JPH05256695A - Optical detector - Google Patents

Optical detector

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JPH05256695A
JPH05256695A JP40615490A JP40615490A JPH05256695A JP H05256695 A JPH05256695 A JP H05256695A JP 40615490 A JP40615490 A JP 40615490A JP 40615490 A JP40615490 A JP 40615490A JP H05256695 A JPH05256695 A JP H05256695A
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lens
detection
plane
lenses
detecting
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Shinji Kirihata
慎司 桐畑
Motoo Igari
素生 井狩
Shigeki Okudai
茂樹 奥代
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PURPOSE:To make a passive type optical detector, detecting the presence of a human body, able to detect the human body so efficiently despite compact in size by receiving an infrared ray to be emitted out of a specified detecting range and detecting it for the end. CONSTITUTION:Each lens in multisplit lenses 2 where plural pieces of lenses- making each focal position to almost the same-are combined together on one plane is formed of the first plane into a flat surface, the second plane into a hyperboloid, and a turning shaft of this hyperboloid of the second plane is formed into such one as skewed to the flat surface of the first plane. In succession, each focal distance of these lenses is set up so as to make each detecting beam 4 of respective lenses become almost the same size on a detecting surface 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学式検知装置、殊に所
定検知領域から発せられる赤外線を受光検出することに
よって人体の有無を検知する受動型の光学式検知装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical detection device, and more particularly to a passive optical detection device for detecting the presence or absence of a human body by detecting infrared rays emitted from a predetermined detection area.

【0002】[0002]

【従来の技術】所定のエリア内に人がいるかどうかを検
出して、人がいる場合には照明器具を点灯させるように
するのに使用される光学式検知装置がある。この場合、
人体が発する赤外線を利用する受動型で構成するにあた
っては、熱源が動いているかどうかで判断しなくては、
誤認を生ずることになる。
2. Description of the Related Art There is an optical detection device used for detecting whether or not a person is present within a predetermined area and turning on a lighting device when the person is present. in this case,
When constructing a passive type that uses infrared rays emitted by the human body, it is necessary to judge whether the heat source is moving,
It will cause misunderstanding.

【0003】このために、この種の検知装置において
は、検知エリア内において、多数個の実検知範囲が生じ
るようにするために、また受光手段である受光素子(焦
電素子)の数を少なくすることができるようにするため
に、図11もしくは図12に示す形態のものが使用され
ている。前者は同じ焦点距離の複数のレンズ(フレネル
レンズ)を組み合わせた分割レンズ2と、焦電素子から
なる受光素子1とで構成したもので、各レンズは一平面
上に組み合わされて像倍率が各部で一定となるようにさ
れている。後者は、多分割レンズ2を各レンズが半球上
に設けられるとともに各レンズの焦点位置が半球の中心
に一致したドームレンズを用いたものである。
Therefore, in this type of detection device, in order to generate a large number of actual detection ranges in the detection area, the number of light receiving elements (pyroelectric elements) as light receiving means is reduced. In order to be able to do so, the form shown in FIG. 11 or 12 is used. The former is composed of a split lens 2 in which a plurality of lenses (Fresnel lenses) having the same focal length are combined with each other, and a light receiving element 1 including a pyroelectric element. Each lens is combined on one plane so that the image magnification is different in each part. It is designed to be constant at. In the latter, the multi-divided lens 2 is a dome lens in which each lens is provided on a hemisphere and the focal position of each lens coincides with the center of the hemisphere.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前者では、光軸に対し
て角度をもった斜め入射光を利用することになるが、こ
の場合には、集光レンズがもつ収差による「ぼけ」の問
題点がつきまとう。これはフレネルレンズを用いた場合
には、特に顕著となってしまうものであり、そして「ぼ
け」によって検知ビームが所定の大きさ以上に広がった
場合、受光出素子に入射する赤外線量が低下するため
に、感度の低下を招くほか、耐環境性及び耐外乱性の向
上のために赤外線検知素子として2個のエレメントによ
る差動出力を用いるツイン素子が使用されている場合に
は、2個のエレメントにより生じる2検知ビームに重な
り合う部分で出力が打ち消し合ってしまうために、感度
の低下が更に顕著にあらわれることになる。
In the former case, obliquely incident light having an angle with respect to the optical axis is used, but in this case, there is a problem of "blur" due to the aberration of the condenser lens. Hang on. This is particularly noticeable when a Fresnel lens is used, and when the detection beam spreads beyond a predetermined size due to "blur", the amount of infrared light that enters the light-receiving element decreases. Therefore, in addition to lowering the sensitivity, if a twin element using a differential output by two elements is used as an infrared detection element for improving the environmental resistance and the disturbance resistance, two elements are used. Since the outputs cancel each other at the portion where the two detection beams generated by the element overlap each other, the decrease in sensitivity becomes more remarkable.

