JP4310386B2 - 光軸調整機能付き防犯用センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、投光ユニットの複数の投光器から送信する例えば赤外線ビームのような検知波を受光ユニットのそれぞれに対応する複数の受光器で受信し、人体等によるこれらの検知波の同時遮断により人体等を検知する防犯用センサ装置に関し、特に各投光器と受光器の光軸調整に関する。

この種の防犯用センサ装置は、赤外線ビームのような検知波を送信する投光器と、これと光軸が一致するように配置されて、投光器からの検知波を受信する受光器とを備えており、直線的な近距離から数百ｍの長距離までの警戒区域を設定して、不法侵入者を検知する。

投光器と受光器の光軸合わせは、装置の据付時またはメインテナンスの際に、通常、まず照準器を見ながら投光器または受光器の向きを上下左右に動かす光軸調整機構を操作して、光軸の粗調整が行われ、次に受光器の受光したレベルの表示に基づいて受光レベルが最大値になるように光軸調整機構を操作して、光軸の微調整が行われる（例えば、特許文献１）。

ところで、例えば上下２つの投光器から送信する赤外線ビームを受光ユニットのそれぞれ対応する上下２つの受光器で受光させて、人体等によって２つの赤外線ビームを同時に遮断することにより人体等を検知するような場合に、警戒区域の設定距離が長いとき、投光される赤外線ビームが拡がって上段および下段の２つの受光器に同時に受光されるので、いずれか一方段の投光器と受光器の光軸を正確に一致させるには、他方段の投光器と受光器を遮光板などで遮光する必要があり、作業が煩雑で調整に手間がかかる。

これに対して、従来から、赤外線ビームを送信している投光器と光軸を一致させるべき受光器のみを動作させるようにして、その段同士の受光レベルを得て、各投光器と受光器の光軸を設定する方法が知られている（例えば、特許文献２）。この場合、各受光器にそれぞれスイッチを設けて、処理回路部に入力させる受光器のスイッチをオンとし、入力させない受光器のスイッチをオフすることにより、光軸を一致させるべき受光器のみをスイッチオンして動作させる。
特開２００２−２７９５３９号公報 特開平８−１２４０４２号公報

しかし、この従来技術でも、投光される赤外線ビームが拡がって上段および下段の２つの受光器に受光されるため、いずれか一方段の光軸調整のために、その段の投光器からのみ赤外線ビームを各別に送信する必要があり、各段の受光レベルの取得が煩雑となり、各段同士の光軸調整に時間がかかるという問題があった。また、各投光器と受光器のスイッチを同時に動作させるために動作構成が複雑になり、光軸調整に際して投光器側と受光器側でそれぞれ作業者を配置する必要があった。さらに、上下段のスイッチ設定を間違えてもそれと気付かずに調整されてしまう可能性がある。

本発明は、前記の問題点を解決して、投光器と受光器が複数対設けられている場合に、簡単な構成で短時間に各投光器と受光器の光軸調整を１人の作業者でも正確にできる光軸調整機能付き防犯用センサ装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の一構成にかかる光軸調整機能付き防犯用センサ装置は、検知波を送信する複数の投光器を有する投光ユニットと、投光器を駆動する駆動回路と、複数の投光器にそれぞれ対応して各検知波を受信する複数の受信器を有する受光ユニットとを備え、人体等による前記検知波の遮断により人体等を検知するものであって、各投光器と受光器との光軸調整に際して、前記投光ユニットは、各投光器を特定するＩＤコードを前記検知波に付加するＩＤコード付加手段と、前記駆動回路を制御して、各ＩＤコードが付加された検知波を所定の間隔をおいて交互に送信する送信制御手段とを備え、前記受光ユニットは、受信した前記各検知波のＩＤコードを識別するＩＤコード識別手段と、前記識別された各ＩＤコードに基づいて前記交互に送信された各検知波における判別された受信タイミングに応じて各受光器の受光レベルを検出する受光レベル検出手段と、検出された受光器の受光レベルを投光ユニットへ送信する送信手段とを備えている。

