JP3630125B2 - センサユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、室内における人の入退室や人の動き等を監視するための室内監視装置に搭載されるセンサユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の室内監視装置としては、例えば、図６〜図８に示すような浴室内監視装置がある。この浴室内監視装置５０は、図６（ａ）、（ｂ）及び図７（ａ）に示すように、浴室の壁面に固定される本体部５１と、この本体部５１を覆う本体カバー５８とから構成されており、本体部５１は、図７（ａ）、（ｂ）及び図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ユニット収容室５２ａの前面開口部がフロントパネル５３によって閉塞される本体ケース５２と、この本体ケース５２のユニット収容室５２ａ内に収容された状態で、フロントパネル５３を介して本体ケース５２に装着されるセンサユニット５５とを備えている。
【０００３】
前記センサユニット５５は、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、フロントパネル５３の裏面側にビス止めされるセンサ基板５６を備えており、このセンサ基板５６には、浴室内を撮像するための撮像センサである人工網膜センサ５７の他、浴室への人の入室を検知する赤外線センサ（図示せず）や人工網膜センサ５７によって撮像された人の動きやセンサユニットの動作状況をモニタするＬＥＤ等の発光素子（図示せず）等が実装されている。
【０００４】
前記フロントパネル５３には、図７（ｂ）に示すように、装着されたセンサユニット５５の人工網膜センサ５７、赤外線センサ及び発光素子に対応する位置に窓５３ａ、５３ｂ、５３ｃがそれぞれ形成されており、人工網膜センサ５７に対応して形成された窓５３ａには、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、窓５３ａ内に入射された光を人工網膜センサ５７のセンサ面に集光させるための集光レンズ５４が固定設置されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こういった浴室内監視装置５０では、センサユニット５５（センサ基板５６）がフロントパネル５３の正規の位置に適正に装着されたときに、フロントパネル５３の窓５３ａに取り付けられた集光レンズ５４の焦点が、センサ基板５６に実装された人工網膜センサ５７のセンサ面に一致するように設定されているので、フロントパネル５３に対するセンサユニット５５の装着状態によっては、集光レンズ５４の焦点が人工網膜センサ５７のセンサ面からずれてしまい、クリアな画像を取得することができないと共に、一旦焦点がずれてしまうと、これを調整することができないという問題がある。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、撮像センサのセンサ面に集光レンズの焦点を簡単に、しかも、精度良く合わすことができるセンサユニットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、請求項１にかかる発明は、室内監視装置に搭載されるセンサユニットであって、撮像センサが実装されたセンサ基板と、前記センサ基板にビス止めされるホルダ部材と、前記ホルダ部材に取り付けられる、レンズが装着された鏡筒とを備え、前記ホルダ部材には、前記センサ基板にビス止めするためのビスがねじ込まれる、一端側が閉塞されたビス孔が形成されていると共に、前記センサ基板の所定位置にビス止めした状態で、前記センサ基板に形成された孔に嵌合する突部及び前記センサ基板に実装された前記撮像センサの側面に沿う案内部が形成されており、前記鏡筒は、前記レンズ側が小径に形成されたテーパ状で、入射光を乱反射させるような表面性状の内周面を有するレンズフードを備え、前記撮像センサに対して接近離反可能に、前記ホルダ部材に螺合しており、前記ホルダ部材を前記センサ基板にビス止めした状態では、前記鏡筒が取り付けられた前記ホルダ部材によって、前記撮像センサが完全に覆われるようになっていることを特徴とするセンサユニットを提供するものである。
【０００８】
以上のように、このセンサユニットでは、ホルダ部材に取り付けられている鏡筒が、撮像センサに対して接近離反可能に、ホルダ部材に螺合しているので、撮像センサが実装されたセンサ基板にホルダ部材をビス止めした状態で、鏡筒を回転させることによって、鏡筒に装着された集光レンズの焦点を簡単に、しかも、精度良く撮像センサに一致させることができ、集光レンズの焦点を撮像センサに一致させた後は、鏡筒をホルダ部材に接着剤等によって固定することで、その状態に確実に保持することができる。
【０００９】
