JPH0612505Y2 - 受動型赤外線検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、移動する人体から放射される赤外線エネルギ
量と、建造物の床面等の背景から放射される赤外線エネ
ルギ量との差から所定の検知エリア内の人体の存在の有
無を検出し、主として防犯警報装置の作動を制御するの
に用いられる受動型赤外線検出装置に関するものであ
る。

＜従来の技術＞ 絶対零度（−２７３℃）以上のあらゆる物体はその温度
に応じた赤外線を放射しており、常温状態での人体や建
造物はピーク波長を１０μｍ付近にもつ遠赤外線を放射
している。このような現象を利用した受動型赤外線検出
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、集光レンズ等
の光学系により集光して赤外線検知器の赤外線検出素子
に入射させ、検知エリア内に人体が進入することにより
より生じる赤外線エネルギ量の変化を赤外線検出素子か
ら出力される電気信号により検出し、この電気信号の増
幅信号が所定の検知レベルを超えた時にトリガ信号つま
り来客の報知信号や防犯警報装置に対する発報信号を出
力するよう構成されたものである。

そして、防犯警報装置の起動スイッチに用いて発報信号
を出力させる場合には、赤外線検知器の周囲全周に亘る
広範囲な区域を警戒する必要がある。それに対して複数
個の赤外線検知器を用いて構成すると、構成が大型化し
且つ高価なものとなるので、単一の赤外線検知器で３６
０゜の全周に亘り設定した検知エリアからの放射赤外線
を感知できるよう構成した受動型赤外線検出装置が案出
されている。

このような装置としては、第７図に示すように、外周面
を反射面とした円錐形の１次反射鏡２の頂部に赤外線検
知器１を配置し、凹面集光鏡または放物面鏡からなる２
次反射鏡３を、１次反射鏡２から反射光を赤外線検知器
１に集光させる位置に配設したもの（実開昭５４−１７
９１８５号公報参照）や、第８図に示すように、複数枚
の１次反射鏡４を、２次反射鏡３の光軸に対し傾きをも
たせて赤外線検知器１の外周に周設し、２次反射鏡３の
中央部分に凸レンズ５を配設したもの（実開昭５４−１
７９１８５号公報参照）がある。何れの装置も、赤外線
検知器の周囲３６０゜から到来する赤外線が１次反射鏡
２，４で反射され、更に下部の２次反射鏡３を経て赤外
線検知器１に集光される。

＜考案が解決しようとする課題＞ 前述の何れの装置も１次反射鏡２，４と２次反射鏡３と
の組み合わせによるカセグレン方式の光学系を用いてい
るので、赤外線検知器１の周囲の３６０°に亘る広い範
囲を検知エリアに設定できるものである。然し乍ら、第
７図の装置は、２次反射鏡３の一部に不使用個所Ｎが生
じるので、十分な検出感度を得るためにはどうしても光
学面積が大きくなり、装置全体が大型化する欠点があ
る。

そこで、２次反射鏡３の不使用個所Ｎを無くして完全に
利用するために、第９図のような構成とすることも考え
られるが、１次反射鏡６の反射光つまり２次反射鏡３へ
の入射光が、２次反射鏡３の光軸に対して平行にならな
いため、収差が大きくなって集光効率が著しく低下する
重大な問題が生じる。また、第８図の装置は、第４図の
装置の不使用個所に凸レンズ５を設けて赤外線の集光に
利用しているが、防犯警報装置に適用する場合において
は、不法侵入物が検知エリアに侵入した直後にこれを検
知して発報信号を出力させる必要があるので、装置の真
下に検知エリアを設置しても無意味なものとなる。然
も、防犯警報装置以外の装置に適用する場合において
も、凸レズ５を別途に要して構成が複雑化するととも
に、１次反射鏡４と２次反射鏡３との組み合わせによる
カセグレン光学系の検知感度は第４図のものと同様であ
って小型化を図ることができない。

