JP3086406B2 - 受動型赤外線式人体検知装置 - Google Patents
受動型赤外線式人体検知装置Info
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Description
により設定した検知エリア内における人体の存在の有無
を検知エリアからの放射赤外線エネルギの変化により非
接触で検知するものであって、たとえば、防犯警報装置
の作動を制御するための起動スイッチなどに用いられる
受動型赤外線式人体検知装置に関するものである。
入者が入り込んだのを検知して照明灯を点灯または点滅
したり、あるいは警報ブザーやサイレンを鳴らして警報
を発する防犯警報装置には、その起動スイッチとして受
動型赤外線式人体検知装置が用いられている。この種の
人体検知装置は、警戒すべき区域にレンズなどの光学系
により所定の検知エリアを設定し、この検知エリアから
放射される赤外線エネルギを光学系で集光して焦電素子
などの赤外線検出素子に入射し、赤外線検出素子により
入射赤外線エネルギをその変動量に応じた電気信号に変
換している(特開平6−52450号参照)。この電気
信号のレベルにより検知エリア内から放射される赤外線
エネルギ量の変化を常時監視しており、検知エリア内に
人体が入り込むと、光学系を介して赤外線検出素子に入
射する赤外線エネルギ量は、検知エリア内の背景から放
射する赤外線エネルギ量に対し人体から放射する赤外線
エネルギ量分だけ増大または減少するよう変化するの
で、この赤外線エネルギ量の変化から、人体つまり不法
侵入者を検知するようになっている。
知装置は、上述のような防犯警報装置の起動スイッチに
用いられる場合、光学系の受光方向をほぼ水平方向に向
けた配置で建造物や家屋の壁面などに設置されるととも
に、一般に壁面から数メートル離れた区域に警戒すべき
検知エリアを設定するように赤外線エネルギの検出感度
を調整される。すなわち、背景と検知エリアとの温度差
を監視して、検知エリアの温度が高くなるよう変化した
ときに検知エリア内に人体が入り込んだと検知する。
る場合には、検知エリアよりも遠方に大きな熱源となる
物体が存在したり、あるいは熱源となる物体が通過した
場合には、入射赤外線エネルギ量が検知エリア内に人体
が入り込んだ場合と同様に変動して、人体検知信号を誤
出力してしまう問題がある。たとえば、検知エリアより
も遠方にボイラのような高温発生源が存在していて、そ
のボイラと検知エリアとの間を物体が通過した場合や、
検知エリアよりも遠方をエンジンから熱を発生する自動
車やトラックなどが通過したような場合には、上記赤外
線式人体検知装置に入射する赤外線エネルギ量が大きく
変動するため、人体検知信号を誤出力してしまう。
動状態として検知エリア内への不法侵入者を警戒するも
のであるが、たとえば、家屋を留守にするような場合に
は、昼間であっても防犯警報装置を作動状態として外出
することがある。このような場合、光学系の設置方向に
よっては太陽光が光学系に直射することがあり、太陽光
は幅広い波長を有して遠赤外線をも含んでいるため、上
記太陽光の直射により人体検知信号を誤出力することも
ある。このように、屋外に設置する場合には、警戒すべ
き区域、つまり所定の検知エリアよりもはるかに遠い場
所の環境条件などにより誤動作してしまうことがある。
光学系の受光方向を、設定すべき検知エリアの地面に向
けた下向きに設定して、検知エリアから放射する赤外線
エネルギのみを入射させる構成とすることが考えられ
る。しかし、そのような構成とすると、庭に放し飼いに
されているペット、たとえば犬や猫などの小動物が検知
エリアに入り込むと、この小動物から放射する赤外線エ
ネルギによって入射赤外線エネルギ量が変動し、やはり
人体検知信号を誤出力してしまう。
に存在する熱源や直射日光あるいは検知エリアに入り込
んだ小動物などによる誤動作を確実に防止して、検知エ
リア内に入り込んだ人体のみを高精度に検出することの
できる受動型赤外線式人体検知装置を提供することを目
的とする。
ために、本発明の受動型赤外線式人体検知装置は、屋外
に設置される受動型赤外線式人体検知装置であって、受
光素子と光学系からなるセンサユニットを上下方向に二
つ備え、そのうち、上方の第1のセンサユニットが、検
知対象の人体の上半身に受光方向を向け、地面に達しな
い検知エリアを設定するように配置され、下方の第2の
センサユニットが、前記検知エリアの下方であって、自
身の設置位置から所定の検知距離だけ離れた地面に向か
う検知エリアを設定するよう配置されている。この人体
