicious person crosses this infrared beam with a projector that emits the infrared beam facing a receiver that receives the infrared beam is often used. Has been. In addition, if microwaves are used instead of infrared rays and the transmitting antenna and the receiving antenna are installed facing each other and the gap between them is blocked, a part of microwaves being received is blocked and the received signal becomes small. Therefore, a type of microwave sensor that outputs a detection signal is also used.
赤外線を用いる場合は、濃霧発生時等に赤外線ビームが遮断され誤動作するという問題がある。マイクロ波を用いる場合、霧の影響は受けないが、遮断する物体が、あるときと無いときとの受信レベルの差が、その物体により異なるため、適切な受信レベルの設定が難しいという問題がある。マイクロ波センサーにおいては、電波法で定められた使用周波数帯域上の規制緩和と、送受信モジュールやアンテナの技術的改良により、小型化が可能となってきている。近年では、赤外線センサーと同等の大きさのものも可能となっており、マイクロ波センサーと赤外線センサーとを並べて一体化した、対向型複合センサーと呼ばれるものも実用化されている。対向型複合センサーは、マイクロ波センサーと赤外線センサーの特性上の長所を補完しあうような使い方が可能となるため、応用分野が広がっている。 In the case of using infrared rays, there is a problem that the infrared beam is interrupted and malfunctions when dense fog occurs. When using microwaves, it is not affected by fog, but there is a problem that it is difficult to set an appropriate reception level because the difference in reception level between when there is no object and when there is no object varies depending on the object. . Microwave sensors are becoming smaller due to the relaxation of regulations on the frequency band used by the Radio Law and technical improvements in transmission / reception modules and antennas. In recent years, an infrared sensor having a size equivalent to that of an infrared sensor has become possible, and a so-called opposed composite sensor in which a microwave sensor and an infrared sensor are aligned and integrated has been put into practical use. Opposite type composite sensors can be used in a way that complements the advantages of microwave sensors and infrared sensors.
複合センサーは、既存のマイクロ波センサーと赤外線センサーとを並べて一体化しただけであり、その全体の形状は、マイクロ波センサーと赤外線センサー個々の大きさに左右される。このため、これまで、顕著な小型化は実現されていなかった。
本発明と分野は異なるが、探索目標となる物体が放射又は反射する、マイクロ波、ミリ波、赤外線の電磁波を同時に検知する機器の技術分野において、探索機器に内蔵する主反射鏡の共用化が実施されている。(例えば、特許文献1参照。)しかし、対向型マイクロ波センサーと対向型赤外線センサーとを一体化した対向型複合センサーにおいては、対向型マイクロ波センサーと対向型赤外線センサー個別の改良に終始し、特にマイクロ波センサー単体の性能向上および、それに伴う小型化に注力していたため、あまり研究されていなかった。
Although the field is different from the present invention, in the technical field of equipment that simultaneously detects microwave, millimeter wave, and infrared electromagnetic waves that are radiated or reflected by the object to be searched, the main reflector incorporated in the search equipment can be shared. It has been implemented. (For example, refer to
従来の対向型複合センサーは、マイクロ波センサーと赤外線センサーとを並べて一体化しただけであるため、全体の形状は、上下方向に長いものとなっていた。図1は、従来の対向型複合センサーの構造を示した図であり、一体化されたマイクロ波センサーの送信機1と、赤外線センサーの投光器2とを示している。11は、ホーンアンテナであり、12は、送信モジュールである。21と22は赤外線センサーの投光ユニットである。この送信機1と投光器2から、対向して設置されている、一体化されたマイクロ波センサーの受信機と赤外線センサーの受光器(図示省略)に向けて、マイクロ波と赤外線が投射される。13と23は、マイクロ波センサーと赤外線センサーのカバーであり、設置後は、このカバーが可視光線を透過させないため、内部の構造は外から見えないようになっている。一体化されたマイクロ波センサーの受信機と、赤外線センサーの受光器もこの図に示されたものと同じ構造をしており、どちらが送信機であり、どちらが受信機であるのかも判別できないようになっている。
Since the conventional counter type composite sensor is simply a microwave sensor and an infrared sensor arranged side by side, the overall shape is long in the vertical direction. FIG. 1 is a diagram showing the structure of a conventional opposed composite sensor, and shows an integrated
このような構成の対向型複合センサーでは、マイクロ波センサーの2つのホーンアンテナと、赤外線センサーの4つの投光ユニット・受光ユニットを、それぞれ対向するアンテナおよび投光ユニット、受光ユニットに正確に向けて設置しなければならず、設置時、点検時の作業量が多くなっている。このことは、複合型とした際の形状の大型化とともに問題となっている。 In the opposed composite sensor having such a configuration, the two horn antennas of the microwave sensor and the four light projecting units / light receiving units of the infrared sensor are accurately directed to the opposing antenna, the light projecting unit, and the light receiving unit, respectively. It must be installed, and the amount of work during installation and inspection is increasing. This is a problem with the increase in size of the composite type.
