JP2017009315A - エリア監視システム、監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性を確保しつつ、より遠距離の監視を行うことができるエリア監視システム、監視装置を提供する。【解決手段】エリア監視システム１は、監視装置２とリフレクタ３（反射器）とを含んで構成されており、監視装置２は、第１の検出エリアを対象とし、反射光が受光されるまでの経過時間に基づいて物体までの距離を測定することによって当該走査角度における侵入物５を検出する距離ベース検出部１０ａ（第１の検出部）と、第１の検出エリアよりも遠方に設定される第２の検出エリアを検出対象とし、放射したレーザ光がリフレクタ３で反射したときにその反射光を受光するタイミングにおける実際の受光量と予め設定されている受光用しきい値（基準受光量）とを比較することによって、当該走査角度における侵入物５を検出する受光量ベース検出部１０ｂ（第２の検出部）と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ光を用いて監視対象エリアを監視するエリア監視システム、監視装置に関する。

監視対象エリア内を所定の走査角度ごとにレーザ光で走査することにより、監視対象エリア内の侵入物を検出するエリア監視システム、および、そのようなエリア監視システムに用いられる監視装置がしられている（例えば、特許文献１参照）。

このようなエリア監視システムや監視装置では、一般的に、モータにより回転される回転ミラーを有し、監視対象エリアに向けてレーザ光を回転ミラーで所定の走査角度ごとに放射し、放射したレーザ光が物体で反射して反射光を受光するまでの時間に基づいて物体までの距離を測定することで、走査角度ごとに侵入物を検出している。

特開２０１４−１８１９９３号公報

さて、反射光を利用して侵入物を検出する場合、例えば現状で監視対象エリアが３０ｍの範囲であったとすると、レーザ光は、最低でもその２倍の６０ｍまで届く出力で放射する必要がある。ただし、測定精度を確保するためには反射光がある程度の強度（以下、受光量と称する）で受光される必要があることや、反射光が物体で反射した際にレーザ光が散乱すること等を考慮すると、実際に必要とされるレーザ光の出力は、２倍程度ではなく、さらに高くする必要がある。このとき、周知のようにレーザ光は距離の二乗に反比例してそのエネルギーが減衰することから、監視対象エリアが広くなるほど、レーザ光に必要とされる出力は加速度的に高くなっていく。

しかしながら、監視対象エリアを広げたいと考えたとしても、現実的には、安全性の観点から、レーザ光の出力を安易に高くすることができないという実情がある。例えば、監視対象エリアを１００ｍの範囲に設定したい場合、必要とされるレーザ光の出力は上記した３０ｍを範囲とした場合のおよそ１１倍となることから、レーザ光の出力が人の目に直接入射した場合であっても安全であると考えられている範囲、例えば、ＪＩＳ Ｃ ６８０２などで規定されているクラス１の範囲を外れてしまうおそれがある。

また、反射光を利用する場合にはその構成上レーザ光が監視対象エリア外まで届いてしまうため、レーザ光の出力を高くした場合には、監視対象エリア内に存在する人だけでなく、監視対象エリア外に存在する人に対しても影響を与えてしまうおそれがある。
その一方で、より遠距離まで監視したいというニーズも高まってきており、安全性を確保しつつ、より遠距離までの監視を行うことができるエリア監視システム、監視装置が望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全性を確保しつつ、より遠距離の監視を行うことができるエリア監視システム、監視装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、エリア監視システムは、レーザ光を所定の走査角度ごとに放射して監視対象エリア内を走査することにより侵入物を検出する監視装置と、監視対象エリア内に設けられ、監視装置から放射されたレーザ光を当該監視装置に向けて反射する反射器と、を含んで構成されている。

そして、監視装置は、その近傍に設定される第１の検出エリアを対象とし、レーザ光を放射してからその反射光が受光されるまでの経過時間に基づいて物体までの距離を測定することによって当該走査角度における侵入物を検出する第１の検出部と、第１の検出エリアよりも遠方に設定される範囲であって前記反射器が設けられる第２の検出エリアを検出対象とし、レーザ光が反射器で反射した場合にその反射光を受光するタイミングにおける実際の受光量と反射器までの間に物体が存在しているか否か判定するために予め設定されている基準受光量とを比較することによって、当該走査角度における侵入物を検出する第２の検出部と、を備えている。

このような構成を備えることにより、第１の検出エリアに対しては、反射光が受光される時点までの時間に基づいて物体までの距離を測定し、その距離に基づいて侵入物であるか否かを判定する従来と同様の手法にて、第１の検出部によって侵入物を検出することができる。このとき、第１の検出エリアの境界の位置、つまり、第１の検出部による距離の測定が可能な測定限界位置は、レーザ光の出力によって定まることになる。

そして、第１の検出エリアよりも遠方に設定される第２の検出エリアには、反射器つまり反射率が高く入射した光の多くを反射させることができる部材を設け、その反射器によってレーザ光を監視装置に向けて反射させているので、監視装置と反射器との間に物体が存在しない場合には反射光を受光した際の受光量が高くなる一方、監視装置と反射器との間に物体が存在する場合には受光量が減衰することになる。

