JPH1186152A - 光ファイバを備えた妨害検知機能付き防犯センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 防犯センサに対して設けられた妨害物を、精
度よく検出できる妨害物検知機能を備えた防犯センサを
得る。 【解決手段】 ＰＩＲ素子９を有するセンサ本体４がカ
バー５で覆われている防犯センサ１内の、前記ＰＩＲ素
子９の検知エリアＡの外側に、第１，第２のＡＩＲセン
サ８ａ，８ｂを設ける。第１のＡＩＲセンサ８ａは、前
記検知エリアＡに含まれるカバー５から下方に向けて検
知用光線ｅ１を出射し、その反射光ｒ１の光量から妨害
行為者および妨害物１９を検知し、第２のＡＩＲセンサ
８ｂは、近くの天井面２などに向けて検知用光線ｅ２を
出射し、その反射光ｒ２の光量の減少分から妨害物１９
を検知する。光ファイバ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４
ｂで前記検知用光線ｅ１，ｅ２、反射光ｒ１，ｒ２を導
き、カバー５内の迷光による影響を避ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受動型赤外線素子
（以下、「ＰＩＲ素子」という）を用いた防犯センサに
関する。

【０００２】

【従来の技術】前記防犯センサを用いた侵入者検知シス
テムは、ＰＩＲ素子が、検知エリア内の人体からの赤外
線を受けて人体と周囲温度の差から侵入者を検知するよ
うに構成されている。

【０００３】ところで、前記侵入者検知システムの動作
を阻害するために、防犯センサが設置されている室内へ
の人の出入りの多い非警戒動作中に、防犯センサの前面
に紙テープを貼り付けたり、白い塗料をスプレーして塗
布する妨害行為を行って防犯センサが人体を検知できな
いようにしておき、人が出入りしなくなった警戒動作時
に室内に侵入する場合がある。

【０００４】前記のような妨害行為が行われたとき、こ
れを検知する妨害検知機能を備えた防犯センサが特許第
２５２１５０５号公報に、また、防犯センサの検知機能
を損なうマスキング物体（以下、「妨害物」という）の
有無を検出する放射エネルギー検出装置を備えた防犯セ
ンサが特開平２−２８７２７８号公報に開示されてい
る。

【０００５】前者の視野妨害監視機能を備えた防犯セン
サは、防犯センサの前面を覆うカバーを取り付ける円板
状ケース（取付ベース）の縁部内に、接近物監視用の赤
外線投光素子と、その反射光を受光する受光素子を埋め
込み、前記赤外線投光素子からカバーの表面に沿う方向
に赤外線を出射するとともに、前記赤外線受光素子の受
光範囲を前記投光範囲と交差するカバーの表面に沿う範
囲に設定し、妨害行為者の手の指や器具等によって反射
された赤外線を前記受光素子で検出することで、妨害行
為を検知するように構成されている。

【０００６】また、後者の放射エネルギー検出装置は、
防犯センサ内に、カバーの内面の人体検知用の赤外線が
通過する部分に向けて赤外線または可視光を出射する発
光素子と、カバーの内面からの反射光を受光する受光素
子を設け、カバーの内面からの反射光に、カバーの外面
に施された妨害物からの反射光が加わって受光素子への
入射光量が増加するのを検出することで、カバーの外面
に遮蔽物があることを検出するように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前者の視野妨害監視機
能は、妨害行為者が防犯センサに接近したとき、妨害行
為者の手の指や器具からの赤外線の反射光を検出するの
で、離れた位置から白色塗料等をスプレーするような妨
害行為を検知するには、赤外線の投光量を増すなど、検
出感度を高める必要がある。また、カバーの表面に沿う
方向に赤外線を出射し、その妨害行為者の手の指や器具
からの反射光を検出しているので、カバーの表面に塗布
された白色塗料等の遮蔽物自体を検知することは困難で
ある。さらに、円板状ケースの縁部に監視用の発光素子
と受光素子とを備えた能動型赤外線センサ（ＡＩＲセン
サ）を配設するため、人体検知用のＰＩＲセンサと、監
視用のＡＩＲセンサとを、１つの基板上に取り付けるこ
とができないため、構成が複雑になる。

