JP4639740B2

JP4639740B2 - 熱線センサー

Info

Publication number: JP4639740B2
Application number: JP2004291971A
Authority: JP
Inventors: 浩司阪本; 慎司桐畑; 亜紀子本田; 雅吾高橋; 史尚福江
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2024-10-04
Also published as: JP2006105742A

Description

本発明は、人体検知に用いる熱線センサーに関するものである。

人体が発生する熱線（赤外線）を受光することにより、所定のエリアでの人体を検知する熱線センサーは防犯、照明制御等の用途に広く普及している。この熱線センサーは、人体の動きにより背景と、人体の温度差に起因する熱線（赤外線）受光量の変化により人体の有無を判定するのが一般的であり、赤外線受光量の変化を確実に捉えるために、集光光学系によって受光素子である焦電素子の視野を限定している。また使用用途に対応した検知エリアを設けるために、集光光学系は複数の集光光学手段により構成されるのが一般的であって、所定のエリア内に広く複数の検知視野（検知エリア）を設けるために、マルチミラー若しくはマルチレンズが集光光学系として用いられている（例えば、特許文献１）。
特開２００４−２０５８３５号公報（段落番号００２２〜００２４）

ところで、上記の特許文献１に開示されている集光ミラー構造は所謂トーリックミラー面に近い形状の反射鏡面を有する複数の集光ミラーを放射状に隣接配置して一方を遠距離用、他方を近距離用としたものであるが、人体を検知するエリアは精々１０数ｍ先程度であり、街路灯など２０ｍ以上の広い範囲を対象とする照明装置の制御のような用途に使用する場合には３つ以上の距離範囲に対応する検知エリアを確保する必要があるが、焦点距離の短い集光ミラーによる他の集光ミラーの検知ビームのけられ発生を考慮する必要があるため遠、中、近の各距離に対応するように使用する集光ミラーが３種類以上となるような集光ミラー構造を従来の構造では難しく、そのため更なる遠距離には複数ブロック組み合わせて感度を高める等の工夫が必要であった。

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、最も焦点距離が短い近距離用集光ミラーを他の集光ミラーの検知ビームに影響を与えることなく、検知感度の確保が図れ、他の集光ミラーの検知感度の確保をも可能とした熱線センサーを提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、人体を検知する検知エリアを俯瞰するように設定し、集光ミラーで焦電素子の受光面に集光させた人体が発する熱線を前記焦電素子で受光して人体を検知する熱線センサーにおいて、焦点距離が夫々異なり、各焦点位置を前記焦電素子の受光面に対応させた３つ以上の集光ミラーを備えるとともに、前記焦電素子の中心を通って前記受光面に垂直な軸線より下方に、前記集光ミラーの内、最も焦点距離の短い集光ミラーを配置するとともに、前記軸線より上方位置に、前記集光ミラーの内、最も焦点距離の長い集光ミラーを配置し、前記焦電素子は、前記軸線より上方に配置された支持体により支持され、前記熱線センサーの取り付け位置が人体検知に必要なエリアの角部若しくは角部近傍であって、各集光ミラーにおいて線対称に反射鏡面を左右に二分する中心線と前記焦電素子の中心を通り焦電素子の受光面に垂直な軸線とを同一面に含むように、前記各集光ミラーと焦電素子とを配置し、前記人体検知に必要なエリアの設定面が略矩形状であって、焦点距離が最も短い集光ミラーの検知エリアと、焦点距離が２番目に近い集光ミラーの検知エリアとの間の中心同士を結ぶ線と、前記熱線センサーの取り付け位置から前記設定面上に正射影した点を含み且つ前記結ぶ線に並行する前記設定面の一辺とを略平行としたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、最も俯角が大きくなる、焦点距離の最も短い集光ミラーによる検知ビームが焦電素子やその支持手段によってけられるのを防ぐことが可能となって、その結果当該集光ミラーによる検知感度の確保が容易となり、しかも他の遠距離用、中距離用等の焦点距離の長い他の集光ミラーの検知ビームが、焦点距離の最も短い集光ミラーによってけられないように配置することも可能となる。
また、最も俯角が小さくなる、焦点距離の最も長い集光ミラーによる検知ビームが焦電素子やその支持手段などによるけられを防ぐことが可能となり、その結果当該集光ミラーによる検知感度の確保が容易となる。
また、熱線センサーの取り付け位置が人体検知に必要なエリアの角部若しくは角部近傍に取り付けられる熱線センサーをこのエリアの設定面に対して垂直な軸に回転させるだけで、熱線センサーの取り付けられている反対側の位置から熱線センサーを見て右側に検知エリアを設けることも、また逆に左側に検知エリアを設けることもできる。
さらに、焦点距離の最も短い集光ミラーの検知エリアと２番目に短い集光ミラーの検知エリアの間の距離が一定にできるため、人体検知ができないエリアを小さくすることが可能である。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、最も焦点距離が短い集光ミラーの配置位置より下方に、２番目に焦点距離が短く且つ最も焦点距離が短い集光ミラーの反射鏡面より反射鏡面の面積を大きくした集光ミラーを配置していることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、集光ミラーと焦電素子との間を結ぶ線と焦電素子の受光面に垂直な軸線との角度が小さく焦点距離の最も短い集光ミラーを配置することで、当該集光ミラーの収差を発生しにくくし、また焦点距離の最も短い集光ミラーと比較して反射鏡面の面積が大きく、前記角度が大きくても収差増大による検知感度への影響が小さい焦点距離が２番目に短い集光ミラーを、焦点距離の最も短い集光ミラーの外側に配置することで検知感度を確保することができる。