本考案は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、小型化できるカセグレン方式の光学系を用い
ながらも十分な検出感度を得られるような受動型赤外線
検出装置を提供することを技術的課題とするものであ
る。

＜課題を解決するための手段＞ 本考案は、上記した課題を達成するための技術的手段と
して、受動型赤外線検出装置を以下のように構成した。
即ち、入射した赤外線光束をその変動量に応じた電気信
号に変換する赤外線検知器と、１次反射鏡および２次反
射鏡によりカセグレン方式に構成され、前記赤外線検知
器の周囲の複数の検知エリアから放射される赤外線光束
を前記赤外線検知器に対し集光する光学系とを備えてな
る受動型赤外線検出装置において、前記１次反射鏡を、
前記各検知エリアをそれぞれ設定する個別の光軸を有す
る各反射面が光学的に不連続に且つ環状に連設された形
状とし、前記２次反射鏡を、前記１次反射鏡の各反射面
にそれぞれ対向する各反射面が光学的に不連続に且つ環
状に連設された形状とし、この２次反射鏡の各反射面の
それぞれの集点位置に前記赤外線検知器を配設したこと
を特徴として構成されている。

＜作用＞ 赤外線検知器の周囲３６０°から到来する赤外線が１次
反射鏡の対向する反射面で反射され、更に１次反射鏡の
反射面に対向する２次反射鏡の反射面で反射されて赤外
線検知器に集光される。ここで、２次反射鏡が、１次反
射鏡の各反射面にそれぞれ対向する各反射面が光学的に
不連続に且つ環状に形成されているので、この２次反射
鏡の各反射面を、これらの光軸が対向する１次反射鏡の
反射面からの入射光に平行または一致するよう位置決め
して連設するようにすれば、２次反射鏡に不使用個所は
生じなく、小型化しながらも大きな検出感度を得ること
ができる。

＜実施例＞ 以下、本考案の好適な一実施例について詳細に説明す
る。

本考案の一実施例の縦断面を示した第１図において、家
屋の天井等に螺子（図示せず）により固定される取付ベ
ース板１０に、装置の上蓋となるシャーシ板１１が嵌合
され螺子１３により固定されており、このシャーシ板１
１に、半球状のカバー体１２が下方から外嵌固定された
ケース体１４が、数本の螺子１５により固定されてい
る。

前記ケース体１４は、その底面を示した第３図および正
面を示した第４図のように、略皿状の外観形状になって
いて、合成樹脂により一体成形され且つ全外面にアルミ
ニュームまたはクロム等の導電性素材によりめっき処理
されている。そして、下面全周にわたり１次反射鏡１６
が形成されており、この１次反射鏡１６は、相対向する
３対の近距離設定用反射面１６１ａ〜１６１ｆと、相対
向する６対の遠距離設定用反射面１６２ａ〜１６２ｌと
が、光学的に不連続に且つ環状に連設されてなり、各反
射面１６１ａ〜１６１ｆおよび１６２ａ〜１６２ｌは、
それぞれ異る光軸を有し、近距離設定用反射面１６１ａ
〜１６１ｆは、比較的近距離に検知エリアを設定し、且
つ遠距離設定用反射面１６２ａ〜１６２ｌは比較的遠距
離に検知エリアを設定する。また、遠距離設定用反射面
１６２ａ〜１６２ｌは、第３図に示すように、それぞれ
２段の各反射面部ａ１，ａ２、……ｌ１，ｌ２に区分さ
れており、相隣接する２つの反射面部ａ１，ｂ１、……
…ｋ２，ｌ２を１組として１つの検知エリアが設定され
るようになっている。従って、１２組の反射面部ａ１と
ｂ１、………ｋ２とｌ２により１２の検知エリアが遠距
離に設定されるようになっている。