【０００８】また、後者の放射エネルギー検出装置は、
カバーの内面で反射した迷光量が多く、受光素子への入
射光量が多いため、遮蔽物からの反射光による増加分の
検出が難しい。さらに、カバーの前面に、ＰＩＲセンサ
が検知する遠赤外線を遮蔽し、可視光から近赤外線まで
を透過する透明な塗料や、遠赤外線から可視光までを吸
収する黒色塗料がスプレー塗布された場合は、これらの
遮蔽物からの反射光が少ないので、遮蔽物を検知するの
が困難になる。

【０００９】本発明は、前記のような問題点の解消を目
的としてなされたもので、妨害検知機能の作動中に妨害
行為がなされたときは即時に検知でき、また、防犯セン
サのカバーに、前記白色・透明・黒色塗料の塗布、紙テ
ープなどのマスキングがなされたときは、その妨害物の
存在を検知できる、妨害検知機能付き防犯センサを得る
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、受動型赤外線検知素子を備えた本体を覆
うカバー内で前記検知素子に入射する赤外線の入射光路
の外側に、検知用光線を出射する投光器と前記カバーの
外方にある妨害物からの反射光を受光する受光器とが配
置され、前記投・受光器と前記カバーの内面に近接した
位置の出射口および入射口との間に、前記検知用光線を
投光器から出射口まで導き、反射光を入射口から受光器
まで導く光ファイバを備えたものである。この構成によ
れば、投光器から出射された検知用光線を光ファイバで
導いてカバーの内面に近接した出射口から外に向かって
投光し、その反射光をカバーの内面に近接した入射口か
ら光ファイバで受光して検出用の受光器に導くように構
成したので、カバー内の迷光が前記受光器に入射するの
を極力抑制でき、カバー外側の妨害物からの反射光を十
分受光できる。したがって、妨害行為者の手の指や器具
の近接は勿論のこと、妨害物の存在も確実に検知でき
る。しかも、光ファイバは小径なので、カバーの内側に
配置されているにもかかわらず、ＰＩＲ素子の受光量を
減少させるおそれが少ない。

【００１１】さらに、本発明の好ましい実施形態では、
前記検知用光線の出射エリアは、前記検知素子の検知エ
リアの少なくとも一部と重合するように構成されてい
る。この構成によれば、前記受動型赤外線検知素子の検
知エリアに含まれるカバーの内面に検知用光線の出射口
を設けたので、前記検知エリアを含むカバーの外面に妨
害物があるとき、これを確実に検出することができる。

【００１２】さらに、本発明の好ましい実施形態では、
前記検知用光線の出射エリアは、防犯センサが取り付け
られた取付面に向けて設定されている。この構成によれ
ば、取付面からの一定した反射光が受光器に入射するの
で、例えば、カバーの外面にＰＩＲセンサを作動させる
遠赤外線を遮蔽し、ＡＩＲセンサに用いられる近赤外線
の一部を吸収する妨害物があるとき、前記受光器に入射
する光量が、吸収された分だけ減少するので、妨害物の
存在を検出することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態に係
る防犯センサの断面図である。同図において、防犯セン
サ１は、天井面２に取り付けられた取付ベース３と、こ
の取付ベース３に取り付けられたセンサ本体４と、内部
構造が見えないように、白色の高密度ポリエチレンで形
成されたカバー５とを備えている。センサ本体４は、回
路基板６と、この回路基板６に図示しないブラケットで
支持されたＰＩＲセンサ７と、前記回路基板６に装着さ
れた妨害物検知用の第１，第２の能動型赤外線センサ
（以下、「ＡＩＲセンサ」という）８ａ，８ｂとを備え
ている。前記ＰＩＲセンサ７は、遠赤外線を受けて作動
するＰＩＲ素子９と、このＰＩＲ素子９が装着され、接
続コード２０で回路基板６と電気的に接続されたセンサ
基板２１と、複数の検知エリアＡを形成する多面反射鏡
１０と、基板６に実装されている図示していない検出回
路とで構成されている。

【００１４】また、前記第１，第２のＡＩＲセンサ８
ａ，８ｂは、それぞれ近赤外線ｅ１，ｅ２を出射する投
光器１１ａ，１１ｂと、それぞれ出射した近赤外線の反
射光ｒ１，ｒ２を受光する受光器１２ａ，１２ｂと、そ
れぞれ出射光ｅ１，ｅ２をカバー５の内面に導き、カバ
ー５を通して外方に出射させる光ファイバ１３ａ，１３
ｂと、それぞれカバー５を通って戻ってきた反射光ｒ
１，ｒ２を受光器１２ａ，１２ｂに導く光ファイバ１４
ａ，１４ｂで構成されている。