そのため、第２の検出エリアについては、第２の検出部により実際の受光量と基準受光量とを比較することによって、つまり、実際の受光量が監視装置と反射器との間に物体が存在しない場合の受光量に対して設定される基準値よりも高いか低いかを判定することによって、実際の受光量が基準受光量よりも高ければ反射器との間に物体が存在しないと判断することができ、実際の受光量が基準受光量よりも低ければ反射器との間に物体が存在すると判断することができる。すなわち、遠方に設置されることで第１の検出部による距離の測定ができない第２の検出エリアに対しては、受光量に基づいて、侵入物の有無を検出することができる。

これにより、第１の検出エリアと、その第１の検出エリアより遠方に設定される第２の検出エリアとにおいて、侵入物を検出することができる。このとき、第２の検出エリアでは、反射器によりレーザ光の多くを監視装置に向けて反射させているので、監視装置からの距離が第１の検出エリアの測定限界位置よりも遠い場合であっても、反射光を十分な受光量をもって受光することが可能となる。

このため、直視しても安全と判断される出力のレーザ光を用いて第１の検出エリアを監視する構成において、そのレーザ光の出力を高くすることを必要とせずに、第１の検出エリアよりも遠方に設定されている第２の検出エリアの監視が可能となる。すなわち、安全性を確保しつつ、より遠距離の監視を行うことができる。

請求項２記載の発明では、反射器は、各走査角度においてレーザ光が照射される範囲を示すスポット範囲内に設けられており、レーザ光の走査方向におけるその幅が、検知対象として想定される侵入物の走査方向における幅よりも短く設定されている。これにより、１つのスポット範囲内に侵入物が存在する場合には、リフレクタの全体が侵入物によって遮られることで受光量が減衰し、侵入物の有無を明確に検出できるようになる。

請求項３記載の発明では、反射器は、各走査角度においてレーザ光が照射される範囲を示すスポット範囲内に、レーザ光の走査方向に対して互いに離間した状態で複数設けられている。これにより、全ての反射器を横切るまでに要する期間が反射器を１つ設ける場合よりも長くなることから、換言すると、侵入物がいずれかの反射器を遮っている期間が長くなることから、十分な検出期間が確保され、各走査角度を一定の走査間隔で走査する場合であっても、侵入物を検出する確率を高めることができる。また、複数の反射器を設けることで、それぞれの反射器を遮らないような移動がしにくくなることから、侵入物を検出する確率をさらに高めることができる。

請求項４記載の発明では、複数の反射器のうち、隣り合って設けられている少なくとも一対の反射器は、その反射領域を含む走査方向における両端までの幅が、侵入物の走査方向における幅よりも短くなるように設けられている。これにより、侵入物が存在する場合には、少なくとも１対の反射器は、その反射面を含む全体が侵入物によって遮られる。その結果、侵入物が存在する場合には、侵入物が存在しない場合に比べて受光量の大きな減衰を得ることができ、侵入物の有無をより明確に検出できるようになる。

請求項５記載の発明では、レーザ光を放射する放射部と、放射部から放射されたレーザ光が物体で反射した際の反射光を受光する受光部と、上記した第１の検出エリアを検出対象とする第１の検出部と、上記した第２の検出エリアを対象とする第２の検出部と、を備えているので、請求項１に記載した発明と同様に、安全性を確保しつつ、より遠距離の監視を行うことができるという効果を得ることができる。

第１実施形態におけるエリア監視システムの概略を、監視対象エリア、リフレクタの位置および監視対象エリア内に存在する物体の例とともに模式的に示す図 監視装置の構成を模式的に示す図 距離測定をベースとした侵入物の検出手法を模式的に示す図 受光量をベースとした侵入物の検出手法を模式的に示す図 リフレクタの構成を模式的に示す図 第２実施形態におけるリフレクタの配置態様とリフレクタが遮られた際の受光量とを模式的に示す図 失報が発生する状況の一例を模式的に示す図 リフレクタが遮られる態様と受光量との関係を模式的に示す図 リフレクタの他の配置態様を模式的に示す図

以下、本発明の複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に共通する部位には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１から図５を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態のエリア監視システム１は、レーザ光を放射する監視装置２と、放射されたレーザ光を監視装置２に向けて反射するリフレクタ３（反射器に相当する）とを備えている。このエリア監視システム１では、詳細は後述するが、監視装置２の近傍に第１の検出エリアＲ１が設定されているとともに、その第１の検出エリアＲ１よりも監視装置２からみて遠方側に、第２の検出エリアＲ２が設定されている。

この場合、ユーザが実際に監視対象として設定する監視対象エリアＲ３は、例えば第１の検出エリアＲ１および第２の検出エリアＲ２の全部または一部を含む範囲や、第１の検出エリアＲ１および第２の検出エリアＲ２に跨がった範囲として設定されている。なお、監視対象エリアＲ３内には例えば建物など固定的に設けられている物体である背景物４も存在しているが、その背景物４に関する情報（後述する距離や走査角度。以下、便宜的に背景情報と称する）は予め登録されており、検出対象となる物体である侵入物５と区別することができる。

