JP3337872B2 - 物体検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、夜間防犯システムの人
体検知等に使用する物体検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】夜間、人のいなくなった部屋への侵入者
を検知して警備会社や警察へ通報する防犯システムに用
いる人体検知装置としては、例えば複数の検知装置を異
なる方向へ向けて配置し、省電力化のために一定時間間
隔で動作させ、これら検知装置の出力が通常状態と異な
る状態となったときに侵入者がいると判断し、警報信号
を発生して警備会社等に通報するものなどが採用されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、検知装置をゆっくりした周期（例えば１秒間隔）で
動作させた場合、検知装置の非動作時に侵入者が検知装
置の検知範囲を通り過ぎてしまうと、侵入者を検出でき
ない場合が生じてしまい、防犯用としての信頼性が低下
してしまうという問題点を有していた。

【０００４】従って、従来は検出しようとする人や動物
などの物体がないときでも、それ等が移動する場合を想
定した短い間隔で検知装置を動作さなければならず、消
費電力が大きいという欠点を有していた。

【０００５】また、赤外線を発光させその反射光を検出
する様な検知装置では、発光回数が多いため発光素子の
寿命が短く、定期的なメンテナンスが必要である等わず
らわしかった。

【０００６】本発明の目的は上記問題点を解決し、低消
費電力で長寿命の物体検知装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、特定方向に
おける検知対象を検知可能な検知手段と、上記検知手段
を所望の周期で動作させる動作制御手段と、上記検知手
段が上記検知対象を検知した際、上記動作制御手段によ
る上記検知手段の動作周期を短くする動作周期変更手段
と、上記短くなった周期における検知動作中に上記検知
手段が連続して上記検知対象を検出した際に警告信号を
出力する出力発生手段と、オフになると上記検知手段の
検知動作および検知信号を停止させるスイッチまたは明
るくなると上記検知手段の検知動作および検知信号を停
止させる照度検出手段とを含み、上記出力発生手段は、
上記警告信号を出力している際には上記スイッチがオフ
になってもまたは上記照度検出手段が明るい状態を検出
しても上記警告信号を継続して出力することにより、上
記目的を達成している。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【実施例】以下、本発明の詳細を添付図面に示した実施
例に沿って説明する。図１に本発明の第１実施例の構成
を示す回路ブロック図を示す。

【００１４】図１において、１は複数方向の検知が可能
な検知手段を構成する検知装置で、例えば赤外線を発光
して物体からの反射光を位置検出素子（ＰＳＤ）等によ
り検出する赤外線センサをそれぞれ異なる方向に複数配
置したものや、所定方向のみ検出可能な赤外線センサを
機械的に動かしてその方向を変える様にしたものなどを
用いることが可能である。本例では、検知装置１とし
て、５つの方向を同時に検知できるものを用い、それぞ
れの検知結果（検知された物体までの距離を表すデー
タ）をＤｎ（ｎは１〜５の整数）とする。検知装置１は
後述する端子Ｓ６から入力する信号をトリガとして検知
動作を開始するとともに端子Ｓ７から検知動作信号を出
力し、検知が終了すると検知動作信号の出力を停止す
る。

【００１５】２は記憶手段を構成する記憶回路で、ＲＡ
Ｍ等からなり、検知装置１が出力する検知データＤ１〜
Ｄ５等を記憶する。

【００１６】３は初期設定を行うための設定手段であ
り、端子Ｓ１からの出力信号により検知装置１の検知動
作を開始させるとともに、端子Ｓ２からの出力信号によ
り検知装置１が検知した複数方向の物体までの距離を表
す検知データＤ１〜Ｄ５を記憶回路２に記憶させる。具
体的に説明すると、設定手段３はスイッチ３ａと信号発
生回路３ｂから構成されており、スイッチ３ａをオンに
することにより信号発生回路３ｂから検知装置１の動作
を開始させる信号を端子Ｓ１より出力し、その検知デー
タを記憶回路２に記憶させる信号及びこの記憶動作が終
了したことを示す信号を端子Ｓ２、Ｓ３から順次発生さ
せる。なお、本例では記憶回路２が記憶したデータをそ
れぞれＭｎ（ｎは１〜５の整数）とする。