検知装置は、さらに、前記両センサユニットの受光素子
からの出力電気信号が所定レベルを超えたときに検出信
号を出力するレベル検出回路と、前記両レベル検出回路
から検出信号が出力されたときに人体検知信号を出力す
る人体検知回路とを備えている。
方に存在する大きな熱源からの放射赤外線エネルギが変
化したり、あるいは太陽光が直射したりした場合、これ
らの赤外線エネルギは受光方向を下方に向けて配置され
た第2のセンサユニットに殆ど入光しない。したがっ
て、受光方向をほぼ水平に向けた第1のセンサユニット
の受光素子の電気信号が所定レベルを超えるだけであ
り、人体検知信号を誤出力することがない。また、犬や
猫などの小動物が検知エリア内に入り込んだ場合、この
小動物から放射する赤外線エネルギは第1のセンサユニ
ットには殆ど入光しないので、第2のセンサユニットの
受光素子の電気信号のみが所定レベルを超えるだけであ
り、この場合も人体検知信号を誤出力することがない。
には、この人体の上半身および下半身から放射する赤外
線エネルギがそれぞれ第1および第2のセンサユニット
の光学系を介して各受光素子に入射し、各受光素子の電
気信号が共に所定レベルを超える。それにより検知エリ
ア内の人体の存在を検知して、人体検知信号を出力す
る。このように、検知エリアよりも遠方に存在する熱源
や直射日光あるいは検知エリアに入り込んだ小動物など
による誤動作を確実に防止しながら、検知エリア内に入
り込んだ人体を高精度に検出することができる。
の検知エリアの下方であって、自身の設置位置から所定
の検知距離だけ離れた地面に向かう検知エリアを設定さ
れているので、人体を検知する区域を設置位置から所定
の検知距離までの範囲に限定することができる。それに
より、人体の存在の検知が不要な区域に入り込んだ人体
を誤検知して警報を出すといったトラブルを確実に防止
できる。
ある検出信号と非検出信号を出力し、前記人体検知回路
は前記2値信号を受けて作動するアンド回路である構成
とすれば、上記受動形赤外線式人体検知装置を簡単な構
成で容易に実用化できる。
エリアが上下に変更可能に構成されるのが好ましい。こ
の第2のセンサユニットを調整することにより、検知距
離を適宜変更できる。ここで、第2のセンサユニット
は、その光学系が両センサユニットを収納するハウジン
グに固定されており、その受光素子を前記光学系に対し
て上下方向に移動自在に設定しておけば、光学系を移動
させることなく検知距離を変更できる。このように、光
学系を移動させる必要がなくなるので、光学系を外部に
露出させてセンサユニットのカバーの一部を兼ねる構成
とすることができ、人体検知装置の構造の簡略化が可能
となる。
は、その検知エリアが左右に変更可能に構成されるのが
好ましい。これにより、前記検知距離だけでなく、検知
エリアの左右の位置も適宜変更できる。
する構造としては、第1および第2のセンサユニットの
光学系がハウジングに固定され、第1のセンサの受光素
子を固定的に保持し、第2のセンサの受光素子を上下方
向に移動自在に保持する保持部材と、前記ハウジングに
取り付けられて前記保持部材を回転自在に支持する回転
支持部材とを有するものが好ましい。これにより、簡単
な構造で検知距離および検知エリアの変更が実現され
る。
について図面を参照しながら詳述する。図1は防犯警報
装置の起動スイッチに適用した場合の本発明の一実施形
態を示すブロック構成図である。同図において、家屋に
おける外側の壁面20に取り付けられるハウジング21
には、受光素子1と光学系3、および受光素子2と光学
系4の各組からなる第1および第2の2組のセンサユニ
ット5,6が、上下に位置して収納されている。受光素
子1,2は焦電素子、サーミスタ・ボロメータまたは熱
電堆のような赤外線検出素子からなり、入射した赤外線
エネルギの変動量に比例した電気信号を出力する。光学
系3,4は、この実施形態ではフレネルレンズを用いた
場合について説明するが、受光素子1,2に赤外線エネ
ルギを集光して入射させるものであればよく、たとえ
ば、プリズムまたはミラーなどを用いることもできる。
1,2から出力される電気信号は、個々の増幅回路8,
9でそれぞれ増幅され、この増幅信号の信号強度、すな
わち赤外線光束の変動量が比較回路からなるレベル検出
回路10,11で常時監視されている。すなわち、レベ
ル検出回路10,11は、入力する電気信号の信号レベ
ルを検出レベル設定部12,13に設定された所定の検
出レベルと常時比較しており、電気信号が検出レベルを
超える変動を検知したときに、ハイレベルの検出信号を
