JP4250697B2

JP4250697B2 - 組合せセンサ

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Publication number: JP4250697B2
Application number: JP2003312412A
Authority: JP
Inventors: 正敏辻; 道徳野口; 哲民徐
Original assignee: Optex Co Ltd
Current assignee: Optex Co Ltd
Priority date: 2003-09-04
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2023-09-04
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Description

本発明は、可視光線よりも低周波の電磁波を用いた能動型のセンサであるマイクロウエーブセンサ（以下、「ＭＷセンサ」という）と、赤外線センサ（例えば受動型赤外線センサ：以下、「ＰＩＲセンサ」という）とを備えた組合せセンサに関する。

従来より、例えば下記の特許文献１に開示されているように、侵入者検知システム（防犯システム）に使用されるセンサとして組合せセンサが知られている。この種の組合せセンサは、マイクロ波を検知エリアに向けて発信し、人体からの反射波を受信して、そのドップラー効果によって侵入者を検知するＭＷセンサと、検知エリア内の人体からの赤外線を受けて人体と周囲温度との差から侵入者を検知するＰＩＲセンサとを備えている。そして、これらＭＷセンサの検知エリアとＰＩＲセンサの検知エリアとを重ね合わせ、両者の検知カウント数のＡＮＤをとることで両センサの弱点を補完し、誤報要因に対する信頼性を高めている。ここでいう両センサの弱点とは、ＭＷセンサにあっては外部電波の影響による誤報が掲げられ、ＰＩＲセンサにあっては太陽光などの影響による誤報が掲げられる。

この種の組合せセンサでは、ＰＩＲセンサのビーム範囲（人体からの赤外線を受光可能な範囲）が検知エリアの外縁付近では地面上に設定されるようにし、これによって検知エリアと非検知エリアとを区画している。このため、組合せセンサの付近に大型の物体（例えばトラックや列車）が通過し、これをＭＷセンサが検知（ＷＭセンサが発報）した場合であっても、その物体がＰＩＲセンサにより設定された検知エリア外（上記ビーム範囲の外）のものである場合には、組合せセンサとしては物体検知とはしない（発報しない）ようにできる。
特開平１１−３９５７４号公報

ところで、上述した組合せセンサでは、ＰＩＲセンサのビーム範囲によって検知エリアが決定されるため、この組合せセンサの取付誤差（取付角度の誤差）が生じている場合には、目標とする検知エリアの外縁付近の地面上にビーム位置を設定することできない可能性がある。このように、目標とする検知エリアの外縁付近の地面上にビーム位置が設定されない場合には、組合せセンサの検知エリアが目標検知エリアから大きくずれてしまう可能性がある。図７は、住宅等の壁面に組合せセンサａを取り付けた場合におけるその取付誤差に伴う検知エリア（ビーム位置）のずれを示している。例えば、物体検知の対象エリア（目標検知エリア）を距離３０ｍの地点までとして設定したい場合に、組合せセンサの取付角度が正確に設定されておれば、この距離３０ｍの地点（図中の点Ｉ）の地面上にビーム位置が設定される。これに対し、組合せセンサが適正な取付角度よりも下向きに取り付けられた場合には、物体検知の対象エリアは距離３０ｍの地点よりも短い範囲となり（図中一点鎖線参照）、逆に、組合せセンサが適正な取付角度よりも上向きに取り付けられた場合には、物体検知の対象エリアは距離３０ｍの地点よりも長い範囲となってしまう（図中二点鎖線参照）。

以下の表１は壁面に対する組合せセンサの取付角度の誤差と、その誤差に伴う検知エリアの外縁までの距離（検知距離）との関係の一例を示している。この表１のものでは、組合せセンサの取付高さを３ｍ、目標とする検知エリアを距離３０ｍ（予め設定された物体検知対象エリアである目標検知エリアの範囲を示す目標最大検知距離）までの地点、組合せセンサの適正な取付角度を８４．３°とし、組合せセンサの取付角度の誤差（最大誤差）として±３°（上向きの誤差を正の値としている）が生じる可能性がある場合について示している。また、この取付角度の誤差は、組合せセンサの取り付け時に生じる場合に限らず、経年変化によって生じる可能性もある。

