JPS5924227A - 赤外線人体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は侵入警報装置、来客応対装置などに用いる赤外
線人体検知装置に関するものであし、その目的とすると
ころは、人体から発する赤外線を効率良く集光すること
ができて小型で高感度な赤外線人体検知装置を提供する
ことにある〇従来、この種の赤外線人体検知装置は、第
１図に示すように１放物面を用いた凹面鏡（１）の焦点
（Ｆ）に赤外線検出素子（２）ｔ−配置し、人体から発
する赤外線を凹面鏡１１１　ｔ−用いて集光して赤外線
検出素子（２）で検出し、この赤外線検出素子（２）出
力の変化を検出して人体検知信号を出力するようにして
いた。ところで、このように赤外線を凹面鏡ｔｔ＋　ｔ
−用いて集光する場合において、焦点距離（ｆ）が大き
い根元学的な有効開口面積が大きくなって集光エネル　
　−乎−が増大するが、焦点距離が大きくなると光学系
の光軸方向寸法が大きくなって大型化するという不都合
がある。したがって、現在−焦電製赤外線センサよりな
る赤外線検出素子（２）の感度を考慮して焦点距離（ｆ
）は３０〜４０ｆｌＫ設定されているが、より小型化す
る必要性があった。一方、第１図に示すように、凹面鏡
（１）の焦点（Ｆ）に赤外線検出素子（２）を配置した
場合、赤外線検出素子（２）および素子取付台−の影響
（Ｙ）が凹面鏡ｆｌ）の鏡石（Ｍ）の近傍にできること
になり、凹面ｍ　［１）の有効開口面積が少くなって入
射する赤外線全効率良く集光できず検出感度が低くなる
という問題があった。本発明は上記の点に鑑みて為され
たものである。

以下、実施例につ騒て図全用いて説明する。第２図乃至
第５図は本発明一実施例を示すもので、第２図および第
３図は本発明一実施例の基本構成を示す図である。いま
、実施例に用いる凹面＊　ｆｌｌは第２図に示すような
放物線を縦軸の周つに回転して得られる回転放物面を反
射面としたものであって、光軸（Ｐ）と平行に入射する
光が焦点（Ｆ）に集光されるようになっている。この凹
面鏡口）は鏡石（Ｍ）を通る一焦点面（紙面と直角な焦
点面）の近傍部分（Ｘ）　ｔ−切除して２分割され、分
割された両分副鏡（１１）（１ｍ）は第３図に示すよう
に各分割鏡（ｉｔ）Ｏｓ）の焦点（Ｆ）が合致するよう
に接合されて複合凹面鏡（３）が形成される。（４）は
焦点（Ｆ）と複合凹面鏡（３）の接合部中央との間に配
設された平面鏡であｐｌこの平面鏡（４）によって複合
凹面鏡（３）の焦点（Ｆ）に集光されるべき光が反射さ
れ、焦点（Ｆ）は複合凹面鏡（３）の接合部中央に移動
させられる。

この接合部中央に移動させられた焦点（Ｆつに赤外線検
出素子（２）が配設されており、複合凹面鏡（３）およ
び平面８（４）を介して集光された赤外線がこの赤外線
検出素子（２）によって検出される。ここに、焦点（Ｆ
つに配置される赤外線検出素子（２）は、有機系焦電体
（ｐＶＦｇ）あルイは無機系焦電体（ＬｉＮｂＯ５。

ＬｉＴａ０ｓ）ｋ用いた焦電型赤外線センサである。

いま、実施例にあっては、複合凹面鏡（３）の焦点（Ｆ
）に集光されるべき赤外線を平面鏡（４）によって反射
さゼて、複合凹面鏡（３）の接合部中央の焦点（Ｆつに
集光するようになっており、光学系の光軸方向寸法（１
）′ｆ、焦点距離（ｆ）の略１／２〜２／３とすること
ができ、光学系の小型化が図れることになる。