請求項３の発明では、人体が発する熱線を焦電素子で受光して人体を検知する熱線センサーにおいて、焦点距離が夫々異なり、各焦点位置を焦電素子の受光面に対応させた３つ以上の集光ミラーを備えるとともに、最も焦点距離の短い集光ミラーの反射鏡面の面積を最も小さく形成するとともに、前記焦電素子に対して最も近距離で且つ集光ミラー群の中央に配置し、最も焦点距離の長い集光ミラーを、最も焦点距離の短い前記集光ミラーの配置位置より上方に配置するとともに、焦点距離が２番目に短い集光ミラーを最も焦点距離の短い前記集光ミラーの配置位置より下方位置に配置し、前記焦電素子は、前記軸線より上方に配置された支持体により支持されていることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、最も面積の小さい集光ミラーを中央に配置しているので、焦点距離が２番目以上に長い他の集光ミラーの検知ビームの光路を塞ぐことがない。また集光ミラーの反射鏡面の面積を小さくすることによって収差の影響を受け易くなるが、最も面積の小さい集光ミラーを中央に配置することによって、収差の影響を最小限に抑えて、当該集光ミラーの検知感度を確保している。
また、最も焦点距離が短く、検知エリアに対する俯角も大きな集光ミラーに対して焦点距離が長く検知エリアに対する俯角が小さい集光ミラーをその小さな俯角によって検知ビームがけられることない配置が実現できる。

請求項４の発明では、請求項１又は３の発明において、焦点距離が最も長い集光ミラーの反射鏡面の面積を、他の集光ミラーの反射鏡面の面積よりも大きな面積に形成し、当該集光ミラーを前記焦電素子の中心を通り前記受光面に垂直な軸線に対して、前記焦電素子を保持する支持部材の配置側としたことを特徴とする。

請求項４の発明によれば、支持部材と同一側に配置する集光ミラーの反射鏡面の面積を大きくしているので、支持部材により当該ミラーの検知ビームのけられに対する検知感度の低下の影響を最小限にすることが可能となる。

請求項５の発明では、請求項１乃至４の何れかの発明において、前記焦電素子が、少なくとも左右両側に配置され、互いに接続する極性が逆向きとなるように接続された一対のエレメントを有する焦電素子であって、エレメント間の距離をｄｃ、センサー取り付け位置の高さ寸法のｈ、センサー取り付け位置から人体検知が必要なエリア設定面に正射影した位置から前記エリア設定面内に設定される各集光ミラーに対応する検知エリアまでの距離をＬｎとしたときに各集光ミラーの焦点距離ｆｎを、｛［ｄｃ（ｈ^２＋Ｌｎ^２）^１／２］／８００｝ミリ〜｛［ｄｃ（ｈ^２＋Ｌｎ^２）^１／２］／２００｝ミリの範囲に設定したことを特徴とする。