また、このセンサユニットでは、鏡筒が、レンズ側を小径に形成したテーパ状の内周面を有するレンズフードを備えており、このレンズフードの内周面が、入射光を乱反射させるような表面性状を有しているので、室内における被検出領域の外側から入射される光がレンズフードの内周面で乱反射し、撮像センサに集光されることがないので、被検出領域内における被検出物の形状や動きを正確に検出することが可能となる。
【００１０】
また、ホルダ部材をセンサ基板にビス止めした状態では、鏡筒が取り付けられたホルダ部材によって、センサ基板に実装された撮像センサが完全に覆われるようになっているので、センサ基板における撮像センサの周辺にＬＥＤ等の発光素子が実装された場合であっても、こういった発光素子の光を完全に遮断することができるので、被検出物の形状や動きを正確に検出することができる。
【００１１】
また、ホルダ部材には、センサ基板の所定位置にビス止めした状態で、センサ基板に形成された孔に嵌合する突部が形成されているので、センサ基板に対するホルダ部材の装着位置または装着姿勢が適正でない場合、センサ基板に形成された孔にホルダ部材に形成された突部が嵌合しないので、センサ基板の所定位置にホルダ部材を適正な状態で確実に取り付けることができ、センサ基板に対するホルダ部材の誤装着を確実に防止することができる。しかも、ホルダ部材には、センサ基板の所定位置にビス止めした状態で、センサ基板に実装された撮像センサの側面に沿う案内部が形成されているので、ホルダ部材をセンサ基板に装着する際、その案内部が撮像センサの側面に沿うように、ホルダ部材が撮像センサに被せられることになるので、ホルダ部材に形成された突部をセンサ基板に形成された孔に容易に嵌合させることができる。
【００１２】
また、ホルダ部材には、センサ基板にビス止めするためのビスがねじ込まれるビス孔が形成されており、そのビス孔は一端側が閉塞されているので、ビス孔にねじを形成する際に発生した切削屑がビス孔内に残存していた場合であっても、ホルダ部材をセンサ基板にビス止めする際に、ビス孔内の切削屑がビス孔から放出されてセンサ基板や集光レンズの表面に付着することがなく、切削屑の発生に起因した検出不良を確実に防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、浴室内の壁面に設置される浴室内監視装置に搭載されるセンサユニット１を示している。このセンサユニット１が搭載される浴室内監視装置の全体構成については図示していないが、上述した浴室内監視装置５０と同様に、ユニット収容室の前面開口部がフロントパネルによって閉塞される本体ケースを備えた本体部と、この本体部を覆う本体カバーとから構成されており、センサユニット１は、本体ケースのユニット収容室に収容された状態で、フロントパネルを介して本体ケースに装着されるようになっている。
【００１４】
ただし、この浴室内監視装置は、本体ケースのフロントパネルに形成された、後述する人工網膜センサ１１用の窓には集光レンズが装着されておらず、単に矩形状の窓に透明のプラスチック板が装着されているだけなので、フロントパネル自体は集光機能を有しておらず、その点において、上述した浴室内監視装置５０の本体ケース５２とは構成を異にしている。
【００１５】
センサユニット１は、図１〜図５に示すように、浴室内を撮像するための撮像センサである人工網膜センサ１１、浴室への人の入室を検知する赤外線センサ及び人工網膜センサ１１によって撮像された人の浴室内における動きやセンサユニットの動作状況をモニタするＬＥＤ等の発光素子等が実装されたセンサ基板１０と、このセンサ基板１０に装着される黒色の集光部材２０とから構成されており、センサ基板１０に形成されたビス挿通孔ＶＨに挿通されたビスによって、センサユニット１が裏面側にビス止めされたフロントパネルを、本体ケースにビス止めしてユニット収容室の前面開口部を閉塞することで、センサユニット１全体が、ユニット収容室に収容された状態で、本体ケースに装着されるようになっている。なお、図２に示すセンサ基板１０には、実装された人工網膜センサ１１のみを図示しており、赤外線センサ、発光素子等の他の実装部品については図示を省略してある。
【００１６】
前記集光部材２０は、センサユニット１がビス止めされたフロントパネルの窓に入射された光を、センサ基板１０に実装された人工網膜センサ１１のセンサ面１１ａに集光させるものであり、図１及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、センサ基板１０の所定位置にビス止めされるホルダ部材２１と、このホルダ部材２１に取り付けられる、レンズが装着された鏡筒２６とから構成されている。
【００１７】
前記ホルダ部材２１は、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、人工網膜センサ１１より一回り大きい略正方形状の上面壁２２ａ及びこの上面壁２２ａの周縁に連設された側壁２２ｂからなる、底面が完全に解放されたホルダ本体２２と、このホルダ本体２２の対向する一対の側壁２２ｂの外面にそれぞれ連設されたビス止部２３と、ホルダ本体２２の上面壁２２ａから僅かに上方に突出した、内周面に雌ねじ２４ａが形成された円筒状の鏡筒取付部２４と、ホルダ本体２２のビス止部２３が連設されていない他の一対の側壁２２ｂの下面からそれぞれ下方に突出する突起２５とから構成されており、突起２５をセンサ基板１０に形成された位置決孔１０ｂに嵌合させることによって、センサ基板１０の所定の装着位置にホルダ部材２１を位置決めすることができるようになっている。
