JPH05223634A - 受動型赤外線式物体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】遠方に検知エリアを設定時に近傍個所に検知の
死角ができず、検知エリア可変時の検知感度の低下が少
なく、装置全体を小型化して検知エリアの可変操作も容
易な受動型赤外線式物体検知装置を提供する。 【構成】光学系を、半球状であってその曲面の所定個所
に曲面レンズが形成されたズームレンズにより構成し、
このズームレンズまたは赤外線検知器を、ズームレンズ
の球軸方向に移動させるズーム機構部を設ける。遠方に
検知エリアを設定時にも、半球状のズームレンズにより
近傍個所に検知の死角ができず、ズーム機構部の移動ス
トローク量が小さくなるので、赤外線検知器の曲面レン
ズ部の焦点位置に対するずれが少なくなって検知感度の
低下を極力少なくできる。ズーム機構部を、ズームレン
ズを移動させる構成とし、構成を簡素化して小型化す
る。ズームレンズを、装置の外縁部に設けた操作リング
体の回転操作により移動させるようにし、検知エリアの
設定調整を容易にし、微調整を行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学系による赤外線検
知器の受光方向により設定される検知エリア内における
人体等の物体の存在の有無を非接触で検出して自動ドア
の開閉や防犯警報装置の作動を制御するための起動スイ
ッチとして用いられる受動型赤外線式物体検知装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】斯かる受動型赤外線式物体検知装置は、
建造物の床面等に所定の検知エリアを設定し、この検知
エリアから放射される赤外線を光学系により集光させて
赤外線検知器に入射させ、検知エリア内に人体等の移動
物体が進入することにより生じる赤外線エネルギー量の
変化を赤外線検知器から出力される電気信号により検出
し、この電気信号が検出レベルを越えた時にトリガ信号
を出力させ、来客の検出信号を出力して自動ドアを開閉
させたり、或いは防犯警報装置の作動信号として出力す
るものである。

【０００３】この種の受動型赤外線式物体検知装置で
は、部屋の広さや取付高さ位置等の取付場所の設置条件
に応じて検知距離と検知感度が最適になるよう設定する
必要がある。何故ならば、検知すべき人体の表面温度と
検知エリアの背景の温度との差が極めて小さくなった場
合においてもその微小な赤外線エネルギー量の変動から
人体を検知しなければならず、また、犬や猫等の小動物
を人体と区別して誤検知しないようにしなければならな
いからである。

【０００４】そこで従来では、図１５または図１７に示
すような取付条件に応じて検知距離等を調整できる装置
が案出されている。図１５の装置は、壁面等に固着する
シャーシ（１ａ）に、光入射用開口部を有する装置カバ
ー（１ｂ）が被着され、且つ光入射用開口部に、光入射
面となるフレネルレンズ（１ｃ）が嵌着されて構成され
たケース体（１）内に、赤外線検知器（２）を搭載した
プリント基板（３）が、該赤外線検知器（２）をフレネ
ルレンズ（１ｃ）に対向させて上下動自在に装着されて
いる。そして、設置場所と検知すべき区域に応じて設置
場所においてプリント基板（３）を実線と１点鎖線で各
々示すように上下動させ、フレネルレンズ（１ｃ）を通
じて赤外線検知器（２）に入射させる赤外線の光軸を装
置に対し遠近方向に調節して所望の検知エリアを設定で
きるようになっている。

