JPH0438308Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、防犯等の目的で設置されるビデオカ
メラの操作を人体から放射する熱線すなわち赤外
線の検出により、これを発見する焦電形赤外線検
出装置を利用してビデオカメラの操作を行うビデ
オカメラ操作装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から防犯等の目的で種々の施設内にビデオ
カメラを設置している。このビデオカメラは一定
方向のみを撮影することができるようにしたもの
が多い。これを任意方向に操作可能にして人体の
移動に追尾させるため、人体から放射する熱線す
なわち赤外線の検出によりこれを発見する焦電形
赤外線検出装置を利用することが考えられた。と
ころで、赤外線を検出するものに赤外線センサが
用いられ、この焦電形赤外線センサは検出感度は
低いが安価であり、常温で動作して波長依存性が
ないなどの特徴を有し、焦電性結晶に温度変化を
与えたとき、焦電性結晶表面に自発分極の変化に
よつて電荷が発生するという焦電効果を利用して
温度を検出するものできる。そして、焦電形赤外
線センサは、焦電性結晶表面に発生する電荷によ
り温度変化を検出するという上記動作原理からも
明らかなように、インピーダンスが高く、外来雑
音の影響を受けやすいという欠点を有している。

そこで、第９図に示すように、この種の焦電形
赤外線センサ９０１を用いた焦電形赤外線検出装
置９０２では焦電形赤外線センサ９０１の周辺に
集光ミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ３（〜Mn）を配置し
て赤外線の発生源から発せられる赤外線を焦電形
赤外線センサ９０１に集光し、Ｓ／Ｎ比を高くす
るよう工夫している。集光ミラーＭ１，Ｍ２，Ｍ
３（〜Mn）の各々は各球面の一部をなすように
形成されており、その各集光ミラーＭ１，Ｍ２，
Ｍ３（〜Mn）により決められる所定の検出ゾー
ンを人体が通過するときに焦電形赤外線センサ９
０１に集光して検出する。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記のように、従来の焦電形赤外線検出装置は
寸法の大きい集光ミラーを有しているため、電荷
結合デバイス（CCD）化により小形化されたビ
デオカメラと一体化しようとすると、大形の焦電
形赤外線検出装置により制約が生じて、全体の小
形化を実現することは困難であつた。また、視野
角が狭く、期待する動作が得られなかつた。さら
に、ビデオカメラと焦電形赤外線検出装置とを
別々に設置して使用する場合は、焦電形赤外線検
出装置の検出ゾーンとビデオカメラの視野が一致
しないいう欠点があつた。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、上記問題点を解決するためになされ
たものである。本考案においては、焦電形赤外線
検出装置として、本件出願人が新たに開発した、
小型で視野角が広く、高感度な焦電形赤外線検出
装置、すなわち、一対の焦電形赤外線素子の配列
面に垂直にミラー片を設け、直接光およびミラー
片からの反射光を焦電形赤外線素子に入射させる
ようにしたデユアル形の焦電形赤外線検出装置を
用いることにより、ビデオカメラの前面に直接一
対の焦電形赤外線検出装置を取り付けることが可
能になつている。

このような一対のデユアル形の焦電形赤外線検
出装置を用いた本考案のビデオカメラ操作装置
は、次の構成からなつている。すなわち、水平方
向に並べて、一対のデユアル形の焦電形赤外線検
出装置が正面に取り付けられたビデオカメラと、
そのビデオカメラの方向を回転駆動するモータ
と、前記一対の焦電形赤外線検出装置の少なくと
も一方に出力があるとトリガ信号を出力すると共
に、前記一対の焦電形赤外線検出装置の出力を比
較して、被検出体が右にある場合にはビデオカメ
ラを右に回転させ、被検出体が左にある場合には
ビデオカメラを左に回転させるサーボ信号を出力
するレベル比較器と、レベル比較器からトリガ信
号の出力がある間、およびトリガ信号の出力が無
くなつてから一定時間の間、ビデオカメラを作動
させるタイマ回路と、レベル比較器からのサーボ
信号に応じて、モータを駆動するためのモータサ
ーボ制御信号を出力するモータサーボ制御回路と
を含んだ構成となつている。