また、円形となった前記ケース体１４の中心部には光入
射孔１７が形成され、この光入射孔１７に、プリント基
板１８に端子台１９を介して取り付けられた赤外線検知
器２０が、挿入されて装着されており、この赤外線検知
器２０の光入射面側の光入射孔１７の開口部が、導電性
素材からなる赤外線透過フイルタ２１により閉塞されて
いる。この赤外線透過フイルタ２１は、ケース体１４に
圧入嵌着された固定具２２によりケース体１４に電気的
接続状態に接触されている。

ケース体１４に一体形成された複数本の取付ボス部２３
にメインプリント基板２４が固着され、このメインプリ
ント基板２４に前記赤外線検知器２０が電気的接続され
ており、更に、メインプリント基板２４の上面における
赤外線検知器２０に対向する部分に、シールド板２５が
被着され、導電性のケース体１４，赤外線透過フイルタ
２１およびシールド板２５により、赤外線検知器１９お
よびメインプリント基板２５の主要部のシールドケース
が構成されている。

ケース体１２の底部には２次反射鏡２６が固着されてお
り、この２次反射鏡２６は、その平面を示した第５図お
よび側面を示した第６図のように、１次反射鏡１６に対
応して何れも凹面となった３対の近距離設定用反射面２
６１ａ〜２６１ｆと、同様に何れも凹面となった３対の
遠距離設定用反射面２６２ａ〜２６２ｆとが光学的に不
連続に且つ環状に連設されてなり、１次反射鏡１６と同
様に、合成樹脂で一体成形され且つ全外面が導電性素材
によりめっき処理されて形成されている。更に第６図の
ように、焦点距離の短い近距離設定用反射面２６１ａ〜
２６１ｆを、焦点距離の長い遠距離設定用反射面２６２
ａ〜２６２ｆよりも上方に、つまり１次反射鏡１６僅か
にに近接させて、設定する検知エリアの距離に対応させ
た形状となっており、各反射面２６１ａ〜２６１ｆ，２
６２ａ〜２６２ｆのそれぞれの焦点が赤外線検知器２０
に合致し、且つそれぞれの光軸が１次反射鏡１６からの
入射角に一致するよう位置決めして固定されている。

次に、前記実施例の作用を、これの光学図を示した第２
図を参照しながら説明する。この第２図から明らかなよ
うに、２次反射鏡２６に、１次反射鏡１６の各反射面１
６１ａ〜１６１ｆ，１６２ａ〜１６２ｌに対応した反射
面２６１ａ〜２６１ｆ，２６２ａ〜２６２ｆを設けてい
るので、２次反射鏡２６の各反射面２６１ａ〜２６１
ｆ，２６２ａ〜２６２ｆが何れも１００％有効利用され
ているとともに、２次反射鏡２６の各反射面２６１ａ〜
２６１ｆ，２６２ａ〜２６２ｆのそれぞれの光軸Ｌが、
１次反射鏡１６からの入射角に一致しているので、集光
効率が低下することもない。従って、小型化しても十分
な検出感度を得られるカセグレン方式の光学系が構成さ
れている。

また、この実施例では、赤外線検知器２０として、一対
の赤外線検出素子を差動接続して外乱光等をキャンセル
する差動型のものを用いた場合の不都合をも解消してい
る。即ち、差動型赤外線検知器２０を用いてこれの全周
３６０°に亘って検知エリアを設定した場合には、一対
の赤外線検出素子の配列方向と平行なキャンセル方向に
おいて検知感度が極端に悪くなるので、この検知エリア
では、人体を検知しにくいだけでなく、背丈の低い犬や
猫等の小動物に対し検出感度が高くなって誤動作する原
因となっている。一方、一対の赤外線検出素子の配列方
向に対し直交する非キャンセル方向では、検知エリアを
比較的遠距離に設定した場合においても人体を検知でき
るが、小動物をも同様に検知してしまう問題がある。