【００１８】
なお、突起２５が形成されている一対の側壁２２ｂの内面には、僅かに内側に突出した案内部２２ｃが形成されており、ホルダ部材２２をセンサ基板１０に装着する際、案内部２２ｃが人工網膜センサ１１の側面に沿うように、ホルダ部材２２が人工網膜センサ１１に被せられることになるので、小さな突起２５をセンサ基板１０に形成された小さな位置決孔１０ｂに容易に嵌合させることができるようになっている。
【００１９】
前記ビス止部２３は、上端側が閉塞され、内周面に雌ねじが形成されたビス孔２３ａを有しており、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、センサ基板１０の所定位置に形成されたビス挿通孔１０ａに、センサ基板１０の裏面側からビスＶを挿通した状態でビス止部２３のビス孔２３ａにねじ込むことによって、人工網膜センサ１１を完全に覆った状態で、ホルダ部材２１をセンサ基板１０の表面側にビス止めすることができるようになっている。
【００２０】
前記ビス孔２３ａは、上述したように、その上端側が閉塞されているので、ビス孔２３ａの内周面に雌ねじを形成する際に発生した切削屑がビス孔２３ａ内に残存していた場合でも、ホルダ部材２１をセンサ基板１０にビス止めする際、切削屑がビス孔２３ａの閉塞端側に押し込まれることになる。従って、ホルダ部材２１をセンサ基板１０にビス止めする際、切削屑がビス孔２３ａから外部に放出されてセンサ基板１０や鏡筒２６のレンズ面に付着することがなく、切削屑の発生に起因した検出不良を確実に防止することができる。
【００２１】
前記鏡筒２６は、図３（ａ）、（ｂ）及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、円筒状の鏡筒本体２７と、この鏡筒本体２７に装着された凹レンズ２９ａ、環状のスペーサ２９ｂ、集光レンズ２９ｃ及び環状の保持部材２９ｄとを備えており、鏡筒本体２７の上端側には、基端部（レンズ側）が小径に形成された、表面に光を乱反射させる細かいシボ加工が施されたテーパ状の内周面（テーパ角度α＝８４．４゜）を有するレンズフード２８が連設されている。
【００２２】
前記鏡筒２６の外周面には、鏡筒本体２７からレンズフード２８にわたって、ホルダ部材２２における鏡筒取付部２４の内周面に形成された雌ねじ２４ａに螺合する雄ねじ２６ａが形成されており、鏡筒２６をホルダ部材２２の鏡筒取付部２４に螺合させることによって、鏡筒２６をホルダ部材２２に取り付けることができるようになっている。
【００２３】
以上のように、鏡筒２６がホルダ部材２２に取り付けられた集光部材２０を、センサ基板１０の所定位置にビス止めしたセンサユニット１は、センサ基板１０に実装された人工網膜センサ１１のセンサ面１１ａと、鏡筒２６に装着された集光レンズ２９ｃとが対向した状態となっており、ロボットアーム等によって、ホルダ部材２２の鏡筒取付部２４に螺合している鏡筒２６を適宜回転させることによって、集光レンズ２９ｃの焦点が人工網膜センサ１１のセンサ面１１ａに一致するように、集光レンズ２９ｃと人工網膜センサ１１のセンサ面１１ａとの間の距離が調整された状態で、鏡筒２６が螺合しているホルダ部材２２の鏡筒取付部２４に塗布された接着剤によって、ホルダ部材２２と鏡筒２６とが完全に固定されている。
【００２４】
以上のように、このセンサユニット１は、センサ基板１０にホルダ部材２２をビス止めした状態で、ホルダ部材２２に取り付けられている鏡筒２６を、センサ基板１０に実装された人工網膜センサ１１のセンサ面１１ａに対して接近離反させることができるようになっているので、鏡筒２６に装着された集光レンズ２９ｃの焦点を簡単かつ確実に人工網膜センサ１１のセンサ面１１ａに一致させることができる。従って、センサユニットがビス止めされるフロントパネルの窓に集光レンズが固定設置されている従来の浴室内監視装置とは異なり、フロントパネルに対するセンサユニット１の取付状態にバラツキが発生しても、集光レンズ２９ｃの焦点が人工網膜センサ１１のセンサ面１１ａからずれることがなく、常にクリアな画像を取得することが可能となる。
【００２５】
また、このセンサユニット１は、上述したように、鏡筒２６に設けられたレンズフード２８の内周面に、光を乱反射させる細かいシボ加工が施されているので、レンズフード２８の内周面のテーパ角の外側から入射される光、即ち、浴室内における被検出領域の外側から入射される光は、レンズフード２８の内周面で乱反射され、人工網膜センサ１１のセンサ面１１ａに到達することがない。従って、被検出領域内における人の動きのみを正確に検出することができる。
