JPH05172515A - 測距式侵入者検知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】設置時あるいは調整時における検知エリアの設
定作業を視覚でとらえるようにする測距式侵入者検知器
を提供することを目的とする。 【構成】検知エリアに投光手段１から投光された光ビ─
ムの侵入者９からの反射光を受光手段２で受光し、距離
演算手段３で侵入者９までの距離を演算して所定距離範
囲内であるときには検知信号を出力する測距式侵入者検
知器Ｋにおいて、投光手段１は、赤外線発光素子１２と
可視光発光素子１５と赤外線発光素子１２の前方に配さ
れた投光レンズ１１と、この投光レンズ１１と赤外線発
光素子１２との間に配置され投光レンズ１１側に光を放
射させるビ─ムスプリッタ１６とが備えられ、赤外線発
光素子１２と可視光発光素子１５とがビームスプリッタ
１６に対して直交する位置に配置され、投光レンズ１１
より外方に放射される赤外線放射光Ｙａと可視光Ｙｂと
の光軸Ｘａ及びＸｂを合致させる構造とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検知エリアへの侵入者
を侵入者までの距離に基づいて検知することによって、
来客の報知や自動扉の制御等に用いる測距式侵入者検知
器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図１１に示すように、投光手
段１によって検知エリアに赤外線を投光するとともに、
物体からの反射光を受光手段２によって受光し、反射光
に含まれる情報に基づいて検知エリア内への侵入者９を
検知する能動型の物体検知器が提供されている。

【０００３】たとえば、反射光の受光光量に基づいて侵
入物体を検知する物体検知器としては、反射光量が所定
の閾値を越えると検知エリア内に侵入物体が有ると判定
するものや、反射光量の変化に着目して変化量が所定の
閾値を越えると検知エリア内に物体が侵入したと判定す
るものが提供されている。

【０００４】このような能動型の物体検知器から検知エ
リアに投光される光は、人間が目で見ることができない
前記した赤外線すなわち非可視光が使用されている。そ
して、この赤外線すなわち非可視光を使用することによ
って、検知エリアに侵入した侵入者９に、検知している
ことを知られないようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うに、赤外線すなわち目でみることが出来ない非可視光
を使用しているため、物体検知器の検知エリアを設置あ
るいは調整するときに、作業者が物体検知器が向かって
いる方向、すなわち投光手段１からの赤外線の発光方向
を例えば、左右に何回か動いてウオーキングテストをし
てみて、どの位置で物体検知器が動くかを確認しながら
検知エリアを設定する必要があった。このため、作業性
が悪く、非能率的であるといった問題があった。

【０００６】また、反射光の受光光量の大きさに基づい
て検知エリアへの侵入物体の存否を検出する前者の構成
では、図１２に示すように検知器Ｓの検知エリアＤに物
体Ｕが存在していると、侵入物体ではなくても検知する
ことになるから、検知エリアＤの中に他の物体が存在し
ないように設定するという制約条件を満たさなければな
らない。すなわち、設置条件が制約されているものであ
るから、たとえば、店舗の店先のように置物、荷物、植
木等の多数の物品が存在するような場所では使用できな
いという問題がある。

【０００７】反射光の受光光量の変化量に基づいて検知
エリアへの侵入物体の存否を検出する後者の構成では受
光光量の変化分を検出するから、移動しない物品に対し
ては図１３（ａ）のように受光光量の変化がないのであ
り、侵入物体が移動するときにのみ図１３（ｂ）のよう
に受光光量の変化率が大きくなって侵入物体を検知でき
ることになり、上述の問題点を回避できるのである。

【０００８】しかしながら、反射光量に基づいて侵入物
体の存否を検出しているから、侵入物体の反射率や背景
の反射率の影響を受けるという問題がある。すなわち、
検知エリアに侵入した物体からの反射光の受光光量と、
背景による反射光の受光光量とがほぼ等しいときには、
図１３（ｃ）のように受光光量の変化率が小さく、侵入
物体の存否を検出できないことになる。すなわち、図１
４に示すように、背景ａと物体ｂとについて、距離と受
光光量とはそれぞれの反射率に応じて異なる関係を有し
ているが、背景と物体とが破線で示すような特定の距離
関係にあるときには受光光量に変化が生じないのであっ
て、このような位置関係を不感帯と称している。また、
投光手段からの赤外線が開放空間に投光されている場合
には背景による反射は生じないのであるが、図１５に示
すように、検知エリアＤよりも遠距離を通過する物体Ｏ
の反射率が高い場合（例えば、自動車のボディやウイン
ドウガラス等）には、受光光量の変化率が図１３（ｂ）
と同様の変化を示すことになり、結果的に誤報が生じる
という問題がある。

【０００９】上記したような種々の問題があるから、反
射光量に基づいて侵入物体を検知する物体検知器を用い
る際には、背景の色や反射率を考慮するとともに、反射
率の大きい物体が通過したり反射率の大きい物体が置か
れたりすることのない方向に検知エリアが設定されるよ
うに検知器を設置するという制約条件を満たすことが必
要になる。要するに、反射光の受光光量の変化に基づい
て物体を検知する場合であっても、検知器の設置場所の
制約条件があり、設置場所が限定されるという問題があ
る。