【０００５】一方、図１７の装置は、略半球状となった
ケース体（４）の下端開口部に、レンズ中心を複数に分
割した平板状のフレネルレンズ（５）が取り付けられ、
ハンドル（６）の操作によりレバー（７）を回転させる
ことにより、赤外線検知器（８）を上下動させてフレネ
ルレンズ（５）に対し遠近方向に移動させ、検知エリア
の大きさや広がりを調節できるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、図１５の装
置では、図１６に実線および破線で示すように検知エリ
アを近傍および遠方に可変させる調整だけであるため、
検知エリアを実線で示すように遠方に設定した場合に
は、１点鎖線で示す装置の近傍箇所、特に真下箇所に検
知の死角ができる欠点がある。一方、図１７の装置で
は、図１８に示すように、検知エリアを破線で示す装置
近傍箇所から実線で示す遠方箇所に変更した場合にも、
１点鎖線で示す装置近傍における死角が図１５の装置よ
りも小さくなる利点があるが、図１７に示す検知エリア
の変更に伴う赤外線検知器（８）の移動ストローク量
（Ｓ）が大きくなるため、検知エリアを遠方に設定した
時の赤外線検知器（８）のフレネルレンズ（５）の焦点
位置からのずれが大きくなって結像のぼけが大きくな
り、検知感度が低下する問題がある。しかも、移動スト
ローク量（Ｓ）が大きいことに伴って装置全体が大型化
し、ハンドル（６）の操作により検知エリアを調整する
ので、微調整が難しい欠点もあるそこで本発明は、検知
エリアを遠方に設定した時にも近傍箇所に検知の死角が
できず、検知エリア可変時の赤外線検知器の光学系の焦
点位置からのずれが極めて少なく、装置全体を小型化し
て調整操作も容易な受動型赤外線式物体検知装置を提供
することを技術的課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するための技術的手段として、受動型赤外線式物体検知
装置を次のように構成した。即ち、所定の検知エリアか
らの放射赤外線光束を光学系により集光して赤外線検知
器に入射し、該赤外線検知器により入射赤外線光束をそ
の変動量に応じた電気信号に変換し、この電気信号が所
定のレベルを超えることにより検知エリア内の人体等の
物体の存在を検知する受動型赤外線式物体検知装置にお
いて、前記光学系を、半球状であってその曲面の所定箇
所に曲面レンズ部が形成されたズームレンズにより構成
し、前記赤外線検知器を、自体の受光面を前記ズームレ
ンズの曲面レンズ部の光軸に向けて配設し、該赤外線検
知器または前記ズームレンズを該ズームレンズの球軸方
向に直線的に可変するズーム機構部を設けたことを特徴
として構成されている。

【０００８】また、前記ズーム機構部を、前記ズームレ
ンズをこれの球軸方向に移動させる構成とすることが好
ましい。更に、前記ズーム機構部を、前記赤外線検出器
が装着され且つ取付箇所に固定される円形のベース体に
シャーシ体を係着し、このシャーシ体に、操作リング体
を所定角度内において回転自在に係合させて外嵌し、前
記ズームレンズを、これの開口端部を前記操作リング体
に挿通させて前記シャーシ体に対し前記球軸方向にのみ
移動自在に係合させるとともに、前記操作リング体と前
記ズームレンズとを、各々の周方向のガイド孔とガイド
突部とを係合させて前記操作リング体の回転により前記
ズームレンズが球軸方向に移動する構成とすることが好
ましい。

【０００９】

【作用】前記光学系が、半球状であってその曲面の所定
箇所に曲面レンズ部が形成されたズームレンズにより構
成されているので、遠方に検知エリアを設定した場合に
も装置の真下近傍箇所に検知の死角が生じない。しか
も、検知エリアを変化させる時の赤外線検知器またはズ
ームレンズの移動ストローク量か小さくてよく、赤外線
検知器またはズームレンズの移動による検知エリアの変
更時の赤外線検知器の曲面レンズの焦点位置に対するず
れが少なくなり、検知感度の低下を少なくできる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について図面
を参照しながら詳細に説明する。図１および図２は本発
明の一実施例の全体構成の正面図および切断左側面図を
それぞれ示す。天井等の取付箇所に固定される円形のベ
ース体（１０）には、回路部品実装用のプリント基板
（１１）が取り付けられ、このプリント基板（１１）の
中央部に、該ベース体（１０）の底面図を示した図１１
のように、Ｙ字形の取付ホルダ（１２）がねじにより固
着され、この取付ホルダ（１２）に３個の赤外線検知器
（１３）が１２０°の角度間隔で配設され、各赤外線検
知器（１３）の受光面にフイルタ（１４）が対設されて
いる。このベース体（１０）の周端部の外側に円形のガ
イド段部（１５ａ）が、且つ内側に円形の補助段部（１
５ｂ）がそれぞれ形設されているとともに、補助段部
（１５ｂ）の上方部３箇所に係止突部（１６）が各々突
設され、周端部の１箇所に後述のシャーシ体の固定用ね
じ（１７）が内方に向け螺着され、天井等の固定箇所に
固着するための一対の固定用孔（１８）が上面に穿設さ
れている。