【0005】後者では任意の方向からの入射光を収差な
く集光することができるが、レンズの位置によってレン
ズと検知面までの距離ROが異なるために、検知ビーム
の大きさが周辺にいくほど大きくなってしまう。これは
人体をその動きで検出する場合に、効率よく検出するこ
とが困難となる。放物面ミラーを組み合わせた多分割ミ
ラーを用いたものがあるが、この場合、「ぼけ」による
影響は小さく、また反射率が通常90%以上であるため
に効率良く集光することができるものの、光学系が大き
くなってしまうという問題を有している。
In the latter case, incident light from any direction can be condensed without aberration, but since the distance RO between the lens and the detection surface differs depending on the position of the lens, the size of the detection beam becomes larger toward the periphery. It gets bigger. This makes it difficult to detect a human body efficiently by its movement. Although there is one using a multi-divided mirror in which a parabolic mirror is combined, in this case, the influence of "blur" is small, and the reflectance is usually 90% or more, so that the light can be condensed efficiently. However, there is a problem that the optical system becomes large.

【0006】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは小型で効率よく人体の
検知を行うことができる検知装置を提供するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a detection device which is small in size and can detect a human body efficiently.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、焦点
位置をほぼ同じとする複数枚のレンズが一平面上で組合
わされた多分割レンズと、上記焦点位置に配された受光
手段とを備えたものであって、各レンズは第一面が平
面、第二面が双曲面で且つ第二面の双曲面の回転軸が第
一面の平面に対して斜交したものとして形成されている
とともに、各レンズによる検知ビームは検知面上でほぼ
同じ大きさとなるように各レンズの焦点距離が設定され
ていることに特徴を有している。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, however, a multi-divided lens in which a plurality of lenses having substantially the same focal position are combined on one plane, and a light receiving means arranged at the focal position are provided. Each lens is formed such that the first surface is a flat surface, the second surface is a hyperboloid, and the rotation axis of the hyperbolic surface of the second surface is oblique to the plane of the first surface. In addition, it is characterized in that the focal length of each lens is set so that the detection beam from each lens has substantially the same size on the detection surface.

【0008】本発明によれば、光学系が大型となること
もなく、またレンズの収差の影響による感度低下がない
上に、検知面上の検知対象の動きを確実に検出すること
ができる。
According to the present invention, the size of the optical system does not become large, the sensitivity does not decrease due to the aberration of the lens, and the movement of the detection target on the detection surface can be detected reliably.

【0009】[0009]

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、この検知装置は、赤外線を発する物体の動きを検
出して出力を出すもので、図4に示すように、集光光学
系と赤外線検知素子、増幅部、判断部、そして出力部と
からなっている。集光光学系としては、複数枚のレンズ
を一平面上に組み合わせたフラット型多分割レンズ2と
からなるものを、赤外線検知素子としては焦電素子から
なる受光素子1を、増幅部としては、周波数特性が図5
に示すように、1Hzに中心周波数があり且つ周囲の環
境の温度変化や風等によるゆらぎを抑えるために低周波
成分をカットするとともに、電磁ノイズ対策のために不
必要な高周波成分もカットしてしまうものとを用いてい
る。1Hzに中心周波数を設定しているのは、後述する
ように、0.1〜0.5m/sの速度範囲の人体の手の
動きを効率良く検出することができるようにしているた
めである。なお、判断部は増幅部の出力レベルがスレシ
ホールトレベルを越えた時に出力部に出力を出させるも
のとして構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the illustrated embodiments. This detection device detects the movement of an object emitting infrared rays and outputs an output. As shown in FIG. It is composed of a system, an infrared detection element, an amplification section, a judgment section, and an output section. The condensing optical system is composed of a flat type multi-divided lens 2 in which a plurality of lenses are combined on one plane, the light receiving element 1 which is a pyroelectric element as an infrared detection element, and the amplification section is Figure 5 shows the frequency characteristics
As shown in Fig. 1, the center frequency is at 1 Hz, and low frequency components are cut to suppress fluctuations due to temperature changes in the surrounding environment and wind, and unnecessary high frequency components are also cut to prevent electromagnetic noise. It uses the one that ends up. The center frequency is set to 1 Hz so that the movement of the hand of the human body in the speed range of 0.1 to 0.5 m / s can be efficiently detected, as described later. .. The determination unit is configured to cause the output unit to output when the output level of the amplification unit exceeds the threshold level.