この構成によれば、投光ユニットは、各投光器を特定するＩＤコードが付加された検知波を所定の間隔をおいて順次受光ユニットへ送信し、受光ユニットは、各ＩＤコードに対応した受光器の受光レベルを検出し、その受光レベルを投光ユニットに送信するので、複数の投光器から所定間隔で交互にＩＤコードが付加された検知波を送信して、このＩＤコードにより当該調整中の光軸における各受光器の受光レベルをともに直ちに得ることができるから、簡単な構成で短時間に各投光器と受光器の光軸調整を正確にできる。しかも、受光ユニットが検出した複数の受光レベルを投光ユニットへ送信するので、１人の作業者による光軸調整が可能となる。

好ましくは、前記投光ユニットおよび受光ユニットは、それぞれ各受光器の受光レベルを表示する受光レベル表示器を備えている。したがって、各受光器の受光レベルの表示に基づいて、各投光器と受光器の光軸調整が容易にできる。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は本発明の一実施形態に係る光軸調整機能付き防犯用センサ装置のブロック図を示す。本装置は、直線的な警戒区域の両端部の壁面またはポールに相対向して設けられた投光ユニット１と受光ユニット８とからなり、投光ユニット１は複数、例えば上下２つの投光器２を有し、受光ユニット８は、各投光器２に対応して光軸が一致するように配置された上下２つの受光器９を有している。本装置は、人体等によって各投光器２から各受光器９へ送信された２つの検知波が同時に遮断されることにより人体等を検知するものであり、例えば調整モードにおいて各投光器２と受光器９の光軸調整を行う光軸調整機能を有するものである。

投光ユニット１は、赤外線ビームＩＲのような検知波を送信する上下２つの投光器２（２ａ、２ｂ）と、投光器２を駆動する駆動回路３とを備えている。投光器２は、赤外線発光ダイオード等の投光素子と、投光する赤外線ビームＩＲを形成するための投光レンズまたは反射ミラーのような送信側光学系とを備えている。駆動回路３は、投光素子を所定の周波数で発光駆動し、後述する所定のＩＤコードによって検知波（赤外線ビームＩＲ）である搬送波を変調したパルス変調波を送信させる。

投光ユニット１は、ＣＰＵ内にＩＤコード付加手段６および送信制御手段７を備えている。前記ＩＤコード付加手段６は、各投光器２ａ、２ｂを特定するＩＤコードを赤外線ビームＩＲ（検知波）に付加するものであり、例えば各投光器２ａ、２ｂを特定するＩＤコードによって赤外線ビームＩＲである搬送波を変調することにより、２値信号のＩＤコードを付加する。例えば、投光器２ａのＩＤコードはＩＤ１、投光器２ｂのＩＤコードはＩＤ２である。通常の警戒を行う通常モードの場合、付加されるＩＤコードはＩＤ３である。なお、ＩＤ３に代えてＩＤ１またはＩＤ２を用いてもよい。

前記送信制御手段７は、前記駆動回路３を制御して、各ＩＤコードが付加された検知波を所定の間隔をおいて順次送信するものであり、例えば投光器２ａのＩＤコードのＩＤ１によって搬送波を変調した変調搬送波を、駆動回路３で投光器２ａを駆動させて受光ユニット８へ送信し、次いで、予め設定された所定の間隔をおいて、投光器２ｂのＩＤコードのＩＤ２によって搬送波を変調した変調搬送波を、駆動回路３で投光器２ｂを駆動させて受光ユニット８へ送信する。これが交互に繰り返される。

また、投光ユニット１は、後述する受光ユニット８の送信手段（送信器）２５からの各受光器９の受光レベル表示信号を受信する受信手段（受信器）２６と、受信された受光レベルを表示する受光レベル表示手段（受光レベル表示器）２７とを備えている。