【００１５】光ファイバ１３ａと１４ａの先端は、ホル
ダ１５ａに取り付けられ、カバー５の内面に形成された
取付部１６ａに下向きに装着され、人体検知エリアＡに
含まれる領域内で出射口３０ａから下方に向かって出射
光ｅ１が出射され、その反射光ｒ１が入射口３１ａから
光ファイバ１４ａで受光器１２ａに導くように構成され
ている。また、光ファイバ１３ｂと１４ｂの先端は、ホ
ルダ１５ｂに取り付けられ、このホルダ１５ｂを介して
カバー５の内面に形成された取付部１６ｂに斜め上向き
に装着され、人体検知エリアＡに含まれる領域内で出射
口３０ｂから取付ベース３の近傍の天井面２に向かって
出射光ｅ２が出射され、その反射光ｒ２が入射口３１ｂ
から光ファイバ１４ｂで受光器１２ｂに導くように構成
されている。

【００１６】こうして、前記出射口３０ａ，３０ｂおよ
び入射口３１ａ，３１ｂはカバー５の内面に近接した位
置に配置される。このように、出射口３０ａ，３０ｂが
カバー５の内面に近接しているから、カバー５の内面で
反射する迷光の発生量が少なくなる。また、入射口３１
ａ，３１ｂがカバー５の内面に近接しているから、カバ
ー５内の迷光を拾う量が少なくなる。前記第１のＡＩＲ
センサ８ａは人体検知エリアＡと重合する妨害物検知エ
リア１８ａを有し、第２のＡＩＲセンサ８ｂは人体検知
エリアＡの外側に妨害物検知エリア１８ｂを有する。カ
バー５の外面には塗料や紙テープのような妨害物１９が
付着しており、この妨害物１９により、人体からの遠赤
外線は反射または吸収され、ＡＩＲセンサ８ａ，８ｂか
らの近赤外線は反射されるか、または一部吸収されて他
部が透過する。

【００１７】さらに、前記第１のＡＩＲセンサ８ａの検
出感度は、床面からの反射光は検出せず、数十ｃｍの範
囲内の人体や金属製の器具などからの反射光ｒ１を検出
するように投光器１１ａの出射光量、および受光器１２
ａの検出感度が設定されている。また、第２のＡＩＲセ
ンサ８ｂの検出感度は、天井面２からの反射光ｒ２の光
量を基準値とし、反射光ｒ２の光量が前記基準値よりも
所定量減少したとき妨害物検知信号を出力するように検
出感度が設定されている。

【００１８】図２は、防犯センサのブロック回路図であ
る。図２において、ＰＩＲ素子９は、人体検知エリアＡ
内に人体が入ったとき、人体から放射される遠赤外線を
受けて、人体と周囲温度の差から人体を検知する。アン
プ２１は検出信号を増幅し、コンパレータ２２は入力信
号のレベルがしきい値を超えたとき人体検知信号を出力
する。マイクロコンピュータ２３は、人体検知信号が入
力されたとき侵入者があったことを示す警報指令信号ｈ
を出力回路２４に送出し、出力回路２４は予め定めた様
式、例えばリレーの接点により一定時間開放されて、警
報信号を出力する。

【００１９】第１，第２のＡＩＲセンサ８ａ，８ｂは、
そのパルス発生器２５から出力されたパルス信号が投光
器１１ａ，１１ｂに入力され、パルス状の出射光ｅ１は
図１の光ファイバ１３ａを介してカバー５の出射口３０
ａを通して下向きに出射され、出射光ｅ２はカバー５の
出射口３０ｂを通して天井面２に向かって出射される。

【００２０】第１のＡＩＲセンサ８ａは、妨害行為者の
手の指や器具がカバー５に接近すると、手の指や器具か
らの反射光ｒ１が光ファイバ１４ａを介して受光器１２
ａに入射され、受光器１２ａから出力信号が図２のゲー
ト２６ａを介してアンプ２７ａに入力される。ゲート２
６ａはパルス発生器２５からのパルス信号を受けて、出
射光と同一パルス周期の電気信号のみを選択的に通過さ
せることで、ノイズ成分を除去する。アンプ２７ａから
の増幅信号は、そのレベルがコンパレータ２８ａでしき
い値と比較される。前記しきい値は、予め手の指や器具
がカバー５から所定の距離以内に近づいたときの入力信
号のレベルがしきい値を超える値に設定されており、し
きい値を超えたときコンパレータ２８ａは妨害行為検知
信号をマイクロコンピュータ２３に出力し、マイクロコ
ンピュータ２３は出力回路２４にトラブル信号ａを出力
し、出力回路２４は、例えば別のリレーにより開放され
て、前記人体検知警報とは異なる様式の妨害行為検知警
報信号を送出する。