【００１１】前記ベース体（１０）に取着された略皿型
形状のシャーシ体（１９）は、その平面を示した図９お
よび左側面を示した図１０のように、中央部に、各赤外
線検知器（１３）を挿通させる開口部（２０）が穿孔さ
れ、下端開口部から外方に突出した鍔状部（２１）に、
３個のガイド孔（２２）と１個の調整用孔（２３）とが
穿孔され、調整用孔（２３）には固定用ねじ（２４）が
ナット（図示せず）により取り付けられており、調整用
孔（２３）の孔縁部に目盛りが付されている。そして、
各孔（２２），（２３）間には、ベース体（１０）の係
止突部（１６）が一方向から係入する３個の係着部（２
５）と、ベース体（１０）の固定用ねじ（１７）が挿入
する係止孔（２６）が穿設された突片（２７）とが上面
に形成されている。更に外面における各係着部（２５）
および突片（２７）に各々対向する４箇所に係止溝（２
８）が設けられている。従って、シャーシ体（１９）
は、下方から各係着部（２５）および突片（２７）をベ
ース体（１０）の補助段部（１５ｂ）にそれぞれ当接さ
せた状態で摺接させながら回転させて各係着部（２５）
に係止突部（１６）を係入させることにより、ベース体
（１０）に脱落することなく係合され、この時点で係止
孔（２６）がベース体（１０）の固定用ねじ（１７）に
対向するので、この固定用ねじ（１７）を螺入して係止
孔（２７）に挿入させれば、シャーシ体（１９）がベー
ス体（１０）に固着される。

【００１２】前記シャーシ体（１９）に所定範囲内にお
いて回転自在に外嵌される操作リング体（２９）は、図
１に示すようにベース体（１０）と外形が同一に形成さ
れ、その平面を示した図５、一部破断正面を示した図
６、図５のＡ−Ａ線断面を示した図７および図５のＢ方
向の矢視図を示した図８のように、内周側の枠部の３箇
所に、シャーシ体（１９）の各ガイド孔（２２）に摺接
自在に挿通された３個の係合爪部（３０）が、且つ１箇
所にシャーシ体（１９）の固定用ねじ（２４）が係入す
る係止凹部（３１）が各々形設され、更に、内周側の枠
部の４箇所を切欠いて図６および図８にそれぞれ示すよ
うに下方に向け所定長さのガイド用長孔（３２）がそれ
ぞれ穿設されている。従って、この操作リング体（２
９）は、各係合爪部（３０）を自体の弾性力によりそれ
ぞれ外方に撓ませてシャーシ体（１９）のガイド孔（２
２）の中央部分の凹状部分に圧入すると、各係合爪部
（３０）が自体の復元力でガイド孔（２２）に摺接自在
に係着され、且つシャーシ体（１９）の固定用ねじ（２
４）が係合凹部（３１）に緩く挿入されることにより、
各係合爪部（３０）が各ガイド孔（２２）内を移動でき
る角度範囲内および固定用ねじ（２４）が調整用ねじ
（２３）内を移動できる角度範囲内でシャーシ体（１
９）に対し回転自在に外嵌される。

【００１３】装置のカバー機能を兼備するズームレンズ
（３３）は、その平面を示した図３および一部切断正面
を示した図４のように、３個の赤外線検知器（１３）に
対応して半球状の曲面を１２０°の角度で区分された箇
所に、それぞれレンズ中心を複数に分割して形成された
フレネルレンズからなる曲面レンズ部（３４）が形成さ
れている。そして、開口周端部分が外方に膨出されてそ
の外径が操作リング体（２９）の内径より僅かに小さく
且つその内径がシャーシ体（１９）の本体部分の外径よ
り僅かに大きいスライド環状部（３５）が形成され、こ
のスライド環状部（３５）の等間隔の４個所に、操作リ
ング体（２９）のガイド用長孔（３２）に摺接自在に係
入するガイド突部（３６）が外方に、且つシャーシ体
（１９）の係止溝（２８）に嵌合する係止条部（３７）
が内方にそれぞれ突設されている。従って、ズームレン
ズ（３３）は、各係合爪部（３０）を僅かに撓ませて操
作リング体（２９）に上方から係合され、各ガイド突部
（３６）をガイド長孔に（３２）に挿入することによ
り、各ガイド突部（３６）がガイド長孔（３２）内を移
動できる範囲で操作リング体（２９）に対し回転自在に
係着され、前述のように操作リング体（２９）がシャー
シ体（１９）に外嵌される時に各係止条部（３７）が係
止溝（２８）に嵌合してシャーシ体（１９）に回り止め
状態に係着する。但し、各係止上部（３７）が係止溝
（２８）内を摺動することによりシャーシ体（１９）に
対し自体の球軸方向にのみ移動するようガイドされるの
で、操作リング体（２９）を回転させることにより、ガ
イド突部（３６）が操作リング体（２９）のガイド用長
孔（３２）により上下方向に作動されるので、結果とし
てズームレンズ（３３）が自体の球軸方向に移動され
る。この時、スライド環状部（３５）が挟持されたシャ
ーシ体（１９）と操作リング体（２９）間を摺動する。