この表１から明らかなように、組合せセンサの取付角度の誤差が−３°（下向き）である場合には、目標とする検知エリアに対して約１０ｍ程度の差が生じる程度で済むが、取付角度の誤差が＋３°（上向き）である場合には、目標とする検知エリアに対して約３３ｍもの差が生じてしまうことになる。つまり、本来であれば距離３０ｍ（目標最大検知距離）の地点までのエリアを対象として物体検知を行いたいにも拘わらず、上記取付角度の誤差のための距離約６３ｍ（取付誤差に起因して目標最大検知距離を越えてずれが生じた場合に許容される最大許容検知距離）までのエリアに存在する物体をも検知してしまうことになる。言い換えると、この場合、距離３０ｍを越えて距離約６３ｍまでのエリアに物体が存在する場合には、組合せセンサが発報してしまうといった誤報を引き起こしてしまう。このため、センサの信頼性を高めるためには更なる改良が必要であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＭＷセンサと赤外線センサとを備えた組合せセンサに対し、センサの取付角度に誤差が生じている場合であっても、所望の検知エリア内の物体のみを検知することが可能なセンサを提供することにある。

−発明の概要−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、２周波方式のＭＷセンサと赤外線センサとを備えた組合せセンサにおいて、ＭＷセンサから送信される２種類のマイクロ波の周波数差を適切に設定することにより、仮にセンサの取付誤差等が原因で赤外線センサが対象とする検知エリアにずれが生じている場合であっても誤報を回避することができるようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、周波数の異なる２種類のマイクロ波を送信し、このマイクロ波の送信方向に物体が存在する場合に、この物体による各マイクロ波の反射波を受信し、これら反射波とその送信波とをミキシングした後のＩＦ信号同士の位相差により物体を検知するマイクロウエーブセンサと、検知エリアに存在する物体からの赤外線を受けて物体を検知する赤外線センサとを備え、上記両センサが共に物体を検知した場合に発報するよう構成された組合せセンサを前提とする。この組合せセンサに対し、予め設定された物体検知対象エリアである目標検知エリアの範囲を示す目標最大検知距離と、赤外線センサの取付誤差に起因して上記目標最大検知距離を越えてずれが生じた場合に許容される最大許容検知距離との中間距離の位置に物体が存在するときの上記ＩＦ信号同士の位相差が略１８０°となるように、マイクロウエーブセンサから送信される２種類のマイクロ波の周波数差を設定している。

一般に、２周波方式のＭＷセンサは「折返し誤差」を伴う。この「折返し誤差」とは、図８に示すように、ＩＦ信号同士の位相差と物体までの距離との関係を示すラインが位相差１８０°（π）の点から折り返される状態となり、この２つのＩＦ信号同士の位相差のみによって物体までの距離を求める場合、検出されたＩＦ信号同士の位相差によって求められる物体までの距離としては２点が得られてしまうといったものである。例えば、図８に示すものでは、２つのＩＦ信号の位相差が９０°（π／２）であった場合には、物体までの距離は図中Ｉ，ＩＩの２点が求められることになる。

本解決手段では、上述の如く上記中間距離（目標検知エリアの範囲を示す目標最大検知距離と、赤外線センサの取付誤差に起因して目標検知距離を越えてずれが生じた場合に許容される最大許容検知距離との中間距離）の位置に物体が存在するときのＩＦ信号同士の位相差が略１８０°となるように、マイクロウエーブセンサから送信される２種類のマイクロ波の周波数差を設定している。このため、赤外線センサの取付誤差に起因して検知エリアにずれが生じた場合の最大許容検知距離（赤外線センサの取付誤差が最大限生じた場合に許容される最大の検知エリアの距離）よりも遠い距離に存在する物体を検知した場合のＩＦ信号同士の位相差が受信信号として得られた場合であっても（近距離に物体が存在する場合と同一の位相差が受信信号として得られた場合であっても）、それは赤外線センサが対象とする検知エリア（取付誤差に起因した最大許容検知距離までの範囲内の検知エリア）を越えた領域であり、赤外線センサが物体検知（発報）することはないので、組合せセンサとしてはこの物体を検知してしまうことはない。本発明は、このような状況が生じ得るようにマイクロウエーブセンサから送信される２種類のマイクロ波の周波数差を設定したところに特徴がある。

