JP2016038286A - 熱線センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】室内の気流による誤検知を防止し得る熱線センサ装置を提供する。
【解決手段】本体部に対し、角度調節可能に保持された筒状の回転枠１７と、回転枠内に配設される熱線センサ２２と、熱線センサの検出部２３に向かって熱線を収束させるように、回転枠の一端側開口部に嵌合されるレンズ１８と、レンズの表面を覆うように、回転枠に設けられた取付凹部に取着される光学補正部材２５ａ，２５ｂを備えた熱線センサ装置において、レンズ１８には、回転枠１７の内周面に沿って延びる筒状の脚部１９を一体に設け、脚部の光学軸方向の長さを取付凹部の長さより長く形成し、脚部内に熱線センサ２２の検出部２３を位置させた。
【選択図】図２

Description

本発明は、天井面等に設置されて、室内に入退室する居住者を検出して、照明装置等の動作を制御する熱線センサ装置に関するものである。

従来、例えばトイレ等のドア付近の天井面に設置される熱線センサ装置は、トイレに入室する人体を検出して照明装置等を作動させるとともに、トイレからの人体の退室を検出して照明装置等の作動を停止させるように動作する。

図９は、従来の熱線センサ装置の一例を示す。天井面に取着される本体部１には下方に向かって露出するセンサ部２が取着されている。センサ部２は、本体部１に支持される回転枠３と、回転枠３に取着されるレンズ４と、レンズ４の所望範囲を露出させるレンズフード５と、回転枠３内でレンズ４の上方に配設される熱線センサ（焦電センサ）７とを備えている。

そして、熱線センサ７はレンズ４で集光される赤外線の微細な変動を電流信号に変換して、本体部１内の制御部に出力するようになっている。
このような構成により、居住者の入退室を検出し、その検出信号に基づいて照明器具等の動作が制御される。

特開２００９−１３９１９０号公報 特開平０８−１７８７４６号公報 実開平０４−９４５２８号公報

上記のような熱線センサ装置では、ドアの開閉により天井付近に気流が発生すると、図９に矢印で示すように、レンズ４と回転枠３との間の間隙から回転枠３内に空気が流入する。

すると、熱線センサ７の検出部の温度が変化し、その温度変化を居住者の入退室として誤検出することがある。この結果、居住者が入室しても照明装置が点灯せず、あるいは居住者が退室しても照明装置が消灯されない等の問題点が発生していた。

特許文献１〜３には、天井面等に取着して人体を検出する赤外線センサが開示されているが、気流の流入による誤検知を回避する手段は開示されていない。
この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は室内の気流による誤検知を防止し得る熱線センサ装置を提供することにある。

上記課題を解決する熱線センサ装置は、本体部に対し、角度調節可能に保持された筒状の回転枠と、前記回転枠内に配設される熱線センサと、前記熱線センサの検出部に向かって熱線を収束させるように、前記回転枠の一端側開口部に嵌合されるレンズと、前記レンズの表面を覆うように、前記回転枠に設けられた取付凹部に取着される光学補正部材とを備えた熱線センサ装置において、前記レンズには、前記回転枠の内周面に沿って延びる筒状の脚部を一体に設け、前記脚部の光学軸方向の長さを前記取付凹部の長さより長く形成し、前記脚部内に前記熱線センサの検出部を位置させたことを特徴とする。

また、上記構成において、前記回転枠の一端側開口部から他端側開口部まで、該回転枠の内周面と前記脚部の外周面との隙間を一定とすることが好ましい。
また、上記構成において、前記回転枠の他端側の内周面及び該内周面に対向する前記脚部の外周面を、前記回転枠の径方向内側に向かって屈曲して延設することが好ましい。

また、上記構成において、前記光学補正部材は、レンズの受光エリアを設定するレンズフードとすることが好ましい。
また、上記構成において、前記光学補正部材は、前記熱線センサの受光波長を設定するフィルタとすることが好ましい。

