JPH095156A - Heat ray sensor - Google Patents
Heat ray sensorInfo
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- JPH095156A JPH095156A JP15931495A JP15931495A JPH095156A JP H095156 A JPH095156 A JP H095156A JP 15931495 A JP15931495 A JP 15931495A JP 15931495 A JP15931495 A JP 15931495A JP H095156 A JPH095156 A JP H095156A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、静止している物体をも
検知することができる熱線センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat ray sensor capable of detecting a stationary object.
【0002】[0002]
【従来の技術】人体から輻射される熱線を検知して視野
内に人間が存在するか否かを検知する、いわゆる熱線セ
ンサは自動ドアの開閉の制御を行うためのドアスイッチ
や防犯システムにおいて侵入者を検知するために広く使
用されているが、このような熱線センサに用いる赤外線
受光素子としては、従来においては焦電素子が広く用い
られている。なお、ここで焦電素子とは、焦電効果を有
する素子をいい、TGS,PZT,チタン酸鉛(PbT
iO3 )等が知られている。2. Description of the Related Art A so-called heat ray sensor, which detects whether or not a person is present within the field of view by detecting the heat ray radiated from the human body, penetrates into a door switch or a security system for controlling the opening and closing of an automatic door. Although widely used for detecting a person, a pyroelectric element has been widely used in the past as an infrared light receiving element used for such a heat ray sensor. It should be noted that here, the pyroelectric element means an element having a pyroelectric effect, such as TGS, PZT, and lead titanate (PbT).
iO 3 ) and the like are known.
【0003】しかし、焦電素子は受光する熱線の変化量
を検知するものであるので人間が移動している場合(以
下、移動体と称す。)には検知することができるが、静
止している人間(以下、静止体と称す。)は検知できな
いという問題がある。However, since the pyroelectric element detects the amount of change in the heat ray received, it can be detected when a human is moving (hereinafter referred to as a moving body), but it remains stationary. There is a problem that a human being (hereinafter referred to as a stationary body) cannot be detected.
【0004】しかし、ドアスイッチや侵入者検知におい
ては人間が静止している場合にも検知できることが要求
される。なぜなら、例えばドアスイッチに用いる場合を
考えると、人間がドアの近くまで進んで立ち止まること
があるが、このような場合に移動しているときには検知
できるのでドアは開くことになるが、立ち止まってしま
うと検知できないのでドアは閉まってしまうことにな
り、人間がドアに挟まれてしまう危険性がある。また侵
入者検知に用いる場合を考えると、侵入者が立ち止まっ
た場合に検知できないのでは防犯警報システムとしては
不十分であることは明らかである。However, in detecting a door switch or an intruder, it is required to be able to detect even when a person is stationary. For example, considering the case of using it for a door switch, a person may go near the door and stop, but in such a case it can be detected when moving and the door will open, but it will stop Since the door cannot be detected, the door will be closed, and there is a risk that a person will be caught in the door. In addition, considering the case of using for intruder detection, it is obvious that a security alarm system is insufficient if it cannot detect when an intruder stops.
【0005】これに対して、焦電素子と機械的チョッパ
を組み合わせることによって移動体に限らず静止体をも
検知する方式が知られている。On the other hand, there is known a method of detecting not only a moving body but also a stationary body by combining a pyroelectric element and a mechanical chopper.
【0006】図4Aはその概略の構成例を示す図であ
り、焦電素子1の前にはチョッパ2が配置されており、
そのチョッパ2の一部には窓3が開けられている。そし
て、このチョッパ2はモータ4により所定の速度で回転
される。なお、図4Aにおいては光学系は省略してい
る。FIG. 4A is a diagram showing a schematic configuration example thereof, in which a chopper 2 is arranged in front of the pyroelectric element 1,
A window 3 is opened in a part of the chopper 2. The chopper 2 is rotated by the motor 4 at a predetermined speed. The optical system is omitted in FIG. 4A.