一方、受光ユニット８は、上下２つの投光器２ａ、２ｂにそれぞれ対応して各ＩＤコードが付加された赤外線ビームＩＲを受信する上下２つの受光器９ａ、９ｂを備えている。受光器９は、受光レンズまたは集光ミラーのような送信側光学系と、フォトダイオード等のような受光素子とを備えている。

また、受光ユニット８は、波形切換回路１１、増幅器１２、検波器１３、ＩＤコード識別手段１４、判別回路１５、警報回路１６およびタイミング判別回路１８を備え、さらに、受光レベル検出手段（受光レベル検出器）１７、受光レベル表示手段（受光レベル表示器）２３、送信手段（送信器）２５およびモード切換手段２８を備えている。

受光ユニット８では、各受光器９ａ、９ｂがそれぞれ各投光器２ａ、２ｂからのＩＤ１、ＩＤ２またはＩＤ３の２値信号のＩＤコードが付加された赤外線ビームＩＲを受信し、その受光量に応じた受光量信号Ａ、Ｂを出力する。

ＩＤコード識別手段１４は、各ＩＤコードが付加された受光量信号Ａ、ＢのＩＤコードを識別する。タイミング判別回路１８は、ＩＤコード識別手段１４により識別されたＩＤコードに基づいてＩＤコード付き受光量信号Ａ、Ｂの受信タイミングを判別する。波形切換回路１１は、タイミング判別回路１８により判別された受信タイミングに応じて受光器９に同時に入力したＩＤコード付き受光量信号Ａ、ＢをＩＤコードごとに振り分ける。この受光量信号Ａ、Ｂは、それぞれ各投光器２ａ、２ｂからの両方のＩＤコードをともに含んだ信号であるが、波形切換回路１１によりＩＤコードごとに交互に振り分けられた後、増幅器１２で増幅されて検波器１３に入力され、外乱光が除去されたパルス変調光のレベルに応じた信号Ｃが出力される。また、交互に振り分けられたＩＤ１、ＩＤ２付きの受光量信号のレベルをそれぞれ求めるために、波形切換回路１１からＡ／Ｄ変換器１９、受光レベル検出器１７の方へも振り分けられる。ＩＤ３付きの受光量信号の場合には、ＩＤコード識別手段１４によりタイミング判別回路１８のタイミング判別を無効とするので、波形切換回路１１は、受光量信号Ａ、ＢをＩＤコードごとに振り分けることなく合成し、増幅器１２、検波器１３、ＩＤコード識別手段１４を介してそのまま判別回路１５へ入力される。この判別回路１５において予め設定された不法侵入者の検知レベル以下であるか否かが判別され、検知レベル以下のとき検知信号Ｄが警報回路１６に出力され、警報回路１６から警報信号が警備センタ５に出力されて、不法侵入者であることを報知する。同時に、ＩＤ３付きの受光量信号のレベルを求めるために、波形切換回路１１からＡ／Ｄ変換器１９、受光レベル検出器１７へも振り分けられる。

モード切換手段２８は、投光器２と受光器９の光軸調整を行う調整モードと通常の警戒を行う通常モードとに切り換えるものであり、前記ＩＤコード識別手段１３により識別されたＩＤコードに基づいて自動的に切り換えられる。ＩＤ１、ＩＤ２が識別されると調整モードに、ＩＤ３が識別されると通常モードに切り換えられる。なお、このモード切換手段１８は手動で操作するモード切換スイッチも備えており、手動でも自動でも切り換えることができる。この光軸調整は、調整モードで行なっているが、警戒状態の通常モードで行なうようにして、独立した個別の警戒エリアを構成してもよい。