請求項５の発明によれば、焦電素子の一対のエレメントの一方に対応する検知エリアと他方の検知エリアとの間で形成される検知感度が０となるエリアの幅２００ミリ〜８００ｍｍの範囲、つまり人体の幅と同程度にすることが可能となり、そのため人体を確実に検知することが可能となる。

本発明によれば、焦点距離の最も短い集光ミラーによる検知感度の確保が容易となり、他の遠距離用、中距離用等の焦点距離の長い他の集光ミラーへの検知ビームにけられを生じさせない配置位置の確保により、他の集光ミラーの検知感度を充分に確保することができるようにすることが可能となるという効果がある。

以下、本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）
本実施形態の熱線センサーＡは図１（ａ）、（ｂ）に示すように略Ｌ状の支持体（支持部材）１の横辺部１ａの先端に設けた焦電素子２と、この焦電素子２の受光面に焦点を合わせた集光ミラー群とから構成される。

ここで本実施形態の熱線センサーＡは、設置位置に対応する道路上の所定の高さ位置においてセンサー本体（図示せず）を路面に平行するように設置した場合に路面を見下ろし、受光方向が所定の俯角で路面に対向するようにセンサー本体内に取り付けた遠距離用集光ミラー３，中距離用集光ミラー４，近距離用集光ミラー５を備えている。集光ミラー３は４つの放物面鏡部３ａ…を左右方向に並べて形成されたもので、線対称に反射鏡面を左右に分割する中心線を、焦電素子２の受光面の中心に対して垂直な軸線、つまり光軸αと同一面上に配して最も遠方の位置に図２に示すように４つの検知エリア２０Ａ〜２０Ｄを設定してある。また集光ミラー４は５つの放物面鏡部４ａを左右方向に並べて形成されたもので、線対称に反射鏡面を左右に分割する中心線を、前記集光ミラー３の中心線及び光軸αを含む同一面に配するとともに、集光ミラー３の場合に比べて設置位置側に近い位置で５つの検知エリア１２Ａ〜１２Ｅを設定している。また集光ミラー５も同様に５つの放物面鏡部５ａを左右方向に並べて形成されたもので、線対称に反射鏡面を左右に分割する中心線を上記各中心線及び光軸αを含む同一面に配するとともに、集光ミラー４の場合に比べて更に設置位置側に近い位置で５つの検知エリア６Ａ〜６Ｅを設定している。

ここで本実施形態では熱線センサーＡを路面から４ｍの高さ位置に取り付けた場合に、集光ミラー３、４，５で夫々得られる検知エリア位置を図２に示すように熱線センサーＡの設置位置の路面投影位置から凡そ２０ｍ、１２ｍ、６ｍの位置となるように想定し、各集光ミラー３〜５（各放物面鏡部３ａ〜５ａ）の焦点距離ｆｎを、下記の式（１）を満足するように設定している。

｛［ｄｃ（ｈ^２＋Ｌｎ^２）^１／２］／８００｝ミリ≦ｆｎ≦｛［ｄｃ（ｈ^２＋Ｌｎ^２）^１／２］／２００｝ミリ…（１）
ここでｈは熱線センサーＡの設置高さ、Ｌｎは設置位置から人体検知が必要なエリア設定面内での各集光ミラー３〜５により設定される検知エリアまでの距離であり、ｄｃは使用焦電素子２のエレメント２ａ，２ａ間の距離である。ここで本実施形態で使用する焦電素子２は図３に示すように４つのエレメント２ａを備えたクワッド型のものを使用したもので、互い接続する極性が逆となるように並列若しくは直列に接続された左右の対のエレメント２ａ、２ａ間の距離が上記ｄｃに対応する。勿論２つのエレメントからなるデュアルタイプの焦電素子でも良い。

図４（ａ）、（ｂ）は上記の式（１）の原理を示すもので、同図（ａ）に示すようにｈの高さ位置に熱線センサーＡを設置した状態で設置に対応する路面から焦点距離を設定したい集光ミラーによって設定される位置における焦電素子２の４つのエレメント２ａに対応する検知エリアＸ１〜Ｘ４の中心位置Ｃｅまでの距離Ｌｎとした場合において、高さ位置ｈを集光ミラーの焦点の高かさ位置とみなすと、焦電素子２の中心を通り受光面に垂直な光軸αの、集光ミラーの焦点と中心位置Ｃｅとの間の距離は（ｈ^２＋Ｌｎ^２）^１／２で求まる。