【００１４】次に、前記実施例における検知エリアを設
定する手順について説明する。固定用ねじ（１７）を弛
めて係止孔（２６）から抜脱させた後に、操作リング体
（２９）を介しシャーシ体（１９）を所定方向に回転さ
せて係着部（２５）から係止突部（１６）を抜脱させ、
シャーシ体（１９）、操作リング体（２９）およびズー
ムレンズ（３３）の組立体をベース体（１０）から取り
外す。そして、図１２に示すように、一方の手でシャー
シ体（１９）を把持して他方の手で操作リング体（２
９）を回転操作すると、この操作リング体（２９）のガ
イド用長孔（３２）の回動に伴いこれに摺接するガイド
突部（３６）を介してズームレンズ（３３）が操作リン
グ体（２９）に対し挿抜方向に移動される。この時、ズ
ームレンズ（３３）は、これの係止条部（３７）がシャ
ーシ体（１９）の係止溝（２８）内を摺動してシャーシ
体（２９）に対する周方向の位置を一定に保持しながら
正確に自体の球軸方向に移動するので、検知エリアの設
定調節後にベース体（１０）に取り付けた時にの各曲面
レンズ部（３４）の各赤外線検知器（１３）に対する位
置関係が一定に保持される。

【００１５】この検知エリアの設定調整時、操作リング
体（２９）の回転に伴って係合凹部（３１）に先端部が
係入されている固定用ねじ（２４）が調整孔（２３）内
を移動し、調整孔（２３）の孔縁部の目盛りによりズー
ムレンズ（３３）の移動量を正確に知ることができ、ま
た、装置の外縁部に取り付いた操作リング体（２９）の
回転による比較的大きな調整アクションにより検知エリ
アを設定するので、微調整を容易に行える。この調整後
に、固定用ねじ（２４）を締め付けて係止凹部（３１）
に圧入することにより、操作リング体（２９）がシャー
シ体（１９）に固定されて設定状態が保持され、前述の
取り外しとは逆の手順でベース体（１０）に取り付け
る。

【００１６】この装置は、１２０°の角度間隔で配列し
て斜め下方に向け設けた３個の赤外線検知器（１３）に
対し、半球状であってその１２０°の角度で区分した個
所にフレネルレンズからなる曲面レンズ部（３４）を配
設したズームレンズ（３３）を遠近方向に移動させる構
成となっているので、その検知エリアは放射状に設定さ
れるともに、検知エリアを遠方方向、中間方向および近
傍方向に設置した場合をそれぞれ示した図１４（ａ）〜
（ｃ）から明らかなように、装置の真下位置近傍個所に
検知の死角が生じない。しかも、検知エリアを可変する
時のズームレンズ（３３）の移動ストローク量が、平板
状のレンズの場合に比し格段に小さくてよく、赤外線検
知器（１３）のズームレンズ（３３）の焦点位置に対す
るずれが極めて少なく、高い検知感度を維持できる。

【００１７】また、図１３に示すように、ズームレンズ
（３３）を実線位置から１点鎖線位置に移動させた時の
赤外線検知器（１３）と曲面レンズ部（３４）の各レン
ズ中心との距離の変化は、ズームレンズ（３３）の中心
部の距離の変化分（ｌ２−ｌ１）が最も大きく、それに
対し周辺部の距離の変化分（Ｌ２−Ｌ１）は小さく、そ
の分だけ赤外線検知器（１３）の曲面レンズ部（３４）
の焦点位置に対するずれが周辺部の方が少なくてすむの
で、より大きな検知感度を必要とする遠方の検知エリア
での検知感度の低下を少なくできる。

【００１８】更に、曲面レンズ部（３４）を用いたこと
により移動ストローク量が小さくなったことと、ズーム
レンズ（３３）を移動させることにより赤外線検知器
（１３）を移動させる場合に比し機構を簡素化できるこ
ととにより、装置全体を小型化できる。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明の受動型赤外線式物
体検知装置によると、光学系を半球状であってその曲面
の所定箇所に曲面レンズ部が形成されたズームレンズに
より構成したので、例えば広い部屋において遠方に検知
エリアを設定した場合にも装置の真下近傍箇所に検知の
死角ができることがない。しかも、検知エリアを可変す
る時のの赤外線検知器またはズームレンズの移動ストロ
ーク量が小さくてよいので、赤外線検知器のズームレン
ズの曲面レンズ部の焦点位置に対するずれが少なくなっ
て検知感度の低下が極めて少ない。特に、高い検知感度
を必要とする遠方の検知エリアの設定時に、赤外線検知
器またはズームレンズの移動による焦点位置のずれが近
傍箇所の検知エリアよりも少なくなる顕著な効果を得ら
れる。