【0010】そして、ここでは受光素子1として、図3
に示すように、4つの受光部11が格子型に並んだもの
を図示の極性で結線したものを使用している。尚、出力
は1出力である。多分割レンズ2には、図2に示す15
個のレンズ20が一平面上に5個ずつ3列に並んだもの
を使用している。ここにおける各レンズ20は、図6に
示すように、第一面が平面21、第二面が双曲面22と
して形成されたものであるが、双曲面22の回転軸Cが
第一面の平面21の法線H方向と一致している通常の無
収差単レンズと異なり、第一面の平面21の法線Hと第
二面の双曲面22の回転軸Cとが角度θをなすものとな
っている。このレンズ20の焦点Fは上記回転軸C上に
あって、上記法線Hから離れたところに位置し、レンズ
2の頂点Oを通って焦点Fにいたる入射光Pは、法線H
に対して角度δをなすとともに、この入射光Pは無収差
で焦点Fに集光することになる。また角度θを大きくす
れば、焦点Fに無収差で集光する入射光Pが第一面の平
面10の法線Hとなす角度δも大きくなる。また、この
ようなレンズ20は周縁の厚みを一定値にとった単体の
ものを考えると、図7に示すように楕円形状のものとな
る。
As the light receiving element 1 in FIG.
As shown in FIG. 4, the four light-receiving units 11 arranged in a grid pattern are connected with the polarities shown in the figure. The output is one output. The multi-segment lens 2 has a structure shown in FIG.
The lenses 20 are arranged in three rows of five lenses on one plane. As shown in FIG. 6, in each lens 20 here, the first surface is formed as a flat surface 21 and the second surface is formed as a hyperboloid surface 22, but the rotation axis C of the hyperboloid surface 22 is a flat surface of the first surface. Unlike a normal aberration-free single lens that coincides with the normal line H direction of 21, the normal line H of the flat surface 21 of the first surface and the rotation axis C of the hyperboloid surface 22 of the second surface form an angle θ. Is becoming The focal point F of the lens 20 is located on the rotation axis C and apart from the normal line H, and the incident light P reaching the focal point F through the apex O of the lens 2 reaches the normal line H.
The incident light P is focused on the focal point F with no aberration while forming an angle δ with respect to. When the angle θ is increased, the angle δ formed by the incident light P focused on the focal point F without aberration with the normal line H of the first surface 10 is also increased. Considering a single lens 20 having a constant peripheral edge thickness, the lens 20 has an elliptical shape as shown in FIG.

【0011】そして図2に示した多分割レンズ2は、上
記の角度δが異なる15個のレンズ20を検知面3上で
検知ビーム4が図1の(b) に示す配置となるとともに、
検知面3上での検知ビーム4の大きさが同じとなるよう
に、また隣合う検知ビーム4の極性が異なるように組み
合わせたものである。ただし、ここでは検知装置が図1
0に示すように、流し台5の上方に設置される流し元灯
6の一端側に取り付けられて、この流し元灯6の点灯制
御を行うものとなっている場合を想定して、検知エリア
Aが証明範囲と一致するように左右非対称となるように
しており、また近年のキッチンでは流し台5の前面がカ
ウンターとなっている場合が多々ある上に、反転して使
用される場合があることから前後が対称となるようにし
ている。
In the multi-divided lens 2 shown in FIG. 2, the detection beam 4 is arranged on the detection surface 3 of the fifteen lenses 20 having different angles .delta. As shown in FIG.
The detection beams 4 are combined so that the detection beams 4 on the detection surface 3 have the same size and the adjacent detection beams 4 have different polarities. However, here the detection device is
As shown in 0, the detection area A is assumed to be mounted on one end side of the sink light 6 installed above the sink 5 to control the lighting of the sink light 6. Is asymmetrical so as to match the certification range, and in many kitchens in recent years the front of the sink 5 is often a counter, and in addition, it may be used upside down. The front and back are symmetrical.