【００２１】また、防犯センサ１から離れた位置から妨
害行為がなされた場合、例えば、妨害行為者が防犯セン
サ１に近づくことなく、スプレーでカバー５の前面に白
色塗料を塗布した場合、第１のＡＩＲセンサ８ａは妨害
行為者の手やスプレーを検知できないが、塗布された白
色の妨害物１９によって反射光ｒ１の光量が増大する。
コンパレータ２８ａは第１の妨害物検知信号ｓ１をマイ
クロコンピュータ２３に出力し、マイクロコンピュータ
２３は出力回路２４にトラブル信号ａを出力し、出力回
路２４は前記妨害行為検知の警報信号と同じ様式、また
は異なる様式の妨害物検知警報信号を送出する。また、
カバー５から若干離れた位置に板材のような妨害物が置
かれた場合でも、この妨害物を第１のＡＩＲセンサ８ａ
が検知できることはいうまでもない。

【００２２】しかし、第１のＡＩＲセンサ８ａは、妨害
物１９が、カバー５の前面に、遠赤外線を遮蔽してＰＩ
Ｒセンサ７の動作を妨害する一方で、近赤外線の一部を
吸収して他部を透過させる透明塗料がスプレーされたも
のであるときは、妨害物１９を検知できない。これは、
妨害物１９があっても、受光器１２ａに入射する反射光
ｒ１のレベルが殆ど変化しないからである。

【００２３】第２のＡＩＲセンサ８ｂは、このような妨
害物を検知するために設けたものである。すなわち、第
２のＡＩＲセンサ８ｂの投光器１１ｂからの出射光ｅ２
は天井面２（図１）で反射され、その反射光ｒ２が光フ
ァイバ１４ｂを介して受光器１２ｂに入射し、反射光量
に応じたレベルの信号をゲート２６ｂを介してアンプ２
７ｂに出力し、その増幅信号がコンパレータ２８ｂでし
きい値と比較される。カバー５の外面に、前記透明塗料
のような妨害物１９があると、出射光ｅ２と入射光ｒ２
が１回ずつ妨害物１９を通過するので、妨害物１９によ
る光の吸収量が増し、受光器１２ｂへの入射光量が減少
する。コンパレータ２８ｂには前記入射光量の減少を考
慮したしきい値が設定されており、アンプ２７ｂから入
力された入射光量のレベルがしきい値より低い場合、コ
ンパレータ２８ｂは第２の妨害物検知信号ｓ２をマイク
ロコンピュータ２３に出力し、マイクロコンピュータ２
３は、出力回路２４にトラブル信号ａを出力し、出力回
路２４は予め定めた様式の妨害物検知警報を出力する。
前記第１と第２の妨害物検知信号ｓ１，ｓ２はマイクロ
コンピュータ２３内でオア論理がとられており、いずれ
か一方の信号ｓ１，ｓ２が存在するときに前記妨害物検
知警報信号が発せられる。

【００２４】なお、妨害物１９が、白色塗料のような近
赤外線を反射するものである場合は、受光器１２ｂに入
射する反射光量が著しく増加する。このような妨害物１
９を検出するには、コンパレータ２８ｂに前記天井面２
からの反射光量よりも高い第２のしきい値を設け、この
第２のしきい値を超えたとき妨害物検知信号をマイクロ
コンピュータ２３に送出して警報を送出させる。

【００２５】図３は、ＰＩＲセンサと、第１（下向
き），第２（上向き）のＡＩＲセンサ８ａ，８ｂの検出
機能を示す図である。この図から判るように、本実施形
態に係る防犯センサ１の第１のＡＩＲセンサ８ａは、妨
害行為および白色塗料のような近赤外線を反射する妨害
物の検出に有効である。また、第２のＡＩＲセンサ８ｂ
は、前記近赤外線を反射する妨害物の検出、透明塗料の
ように遠赤外線を遮蔽し近赤外線を一部吸収しながら透
過させる妨害物の検出、さらには、黒色塗料のように遠
赤外線から可視光線まで遮蔽し、かつ反射しない妨害物
の検出もできる。