【００２０】また、ズームレンズを移動させることによ
り検知エリアを可変する構成としたので、赤外線検知器
を移動させる場合よりも構成が簡単になり、移動ストロ
ーク量が小さくなることと合わせて装置全体を小型化で
きる。更に、装置の外縁部に設けた操作リング体の回転
操作によりズームレンズを自体の球軸方向に移動させる
構成としたので、ズームレンズの曲面レンズ部と赤外線
検知器との位置関係が常に一定であり、検知エリアの可
変操作が容易であって微調整を簡単に行うことかできる
効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の正面図である。

【図２】同上、切断右側面図である。

【図３】同上、ズームレンズの平面図である。

【図４】同上、ズームレンズの一部切断正面図である。

【図５】同上、操作リング体の平面図である。

【図６】同上、操作リング体の一部破断正面図である。

【図７】図５のＡ−Ａ線断面図である。

【図８】図５のＢ矢印の矢視図である。

【図９】同上、シャーシ体の平面図である。

【図１０】同上、シャーシ体の左側面図である。

【図１１】同上、ベース体の底面図である。

【図１２】同上、検知エリアの調整操作方法を示す斜視
図である。

【図１３】同上、検知エリアの設定のためのズームレン
ズの移動を示す正面図である。

【図１４】同上、（ａ）〜（ｃ）は検知エリアの変化を
示す説明図である。

【図１５】従来装置の切断左側面図である。

【図１６】同上、検知エリアの変化を示す説明図であ
る。

【図１７】他の従来装置の縦断面図である。

【図１８】同上、検知エリアの変化を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０ ベース体 １３ 赤外線検知器 １９ シャーシ体 ２９ 操作リング体 ３２ ガイド用長孔（ガイド孔） ３７ ガイド突部

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【手続補正書】

【提出日】平成４年３月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】 また、図１３に示すように、ズームレン
ズ（３３）を実線位置から１点鎖線位置に移動させた時
の赤外線検知器（１３）と曲面レンズ部（３４）の各レ
ンズ中心との距離の変化は、各レンズ中心がズームレン
ズ（３３）の移動方向に対し平行方向に移動するため、
ズームレンズ（３３）の中心部の距離の変化分（ｌ２−
ｌ１）が最も大きく、それに対し周辺部の距離の変化分
（Ｌ２−Ｌ１）は小さく、即ち、中心部から周辺に向か
って順次小さくなり、その小さくなる分だけ赤外線検知
器（１３）の曲面レンズ部（３４）の焦点位置に対する
ずれが周辺部の方が小さくてすので、より大きな検知感
度を必要とする遠方の検知エリアでの検知感度の低下を
少なくできる。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図７】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の検知エリアからの放射赤外線光束
   を光学系により集光して赤外線検知器に入射し、該赤外
   線検知器により入射赤外線光束をその変動量に応じた電
   気信号に変換し、この電気信号が所定のレベルを超える
   ことにより検知エリア内の人体等の物体の存在を検知す
   る受動型赤外線式物体検知装置において、前記光学系
   を、半球状であってその曲面の所定箇所に曲面レンズ部
   が形成されたズームレンズにより構成し、前記赤外線検
   知器を、自体の受光面を前記ズームレンズの曲面レンズ
   部の光軸に向けて配設し、該赤外線検知器または前記ズ
   ームレンズを該ズームレンズの球軸方向に直線的に可変
   するズーム機構部を設けたことを特徴とする受動型赤外
   線式物体検知装置。
2. 【請求項２】 前記ズーム機構部を、前記ズームレンズ
   をこれの球軸方向に移動させる構成としたことを特徴と
   する「請求項１」に記載の受動型赤外線式物体検知装
   置。
3. 【請求項３】 前記ズーム機構部を、前記赤外線検出
   器が装着され且つ取付箇所に固定される円形のベース体
   にシャーシ体を係着し、このシャーシ体に、操作リング
   体を所定角度内において回転自在に係合させて外嵌し、
   前記ズームレンズを、これの開口端部を前記操作リング
   体に挿通させて前記シャーシ体に対し前記球軸方向にの
   み移動自在に係合させるとともに、前記操作リング体と
   前記ズームレンズとを、各々の周方向のガイド孔とガイ
   ド突部とを係合させて前記操作リング体の回転により前
   記ズームレンズが球軸方向に移動する構成としたことを
   特徴とする「請求項２」に記載の受動型赤外線式物体検
   知装置。