JPH0632134B2 - 物体検知器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、人体の発する赤外線（熱線）から人体を検知
する物体検知器に関するものである。

［背景技術］ 従来の物体検知器では、第５図のように、赤外光を発す
る投光器１と、この投光器１の発する光を受光する受光
器２とで構成されたものがある。

この物体検知器では、投光器１からの光を他の照明光や
太陽光などの光と区別するために、発振器３の断続的な
パルス出力にて赤外線発光ダイオード等の発光素子４を
発光させ、これにより投光器１から断続的な赤外線ビー
ムを投光する。受光器２ではこのビームを常時受光し、
このビームが人体などの物体Ａによって遮断されたとき
にＰＩＮフォトダイオードやフォトトランジスタなどの
受光素子５出力を増幅器で増幅した出力が低下すること
より、信号処理回路７にて物体などが存在することを判
別し、リレーなどからなる出力回路８を駆動して警報出
力を発する。

ところで、上述の発光素子４の発するビームはレンズや
反射鏡などの光学系９によって拡散され、受光器２の光
学系９によって集光して受光されるようになっている
が、検知するための有効なビーム径は受光器２の光学系
９のレンズや反射鏡などの口径で決まり、一般的に従来
のこの口径は３cm〜５cm位のものが使われていた。

このような物体検知器は侵入者を検知するために屋内に
設置して使用する場合にはさほど問題はないが、門や堀
からの侵入者を検知するために屋外に設置して使用する
場合、鳥や木の葉の飛来、或いは猫などがビームを遮断
することにより誤動作を生じるという問題があった。

そこで、このような誤動作を防止するために第６図に示
すようなダブルビーム方式の物体検知器が提供されてい
る。この物体検知器は、夫々投光器１及び受光器２から
なる一対の投受光器１０を備え、一方の投受光器１０の
投光器１からの赤外光を他方の投受光器１０の受光器２
にて受光するように対向配設してある。なお、赤外線ビ
ームの間隔は２０cm程度離してある。

この物体検知器では１本の赤外線ビームが遮断されたと
しても警報出力は生じず、両投受光器１０の受光器２に
て物体が検知されたときに初めて警報出力を生じる。こ
のため、鳥や木の葉などの飛来や猫などが赤外線ビーム
を遮断することによって誤動作を生じることがない。

ところが、このようなダブルビーム方式では、投光器１
及び受光器２を１組にして２組の投受光器１０を必要と
するため、回路構成が複雑になり、且つ部品点数も多く
なり、高価となる問題があった。また、夫々の投受光器
１０に出力があるため配線も面倒になる問題もあった。

そこで、上述の点を改良した第７図に示す物体検知器が
提供されている。この物体検知器は、上述の第６図の物
体検知器のように投受光器１０を２個備えたものでな
く、投光器１から２本の赤外線ビームを発射し、この夫
々の赤外線ビームを受光する２個の受光部を備えた受光
器２を備えたものである。

この物体検知器の投光器１では１個の発光素子４の発す
る赤外光を反射鏡１１で左右に分離し、この夫々の分離
された光をさらに反射鏡１１にて先方に屈折して受光器
２に赤外線ビームを照射するようにしてある。受光器２
の受光部は上述の第６図の受光器と同一構成のものであ
る。

この物体検知器では、上述のダブルビーム方式の物体検
知器と比べると、回路構成が簡素化されている。しか
し、受光器２には第８図の受光器２と同一構成の回路を
２回路必要とし、しかも投光器２側には複数枚の反射鏡
１１を必要とするために、さほどに回路構成や構造など
は簡素化されない問題があった。

そこで、回路構成や構造などを簡素化する物体検知器と
して第８図のものが提案されている。この物体検知器
は、基本構成的には第５図のものと同様に、断続パルス
状の赤外光を発する投光器１と、この投光器１の発する
光を受光する受光器２とを１個ずつ備えたものであり、
投光器１及び受光器２の間で投受光される赤外線ビーム
の断面Ｄの面積を人体より小さな物体によっては完全に
遮断されない面積とする光学系９を投光器１及び受光器
２の夫々に設け、上記赤外線ビームが完全に遮断された
ときに人体が存在すると判定する信号処理回路を受光器
２に設けてある点に特徴がある。ここで、この物体検知
器の赤外線ビームの断面形状は例えば長円形や長方形と
してある。このような赤外線ビームの断面形状を得るた
めには光学系として例えばフレネルレンズを用いると良
い。この物体検知器の外観を第９図に示す。