監視装置２は、図２に示すように、制御部１０、レーザ光源１１（放射部に相当する）、回転ミラー１２（放射部、受光部を構成する）、受光部１３、記憶部１４、出力部１５等を備えている。制御部１０は、図示しないＣＰＵやＲＯＭおよびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータにより構成されており、記憶部１４などに記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより監視装置２全体を制御する。また、本実施形態では、制御部１０は、コンピュータプログラムを実行することにより、時間ベース検出部１０ａ（第１の検出部に相当する）と、受光量ベース検出部１０ｂ（第２の検出部に相当する）とをソフトウェア的に実現している。

この監視装置２は、回転ミラー１２を回転させることにより、レーザ光源１１から放射したレーザ光を所定の走査角度（例えば、図１に示すＡ（０）〜Ａ（ｎ））ごとに監視対象エリアＲ３に向けて放射する。そして、監視装置２は、レーザ光が監視対象エリアＲ３の物体で反射した際の反射光を受光部１３で受光することにより、監視対象エリアＲ３内の侵入物５を所定の走査角度ごとに検出する。そして、監視装置２は、侵入物５を検出すると、例えば音声あるいは信号等により、侵入物５を検出した旨をユーザや他の装置等に出力する。

さて、本実施形態のエリア監視システム１では、第１の検出エリアＲ１と第２の検出エリアＲ２とでそれぞれ異なる手法を用いて侵入物５の検出を行っている。
エリア監視システム１の場合、第１の検出エリアＲ１における侵入物５の検出は、時間ベース検出部１０ａによって行われている。この時間ベース検出部１０ａによる侵入物５の検出は、レーザ光を放射してから反射光を受光するまでの時間に基づいて物体までの距離を測定することにより侵入物５を検出するという、実質的に、従来から行われている手法と共通するものである。この場合、第１の検出エリアＲ１の測定限界位置Ｌ１（図１参照）は、反射光によって距離を測定できる限界の位置に設定されることになる。

例えば、図３（Ａ）に示すように、監視装置２から距離ｄ１（だたし、ｄ１＜Ｌ１）の位置に物体Ａが存在し、距離ｄ２（ただし、ｄ２＝Ｌ１）の位置に物体Ｂが存在し、距離ｄ３（ただし、Ｄ３＞Ｌ１）の位置に物体Ｃが存在したとする。このとき、図３（Ｂ）に示すように時間ｔ０においてレーザ光を放射したとすると、物体Ａで反射した反射光は、距離ｄ１に応じた時間が経過した時点、より具体的に言えば、レーザ光が２×ｄ１の距離を飛行する時間が経過した時点（時間ｔ１）において、受光部１３で受光される。

このとき、時間ｔ１で反射光を受光した際の受光量が予め設定されている測距用しきい値を超えている場合には、つまり、受光した反射光が第１の検出エリアＲ１内の物体で反射したことが保証される受光量である場合には、時間ｔ０〜ｔ１までの時間に基づいて物体までの距離を取得することができる。そして、検出した物体までの距離および走査角度と、上記した背景情報とを比較することで、その物体が侵入物５であるか否かを判定することができる。

同様に、監視装置２は、時間ｔ２で反射光を受光した際の受光量が測距用しきい値を超えている場合には、時間ｔ０〜ｔ２までの時間に基づいて物体（図３でいう物体Ｂ）までの距離を取得し、検出した物体までの距離および走査角度と背景情報とを比較することで、その物体が侵入物５であるか否かを判定することができる。

ただし、物体Ｃのようにその距離ｄ３が測定限界位置Ｌ１より遠い位置に存在する場合には、物体Ｃで反射した反射光を受光したとしても、時間ｔ３のように受光量が測距用しきい値よりも低くなり、その受光を有意なものとして（距離を算出するベースとして）扱うことができなくなる。このため、時間ベース検出部１０ａでは、測定限界位置Ｌ１より遠い物体を検出することはできない。

そして、上記したように第１の検出エリアＲ１の測定限界位置Ｌ１が反射光を受光したときの受光量（つまり、レーザ光の出力）に基づいて定まる以上、第１の検出エリアＲ１を広げたい場合には、つまり、測定限界位置Ｌ１を大きくしたい場合には、レーザ光の出力を高くする必要があり、安全性の確保が難しくなる。また、レーザ光の出力を上げることで現状から設計変更が必要になる場合には、開発コストの増加も招くことになる。

そこで、本実施形態では、受光量ベース検出部１０ｂを備えることにより、レーザ光の高出力化を伴うことなく、時間ベース検出部１０ａでは検出できない第２の検出エリアＲ２の侵入物５を検出可能としている。以下、受光量ベース検出部１０ｂによる手法について具体的に説明する。

受光量ベース検出部１０ｂによる侵入物５の検出は、図１等に示すように、第２の検出エリアＲ２内の例えば監視対象エリアＲ３の境界Ｌ３上にリフレクタ３を設けることで実現される。このリフレクタ３は、監視装置２から放射されたレーザ光を、監視装置２に向けて反射するものであり、入射光をその入射方向に向けて反射するいわゆる再帰性反射の機能を有している。