【００１０】この発明は、上記問題点の解決を目的とす
るものであり、設置時あるいは調整時における検知エリ
アの設定作業を視覚でとらえて迅速に且つ正確に行うこ
とができ、また、設置場所に関する制約条件を緩和した
測距式侵入者検知器を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、検知エリアに投光手段から投光
された光ビ─ムの侵入者からの反射光を、受光手段によ
って集光スポットとして受光し、距離演算手段によって
侵入者までの距離を演算して所定距離範囲内であるとき
には検知信号を出力する測距式侵入者検知器において、
上記投光手段は、測距用の赤外線発光素子と、可視光発
光素子と、前記赤外線発光素子の前方に配された投光レ
ンズと、この投光レンズと前記赤外線発光素子との間に
配置され、投光レンズ側に光を放射させるビ─ムスプリ
ッタとが備えられ、なお且つ前記赤外線発光素子と可視
光発光素子とが、前記ビ─ムスプリッタに対して直交す
る位置に配置されて、投光レンズより外方に放射される
赤外線放射光と可視光との光軸を合致させる構造とされ
ており、更に前記可視光発光素子を駆動させる試験スイ
ッチが設けられているものとした。

【００１２】請求項２の発明は、測距用の赤外線発光素
子と、可視光発光素子と、前記赤外線発光素子の前方に
配された投光レンズと、この投光レンズと前記赤外線発
光素子との間に配置され、投光レンズ側に光を放射させ
るビ─ムスプリッタとが備えられ、なお且つ前記赤外線
発光素子と可視光発光素子とが、前記ビ─ムスプリッタ
に対して直交する位置に配置されて、投光レンズより外
方に放射される赤外線放射光と可視光との光軸を合致さ
せる構造とされており、更に前記可視光発光素子を駆動
させる試験スイッチが設けられた投光手段と、検知エリ
ア内への侵入者による光ビ─ムの反射光を受光レンズに
より集光して受光レンズの像面に配置した位置センサの
受光面上に集光スポットを形成し侵入者までの距離に応
じて位置センサの受光面上で変位する集光スポットの位
置に対応した位置信号を出力する受光手段と、位置信号
に基づいて侵入者までの距離を求める距離演算手段と、
距離演算手段により求めた侵入者までの距離が所定の距
離範囲内であるときに検知エリア内に侵入者が存在する
と判定して報知信号を出力する報知判定手段とを具備し
ているものとした。

【００１３】請求項３の発明は、測距用の赤外線発光素
子と、可視光発光素子と、前記赤外線発光素子の前方に
配された投光レンズと、この投光レンズと前記赤外線発
光素子との間に配置され、投光レンズ側に光を放射させ
るビ─ムスプリッタとが備えられ、なお且つ前記赤外線
発光素子と可視光発光素子とが、前記ビ─ムスプリッタ
に対して直交する位置に配置されて、投光レンズより外
方に放射される赤外線放射光と可視光との光軸を合致さ
せる構造とされており、更に前記可視光発光素子を駆動
させる試験スイッチが設けられた投光手段と、検知エリ
ア内への侵入者による光ビ─ムの反射光を受光レンズに
より集光して受光レンズの像面に配置した位置センサの
受光面上に集光スポットを形成し侵入者までの距離に応
じて位置センサの受光面上で変位する集光スポットの位
置に対応した位置信号を出力する受光手段と、位置信号
に基づいて侵入者までの距離を求める距離演算手段と、
距離演算手段により求めた侵入者までの距離が所定の距
離範囲内であるときに存在信号を出力する存在判定手段
と、距離演算手段により求めた侵入者までの距離が単位
時間内に所定の距離以上に変化したときに移動信号を出
力する移動判定手段と、存在信号と移動信号とが同時に
出力されると検知エリア内に侵入者がいるものと判定し
て報知信号を出力する報知判定手段とを具備しているも
のとした。

【００１４】請求項４の発明は、測距用の赤外線発光素
子と、可視光発光素子と、前記赤外線発光素子の前方に
配された投光レンズと、この投光レンズと前記赤外線発
光素子との間に配置され、投光レンズ側に光を放射させ
るビ─ムスプリッタとが備えられ、なお且つ前記赤外線
発光素子と可視光発光素子とが、前記ビ─ムスプリッタ
に対して直交する位置に配置されて、投光レンズより外
方に放射される赤外線放射光と可視光との光軸を合致さ
せる構造とされており、更に前記可視光発光素子を駆動
させる試験スイッチが設けられた投光手段と、検知エリ
ア内への侵入者による光ビ─ムの反射光を受光レンズに
より集光して受光レンズの像面に配置した位置センサの
受光面上に集光スポットを形成し侵入者までの距離に応
じて位置センサの受光面上で変位する集光スポットの位
置に対応した位置信号を出力するとともに総受光光量に
対応する受光信号を出力する受光手段と、位置信号に基
づいて侵入者までの距離を求める距離演算手段と、距離
演算手段により求めた侵入者までの距離が所定の距離範
囲内であるときに存在信号を出力する存在判定手段と、
受光信号に基づいて総受光光量が単位時間内に所定の光
量以上に変化したときに移動信号を出力する移動判定手
段と、存在信号と移動信号とが同時に出力されると検知
エリア内に侵入者がいるものと判定して報知信号を出力
する報知判定手段とを具備しているものとした。