【００１７】４は検知出力発生手段を構成する比較回路
であり、検知装置１の検知データＤ１〜Ｄ５と先に記憶
回路２に記憶されている記憶データＭ１〜Ｍ５、すなわ
ち検知装置１が出力する最初の検知データＤ１〜Ｄ５と
をそれぞれ方向毎に比較し、検知データＤｎが記憶デー
タＭｎより所定量以上大きいか、又は小さい時に検知信
号を端子Ｃｎ（ｎは１〜５の整数）に出力する。通常は
侵入者があれば検知データは小さくなるが、検知装置の
種類によっては侵入者の衣類やヘルメットなどの色や反
射率によって検知データが大きい方へ変化することも考
えられる。本例ではこのことを考慮して、検知データＤ
ｎが記憶データＭｎより所定以上大きい場合にも検知信
号を出力するものである。なお、スイッチ３ａをオンか
らオフにすると検知信号は全てオフとなり、検知装置１
の検知動作は停止するようにしてある。これは夜間の見
回り時や、始業もしくは開店時にこの装置を非動作と
し、誤った信号を出力させないためである。５つの検知
信号はオア回路ＯＲ２に入力しており、端子Ｃ１〜Ｃ５
からの検知信号のうち一つでも出力が出ると端子Ｓ４に
出力が発生する。

【００１８】５は動作周期変更手段を構成する動作周期
変更回路であり、端子Ｓ４からの出力が無い場合、即
ち、検知装置１の各方向の検知結果が記憶回路２に記憶
された動作開始時の各方向の検知データと所定値以上違
わない時は比較的ゆっくりした周期Ｔｓで検知装置１の
検知を行わせるトリガ信号を端子Ｓ５に出力する。ま
た、端子Ｓ４からの出力が有る場合、即ち、検知装置１
の各方向の検知結果のうち１方向でも記憶回路２に記憶
された動作開始時の各方向の検知データと所定値以上違
う時は物体の移動を検知できるような速い周期Ｔｆで検
知装置１の検知を行わせるトリガ信号を端子Ｓ５に出力
する。

【００１９】なお、端子Ｓ１とＳ５は動作制御手段を構
成するオア回路ＯＲ１に入力されており、オア回路ＯＲ
１の出力に応じて検知装置１の検知を開始させるように
してある。

【００２０】６は出力発生手段を構成する警告信号発生
回路であり、上記比較回路４の検出出力信号や検知装置
１から端子Ｓ７へ出力される検知動作信号等によって確
実に侵入者がいるという所定の条件を満足しているかど
うかを判断し、警告信号を端子ＡＳに出力する。所定の
条件とは、例えば、オア回路ＯＲ２の出力が“１”であ
って検知装置１が速い周期Ｔｆでの検知を開始してから
比較回路４の同一方向の信号（例えば端子Ｃ３に出力さ
れる信号）が４回出力されたとか、異なった方向である
が一定時間内に検知信号が３回出力された等である。

【００２１】図２および図３は本発明の動作を説明する
ための部屋の配置図である。図２および図３において、
Ｍは本発明の物体検知装置であり、Ｄは部屋Ｒのドアで
あり、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は部屋Ｒの中に置かれた棚、金
庫などの物体である。いま、検知装置１はＬｎ方向（ｎ
は１〜５の整数）即ち、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５
の５つの所定の方向の同時検知が可能な様に設定されて
いる。尚、これ等の方向はドアや、貴重品を保管する棚
や金庫等盗難目的の侵入者が立ち止まるか、静止してい
る可能性の高い方向に設定するのが望ましい。スイッチ
３ａは物体検知装置Ｍから分離されて部屋Ｒの外側でド
アＤの近傍に設置されている。図３は図２の状態の部屋
に物体（侵入者）ＴＸが侵入した場合を示してある。

【００２２】図４は図１の各信号についてのタイミング
チャートを示す。図４において、Ｓ１〜Ｓ８は図１の各
端子の出力レベルを示してあり、各々の端子に出力され
る信号が時刻の経過に従ってオフからオンになり、また
オフになるパルス的な変化をするときは、その端子に出
力される信号（例えば端子Ｓ７）にＳ７ａ、Ｓ７ｂ、Ｓ
７ｃ・・の様にサフィックスをつけて表示してあり、以
後の説明においてもパルスＳ７ａと記載してある。

