JP7281671B2

JP7281671B2 - 複眼式人体検知装置

Info

Publication number: JP7281671B2
Application number: JP2019195815A
Authority: JP
Inventors: 嘉文森川
Original assignee: 竹中エンジニアリング株式会社
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2039-10-29
Also published as: JP2021071746A

Description

本発明は、検出すべき物体の侵入方向に沿って配列された検知ゾーンを上下二段に配置してなる複眼式人体検知装置に関するものである。

所定の空間内を移動する人間を検出する防犯用の人体検知装置として、物体から放射される赤外線を検出する受動型赤外線検知装置が多用されている。この装置は、焦電素子に、凹面鏡やフレネルレンズ等の集光器により赤外線エネルギーを集束し、その焦電素子から得られる検出信号をもとに、人体の存在の有無を判定するものである。

人体検知装置は人間以外の小動物による誤報を発生することがあるため、その対策として焦電素子と集光器で構成される光学系ユニットを２個上下に配置し構成した２本の検知ゾーンの両方を同時に侵入物体が横切ったときに警報器を作動させるための警報出力信号を発生させるようにしている複眼式人体検知装置が実用化されている。この複眼式人体検知装置では、２本の検知ゾーンがある程度の広がり角をもって延びており、本発明においては、このようにある程度の広がり角をもって延びている場合も含めて“並行”と表現することにする。

侵入物体検知範囲を遠距離を通過する人間を検知する設定から近距離を通過する人間を検知する設定にする場合、特許文献１のように、一方の光学系ユニットの配置角度を変えることに伴い、他方の光学系ユニットの配置角度をより大きく変えるようにすることにより、検知ゾーンの延びる方向を下方に向けて変更させるのに伴い、上段の検知ゾーンと下段の検知ゾーンとの間隔が大きくなるよう変更する検知ゾーンの間隔変更手段を設けている物がある。

また、設置高さを低い位置から高い位置に設定する場合、特許文献２のように、それぞれの光学系ユニットが個別に動くように切り替えて配置角度を変更することにより、上段の検知ゾーンと下段の検知ゾーンとの間隔が小さくなるよう変更する検知ゾーンの間隔変更手段を設けている物がある。

国際公開番号ＷＯ９８／３４０８５公報特開２０１６－００１４２４

しかしながら従来の複眼式人体検知装置では、侵入物体検知範囲の遠近を調整する場合は２個の光学系ユニットを連動させる機構とし、設置高さの高低を調整する場合は個別に光学系ユニットを動かす機構としているため、それぞれ調整する場合に連動の機構と個別の機構とを切り替える必要があった。また、それぞれを調整する機構を実現するため、溝カムディスクを２個以上使用するなど部品点数が増えたり、連動の機構のための連結と個別の機構のための分離の両方を行う複雑な機構が必要であったりした。

上記課題を解決するため、本発明は、所定の空間内において監視すべき方向に延びる検知ゾーン、および前記検知ゾーンの上方または下方においてこの検知ゾーンに対応する方向に並行して延びる別の検知ゾーンを設定し、前記２本の検知ゾーンの両方を同時に侵入物体が横切ったときに、警報器を作動させるための警報出力信号を発生する複眼式人体検知装置において、侵入物体検知範囲を遠距離を通過する人間を検知する設定から近距離を通過する人間を検知する設定にする場合は、検知ゾーンの延びる方向を下方に向けて変更するのに伴い、上段の検知ゾーンと下段の検知ゾーンとの間隔が大きくなるよう変更する第１の検知ゾーン間隔変更手段を設け、設置高さを低い位置から高い位置に設定する場合は、上段の検知ゾーンと下段の検知ゾーンとの間隔が小さくなるよう変更する第２の検知ゾーン間隔変更手段を設け、前記２本の検知ゾーンはそれぞれ焦電素子と集光器で構成される光学系ユニットから成る検知ゾーンであり、前記第１の検知ゾーン間隔変更手段は、いずれか一方の光学系ユニットの配置角度を変えることに伴い、他方の光学系ユニットの配置角度を前記角度変化より大きくまたは小さく変えるようにした動力伝達機構とし、前記第２の検知ゾーン間隔変更手段は、前記動力伝達機構を第１の動力伝達機構状態から第２の動力伝達機構状態にすることにより、片方または両方の光学系ユニットの配置角度を変える機構とする。