【００１５】請求項５の発明では、前記試験スイッチが
オンしたときに、可視光発光素子を所定時間駆動させる
構造としている。

【００１６】

【作用】請求項１の構成によれば、検知器を設置あるい
は調整するときにのみ、試験スイッチを駆動させて、可
視光発光素子から可視光を投光させる。すると、この可
視光は、ビ─ムスプリッタで、赤外線発光素子から投光
された赤外線と光軸が合値される構造とされているの
で、赤外線の投光範囲すなわち検知エリアと同じエリア
内に投光される。この可視光は目に見えるものであるの
で、赤外線による検知エリアが一目で確認できる。この
検知エリアを確認して設定した後は、前記した試験スイ
ッチをオフさせて、可視光発光素子からの可視光の投光
を停止する。その後は、測距用の赤外線発光素子からの
赤外線のみを検知エリアに投光する。すると、侵入者が
検知エリア内に侵入すると、この投光された赤外線の侵
入者からの反射光が受光手段によって集光スポットとし
て受光され、距離演算手段によって侵入者までの距離が
演算され、所定距離範囲内であるときには検知信号が出
力されて、侵入者の侵入が察知される。尚また、この赤
外線は、目に見えないものであるので、侵入者にこの検
知している状態を知られることがない。

【００１７】請求項２の構成によれば、検知器を設置あ
るいは調整した後における赤外線のみを投光している状
態、すなわち、検知進行状態において、受光手段から出
力される位置信号に基づいて侵入者での距離に関する情
報を得ているので、背景や侵入者の色や反射率の影響を
受けることなく、設定された所定の距離範囲内への侵入
者を検知することができるのである。すなはち、背景の
色や反射率を考慮する必要がないから、背景に制約がな
く、また、検知される距離範囲が限定できるから、反射
率の大きな物体が検知エリア外を通過しても誤差が生じ
ないのであって、設置場所に関する制約条件が少ないと
いう利点を有するのである。また、この形式では所定の
距離範囲内に存在する侵入者を検出するから、自動扉の
開閉制御に用いるとすれば、扉を通過しようとする人が
扉付近で立ち止まったときには扉を開いた状態に保つこ
とができるのであり、また、ショ─ウインドウの照明の
点滅制御に用いるとすれば、ショ─ウインドウの正面に
人が立っている間、照明を点灯状態に保つことができる
のである。

【００１８】請求項３の構成によれば、検知器を設置あ
るいは調整した後における赤外線のみを投光している状
態、すなわち、検知進行状態において、受光手段から出
力される位置信号に基づいて得られる侵入者までの距離
に関する情報を、侵入者が所定の距離範囲内に存在する
か否かの判定と、侵入者が移動しているか否かの判定と
の二種の判定に用いるとともに、侵入者が所定の距離範
囲内に存在し、かつ、移動しているときにのみ報知信号
を出力するので、背景や侵入者の色や反射率の影響を受
けずに侵入者を検出できるのであって、設置場所に関す
る制約条件が少なくなるのである。

【００１９】請求項４の構成によれば、検知器を設置あ
るいは調整した後における赤外線のみを投光している状
態、すなわち、検知進行状態において、受光手段から出
力される侵入者までの距離情報を含む位置信号に基づい
て侵入者が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定
し、また、受光手段の総受光光量に対応した受光信号に
基づいて、侵入者が移動したか否かを判定するのであっ
て、侵入者が所定の距離範囲内に存在し、かつ、移動し
ているときにのみ報知信号を出力するので、検知エリア
外を反射率の大きい物体が通過したときに総受光光量の
変化によって侵入者が移動したと判定されたとしても、
検知エリアを距離範囲によって限定していることによっ
て、検知エリア外の物体によっては報知信号が出力され
ないのであって、誤報を防止することができるのであ
る。すなはち、検知エリアを開放空間に設定しても誤報
が発生しないのであって、設置場所の制約が少なくなる
という利点を有するのである。

【００２０】請求項５の発明は、例えば、タイマー回路
等を用いることによって、試験スイッチをオンしたとき
に、可視光発光素子が調整作業所定時間だけ駆動される
ので、この所定時間内に、設置及び調整等の試験作業を
行うとよい。

【００２１】

【実施例】

（請求項１の実施例）投光手段１は、図１に示すよう
に、測距用の赤外線発光素子１２と、可視光発光素子１
５と、前記した赤外線発光素子１２の前方に配された投
光レンズ１１と、この投光レンズ１１と前記した赤外線
発光素子１２との間に配置され、投光レンズ１１側に光
を放射させるビ─ムスプリッタ１６とが備られている。
そして、なお且つ前記した赤外線発光素子１２と可視光
発光素子１５とが、ビ─ムスプリッタ１６に対して直交
する位置に配置されて、投光レンズ１１より外方に放射
される赤外線放射光Ｙａと可視光Ｙｂ（図２，図３参
照）との光軸Ｘａ及びＸｂ（図１参照）を合致させる構
造とされている。更に前記した可視光発光素子１５を駆
動させる発光回路１８に試験スイッチ１７が設けられて
いる。この試験スイッチ１７は、図示しないが、試験ス
イッチ１７がオンしたときに、タイマー回路等によっ
て、可視光発光素子１５を検知エリアの調整作業所定時
間だけ駆動させる構造とすることもできる（請求項
５）。発光素子１２は、発振回路１３（図３参照）から
出力されるクロックパルスを受ける発光回路１４（図３
参照）の出力によって点滅運動され、クロックパルスに
よって光ビ─ムの投光タイミングが設定される。