ここで図４（ｂ）に示すように検知感度０のエリアＹとエレメント２ａの検知エリア（例えばＸ１）から光軸αに平行に集光ミラー（ここではＭＲと示す）に入射して焦点βを通り集光素子２のエレメント２ａに入射する場合において、平面に投影した集光ミラーの焦点βと集光ミラーＭＲまでの焦点距離ｆと、焦点βから前記中心位置Ｃｅまでの距離（ｈ^２＋Ｌｎ^２）^１／２との比はエレメント２ａ，２ａ間の距離ｄｃと、エレメント２ａ，２ｃに対応する検知エリアＸ１，Ｘ２間の距離、つまり検知感度０のエリアＹの幅ｙとの比に等しい。従って幅ｙを人の幅と同程度２００ｍｍ〜８００ｍｍとした場合に、上記（１）を満足する焦点距離ｆｎに集光ミラーＭＲの焦点距離を定めると、検知感度０の幅を人の幅と同程度とし、人の検知を確実なものとすることができるのである。

尚８００ｍｍより大きくする設定すると人体を検知できないエリアが発生し、また２００ｍｍより小さくすると逆極性に接続される対のエレメント２ａの感度を打ち消してしまい、この場合も人体を検知することができなくなるので、２００ｍｍは焦点距離の上限を決める値として用いている。

また本実施形態に用いる焦電素子２は４つのエレメント２ａを用いたクワッド型のものであるので、図５（図４（ａ））に示すように一つの検知エリア（破線で記した枠内に）は、焦電素子２の各エレメント２ａに対応する４つの検知エリアＸ１〜Ｘ４から構成され、左右に配置された各対のエレメント２ａ，２ａに対応する検知エリアＸ１，Ｘ２及びＸ３，Ｘ４の間には検知感度０のエリアＹが存在するが、上記（１）式を満足させる形で焦点距離ｆｎを設定していることで、エリアＹの幅ｙ（図５では上下方向）が路面において丁度人体の幅（２００ｍｍ〜８００ｍｍ）と同程度以下となり、結果検知エリアでの確実に人体を検知できるのである。

図５において各検知エリアＸ１，Ｘ２，Ｘ３、Ｘ４の４隅部は△、□、●、◆のマークにより示し、図２（及び後記の図７、図８）の検知エリア２０Ａ〜２０Ｄ、１２Ａ〜１２Ｅ、６Ａ〜６Ｂ内で示すマークで囲まれる範囲は夫々のエレメント２ａの検知エリアＸ１〜Ｘ４に対応する。

また本実施形態の焦電素子２は図３に示すように金属パッケージ１０の正面に設けた光学フィルター１１を介して夫々のエレメント２ａ…で人体からの熱線（赤外線）を受光し、内蔵せるアンプ（図示せず）によってエレメント２ａ…からの検出信号を増幅してその増幅出力レベルとコンパレータ（図示せず）によって閾値と比較され、増幅出力レベルが閾値が超えていると人体検知信号を出力するようになっている。

而して本実施形態では熱線センサーＡの位置から検知エリアまでの距離が上述のように略２０ｍ、略１２ｍ、略６ｍとし、センサー取り付け位置の高さを４ｍとし、焦電素子２のエレメント間距離ｄｃを０．５ｍｍを条件として、上記式（１）を満足させるように集光ミラー３の焦点距離ｆ２０を４２ｍｍ、集光ミラー４の焦点距離ｆ１２を２６ｍｍ、集光ミラー５の焦点距離ｆ０６を１５ｍｍとしている。

勿論検知エリアの距離Ｌｎや設置高さｈ、更に使用する焦電素子２のエレメント間距離ｄｃが変われば、それに適した焦点距離ｆｎの集光ミラーが用いられるのは言うまでもない。