出力する。つまり、レベル検出回路10,11は、ハイ
レベルの検出信号とローレベルの非検出信号からなる2
値信号を出力する。
両レベル検出回路10,11からハイレベルの検出信号
が出力されたとき、人体検知回路14から人体検知信号
aを出力する。警報信号発生回路17は、人体検知信号
aの入力により作動して照明灯、ブザーまたはサイレン
などの警報発生機器を作動させるための警報信号bを発
生する。また、この警報信号bによりスピーカ18が駆
動されて、予め用意された不法侵入者を威嚇するための
合成音声を出力する。
図、図4は図2のIV−IV線断面図である。図2に示
すように、上記のハウジンク21は、樹脂製のカバー2
2とベース23とにより構成されており、カバー22の
上部の係止突部24をベース23の係合段部27に係合
させるとともに、カバー22の下部から固定ねじ28を
ねじ込んでカバー22とベース23とが結合されてい
る。カバー22には、半周の円弧形に成形された窓枠状
のレンズホルダ29が取り付けられ、このレンズホルダ
29の上下に設けられたレンズ保持部に嵌め込み固定さ
れた前記レンズ3,4が、カバー22の前壁の一部を形
成するように露出している。
板30,31に実装されて、ほぼ円筒形の保持部材33
の内部に収納されている。この保持部材33は、二つ割
りされた前部33aと後部33bとがねじ体48により
結合されている。前部33aには各レンズ3,4からの
光をそれぞれ入射させるための光入射窓34,37が形
成されており、上部のプリント基板30には、受光素子
1が光入射窓34を通してレンズ3に対向した位置に固
定されている。一方、下部のプリント基板31には、受
光素子2が光入射窓37を通してレンズ3に対向するよ
うに固定されるとともに、前記保持部材33内で上下動
自在に保持されている。
搭載した下部のプリント基板31は、以下の構造により
上下動可能となっている。すなわち、下部のプリント基
板31は、軟質合成樹脂により形成されて弾性を有する
支持フレーム38に固定されるとともに、図4に示すよ
うに、保持部材33の後部33bの左右において上下に
2個ずつ形成された側面ガイド61と、棚状に上下に延
びる左右一対の後面ガイド62とにスライドしながら上
下動できるようになっている。支持フレーム38には、
図2に示すように、前面側に操作つまみ部38aが突出
されており、操作つまみ部38aの右側部に三角形状の
係止突起38cが形成されている。一方、保持部材33
の前部33aには、上記操作つまみ部38aを挿通させ
て上下方向に摺動自在にガイドする長孔形状のガイド孔
45と、上下方向に4個形成されて係止突起38cが択
一的に係合される係合凹部41a〜41bが形成されて
いる。
ンズ4に対して上下方向に移動させる場合、操作つまみ
部38aを後方(図2の左方向)に押圧すると、弾性を
有する支持フレーム38が撓んで係止突起38cが係合
凹部41aから離脱する。したがって、プリント基板3
1が上下動可能状態となるので、操作つまみ部38aを
ガイド孔45に沿って上下動させると、プリント基板3
1が側面ガイド61および後面ガイド62に沿って上下
動する。操作つまみ部38aの押圧力を所望の位置で解
除すると、係止突起38aが対応する係合凹部41a〜
41dに係合して位置決めされる。これにより、後述す
る下方の検知エリアが適宜変更される。なお、図3に示
すように、操作つまみ部38aの係止位置には、図示し
ていないが、矢印43を付して、その頂面に受光素子2
の位置により設定した検知距離が記入されている。
持部材44の本体44aとこれにねじ体47で固定され
たキャップ44bとの間に挟まれて回転支持部材44に
対して回転自在に支持され、保持部材33の中央部の後
面が保持部材44に設けた支持突起44cに支持され
て、後側への倒れを防止している。こうして、保持部材
33は、手動操作により上下軸の回りに回転して、両セ
ンサユニット5,6の検知エリアA1,A2を左右の任
意の方向に変更できるようになっている。さらに、保持
部材33の上部の後面には上下に延びる複数の位置決め
孔50が、周方向に一定間隔で形成されており、これら
位置決め孔50のいずれかに、回転保持部材44の本体
44aに突設された係止ピン51が嵌まり込んで、段階
的に回転方向位置の位置決めがなされる。
5,6にそれぞれ対応して、図4に明示するように、光
を入射させる左右の角度を制限するための視野規制板5
2が一体形成されている。また、ベース23と回転支持
部材44との間にプリント基板からなるメイン基板55
が固定されており、このメイン基板55と第1および第