本発明では、各設置高さと各警戒距離での検知ゾーン間の広がりを制御する複眼式人体検知装置において、人間を検出し小動物を検出しない識別のバランスが良い位置に検知ゾーン間の広がりを配置でき、信頼性の高い複眼式人検知装置が実現できる。また、設置高さの高低を調整する場合は、複雑な操作を必要とせず、動力伝達機構を第１の動力伝達機構状態から第２の動力伝達機構状態にするだけで、上段の検知ゾーンと下段の検知ゾーンとの間隔を容易に変更することができる。

本発明の複眼式人体検知装置の第１の実施形態の検出系配置を示す側断面図である。本発明の複眼式人体検知装置の第２の実施形態の検出系配置を示す側断面図である。一般的な光学系ユニットの構成を示す側断面図である。本発明の複眼式人体検知装置の第１の実施形態における光学系ユニットの動作機構を示した図である。本発明の複眼式人体検知装置の第２の実施形態における光学系ユニットの動作機構を示した図である。本発明の複眼式人体検知装置の第２の実施形態の構成を示した図である。本発明の複眼式人体検知装置の第２の実施形態においてカバーを外した状態を示した図である。

図１は、本発明の複眼式人体検知装置の第１の実施形態の検出系配置を示す側断面図である。図１（ａ）は低所設置時を示し、図１（ｂ）は高所設置時を示している。複眼式人体検知装置Ｓは、並行して延びる２本の検知ゾーンを構成し、２本の検知ゾーンの両方を同時に侵入物体が横切ったときに、警報器を作動させるための警報出力信号を発生する。

図１（ａ）において、検知ゾーンＡ１、Ｂ１は遠距離警戒時に構成される２本の検知ゾーンであり、検知ゾーンＡ１’、Ｂ１’は近距離警戒時に構成される２本の検知ゾーンである。Ｆ１は検知器１が低所設置時の床面を、Ｈは人間を、Ｎはネズミなどの小動物を示す。

遠距離警戒時は、検知ゾーンＡと検知ゾーンＢで２本の検知ゾーンを構成し、近距離警戒時は角度がα＜βとなるように検知ゾーンを移動させて検知ゾーンＡ１’と検知ゾーンＢ１’で２本の検知ゾーンを構成する。人間Ｈは遠距離警戒時でも近距離警戒時でも２本の検知ゾーンを同時に横切ることとなる。しかし、小動物Ｎは検知ゾーンＡと検知ゾーンＢを別々に横切ることはあるが、両方を同時に横切ることはない。警戒距離を遠距離警戒から近距離警戒に変更しても２本の検知ゾーンの間隔が保たれ、小動物に対する誤報対策となっている。

この状態のまま、高所設置した場合の床面がＦ２となる。高所設置時は低所設置時と比べ、検知ゾーンの間隔が広がりすぎてしまい、人間Ｈの場合でも２本の検知ゾーンを両方同時に通過することが困難になっており、複眼式人体検知装置Ｓが警報出力信号を発生する侵入物体検知範囲に人間が入っても警報出力信号を発生できない（失報する）ことになる。

図１（ｂ）において、失報を防ぐために２本の検知ゾーンの間隔が小さくなるように、下段の検知ゾーンを上段の検知ゾーンの方向に移動させる。図１（ｂ）のように遠距離警戒では下段の検知ゾーンをＢ１の位置からＢ２の位置へ移動し、近距離警戒では下段の検知ゾーンをＢ１’の位置からＢ２’の位置へ移動する。このことにより適切な２本の検知ゾーンの間隔にでき、高所設置時で人間の失報と小動物による誤報を低減できる。２本の検知ゾーンの間隔は低所設置と高所設置の２段階に限定されるものではなく、設置高さに応じて３段階以上にしてもよく、また、無段階として任意の位置で固定できるようにしてもよい。