また本実施形態では各集光ミラー３，４，５の配置を次のように行っている。つまり遠距離用の集光ミラー３を図１（ａ）に示すように焦電素子２の中心を通り受光面に垂直な光軸αより上方（支持体１の存在側）に配置し、短距離用の集光ミラー５を上記光軸αより下方に配置し、更に中距離用の集光ミラー４を集光ミラー５の下方に配置している。つまり最も感度が必要な遠距離用の集光ミラー３に対しては反射鏡面の面積を最大限まで広げることを可能とし、且つ焦電素子２及び焦電素子２の支持体１によるけられによって起きる検知感度の低下を最小限にし、更に反射鏡面の面積を小さくしても充分な検知感度を得ることができる短距離用の集光ミラー５を光軸α近くに設ける一方、感度が近距離用よりも要求される中距離用集光ミラー４を最も下方に配置して反射鏡面の面積を大きくとることを可能とし、それにより焦電素子２の光軸αから離れる、つまり当該集光ミラー４と焦電素子２との間を結ぶ線と焦電素子２の受光面に垂直な軸線との角度が大きくなることによる収差増大によって起きる感度低下を相殺する形で所定の検知角度を確保するようにしている。また短距離用の集光ミラー５は反射鏡面積を小さくすることで、中距離用の集光ミラー５から焦電素子２に向かう熱線のけられを最小限にできる。

更にまた本実施形態では各集光ミラー５〜３において、夫々を構成する放物面鏡部５ａ〜３ａの面積は外側に位置するものほど面積を大きくすることで、各集光ミラー５〜３において放物面鏡部５ａ〜３ａの位置における検知感度のムラを低減している。

以上のように構成された熱線センサーＡを図６に示すように道路（街路）の片側に設けられた電柱のようなポールＰに４ｍの高さ位置に所定の状態で取り付けると、取り付け位置を角部若しくは近傍として、幅と長さの比が１：２以上（具体的には短辺（幅）が５ｍ、長辺（長手方向）の長さが２０ｍの矩形状のエリアを人体の熱線（赤外線）を確実に検知できる人体検知に必要なエリアとして設定できる。

そして図７（ａ）に示すように当該エリアのセンサー設置位置から距離２０ｍの位置に４つの検知エリア（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ）が道路幅方向に、距離１２ｍの位置にも４つの検知エリア（１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ）が道路幅方向に、更に距離６ｍの位置に３つの検知エリア（６Ａ、６Ｂ、６Ｃ）が道路幅方向に夫々設けられることになる。

ここで焦点距離の最も短い集光ミラー５に対応する検知エリア６Ａ〜６Ｃと、２番目に短い集光ミラー４に対応する検知エリア１２Ａ〜１２Ｄとの中心が、センサー取り付け位置を路面に正射影した点から人体検知が必要なエリアの長手方向側の辺の内センサー取り付け位置から遠い方の辺に下ろした垂線から略等距離にあるように熱線センサーＡの設置を行うことで、焦点距離の最も短い集光ミラー３の検知エリア６Ａ〜６Ｃと２番目に短い集光ミラー４の検知エリア１２Ａ〜１２Ｃの間の距離が一定にできるため、人体検知ができるないエリアを小さくすることができる。

図７（ｂ）は熱線センサーＡを側方から見た場合の各集光ミラー３，４，５の検知エリア２０，１２，６に対応する集光状態を示す。そして図７のような検知エリアが設定される場合の他に、道路の形状等の関係より、左側にも検知エリアが必要な場合があることが考えられるため、このような場合にも対応できるように上述したように中距離、近距離では図２で示すように夫々５つの検知エリア１２Ａ〜１２Ｅ，６Ａ〜６Ｅが得られる構造としているのである。図６、図７の設置例では図２に示す中距離の検知エリア１２Ｅ、近距離６Ｄ，６Ｄが完全に道路範囲外に位置することになる。

尚道路の左側に検知エリアを設定した場合には上記のように右側に検知エリアを設定した場合とは略１６５度回転させて逆方向に熱線センサーＡの受光方向を向ければ良く、この場合各集光ミラー３〜５では放物面鏡部３ａ…、４ａ…、５ａ…を光軸αに対して線対称として設けているため、道路側に設定される検知エリアは、図８のようになり集光ミラー４の検知エリア１２Ａ及び集光ミラー５の検知エリア６Ａ，６Ｂは共に道路側から外れることになる。