〈実施例〉 以下、本考案のビデオカメラ操作装置の実施例
を図面を用いて詳細に説明する。

なお、本考案のビデオカメラ操作装置の実施例
を説明するに先立ち、まず、本考案のビデオカメ
ラ操作装置に用いるデユアル形の焦電形赤外線検
出装置を説明する。

第４図は本考案に用いることができるデユアル
形の焦電形赤外線検出装置の一例を示し、第４図
ａは焦電形赤外線検出装置の平面図、同図ｂは同
図ａのｂ−ｂ矢視の側面断面図である。図に
おいて、焦電形赤外線検出装置は、樹脂製円筒形
筐体４０２の上面４０３中央に開口４０４を有
し、その開口４０４に臨んで、筐体４０２内に収
容された一対の焦電形赤外線素子４５１ａ，４５
１ｂが配置された構成となつている。筐体４０２
の上面４０３には、鏡面加工した６枚のミラー片
４０６が、前記一対の焦電形赤外線検出素子４５
１ａ，４５１ｂの周囲に等間隔（60度）に配置さ
れ、当該一対の焦電形赤外線検出素子４５１ａ，
４５１ｂの形成面または焦電形赤外線センサ４０
５の面と垂直に取付けられている。これらの焦電
形赤外線検出素子４５１ａ，４５１ｂは逆極性に
直列接続されているため、両者に入射する赤外線
の量に差があるほど大きな総合出力を得るが、両
者に入射する赤外線の量が等しくなると総合出力
はゼロとなる。

第５図は、この焦電形赤外線検出装置の動作を
示す動作説明図、第６図ａは各焦電形赤外線検出
素子の出力波形図、第６図ｂは総合出力波形図
（第１図におけるFET１ないしFET２の出力波形
図）である。以下、これらの図を用いて、この焦
電形赤外線検出装置の動作を説明する。

まず、熱線すなわち赤外線を放射している被検
出体HGが１に存在すると、第１の焦電形赤外線
検出素子４５１ａと、それから間隔ｄをおいて配
置されている第２の焦電形赤外線検出素子４５１
ｂとに赤外線が入射するが、被検出体HGまでの
距離および入射角度の関係から、第１の焦電形赤
外線検出素子４５１ａによる出力が、第２の焦電
形赤外線検出素子４５１ｂの出力より若干大きく
出る。したがつて、総合出力はプラスとなる。

また、被検出体HGが領域２に存在すると、第
１の焦電形赤外線検出素子４５１ａには、直接入
射の赤外線とミラー片４０６に反射して赤外線の
両方が入射する一方、ミラー片４０６によつて遮
られるため、第２の焦電形赤外線検出素子４５１
ｂには赤外線が入射しない。したがつて、両者の
出力の差は大きく、大きなプラスの総合出力とな
る。

さらに、被検出体HGが領域３に存在すると、
ミラー片４０６の影響を受けずに、両方の焦電形
赤外線検出素子４５１ａ，４５１ｂに同量の赤外
線が入射するため、総合出力はゼロとなる。しか
し、実際には、被検出体HGは点ではなくある程
度の幅を有しているため、図示するように、領域
２に近い部分では、第１の焦電形赤外線検出素子
４５１ａの出力によりプラスの総合出力を得る
が、領域４に近い部分では、第２の焦電形赤外線
検出素子４５１ｂの出力によりマイナスの総合出
力を得る。

さらにまた、被検出体HGが領域４に存在する
と、領域２の場合とは逆に、第２の焦電形赤外線
検出素子４５１ｂには、直接入射の赤外線とミラ
ー片４０６に反射した赤外線の両方が入射する
が、ミラー片４０６によつて遮られるため、第１
の焦電形赤外線検出素子４５１ａには赤外線が入
射しない。したがつて、両者の出力の差は大き
く、大きなマイナスの総合出力となる。