次に光学系ユニットの動作機構を説明する。図３は本発明の実施形態に用いる一般的な光学系ユニットの構成を示す側断面図である。光学系ユニットは、凹面鏡Ｍとその焦点位置に固定された焦電素子Ｅで構成され、検知ゾーンＣを形成する。

図４は、本発明の複眼式人体検知装置の第１の実施形態における光学系ユニットの動作機構を示した図である。図３と同様の光学系ユニット１１ａ、１１ｂに設けられたピン１３ａ、１３ｂが、光学系ユニット１１ａと１１ｂの間にシャフト１６を回転軸として回転可能な状態で取り付けられている溝カムディスク１４の溝１５ａ、溝１５ｂ内に位置するようにして連結されている。

まず、低所設置の場合の遠距離警戒状態から近距離警戒状態への変更動作機構を、図４（ａ）から図４（ｂ）への状態変化で説明する。図４（ａ）の状態から、光学系ユニット１１ａを下方に（反時計回りに）回転させると、ピン１３ａが、溝カムディスク１４の溝１５ａに接しているため、シャフト１６を軸に溝カムディスク１４を時計回りに回転させる。溝カムディスク１４を時計回りに回転することにより、溝１５ｂを介してピン１３ｂを反時計回りに回転させ、光学系ユニット１１ｂが下方に（反時計回りに）回転することになる。図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態へ、特許文献１で開示されている第６図と同様の機構で、光学系ユニット１１ａが回転すると、連動して光学系ユニット１１ｂが回転し、光学系ユニット１１ａの回転角度よりも光学系ユニット１１ｂの回転角度の方が大きくなるようになっている。

次に低所設置から高所設置への変更動作機構を、図４（ａ）から図４（ｃ）への状態変化で説明する。ピン１３ａを軸に溝カムディスク１４のシャフト１６を反時計回りに移動させる。溝カムディスク１４のシャフト１６が移動することにより、ピン１３ｂを時計回りに回転させ、光学系ユニット１１ｂが上方に（時計回りに）回転することになる。

光学系ユニット１１ａの回転軸となるシャフト１２ａとピン１３ａとを通る直線と、光学系ユニット１１ｂの回転軸となるシャフト１２ｂとピン１３ｂとを通る直線との角度が変更され、光学系ユニット１１ａは固定したままで、光学系ユニット１１ｂのみ上方に（時計回りに）回転させることができ、２本の検知ゾーンの間隔を小さくすることができる。

ピン１３ａを軸に溝カムディスク１４のシャフト１６を移動し動力伝達機構の状態を変更することにより、２本の検知ゾーンの間隔を小さくすることができる。また、高所設置の動力伝達機構の状態への変更後も、低所設置の動力伝達機構の状態と同様に、光学系ユニット１１ａが回転すると、連動して光学系ユニット１１ｂが回転し、光学系ユニット１１ａの回転角度よりも光学系ユニット１１ｂの回転角度の方が大きくなるようになっており、遠距離警戒の状態から近距離警戒の状態へ変更可能である。

図２は、本発明の複眼式人体検知装置の第２の実施形態の検出系配置を示す側断面図である。図２（ａ）は低所設置時を示し、図２（ｂ）は高所設置時を示している。複眼式人体検知装置Ｓは、並行して延びる２本の検知ゾーンを構成し、２本の検知ゾーンの両方を同時に侵入物体が横切ったときに、警報器を作動させるための警報出力信号を発生する。図２（ａ）は、図１（ａ）と同じであり、説明は省略する。

図２（ｂ）において、失報を防ぐために２本の検知ゾーンの間隔が小さくなるように、上段の検知ゾーンと下段の検知ゾーンの両方を他方の検知ゾーンの方向に移動させる。図２（ｂ）のように遠距離警戒では上段の検知ゾーンをＡ１の位置からＡ３の位置へ、下段の検知ゾーンをＢ１の位置からＢ３の位置へ移動し、近距離警戒では上段の検知ゾーンをＡ１’の位置からＡ３’の位置へ、下段の検知ゾーンをＢ１’の位置からＢ３’の位置へ移動する。このことにより適切な２本の検知ゾーンの間隔にでき、高所設置時で人間の失報と小動物による誤報を低減できる。２本の検知ゾーンの間隔は低所設置と高所設置の２段階に限定されるものではなく、設置高さに応じて３段階以上にしてもよく、また、無段階として任意の位置で固定できるようにしてもよい。