ところで本実施形態では焦電素子２の支持体１の形状をＬ状としているが、この形状に特に限定されるものではなく、その他の形状でも良いのは勿論である。
（実施形態２）
図９は本実施形態の熱線センサーＡの具体構成例を示しており、上述のポールＰの周面に取り付けることで路面に対して略垂直に取り付けられるセンサー本体３０は本体ボディ３１とこの本体ボディ３１の前面開口部に防水パッキン３２を介して被着される本体カバー３３とで構成されている。

本体ボディ３１は上側内部に本体ボディ３１の背面に対してやや下向き方向に反射鏡面を向けた遠距離用の集光ミラー３を取り付けねじ（図示せず）取り付けてある。この集光ミラー３は樹脂成形品からなり反射鏡面はメッキにより形成されている。

また遠距離用集光ミラー３の下方の本体ボディ３１内には中距離用ミラー４及び短距離用ミラー５を一体に形成したミラー体３４を取り付けねじ（図示せず）により取り付けてある。このミラー体３４は樹脂成形品からなるもので、メッキにより各集光ミラー４，５の反射鏡面を形成しているもので、短距離用集光ミラー５の中心線と中距離用集光ミラー４の中心線とを一致させて夫々を中心線に対して左右対称となる形状に形成し、また本体ボディ３１内に取り付けられたときに短距離用集光ミラー５が中距離用集光ミラー４よりも上方に位置するように形成している。そして短距離用集光ミラー５の両側より前方へ突出させた脚片３５，３５の先端間に焦電素子２を中心の後面に実装した基板３６を橋絡させて固定しており、ミラー体３３が本体ボディ３１に取り付けられたときに焦電素子２の受光面の中心に対して各集光ミラー３〜５の焦点が位置するようになっている。また受光面の中心に垂直に通る上述の光軸αに対して遠距離用集光ミラー３の反射鏡面は上方に位置して、焦電素子２の支持部材となる基板３５によるけられを防いでいる。また近距離用集光ミラー５，中距離用集光ミラー４は光軸よりも順次下方に位置するようになっている。

一方本体カバー３３は下面から前面に開口した開口窓３７を有し、この開口窓３７に赤外線（熱線）を透過させる透過カバー３８を、透過カバー３８の周縁を開口窓３７の開口内縁に係止することで装着している。

この透過カバー３７の下面部位から入射する赤外線（熱線）は集光ミラー５，４へ、前面部位から入射する赤外線（熱線）は集光ミラー３へ夫々入光するようになっている。

尚開口窓３６の前面部位には逆Ｔ字状の補強体３９が本体カバー３３に一体化設けてあって、開口窓３６に装着する透過カバー３７を機械的に補強するようになっている。この補強体３９の横片３９ａは丁度基板３６の前方に位置するため、この横片３６ａによるけられはなく、また縦片３９ｂは遠距離用集光ミラー３の中央前方に位置するが、集光ミラー３の反射鏡面の面積は充分に大きくしているためけられによる感度低下の影響も殆どないようになっている。

また図中４０は本体ボディ３１と本体カバー３３を固定するための固定ねじ、４１は銘板、４２は防水パッキン３２を嵌める溝、４３は基板３６の回路と接続すためのコネクタ、４４はケーブル、４５はセンサー本体３０をポールＰへ取り付ける部材（図示せず）側とねじ固定するためのナットで、本体ボディ３１と本体カバー３３を固定してセンサー本体３０を組み立てときにセンサー本体３０の上端部に形成される筒部４６内に収納される。

更に本実施形態での各集光ミラー３〜５の放物鏡面部３ａ〜５ａの数は実施形態１に準ずるものであり、また各焦点距離も、検知距離Ｌｎ、設置高さｈ及び焦電素子２のエレメント間距離に基づいて設定されているのは言うまでもない。

（ａ）は実施形態１の熱線センサーの集光ミラーと焦電素子の配置構成を側方から見た概略斜視図、（ｂ）は実施形態１の集光ミラーの配置構成を正面方向から見た概略斜視図である。実施形態１の検知エリアの設定説明図である。（ａ）は実施形態１に用いる焦電素子の正面図、（ｂ）は（ａ）のイ−イ’断面図である。実施形態１の集光ミラーの焦点距離の設定原理の説明図である。実施形態１の焦電素子の各エレメントに対応する検知エリアの説明図である。実施形態１の一設置例における検知エリアの俯瞰図である。実施形態１の一設置例における検知エリアと道路面との関係を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。実施形態１の別の設置例における検知エリアと道路面との関係を示す平面図である。実施形態２を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は側断面図である。