マイクロ波センサーのホーンアンテナの中央部付近に穴を開け、その位置に、赤外線センサーの投光素子(受光素子)を配置した。ホーンアンテナの送受波用開口面に、透過光学系を配置し、マイクロ波の送信、受信方向に一致した状態で、赤外線が投光(受光)されるようにした。赤外線センサーの投光素子(受光素子)は、ホーンアンテナに固定されたプリント基板に実装し、透過光学系は、ホーンアンテナの開口部を塞ぐ形でホーンアンテナと一体化され、保持されるようにした。 A hole was made near the center of the horn antenna of the microwave sensor, and a light projecting element (light receiving element) of the infrared sensor was disposed at that position. A transmission optical system is arranged on the wave transmission / reception opening surface of the horn antenna so that infrared rays are projected (received) in a state in which the transmission optical system coincides with the microwave transmission / reception direction. The light emitting element (light receiving element) of the infrared sensor is mounted on a printed circuit board fixed to the horn antenna, and the transmission optical system is integrated and held with the horn antenna so as to close the opening of the horn antenna. did.
本発明の対向型複合センサーは、マイクロ波センサーのホーンアンテナのマイクロ波送・受信経路に重なる形で、赤外線センサーの赤外線投・受光経路を形成させたので、赤外線センサー専用の投光ユニット、受光ユニットが不要になった。その分、装置全体が小型化された。赤外線センサーの赤外線投・受光光学系の保持をホーンアンテナに委ねることになるので、この部分の部品が共通化されて削減された。マイクロ波センサーのホーンアンテナの方向を調整すると、自動的に赤外線センサーの赤外線投・受光経路も調整されるので、設置時、点検時の作業量が削減された。 Since the opposed composite sensor of the present invention overlaps the microwave transmission / reception path of the horn antenna of the microwave sensor and forms the infrared light projection / reception path of the infrared sensor, The unit is no longer needed. As a result, the entire device was downsized. Since the holding of the infrared light emitting / receiving optical system of the infrared sensor is entrusted to the horn antenna, the parts in this part are made common and reduced. Adjusting the direction of the horn antenna of the microwave sensor automatically adjusts the infrared light emitting / receiving path of the infrared sensor, reducing the amount of work during installation and inspection.
マイクロ波センサーの、ホーンアンテナのマイクロ波送・受信経路に重なる形で、赤外線センサーの赤外線投・受光経路を形成させることができたので、赤外線投・受光素子の位置に、可視光の発光素子を配置し、透過光学系を可視光透過型のものにすると、ホーンアンテナの向いている方向を視認する装置(照準装置)とすることができる。 The infrared sensor infrared transmission / reception path can be formed so as to overlap the microwave sensor's microwave transmission / reception path of the microwave sensor. If the transmission optical system is of a visible light transmission type, a device (sighting device) for visually recognizing the direction in which the horn antenna faces can be obtained.