次に光学系ユニットの動作機構を説明する。図５は、本発明の複眼式人体検知装置の第２の実施形態における光学系ユニットの動作機構を示した図である。第１の実施形態と同様に、光学系ユニット１１ａ、１１ｂに設けられたピン１３ａ、１３ｂが、光学系ユニット１１ａと１１ｂの間にシャフト１６を回転軸として回転可能な状態で取り付けられている溝カムディスク１４の溝１５ａ、溝１５ｂ内に位置するようにして連結されている。

低所設置の場合の遠距離警戒状態から近距離警戒状態への変更動作機構は、図５（ａ）から図５（ｂ）への状態の変化で行い、第１の実施形態と同じであるため、説明は省略する。

次に低所設置から高所設置への変更動作機構を、図５（ａ）から図５（ｃ）への状態変化で説明する。溝カムディスク１４のシャフト１６を上方向に（天井方向に）移動させる。溝カムディスク１４のシャフト１６が移動することにより、ピン１３ａとピン１３ｂの両方が上方向に（天井方向に）移動し、光学系ユニット１１ａが下方に（反時計回りに）、光学系ユニット１１ｂが上方に（時計回りに）回転することになる。

光学系ユニット１１ａの回転軸となるシャフト１２ａとピン１３ａとを通る直線と、光学系ユニット１１ｂの回転軸となるシャフト１２ｂとピン１３ｂとを通る直線との角度が変更され、２つの光学系ユニットが連動して、２本の検知ゾーンの間隔を小さくすることができる。

溝カムディスク１４のシャフト１６を上方向に（天井方向に）移動し動力伝達機構の状態を変更することにより、２本の検知ゾーンの間隔を小さくすることができる。また、高所設置の動力伝達機構の状態への変更後も、低所設置の動力伝達機構の状態と同様に、光学系ユニット１１ａが回転すると、連動して光学系ユニット１１ｂが回転し、光学系ユニット１１ａの回転角度よりも光学系ユニット１１ｂの回転角度の方が大きくなるようになっており、遠距離警戒の状態から近距離警戒の状態へ変更可能である。

第１の実施形態、第２の実施形態ともに動力伝達機構の状態を変更するだけで容易に設置高さに対応した検知ゾーンの調整ができる。また、溝カムディスクが２つでなく１つで調整可能のため、部品点数が減り生産性が上がる。

図６は本発明の複眼式人体検知装置の第２の実施形態の構成を示した図である。カバー４１、光学系ユニット１１ａ、１１ｂ、溝カムディスク１４、切替レバー２１、シャーシ３１、プリント基板Ｐｃで構成されている。カバー４１は、高密度ポリエチレンなどの赤外線の透過率が高い材料を使用している。

光学系ユニット１１ａは、凹面鏡（図示せず）と焦電素子Ｅａや電子部品（図示せず）が実装されたプリント基板Ｐａを備えている。光学系ユニット１１ｂも同様に、凹面鏡（図示せず）と焦電素子Ｅｂや電子部品（図示せず）が実装されたプリント基板Ｐｂを備えている。シャーシ３１に電子部品（図示せず）が実装されたプリント基板Ｐｃを固定し、プリント基板Ｐｃとプリント基板Ｐａ、Ｐｂがコネクタや接続コードなどで接続される。

図４および５を用いて説明したように、光学系ユニット１１ａ、１１ｂに設けられたピン１３ａ、１３ｂが、光学系ユニット１１ａと１１ｂの間にシャフト１６を回転軸として回転可能な状態で取り付けられている溝カムディスク１４の溝１５ａ、溝１５ｂ内に位置するようにして連結される。

シャーシ３１に、光学系ユニット１１ａを保持する支持部３４ａ、３４ａ’を、光学系ユニット１１ｂを保持する支持部３４ｂ、３４ｂ’を、溝カムディスクを保持する支持部３２を備えている。