前記受光レベル検出器１７は、各ＩＤコードに対応した受光器９ａ、９ｂの受光レベルを検出するものであり、ＩＤコード識別手段１４によりＩＤ１、ＩＤ２などが識別されるときに作動する。ここで、前記投光ユニット１において各ＩＤコードが付加された赤外線ビームＩＲは、送信制御手段７により予め設定された所定間隔のタイミングで交互に送信されたものであり、これを受信した受光ユニット８では、タイミング判別回路１８によりＩＤコード識別手段１４で識別されたＩＤコードに基づいてＩＤコード付き受光量信号Ａ、Ｂの受信タイミングが判別され、この判別された受信タイミングに応じて波形切換回路１１でＡ／Ｄ変換器１９、受光レベル検出器１７の方へ振り分けられたものであるから、受光レベル検出器１７において、当該受信タイミングに基づいて、検出したそれぞれの赤外線ビームＩＲの受光レベルと投光時にそれぞれに付加されたＩＤコードとの対応が可能となる。

これにより、従来のように、遮光板を使用したり、スイッチで切り換えて、光軸調整する段の投光器からのみ赤外線ビームを各別に送信してその受光レベルを得る必要がなくなり、各ＩＤコードが付加された赤外線ビームＩＲを交互に送信することにより、当該調整中の光軸における投光器２ａと受光器９ａについての受光レベル、投光器２ｂと受光器９ｂについての受光レベルをともに直ちに得ることができるから、簡単な構成で短時間に各投光器２と受光器９の光軸調整を正確にできる。

受光レベル表示器２３は各受光器９ごとに受光量に応じた受光レベルを表示する。送信器２５は、検出された受光器９の受光量に応じた受光レベル表示信号をコード化して投光ユニット１へ送信する。コード化した受光レベル表示信号は例えば無線信号Ｒで送信される。なお、無線信号Ｒに代えて変調した赤外線ビームＩＲなどで送信してもよい。

前記受光量信号Ａ、Ｂは、Ａ／Ｄ変換器１９を介して受光レベル検出器１７に入力され、受光レベル検出器１７から受光量に応じた受光レベル表示信号が受光レベル表示器２３に出力されて、各受光器９ごとに受光レベルが表示される。前記送信器２５からの無線信号Ｒは投光ユニット１の受信器２６で受信され、デコードされた受光レベル表示信号が出力される。受光レベル表示器２７により各受光器９ごとの受光レベルが表示される。こうして、投光ユニット１および受光ユニット８で各受光器９の受光レベルが表示されるので、各投光器２と受光器９の光軸調整が容易にできる。しかも、受光ユニット８が検出した受光レベルを投光ユニット１へ送信し、受光器９ａ、９ｂをそれぞれ遮光する必要がないので、受光ユニット８側に作業者を配置することなく、１人の作業者による光軸調整が可能となる。

図２は受光ユニット８を示す斜視図である。投光ユニット１も同様の構成になっており、同図には投光ユニット１における相当部品に対応する符号も併せて付してある。受光ユニット８は、壁などの取付面に取り付けられる取付用ベース３３と、この取付用ベース３３に着脱自在に取り付けられているセンサ回路全体を覆うカバー３５とにより、外体ケースが構成されている。受光器９は、集光ミラー２４の焦点位置に図示しない受光素子が配置され、その集光ミラー２４の開口部がミラーカバー３６で覆われている。

光軸の粗調整に用いられる照準器４は、前側面に左右一対ののぞき窓２０と左右一対の照準孔２１、および後部の両側面に突設された一対の軸受筒部２８を有している。内部に図示しない照準ミラーが照準孔２１との間で照準軸上で配置される。

光軸調整機構として、取付用ベース３３の中央部に設けられた端子台ケース３９の上下部には、回転板３７が鉛直軸回り（ｈ方向回り）に回転自在に設けられており、この回転板３７にはこれに直交して一対の支持板２９が固定され、この支持板２９の外側面に操作板３８が固定されている。操作板３８を回転操作することにより、受光器の水平角が粗調整される。調整ねじ４０の正逆方向の回転操作によって微調整が行われる。また、照準器４の左右一対の軸受筒部２８が支持板２９の支軸３０に回転自在に外嵌されて、支軸３０回り（ｖ方向回り）に回転自在に支持されており、この照準器４の支軸３０回りの回動は調整ねじ４１の正逆方向への回転操作によって行われて、受光器９の上下角が可変調整される。

