JP2858785B2 - 感熱センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、天井や壁に取り付けられ、人体等の熱源か
ら放射される赤外線を焦電型赤外線センサにより検知す
る感熱センサに関するものである。

［従来の技術］ 一般にこの種の感熱センサの人体からの熱線を集光す
るレンズは単体であり、検知能力としては、移動検知が
主体である。

［発明が解決しようとする課題］ そのため、感熱センサを例えば、会議室、トイレ等に
使用した場合には、微動検知はできないという問題があ
った。

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、
造営面への取り付けが容易で、しかも微動検知ができる
感熱センサを提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、造営材に開口した取付穴に収納される器体
と、造営材の裏側に位置する器体に設けた端子部と、造
営材の表側に位置する器体周部より外側方へ突出し造営
材の表面に沿って配置されるフランジと、造営材の裏面
側の器体に一端が回動自在に枢支され他端とフランジと
で造営材を挟持する取付金具と、フランジに設けられた
取付用の挿通孔に挿通されフランジの表側より締結方向
に回転させることにより取付金具の他端が造営材の裏面
側に移動するように取付金具を回転させる取付用のボル
トと、造営材の表側の器体に設けられた熱線を受光する
熱線センサと、熱線センサの前面に配置されたボディの
前面に設けられた開口部より露出し熱線を集光するレン
ズと、レンズを露出させる露出孔が設けられフランジの
表側に着脱自在に覆着される化粧プレートとで構成し、
レンズを複数に分割したものである。

［作用］ 上記構成により、取付穴に器体を収納した状態で挿通
孔に挿通されたボルトを回転させることによりフランジ
を固定することができるから、天井等の造営面への取り
付けが簡単に行なえ、しかも化粧プレートにより室内側
からフランジに設けた挿通孔を覆うことができ、室内の
美観を損なうことがなく、さらにレンズを分割すること
で、複数の検知エリアを確保して微動検知を可能にして
いる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
２図は感熱センサＡの断面図を示し、第３図は部分拡大
図を、第１図はセンサ部Ｂの分解斜視図を夫々示してい
る。センサ部Ｂは第１図に示すように、略円筒上の回転
枠１と、12分割した球面フレネルレンズで構成したレン
ズ２と、ドーム上の回転枠３とで構成されている。回転
枠１の下面はレンズ２を突出させる開口部４が開口して
あり、上部周端面には４つの突起５が突設してある。ま
た、内周面には夫々対向した突部6,7が突設され、一方
の突部６には溝6aが上下方向に凹設してある。レンズ２
の上部周端面には夫々対向した突部8,9が一体に突設さ
れ、一方の突部８には外面にリブ8aが形成されている。
焦電素子等を実装したプリント基板を内部に配設した回
転枠３の下部周端面には凹部10が形成してある。

ここで、回転枠１の突部６の溝6aにレンズ２のリブ8a
を沿わせてレンズ２を回転枠１に入れた後に、回転枠３
の凹部10に回転枠１の突起５を圧入することで組み立て
られ、センサ部Ｂが完成する。この際、回転枠１の突部
７の内面にレンズ２の突部９の外面が当接する。そし
て、回転枠１の突部6,7の上面からレンズ２の突部8,9が
飛び出さないように、回転枠３の下部周端面で押接して
いる。尚、突部６に設けた溝6aをレンズ２の突部８に設
け、リブ8aを突部６に設けるようにしても良い。

第２図に示すように、回転枠３の内部には焦電素子11
等を実装したプリント基板12がボス14にタッピングネジ
13で固定されている。センサ部Ｂはボデイ15の開口部16
よりレンズ２部分が突出した形で、ボデイ15に固定され
るものであり、タッピングネジ17でボデイ15に固定され
た押え金具18でセンサ部Ｂが付勢されて配置される。つ
まり、押え金具18によりセンサ部Ｂがボデイ15に位置決
めされると共に、回動自在に装着される。電源制御用の
プリント基板19はタッピングネジ20にでボデイ15に固定
され、センサ部Ｂの回転枠３の窓穴3a（第１図）から出
されたプリント基板12からのリード線21をプリント基板
19に半田付け接続し、更に、プリント基板19からのリー
ド線22をカバー23に設けられた端子部24に接続してい
る。カバー23は組立ねじ25によりボデイ15に固定され、
ボディ15とともに器体を構成する。端子部24は端子ねじ
24aと端子板24bとで構成されている。端子ねじ24Aの間
及び両側には絶縁壁26が一体に形成され、その上を押え
板27で絶縁を図っている。また、ボディ15の下周部より
外側方へ突設したフランジ15aの下面にはレンズ２を露
出させる露出孔が設けられた化粧プレート28が装着され
るようになっており、化粧プレート28とフランジ15aと
でプレート部を構成する。

センサ部Ｂの回転枠１から突出されたレンズ２を通し
て、焦電素子11に熱線が入射すると、熱線量が変化した
ときだけ検知能力が得られ、レンズ２を後述するよう
に、全方向に15゜ずつ検知範囲を調整できるようにして
ある。熱線を受光した時に得られる検知出力は上記の端
子部24から外部に取り出されるようになっている。