【００２２】次に、この実施例の作用について説明す
る。上記した構成の検知器Ｋを設置あるいは調整すると
きにのみ、試験スイッチ１７を駆動させて、可視光発光
素子１５から可視光Ｙａを投光させる。すると、この可
視光Ｙｂは、ビ─ムスプリッタ１６で、赤外線発光素子
１２から投光された赤外線放射光Ｙａと光軸Ｘａ及びＸ
ｂが合値される構造とされているので、赤外線放射光１
２ａの投光範囲すなわち検知エリアと同じエリア内に投
光される。この可視光Ｙｂは目に見えるものであるの
で、赤外線放射光Ｙａによる検知エリアが一目で確認で
きる。この検知エリアを確認して設定した後は、前記し
た試験スイッチ１７をオフさせて、可視光発光素子１５
からの可視光Ｙｂの投光を停止する。その後は、測距用
の赤外線発光素子１２からの赤外線放射光Ｙａのみを検
知エリアに投光する。侵入者９が検知エリア内に侵入す
ると、この投光された赤外線放射光の侵入者からの反射
光Ｙｃが受光手段２によって集光スポットとして受光さ
れ、距離演算手段３（図４参照）によって侵入者９まで
の距離が演算され、所定距離範囲内であるときには検知
信号が出力されて、侵入者９の侵入が察知される。ま
た、この赤外線放射光Ｙａは、目に見えないものである
ので、侵入者９にこの検知している状態を知られること
がない。尚、受光手段２は、図１に示すように、受光レ
ンズ２１と位置センサ２２と電流−電圧回路２３ａ，２
３ｂ（図４参照）とから構成されている。この受光手段
２については、次の請求項２の実施例において詳述す
る。

【００２３】（請求項２の実施例）この実施例における
発光手段１は、上記した請求項１の実施例のものと同様
なので、説明を省略する。検知エリアへの侵入者９によ
って拡散反射された反射光は、受光レンズ２１を通して
集光されて受光レンズ２１の像面に集光スポットを形成
し、受光レンズ２１の像面に配設されて受光レンズ２１
とともに受光手段２を構成する位置センサ２２によって
受光される。位置センサ２２にはＰＳＤが用いられ、集
光スポットの位置に対応した一対の位置信号Ｉ1 、Ｉ2
が出力される。ここに、投光レンズ１１と受光レンズ２
１とは同一平面上に配置され、位置センサ２２の受光面
は受光レンズ２１の光軸に直交しているものとする。各
位置信号Ｉ1 、Ｉ2 は電流信号であるから、それぞれ電
流─電圧変換回路２３ａ、２３ｂにより電圧信号Ｖ1、
Ｖ2 に変換された後、集積回路よりなる距離演算手段３
に入力され、侵入者９までの距離に対応した距離信号が
出力される。距離演算手段３は、発振回路１３からのク
ロックパルスが入力されて光ビ─ムの投光タイミングと
同期して制御されており、光ビ─ムに対応しない不要な
信号を除去して処理することによって、信号対雑音比を
向上させている。距離信号は、マイクロコンピュ─タを
主構成要素とする報知判定手段４に入力される。報知判
定手段４は、検知エリアを規定する基準距離を与える基
準距離デ─タ設定部４１と、距離信号に対応する距離と
基準距離との大小関係を比較する判定回路４２と、判定
回路４２に基準クロック信号を与えるクロック信号発生
回路４３とにより構成される。基準距離が一つであると
きには、判定回路４２では、基準距離以内もしくは基準
距離以上を検知エリアとし、侵入者９との距離（距離信
号）が検知エリア内の距離であるときに、報知信号を出
力して表示回路５を駆動したり、あるいは、出力回路６
を通して他の機器を制御する。基準距離が二つであると
きには、判定回路４２では、両基準距離の間を検知エリ
アとし、距離信号に対応する距離が両基準距離の間であ
るときに、報知信号を出力する。

【００２４】ここで、この請求項２の実施例で測距法と
して採用したＰＳＤを用いた三角測量方式について説明
する。測距のための基本的な構成は、図５に示すような
ものであって、投光手段１から光ビ─ムを物体Ｏに照射
し、その拡散反射光を受光レンズ２１で集光するととも
に、受光レンズ２１の像面に形成される集光スポットを
ＰＳＤである位置センサ２２で受光するのである。位置
センサ２２は、集光スポットの位置に対応した電気信号
が得られる素子であって、この電気信号に基づいて物体
Ｏまでの距離が三角測量方式に基づいて演算される。す
なはち、物体Ｏの位置がＡ⇒Ｂ⇒Ｃと変化して投光手段
１と物体Ｏとの距離が変化するとすれば、位置センサ２
２の受光面に形成される集光スポットの位置は紙面上を
ａ⇒ｂ⇒ｃと移動するから、紙面上の位置が検出できる
ような一次元の位置検出手段であるＰＤＳを用いること
により、物体Ｏまでの距離を検出することができるので
ある。