【0007】従って、例えば図4BにおいてAで示す期
間に焦電素子1は窓3を通して所定の視野からの熱線を
受光するものとすると、図4BにおいてBで示す期間に
は焦電素子1はチョッパ2によってマスクされることに
なる。Therefore, for example, assuming that the pyroelectric element 1 receives heat rays from a predetermined visual field through the window 3 in the period shown by A in FIG. 4B, the pyroelectric element 1 is chopper by the period shown by B in FIG. 4B. It will be masked by 2.
【0008】ここで、チョッパ2は周囲の環境の温度
(以下、環境温度と称す。)と略同じ温度にあるから、
視野内に人間が存在しない場合には視野温度は環境温度
と略等しいので焦電素子1の出力電圧は非常に小さなも
のとなるが、視野内に静止体が存在する場合には視野温
度は環境温度とは異なるから、チョッパ2による環境温
度と視野温度との温度変化によって、図4Bのt1 ,t
2 ,t3 ,t4 ,t5 ,t6 で示す時には焦電素子1か
ら有意の出力電圧が得られることになる。Since the chopper 2 is at approximately the same temperature as the ambient environment (hereinafter referred to as the ambient temperature),
When no human is present in the visual field, the visual field temperature is substantially equal to the environmental temperature, and therefore the output voltage of the pyroelectric element 1 is very small. However, when a stationary body is present in the visual field, the visual field temperature is the environmental temperature. Since it is different from the temperature, the temperature change between the environmental temperature and the visual field temperature by the chopper 2 causes t 1 , t in FIG. 4B to change.
When indicated by 2 , t 3 , t 4 , t 5 , t 6 , a significant output voltage is obtained from the pyroelectric element 1.
【0009】従って、焦電素子1の出力電圧を閾値と比
較することによって静止体があるかどうかを検知するこ
とができる。Therefore, by comparing the output voltage of the pyroelectric element 1 with the threshold value, it is possible to detect whether or not there is a stationary body.
【0010】なお、図4Bのt1 ,t3 ,t5 は焦電素
子1がチョッパ2でマスクされている状態から窓3を通
して視野に向けられる状態に移行する時であり、図4B
のt2 ,t4 ,t6 は焦電素子1が窓3を通して視野に
向けられている状態からチョッパ2によりマスクされる
状態に移行する時であることは明らかである。Note that t 1 , t 3 , and t 5 in FIG. 4B are when the pyroelectric element 1 is changed from being masked by the chopper 2 to being directed to the visual field through the window 3, as shown in FIG. 4B.
It is clear that t 2 , t 4 and t 6 of FIG. 2 are the time when the pyroelectric element 1 is shifted from the state in which the pyroelectric element 1 is directed to the visual field through the window 3 to the state in which it is masked by the chopper 2.
【0011】また、図4Aの構成において移動体の検知
は、図4BのAで示す期間、即ち焦電素子1が窓3を介
して視野に向けられている期間に行うことができること
は明らかである。Further, in the configuration of FIG. 4A, it is apparent that the detection of the moving body can be performed during the period indicated by A in FIG. 4B, that is, the period in which the pyroelectric element 1 is directed to the visual field through the window 3. is there.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4A
に示す機械的チョッパを用いる方式では、チョッパ2
と、窓3を通してみた視野の背景との温度が異なるのが
一般的であり、従ってその温度差がノイズとして焦電素
子1の出力信号に現れ、必要なS/N比が確保できない
という問題がある。However, as shown in FIG.
In the method using the mechanical chopper shown in FIG.
And the temperature of the background of the field of view seen through the window 3 are different from each other. Therefore, the temperature difference appears as noise in the output signal of the pyroelectric element 1 and the necessary S / N ratio cannot be secured. is there.
【0013】これを防止するためには、チョッパ温度を
コントロールしたり、信号に演算処理を施して温度差を
補正すること等が考えられるが、装置が大型になった
り、高価になってしまうものである。In order to prevent this, it is conceivable to control the chopper temperature or perform arithmetic processing on the signals to correct the temperature difference, but the device becomes large and expensive. Is.