第６図に示すように、カバー23の上面には取付金具29
が一対回動自在に取着され、取付金具29の上部には復帰
ばね30の一端部が係合し、復帰ばね30の他端部はカバー
23の上面に係止されて、取付金具29の起立させる方向に
付勢している。また、取付金具29にはボルト31を挿通さ
せる長孔（図示せず）が穿孔されている。第２図に示す
ように、ボデイ125には上記ボルト31を挿通させる挿通
孔32が穿設されていて、ボルト31がこの挿通孔32及び取
付金具29の長孔を挿通し、ボルト31の先端に第６図に示
すようにナット33が螺着されている。このナット33は四
角形状であり、周縁が取付金具29に当たって回り止めさ
れるようになっている。

第６図に示すように、造営材たる天井材34に取付穴35
をあけ、ボルト31を緩めた状態で、感熱センサＡの上部
を取付穴35に挿入した後、ボルト31を締め付けて、取付
金具29を天井材34の上面に倒すと共に、ボデイ15のフラ
ンジ15aを天井材34の下面に当接し、取付金具29とフラ
ンジ15aとで天井材34を挟持して、感熱センサＡを取り
付けるようになっている。

次に、センサ部Ｂの回動機構について説明する。第４
図、第２図及び第３図に示すように、センサ部Ｂの回転
枠３の上部中央には突起36が突設してあり、この突起36
が押え金具18の中央片18aに穿孔した穴37に位置するよ
うになっている。つまり、突起36が穴37内に位置するこ
とにより、センサ部Ｂの回転範囲（角度）を制限してい
るものである。また、押え金具18の両側にはタッピング
ネジ17を挿通させる穴18bが穿孔してある。回転枠３の
側部に突設してある突起38はボデイ15に形成したガイド
溝39に遊嵌して回転枠４の位置を決めるものであり、セ
ンサ部Ｂをボデイ15に配置する際に、突起38をガイド溝
39に沿って挿入して位置決めを行うものである。更に、
回転枠３の突起36の周囲にはリング状のリブ40が複数半
径方向に突設してある。このリブ40はセンサ部Ｂをボデ
イ15に対して、垂直方向の面に沿って回動させる時のク
リックアクションを出すものである。従って、感熱セン
サＡの施工後、必要なエリアを設定する場合、回転枠３
を操作することにより、クリックアクション機能を出す
ことができ、押え金具18の穴37の径を回転枠３のリブ40
の一箇所の径と同一にすることで、センター出し（真
中）を行うことができるものである。また、天井取付を
主目的とする感熱センサであるため、コンパクトで、デ
ザイン的にもすっきりとしたものが提供でき、また、セ
ンサ部Ｂを全方向に15゜回転できる構造としているた
め、取付場所の制限に少なくなるものである。

次に、センサ部Ｂのレンズ２及び焦電素子11の構造に
ついて説明する。本実施例では基本的に焦電素子11を４
素子とし、赤外線を集光させるレンズ２を収差の少ない
ドーム型のフルネルレンズを用いている。レンズ２は例
えば、熱線が透過しやすい合成樹脂（例えば、高密度ポ
リエチレン）で形成され、球状体としてレンズ２の中心
付近に赤外線センサとしての上記焦電素子11が配置され
るようになっている。従って、焦電素子11は外気流に触
れることがないから、外気流の乱れによる温度分布に差
が生じても焦電素子11は誤りなく検出できるものであ
る。

レンズ２は第１図に示すように、12個のレンズ部2a,2
bの集合体となっており、各レンズ部2a,2bの光軸は、焦
電素子11を中心とする放射状に設定されている。ここ
で、レンズ２の凹凸面は内周面側に形成してあり、外周
面での反射が少なくなるようにして透過効率の低下を防
止している。また、焦電素子11の受光面の中心に立てた
法線とレンズ２との交点を中心とし、この中心の回りに
レンズ部2a,2bを形成しているものである。すなわち、
レンズ部2a,2bは、上記中心付近を周方向に90゜間隔に
分割した４個のレンズ部2aと、レンズ部2aの外周で45゜
間隔に分割した８個のレンズ部2bとから構成している。

焦電素子11は第８図（ａ）に示すように、TO−５のパ
ッケージ41内に４個配置しており、同図（ｂ）に示すよ
うに４個の焦電素子11を極性を反転して直列に接続して
電源を印加するようにしている。また、図示の括弧書き
に示す極性にして接続してもよい。同図（ｃ）は同図
（ａ）のX,Y軸における視野角を示している。

