JPH0612506Y2 - 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ものとして、円錐台または多
角錐台の傾斜した周面の全周に亘って複数のフレネルレ
ンズを配設するとともに、この各フレネルレンズによる
集光点を一致させて集光手段を形成し、この集光手段の
集光点に赤外線検知器を配置した受動型赤外線検出装置
がある（特開昭６１−７７７２３号公報並びに特開昭６
１−６０１３０号公報参照）。

＜考案が解決しようとする課題＞ 前記装置は、赤外線検知器の周囲からの到来赤外線を検
知できるものではあるが、赤外線検知器として一対の赤
外線検出素子が差動接続された差動型のものを用いた場
合には、この一対の赤外線検出素子の配列方向に平行な
キャンセル方向において検出感度が非常に低下するの
で、第９図に示すように、受動型赤外線検出装置１から
遠くて検出感度の悪い検知エリアａ，ｂでは、人体Ｈを
検出しにくいだけでなく、背丈の低い犬や猫等の小動物
Ａに対しては逆に検出感度が高くなるために誤報を発す
ることがあり、特に信頼性が重要な条件となる防犯警報
装置においては重大な問題となる。

一方、一対の赤外線検出素子の配列方向に対し直交する
非キャンセル方向においては、第１０図に示すように、
検出感度が低下しないことによって受動型赤外線検出装
置１から遠くに設定した検知エリアｃにおいても人体Ｈ
を検出できるが、小動物Ａも同様に検出してしまう。そ
こで、１点鎖線で示すように、検知エリアを床面に設定
しないように装置１を高い位置に設置したり、或いは上
向きにしたりして、小動物Ａを検出しない高さに検知エ
リアｄを設定することで対応しているが、設置場所や取
付状態が制限されて取付作業が困難となる欠点がある。

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、差動型の赤外線検知器によりこれの周囲の広
範囲からの到来赤外線を検知するものにおいて、取付作
業に制限を受けることなく設置でき、小動物による誤動
作を確実に防止して人体のみを正確に検出できるような
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
号に変換する一対の赤外線検出素子が差動接続された差
動型の赤外線検知器と、この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、前記光学系を、近距離に検知エリア
を設定でき且つ焦点距離の短い近距離設定用光学部を相
対向する二方向に有し、遠距離に検知エリアを設定でき
且つ焦点距離の長い遠距離設定用光学部を前記近距離設
定用光学部に対し直交する二方向に有するとともに、前
記遠距離設定用光学部が各検知エリアを分割設定する構
成したことを特徴として構成されている。

＜作用＞ 光学系の近距離設定用光学部を差動型赤外線検知器のキ
ャンセル方向に向け、且つ遠距離設定用光学部を非キャ
ンセル方向に向けて配置すれば、キャンセル方向では、
近距離に短い焦点距離による幅の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、非キャンセル方向では、検知
エリアが遠距離に設定されていて、その各検知エリアが
それぞれ複数に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
リアの分割された一部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分割数分の１に低下するの
で、誤動作することがない。

＜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、……
…ｋ１，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、………ｋ１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の内面底部には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２６１ａ〜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２６１
ａ〜２６１ｆを、焦点距離の長い遠距離設定用反射面２
６２ａ〜２６２ｆよりも上方に、つまり１次反射鏡１６
に僅かに近接させて、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〜２６１
ｆ，２６２ａ〜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、第２図，第７図および第８
図を参照しながら説明する。第２図は前記実施例の検知
エリアのパターンを示し、赤外線検知器２０の一対の赤
外線検出素子２０ａ，２０ｂが図示のように配置されて
いるので、Ｋ−Ｋ′方向が赤外線検知器２０のキャンセ
ル方向で、Ｋ−Ｋ′方向が非キャンセル方向である。

そして、前述の装置を設置する場合には、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る。従って、同図に示すように、
キャンセル方向には、１次反射鏡１６の近距離設定用反
射面１６１ａ〜１６１ｆによる近距離で、且つ焦点距離
の短い２次反射鏡２６の反射面２６１ａ〜２６１ｆによ
りそれぞれ幅の広い検知エリア１６Ａ〜１６Ｆが設定さ
れる。尚、各検知エリア１６Ａ〜１６Ｆは、１次反射鏡
１６の各反射面１６１ａ〜１６１ｆに対応する。