そして、被検出体HGが領域５に存在すると、
第１の焦電形赤外線検出素子４５１ａと第２の焦
電形赤外線検出素子４５１ｂの両方に赤外線が入
射するが、被検出体HGまでの距離および入射角
度の関係から、第２の焦電形赤外線検出素子４５
１ｂによる出力が、第１の焦電形赤外線検出素子
４５１ａの出力より若干大きく出る。したがつ
て、総合出力はプラスとなる。

つまり、この焦電形赤外線検出装置は、第６図
ｂの総合出力から、被検出体HGが領域１から５
のいずれにあるかを検出することができるのであ
る。なお、被検出体HGは幅を有するので、領域
１と２との間、および領域４と５との間の移動に
際しては、総合出力（FET出力）はそれぞれの
領域の影響を受けながら変化している。

本考案のビデオカメラ操作装置は、以上説明し
た、小型で、視野角が広く、高感度な、デユアル
形の焦電形赤外線検出装置を用したことにより、
ビデオカメラの前面に直接、一対の焦電形赤外線
検出装置を取り付けることが可能になつたもので
ある。また、本考案のビデオカメラ操作装置は、
一対（２個）の焦電形赤外線検出装置を用いてい
るため、より精度の高いビデオカメラの方向制御
が可能になつている。すなわち、１個の焦電形赤
外線検出装置であつても被検出体の方向を検出す
ることが可能であるが、本考案のビデオカメラ操
作装置においては、２個の焦電形赤外線検出装置
の出力を比較することにより、より狭い幅で被検
出体の方向を検出することが可能になつている。

以下、上述したデユアル形の焦電形赤外線検出
装置を用いた、本考案のビデオカメラ操作装置を
説明する。第１図は本考案の一実施例の回路図、
第２図はその動作説明のための波形図である。
（第２図は、被検出体HGが本考案のビデオカメ
ラ操作装置の前を、止らずに第１図に示す矢印方
向に進んだ場合の波形図である。） 第１図に示すように、赤外線を放射する人体等
の被検出体HGが、第１の焦電形赤外線検出装置
１の検出ゾーンに進入すると、第１の焦電形赤外
線検出装置１は、第５図における領域５に被検出
体を捉らえ、その出力信号を第１の増幅回路３を
介してレベル比較器５に送る。なお、この時点で
は、第２の焦電形赤外線検出装置２は、まだ被検
出体HGを捉らえていない。

レベル比較器５では、第１焦電形赤外線検出装
置１からの出力を検出して、トリガ信号をタイマ
回路に対して出力するとともに、第１の焦電形赤
外線検出装置１の出力と第２の焦電形赤外線検出
装置２の出力を比較して、被検出体HGの方向を
判断する。この場合、第１の焦電形赤外線検出装
置１は、第５図における領域５に被検出体HGを
捉らえているが、第２の焦電形赤外線検出装置２
はまだ被検出体HGを捉らえていないため、被検
出体HGは、ビデオカメラ７の正面に対し大きく
右側にあると判断する。そしてその方向にビデオ
カメラ７を回転させるためのサーボ信号を、モー
タサーボ制御回路８に出力する。

トリガ信号を受けたタイマ回路６は、ビデオカ
メラ７を作動開始させる。なお、タイマ回路６
は、トリガ信号を受けるとビデオカメラ７を作動
開始させ、トリガ信号が入力され続ける間中ビデ
オカメラ７を作動させ続け、トリガ信号の入力が
無くなつた後、一定時間経過後にビデオカメラ７
の作動を終了させる。ビデオカメラ７作動中は、
被検出体をモニターに写し出したり、ビデオテー
プに録画したりすることになる。

一方、レベル比較器５からのサーボ信号を受け
たモータサーボ制御回路８は、サーボ信号に応じ
て、ビデオカメラ７を被検出体HGの方向に回転
させるよう、所定の角度だけモータ９を回転制御
する。この結果、ビデオカメラ７は、正面に被検
出体HGを捉らえることになり、第１の焦電形赤
外線検出装置１および第２の焦電形赤外線検出装
置２はそれぞれ、第５図における領域３に被検出
体HGを捉らえることになる。