そのため、リフレクタ３を配置する場合には、必ずしも監視装置２と正対する位置関係にする必要は無く、また、監視装置２との間に配線を設ける必要も無いことから、比較的容易に配置することができる。なお、リフレクタ３は、例えば板状の基材などに再帰反射性の塗料やテープを設けたものや、基材の表面自体にコーナーキューブを形成したもの等を、屋内であるか屋外であるかといったエリア監視システム１を用いる環境に応じて適宜採用すればよい。

さて、例えば図４（Ａ）に示すように監視装置２から距離ｄ１０の位置にリフレクタ３が配置されているとする。この場合、時間ｔ０に放射されたレーザ光は、リフレクタ３までの距離ｄ１０に応じた時間ｔ１０に受光されることになる。なお、リフレクタ３が配置されている走査角度やリフレクタ３までの距離は配置作業（キャリブレーション作業）時に記憶部１４等に登録されているため、リフレクタ３で反射した反射光が受光されるタイミング（図４（Ａ）では時間ｔ１０）は既知として扱うことができる。

このリフレクタ３は、図５（Ａ）に示すように、レーザ光のスポット範囲（１つの走査角度においてレーザ光が照射される範囲）内に設けられている。図５（Ａ）は、レーザ光が照射されるスポット範囲を監視装置２側から見た正面視の一例である。本実施形態の場合、第１の検出エリアＲ１の測定限界位置Ｌ１は、レーザ光の出力によって監視装置２から３０ｍの位置に設定されており、そのような出力のレーザ光を用いた場合には、例えば監視装置２から１００ｍの位置におけるスポット範囲は、その直径が概ね１．２ｍ程度の円形になる。なお、第２の検出エリアＲ２の外縁つまり監視装置２による検出限界位置Ｌ２（図１参照）は、レーザ光のさらに遠い位置に設定することができる。

また、リフレクタ３は、図５（Ａ）に矢印Ｓにて示す走査方向において、その幅Ｗ１が、検知対象となる侵入物５である例えば人の幅Ｗｓよりも短く設定されている。このため、侵入物５がリフレクタ３の前に位置している場合には、リフレクタ３と監視装置２との間が侵入物５によって遮られる。この場合、照射されたレーザ光は侵入物５の表面で反射することになり、リフレクタ３で再帰性反射した反射光が受光されることはない。本実施形態では、幅Ｗ１を概ね数ｃｍ（例えば４ｃｍ）に設定している。なお、図５（Ａ）では人の横幅（概ね肩幅）を設定しているが、人の厚み（概ね胸板の厚み）を設定してもよい。

このようなリフレクタ３を配置することにより、監視装置２とリフレクタ３との間に物体が存在しない場合には、レーザ光がリフレクタ３で再帰性反射することから、放射したレーザ光のうち９０％超が反射光として受光され、リフレクタ３が第２の検出エリアＲ２に設けられていたとしても、監視装置２は、リフレクタ３からの反射光を十分に有意な受光量で受光することができる。

なお、仮に図５（Ｂ）に示すようにリフレクタ３の幅Ｗ１を侵入物５の幅Ｗｓよりも長く設定すると、リフレクタ３の幅Ｗ１にもよるものの、リフレクタ３の一部が侵入物５によって遮られ、他の部分が遮られていない状態となるので、遮られていない部分で反射した反射光が受光され、リフレクタ３が遮られているか否かを判定できなくなるおそれがあるため、本実施形態では、リフレクタ３の幅Ｗ１を侵入物５の幅Ｗｓよりも短く設定している。

さて、監視装置２は、リフレクタ３までの間に物体が存在しているか否か判定するための基準となる受光用しきい値（基準受光量に相当する）を設定しており、受光用しきい値を越える受光量の場合には、十分に有意であるとして、リフレクタ３からの反射光を受光したと判定する。換言すると、十分に有意な場合には、リフレクタ３との間に物体が存在していないと判定する。なお、この受光用しきい値は、リフレクタ３までの距離等に応じて例えば走査角度ごとに予め設定されている。

これに対して、図４（Ｂ）に示すように、リフレクタ３との間に侵入物５が存在する場合には、レーザ光が侵入物５で反射してしまうことから、時間ｔ１０においては、反射光が受光されない（受光量が微小過ぎて受光したと判定できない状態も含む）、あるいは、受光用しきい値を大きく下回った状態で受光されることになる。

このため、時間ｔ１０における実際の受光量と受光用しきい値とを比較することにより、監視装置２とリフレクタ３との間に物体が存在するか否かを検出することができる。すなわち、測定限界位置Ｌ１よりも遠方であったとしても、侵入物５を検出することができる。

なお、リフレクタ３との間に侵入物５がある場合にはその距離ｄ１１に応じた時間ｔ１１に反射光を受光すると考えられるが、第１の検出エリアＲ１の測定限界位置Ｌ１よりも遠方であれば上記した測距用しきい値を下回るため距離を測定することはできず、また、再帰性反射ではないため受光用しきい値を超えるような受光量で受光されることもないと考えられる。