上記構成の装置について、照準器４による光軸の粗調整に続く、受光レベルに基づく光軸の微調整動作について説明する。まず、投光ユニット１で、各投光器２ａ、２ｂから、ＩＤコード付加手段６により各投光器２ａ、２ｂを特定するＩＤコードのそれぞれＩＤ１、ＩＤ２を付加された赤外線ビームＩＲが、送信制御手段７により、駆動回路３を駆動して所定の間隔をおいて順次受光ユニット８へ送信される。こうして、各投光器２ａ、２ｂから所定間隔で交互にそれぞれＩＤ１、ＩＤ２が付加された赤外線ビームＩＲが送信される。

受光ユニット８では、各投光器２ａ、２ｂからの赤外線ビームＩＲが各受光器９ａ、９ｂで受信され、ＩＤコード識別手段１４により、赤外線ビームＩＲに付加されたＩＤ１またはＩＤ２が識別されて、タイミング判別回路１８によりＩＤコード付き受光量信号Ａ、Ｂの受信タイミングが判別され、この判別された受信タイミングに応じて波形切換回路１１でＡ／Ｄ変換器１９、受光レベル検出器１７の方へ振り分けられる。そして、受光レベル検出器１７により各ＩＤコードに対応した受光器９の受光レベルが検出され、受光レベル表示器２３により受光レベルが表示されて、送信器２５によりその受光レベルが投光ユニット１に送信される。この受光レベルは投光ユニット１でも受光レベル表示器２７により表示される。これらの表示に基づいて、上述した光軸調整機構により各投光器２と受光器９の光軸の微調整が行われる。

なお、この実施形態では、光軸の粗調整に照準器を用いているが、これを省略して、微調整と同様に、検出した受光レベルに基づいて粗調整をするようにしてもよい。

なお、この実施形態では、検知波として赤外線ビームを使用しているが、マイクロ波などを使用してもよい。

本発明の一実施形態に係る光軸調整機能付き防犯用センサ装置を示すブロック図である。 図１の受光ユニットを示す斜視図である。

符号の説明

１：投光ユニット
２：投光器
３：駆動回路
６：ＩＤコード付加手段
７：送信制御手段
８：受光ユニット
９：受光器
１４：ＩＤコード識別手段
１７：受光レベル検出手段
１８：モード切換手段
２３：受光レベル表示器
２５：送信手段
２６：受信手段
２７：受光レベル表示器

Claims (2)

1. 検知波を送信する複数の投光器を有する投光ユニットと、投光器を駆動する駆動回路と、複数の投光器にそれぞれ対応して各検知波を受信する複数の受信器を有する受光ユニットとを備え、人体等による前記検知波の遮断により人体等を検知する防犯用センサ装置であって、
   各投光器と受光器との光軸調整に際して、前記投光ユニットは、各投光器を特定するＩＤコードを前記検知波に付加するＩＤコード付加手段と、前記駆動回路を制御して、各ＩＤコードが付加された検知波を所定の間隔をおいて交互に送信する送信制御手段とを備え、
   前記受光ユニットは、受信した前記各検知波のＩＤコードを識別するＩＤコード識別手段と、前記識別された各ＩＤコードに基づいて前記交互に送信された各検知波における判別された受信タイミングに応じて各受光器の受光レベルを検出する受光レベル検出手段と、検出された受光器の受光レベルを投光ユニットへ送信する送信手段とを備えている光軸調整機能付き防犯用センサ装置。
2. 請求項１において、さらに、
   前記投光ユニットおよび受光ユニットは、それぞれ各受光器の受光レベルを表示する受光レベル表示器を備えている光軸調整機能付き防犯用センサ装置。

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