【0014】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、焦電素子を用いた熱線センサにおいて、機械的チ
ョッパを用いることなく、移動体は勿論のこと、静止体
をも検知することができる熱線センサを提供することを
目的とするものである。The present invention is to solve the above-mentioned problems, and in a heat ray sensor using a pyroelectric element, it is possible to detect not only a moving body but also a stationary body without using a mechanical chopper. It is an object of the present invention to provide a heat ray sensor capable of performing the above.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の熱線センサは、少なくとも一つの焦電素
子と、警戒ゾーンを設定するための光学系と、焦電素子
と光学系とを一体として静止体に対して相対運動させる
駆動手段とを備えることを特徴とする。In order to achieve the above object, the heat ray sensor of the present invention comprises at least one pyroelectric element, an optical system for setting a warning zone, a pyroelectric element and an optical system. And driving means for moving relative to the stationary body as a unit.
【0016】[0016]
【作用及び発明の効果】この熱線センサは、少なくとも
一つの焦電素子と、警戒ゾーンを設定するための光学系
とを備えるが、更に駆動手段を備えている。この駆動手
段は焦電素子と光学系とを一体として静止体に対して相
対運動させるものである。ここで、この相対運動として
は往復回転運動または往復首振り運動等を行わせればよ
い。また、光学系は反射鏡で構成されていてもよく、フ
レネルレンズで構成されていてもよいものである。This heat ray sensor comprises at least one pyroelectric element and an optical system for setting the warning zone, and further comprises a driving means. This driving means integrally moves the pyroelectric element and the optical system with respect to the stationary body. Here, as the relative movement, a reciprocating rotary movement, a reciprocating swing movement, or the like may be performed. The optical system may be composed of a reflecting mirror or Fresnel lens.
【0017】従って、静止体があった場合、熱線センサ
は当該静止体に対して相対的に運動するので、当該静止
体は当該熱線センサからは移動しているようにみえ、静
止体をも検知することが可能である。Therefore, when there is a stationary body, the heat ray sensor moves relative to the stationary body, so that the stationary body seems to be moving from the heat ray sensor, and the stationary body is also detected. It is possible to
【0018】また、この構成によれば、従来のチョッパ
を用いる方式と異なり、チョッパと背景との温度差に基
づくノイズが発生することはないので、S/Nの良好な
信号を得ることができる。Further, according to this structure, unlike the conventional method using the chopper, noise due to the temperature difference between the chopper and the background is not generated, so that a signal with a good S / N can be obtained. .
【0019】[0019]
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図1は本発明に係る熱線センサの第1の実施例の構成を
示す断面図であり、図中、10はベース、11は焦電素
子、12はカバー、13はフレネルレンズ、14は駆動
装置を示す。Embodiments will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a first embodiment of a heat ray sensor according to the present invention. In the figure, 10 is a base, 11 is a pyroelectric element, 12 is a cover, 13 is a Fresnel lens, and 14 is a driving device. Indicates.
【0020】ベース10には回路基板が収納されている
が図1では省略している。そして、ベース10には焦電
素子11が取り付けられている。焦電素子11の数は一
つでもよく、複数個でもよい。Although a circuit board is housed in the base 10, it is omitted in FIG. The pyroelectric element 11 is attached to the base 10. The number of the pyroelectric elements 11 may be one or plural.
【0021】ベース10には焦電素子11を覆ってカバ
ー12が取り付けられるが、このカバー12には警戒ゾ
ーンを設定するために一つもしくは複数のフレネルレン
ズ13が形成されている。なお、焦電素子11を複数個
配置する場合には一つの焦電素子に対して一つのフレネ
ルレンズを設けるようにするのが望ましい。A cover 12 is attached to the base 10 so as to cover the pyroelectric element 11, and one or a plurality of Fresnel lenses 13 are formed on the cover 12 to set a warning zone. When a plurality of pyroelectric elements 11 are arranged, it is desirable to provide one Fresnel lens for each pyroelectric element.
【0022】そして、ベース10、焦電素子11、カバ
ー12が一体となされたもの(以下、これをセンサ部と
称す)が駆動装置14に接続されている。この駆動装置
14はセンサ部を所定の回転軸を中心として矢印15で
示すように所定の角度範囲に渡って往復回転運動させる
ものである。このような駆動装置14は、ステッピング
モータ等を用いて構成することができる。The base 10, the pyroelectric element 11, and the cover 12 which are integrated (hereinafter referred to as a sensor portion) are connected to the driving device 14. The drive unit 14 reciprocally rotates the sensor unit about a predetermined rotation axis over a predetermined angle range as indicated by an arrow 15. Such a driving device 14 can be configured by using a stepping motor or the like.