このように、監視装置２は、受光量ベース検出部１０ｂにより、第１の検出エリアＲ１よりも遠方に設定されている第２の検出エリアＲ２に対して、物体までの距離を測定することはできないものの、物体が存在するか否かの検出、すなわち、侵入物５の検出が可能となっている。なお、監視装置２とリフレクタ３との間であって第１の検出エリアＲ１内に侵入物５が存在している場合には、勿論、距離を測定することで、侵入物５を検出することができる。

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
実施形態のエリア監視システム１は、レーザ光を所定の走査角度ごとに放射して監視対象エリアＲ３内を走査することにより侵入物５を検出する監視装置２と、監視対象エリアＲ３内に設けられ、監視装置２から放射されたレーザ光を当該監視装置２に向けて反射するリフレクタ３（反射器）と、を含んで構成されている。

そして、監視装置２は、近傍に設定される第１の検出エリアＲ１を対象とし、レーザ光を放射してからその反射光が受光されるまでの経過時間に基づいて物体までの距離を測定することによって、当該走査角度における侵入物５を検出する距離ベース検出部（第１の検出部）と、第１の検出エリアＲ１よりも遠方に設定される範囲であってリフレクタ３が設けられる第２の検出エリアＲ２を検出対象とし、放射したレーザ光がリフレクタ３で反射したときにその反射光を受光するタイミングにおける受光量と、受光用しきい値（基準受光量）とを比較することによって当該走査角度における侵入物５を検出する受光量ベース検出部１０ｂ（第２の検出部）と、を備えている。

これにより、第１の検出エリアＲ１に対しては、距離ベース検出部により物体までの距離を検出するという従来と同様の手法にて、侵入物５を検出することができる。
そして、第２の検出エリアＲ２に対しては、リフレクタ３によってレーザ光を再帰性反射させているので、受光量ベース検出部１０ｂにより監視装置２とリフレクタ３との間に物体が存在するか否かを判定することにより、距離ベース検出部では検出できない侵入物５を検出することができる。このとき、リフレクタ３によってレーザ光を再帰性反射させているので、監視装置２からの距離が測定限界位置Ｌ１よりも長い場合であっても、また、レーザ光の出力を高くしなくても、リフレクタ３からの反射光を十分な受光量をもって受光することができる。

したがって、監視装置２の近傍に設定されている第１の検出エリアＲ１と、その第１の検出エリアＲ１よりも遠方に設定されている第２の検出エリアＲ２との監視が可能となり、安全性を確保しつつ、より遠距離の監視を行うことができる。
例えば、実施形態で示した一例では、測定限界位置Ｌ１が３０ｍとなるレーザ光を用いた場合において１００ｍ先に配置したリフレクタ３からの反射光を十分な受光量をもって受光することができており、検出可能範囲（つまり、検出限界位置Ｌ２の位置）を従来の３倍以上に伸ばすことができている。

また、受光量ベース検出部１０ｂにより侵入物５を検出する場合であっても、監視装置２の実動作としては、時間ベース検出部１０ａと同様にレーザ光を放射してリフレクタ３からの反射光を受光するというものである。そのため、受光量ベース検出部１０ｂを設ける場合であっても、監視装置２側のハードウェア構成を変更する必要がない。また、リフレクタ３はレーザ光を反射すればよいので、リフレクタ３と監視装置２との間を配線等で接続する必要は無く、配置作業等を容易に行うことができる。

このとき、第１の検出エリアＲ１を第２の検出エリアＲ２は、一度の走査でそれぞれ検出対象とすることができる。例えば、レーザ光を放射した時点から反射光を受光する時点までの時間を計測し、反射光を受光したタイミングが第１の検出エリアＲ１の測定限界位置Ｌ１よりも手前で反射したものであると判定した場合には、時間ベース検出部１０ａにより距離を測定して侵入物５の検出を行うことができる。

一方、反射光を受光したタイミングが第１の検出エリアＲ１の測定限界位置Ｌ１よりも遠方である場合には、その受光量および受光タイミングに基づいて、受光量ベース検出部１０ｂにより侵入物５の有無を検出することができる。このため、リフレクタ３を配置し、プログラム更新等により受光量ベース検出部１０ｂを設けるといった簡単な作業で、既設のシステムに対しても容易に本発明を適用することができる。

リフレクタ３は、レーザ光の走査方向におけるその幅Ｗ１が、検知対象として想定される侵入物５の走査方向における幅Ｗｓよりも短く設定されている。これにより、侵入物５が存在する場合には、侵入者によってリフレクタ３の全体が遮られて受光量が有意差をもって減少することから、侵入物５の有無を確実に検出することができる。