言い換えると、赤外線センサの取付誤差に起因して検知エリアにずれが生じた場合の最大許容検知距離の位置よりも遠い位置に物体が存在する場合のＩＦ信号同士の位相差よりも低い値の位相差が生じている場合において、赤外線センサが発報している場合、それは、予め設定された物体検知対象エリアである目標検知エリア（赤外線センサの取付誤差が生じていない場合に設定される検知エリア）内に物体が存在していることに起因して発生したＩＦ信号同士の位相差であると断定できることになる。

図５を用いて具体的に説明すると、例えばＩＦ信号同士の位相差が９０°（π／２）であった場合、上記「折返し誤差」を考慮すれば、物体までの距離としては２点（図中α、β）が得られてしまうことになる。しかし、本解決手段では、上述の如く２種類のマイクロ波の周波数差を設定しているため、赤外線センサの取付誤差に起因して検知エリアにずれが生じた場合の最大許容検知距離（図中の最大許容検知距離Ｒｐｉｒ２）よりも遠い位置に物体が存在する場合のＩＦ信号同士の位相差（βの地点に物体が存在することによって生じた位相差）は考慮する必要が無くなる。何故なら、このような場合には赤外線センサは発報することはない（赤外線センサの取付誤差が最大限生じた場合であってもこの位置に存在する物体を赤外線センサが検知することはない）からである。つまり、図５において斜線を付したイメージ領域に存在する物体に起因するＩＦ信号同士の位相差は考慮する必要が無くなる。従って、このような位相差が生じており且つ赤外線センサが物体検知（発報）している場合には、物体までの距離は図中のα（つまり、本来の目標検知対象エリアである範囲内（図中の目標最大検知距離Ｒｐｉｒまでの範囲内）の物体）であると断定できる。

このように、本形態では、赤外線センサの取付誤差が生じている場合であっても、マイクロウエーブセンサの欠点である「折返し誤差」の悪影響を受けることなく、所望の検知エリア内の物体のみを正確に検知することが可能である。

また、多少の誤差（マイクロ波の周波数差の誤差やＩＦ信号同士の位相差の誤差）を考慮した場合の好ましい構成としては以下のものが掲げられる。つまり、マイクロウエーブセンサから送信される２種類のマイクロ波の周波数差を、予め設定された物体検知対象エリアである目標検知エリアの範囲を示す目標最大検知距離と、赤外線センサの取付誤差に起因して目標最大検知距離を越えてずれが生じた場合に許容される最大許容検知距離との中間距離の位置に物体が存在するときのＩＦ信号同士の位相差が１８０°となる値よりも僅かに小さく設定している。

これによれば、上記誤差が生じている場合であっても、上述した効果を確実に得ることができる。本解決手段を適用した場合におけるＩＦ信号同士の位相差と物体までの距離との関係を示すラインを図６に示す。この図からも判るように、上記イメージ領域を拡大することにより、上記誤差が多少生じたとしても、物体が本来の目標検知対象エリアである範囲内（図中の目標最大検知距離Ｒｐｉｒまでの範囲内）に存在する場合のＩＦ信号同士の位相差の値と、イメージ領域に物体が存在する場合のＩＦ信号同士の位相差の値とを重ね合わせることができ、所望の検知エリア内の物体のみを正確に検知することが可能である。

本発明では、ＭＷセンサと赤外線センサとを備えた組合せセンサにおいて、ＭＷセンサから送信される２種類のマイクロ波の周波数差を適切に設定することにより、仮にセンサの取付誤差等が原因で赤外線センサが対象とする検知エリアにずれが生じている場合であっても誤報を回避することができるようにしている。このため、所望の検知エリア内の物体のみを正確に検知することが可能であり、センサの信頼性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態では、組合せセンサを防犯システムに適用した場合について説明する。

−防犯システムの全体構成の説明−
図１に、本実施形態に係る防犯システムに使用される組合せセンサとしての防犯センサユニット１を示す。図１（ａ）は防犯センサユニット１の正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。この防犯センサユニット１は、ケース２内にＭＷセンサ３及びＰＩＲセンサ４が収容され、ケース２の前面がマイクロ波を透過するカバー５で覆われているとともに、ＰＩＲセンサ４の前面にフレネルレンズ６が形成されている。