一方、非キャンセル方向には、１次反射鏡１６の遠距離
設定用反射面１６２ａ〜１６２ｌによる遠距離で、且つ
焦点距離の長い２次反射鏡２６の反射面２６２ａ〜２６
２ｆにより幅の狭い１２の検知エリア１６ａ〜１６ｌが
設定される。ここで、相隣接する２つの反射面部ａ１と
ｂ１、………ｋ２とｌ２を１組としてそれぞれ１つの検
知エリアが設定され、且つ１２組の反射面部ａ１とｂ
１、………ｋ２とｌ２により１２の検知エリア１６ａ〜
１６ｌ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。

また、第７図は、第２図のイ−イ線で切断して見たキャ
ンセル方向における検知エリアの説明図で、第８図は、
第２図のロ−ロ線で切断して見た非キャンセル方向にお
ける検知エリアの説明図である。そして、キャンセル方
向に人体Ｈが侵入した場合には、第７図に示すように、
この人体Ｈが広い検知エリア１６ｃのほぼ全体に位置し
て確実に検知され、小動物Ａの場合には広い検知エリア
１６Ｂの一部しか占めないので検知することがない。従
来装置では１点鎖線で示すように小動物Ａでも検知エリ
ア全体を占めていたので誤動作の原因になっていた。

また、非キャンセル方向に人体Ｈが侵入し場合には、第
８図に示すように、検知エリア１６ｃ全体に位置するの
に対し、小動物Ａは検知エリア１６ｅの２分割された何
れか一方の区域１６ｅ_１，または１６ｅ_２にしか存在で
きず、小動物Ａの検知レベルが人体Ｈに対し1/2になる
ので、誤動作することがない。

また、この実施例では小型化しても検出感度が低下しな
い構成となっている。即ち、２次反射鏡２６に、１次反
射鏡１６の各反射面１６１ａ〜１６１ｆ，１６２ａ〜１
６２ｌ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〜２６１ｆ，２６２ａ〜２６２ｆが何れも１
００％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。

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および赤外線透過フイルタ２１の
各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。

尚、本考案は前記説明並びに図面の内容によって限定さ
れるものではなく、請求の範囲を逸脱しない限り種々の
変形例をも包含し得る。例えば、光学系をフレネルレン
ズで構成してもよい。

＜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、
光学系を、近距離に検知エリアを設定でき且つ焦点距離
の短い近距離設定用光学部を相対向する二方向に有し、
遠距離に検知エリアを設定でき且つ焦点距離の長い遠距
離設定用光学部を近距離設定用光学部に対し直交する二
方向に有するとともに、前記遠距離設定用光学部が各検
知エリアを分割設定するよう構成したので、光学系の近
距離設定用光学部を差動型赤外線検知器のキャンセル方
向に向け、且つ遠距離設定用光学部を非キャンセル方向
に向けて配置することにより、何れの方向においても人
体を確実に検出するとともに、小動物により誤動作する
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の縦断面図、 第２図はその検知エリアのパターンを示す説明図、 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図はキャンセル方向における検知エリアの説明図、 第８図は非キャンセル方向における検知エリアの説明
図、 第９図は従来装置のキャンセル方向における検知エリア
の説明図、 第１０図は従来装置の非キャンセル方向における検知エ
リアの説明図である。 １６……１次反射鏡 １６１ａ〜１６１ｆ……１次反射鏡の反射面 （近距離設定用光学部） １６２ａ〜１６２ｌ……１次反射鏡の反射面 （遠距離設定用光学部） ２０……差動型赤外線検知器 ２０ａ，２０ｂ……赤外線検出素子 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一対の赤外線検出素子が差動接続さ
   れた差動型の赤外線検知器と、この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、前記光学系を、近距離に検知
   エリアを設定でき且つ焦点距離の短い近距離設定用光学
   部を相対向する二方向に有し、遠距離に検知エリアを設
   定でき且つ焦点距離の長い遠距離設定用光学部を前記近
   距離設定用光学部に対し直交する二方向に有するととも
   に、前記遠距離設定用光学部が各検知エリアを分割設定
   するよう構成したことを特徴とする受動型赤外線検出装
   置。