【0012】つまり、受光素子1の中心をX、多分割レ
ンズ2における各レンズ20の頂点を01〜015とす
る時、これらの配置が図8に示すものとなるようにして
いる。そして、このように配置を決めた時、各レンズ2
0は図9に示すように重なり合うが、これは次の点を考
慮して各レンズ20の面積を振り分けている。すなわ
ち、レンズ20の面積をS、主光軸(回転軸C)が平面
である第1面21の法線Hとがなす角度をθとすると、
検知面3から入射する光のパワーPWは PW=k・S・cos4θ (k:比例定数) となるために、検知エリアA内での感度(パワーPW)
が一定となるように、角度θの大きいレンズ20ほど、
面積Sが大きくなるようにしている。もっとも、頂点が
4 ,O5 ,O9 ,O10,O14,O15のレンズ20につ
いては重なり合う部分が多いために、中央列(頂点がO
9 ,O10)のレンズ20の面積を小さくし、残るレンズ
20の面積を大きくしている。これは実使用条件を考慮
して決定したもので、人体が検知エリアA内にて作業を
行う場合、中央列の検知ビーム4にかかる場合は必ず端
部列のレンズ20による検知ビーム4にかかるため、端
部列のレンズ20による検知ビーム4の感度をあげてお
く方が効率良く人体の動きを検出できるためである。
尚、角度θの値は、レンズ20の頂点Oと受光素子1の
中心Xとの間の距離をLとすると、 θ=arctan(L/f) (f:焦点距離) で決まる。受光素子1との位置関係から角度θが決ま
り、双曲面形状が決定されるものである。
That is, when the center of the light receiving element 1 is X and the vertices of the respective lenses 20 in the multi-divided lens 2 are 01 to 015, these arrangements are as shown in FIG. When the arrangement is decided in this way, each lens 2
0 overlaps as shown in FIG. 9, but this allocates the area of each lens 20 in consideration of the following points. That is, if the area of the lens 20 is S and the angle formed by the normal line H of the first surface 21 whose main optical axis (rotation axis C) is a plane is θ,
Since the power PW of the light incident from the detection surface 3 is PW = k · S · cos 4 θ (k: proportional constant), the sensitivity (power PW) in the detection area A
So that the lens 20 has a larger angle θ,
The area S is made large. However, for the lenses 20 having vertices O 4 , O 5 , O 9 , O 10 , O 14 , and O 15 , there are many overlapping portions, so that the central row (vertex O
The area of the lens 20 of ( 9 , O 10 ) is reduced and the area of the remaining lens 20 is increased. This is determined in consideration of the actual use condition, and when the human body works in the detection area A, when it hits the detection beam 4 in the central row, it always hits the detection beam 4 by the lens 20 in the end row. For this reason, the movement of the human body can be detected more efficiently by increasing the sensitivity of the detection beam 4 by the lens 20 in the end row.
The value of the angle θ is determined by θ = arctan (L / f) (f: focal length), where L is the distance between the vertex O of the lens 20 and the center X of the light receiving element 1. The angle θ is determined from the positional relationship with the light receiving element 1, and the hyperboloid shape is determined.

【0013】ところで、このようなフラット型多分割レ
ンズ2はポリエチレン樹脂の射出成形により安価に製作
することができるが、この場合、人体が発する赤外線の
中心波長10μm近辺での透過率が厚み1mmで40%
とあまりよくないために、レンズ20の肉厚を抑える必
要がある。このためにフレネルレンズとすることが考え
られるが、フレネルレンズとした時には、肉厚の変化が
大きいために、射出成形後の冷却して固まる時に冷え方
に時間的ずれを生じ、いわゆる「ひけ」が表面に発生し
てレンズ面に局部的な凹凸が生じて、十分な精度を得ら
れなくなってしまう。これ故にここでは各レンズ20を
フレネルレンズとはしておらない。
By the way, such a flat type multi-divided lens 2 can be manufactured at a low cost by injection molding of polyethylene resin. In this case, the transmittance of infrared rays emitted by the human body in the vicinity of the central wavelength of 10 μm is 1 mm in thickness. 40%
Since it is not so good, it is necessary to reduce the thickness of the lens 20. For this reason, it is possible to use a Fresnel lens, but when a Fresnel lens is used, there is a large change in wall thickness, so there is a time lag in the cooling method when cooling and solidifying after injection molding, so-called "sink" Occurs on the surface and local unevenness is generated on the lens surface, so that sufficient accuracy cannot be obtained. Therefore, each lens 20 is not a Fresnel lens here.