また、上記構成において、前記脚部の外周面に凸部を設け、前記回転枠の内周面に前記突部を嵌合可能とした凹部を設けることが好ましい。
また、上記構成において、前記回転枠を、前記本体部に取着される取付部材に回動可能に支持することが好ましい。

本発明の熱線センサ装置によれば、室内の気流による誤検知を防止することができる。

一実施形態の熱線センサ装置を示す断面図である。 センサ部を示す断面図である。 センサ部を示す斜視図である。 別例を示す断面図である。 別例を示す断面図である。 別例を示す断面図である。 別例を示す断面図である。 別例を示す断面図である。 従来例を示す断面図である。

（第一の実施形態）
以下、熱線センサ装置の一実施形態を図面に従って説明する。図１及び図２に示す熱線センサ装置は、円筒状の本体部１１の下端に、鍔部１２ａを備えた取付部材１２が嵌着されている。

本体部１１内には第一の基板１３が取着され、その第一の基板１３には電源部１４が配設されている。本体部１１内において、第一の基板１３の下方には第二の基板１５が配設されている。

前記取付部材１２の径方向中心部において、前記第二の基板１５にはセンサ部１６が搭載されている。センサ部１６は、図２及び図３に示すように、円筒状の回転枠１７の一端側開口部を覆うようにレンズ１８が取着されている。

前記レンズ１８には、回転枠１７の内側に嵌合可能とした円筒状の脚部１９が一体に形成され、その脚部１９の先端部外周面には一対の凸部２０が径方向外側に突出されている。また、回転枠１７の内周面には、前記脚部１９を回転枠１７内にほぼ没入するまで挿入したとき前記凸部２０を弾性的に嵌合可能とした凹部２１が形成されている。

そして、脚部１９を回転枠１７に挿入して凸部２０を凹部２１に嵌合させると、レンズ１８が回転枠１７に保持される。
前記回転枠１７の他端側開口部の内周面は、該開口部の直径を絞るように径方向内側に向かって屈曲して延設され、前記脚部１９の外周面も同方向に向かって屈曲して延設されている。そして、回転枠１７に脚部１９を挿入した状態では、回転枠１７と脚部１９との間の間隙が回転枠１７の一端側から他端側にかけてほぼ一定のわずかな間隙となるように形成されている。

前記レンズ１８の脚部１９内には、前記第二の基板１５に取着可能とした熱線センサ２２がほぼ脚部１９で覆われる空間内に没するように配設されている。熱線センサ２２のレンズ１８に対向する位置に検出部２３が位置している。

前記熱線センサ２２には前記電源部１４から第一及び第二の基板１３，１５及び電源配線を介して電源が供給される。そして、熱線センサ２２は入射する赤外線の変化を検出したとき、その検出信号を第一及び第二の基板１３，１５及び信号線を介して外部の照明装置制御部等に出力する。

前記レンズ１８の周囲において、前記回転枠１７にはレンズ１８の中心をはさんで対向する位置に取付凹部２４が形成され、その取付凹部２４にレンズフード２５ａ及びフィルタ２５ｂが取着されている。取付凹部２４の深さ、すなわちレンズ１８の光学軸方向の長さは、脚部１９の長さの半分程度である。

レンズフード２５ａは、レンズ１８の受光エリアを調整するものであり、フィルタ２５ｂは検出部２３への赤外光以外の不要な波長の光の侵入を阻止するものである。
前記回転枠１７の外周面は、前記レンズフード２５ａ及びフィルタ２５ｂとともに球体の一部を構成するような曲面に形成され、その外周面にはレンズ１８の中心をはさんで対向する位置に係止凸部２６が形成されている。そして、係止凸部２６が取付部材１２に設けられた保持凹部２７に保持されている。