光学系ユニット１１ａの回転軸となるシャフト１２ａ（１２ａ’）が支持部３４ａ（３４ａ’）の穴３５ａ（３５ａ’）に入り、光学系ユニット１１ａはシャーシ３１に保持される。光学系ユニット１１ｂの回転軸となるシャフト１２ｂ（１２ｂ’）が支持部３４ｂ（３４ｂ’）の穴３５ｂ（３５ｂ’）に入り、光学系ユニット１１ｂはシャーシ３１に保持される。

溝カムディスク１４のシャフト１６が支持部３２の長穴３３に入り、切替レバー２１の回転軸となるシャフト２２が支持部３４ａの穴３５ａに入る。この時、切替レバー２１の長穴２３に溝カムディスク１４のシャフト１６が入り、溝カムディスク１４と切替レバー２１とがシャーシ３１に保持される。
カバー４１でシャーシ３１を覆った状態で、複眼式人体検知装置は運用される。

図７は、本発明の複眼式人体検知装置の第２の実施形態においてカバーを外した状態を示した図である。図７（ａ）は低所設置の動力伝達機構の状態、図７（ｂ）は高所設置の動力伝達機構の状態を示した図である。

低所設置の動力伝達機構状態では、溝カムディスク１４のシャフト１６は支持部３２の長穴３３の下側（床側）と切替レバー２１の長穴２３の上側（天井側）でシャーシ３１に保持されている。

図７（ａ）の状態からシャフト２２を軸に上方向（天井方向）へ反時計回りに切替レバー２１を回転することにより、溝カムディスク１４のシャフト１６は支持部３２の長穴３３の上側（天井側）と切替レバー２１の長穴２３の下側（床側）でシャーシ３１に保持され、溝カムディスクのシャフト１６は上方向（天井方向）に移動することになる。

溝カムディスクのシャフト１６が上方向（天井方向）に移動すると、図５を用いて説明したように、光学系ユニット１１ａが下方に（反時計回りに）、光学系ユニット１１ｂが上方に（時計回りに）回転し、２本の検知ゾーンの間隔を小さくすることができる。

第１の実施形態、第２の実施形態において、遠距離警戒状態から近距離警戒状態への変更動作を、光学系ユニット１１ａを回転し、溝カムディスク１４を通じて光学系ユニット１１ｂが回転する内容で説明したが、同機構で、光学系ユニット１１ｂを回転し、溝カムディスク１４を通じて光学系ユニット１１ａを回転することもでき、溝カムディスク１４を回転し、光学系ユニット１１ａと１１ｂの両方を回転することもできる。

第１の実施形態において、ピン１３ａを軸に溝カムディスク１４のシャフト１６を移動し動力伝達機構の状態を変更したが、ピン１３ｂを軸に溝カムディスク１４のシャフト１６を移動し動力伝達機構の状態を変更してもよく、このときは、光学系ユニット１１ｂは固定したままで、光学系ユニット１１ａのみ下方に（反時計回りに）回転させることができ、２本の検知ゾーンの間隔を小さくすることができる。

第２の実施形態において、低所設置から高所設置に変更する場合、溝カムディスク１４のシャフト１６の移動角度は上方向（天井方向）であればよく、特に限定しない。また、長穴３３の角度も限定しない。
また、光学系ユニット１１ａのシャフト１２ａと切替レバー２１のシャフト２２とを同じ位置としたが、シャーシ３１の異なる位置に穴を設けてそれぞれ個別に配置してもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は例として提示したものであり、本発明の範囲は、これらに限定するものではなく、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲に含まれるものである。

１１ａ，１１ｂ・・・光学系ユニット
１２ａ，１２ａ’，１２ｂ，１２ｂ’・・・シャフト
１３ａ，１３ｂ・・・ピン
１４・・・溝カムディスク
１５ａ，１５ｂ・・・溝
１６・・・シャフト
２１・・・切替レバー
２２・・・シャフト
２３・・・長穴
３１・・・シャーシ
３２・・・支持部
３３・・・長穴
３４ａ，３４ａ’，３４ｂ，３４ｂ’・・・支持部
３５ａ，３５ａ’，３５ｂ，３５ｂ’・・・穴
４１・・・カバー
Ａ，Ａ１，Ａ１’，Ａ３，Ａ３’・・・検知ゾーン
Ｂ，Ｂ１，Ｂ１’，Ｂ２，Ｂ２’，Ｂ３，Ｂ３’・・・検知ゾーン
Ｃ・・・検知ゾーン
Ｅ，Ｅａ，Ｅｂ・・・焦電素子
Ｆ１・・・低所設置時の床面
Ｆ２・・・高所設置時の床面
Ｈ・・・人間
Ｍ・・・凹面鏡
Ｎ・・・小動物
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ・・・プリント基板
Ｓ・・・複眼式人体検知装置