【００２３】次に動作について図１〜図３及び図４のタ
イミングチャート図によって説明する。

【００２４】図２において、終業後、部屋Ｒが無人にな
りドアＤが閉じられた状態でスイッチ３ａがオフからオ
ンへと操作されたものとする。図４において、時刻ｔ１
でスイッチ３ａがオフからオンになると（図４
（ａ））、初期設定を行うため設定手段３の信号発生回
路３ｂからパルスＳ１ａが出力される（図４（ｂ））。
パルスＳ１ａはオア回路ＯＲ１に入力し、その出力パル
スＳ６ａにより（図４（ｇ））検知装置１は５つの所定
の方向Ｌ１からＬ５までの各方向の検知動作を開始す
る。検知動作中は検知装置１から検知動作信号としてパ
ルスＳ７ａが出力される（図４（ｃ））。検知が終了し
てパルスＳ７ａがオフすると、設定手段３からパルスＳ
２ａが出力され（図４（ｄ））、おのおのの方向の検知
データＤｎ（ｎ＝１、２、３、４、５）は記憶回路２へ
出力され、データＭｎ（ｎ＝１、２、３、４、５）とし
て記憶される。従って記憶回路２には検知装置１が動作
を開始した際に最初の物体Ｔ１のＴ１ａ点、部屋ＲのＲ
ａ点、物体Ｔ２のＴ２ａ点、物体Ｔ３のＴ３ａ点、及び
ドアＤのＤａ点までの距離値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、
Ｍ５がそれぞれ記憶される。

【００２５】記憶動作が終了しパルスＳ２ａの出力が終
了すると、時刻ｔ２においてパルスＳ３ａが発生する
（図４（ｅ））が、この状態では比較回路４の検出信号
はどの端子からも出力されていないので端子Ｓ４は
“０”である。パルスＳ３ａが出力されると、動作周期
変換回路５はパルスＳ５ｂを出力した後、所定の比較的
ゆっくりした周期Ｔｓ（例えば１秒毎）でトリガパルス
をパルスＳ５ｂ、Ｓ５ｃの様に出力する（図４
（ｆ））。この信号はオア回路ＯＲ１を介してパルスＳ
６ｂ、Ｓ６ｃ、Ｓ６ｄとして（図４（ｇ））検知装置１
をトリガし、周期Ｔｓで上記各方向の検知を行って部屋
Ｒへの侵入者を監視する。検知動作中は検知装置１は検
知動作中であるという信号パルスＳ７ｂ、Ｓ７ｃ、Ｓ７
ｄ・・・を出力する。比較回路４は、検知装置１による
検知が終了すると、すなわちパルスＳ７ａ，Ｓ７ｂ・・
・の出力が終了するたび、直ちに、出力される各方向の
検知データＤｎと記憶回路２に記憶された検知データＭ
ｎを各方向毎に比較する。即ち、検知データＤ１と記憶
データＭ１、検知データＤ２と記憶データＭ２、以後同
様に検知データＤ５と記憶データＭ５までを比較する。
通常侵入者が無い場合は検知装置１の検知データＤｎ
と、記憶データＭｎはほぼ同じであるので端子Ｃｎから
検出信号は出力されず、端子Ｓ４は“０”のままであ
る。

【００２６】図３は物体（侵入者）ＴＸが部屋Ｒに侵入
し、Ｌ５及びＬ４方向では検出出来ず、物体Ｔ２の前に
静止した場合を示している。この状態が図４（ｊ）に示
す様に時刻ｔ３から始まったとすれば、図４（ｇ）のパ
ルスＳ６ｄによってトリガされた検知動作でＬ３方向の
検知結果が通常よりも所定量以上小さくなり、比較回路
４は検知動作信号Ｓ７ｄが出力された後（図４
（ｃ））、時刻ｔ４の時点で検出信号を端子Ｃ３に出力
する。従って、オア回路ＯＲ２を介して端子Ｓ４が
“１”となり（図４（ｈ））、この時点から検知周期設
定手段５は図４（ｆ）に示す様に速い周期Ｔｆ（例えば
０．０５秒毎）でトリガパルスをＳ５ｅ〜Ｓ５ｊの様に
出力する。侵入者がＬ３方向に静止していれば、警報信
号発生回路６は端子Ｃ３から入力する検出信号を確認
し、検知動作信号をカウントして図４（Ｃ）に示す様
に、時刻ｔ５において信号Ｓ７ｅから４つ目のパルスＳ
７ｇで警報信号Ｓ８をオンにする（図４（ｉ））。