符号の説明

１支持体
２焦電素子
３遠距離用集光ミラー
３ａ放物面鏡部
４中距離用集光ミラー
４ａ放物面鏡部
５近距離用集光ミラー
５ａ放物面鏡部
α 光軸

Claims

人体を検知する検知エリアを俯瞰するように設定し、集光ミラーで焦電素子の受光面に集光させた人体が発する熱線を前記焦電素子で受光して人体を検知する熱線センサーにおいて、
焦点距離が夫々異なり、各焦点位置を前記焦電素子の受光面に対応させた３つ以上の集光ミラーを備え、前記焦電素子の中心を通って前記受光面に垂直な軸線より下方に、前記集光ミラーの内、最も焦点距離の短い集光ミラーを配置するとともに、前記軸線より上方位置に、前記集光ミラーの内、最も焦点距離の長い集光ミラーを配置し、
前記焦電素子は、前記軸線より上方に配置された支持体により支持され、
前記熱線センサーの取り付け位置が人体検知に必要なエリアの角部若しくは角部近傍であって、各集光ミラーにおいて線対称に反射鏡面を左右に二分する中心線と前記焦電素子の中心を通り焦電素子の受光面に垂直な軸線とを同一面に含むように、前記各集光ミラーと焦電素子とを配置し、
前記人体検知に必要なエリアの設定面が略矩形状であって、焦点距離が最も短い集光ミラーの検知エリアと、焦点距離が２番目に近い集光ミラーの検知エリアとの間の中心同士を結ぶ線と、前記熱線センサーの取り付け位置から前記設定面上に正射影した点を含み且つ前記結ぶ線に並行する前記設定面の一辺とを略平行としたことを特徴とする熱線センサー。
最も焦点距離の長い集光ミラーの配置位置より下方に、２番目に焦点距離が短く且つ最も焦点距離が短い集光ミラーの反射鏡面より反射鏡面の面積を大きくした集光ミラーを配置していることを特徴とする請求項１記載の熱線センサー。
人体が発する熱線を焦電素子で受光して人体を検知する熱線センサーにおいて、焦点距離が夫々異なり、各焦点位置を焦電素子の受光面に対応させた３つ以上の集光ミラーを備えるとともに、最も焦点距離の短い集光ミラーの反射鏡面の面積を最も小さく形成するとともに、前記焦電素子に対して最も近距離で且つ集光ミラー群の中央に配置し、
最も焦点距離の長い集光ミラーを、最も焦点距離の短い前記集光ミラーの配置位置より上方に配置するとともに、焦点距離が２番目に短い集光ミラーを最も焦点距離の短い前記集光ミラーの配置位置より下方位置に配置し、
前記焦電素子は、焦電素子の中心を通って前記受光面に垂直な軸線より上方に配置された支持体により支持されていることを特徴とする熱線センサー。
焦点距離が最も長い集光ミラーの反射鏡面の面積を、他の集光ミラーの反射鏡面の面積よりも大きな面積に形成し、当該集光ミラーを前記焦電素子の中心を通り前記受光面に垂直な軸線に対して、前記焦電素子を保持する支持部材の配置側としたことを特徴とする請求項１又は３記載の熱線センサー。
前記焦電素子が、少なくとも左右両側に配置され、互いに接続する極性が逆向きとなるように接続された一対のエレメントを有する焦電素子であって、エレメント間の距離をｄｃ、センサー取り付け位置の高さ寸法のｈ、センサー取り付け位置から人体検知が必要なエリア設定面に正射影した位置から前記エリア設定面内に設定される各集光ミラーに対応する検知エリアまでの距離をＬｎとしたときに各集光ミラーの焦点距離ｆｎを、｛［ｄｃ（ｈ ^２＋Ｌｎ ^２） ^１／２］／８００｝ミリ〜｛［ｄｃ（ｈ ^２＋Ｌｎ ^２） ^１／２］／２００｝ミリの範囲に設定したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載の熱線センサー。