【００２６】前記ＡＩＲセンサ８ａ，８ｂはいずれか一
方のみを用いてもよい。その実施形態を図４に示す。同
図において、第２のＡＩＲセンサは割愛されており、第
１のＡＩＲセンサ８ａは、その出射口３０ａおよび入射
口３１ａが、カバー５の内面における人体検知エリアＡ
の外側に配置されているが、妨害物検知エリア１８ａは
人体検知エリアＡと重合する方向に向けて設定されてい
る。

【００２７】本実施形態によれば、第１，第２のＡＩＲ
センサ８ａ，８ｂの出射光を光ファイバ１３ａ，１３
ｂ，１４ａ，１４ｂによって所定の位置から所定の方向
に出射し、その反射光を光ファイバで受光器１２ａ，１
２ｂに導入するように構成したので、第１，第２のＡＩ
Ｒセンサ８ａ，８ｂの配設位置の自由度が増すととも
に、１つの回路基板６上に実装することができる。ま
た、カバー５内の迷光を拾うことがないので、検出精度
の高い防犯センサ１が得られる。さらに、光ファイバ１
３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂは小径なので、カバー５
内に設けられていてＰＩＲ素子９の受光路の一部を遮っ
ている場合でも、ＰＩＲ素子９の受光量を大きく減少さ
せて人体検知精度を低下させるおそれはない。

【００２８】なお、前記各実施形態では、防犯センサを
取付面の一つである天井面に取り付けたが、壁面に取り
付けてもよい。また、第２のＡＩＲセンサの出射光を、
天井面に向けて出射したが、取付ベース３が大径であっ
てカバー５からはみ出した縁部が広い場合、その縁部の
下面（取付面の一つ）に向けて出射してもよい。また、
防犯センサを部屋のコーナ部の天井面に取り付けた場合
は近くの壁面に向けて出射し、壁面に取り付けた場合は
近くの天井面に向けて出射するようにすれば、反射光量
を大きくすることができ、検出感度を高めることができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１，第２のＡＩＲセンサの投光器からの近赤外線の出
射光をそれぞれ光ファイバで導き、カバーを通して出射
し、これらの反射光を光ファイバで導いて受光器に入射
するように構成したので、カバー内の迷光による妨害検
出精度の低下がなく、かつ、妨害行為、および白色，透
明もしくは黒色などの各種の妨害物を検出でき、しか
も、ＰＩＲセンサによる人体検知精度を低下させない防
犯センサが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る防犯センサの縦断
面図である。

【図２】第１実施形態に係る防犯センサのブロック回路
図である。

【図３】第１実施形態に係る防犯センサの妨害物別の検
出機能を示す図である。

【図４】第２実施形態に係る防犯センサの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１…防犯センサ、２…天井面、３…取付ベース、４…セ
ンサ本体、５…カバー、６…回路基板、７…ＰＩＲセン
サ、８ａ，８ｂ…第１，第２のＡＩＲセンサ、９…ＰＩ
Ｒ素子、１０…多面反射鏡、１１ａ，１１ｂ…投光器、
１２ａ，１２ｂ…受光器、１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１
４ｂ…光ファイバ、１５ａ，１５ｂ…ホルダ、１６ａ，
１６ｂ…取付部、１８ａ，１８ｂ…妨害物検知エリア、
１９…妨害物、２０…接続コード、２１…センサ基板、
３０ａ，３０ｂ…出射口、３１ａ，３１ｂ…入射口、Ａ
…人体検知エリア。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受動型赤外線検知素子を備えた本体がカ
   バーで覆われた防犯センサであって、 前記カバー内で前記検知素子に入射する赤外線の入射光
   路の外側に、検知用光線を出射する投光器と前記カバー
   の外方にある妨害物からの反射光を受光する受光器とが
   配置され、 前記投・受光器と前記カバーの内面に近接した位置の出
   射口および入射口との間に、前記検知用光線を投光器か
   ら出射口まで導き、反射光を入射口から受光器まで導く
   光ファイバが設けられた防犯センサ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記検知用光線の出
   射エリアは前記検知素子の検知エリアの少なくとも一部
   と重合している防犯センサ。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記検知用光線の出
   射エリアは前記本体が取り付けられた取付面に向けて設
   定されている防犯センサ。