この状態では、センサ部１６はその下半分が取付部材１２から露出される状態で、係止凸部２６を回動支点として回動可能に支持されている。従って、レンズ１８の光学軸方向を調整することにより、居住者等を検知する検知エリアを調整可能となっている。

前記取付部材１２の下面には蓋部２８が取着され、前記センサ部１６の下半分のみが露出される状態で取付部材１２が覆われる。そして、このように構成された熱線センサ装置は、鍔部１２ａを残して天井面２９内に没入するように設置される。

次に、上記のように構成された熱線センサ装置の作用を説明する。
ドア近くの天井面に取着された熱線センサ装置は、レンズ１８を介して熱線センサ２２で赤外線を検出している。そして、居住者の入退室にともなって、赤外線の検出量が変動すると、熱線センサ２２は微小電流を出力し、その微小電流に基づく検出信号が照明装置の制御部等に出力される。この結果、居住者の入退室にともなって照明装置等が自動的に制御される。

ドアの開閉時に、ドア付近に発生する気流により、図２に矢印で示すように、回転枠１７の取付凹部２４からレンズ１８の脚部１９と回転枠１７との間を経て本体部１１内に向かう気流が生じる。

しかし、レンズ１８の脚部１９は取付凹部２４の深さ、すなわちレンズ１８の光学軸方向の長さより長く形成されて、熱線センサ２２をほぼ覆う位置まで延設されている。このため、レンズ１８の脚部１９と回転枠１７との間から本体部１内に流れる気流は、熱線センサ２２の外周面に当たり難い。そして、脚部１９の基端側においてレンズ１８近傍に位置する検出部２３には気流がほとんど到達しない。この結果、熱線センサ２２の付近で温度変化が生じ難いので、ドアの開閉による熱線センサの誤検知が防止される。

上記のような熱線センサ装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）熱線センサ２２がレンズ１８の脚部１９で覆われているので、回転枠１７の取付凹部２４からレンズ１８と回転枠１７との間を経て本体部１１内に流れる気流が発生しても、その気流が熱線センサ２２に向かって流れることはほとんどない。従って、熱線センサ２２の周囲で温度変化の発生を抑制することができるので、ドアの開閉にともなう誤検知の発生を防止することができる。
（２）回転枠１７の一端側から他端側にかけてその全長にわたって脚部１９が嵌挿されるので、回転枠１７と脚部１９との間の隙間を気流が通過しても、その気流が脚部１９内の熱線センサ２２に向かって流れることはほとんどない。
（３）回転枠１７の他端側の内周面及びその内周面に対向する脚部１９の外周面が回転枠１７の径方向内側に向かって屈曲しているので、回転枠１７と脚部１９との間の隙間を通過する気流を抑制することができる。
（４）レンズ１８の脚部１９に設けた凸部２０を回転枠１７の内周面に設けた凹部２１に弾性的に嵌合することにより、レンズ１８と回転枠１７との嵌合位置の精度を向上させることができる。
（５）回転枠１７に設けた取付凹部２４に、レンズフード２５ａ及びフィルタ２５ｂを取着することができる。
（６）回転枠１７の外周面に設けた係止凸部２６を取付部材１２の保持凹部２７に嵌合することにより、レンズ１８を取着した回転枠１７を、本体部１１に取着された取付部材１２に容易に取着することができる。
（７）取付部材１２に対し回転枠１７を回動させることにより、熱線センサ２２による赤外光の検知エリアを調整することができる。
（第二の実施形態）
図４は、第二の実施形態を示す。この実施形態は、熱線センサ２２の周囲を断熱材で構成した胴回りカバー３１で覆う構成とした。断熱材は、例えばポリエチレンである。その他の構成は第一の実施形態と同様である。

このような構成では、胴回りカバー３１の断熱効果により熱線センサ２２の周囲温度の変化による誤動作をさらに低減することができる。
（第三の実施形態）
図５は、第三の実施形態を示す。この実施形態は、第二の実施形態の胴回りカバー３１と熱線センサ２２の外周面との間に空気層３２を設ける構成とした。その他の構成は、第三の実施形態と同様である。