【0023】以上のようにこの熱線センサは焦電素子1
1と、カバー12に形成されたフレネルレンズ13から
成る光学系とが一体となって運動するので、当該熱線セ
ンサの視野内に静止体があった場合、当該熱線センサと
当該静止体とは相対的に運動することになり、この静止
体を検知することができる。また、この構成によって移
動体を検知することができることは当然である。As described above, this heat ray sensor has the pyroelectric element 1
1 and the optical system including the Fresnel lens 13 formed on the cover 12 move integrally, so that when there is a stationary body in the field of view of the heat ray sensor, the heat ray sensor and the stationary body are relatively moved to each other. This stationary body can be detected. Moreover, it is natural that the moving object can be detected by this configuration.
【0024】以上、第1の実施例について説明したが、
次に第2の実施例について図2を参照して説明する。上
記の第1の実施例においては、ベース10、焦電素子1
1及びカバー12が一体となされたセンサ部を往復回転
運動させるものとしたが、この第2の実施例は焦電素子
と光学系のみを一体として往復回転運動させる点で第1
の実施例と異なっている。なお、図2において図1に示
す構成要素と同等なものについては同一の符号を付す。The first embodiment has been described above.
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the base 10 and the pyroelectric element 1 are used.
1 and the cover 12 are integrally reciprocally rotated, the second embodiment is different from the first embodiment in that only the pyroelectric element and the optical system are integrally reciprocally rotated.
Is different from the embodiment. In FIG. 2, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0025】図2において、ケース16には回路基板1
7が取り付けられ、その回路基板17には駆動装置18
が搭載されている。そして、駆動装置18にはターンテ
ーブル19が取り付けられており、そのターンテーブル
19には焦電素子11が搭載されている。また、ターン
テーブル19には焦電素子11を覆って、フレネルレン
ズ13が形成されたカバー12が取り付けられている。In FIG. 2, the circuit board 1 is provided in the case 16.
7 is mounted on the circuit board 17
Is installed. A turntable 19 is attached to the drive device 18, and the pyroelectric element 11 is mounted on the turntable 19. A cover 12 having a Fresnel lens 13 formed thereon is attached to the turntable 19 so as to cover the pyroelectric element 11.
【0026】この構成によれば、焦電素子11と、光学
系であるフレネルレンズ13とはターンテーブル19の
回転軸を中心として矢印15で示すように所定の角度範
囲に渡って往復回転運動させることができるので、移動
体に限らず、静止体をも検知することができることは上
述したところから明らかである。According to this structure, the pyroelectric element 11 and the Fresnel lens 13, which is an optical system, reciprocally rotate about the rotation axis of the turntable 19 over a predetermined angle range as indicated by an arrow 15. Therefore, not only the moving body but also the stationary body can be detected from the above description.
【0027】なお、図1、図2に示す構成の熱線センサ
は、侵入者検知を行う場所の略中央の天井に取り付ける
場合に好適である。The heat ray sensor having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 is suitable for mounting on the ceiling in the center of the place where the intruder is detected.
【0028】次に、第3の実施例について図3を参照し
て説明する。図3Aは熱線センサを正面から見た断面図
であり、図3Bは図3Aの矢印22の方向から見た断面
図である。なお、図3A,Bにおいて、図1に示す構成
要素と同等なものについては同一の符号を付す。Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 3A is a cross-sectional view of the heat ray sensor as seen from the front, and FIG. 3B is a cross-sectional view as seen from the direction of arrow 22 in FIG. 3A. 3A and 3B, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
【0029】図3Aにおいて、センサ部は駆動装置20
と軸21によって接続されている。この駆動装置20
は、図3Bの矢印23で示すようにセンサ部を往復して
首を振る運動(以下、首振り運動と称す)をさせるよう
になされている。このような駆動装置はモータ等で構成
できることは明らかである。In FIG. 3A, the sensor unit is a drive unit 20.