【００２７】ここで端子Ｓ４が“１”になってから４つ
目の検知動作信号のパルスを検知するためには侵入者は
最大０．０５×５＝０．２５秒間Ｌ３方向の検知可能範
囲にいれば良いので、侵入者を検出する確率は格段に上
昇する。

【００２８】なお、図４では時刻ｔ６でスイッチ３ａを
オフにした場合を示してある。スイッチ３ａがオフにな
ると検知信号は全てオフ、すなわち“０”となり、検知
装置１の検知動作は停止する。但し、警告信号Ｓ８ａが
発生しているときは部屋Ｒの内部にまだ侵入者がいる可
能性があるので、これをそのまま継続して出力する様に
してある。

【００２９】侵入者が確実に存在するという判断は警報
信号発生回路６によってなされるが、図１に示された入
力信号に限らず他の信号を用いても良いし、又、警報信
号を出力する条件も上記に限らない。

【００３０】なお、上記実施例に於いて、検知装置１は
検知誤差を持っているので比較回路４は検知装置１の検
知誤差を考慮した比較を行うようにしてもよい。すなわ
ち、初期設定時、記憶回路２に記憶された例えばＬ３方
向の距離データが１．２ｍとすれば比較回路４は検知装
置１の検知データが所定値だけ小さい値、即ち、検知装
置１の検知誤差が総計５％とすればそれを減じた値１．
０４ｍ以下の時に出力信号Ｃｎを出力する。

【００３１】更に、上記実施例では初期設定時、一回だ
けの検知を行ってその検知結果を記憶回路２に記憶する
様にしたが、誤差を極力小さくするために数回の検知を
行ってその平均値を記憶させる様にしても良い。

【００３２】なお、スイッチ３ａを本装置Ｍに配置する
ことも可能である。この場合は部屋Ｒを最後に退出する
人がスイッチ３ａを操作してから部屋Ｒを出てドアを閉
めるまで初期設定開始を遅らせるため、設定手段３の信
号発生回路３ｂにタイマーを設けスイッチ３ａの閉後所
定時間経過後に初期設定を開始する様にしても良い。

【００３３】このように、検知対象が存在する可能性が
ある場合のみ、詳細な検知を行って確実に物体を検知で
き、かつ検知対象が存在する可能性が少ない場合、不要
な検知動作を行わないので省電力化が図れる。具体的に
説明すると、検知センサの動作時間は通常数ｍｓ〜数十
ｍｓであるので、遅い周期であるほど低消費電力であ
り、本発明によれば通常は遅い周期で動作させておけば
良いので低消費電力化が可能である。又、遅い周期で動
作させるので検知装置の動作回数も少なくなり、赤外線
を発光させてその反射光を検出する様な検知装置では、
発光回数が少なくなって発光素子の寿命が長くなり、定
期的なメンテナンスは不要となって、長寿命の物体検知
装置を提供できる。

【００３４】そして、同じ検知手段の異なる時刻の出力
を比較することにより使用する検出手段が有する検出特
性を相殺できるので、良好な検知動作を行うことができ
る。

【００３５】次に第２の実施例について説明する。会社
や店舗などでは通常無人になる場合は照明が消されるこ
とが多いので、これを検出してスイッチ３ａの代わりと
するものである。図５にこの回路ブロック図を示す。図
５において、図１と同じ符号のものは同じものを表す。

【００３６】図５において、ＰＤはフォトダイオードで
あり、５３ａはフォトダイオードの出力を増幅して周囲
の明るさを判定して明るい場合はその出力が“０”とな
り、暗くなると出力を“１”にする照度検出手段であ
る。５３ｂは端子Ｓ９の出力がオンになると、第１の実
施例でスイッチ３ａが閉状態になったのと同じ処理を行
なう。すなわち、端子Ｓ１、Ｓ２及びＳ３にパルスを出
力させ、各方向の検知を行い、検知データを記憶回路２
に記憶させるので、最後に帰宅する社員や従業員が照明
を消すことにより自動的に初期状態が記憶回路２に設定
される。又、夜警の巡回時等に照明を点灯したら端子Ｓ
９への出力は“０”となるので、第１の実施例でスイッ
チ３ａが開状態になったのと同じ処理を行う。すなわ
ち、検知信号は全て“０”となり、検知装置１の検知動
作は停止する。但し、警告信号Ｓ８ａが出力されている
時はこれをそのまま継続して出力する。