【００２５】位置センサ２２として用いるＰＳＤは、図
６に示すように、ｐｉｎ構造を有して長手方向の両端に
出力電極Ｅ1 、Ｅ2 を有する光起電力素子であって、受
光面に集光スポットＰが照射されると高抵抗層であるｐ
層が、集光スポットＰの照射位置と各出力電極Ｅ1 、Ｅ
2 との距離に逆比例して分割され、各出力電極Ｅ1 、Ｅ
2 からは全電流Ｉを分割した出力電流Ｉ1 、Ｉ2 が取り
出されるようになっている。すなわち、各出力電極Ｅ1
、Ｅ2 からの出力電流Ｉ1 、Ｉ2 は、出力電極Ｅ1 、
Ｅ2 の間の抵抗をＺS とし、ｐ層の分割比がＺ1 ：Ｚ2
とすれば、 Ｉ1 ＝（Ｚ2 ／ＺS ）・Ｉ ・・・ Ｉ2 ＝（Ｚ1 ／ＺS ）・Ｉ ・・・ になる。いま、電極Ｅ1 から集光スポットＰまでの距離
がｘ、両出力電極Ｅ1 、Ｅ2 の間の距離がＬであるとす
れば、 ｘ＝（Ｚ1 ／ＺS ）・Ｌ ・・・ であるから、式および式を用いて、式のＺ1 、Ｚ
S を消去し、距離ｘを出力電流Ｉ1 、Ｉ2 と、電極Ｅ1
、Ｅ2 の間の距離Ｌとを用いて表せば、 （１／ｘ）＝｛１＋（Ｉ1 ／Ｉ2 ）｝／Ｌ ・・・ となる。一方、図２に示すように、投光手段１の光軸と
出力電極Ｅ1 との距離をＢＬ、位置センサ２２と受光レ
ンズ２１との距離をＦとすれば、受光レンズ２１から物
体Ｏまでの距離Ｒは、 Ｒ＝ＢＬ・Ｆ／ｘ ・・・ であるから、式に式を代入すれば、 Ｒ＝｛１＋（Ｉ1 ／Ｉ2 ）｝・ＢＬ・Ｆ／Ｌ ・・・ になる。ここに、調整済の装置では、ＢＬ、Ｆ、Ｌは定
数になるから、位置センサ２２の出力電流Ｉ1 、Ｉ2 に
よって物体Ｏまでの距離Ｒを求めることができるのであ
る。すなわち、上述したように、位置センサ２２の出力
電流Ｉ1 、Ｉ2 を距離演算手段３に入力し、上述のよう
な演算を行うことによって、物体Ｏまでの距離に対応し
た距離信号を得ることができるのである。

【００２６】上記構成によれば、侵入者９までの距離を
判定して報知信号を出力するから、背景の色や反射率と
は無関係に侵入者９の有無を検知できるのである。ま
た、図８に示すように、時刻ｔ1 において検知エリア内
に侵入者９が入ったとすれば、時刻ｔ2 において侵入者
９が検知エリアから出るまでの間、報知信号を出力する
ことになる。したがって、自動扉の開閉の制御に用いた
り、あるいは、ショ─ウインドウの正面に人が立ってい
る間だけ点灯する照明の制御に用いたりする場合には、
人が検知エリア内にいる間に扉が閉じたり照明が消灯し
たりする不都合を防止することができる。また、扉を閉
じたり照明を消灯させたりするためのオフディレイ動作
のためのタイマは、図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ2
において人が検知エリアから出時点で起動するようにす
れば（図５（ａ）は、時刻ｔ1 で人が検知エリアに入
り、時刻ｔ2 で人が検知エリアから出た状態を示す）、
一定時間Ｔ1 が経過した後に、自動的に扉を閉じたり、
照明を消灯させたりする制御ができる。

【００２７】（請求項３の実施例）この実施例における
発光手段１は、上記した請求項１の実施例のものと同様
なので、説明を省略する。この実施例は、図６に示すよ
うに、距離演算手段３により求めた侵入者までの距離が
所定の距離範囲内であるときに存在信号を出力する存在
判定手段７と、距離演算手段３により求めた侵入者まで
の距離が単位時間内に所定の距離以上に変化したときに
移動信号を出力する移動判定手段８とを設け、報知判定
手段４は存在信号と移動信号とが同時に得られたときに
報知信号を出力するように構成されている。存在判定手
段７、移動判定手段８、報知判定手段４はマイクロコン
ピュ─タを主構成要素として構成されている。移動判定
手段８において移動信号を発生する条件判定には、単位
時間を比較的短く設定するときには単位時間の開始時点
と終了時点との距離差（すなわち距離の変化率）を用い
ても、また、単位時間を比較的長く設定するときには単
位時間の中での距離の最大値と最小値との差を用いても
よい。ここに、人間が検知対象であるから移動信号を発
生する条件としての距離差は２０ｃｍ程度にすればよ
い。

【００２８】このように、存在判定手段７を設けている
ことによって、所定の距離範囲のみを検知エリアとする
ことができ、請求項２の実施例と同様に、検知エリア外
からの反射光による誤動作を防止することができるので
ある。また、移動判定手段８を設けているから、検知エ
リア内で静止している物体に対しては報知信号を出力さ
れないのであって、店舗の店先などの多数の物品が置い
てあるような場所で来客報知などに用いる場合であって
も、設置場所に制約がないという利点を有する。