図２は、本防犯センサユニット１が設置された場合（例えば住宅の外壁に設置された場合）のユニット配設位置と、ＭＷセンサ３及びＰＩＲセンサ４の検知エリアとの関係を示す図であって、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は平面図である。この図２において、防犯センサユニット１は住宅の外壁を形成する壁面Ｗの上部に設置されている。図中に一点鎖線で示した検知エリアＡがＭＷセンサ３によるマイクロ波の照射エリアである。また、図中に斜線を付した検知エリアＢ，Ｂ，…がＰＩＲセンサ４による検知エリアである。この検知エリアＢは、フレネルレンズ６によって複数のビームで住宅の周辺をカバーするように設定されており、本防犯センサユニット１が壁面Ｗに正確に（取付角度の誤差が無く）取り付けられている場合には、ＭＷセンサ３による検知エリアＡと、ＰＩＲセンサ４による検知エリアＢとは重なり合っている。

図３は、本防犯センサユニット１を備えた防犯システムのシステム構成を示すブロック図である。この図３に示すように、本防犯システムでは、ＭＷセンサ３で検出された人体検出信号ｍが第１検出回路８２に入力される。一方、ＰＩＲセンサ４で検出された人体検出信号ｐが第２検出回路８４に入力される構成となっている。

そして、各人体検出信号ｍ，ｐが所定のしきい値をそれぞれ超えたとき、各検出回路８２，８４から検出信号ｄ１，ｄ２が判別回路８５に個別に出力されるようになっている。つまり、第１検出回路８２は、人体検出信号ｍから侵入者の有無を検出する回路である。この第１検出回路８２は、人体検出信号ｍのレベルが所定のしきい値を超えたときに検出信号ｄ１を判別回路８５に出力する。一方、第２検出回路８４は、人体検出信号ｐから侵入者の有無を検出する回路である。この第２検出回路８４は、人体検出信号ｐのレベルが所定のしきい値を超えたときに検出信号ｄ２を判別回路８５に出力する。

判別回路８５は、予め定めた時間内に入力される検出信号ｄ１，ｄ２のそれぞれについて演算し、その演算結果が実測データに基づいて定めた所定の数値内であったとき、侵入者があると判別して警報信号ａを出力する。これにより、本システムの集中管理装置を経て警備会社への通報が行われる。

−ＭＷセンサ３の詳細説明−
次に、本形態の特徴とするＭＷセンサ３の詳細な構成について説明する。図４は本形態に係るＭＷセンサ３の回路構成を示している。この図に示すように、ＭＷセンサ３は、ＲＦモジュール３１及び信号処理部３２を備えている。

ＲＦモジュール３１は、マイクロ波を発振する発振器３１ａ、この発振器３１ａから発振されるマイクロ波の周波数を切り換えるための変調器３１ｂ、発振器３１ａから発振されたマイクロ波を検知エリアに向けて送信する送信アンテナ３１ｃ、人体等の物体によって反射したマイクロ波の反射波を受信する受信アンテナ３１ｄ、この受信されたマイクロ波と発振器３１ａの電圧波形とをミキシングして出力するミキサ３１ｅを備えている。つまり、送信アンテナ３１ｃから検知エリアに向けて送信されたマイクロ波は、検知エリア内に人体等が存在する場合、ドップラー効果によりその人体等からの反射波の周波数が変調されて受信アンテナ３１ｄに受信される。この受信された反射波はミキサ３１ｅによって発振器３１ａの電圧波形とミキシングされた後、ＲＦモジュール３１からＩＦ出力信号（ＩＦout０）として信号処理部３２に出力されるようになっている。

一方、信号処理部３２は、送信アンテナ３１ｃから送信する各周波数のマイクロ波毎に対応して第１の出力ラインＬ１及び第２の出力ラインＬ２を備えている。各ラインＬ１，Ｌ２には、電源３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、ＩＦアンプ３２ｄ，３２ｅ、コンパレータ３２ｆ，３２ｇが備えられ、コンパレータ３２ｆ，３２ｇの出力側には物体距離判定部３３が設けられている。

各ＩＦアンプ３２ｄ，３２ｅは、第１スイッチＳＷ１を介してＲＦモジュール３１の出力側に接続されている。この第１スイッチＳＷ１は、上記２種類のマイクロ波のうち一方が送信アンテナ３１ｃから送信されている場合には第１の出力ラインＬ１に接続し、他方のマイクロ波が送信アンテナ３１ｃから送信されている場合には第２の出力ラインＬ２に接続するように切り換えられる。つまり、一方のマイクロ波の送信時に人体等によって反射された反射波に係るＩＦ出力信号（ＩＦout１）は第１の出力ラインＬ１に出力され、他方のマイクロ波の送信時に人体等によって反射された反射波に係るＩＦ出力信号（ＩＦout２）は第２の出力ラインＬ２に出力される構成となっている。