また、上記した距離ベース検出部（第１の検出部）と受光量ベース検出部１０ｂ（第２の検出部）とを備えた監視装置２によっても、上記したエリア監視システム１と同様に、監視装置２の近傍に設定されている第１の検出エリアＲ１と、その第１の検出エリアＲ１よりも遠方に設定されている第２の検出エリアＲ２との監視が可能となり、安全性を確保しつつ、より遠距離の監視を行うことができるという効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、各走査角度でのスポット範囲内にそれぞれリフレクタ３を設けることで監視対象エリアＲ３内に複数のリフレクタ３を配置した例を示しているが、リフレクタ３は、必要とする走査角度に対して設置すればよい。また、監視装置２までの距離等によっては、互いに重なる領域が存在する複数のスポット範囲に対して共通となる１つのリフレクタ３を設ける構成としてもよい。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、図６から図９を参照しながら説明する。第２実施形態では、反射器の配置態様が第１実施形態と異なっている。
本実施形態の場合、反射器としてのリフレクタ３は、図６（Ａ）に示すように、１つの走査角度に対応するレーザ光のスポット範囲内に複数設けられているとともに、矢印Ｓにて示す走査方向に対して互いに離間した状態で設けられている。

このとき、各リフレクタ３は、走査方向に対するその幅Ｗ１が、第１実施形態と同様に侵入物５の幅Ｗｓ（図５（Ａ）参照）よりも短く設定されている。また、隣り合って設けられているリフレクタ３のうち少なくとも一対のリフレクタ３、例えば図６（Ａ）であれば図示最右方のリフレクタ３とその左側に位置するリフレクタ３は、走査方向におけるその反射領域を含む両端までの幅（Ｗ２。図５参照）が、侵入物５の走査方向における幅よりも短くなるように設けられている。より具体的な例で言えば、図示最右方のリフレクタ３の右端から左方側のリフレクタ３の左端までの幅Ｗ２が、侵入物５の幅Ｗｓよりも短くなるように配置されている。

また、本実施形態では、レーザ光のスポット範囲に各リフレクタ３が３つ設けられており、最も離間した２つのリフレクタ３、例えば図６（Ａ）であれば図示最右方のリフレクタ３と最左方のリフレクタ３は、その間の幅Ｗ３（反射器間の距離に相当する）が、侵入物５の走査方向における幅Ｗｓよりも長く設定されている。つまり、リフレクタ３に関する幅Ｗ１〜Ｗ３と侵入物５の幅Ｗｓとの関係は、Ｗ１，Ｗ２＜Ｗｓ＜Ｗ３のようになっている。なお、Ｗ１＜Ｗ２とすれば、走査方向に沿った比較的広い範囲でレーザ光を反射させることできるため、つまり、走査方向における検出領域を広くすることができるため、なおよい。

このようにリフレクタ３を配置した場合、監視装置２で受光される受光量は、図６（Ｂ）に示すような関係となる。すなわち、侵入物５がなくリフレクタ３が遮られない場合には、受光量は受光用しきい値を超えることになる。なお、この受光用しきい値は第１実施形態と同様のものであるが、その値は、侵入物５がなく３つのリフレクタ３から受光される場合の受光量を基準として設定されている。

一方、リフレクタ３が１つ遮られた場合、および、リフレクタ３が２つ遮られた場合には、つまり、侵入物５がある場合には、受光量が減衰して、受光用しきい値を下回ることになる。このため、いずれかのリフレクタ３が遮られた状態で、侵入物５を検出することができるようになる。なお、最遠のリフレクタ３間の幅Ｗ３は侵入物５の幅Ｗｓよりも長く設定されているため３つのリフレクタ３が全て遮られる可能性は少ないものの、３つのリフレクタ３が全て遮られた場合であっても、その受光量は受光用しきい値を下回ることになる。

ここで、リフレクタ３を上記したような配置としている理由について詳細に説明する。
所定の走査角度でレーザ光を放射しながら監視対象エリアＲ３内を走査する（図１参照）エリア監視システム１では、図７（Ａ）に示すように、時間ｔ２０においてある走査角度を走査した場合、次に同じ走査角度を走査するのは時間ｔ２１となる。つまり、前回の走査（時間ｔ２０）と今回の走査（時間ｔ２１）との間には、回転ミラー１２の回転速度等に起因する時間的なずれである走査間隔（ｔｓ）が存在する。

このとき、仮に走査間隔（ｔｓ）内に侵入物５が素早くリフレクタ３の前を横切って移動したとすると、図７（Ｂ）に示すようにリフレクタ３を１つあるいは１箇所にまとめて配置した場合には、前回の走査時（時間ｔ２０）にリフレクタ３を遮らない位置に存在していた侵入物５が、走査間隔（ｔｓ）の間にリフレクタ３の前を横切り、今回の走査時（時間ｔ２１）には再びリフレクタ３を遮らない位置まで移動することが考えられ、その場合には受光量の減衰が検出されないことから、侵入物５を検出できない可能性がある。

そして、侵入物５があるにも関わらずそれを検出（報知）できないことは、失報と呼ばれ、ユーザに損失を与える可能性やシステム自体への信頼性が損なわれてしまう可能性を考慮すると、エリア監視システム１としては是非とも回避すべき重大な事象であると考えられる。