【００２６】
また、このセンサユニット１は、センサ基板１０に実装された人工網膜センサ１１が、センサ基板１０にビス止めされたホルダ部材２２によって完全に覆われているので、センサ基板１０における人工網膜センサ１１の周辺に実装されているＬＥＤ等の発光素子の光が漏れていた場合でも、これを完全に遮断することができ、被検出物の形状や動きを正確に検出することができる。
【００２７】
なお、上述した実施形態では、浴室内を撮像するために人工網膜センサ１１をセンサ基板１０に実装しているが、これに限定されるものではなく、種々の撮像センサを使用することができることはいうまでもない。
【００２８】
また、上述した実施形態では、鏡筒２６に設けられたレンズフード２８の内周面に細かいシボ加工を施すことによって、乱反射面を形成するようにしているが、これに限定されるものではなく、レンズフード２８の内周面を細かい階段状に形成することによって、乱反射面を形成することも可能である。
【００２９】
また、上述した実施形態では、ホルダ部材２２に形成された２個の突起２５を、センサ基板１０の所定位置に形成された位置決孔１０ｂにそれぞれ嵌合させることによって、ホルダ部材２２をセンサ基板１０の所定の装着位置に位置決めするようにしているが、これに限定されるものではなく、ホルダ部材に少なくとも１個の突起を設け、この突起をセンサ基板１０の所定位置に形成された孔に嵌合させるようにしておけば、ホルダ部材２２の誤装着を防止することができる。ただし、ホルダ部材に突起を１個しか設けない場合は、ホルダ部材２２をセンサ基板１０の所定の装着位置に位置決めすることはできないので、複数の突起を設けておくほうが望ましいことはいうまでもない。
【００３０】
また、上述した実施形態では、浴室内監視装置に搭載されるセンサユニットについて説明したが、これに限定されるものではなく、本発明のセンサユニットは種々の室内監視装置に適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるセンサユニットの一実施形態を示す平面図である。
【図２】同上のセンサユニットにおけるセンサ基板を示す平面図である。
【図３】（ａ）は図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図、（ｂ）は同上のセンサユニットを示す分解断面図である。
【図４】（ａ）は同上のセンサユニットにおける集光部材を構成しているホルダ部材を示す裏面図、（ｂ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＺ−Ｚ線に沿った断面図である。
【図５】（ａ）は同上のセンサユニットにおける集光部材を構成している鏡筒を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＷ−Ｗ線に沿った断面図、（ｃ）は同上の鏡筒を示す分解断面図である。
【図６】（ａ）は背景技術としての浴室内監視装置を示す正面図、（ｂ）は同上の浴室内監視装置を示す側面図である。
【図７】（ａ）は同上の浴室内監視装置における本体カバーを外した状態を示す正面図、（ｂ）は同上の浴室内監視装置における本体部のフロントパネルを外した状態を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は同上の浴室内監視装置における本体部を示す断面図、（ｂ）は同上の本体部を示す分解断面図である。
【符号の説明】
１ センサユニット
１０ センサ基板
１０ａ ビス挿通孔
１０ｂ 位置決孔
１１ 人工網膜センサ（撮像センサ）
１１ａ センサ面
２０ 集光部材
２１ ホルダ部材
２２ ホルダ本体
２３ ビス止部
２３ａ ビス孔
２４ 鏡筒取付部
２４ａ 雌ねじ
２５ 突起
２６ 鏡筒
２６ａ 雄ねじ
２７ 鏡筒本体
２８ レンズフード
２９ａ 凹レンズ
２９ｂ スペーサ
２９ｃ 集光レンズ
２９ｄ 保持部材

Claims (1)

1. 室内監視装置に搭載されるセンサユニットであって、
   撮像センサが実装されたセンサ基板と、
   前記センサ基板にビス止めされるホルダ部材と、
   前記ホルダ部材に取り付けられる、レンズが装着された鏡筒とを備え、
   前記ホルダ部材には、前記センサ基板にビス止めするためのビスがねじ込まれる、一端側が閉塞されたビス孔が形成されていると共に、前記センサ基板の所定位置にビス止めした状態で、前記センサ基板に形成された孔に嵌合する突部及び前記センサ基板に実装された前記撮像センサの側面に沿う案内部が形成されており、
   前記鏡筒は、前記レンズ側が小径に形成されたテーパ状で、入射光を乱反射させるような表面性状の内周面を有するレンズフードを備え、前記撮像センサに対して接近離反可能に、前記ホルダ部材に螺合しており、
   前記ホルダ部材を前記センサ基板にビス止めした状態では、前記鏡筒が取り付けられた前記ホルダ部材によって、前記撮像センサが完全に覆われるようになっていることを特徴とするセンサユニット。

Images