また、各電源３２ａ，３２ｂは、上記第１スイッチＳＷ１に連動する第２スイッチＳＷ２を介してＲＦモジュール３１の入力側に接続されている。この第２スイッチＳＷ２も、２種類のマイクロ波のうち何れのマイクロ波を送信アンテナ３１ｃから送信するかによって各電源３２ａ，３２ｂに対する接続状態が切り換わるようになっている。つまり、この第２スイッチＳＷ２が一方の電源３２ａに接続している状態と他方の電源３２ｂに接続している状態とで、変調器３１ｂがマイクロ波の周波数を切り換え、これによって送信アンテナ３１ｃから送信されるマイクロ波の周波数が切り換えられる構成となっている。

このようにして、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切り換え動作に伴い、一方の周波数のマイクロ波が送信アンテナ３１ｃから検知エリアに向けて送信され、その反射波に基づくＩＦ出力信号（ＩＦout１）が信号処理部３２の第１の出力ラインＬ１に出力されてこの第１の出力ラインＬ１において信号処理が行われる第１処理動作と、他方の周波数のマイクロ波が送信アンテナ３１ｃから検知エリアに向けて送信され、その反射波に基づくＩＦ出力信号（ＩＦout２）が信号処理部３２の第２の出力ラインＬ２に出力されてこの第２の出力ラインＬ２において信号処理が行われる第２処理動作とが所定時間間隔（例えば数msec）をもって切り換えられるようになっている。そして、各処理動作では、ＲＦモジュール３１から出力されたＩＦ出力信号が、ＩＦアンプ３２ｄ，３２ｅによって増幅され、このＩＦアンプ３２ｄ，３２ｅからの出力がコンパレータ３２ｆ，３２ｇによって矩形波に成形された後に物体距離判定部３３に出力されるようになっている。

更に、上記各処理動作について詳述すると、検知エリア内に人体等が存在していない場合には、送信アンテナ３１ｃから送信されたマイクロ波と受信アンテナ３１ｄに受信されたマイクロ波との周波数は等しいため、ＩＦアンプ３２ｄ，３２ｅからの出力信号におけるＩＦ周波数は「０」となり、コンパレータ３２ｆ，３２ｇからは信号が出力されない。これに対し、検知エリア内に人体等が存在する場合には、送信アンテナ３１ｃから送信されたマイクロ波の周波数に対して受信アンテナ３１ｄに受信されたマイクロ波は変調されるため、コンパレータ３２ｆ，３２ｇの出力信号波形に変化が生じ、この矩形波が物体距離判定部３３に出力されるようになっている。

−物体距離判定部３３の説明−
次に、コンパレータ３２ｆ，３２ｇからの出力信号波形を受ける物体距離判定部３３について説明する。この物体距離判定部３３は、上記各コンパレータ３２ｆ，３２ｇの出力信号波形を受け、これら出力信号波形（ＩＦ信号）同士の位相差を認識するものである。そして、この認識した出力信号波形の位相差に基づいて検知物体（人体等）までの距離を計測し、その距離に応じて物体検知信号の発信（発報）を行うか否かを判定するものである。

−送信マイクロ波の周波数差設定−
本形態の特徴は、上記送信アンテナ３１ｃから検知エリアに向けて送信される２つの送信マイクロ波の周波数差を予め所定の値に設定している点にある。以下、これら送信マイクロ波の周波数差の所定動作について説明する。

本形態に係るＭＷセンサ３における送信マイクロ波の周波数としては、予め設定された物体検知対象エリアである目標検知エリアの範囲を示す目標最大検知距離と、防犯センサユニット１の取付誤差（ＰＩＲセンサ４の取付誤差）に起因して目標最大検知距離を越えてずれが生じた場合に許容される最大許容検知距離（上記取付誤差が最大限生じた場合に設定される検知エリアの範囲）との中間距離の位置に物体が存在するときの上記ＩＦ信号同士の位相差が略１８０°となるように、２種類の送信マイクロ波の周波数差を予め設定している。ここでいう「取付誤差が最大限生じた場合」とは、防犯センサユニット１やＰＩＲセンサ４の内部機構（例えば角度調整機構）が原因で生じる取付誤差が最大限生じた場合や、防犯センサユニット１が設置される壁面の角度誤差によって生じる最大限の誤差である。以下、送信マイクロ波の周波数差の設定動作について具体的に説明する。