【００２９】ところで、存在判定手段７では、請求項２
の実施例の判定回路４２と同様に基準距離を与えるのが
普通であるが、設置条件に応じて基準距離を変更するた
めにデ─タを更新するのは面倒な場合がある。そこで、
この実施例では、図１に示すように、受光レンズ２１と
光軸とは直交する方向に移動することによって（実線と
破線とで位置を示す）、設置条件に応じて検知エリアを
変更するようになっている。すなわち、位置センサ２２
の受光面の中心と受光用光学系２１の中心とを結ぶ直線
が、投光手段１の光軸と交差する位置を検知エリアの境
界距離とするのである。一般的には、この境界距離より
も投光手段１に近い距離範囲内を検知エリアとして設定
する。この場合、図１において、位置センサ２２の受光
面の中心よりも下方に集光スポットが形成されるときに
存在信号を出力し、上方に集光スポットが形成されると
きには存在信号が出力されないように、存在判定手段７
の判定基準を固定的に設定しておけばよい。境界距離を
変更したい場合には、受光用光学系２１を移動させるの
であって、境界距離を近距離にするほど受光用光学系２
１が投光手段１に近付くように設定すればよい。このよ
うな構成を採用することによって、受光用光学系２１の
位置調節のみで検知エリアを変更することができるので
ある。なお、存在判定手段７で存在信号を発生する条件
を逆にすれば（すなわち、存在信号を発生するための距
離の大小関係の条件を逆にすれば）、検知エリアを境界
距離から遠距離側に設定することも可能である。

【００３０】他の構成および動作は請求項２の実施例と
同様である。

【００３１】（請求項４の実施例）この実施例における
発光手段１は、上記した請求項１の実施例のものと同様
なので、説明を省略する。この実施例は、請求項３の実
施例と同様に、検知エリア内に侵入者９が存在し、か
つ、侵入者９が移動したときに報知信号を出力するよう
にしているものである。ただし、請求項３の実施例で
は、単位時間内での距離変化に基づいて侵入者９の移動
を検知していたが、この請求項４の実施例では、単位時
間内での総受光光量の変化に基づいて侵入者９の移動を
検知している点で相違している。

【００３２】すなわち、位置センサ２２の全電流を総受
光光量を反映した受光信号として用いるとともに、移動
判定手段８では受光信号に基づいて総受光光量が単位時
間内に所定の光量以上に変化したときに移動信号を出力
するようにしている。移動判定手段８は、各電流─電圧
変換回路２３ａ、２４ｂの出力電圧Ｖ1 、Ｖ2 を加算し
て総受光光量に対応した電圧出力を得る加算回路８１、
加算回路８１の出力電圧を微分する微分回路８２、微分
回路８２の出力を所定の基準電圧Ｖr と比較する比較回
路８３により構成される。侵入者９が移動すれば反射光
の総受光光量が変化するから、微分回路８２の出力電圧
が大きくなるのであって、この電圧が比較回路８３に入
力されている基準電圧Ｖr を越えると比較回路８３から
移動信号が出力されるのである。このようにして得られ
た移動信号については、請求項３の実施例の移動信号と
同様に扱われるのであり、存在信号と移動信号とが同時
に発生したときに、報知判定手段４から報知信号が出力
されるのである。

【００３３】他の構成および動作は請求項３の実施例と
同様である。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、検知器を設置
するとき、あるいは調整するとき等に、赤外線発光素子
から投光される赤外線放射光の検知エリアを、この赤外
線放射光の投光と同時に、可視光発光素子から可視光を
投光して、ビームスプリッタによってこの可視光と赤外
線放射光との光軸を合致させるようにすることによっ
て、一目して赤外線放射光の検知エリアを知ることがで
きる。したがって、設置時あるいは調整時における検知
エリアの設定作業を視覚でとらえて迅速に且つ正確に行
うことができる効果を奏する。

【００３５】請求項２の発明によれば、受光手段から出
力される位置信号に基づいて侵入者での距離に関する情
報を得ているので、背景や侵入者の色や反射率の影響を
受けることなく、設定された所定の距離範囲内への侵入
者を検知することができるのである。すなわち、背景の
色や反射率を考慮する必要がないから、背景に制約がな
く、また、検知される距離範囲が限定できるから、反射
率の大きな物体が検知エリア外を通過しても誤報が生じ
ないのであって、設置場所に関する制約条件が少ないと
いう利点を有するのである。また、この形式では所定の
距離範囲内に存在する侵入者を検出するから、自動扉の
開閉制御に用いるとすれば、扉を通過しようとする人が
扉付近で立ち止まったときには扉を開いた状態に保つこ
とができるのであり、また、ショ─ウインドウの照明の
点灯制御に用いるとすれば、ショ─ウインドウの正面に
人が立っている間、照明を点灯状態に保つことができる
という効果を奏するのである。