Are connected by a shaft 21. This drive device 20
Is configured to reciprocate the sensor unit and make a motion of swinging the head (hereinafter referred to as a swing motion) as shown by an arrow 23 in FIG. 3B. It is obvious that such a driving device can be composed of a motor or the like.
【0030】この構成によれば、焦電素子11と、カバ
ー12に形成されたフレネルレンズ13から成る光学系
とが一体となって運動するので、当該熱線センサの視野
内に静止体があった場合、当該熱線センサと当該静止体
とは相対的に運動することになり、この静止体を検知す
ることができる。また、この構成によって移動体を検知
することができることは明らかである。According to this structure, since the pyroelectric element 11 and the optical system including the Fresnel lens 13 formed on the cover 12 move integrally, there is a stationary body in the visual field of the heat ray sensor. In this case, the heat ray sensor and the stationary body move relative to each other, and the stationary body can be detected. It is also clear that this configuration can detect a moving body.
【0031】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例では警戒ゾー
ンを設定するための光学系としてフレネルレンズを用い
るものとしたが、従来の熱線センサに用いられている反
射鏡を用いることも可能であることは当然である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the Fresnel lens is used as the optical system for setting the warning zone, but it goes without saying that the reflecting mirror used in the conventional heat ray sensor can also be used.
【0032】また、上記実施例で示した構造はあくまで
も例に過ぎないものであり、本発明においては要するに
焦電素子と、警戒ゾーンを設定するための光学系とを一
体として静止体に対して何らかの相対運動をさせる構成
を備えればよいものである。Further, the structures shown in the above embodiments are merely examples, and in the present invention, in short, the pyroelectric element and the optical system for setting the warning zone are integrated with respect to the stationary body. It suffices if it is provided with a structure for performing some relative movement.
【図1】 本発明に係る熱線センサの第1の実施例の構
成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of a first embodiment of a heat ray sensor according to the present invention.
【図2】 本発明に係る熱線センサの第2の実施例の構
成を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a second embodiment of the heat ray sensor according to the present invention.
【図3】 本発明に係る熱線センサの第3の実施例の構
成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a third embodiment of the heat ray sensor according to the present invention.
【図4】 従来のチョッパを用いた静止体検知方式を説
明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional stationary object detection method using a chopper.
【符号の説明】 10…ベース、11…焦電素子、12…カバー、13…
フレネルレンズ、14…駆動装置。[Explanation of Codes] 10 ... Base, 11 ... Pyroelectric element, 12 ... Cover, 13 ...
Fresnel lens, 14 ... Drive device.
Claims (1)
ンを設定するための光学系と、焦電素子と光学系とを一
体として静止体に対して相対運動させる駆動手段とを備
えることを特徴とする熱線センサ。1. At least one pyroelectric element, an optical system for setting a warning zone, and a driving means for integrally moving the pyroelectric element and the optical system with respect to a stationary body. And a heat ray sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15931495A JPH095156A (en) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | Heat ray sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15931495A JPH095156A (en) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | Heat ray sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH095156A true JPH095156A (en) | 1997-01-10 |
Family
ID=15691095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15931495A Pending JPH095156A (en) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | Heat ray sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH095156A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015088243A1 (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-18 | 에코디엠랩 주식회사 | Infrared sensor module using rotary ultrasonic motor |
EP3159709A1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-26 | Everspring Industry Co., Ltd. | Apparatus and method for detecting azimuthal angle of heat source |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP15931495A patent/JPH095156A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015088243A1 (en) * | 2013-12-11 | 2015-06-18 | 에코디엠랩 주식회사 | Infrared sensor module using rotary ultrasonic motor |
JP2017503184A (en) * | 2013-12-11 | 2017-01-26 | エコディーエムラブ カンパニー リミテッドEco Dm Lab Co., Ltd. | Infrared sensor module using rotary ultrasonic motor |
EP3159709A1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-26 | Everspring Industry Co., Ltd. | Apparatus and method for detecting azimuthal angle of heat source |
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