この種のＭＷセンサ３における検知距離の演算式は以下の式（１）で与えられる。

Ｒ＝φ・Ｃ／（４π・Δｆ） …（１）
（Ｒ：検知距離、Ｃ：光速、φ：検出されるＩＦ信号同士の位相差、Δｆ：２種類の送信マイクロ波の周波数差）
この式（１）より以下の式（２）が得られる。

Δｆ＝φ・Ｃ／４π・Ｒ …（２）
そして、この式（２）に基づいて、上記中間距離の位置に物体が存在するときのＩＦ信号同士の位相差が１８０°（π）となるような２種類の送信マイクロ波の周波数差（Δｆ）を予め設定している。つまり、上記式（２）のφにπを代入し、これによってＩＦ信号同士の位相差が１８０°（π）となる送信マイクロ波の周波数差を算出する。例えば、目標とする検知エリアの目標最大検知距離を３０ｍとし、赤外線センサの取付誤差に起因して目標最大検知距離を越えてずれが生じた場合に許容される最大許容検知距離を６３．６ｍ（上述した３°の取付誤差が生じているとき：表１参照）とした場合、目標最大検知距離３０ｍと最大許容検知距離６３．６ｍとの中間距離は約４７ｍとなり｛（３０＋６３．６）／２｝、これによって、上記式（２）からΔｆ≒１．６ＭＨｚが求まる。具体的には、１０ＧＨｚ帯域中の任意の値の周波数（上記１．６ＭＨｚの周波数差を有する２つの周波数）が設定される。

言い換えると、
Ｒｌｉｍ≒（Ｒｐｉｒ＋Ｒｐｉｒ２）／２ …（３）
（Ｒｌｉｍ：φ＝πであるときの検知距離、Ｒｐｉｒ：ＰＩＲセンサ４に取付誤差が生じていないときの目標最大検知距離、Ｒｐｉｒ２：ＰＩＲセンサ４に取付誤差が生じているときの最大許容検知距離）となるように、２種類の送信マイクロ波の周波数差（Δｆ）を求める。

図５は、ＩＦ信号の位相差の絶対値（以下、単に位相差と呼ぶ）と物体までの距離との関係を示す図であって、以上のようにして２種類の送信マイクロ波の周波数差（Δｆ）を決定した場合を示している。

この図からも判るように、ＩＦ信号同士の位相差と物体までの距離との関係を示すラインは位相差１８０度（π）の点から折り返されることに伴い、検出されたＩＦ信号同士の位相差によって求められる物体までの距離として２点が得られることになる。

ところが、本形態の如く２種類の送信マイクロ波の周波数差（Δｆ）を設定すれば、上記ラインは、ＰＩＲセンサ４に取付誤差が生じていないときの目標最大検知距離（Ｒｐｉｒ）とＰＩＲセンサ４に取付誤差が生じているときの最大許容検知距離（Ｒｐｉｒ２）との中間点で折り返されることになる。そして、ＰＩＲセンサ４に取付誤差が生じているときの最大許容検知距離（Ｒｐｉｒ２）よりも遠い距離は、検知対象エリアとはならないため（ＰＩＲセンサ４に取付誤差が最大限生じていてもこのＰＩＲセンサ４が対象とするエリアとはならないため）、このエリアに物体が存在すると仮定した場合に得られる位相差と、同位相差で各ＩＦ信号が受信された場合には、物体は、ＰＩＲセンサ４に取付誤差が生じていないときの目標最大検知距離（Ｒｐｉｒ）までの範囲内に存在するものであると断定できる。つまり、本来の検知対象エリアである範囲内（３０ｍ以内）の物体であることが断定できる。