また、分割鏡（１１）の光軸（Ｐｌ）に平行な°入射光
（■１）と、分割鏡（ｉｓ）の光軸（Ｐｇ）　Ｋ平行な
入射光（■１）とが焦点ＣＦ’＞Ｋ集光され、赤外線検
出素子（２）にて２方向から入射する赤外線の変化を同
時に検出しておシ、赤外線検出素子（２）の出力に基い
て人体検知回路（後述する）から人体検知信号が出力さ
れるようになっている。この場合、複合凹面鏡（８）に
は凹面鏡＋１１の鏡石（Ｍ）の近傍部分（Ｘ）が含まれ
ていないので、平面鏡（４）および取付台ａ＠の影が複
合凹面鏡（３）に投影されることがない。すなわち、複
合凹面鏡（３）にて集光される入射光＜　Ｉ　１）（Ｉ
ｌ）の光路が入射方向に対して開りた状態になるようＫ
Ｌ、入射光（Ｉ　り（Ｉ　＊）の光路間に複合凹面鏡（
８）の焦点（Ｆ）全位置せしめるとともに平面鏡（４）
を配置することにより、入射光（Ｉ　１）（Ｉ　富）が
平面鏡（４）によって遣られることなく焦点（Ｆ９に集
光されるようになっている。したがって、複合凹面鏡（
３）Ｋよる赤外線の集光効率が良くなって感度の高い人
体検知装置を提供できることになる。

以下、諷４図およびｗ、５図に示す具体例について説明
する。叫はＡＢＳ樹脂あるいはアクリル樹脂製の成形体
よりなるミラ一部であシ、所定形状の曲面を有する鏡面
部（１１）の表面にはアルミ蒸着膜よりなる反射層（１
′４が形成されることによシ前記複合凹面鏡（３）が形
成されている。この鏡面部（１１）の周囲にはフード部
（Ｉｌが設けられ、鏡面部（１１）の裏側には人体検知
回路が実装されたプリント基板Ｈを収納する凹部−が設
けられている。Ｏ＠は平面鏡（４）を所定位置に配設す
る取付台であり、取付台（１時の両端をフード部−の切
欠（１３ａ）　Ｋ嵌合して固定される。（１７）は鏡面
部（ロ）中央忙突設された筒状フードであり、筒状フー
ド（Ｉ７）内にプリント基板αづに実装された赤外線検
出素子（２）が嵌挿される◇なお反射層（１２＋はニッ
ケルーフ０ムメツ十としても良く、反射率は９０饅以上
に設定することが望ましい。ところで、鏡面ｆｆｉ　（
１１１Ｋ形成される複合凹面鏡（３）は分割鏡（ｉｔｓ
）〜（ｈｓ）および分割鏡（１＊ｔ）〜（１＊ｓ）　ｆ
一体形成したものであり、各分割鏡（ｉｌｔ）〜（１−
ｓ）　、　（１ｓθ〜（１ａｓ）の焦点（Ｆ）は全て合
致させてあシ、かつ各分割鏡（１ｓｔ）　〜（ｌｓｉ）
　、　（ｂｓ）　〜（１＊ｓ）にて集光される入射光（
１１Ｉ）〜（Ｉ　ｘ　ｉ）　−（Ｉ　＊　ｔ）〜（Ｉｓ
ｉ）は第５図に示すように互いに異った方向に設定され
てお１）、２Ｘ５の方向の検知領域から入射する赤外線
を同時に集光して検出できるようになっている。ここに
複合凹面鏡（８）の焦点（Ｆ）は入射光（Ｉｌｌ）〜（
Ｉｔｓ）の光路と入射光（ｌｅｔ）〜（ｒｉｓ）の光路
との闇に位置するようにし、また、平面鏡（４）も上記
光路間に配設してあり、平面鏡（４）および取付台（Ｉ
呻の影が複合凹１１ｆｉ　鏡（８）に投影されないよう
になっている０すなわち、分割鏡（１ｓｓ）’〜（ｉｔ
ｓ）が第３図基本例の分割鏡（１１）に相当し、分割鏡
（ｉｓｌ）　〜（１−）が分割鏡（１３）に相当するよ
うな形状となっているわけであり、１０方向の検知領域
から複合凹面鏡（３）Ｋ入射する赤外線がそれぞれ効率
良く焦点（Ｆりに集光されることになる。

第６図および第７図は他の実施例を示すもので、平面鏡
（４）の反射面の要部全速蔽するスクリーン（６）ヲ平
面鏡（４）に着脱自在に設けたものであり、スクリーン
ｉｌ＋を装着したとき、いずれかの分割鏡（ｌｓｍ）に
て集光された光が反射されないようにしたものであシ、
図のようにスクリーン（５）を装着すると分割鏡（ｈ３
）にて集光される入射光（Ｉｌ）は焦点（Ｆ’）　Ｋ集
光されず、その入射光（ｈｍ）に対応する検知領域にお
ける人体検知動作は停止されることになる。図中（６１
）〜（６・）はスクリーン（５）全スムーズに所定位置
に装着するだめのガイドレールであり、いずれのカイト
レール（６１）〜（６６）間にスクリーンｆｆ１ｌ　ｋ
装着するか、および餓７図においてスクリーン（５）を
前方、後方のいずれから装着するかによって、１０方向
の検知領域のいずれの検知動作音停止させるかが選択自
在となっている。もちろん、スクリーン＋５１を複数個
装着すれば複数の検知領域の検知動作を簡単に停止させ
ることができることになる。