【0014】ただし、上記の透過率のことがあるため
に、図8の(c) に示すように、最小肉厚t0 を成形時の
樹脂の流動性の点で許される最小限の値の0.3mm、
有効レンズ面積の確保に影響を与える最大最小肉厚差Δ
tを前記流し元灯6用として使用する際に求められるレ
ンズ面積の確保に必要な最小限の値の0.5mmとし、
最大肉厚tを1mm以下に抑えている。尚、前記「ひ
け」の問題は肉厚差がある以上どうしても生じてしまう
が、肉厚の変化が緩やかであるために、「ひけ」が生じ
る度合いが小さく、また赤外線領域では可視光の場合よ
り許容誤差が20倍ほど大きくなるために、実際上問題
となってしまう凹凸がレンズ面に生じることはない。
However, because of the above-mentioned transmittance, as shown in FIG. 8 (c), the minimum wall thickness t 0 is set to the minimum value allowed in terms of the fluidity of the resin during molding. 0.3 mm,
Maximum and minimum wall thickness difference Δ that affects securing of effective lens area
t is 0.5 mm, which is the minimum value required to secure the lens area required when using as the light source lamp 6.
The maximum wall thickness t is suppressed to 1 mm or less. Incidentally, the problem of the above-mentioned "sink" will inevitably occur as long as there is a difference in wall thickness, but since the change in wall thickness is gradual, the degree of occurrence of "sink" is small, and in the infrared region it is more Since the permissible error is increased by about 20 times, unevenness, which actually poses a problem, does not occur on the lens surface.

【0015】そして、前記受光素子1と多分割レンズ2
との組み合わせで、総計4×15の検知ビーム4が生じ
るわけであるが、各検知ビーム4の検知面3上での大き
さが等しくなるようにしているのはもちろん、各検知ビ
ーム4の検知面3での間隔も同じとなるようにして、検
知エリアA内の各所での検出能力が同じとなるようにし
ている。ここでは検知対象として、流し台5上に差し出
される手を想定しているために、手の大きさが100〜
150mmであることから、検知ビーム4の大きさを一
辺が70mm前後となるように、検知ビーム4の間隔が
160mm前後となるように、つまり人体の手の大きさ
にほぼ一致するようにしている。検知ビーム4の間隔が
検知対象の大きさの1〜2倍となる時、効率的がもっと
も高くなるからである。
Then, the light receiving element 1 and the multi-divided lens 2
In combination with the above, a total of 4 × 15 detection beams 4 are generated. However, the detection beams 4 are not necessarily made to have the same size on the detection surface 3 and the detection beams 4 are detected. The intervals on the surface 3 are also set to be the same so that the detection ability is the same at various points in the detection area A. Here, the size of the hand is 100 to 100, because the hand to be detected is assumed to be the hand out on the sink 5.
Since it is 150 mm, the size of the detection beam 4 is set to be about 70 mm on one side, and the interval between the detection beams 4 is set to be about 160 mm, that is, substantially the same as the size of the human hand. .. This is because the efficiency is the highest when the interval between the detection beams 4 is 1 to 2 times the size of the detection target.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上のように本発明においては、多分割
レンズを構成する各レンズが、必要とする方向にレンズ
を向けなくとも、この方向からの集光を無収差で効率よ
く行うことができるものであり、そしてこのレンズが一
平面上で組み合わされて多分割レンズが形成されている
ために、小型で集光効率に優れているものであり、また
各レンズによる検知ビームが検知面上でほぼ同じ大きさ
となるように各レンズの焦点距離が設定されているため
に、検知エリア内にある検知対象の検出を各部で均等に
且つ効率良く行うことができるものである。
As described above, according to the present invention, each lens constituting the multi-divided lens can efficiently collect light from this direction without aberration even if the lens is not directed in the required direction. It is possible, and because these lenses are combined on one plane to form a multi-divided lens, they are small and have excellent light-collecting efficiency, and the detection beam from each lens is on the detection surface. Since the focal lengths of the respective lenses are set to have substantially the same size, it is possible to uniformly and efficiently detect the detection target in the detection area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における検知エリア及び検知
ビームの配置を示すもので(a)は正面図、(b)は平面図で
ある。
FIG. 1 is a front view and (b) is a plan view showing the arrangement of a detection area and a detection beam in one embodiment of the present invention.