Claims

所定の空間内において監視すべき方向に延びる検知ゾーン、および前記検知ゾーンの上方または下方においてこの検知ゾーンに対応する方向に並行して延びる別の検知ゾーンを設定し、前記２本の検知ゾーンの両方を同時に侵入物体が横切ったときに、警報器を作動させるための警報出力信号を発生する複眼式人体検知装置において、
侵入物体検知範囲を遠距離を通過する人間を検知する設定から近距離を通過する人間を検知する設定にする場合は、検知ゾーンの延びる方向を下方に向けて変更するのに伴い、上段の検知ゾーンと下段の検知ゾーンとの間隔が大きくなるよう変更する第１の検知ゾーン間隔変更手段を設け、
設置高さを低い位置から高い位置に設定する場合は、上段の検知ゾーンと下段の検知ゾーンとの間隔が小さくなるよう変更する第２の検知ゾーン間隔変更手段を設け、
前記２本の検知ゾーンはそれぞれ焦電素子と集光器で構成される光学系ユニットから成る検知ゾーンであり、
前記第１の検知ゾーン間隔変更手段は、いずれか一方の光学系ユニットの配置角度を変えることに伴い、他方の光学系ユニットの配置角度を前記角度変化より大きくまたは小さく変えるようにした動力伝達機構とし、
前記第２の検知ゾーン間隔変更手段は、前記動力伝達機構を第１の動力伝達機構状態から第２の動力伝達機構状態にすることにより、片方または両方の光学系ユニットの配置角度を変える機構とすることを特徴とする複眼式人体検知装置。
請求項１に記載の複眼式人体検知装置において、
上段の検知ゾーンを構成する光学系ユニット１１ａと下段の検知ゾーンを構成する光学系ユニット１１ｂとを備え、前記光学系ユニット１１ａ、１１ｂに設けられたピン１３ａ、１３ｂが、前記光学系ユニット１１ａと１１ｂとの間に回転可能な状態で取り付けられている溝カムディスクの溝１５ａ、１５ｂ内に位置するように連結され、
前記第２の検知ゾーン間隔変更手段は、
前記溝カムディスクの回転軸の位置を変更することにより、前記光学系ユニット１１ａの回転軸と前記ピン１３ａとを通る直線と、前記光学系ユニット１１ｂの回転軸と前記ピン１３ｂとを通る直線との角度を変更し、
前記動力伝達機構を第１の動力伝達機構状態から第２の動力伝達機構状態にする機構であることを特徴とする複眼式人体検知装置。
請求項１に記載の複眼式人体検知装置において、
上段の検知ゾーンを構成する光学系ユニット１１ａと下段の検知ゾーンを構成する光学系ユニット１１ｂとを備え、前記光学系ユニット１１ａ、１１ｂに設けられたピン１３ａ、１３ｂが、前記光学系ユニット１１ａと１１ｂとの間に回転可能な状態で取り付けられている溝カムディスクの溝１５ａ、１５ｂ内に位置するように連結され、
前記第２の検知ゾーン間隔変更手段は、
前記光学系ユニット１１ａと前記光学系ユニット１１ｂとがそれぞれ逆方向に回転するように、前記光学系ユニット１１ａの回転軸と前記ピン１３ａとを通る直線と、前記光学系ユニット１１ｂの回転軸と前記ピン１３ｂとを通る直線との角度を変更し、
前記動力伝達機構を第１の動力伝達機構状態から第２の動力伝達機構状態にする機構であることを特徴とする複眼式人体検知装置。