図2は、本発明の対向型複合センサーのホーンアンテナ主要部の概略を示した説明図である。ホーンアンテナ31の下部に、マイクロ波の送信モジュール32が固定されている。この送信モジュール32から発射されたマイクロ波は、ホーンアンテナ31を経て、図の矢印の方向に発射される。ホーンアンテナ31の中央部には穴が開けられており、その位置に、赤外線センサーの投光素子33が配置されている。そして、ホーンアンテナ31の送波用開口面には、透過光学系としてのフレネルレンズ35が配置され、マイクロ波の送信方向に一致した状態で、赤外線が投光されるようになっている。フレネルレンズ35は、マイクロ波を透過させる素材で形成されている。赤外線センサーの投光素子33は、ホーンアンテナ31に固定されたプリント基板34に実装されており、フレネルレンズ35は、ホーンアンテナ31の送波用開口部を塞ぐ形でホーンアンテナと一体化され、保持されている。
FIG. 2 is an explanatory view showing an outline of the main part of the horn antenna of the opposed composite sensor of the present invention. A
図3は、本発明の対向型複合センサーのホーンアンテナ主要部の、他の実施例の構成を示した外観斜視図である。図1と同じ構成部品には、同じ番号を付してある。ホーンアンテナ31の下部に、マイクロ波の送信モジュール32が固定されている。この送信モジュール32から発射されたマイクロ波は、ホーンアンテナ31を経て、図中左の方向にホーン状に発射される。ホーンアンテナ31の中央上部と、中央下部には穴が開けられており、その位置に、2つの赤外線センサーの投光素子33が配置されている。そして、ホーンアンテナ31の送波用開口面には、透過光学系としての縦長のフレネルレンズ35が配置され、マイクロ波の送信方向に一致した状態で、赤外線が投光されるようになっている。フレネルレンズ35は、マイクロ波を透過させる素材で形成されている。赤外線センサーの投光素子33は、ホーンアンテナ31に固定されたプリント基板34に実装されており、フレネルレンズ35は、ホーンアンテナ31の送波用開口部を塞ぐ形でホーンアンテナと一体化され、保持されている。
FIG. 3 is an external perspective view showing the configuration of another embodiment of the main part of the horn antenna of the opposed composite sensor of the present invention. The same number is attached | subjected to the same component as FIG. A
以上は、対向型複合センサーの送信機側のホーンアンテナ主要部に関する説明であるが、受信機においても構成は同様である。受信機では、ホーンアンテナの下部に、マイクロ波の受信モジュールが固定され、送信モジュール32から発射されたマイクロ波が、ホーンアンテナを経て、この受信モジュールに届く。ホーンアンテナの中央部付近には穴が開けられており、その位置に、赤外線センサーの受光素子が配置されている。そして、ホーンアンテナの受波用開口面には、透過光学系としてのフレネルレンズが配置され、マイクロ波の受信方向に一致した状態で、赤外線が受光されるようになっている。赤外線センサーの受光素子は、ホーンアンテナに固定されたプリント基板に実装されており、フレネルレンズは、ホーンアンテナの受波用開口部を塞ぐ形でホーンアンテナと一体化され、保持されている。
The above is the description of the main part of the horn antenna on the transmitter side of the opposed composite sensor, but the configuration is the same in the receiver. In the receiver, a microwave reception module is fixed to the lower part of the horn antenna, and the microwave emitted from the
本発明の構成によれば、図1に示した、マイクロ波センサー1のホーンアンテナ11に、赤外線センサーの投・受光部を組み込むことが可能になり、従来のマイクロ波センサーの大きさのままで、対向型の複合センサーが実現されることになる。
また、図1に示した、赤外線センサーの2つの投光ユニットの代わりに図3で示したホーンアンテナを採用することにより、従来の赤外線センサーの大きさのままで、対向型の複合センサーが実現されることになる。
このように、マイクロ波センサーのホーンアンテナのマイクロ波送・受信経路に重なる形で、赤外線センサーの赤外線投・受光経路を形成させたので、装置全体が小型化される。
According to the configuration of the present invention, the
In addition, by adopting the horn antenna shown in FIG. 3 instead of the two light emitting units of the infrared sensor shown in FIG. 1, an opposing composite sensor can be realized while maintaining the size of the conventional infrared sensor. Will be.
As described above, since the infrared light emitting / receiving path of the infrared sensor is formed so as to overlap the microwave transmitting / receiving path of the horn antenna of the microwave sensor, the entire apparatus is downsized.
さらに、マイクロ波センサーの、ホーンアンテナのマイクロ波送・受信経路に重なる形で、赤外線センサーの赤外線投・受光経路を形成させることができたので、赤外線投・受光素子の位置に、可視光の発光素子を配置し、透過光学系を可視光透過型のものにすると、ホーンアンテナの向いている方向を視認する装置(照準装置)とすることができる。照準装置を利用する時にだけ、赤外線投・受光素子の位置に、可視光の発光素子が入れ替わるような切り替え機構を追加することにより、照準装置内蔵の対向型複合センサーが実現される。 In addition, the infrared sensor infrared transmission / reception path can be formed so as to overlap the microwave transmission / reception path of the horn antenna of the microwave sensor. When a light emitting element is arranged and the transmission optical system is of a visible light transmission type, a device (sighting device) for visually recognizing the direction in which the horn antenna is facing can be obtained. Only when the aiming device is used, by adding a switching mechanism that replaces the light emitting element of visible light at the position of the infrared light projecting / receiving element, an opposing composite sensor with a built-in aiming device is realized.
1・・・送信機
2・・・投光器
11・・・ホーンアンテナ
12・・・送信モジュール
13・・・カバー
21・・・投光ユニット
22・・・投光ユニット
23・・・カバー
31・・・ホーンアンテナ
32・・・送信モジュール
33・・・投光素子
34・・・プリント基板
35・・・フレネルレンズ
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