【図2】同上の多分割レンズの具体例を示すもので(a)
は正面図、(b) は底面図である。
FIG. 2 shows a specific example of the above multi-segment lens (a).
Is a front view and (b) is a bottom view.

【図3】同上の受光素子の具体例を示すもので(a) は正
面図、(b) は側面図である。
FIG. 3 shows a specific example of the above light receiving element, (a) is a front view and (b) is a side view.

【図4】同上のブロック構成図である。FIG. 4 is a block configuration diagram of the above.

【図5】同上の増幅部の特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of the amplification unit of the above.

【図6】同上の多分割レンズを構成するレンズの説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a lens forming the above multi-segment lens.

【図7】同上のレンズの形状の説明図で(a)は側面図、
(b)は正面図である。
FIG. 7 (a) is a side view showing the shape of the above lens,
(b) is a front view.

【図8】同上の多分割レンズにおける各レンズの配置と
断面形状の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the arrangement and sectional shape of each lens in the above multi-segment lens.

【図9】同上の多分割レンズにおける各レンズの重なり
合いの説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the overlap of each lens in the above multi-segment lens.

【図10】同上の設置例及び検知エリアを示すもので、
(a) は平面図、(b) は正面図、(c) は側面図である。
FIG. 10 shows an installation example and a detection area of the above,
(a) is a plan view, (b) is a front view, and (c) is a side view.

【図11】従来例を示すもので、(a) は斜視図、(b) は
説明図である。
FIG. 11 shows a conventional example, (a) is a perspective view and (b) is an explanatory view.

【図12】他の従来例を示すもので、(a) は断面図、
(b) は説明図である。
FIG. 12 shows another conventional example, in which (a) is a sectional view,
(b) is an explanatory view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 受光素子 2 多分割レンズ 3 検知面 4 検知ビーム 1 light receiving element 2 multi-divided lens 3 detection surface 4 detection beam

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成3年5月7日[Submission date] May 7, 1991

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0004[Correction target item name] 0004