この物体検知器においては、上記赤外線ビームを部分的
に遮断しても信号処理回路では物体検知出力を生じない
ので、例えば鳥や木の葉などの飛来や猫などよって警報
出力を生じることがない。従って、人体の検知を確実に
行うことができ、誤報の発生を少なくすることができ
る。しかも、投光器１及び受光器２の構造は、赤外線ビ
ームが一本であるから光学系９を除いては従来の夫々の
１個ずつの投光器１及び受光器２を備えた物体検知器と
何等変わりない構成とでき、構造を簡素化でき、コスト
も安くできる。また、配線も受光器２からの出力だけで
済み簡単となる。

このように物体検知器においては小動物などによる誤動
作を防止するために種々の工夫がなされていた。ところ
で、このような物体検知器としては投受光器を用いたも
のの他に、人体の発する熱線から人体を検知する熱線式
の物体検知器がある。この種の熱線検知器でも上述のよ
うに小動物により誤動作を生じるという問題があった。
なお、熱線式の場合には、木の葉は外気温とほぼ同じで
あるため、木の葉を検出することはなく、よって誤動作
は起こさない。

そこで、この熱線式の物体検知器においても種々の対策
がなされている。その一例としては、例えば、焦電素子
として複数のエレメントを備えるものを用い、夫々のエ
レメントにて感知する熱線の検知エリアは重ならないよ
うにしておき、両検知エリアの両方で同時に熱線が検知
されたときに物体が存在するとし、小物体に対する誤動
作を防止するようにしていた。

しかし、この方法によると、例えば同時入力性の外乱ノ
イズがあった場合、人体との識別ができず、誤動作を起
こすという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、焦電素子を用いた物体検知器におい
て、小動物により誤動作を防止でき、しかも同時入力性
の外乱ノイズによる誤動作を起こさないようにすること
にある。

［発明の開示］ （構成） 本発明は、垂直面内で円形の検知エリアを有する２個の
エレメントからなる焦電素子を備え、人体よりも大きな
ものが夫々のエレメントの検知エリア間で移動した場合
に夫々の出力状態が時間的に重なり、且つ夫々のエレメ
ントの検知エリアの重なる部分が小動物の背丈より上方
に位置するように、焦電素子の各エレメントを人体が移
動する方向に平行に配列し、上記各エレメントの出力が
完全に重なることなく部分的に重なる場合に人体が存在
すると判定する信号処理回路を備えたものであり、人体
よりも大きなものが夫々のエレメントの検知エリア間で
移動した場合に夫々の出力状態が時間的に重なり、且つ
夫々のエレメントの検知エリアの重なる部分が小動物の
背丈より上方に位置するように、焦電素子の各エレメン
トを人体が移動する方向に平行に配列してあるので、人
体よりも小さい小動物が検知エリア間で移動しても、各
エレメントの出力が重なることが少なく、誤動作を起こ
す可能性が低くなり、しかも信号処理回路が各エレメン
トの出力が完全に重なるときは人体が存在すると判定し
ないようにしてあるので、同時入力性の外乱ノイズによ
る誤動作を起こさない。

（実施例） 本発明の一実施例を第１図乃至第４図に示す。本実施例
の物体検知器２５は、第１図に示すように、垂直面内で
円形の検知エリアａ，ｂを有する２個のエレメント２１
からなる焦電素子２０を備えている。ここで、焦電素子
２０の各エレメント２１は、人体Ａよりも大きなものが
夫々のエレメント２１の検知エリアａ，ｂ間で移動した
場合に夫々の出力状態が時間的に重なるように人体が移
動する方向に平行に配列してある。また、夫々のエレメ
ント２１の検知エリアａ，ｂの重なる部分は小動物の背
丈より上方に位置するようにしてある。そして、本実施
例の物体検知器２５の場合には、焦電素子２０の各エレ
メント２１出力を増幅する２個のアンプ２２と、これら
夫々のアンプ２２の出力の位相差から各エレメント２１
の出力が完全に重なることなく部分的に重なることを検
知して人体が存在するか否かを判定する信号処理回路２
３と、この信号処理回路２３の判定結果に応じた出力を
生じる出力回路２４とを備えている。