実施例装置では上記問題点をも解消している。即ち、上
記装置を、近距離設定用反射面１６１ａ〜１６１ｆをキ
ャンセル方向に向け、且つ遠距離設定用反射面１６２ａ
〜１６２ｌを非キャンセル方向に向けて配置すれば、キ
ャンセル方向では、１次反射鏡１６により近距離で、且
つ焦点距離の短い２次反射鏡２６の反射面２６１ａ〜２
６１ｆによりそれぞれ広い検知エリアが設定されるの
で、人体が侵入した場合には、この人体が広い検知エリ
アのほぼ全体に位置して確実に検知され、小動物の場合
には広い検知エリアの一部しか占めないので検知するこ
とがない。また、非キャンセル方向には、相隣接する２
つの反射面部ａ１とｂ１、………ｋ２とｌ２を１組とし
て１つの検知エリアが設定され、且つ１２組の反射面部
ａ１とｂ１、………ｋ２とｌ２により１２の検知エリア
が遠距離に設定されていて、各検知エリアがそれぞれ２
分割されているので、人体の場合には各検知エリア全体
に位置するのに対し、小動物は各検知エリアの２分割さ
れた何れか一方の区域にしか存在できず、小動物の検知
レベルが人体に対し1/2になるので、誤動作することが
ない。

更に、この実施例では、シールドケースが簡単で小型な
構成になっている。即ち、合成樹脂の成形品の全外周を
導電性素材でめっき処理したケース体１４，赤外線透過
フイルタ２１およびシールド板２５により、赤外線検知
器１９およびメインプリント基板２５の主要部のシール
ドケースが構成されており、ケース体１４は、カセグレ
ン方式の光学系の１次反射鏡１６と、メインプリント基
板２４の保持機構と、シールドケースの一部構成部材
と、赤外線検知器２０の取付部との機能を兼備してお
り、特に高さを格段に縮小出来るので、天井等に取り付
けた場合に目立たないものとなる利点がある。

＜考案の効果＞ 以上のように本考案の受動型赤外線検出装置によれば、
カセグレン方式の光学系の１次反射鏡を、各検知エリア
を設定する個別の光軸を有する各反射面が光学的に不連
続に且つ環状に連設された形状とする他に、２次反射鏡
も、１次反射鏡の各反射面にそれぞれ対向される各反射
面が光学的に不連続に且つ環状に連設された形状とした
ので、２次反射鏡を不使用部分が生じることなく有効に
活用できるので、小型化しながらも十分な検出感度を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の縦断面図、 第２図はその光学図、 第３図は第１図の１次反射鏡の底面図、 第４図は同１次反射鏡に正面図、 第５図は第１図の２次反射鏡の平面図、 第６図は同２次反射鏡の側面図、 第７図は従来装置の光学図、 第８図は他の従来装置の光学図、 第９図は更に他の従来装置の光学図である。 １６……１次反射鏡 １６１ａ〜１６１ｆ……１次反射鏡の反射面 １６２ａ〜１６２ｌ……１次反射鏡の反射面 ２０……赤外線検知器 ２６……２次反射鏡 ２６１ａ〜２６１ｆ……２次反射鏡の反射面 ２６２ａ〜２６２ｆ……２次反射鏡の反射面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入射した赤外線光束をその変動量に応じた
   電気信号に変換する赤外線検知器と、１次反射鏡および
   ２次反射鏡により構成され、前記赤外線検知器の周囲の
   複数の検知エリアから放射される赤外線光束を前記赤外
   線検知器に対し集光する光学系とを備えてなる受動型赤
   外線検出装置において、前記１次反射鏡を、前記各検知
   エリアをそれぞれ設定する個別の光軸を有する各反射面
   が光学的に不連続に且つ環状に連設された形状とし、前
   記２次反射鏡を、前記１次反射鏡の各反射面にそれぞれ
   対向する各反射面が光学的に不連続に且つ環状に連設さ
   れた形状とし、この２次反射鏡の各反射面のそれぞれの
   焦点位置に前記赤外線検知器を配設してなることを特徴
   とする受動型赤外線検出装置。