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前者では、光軸に対し
て角度をもった斜め入射光を利用することになるが、こ
の場合には、集光レンズがもつ収差による「ぼけ」の問
題点がつきまとう。これはフレネルレンズを用いた場合
には、特に顕著となってしまうものであり、そして「ぼ
け」によって検知ビームが所定の大きさ以上に広がった
場合、受光素子に入射する赤外線量が低下するために、
感度の低下を招くほか、耐環境性及び耐外乱性の向上の
ために赤外線検知素子として2個のエレメントによる差
動出力を用いるツイン素子が使用されている場合には、
2個のエレメントにより生じる2検知ビームに重なり合
う部分で出力が打ち消し合ってしまうために、感度の低
下が更に顕著にあらわれることになる。
In the former case, obliquely incident light having an angle with respect to the optical axis is used, but in this case, there is a problem of "blur" due to the aberration of the condenser lens. Hang on. This is especially noticeable when a Fresnel lens is used, and when the detection beam spreads beyond a certain size due to "blur", the amount of infrared light that enters the light receiving element decreases. To
In addition to reducing the sensitivity, if a twin element that uses a differential output of two elements is used as an infrared detection element in order to improve environmental resistance and disturbance resistance,
Since the outputs cancel each other at the overlapping portion of the two detection beams generated by the two elements, the decrease in sensitivity will be more remarkable.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0011】そして図2に示した多分割レンズ2は、上
記の角度δが異なる15個のレンズ20を検知面3上で
検知ビーム4が図1の(b) に示す配置となるとともに、
検知面3上での検知ビーム4の大きさが同じとなるよう
に、また隣合う検知ビーム4の極性が異なるように組み
合わせたものである。ただし、ここでは検知装置が図1
0に示すように、流し台5の上方に設置される流し元灯
6の一端側に取り付けられて、この流し元灯6の点灯制
御を行うものとなっている場合を想定して、検知エリア
Aが照明範囲と一致するように左右非対称となるように
しており、また近年のキッチンでは流し台5の前面がカ
ウンターとなっている場合が多々ある上に、反転して使
用される場合があることから前後が対称となるようにし
ている。
In the multi-divided lens 2 shown in FIG. 2, the detection beam 4 is arranged on the detection surface 3 of the fifteen lenses 20 having different angles .delta. As shown in FIG.
The detection beams 4 are combined so that the detection beams 4 on the detection surface 3 have the same size and the adjacent detection beams 4 have different polarities. However, here the detection device is
As shown in 0, the detection area A is assumed to be mounted on one end side of the sink light 6 installed above the sink 5 to control the lighting of the sink light 6. Is asymmetrical so as to match the lighting range, and in many kitchens in recent years, the front of the sink 5 is often a counter, and in addition, it may be used upside down. The front and back are symmetrical.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】つまり、受光素子1の中心をX、多分割レ
ンズ2における各レンズ20の頂点を01〜015とす
る時、これらの配置が図8に示すものとなるようにして
いる。そして、このように配置を決めた時、各レンズ2
0は図9に示すように重なり合うが、これは次の点を考
慮して各レンズ20の面積を振り分けている。すなわ
ち、レンズ20の面積をS、主光軸(回転軸C)が平面
である第1面21の法線Hとがなす角度をθとすると、
検知面3から入射する光のパワーPWは PW=k・S・cos4θ (k:比例定数) となるために、検知エリアA内での感度(パワーPW)
が一定となるように、角度θの大きいレンズ20ほど、
面積Sが大きくなるようにしている。もっとも、頂点が
4 ,O5 ,O9 ,O10,O14,O15のレンズ20につ
いては重なり合う部分が多いために、中央列(頂点がO
9 ,O10)のレンズ20の面積を小さくし、残るレンズ
20の面積を大きくしている。これは実使用条件を考慮
して決定したもので、人体が検知エリアA内にて作業を
行う場合、中央列の検知ビーム4にかかる場合は必ず端
部列のレンズ20による検知ビーム4にかかるため、端
部列のレンズ20による検知ビーム4の感度をあげてお
く方が効率良く人体の動きを検出できるためである。
尚、角度θの値は、レンズ20の頂点Oと受光素子1の
中心Xとの間の距離をLとすると、δ =arctan(L/f) (f:焦点距離) で決まる。受光素子1との位置関係から角度θが決ま
り、双曲面形状が決定されるものである。
That is, when the center of the light receiving element 1 is X and the vertices of the respective lenses 20 in the multi-divided lens 2 are 01 to 015, these arrangements are as shown in FIG. When the arrangement is decided in this way, each lens 2
0 overlaps as shown in FIG. 9, but this allocates the area of each lens 20 in consideration of the following points. That is, if the area of the lens 20 is S and the angle formed by the normal line H of the first surface 21 whose main optical axis (rotation axis C) is a plane is θ,
Since the power PW of the light incident from the detection surface 3 is PW = k · S · cos 4 θ (k: proportional constant), the sensitivity (power PW) in the detection area A
So that the lens 20 has a larger angle θ,
The area S is made large. However, for the lenses 20 having vertices O 4 , O 5 , O 9 , O 10 , O 14 , and O 15 , there are many overlapping portions, so that the central row (vertex O
The area of the lens 20 of ( 9 , O 10 ) is reduced and the area of the remaining lens 20 is increased. This is determined in consideration of the actual use conditions. When the human body works in the detection area A, when it hits the detection beam 4 in the central row, it always hits the detection beam 4 by the lens 20 in the end row. For this reason, the movement of the human body can be detected more efficiently by increasing the sensitivity of the detection beam 4 by the lens 20 in the end row.
The value of the angle θ is determined by δ = arctan (L / f) (f: focal length), where L is the distance between the vertex O of the lens 20 and the center X of the light receiving element 1. The angle θ is determined from the positional relationship with the light receiving element 1, and the hyperboloid shape is determined.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 焦点位置をほぼ同じとする複数枚のレン
ズが一平面上で組合わされた多分割レンズと、上記焦点
位置に配された受光手段とを備えたものであって、各レ
ンズは第一面が平面、第二面が双曲面で且つ第二面の双
曲面の回転軸が第一面の平面に対して斜交したものとし
て形成されているとともに、各レンズによる検知ビーム
は検知面上でほぼ同じ大きさとなるように各レンズの焦
点距離が設定されていることを特徴とする光学式検知装
置。
1. A multi-divided lens in which a plurality of lenses having substantially the same focal position are combined on one plane, and a light receiving means arranged at the focal position, each lens comprising: The first surface is a flat surface, the second surface is a hyperboloid, and the rotation axis of the hyperbolic surface of the second surface is oblique to the plane of the first surface, and the detection beam by each lens is detected. The optical detection device is characterized in that the focal lengths of the respective lenses are set so that they have substantially the same size on the surface.
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