2の配線基板30,31とが図示しない電線で接続され
ている。ベース23の後面には、断面コ字状の固定プレ
ート53が図示しないねじ体により取り付けられてお
り、この固定プレート53を介して壁面20に取り付け
られる。この固定プレート53は外部との電気的接続の
ための電線54のガイドにも兼用されており、メイン基
板55の上部に固定された端子60に接続された電線5
4を固定プレート53を通って一旦下方に導いたのち
に、固定プレート53の側方から上方に引き出してい
る。
における成人のほぼ腰に相当する高さ位置に取り付けら
れる。前記の各センサユニット5,6は、図1に2点鎖
線で示した不法侵入者を警戒すべき所定の区域Z内にお
いて、上下に離れた互いに異なる領域からそれぞれ放射
される赤外線エネルギを個々に集光する向きに配置され
ている。すなわち、上方の第1センサユニット5は、検
知対象の人体の上半身に向けて受光方向がほぼ水平に配
置されて、上記警戒区域Z内の上方の空間に、地面Gに
達しない第1の検知エリアA1を設定している。下方の
第2センサユニット6は、壁面20から所定の検知距離
Lだけ離れた地面Gに受光方向を向けて配置されてお
り、警戒区域Z内の下方空間に第2の検知エリアA2を
設定している。
ら、ほぼ、第2センサユニット6により設定した第2の
検知エリアA2の中心線Cと地面Gとが交わる位置まで
の距離であり、この検知距離L、第1の検知エリアA1
の高さ、第1および第2の検知エリアA1,A2の幅
(図1の紙面に直交する方向の寸法)とから、前記警戒
区域Zが定まる。
の作用について説明する。この人体検知装置は、両受光
素子1,2からの電気信号の信号レベルが同時に検出レ
ベルを超えた場合のみ、人体検知信号aを出力する。た
とえば、第1の検知エリアA1の遠方にボイラのような
高温発生源が存在して、この高温発生源の前を物体が通
過したり、第1の検知エリアA1の遠方の道路を自動車
やトラックが通過した場合、これらから放射される赤外
線エネルギが上方の第1センサユニット5のレンズ3を
通じて受光素子1に入射する。受光素子1は入射赤外線
エネルギ量の大きな変動に応じた信号レベルの電気信号
を出力し、これを検出したレベル検出回路10から検出
信号が出力される。しかし、下方の第2センサユニット
6のレンズ4には、これの受光方向が下方を向いている
ことから、上記の大きく変動する赤外線エネルギが殆ど
入光しない。したがって、下方の受光素子2からの電気
信号の信号レベルは殆ど変化せず、レベル検出回路11
の出力はローレベルを保持する。その結果、人体検知回
路14は人体検知信号aを誤出力することがない。
も、上記と同様に上方の第1センサユニット5の受光素
子1からの電気信号の信号レベルが高くなるように変化
するだけであり、やはり人体検知信号aは出力されな
い。一方、犬や猫などの小動物Mが警戒区域Z内に入り
込んだ場合、この小動物Mから放射する赤外線エネルギ
は、下方の第2センサユニット6のレンズ4を介して受
光素子2に入射するが、受光方向をほぼ水平に向けて配
置された上方の第1センサユニット5には殆ど入光しな
い。したがって、下方の受光素子2からの電気信号のみ
が所定レベルを超えるだけであるから、この場合も人体
検知信号aが誤出力することがない。
合には、両検知エリアA1,A2を共に遮るので、この
人体Hから放射する赤外線エネルギが確実に上下のセン
サユニット5,6のレンズ3,4を介して各受光素子
1,2に入射し、各受光素子1,2の電気信号が共に所
定レベルを超えて両レベル検出回路10,11から共に
検出信号が出力される。それにより、両検知エリアA
1,A2の設定された警戒区域Z内に入り込んだ人体H
を確実に検知して、人体検知信号aを出力できる。しか
も、下方のレンズ4の受光方向を検知距離Lにある地面
に向くよう設定しているので、人体Hを検知できる区域
は、壁面20から検知距離Lまでの範囲であって両検知
エリアA1,A2の設定された空間内に限定することが
できる。したがって、検知エリアA1,A2を外れた区
域に存在する人体Hの誤検知を確実に防止できる。それ
により、人体Hの存在の検知が不要な区域に入り込んだ
人を誤検知して警報を出すといったトラブルを確実に防
止できる。
ことにより適宜設定される。すなわち、図2のハウジン
グ21のカバー22をベース23から取り外した状態
で、操作つまみ部38aを上述のようにして手動操作で
上下動させることにより、第2のセンサユニット6の受
光素子2の位置を、41a〜41dの位置に相当する4
段階で上下させる。これにより、図5に示すように、レ