このように、本形態では、ＰＩＲセンサ４の取付誤差が生じている場合であっても、ＭＷセンサ３の欠点である「折返し誤差」の悪影響を受けることなく、所望の検知エリア内の物体のみを正確に検知することが可能であり、センサの信頼性の向上を図ることができる。具体的に、本形態に係る防犯センサユニット１による実験を行ったところ、物体検知の誤差は±５ｍの範囲内であった。つまり、取付誤差が大きく生じている場合であっても距離３５ｍよりも遠い位置に存在する物体を誤検知してしまうことはなかった。

（変形例）
次に、本発明の変形例について説明する。本例は、マイクロ波の周波数差の誤差やＩＦ信号同士の位相差の誤差などをを考慮した場合のものである。

つまり、ＭＷセンサ３から送信される２種類のマイクロ波の周波数差を、予め設定された目標検知エリアの範囲を示す目標最大検知距離と、防犯センサユニット１の取付誤差（ＰＩＲセンサ４の取付誤差）に起因して検知エリアにずれが生じた場合の最大許容検知距離との中間距離の位置に物体が存在するときのＩＦ信号同士の位相差が１８０°となる値よりも僅かに小さく設定している。例えば、上記の場合に、Δｆ＝１．６ＭＨｚとしていたものをΔｆ＝１．４ＭＨｚに設定する。

このように設定した場合におけるＩＦ信号同士の位相差と物体までの距離との関係を示すラインを図６に示す。この図からも判るように、上記イメージ領域を拡大することにより、上記誤差が多少生じたとしても、物体が本来の目標検知対象エリアである範囲内（図中の目標最大検知距離Ｒｐｉｒまでの範囲内）に存在する場合のＩＦ信号同士の位相差の値と、イメージ領域に物体が存在する場合のＩＦ信号同士の位相差の値とを重ね合わせることができ、所望の検知エリア内の物体のみを正確に検知することが可能であって、センサの信頼性をよりいっそう向上することができる。

−その他の実施例−
以上説明した実施例及び変形例は、組合せセンサを防犯システムに適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他のシステムに適用される組合せセンサとして使用することも可能である。

また、ＭＷセンサ３及びＰＩＲセンサ４は必ずしも同一のケース２内に収容されている必要はない。

また、赤外線センサとしては、受動型赤外線センサ（ＰＩＲセンサ）に限らず、場合によっては能動型赤外線センサ（ＡＩＲセンサ）を使用することも可能である。

更に、上述した実施形態及び変形例では、取付誤差が最大限生じた場合の角度を±３°としたが、本発明はこれに限るものではない。また、上記各距離も上述したものに限られることはない。

実施形態に係る防犯センサユニットを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。防犯センサユニットが設置された状態を示し、（ａ）は側面図、図２（ｂ）は平面図である。防犯システムのシステム構成を示すブロック図である。ＭＷセンサの回路構成を示す図である。ＩＦ信号同士の位相差と物体までの距離との関係を示す図である。変形例における図５相当図である。組合せセンサの取付誤差に伴う検知エリアのずれを説明するための図である。「折返し誤差」を説明するための図である。

符号の説明

１防犯センサユニット（組合せセンサ）
３マイクロウエーブセンサ
４ＰＩＲセンサ

Claims

周波数の異なる２種類のマイクロ波を送信し、このマイクロ波の送信方向に物体が存在する場合に、この物体による各マイクロ波の反射波を受信し、これら反射波とその送信波とをミキシングした後のＩＦ信号同士の位相差により物体を検知するマイクロウエーブセンサと、検知エリアに存在する物体からの赤外線を受けて物体を検知する赤外線センサとを備え、上記両センサが共に物体を検知した場合に発報するよう構成された組合せセンサにおいて、
予め設定された物体検知対象エリアである目標検知エリアの範囲を示す目標最大検知距離と、赤外線センサの取付誤差に起因して上記目標最大検知距離を越えてずれが生じた場合に許容される最大許容検知距離との中間距離の位置に物体が存在するときの上記ＩＦ信号同士の位相差が略１８０°となるように、マイクロウエーブセンサから送信される２種類のマイクロ波の周波数差が設定されていることを特徴とする組合せセンサ。
請求項１記載の組合せセンサにおいて、
マイクロウエーブセンサから送信される２種類のマイクロ波の周波数差は、上記目標最大検知距離と、上記最大許容検知距離との中間距離の位置に物体が存在するときの上記ＩＦ信号同士の位相差が１８０°となる値よりも僅かに小さく設定されていることを特徴とする組合せセンサ。