【００３６】請求項３の発明によれば、受光手段から出
力される位置信号に基づいて得られる侵入者までの距離
に関する情報を、侵入者が所定の距離範囲内に存在する
か否かの判定と、侵入者が移動しているか否かの判定と
の二種の判定に用いるとともに、侵入者が所定の距離範
囲内に存在し、かつ、移動しているときにのみ報知信号
を出力するので、背景や侵入者の色や反射率の影響を受
けずに侵入者を検出できるのであって、設置場所に関す
る制約条件が少なくなるという利点がある。

【００３７】請求項４の発明によれば、受光手段から出
力される侵入者までの距離情報を含む位置信号に基づい
て侵入者が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定
し、また、受光手段の総受光光量に対応した受光信号に
基づいて、侵入者が移動したか否かを判定するのであっ
て、侵入者が所定の距離範囲内に存在し、かつ、移動し
ているときにのみ報知信号を出力するので、検知エリア
外を反射率の大きい物体が通過したときに総受光光量の
変化によって侵入者が移動したと判定されたとしても、
検知エリアを距離範囲によって限定していることによっ
て、検知エリア外の物体によっては報知信号が出力され
ないのであって、誤報を防止することができるのであ
る。すなわち、検知エリアを開放空間に設定しても誤報
が発生しないのであって、設置場所の制約が少なくなる
という利点を有するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の実施例を示す要部のブロック図であ
る。

【図２】請求項１の実施例における赤外線放射光の投光
と可視光との投光を同時に行った試験時の状態を示す概
略側面図である。

【図３】請求項１の実施例における実試験時の状態を示
す室内の概略斜視図である。

【図４】請求項２の実施例を示すブロック図である。

【図５】請求項２の実施例の測距法に関する概念の説明
図である。

【図６】請求項２の実施例に用いるＰＳＤの動作説明図
である。

【図７】請求項２の実施例の動作説明図である。

【図８】請求項２の実施例の動作説明図である。

【図９】請求項３の実施例を示すブロック図である。

【図１０】請求項４の実施例を示すブロック図である。

【図１１】従来例を示す概略構成図である。

【図１２】従来例で問題となる使用例を示す斜視図であ
る。

【図１３】従来例の動作説明図である。

【図１４】従来例の動作説明図である。

【図１５】従来例の問題点を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 投光手段 １１ 投光レンズ １２ 赤外線発光素子 １５ 可視光発光素子 １６ ビ─ムスプリッタ １７ 試験スイッチ ２ 受光手段 ３ 距離演算手段 ４ 報知判定手段 ５ 表示手段 ６ 出力手段 ７ 存在判定手段 ８ 移動判定手段 ９ 侵入者 Ｘａ 赤外線放射光の光軸 Ｘｂ 可視光の光軸 Ｙａ 赤外線放射光 Ｙｂ 可視光