このような構成では、空気層３２と胴回りカバー３１の断熱効果により、熱線センサ２２の周囲温度の変化による誤動作をさらに低減することができる。
（第四の実施形態）
図６は、第四の実施形態を示す。この実施形態は、第二の実施形態の構成に加えて、熱線センサ２２の検出部２３を覆うカバー３３を設けたものである。カバー３３は、断熱効果を備え、かつ赤外線を透過させる材質とする。

このような構成では、胴回りカバー３１とカバー３３の断熱効果により、熱線センサ２２の周囲温度の変化による誤動作をさらに低減することができる。
（第五の実施形態）
図７は、第五の実施形態を示す。この実施形態は、熱線センサ２２と第二の基板１５との間に空気層３４を設けたものである。その他の構成は第一の実施形態と同様である。

このような構成では、電源部１４等からの第二の基板１５を介した熱伝導を抑制して、熱線センサ２２の周囲温度の変化による誤動作をさらに低減することができる。
（第六の実施形態）
図８は、第六の実施形態を示す。この実施形態は、第五の実施形態の構成に加えて、熱線センサ２２を第二の実施形態と同様な胴回りカバー３１で覆い、さらに胴回りカバー３１の内側で熱線センサ２２と第二の基板１５との間に環状の封止部材３５を配設して、空気層３４を密封する構成とした。

このような構成により、胴回りカバー３１の断熱効果と空気層３４の断熱効果により、熱線センサ２２の周囲温度の変化による誤動作をさらに低減することができる。
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・脚部１９の長さは、取付凹部２４の上端部より上方に位置し、かつ熱線センサ２２の検出部２３を覆う長さであればよい。

１１…本体部、１２…取付部材、１６…センサ部、１７…回転枠、１８…レンズ、１９…脚部、２０…凸部、２１…凹部、２２…熱線センサ、２３…検出部、２４…取付凹部、２５ａ…光学補正部材（レンズフード）、２５ｂ…光学補正部材（フィルタ）。

Claims (7)

1. 本体部に対し、角度調節可能に保持された筒状の回転枠と、
   前記回転枠内に配設される熱線センサと、
   前記熱線センサの検出部に向かって熱線を収束させるように、前記回転枠の一端側開口部に嵌合されるレンズと、
   前記レンズの表面を覆うように、前記回転枠に設けられた取付凹部に取着される光学補正部材と
   を備えた熱線センサ装置において、
   前記レンズには、前記回転枠の内周面に沿って延びる筒状の脚部を一体に設け、前記脚部の光学軸方向の長さを前記取付凹部の長さより長く形成し、前記脚部内に前記熱線センサの検出部を位置させたことを特徴とする熱線センサ装置。
2. 請求項１に記載の熱線センサ装置において、
   前記回転枠の一端側開口部から他端側開口部まで、該回転枠の内周面と前記脚部の外周面との隙間を一定としたことを特徴とする熱線センサ装置。
3. 請求項２に記載の熱線センサ装置において、
   前記回転枠の他端側の内周面及び該内周面に対向する前記脚部の外周面を、前記回転枠の径方向内側に向かって屈曲して延設したことを特徴とする熱線センサ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱線センサ装置において、
   前記光学補正部材は、レンズの受光エリアを設定するレンズフードであることを特徴とする熱線センサ装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱線センサ装置において、
   前記光学補正部材は、前記熱線センサの受光波長を設定するフィルタであることを特徴とする熱線センサ装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱線センサ装置において、
   前記脚部の外周面に凸部を設け、前記回転枠の内周面に前記凸部を嵌合可能とした凹部を設けたことを特徴とする熱線センサ装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の熱線センサ装置において、
   前記回転枠を、前記本体部に取着される取付部材に回動可能に支持したことを特徴とする熱線センサ装置。