そこで、本実施形態では、上記したように走査方向に互いに離間した状態で複数のリフレクタ３を配置することにより、失報の可能性を限りなく低減している。
具体的には、図８（Ａ）に示すように、侵入者がケースＡ〜ケースＧのように走査方向に沿って移動したとする。以下、便宜的に、各リフレクタ３を、右方、中央および左方と称する。この場合、ケースＡは、侵入者がリフレクタ３を遮っていない状態、ケースＢは、右方のリフレクタ３を１つ遮った状態、ケースＣは、右方および中央のリフレクタ３を２つ遮った状態、ケースＤは、中央のリフレクタ３を１つ遮った状態、ケースＥは、中央と最左方のリフレクタ３を２つ遮った状態、ケースＦは、左方のリフレクタ３を１つ遮った状態、ケースＧは、侵入者がリフレクタ３を遮っていない状態となる。

この場合、侵入者がケースＡの位置からケースＧの位置まで素早く移動したとすると場合、ケースＢ〜ケースＦのようにリフレクタ３を遮っている期間が長くなることから、例えば時間ｔ３０においてケースＡの位置にいた侵入者が移動したとしても、例えば時間ｔ３１においてリフレクタ３が遮られれば受光量が減衰した状態が検出される。つまり、全てのリフレクタ３を横切るまでに要する期間が、リフレクタ３を１つ設ける場合よりも長くなることから、侵入物がいずれかの反射器を遮っている期間が長くなり、十分な検出期間が確保されて、侵入者を検出できる可能性が高くなる。

また、複数のリフレクタ３を設けることで、いずれのリフレクタ３も遮らないように移動することが比較的難しくなり、侵入者が素早く移動できなくなる等、侵入者の動きを阻害できることで、検出できる可能性がより高くなることを期待できる。

なお、例えば侵入者が全速力で駆け抜けた場合等であれば、１つの走査角度においては侵入物５を検出できないことが可能性としては考えられるものの、エリア監視システム１としてみた場合には、以下に説明するように、十分に侵入者の検出が可能であると考えられる。

すなわち、エリア監視システム１では、図８（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、スポット範囲は、不検出帯が生じないように前の走査角度および次の走査角度におけるスポット範囲と走査方向に隣接して、あるいは一部が重なって設定されているか、不検出帯が侵入物（例えば人）の幅より小さくなるようにスポット範囲が接近するようになっている。そのため、１つの走査角度において仮に侵入物５を検出できない可能性が考えられたとしても、その前やその次の走査角度において侵入者を検出することができると考えられる。

また、上記したように、リフレクタ３は、監視装置２から例えば１００ｍといった遠距離に配置されている。そのため、全ての走査角度に対して、１００ｍ先の監視装置２との位置関係を把握して反射方向と重ならないように位置取りしたり、監視装置２の走査タイミングを避けて移動したりすることは、現実的に言えば、限りなく困難であると考えられる。また、侵入者がおそらく夜間に侵入するであろうことに鑑みると、そのような移動はさらに困難になると考えられる。

そのため、本実施形態および上記した第１実施形態のようにスポット範囲内にリフレクタ３を配置することにより、エリア監視システム１全体としてみれば十分な監視機能を提供することができ、本実施形態のように走査方向に互いに離間した状態で複数のリフレクタ３を配置することで、各走査角度における失報の可能性をもさらに低減することができているのである。

以上説明した実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
リフレクタ３を配置しているので、上記した第１実施形態と同様に、安全性を確保しつつ、より遠距離の監視を行うことができるという効果を得ることができる。
また、本実施形態では、リフレクタ３（反射器）は、レーザ光のスポット範囲内に、レーザ光の走査方向に対して互いに離間した状態で複数設けられている。これにより、侵入物５が移動した際にリフレクタ３を遮る期間を長くすることができ、侵入物５を検出できる可能性を高めることができる。

また、複数のリフレクタ３のうち、隣り合って設けられている少なくとも一対のリフレクタ３は、その反射領域の幅（Ｗ２。図６（Ａ）参照）が、侵入物５の走査方向における幅Ｗｓよりも短くなるように設けられている。このため、侵入物５が存在する場合には受光量の十分な減衰が観測され、より確実に侵入物５の有無の判定をすることができる。

また、リフレクタ３をスポット範囲に３つ以上設け、そのうち最も離間した２つのリフレクタ３間の距離（Ｗ３。図６（Ａ）参照）を、検知対象となる侵入物５の走査方向における幅Ｗｓよりも長く設定している。これにより、少しの移動ではいずれかのリフレクタ３が遮られることになるとともに、全てのリフレクタ３を遮らないようにするための移動距離が長くなることから、侵入物５を検出できる可能性を高めることができる。

なお、本実施形態では、各走査角度でのスポット範囲内にそれぞれリフレクタ３を複数ずつ設ける例を示したが、リフレクタ３は、必要とする走査角度に対して設置すればよい。また、監視装置２までの距離等によっては、互いに重なる領域が存在する複数のスポット範囲に対して共通となるリフレクタ３を設ける構成としてもよい。

（その他の実施形態）
本発明は、上記し且つ図面に記載した態様に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変形や拡張をすることができる。
各実施形態で示した距離や数等は例示であり、それに限定されるものではない。
全ての走査角度に対してリフレクタ３を設ける必要は必ずしもなく、走査角度の値に応じて、また、想定する侵入物５の大きさに応じて、適宜配置すればよい。