次に、被検出体HGがさらに進むと（第１図に
おける矢印方向に進むと）、ビデオカメラ７は、
正面よりも左側に被検出体を捉らえることにな
り、第１の焦電形赤外線検出装置１および第２の
焦電形赤外線検出装置２はそれぞれ、第５図にお
ける領域２に被検出体HGを捉らえることにな
る。レベル比較器５は、第１の焦電形赤外線検出
装置１の出力および第２の焦電形赤外線検出装置
２の出力から、被検出体HGがビデオカメラ７の
正面よりも左側にあることを判断し、モータサー
ボ制御回路８に対してサーボ信号を出力して、ビ
デオカメラ７を左側へ回転させる。

さらに、被検出体HGが進むと（第１図におけ
る矢印方向に進むと）、本考案のビデオカメラ操
作装置は同様の動作を繰り返し、ビデオカメラ７
をさらに左側へ回転させる。なお、被検出体HG
が、途中で逆方向に進むと（第１図における矢印
の逆方向に進むと）、第１の焦電形赤外線検出装
置１および第２の焦電形赤外線検出装置２はそれ
ぞれ、第５図における領域４に被検出体HGを捉
らえることになる。レベル比較器５は、第１の焦
電形赤外線検出装置１の出力および第２の焦電形
赤外線検出装置２の出力から、被検出体HGがビ
デオカメラ７の正面よりも右側にあることを判断
し、モータサーボ制御回路８に対してサーボ信号
を出力して、ビデオカメラ７を右側へ回転させ
る。この結果、本考案のビデオカメラ操作装置
は、被検出体の追尾が可能になつている。

そして、さらに被検出体HGが進み、ビデオカ
メラ７がそれ以上回転しなくなり、被検出体HG
が検出ゾーン外に出てしまうと、第１の焦電形赤
外線検出装置１の出力および第２の焦電形赤外線
検出装置２の出力はゼロになり、レベル比較器５
はトリガ信号の出力を中止する。タイマ回路６
は、一定時間後に、ビデオカメラ７の作動を終了
させる。なお、ビデオカメラ７は作動終了ととも
に、モータ９により検出ゾーンの中心方向に戻る
ようになつている。

第３図は、本考案のビデオカメラ操作装置のビ
デオカメラ７部分の実施例を示している。第１、
第２の焦電型赤外線検出装置１，２は、レンズ３
２が取り付けられている面３３に、レンズ３２を
中間にはさんで取り付けられている。なお、第
１、第２の焦電型赤外線検出装置１，２の取り付
け位置はこれには限られず、必ずしも、レンズ３
２が第１、第２の焦電型赤外線検出装置１，２の
間に配置される必要はない。

第７図は、このビデオカメラ操作装置に用いる
焦電形赤外線検出装置の第２の実施例であり、焦
電形赤外線検出装置７０１はケース７０２の一部
を構成する円板状の底部７０３に貫通したピン７
０４と、FET回路７０５及び焦電形赤外線検出
素子７０６ａ，７０６ｂを形成した基板７０７を
前記ピン７０４で支持してケース７０２の中央部
に配置している。また、底部７０３には、焦電形
赤外線検出素子７０６ａ，７０６ｂの形成面と垂
直なミラー片７０８が設けてある。ミラー片７０
８は下辺中央部が略半円形状にした矩形状の部材
であり、その延長面が焦電形赤外線検出素子７０
６ａ，７０６ｂの間に位置するように配置してい
る。そして、表面を鏡面加工してあり、第１の反
射面７０８ａで反射した赤外線は第１の焦電形赤
外線検出素子７０６ａに入射し、第２の反射面７
０８ｂで反射して赤外線は第２の焦電形赤外線検
出素子７０６ｂに入射するようにする。また、焦
電形赤外線検出装置７０１はケース７０２の一部
を構成する円筒状のカバー７０９を有し、そのカ
バー７０９は端面部に開口部７１０を設け、その
開口部７１０を赤外線を通過させる部材からなる
光学フイルタ７１１で覆い、カバー７０９を底部
７０３の周辺部と合わせ、内部に窒素ガス（N₂）
等の不活性ガスを封入し、溶接等により封止す
る。この構成におけるミラー片７０８は１枚であ
るが、動作は第４図のものと同様である。