例えば、物体検知器２５の前をＡが通過した場合には、
各エレメント２１出力は第２図（ａ），（ｂ）のように
なる。このときには第２図（ｃ）に示すように時間的に
両出力が重なっているので、人体Ａであると信号処理回
路２３が判定し、出力回路２４を駆動して警報などを発
する。

また、物体検知器２５の前を小動物が通過した場合に
は、夫々のエレメント２１の検知エリアａ，ｂの重なる
部分は小動物の背丈より上方となるようにしてあるの
で、小動物がエレメント２１の検知エリアａ，ｂの重な
る部分を通過することは少ない。このため、両エレメン
ト２１出力は第３図（ａ），（ｂ）に示すようになり、
同図（ｃ）に示すように時間的な重なり出力が生じるこ
とは少ない。つまり、両検知エリアａ，ｂから同時に熱
線が検知される可能性が低くなり、誤動作を起こす確率
を下げることができる。

ところで、この物体検知器２５に同時入力性ノイズが入
力された場合には、第４図（ａ），（ｂ）に示すよう
に、全く同一の出力信号が各エレメント２１から出力さ
れ、第４図（ｃ）に示すように位相差に応じた出力が生
じない。よって、信号処理回路２３では人体Ａが存在す
るとは判定することはない。このため、同時入力性のノ
イズなどに対しても誤動作を生じない。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、垂直面内で円形の検知エリアを
有する２個のエレメントからなる焦電素子を備え、人体
よりも大きなものが夫々のエレメントの検知エリア間で
移動した場合に夫々の出力状態が時間的に重なり、且つ
夫々のエレメントの検知エリアの重なる部分が小動物の
背丈より上方に位置するように、焦電素子の各エレメン
トを人体が移動する方向に平行に配列し、上記各エレメ
ントの出力が完全に重なることなく部分的に重なる場合
に人体が存在すると判定する信号処理回路を備えたもの
であり、人体よりも大きなものが夫々のエレメントの検
知エリア間で移動した場合に夫々の出力状態が時間的に
重なり、且つ夫々のエレメントの検知エリアの重なる部
分が小動物の背丈より上方に位置するように、焦電素子
の各エレメントと人体が移動する方向に平行に並列して
あるので、人体よりも小さい小動物が検知エリア間で移
動しても、各エレメントの出力が重なることが少なく、
誤動作を起こしにくくでき、しかも信号処理回路が各エ
レメントの出力が完全に重なるときは人体が存在すると
判定しないようにしてあるので、同時入力性の外乱ノイ
ズによる誤動作を起こさない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図乃至第４図
は同上の動作説明図、第５図は従来例の構成図、第６図
は他の従来例の概略構成図、第７図はさらに他の従来例
の概略構成図、第８図はさらに他の実施例の概略構成
図、第９図は同上の外観斜視図である。 ２０は焦電素子、２１はエレメント、２３は信号処理回
路、２５は物体検知器、ａ，ｂは検知エリア、Ａは人体
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森本 亮 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−40667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−11191（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−26699（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直面内で円形の検知エリアを有する２個
   のエレメントからなる焦電素子を備え、人体よりも大き
   なものが夫々のエレメントの検知エリア間で移動した場
   合に夫々の出力状態が時間的に重なり、且つ夫々のエレ
   メントの検知エリアの重なる部分が小動物の背丈より上
   方に位置するように、焦電素子の各エレメントを人体が
   移動する方向に平行に配列し、上記各エレメントの出力
   が完全に重なることなく部分的に重なる場合に人体が存
   在すると判定する信号処理回路を備えて成ることを特徴
   とする物体検知器。