【００３７】以下、動作については第１の実施例と同じ
である。尚、第１の実施例では図２及び図３に示す様に
設定手段３のスイッチ３ａは本装置Ｍから分離して部屋
Ｒの外に設置したが、本実施例では照度検出手段５３ａ
は部屋Ｒ内の明るさを検出出来る位置であれば本装置Ｍ
から分離して部屋Ｒの内部に設置しても良いし、本装置
Ｍ内に組み込んでも良い。

【００３８】このように、照明の消灯に応じて自動的に
検知を実行できるので、動作スイッチの入れ忘れ等を防
止できる。

【００３９】なお、上記実施例では検知装置１は複数個
の検知センサをそれぞれ異なる方向に配置し同時に検知
動作を行う様にしたが、これに限らず種々の変形が可能
である。即ち、複数個の検知センサをそれぞれ異なる方
向に向けて配置し、時分割的に（順番に）検知動作を行
う様にしても良いし、１個の検知センサの方向をタイミ
ングをとりながら機構的に移動させ、所望の方向になっ
た時に検知させる様にしても良い。又、上記実施例では
検知方向は５方向としたが方向数は自由に設定可能であ
る。

【００４０】

【発明の効果】本発明は、検知手段が検知対象を検知し
た際、検知手段の動作周期を短くし、この短くなった周
期における検知動作中に検知手段が連続して検知対象を
検出した際に警告信号を出力し、オフになると検知手段
の検知動作および検知信号を停止させるスイッチまたは
明るくなると検知手段の検知動作および検知信号を停止
させる照度検出手段を含み、上記警告信号を出力してい
る際には上記スイッチがオフになってもまたは上記照度
検出手段が明るい状態を検出しても上記警告信号を継続
して出力するので、検知対象が存在する可能性がある場
合のみ、詳細な検知を行って確実に物体を検知でき、か
つ検知対象が存在する可能性が少ない場合、不要な検知
動作を行わないので省電力化が図れる。

【００４１】具体的には、検知センサの動作時間は通常
数ｍｓ〜数十ｍｓであるので、遅い周期であるほど低消
費電力であり、本発明によれば通常は遅い周期で動作さ
せておけば良いので低消費電力化が可能である。又、遅
い周期で動作させるので検知装置の動作回数も少なくな
り、赤外線を発光させてその反射光を検出する様な検知
装置では、発光回数が少なくなって発光素子の寿命が長
くなり、定期的なメンテナンスは不要となって、長寿命
の物体検知装置を提供できる。

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す回路ブロッ
ク図である。

【図２】本発明の動作を説明するための部屋の配置図で
ある。

【図３】本発明の動作を説明するための部屋の配置図で
ある。

【図４】本発明の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

【図５】本発明の第２の実施例の構成を示す回路ブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 検知手段 ２ 記憶手段 ４ 検知出力発生手段 ５ 動作周期変更手段 ５３ａ 照度検出手段 ６ 出力発生手段 ＯＲ１ 動作制御手段

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−60877（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−209250（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−5598（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−825（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01V 8/12 G01C 3/06 G08B 13/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特定方向における検知対象を検知可能な
   検知手段と、上記検知手段を所望の周期で動作させる動
   作制御手段と、上記検知手段が上記検知対象を検知した
   際、上記動作制御手段による上記検知手段の動作周期を
   短くする動作周期変更手段と、上記短くなった周期にお
   ける検知動作中に上記検知手段が連続して上記検知対象
   を検出した際に警告信号を出力する出力発生手段と、オ
   フになると上記検知手段の検知動作および検知信号を停
   止させるスイッチまたは明るくなると上記検知手段の検
   知動作および検知信号を停止させる照度検出手段とを含
   み、 上記出力発生手段は、上記警告信号を出力している際に
   は上記スイッチがオフになってもまたは上記照度検出手
   段が明るい状態を検出しても上記警告信号を継続して出
   力するものである ことを特徴とする物体検知装置。