各実施形態では反射器として再帰性反射するリフレクタ３を例示したが、鏡のように反射率が高いものを監視装置２と正対するように配置してもよい。
各実施形態では監視装置２が監視可能な角度範囲を概ね１８０度の例を示したが、角度範囲は、適宜設定すればよい
第２実施形態ではスポット範囲内の各リフレクタ３を同一面に配置した例を示したが、監視装置２とリフレクタ３との距離は、図９（Ａ）に示すように、それぞれ異なっていてもよい。図９（Ａ）の場合、リフレクタ３ａは監視装置２から距離Ｌａの位置に配置され、リフレクタ３ｂは監視装置２から距離Ｌｂの位置に配置され、リフレクタ３ｃは監視装置２から距離Ｌｃの位置に配置されている。

このような場合であっても、図９（Ｂ）に示すように、監視装置２側から見た場合には、つまり、各リフレクタ３ａ〜３ｃを走査角度（Ａ（ｊ））に垂直な平面に投影した状態においては、各リフレクタ３ａ〜３ｃが走査方向に互いに離間した状態で配置されているようになる。第２実施形態と同様に、侵入物５が移動した際にリフレクタ３を遮る期間を長くすることができ、侵入物５を検出できる可能性を高めることができるといった効果を得ることができる。

また、このように監視装置２とリフレクタ３との距離が異なっていてもよいため、例えば図９（Ｃ）に示すように、監視対象エリアＲ３に建物等の背景物４が存在しており、その前の通路を監視したいような場合には、再帰性反射するリフレクタ３ａ〜３ｃを背景物４に設ければよいので、設置が容易であるとともに、通路を塞いだりすることがないことからユーザに不便さを感じさせることもない。

図面中、１はエリア監視システム、２は監視装置、３はリフレクタ（反射器）、５は侵入物、１０ａは時間ベース検出部（第１の検出部）、１０ｂは受光量ベース検出部（第２の検出部）、１１はレーザ光源（放射部）、１３は受光部、Ｒ１は第１の検出エリア、Ｒ２は第２の検出エリア、Ｒ３は監視対象エリアを示す。

Claims (5)

1. レーザ光を用いて監視対象エリアを監視するエリア監視システムであって、
   前記エリア監視システムは、
   レーザ光を所定の走査角度ごとに放射して監視対象エリア内を走査することにより侵入物を検出する監視装置と、監視対象エリア内に設けられ、前記監視装置から放射されたレーザ光を当該監視装置に向けて反射する反射器と、を含み、
   前記監視装置は、
   レーザ光を放射する放射部と、
   前記放射部から放射されたレーザ光が物体で反射した際の反射光を受光する受光部と、
   該監視装置の近傍に設定される第１の検出エリアを対象とし、レーザ光を放射してからその反射光が受光されるまでの経過時間に基づいて物体までの距離を測定することによって、当該走査角度における侵入物を検出する第１の検出部と、
   前記第１の検出エリアよりも遠方に設定される範囲であって前記反射器が設けられる第２の検出エリアを検出対象とし、放射したレーザ光が前記反射器で反射した場合にその反射光を受光するタイミングにおける受光量と前記反射器までの間に物体が存在しているか否か判定するために予め設定されている基準受光量とを比較することによって、当該走査角度における侵入物を検出する第２の検出部と、
   を備えることを特徴とするエリア監視システム。
2. 前記反射器は、各走査角度においてレーザ光が照射される範囲を示すスポット範囲内に設けられており、レーザ光の走査方向におけるその幅が、検知対象として想定される侵入物の走査方向における幅よりも短く設定されていることを特徴とする請求項１記載のエリア監視システム。
3. 前記反射器は、各走査角度においてレーザ光が照射される範囲を示すスポット範囲内に、レーザ光の走査方向に対して互いに離間した状態で複数設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のエリア監視システム。
4. 複数の前記反射器のうち、隣り合って設けられている少なくとも一対の反射器は、その反射領域を含む走査方向における両端までの幅が、侵入物の走査方向における幅よりも短くなるように設けられていることを特徴とする請求項３記載のエリア監視システム。
5. 監視対象エリア内をレーザ光で所定の走査角度ごとに走査することで侵入物を検出する監視装置であって、
   レーザ光を放射する放射部と、
   前記放射部から放射されたレーザ光が物体で反射した際の反射光を受光する受光部と、
   該監視装置の近傍に設定される第１の検出エリアを対象とし、レーザ光を放射してからその反射光が受光されるまでの経過時間に基づいて物体までの距離を測定することによって、当該走査角度における侵入物を検出する第１の検出部と、
   前記第１の検出エリアよりも遠方に設定される範囲であって前記反射器が設けられる第２の検出エリアを検出対象とし、放射したレーザ光が前記反射器で反射した場合にその反射光を受光するタイミングにおける実際の受光量と、前記反射器までの間に物体が存在しているか否か判定するために予め設定されている基準受光量とを比較することによって、当該走査角度における侵入物を検出する第２の検出部と、
   を備えることを特徴とする監視装置。

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