ンズ4の中心40と受光素子2の中心とを結ぶ直線によ
り決まる第2の検知エリアA2の中心線Cが、上下に振
れるので、第2の検知エリアA2が、θで示す角度範囲
内で上下に変更され、図1の検知距離Lが変わる。こう
して第2のセンサユニット6の検知エリアA2を上下に
変更するとともに、図2の保持部材33を水平面方向に
回転させて、両センサユニット5,6の左右の向きを設
定する。これらの設定は、人体検知装置の設置時に、設
置箇所の設置条件などに基づいて、適宜行われる。
レンズ4がハウジング21のカバー22に固定されて外
部に露出し、カバー22の一部を兼ねる構造となってい
る。したがって、ハウジング21の前面を開口なく覆う
カバーを設けて、その内方に別体のレンズを収納する場
合と比較して、構造が簡略化される。その反面、レンズ
は移動不能になるが、この装置では、その受光素子2の
方を前記レンズ4に対して上下方向に移動自在に設定し
ているから、レンズ4を移動させることなく検知エリア
A2を変更できる。
体検知装置によれば、光学系と受光素子との組み合わせ
を2組備えて、所定の検知エリアを設定する区域におけ
る上下の領域の放射赤外線エネルギがともに所定レベル
を超える変動をしたときのみ人体検知信号を出力するよ
うにしたので、検知エリアよりも遠方に存在する熱源や
直射日光あるいは検知エリアに入り込んだ小動物などに
よる誤動作を確実に防止できるとともに、検知エリア内
に入り込んだ人体を高精度に検出することができる。
検知装置を示すブロック構成図である。
る概略側面図である。
ユニット、6…第2のセンサユニット、10,11…レ
ベル検出回路、14…人体検知回路、18…スピーカ、
21…ハウジング、33…カバー、23…ベース、33
…保持部材、44…回転支持部材、a…人体検知信号、
A1…上方の検知エリア、A2…下方の検知エリア、G
…地面、H…人体、L…検知距離、Z…警戒区域
Claims (6)
- 【請求項1】 屋外に設置される受動型赤外線式人体検
知装置であって、 入射赤外線エネルギをその変動量に応じた電気信号に変
換する受光素子と、赤外線を集光して前記受光素子に入
射させる光学系とを有し、前記光学系の受光方向により
所定の検知エリアを設定して、前記受光素子により、前
記検知エリア内から放射される赤外線エネルギをその変
動量に応じた電気信号に変化するセンサユニットを、上
下方向に二つ備え、上方の 第1のセンサユニットが、検知対象の人体の上半
身に受光方向を向け、地面に達しない検知エリアを設定
するように配置され、下方の第2のセンサユニットが、
前記検知エリアの下方であって、自身の設置位置から所
定の検知距離だけ離れた地面に向かう検知エリアを設定
するよう配置され、 さらに、前記両センサユニットの受光素子からの出力電
気信号が所定レベルを超えたときに検出信号を出力する
レベル検出回路と、前記両レベル検出回路から検出信号
が出力されたときに人体検知信号を出力する人体検知回
路とを備えた受動型赤外線式人体検知装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記レベル検出回路
は2値信号である検出信号と非検出信号を出力し、前記
人体検知回路は前記2値信号を受けて作動するアンド回
路である受動型赤外線式人体検知装置。 - 【請求項3】 請求項1または2において、前記第2の
センサユニットは、その検知エリアが上下に変更可能に
構成されている受動型赤外線式人体検知装置。 - 【請求項4】 請求項3において、前記第2のセンサユ
ニットは、その光学系が両センサユニットを収納するハ
ウジングに固定されており、その受光素子が前記光学系
に対して上下方向に移動自在に設定されている受動型赤
外線式人体検知装置。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
第1および第2のセンサユニットは、その検知エリアが
左右に変更可能に構成されている受動型赤外線式人体検
知装置。 - 【請求項6】 請求項4において、前記第1のセンサユ
ニットの光学系が前記ハウジングに固定されており、 さらに、第1のセンサの受光素子を固定的に保持し、第
2のセンサの受光素子を上下方向に移動自在に保持する
保持部材と、 前記ハウジングに取り付けられて前記保持部材を回転自
在に支持する回転支持部材とを有している受動型赤外線
式人体検知装置。
Priority Applications (2)
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