第８図はこのビデオカメラ操作装置に用いる焦
電形赤外線検出装置の第３の実施例を示す斜視図
であり、６枚のミラー片８０８が焦電形赤外線検
出素子８０６ａ，８０６ｂの周囲に等間隔（60
度）で配設したもので、第１の実施例と同様にミ
ラー片８０８の間隔を狭くして検出領域数を多く
すると共に、ミラー片８０８を小形にし、焦電形
赤外線検出装置８０１を第１の実施例の焦電形赤
外線センサより更に小形化している。この構成に
おける動作は第４図のものと同様である。

〈考案の効果〉 本考案のビデオカメラ操作装置は以上詳細に述
べた通りであり、以下に示す効果を生ずる。

(1) 本考案のビデオカメラ操作装置では、集光ミ
ラーを用いず、反射及び遮蔽効果を持つミラー
片を用いたため高感度でしかも小形の焦電形赤
外線検出装置を用いることにより、小形のビデ
オカメラと一体構造としても目立たず、使いや
すいビデオカメラ操作装置を提供することがで
きる。

(2) 本考案によると、ビデオカメラを常時動作さ
せておく必要はなく、被検出体が近付いたとき
に作動することができ、省エネルギーの装置を
提供することができる。

(3) ２つの焦電形赤外線検出装置を用いているた
め、ビデオカメラの自動追尾が可能であり、確
実に追尾することができる信頼性の高いビデオ
カメラ操作装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置の一実施例の回路図、第２
図は第１図の回路の動作説明のための波形図、第
３図は本考案に係るビデオカメラの部分斜視図、
第４図ａは焦電形赤外線検出装置の平面図、同図
ｂは側面断面図、第５図は焦電形赤外線検出装置
の動作説明図、第６図ａは焦電形赤外線検出素子
の出力波形図、同図ｂはFET出力波形図、第７
図および第８図は焦電形赤外線検出装置の他の実
施例を示すもので、第７図ａは正面断面図、同ｂ
は正面図、そして第８図は斜視図、第９図は従来
の焦電形赤外線検出装置の斜視図である。 １，２……焦電形赤外線検出装置、３，４……
増幅器、５……レベル比較器、６……タイマ回
路、７……ビデオカメラ、８……モータサーボ制
御回路、９……モータ、４５１ａ，４５１ｂ，７
０６ａ，７０６ｂ，８０６ｂ……焦電形赤外線検
出素子、４０６，７０８，８０８……ミラー片。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 並置された一対の焦電赤外線検出素子の前面に
   ミラー片が垂直に配置され、該一対の焦電形赤外
   線検出素子にそれぞれ直接光およびミラー片から
   の反射光が入射するようにしてデユアル形の焦電
   形赤外線検出装置が、水平方向に並べて一対、正
   面に取り付けられたビデオカメラと、 該ビデオカメラを回転駆動するモータと、 前記一対の焦電形赤外線検出装置の少なくとも
   一方に出力があるとトリガ信号を出力すると共
   に、前記一対の焦電形赤外線検出装置の出力を比
   較して、被検出体が前記ビデオカメラの正面より
   も右にある場合には前記モータによつて前記ビデ
   オカメラを右に回転させ、被検出体が前記ビデオ
   カメラの正面よりも左にある場合には前記モータ
   によつて前記ビデオカメラを左に回転させるサー
   ボ信号を出力するレベル比較器と、 前記レベル比較器からトリガ信号の出力がある
   間、およびトリガ信号の出力が無くなつてから一
   定時間の間、前記ビデオカメラを作動させるタイ
   マ回路と、 前記レベル比較器からのサーボ信号に応じて、
   前記モータを駆動するためのモータサーボ制御信
   号を出力するモータサーボ制御回路と、 を有してなり、赤外線を放射する被検出体を追尾
   することを特徴とするビデオカメラ操作装置。