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】上記構成によれば、侵入者９までの距離を
判定して報知信号を出力するから、背景の色や反射率と
は無関係に侵入者９の有無を検知できるのである。ま
た、図７に示すように、時刻ｔ1 において検知エリア内
に侵入者９が入ったとすれば、時刻ｔ2 において侵入者
９が検知エリアから出るまでの間、報知信号を出力する
ことになる。したがって、自動扉の開閉の制御に用いた
り、あるいは、ショ─ウインドウの正面に人が立ってい
る間だけ点灯する照明の制御に用いたりする場合には、
人が検知エリア内にいる間に扉が閉じたり照明が消灯し
たりする不都合を防止することができる。また、扉を閉
じたり照明を消灯させたりするためのオフディレイ動作
のためのタイマは、図８（ｂ）に示すように、時刻ｔ2
において人が検知エリアから出時点で起動するようにす
れば（図８（ａ）は、時刻ｔ1 で人が検知エリアに入
り、時刻ｔ2 で人が検知エリアから出た状態を示す）、
一定時間Ｔ1 が経過した後に、自動的に扉を閉じたり、
照明を消灯させたりする制御ができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】（請求項３の実施例）この実施例における
発光手段１は、上記した請求項１の実施例のものと同様
なので、説明を省略する。この実施例は、図９に示すよ
うに、距離演算手段３により求めた侵入者までの距離が
所定の距離範囲内であるときに存在信号を出力する存在
判定手段７と、距離演算手段３により求めた侵入者まで
の距離が単位時間内に所定の距離以上に変化したときに
移動信号を出力する移動判定手段８とを設け、報知判定
手段４は存在信号と移動信号とが同時に得られたときに
報知信号を出力するように構成されている。存在判定手
段７、移動判定手段８、報知判定手段４はマイクロコン
ピュ─タを主構成要素として構成されている。移動判定
手段８において移動信号を発生する条件判定には、単位
時間を比較的短く設定するときには単位時間の開始時点
と終了時点との距離差（すなわち距離の変化率）を用い
ても、また、単位時間を比較的長く設定するときには単
位時間の中での距離の最大値と最小値との差を用いても
よい。ここに、人間が検知対象であるから移動信号を発
生する条件としての距離差は２０ｃｍ程度にすればよ
い。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検知エリアに投光手段から投光された光
   ビ─ムの侵入者からの反射光を、受光手段によって集光
   スポットとして受光し、距離演算手段によって侵入者ま
   での距離を演算して所定距離範囲内であるときには検知
   信号を出力する測距式侵入者検知器において、 上記投光手段は、測距用の赤外線発光素子と、可視光発
   光素子と、前記赤外線発光素子の前方に配された投光レ
   ンズと、この投光レンズと前記赤外線発光素子との間に
   配置され、投光レンズ側に光を放射させるビ─ムスプリ
   ッタとが備えられ、なお且つ前記赤外線発光素子と可視
   光発光素子とが、前記ビ─ムスプリッタに対して直交す
   る位置に配置されて、投光レンズより外方に放射される
   赤外線放射光と可視光との光軸を合致させる構造とされ
   ており、更に前記可視光発光素子を駆動させる試験スイ
   ッチが設けられていることを特徴とする測距式侵入者検
   知器。
2. 【請求項２】 測距用の赤外線発光素子と、可視光発光
   素子と、前記赤外線発光素子の前方に配された投光レン
   ズと、この投光レンズと前記赤外線発光素子との間に配
   置され、投光レンズ側に光を放射させるビ─ムスプリッ
   タとが備えられ、なお且つ前記赤外線発光素子と可視光
   発光素子とが、前記ビ─ムスプリッタに対して直交する
   位置に配置されて、投光レンズより外方に放射される赤
   外線放射光と可視光との光軸を合致させる構造とされて
   おり、更に前記可視光発光素子を駆動させる試験スイッ
   チが設けられた投光手段と、検知エリア内への侵入者に
   よる光ビ─ムの反射光を受光レンズにより集光して受光
   レンズの像面に配置した位置センサの受光面上に集光ス
   ポットを形成し侵入者までの距離に応じて位置センサの
   受光面上で変位する集光スポットの位置に対応した位置
   信号を出力する受光手段と、位置信号に基づいて侵入者
   までの距離を求める距離演算手段と、距離演算手段によ
   り求めた侵入者までの距離が所定の距離範囲内であると
   きに検知エリア内に侵入者が存在すると判定して報知信
   号を出力する報知判定手段とを具備して成ることを特徴
   とする測距式侵入者検知器。
3. 【請求項３】 測距用の赤外線発光素子と、可視光発光
   素子と、前記赤外線発光素子の前方に配された投光レン
   ズと、この投光レンズと前記赤外線発光素子との間に配
   置され、投光レンズ側に光を放射させるビ─ムスプリッ
   タとが備えられ、なお且つ前記赤外線発光素子と可視光
   発光素子とが、前記ビ─ムスプリッタに対して直交する
   位置に配置されて、投光レンズより外方に放射される赤
   外線放射光と可視光との光軸を合致させる構造とされて
   おり、更に前記可視光発光素子を駆動させる試験スイッ
   チが設けられた投光手段と、検知エリア内への侵入者に
   よる光ビ─ムの反射光を受光レンズにより集光して受光
   レンズの像面に配置した位置センサの受光面上に集光ス
   ポットを形成し侵入者までの距離に応じて位置センサの
   受光面上で変位する集光スポットの位置に対応した位置
   信号を出力する受光手段と、位置信号に基づいて侵入者
   までの距離を求める距離演算手段と、距離演算手段によ
   り求めた侵入者までの距離が所定の距離範囲内であると
   きに存在信号を出力する存在判定手段と、距離演算手段
   により求めた侵入者までの距離が単位時間内に所定の距
   離以上に変化したときに移動信号を出力する移動判定手
   段と、存在信号と移動信号とが同時に出力されると検知
   エリア内に侵入者がいるものと判定して報知信号を出力
   する報知判定手段とを具備して成ることを特徴とする測
   距式侵入者検知器。
4. 【請求項４】 測距用の赤外線発光素子と、可視光発光
   素子と、前記赤外線発光素子の前方に配された投光レン
   ズと、この投光レンズと前記赤外線発光素子との間に配
   置され、投光レンズ側に光を放射させるビ─ムスプリッ
   タとが備えられ、なお且つ前記赤外線発光素子と可視光
   発光素子とが、前記ビ─ムスプリッタに対して直交する
   位置に配置されて、投光レンズより外方に放射される赤
   外線放射光と可視光との光軸を合致させる構造とされて
   おり、更に前記可視光発光素子を駆動させる試験スイッ
   チが設けられた投光手段と、検知エリア内への侵入者に
   よる光ビ─ムの反射光を受光レンズにより集光して受光
   レンズの像面に配置した位置センサの受光面上に集光ス
   ポットを形成し侵入者までの距離に応じて位置センサの
   受光面上で変位する集光スポットの位置に対応した位置
   信号を出力するとともに総受光光量に対応する受光信号
   を出力する受光手段と、位置信号に基づいて侵入者まで
   の距離を求める距離演算手段と、距離演算手段により求
   めた侵入者までの距離が所定の距離範囲内であるときに
   存在信号を出力する存在判定手段と、受光信号に基づい
   て総受光光量が単位時間内に所定の光量以上に変化した
   ときに移動信号を出力する移動判定手段と、存在信号と
   移動信号とが同時に出力されると検知エリア内に侵入者
   がいるものと判定して報知信号を出力する報知判定手段
   とを具備して成ることを特徴とする測距式侵入者検知
   器。
5. 【請求項５】 前記試験スイッチがオンしたときに、可
   視光発光素子を所定時間駆動させる構造とした請求項１
   乃至請求項４に記載の測距式侵入者検知器。