このように４個の焦電素子11と12分割してレンズ２と
を組みわせることで、48の検知領域が設定されることに
なる。第９図及び第10図は、感熱センサＡを天井面に取
り付けた場合を示しており、図中の が各レンズ部2a,2bの検知領域を示している。第11図は
焦電素子11が２個の場合を示しており、第９図の場合の
方がより広い検知エリア（図中の一点鎖線）を確保する
ことができる。第12図は、本感熱センサＡの検知エリア
を示す図であり、天井面の高さが3.5mの場合、床面では
直径4.9mが検知エリアであり、また、机の高さが70cmと
した場合、直径3.9mが検知エリアとなる。また、レンズ
２を複数の分割しているので、各レンズ部2a,2bにより
複数の検知エリアに分割できて、熱源の移動量が小さく
ても検知できるものである。従って、例えば会議室に本
感熱センサＡを設置した場合、机上の手の動きを検知す
る機能を有し、存在検知により近い特性を有することが
できる。また、レンズ２の分割数を変えることにより、
種々の検知エリアに対応することができる。

上述した感熱センサＡを照明器具50の点滅制御に使用
する場合は、例えば、第13図に示すように、人を検知す
べき領域の広さや、形状に応じて適宜個数を天井に配置
し、信号線51を介して壁面等に設置されたコントローラ
52と接続する。またコントローラ52には、制御線53を介
して照明器具50と接続し、また、電源線54を介して電源
55と接続している。すなわち、本実施例では、負荷とし
ての照明器具を直接制御する制御部であるコントローラ
52を感熱センサＡとは別体にして構成としているもので
あり、感熱センサＡは単に、人の検知信号をコントロー
ラ52へ送るようにし、コントローラ52では、感熱センサ
Ａからの信号を受けて、照明器具50を点滅制御するよう
にしている。

ところで、負荷が照明器具であれば、検知領域への人
の出入りにかかわらず、連続点灯させたり、連続消灯さ
せたりしたい場合があるから、このような要求を満たす
ために、自動点滅、連続点滅、連続消灯などのモードを
設定できる機能を上記コントローラ52には設けている。

［発明の効果］ 本発明は、造営材に開口した取付穴に収納される器体
と、造営材の裏側に位置する器体に設けた端子部と、造
営材の表側に位置する器体周部より外側方へ突出し造営
材の表面に沿って配置されるフランジと、造営材と裏面
側の器体に一端が回動自在に枢支され他端とフランジと
で造営材を挟持する取付金具と、フランジに設けられた
取付用の挿通孔に挿通されフランジの表側より締結方向
に回転させることにより取付金具の他端が造営材の裏面
側に位置するように取付金具を回転させる取付用のボル
トと、造営材の表側の器体に設けられた熱線を受光する
熱線センサと、熱線センサの前面に配置されボディの前
面に設けられた開口部より露出し熱線を集光するレンズ
と、レンズを露出させる露出孔が設けられフランジの表
側に着脱自在に覆着される化粧プレートとを備えている
ので、取付穴に器体を収納した状態で挿通孔に挿通され
たボルトを回転させることによりフランジを固定するこ
とができるから、天井等の造営面への取り付けが簡単に
行なえ、しかも化粧プレートより室内側からフランジに
設けた挿通孔を覆うことができ、室内の美観を損なうこ
とがなく、しかも造営材の表側の器体に設けられた熱線
を受光する熱線センサの前面に配置され熱線を集光する
レンズを複数に分割したので、複数の検知エリアを確保
して微動検知を可能にすることができ、従って、例え
ば、会議室に設置した場合、机上の手の動きを検知する
機能を有し、存在検知により近い特性を得ることがで
き、また、レンズの分割数を変えることにより、種々の
検知エリアに対応することができる効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセンサ部の分解斜視図、第２図は同上
の実施例の断面図、第３図は同上の部分拡大断面図、第
４図は同上の要部分解斜視図、第５図（ａ）（ｂ）は同
上の破断下面図、及び平面図、第６図は同上の取付状態
を示す断面図、第７図は同上の下面図、第８図（ａ）〜
（ｃ）は同上の焦電素子の構成を示す配置図、接続図及
び説明図、第９図〜第12図は夫々同上の検知エリアを示
す説明図、第13図は同上のシステム構成図である。 ２はレンズである。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】造営材に開口した取付穴に収納される器体
   と、造営材の裏側に位置する器体に設けた端子部と、造
   営材の表側に位置する器体周部より外側方へ突出し造営
   材の表面に沿って配置されるフランジと、造営材の裏面
   側の器体に一端が回動自在に枢支され他端とフランジと
   で造営材を挟持する取付金具と、フランジに設けられた
   取付用の挿通孔に挿通されフランジの表側より締結方向
   に回転させることにより取付金具の他端が造営材の裏面
   側に移動するように取付金具を回転させる取付用のボル
   トと、造営材の表側の器体に設けられた熱線を受光する
   熱線センサと、熱線センサの前面に配置されボディの前
   面に設けられた開口部より露出し熱線を集光するレンズ
   と、レンズを露出させる露出孔が設けられフランジの表
   側に着脱自在に覆着される化粧プレートとで構成し、レ
   ンズを複数に分割して成ることを特徴とする感熱セン
   サ。