第８図および第９図はさらに他の実施例を示すもので、
赤外線検出素子（２）へ直接光（ｒｏ）が入射しないよ
うに遮蔽板（７）ヲ設けたものであり、この遮蔽板（７
）とフード部（！碕および筒状フード（１７）とによっ
て赤外線検出素子（２）に直接赤外線が入射するのが阻
止され、誤動作の発生が防止されるようになっている。

第１０図は人体検知回路−を示すもので・赤外線検出素
子（２）の出力すなわち抵抗（Ｒ１）の両端電圧（ＶＲ
Ｏｔ増巾ｆ　ル才’Ｉ　Ｆ　：／　’ｊ　（ＯＰｔ）（
ＯＰｓ）　ヨ’り　ｆｔ増増巾シυと、増巾部副出力の
レベル変化を検出するコシパレータ（ＣＰｓ）（ＣＰｓ
）よシなるレベル判別部し４と、レベル判別部（財）の
出力（Ｖｃｓ’十Ｖｃｓ’）　ｋ波形整形してリレード
ライブ信号（ＶＤ　）　ｋ出力するコンパレータ（ＣＰ
ｓ）よりなる波形整形部間と、負荷制御接点（ｒ）を有
する制御リレー（ＲＶ）　、ＬＥＤのような動作光示ラ
ンプ（ＬＤ）およびドライブ用トランジスタ（Ｃｈ）　
（Ｑ茸）よシなる出力部−とで構成されている。

第１１図は各部の信号波形を示す図であり、いま、焦電
素子（ＰＲ）出力を増巾する電界効果トランジスタ（Ｆ
ＥＴ）　’ｅ内蔵した赤外線検出素子（２）の出力であ
るところの抵抗（Ｒ１）の両端電圧（ＶＲＩ）は検知領
域を人が通過した場合において同図（ａ）に示すように
変化する。すなわち、人が検知領域に入って人体から発
する赤外線が集電素子（ＰＥ）で受光され始めたときお
よび人が検知領域から出て赤外線が焦電素子（ＰＥ）で
受光されなくなったとき、それぞれ逆向きの電流が流れ
て抵抗（Ｒυの両端電圧（ＶＲＩ）は複極信号となる。

この赤外線検出素子（２）の出力（ＶＲＩ）は増巾部＠
０にて増巾され、レベル判別ｓ＠に入力され、レベル判
別部（社）の各コンバレー　９　（（：Ｐｔ）（ＣＰｓ
）の出力（ＶｃｓＸＶｃｍ）として同図（ｂ）　（ｃ）
に示すように赤外線検出素子（２）の出力（ＶＲｔ）の
正部分および負部分に対応する検知パルスが得られる。

この各コンパレータ（ＣＰＩＸＣＰｍ）の出力はタイオ
ード、コンデンサおよび抵抗よシなる引伸し回路（ＤＲ
ｓ）　（Ｄｌｂ）＝　Ｋよってパルス巾が伸長され、同
図（ｄ）　（ｅ）　Ｋ示す引伸し回路（ＤＲｓ）　（Ｄ
Ｒｓ）の出力ＣＶｃ’５）（Ｖｃ：）ｔ−加え合せた信
号（ＶＣ１″＋Ｖｃｓ）がレベル判別部固から出力され
る。この信号（Ｖｃｓ’＋　Ｖｃ＊’）は波形整形回路
（ハ）に入力され、同図（ｆ）に示すような巾広のリレ
ードライブ信号（ＶＤ）が形成される。リレードライブ
信号（ＶＤ）が出力部（財）Ｋ入力されると、制御リレ
ー（ＲＹ）が動作して負荷制御接点（ｒ）の常開側接点
がオンし、動作表示ランプ（ＬＤ）が点灯することＫな
る０ここに人体から発する赤外線が検知されたときに駆
動される負荷制御接点（ｒ）によってブザーなどの警報
器を制御するようＫすれば、侵入警報装置が形成される
。一方、負荷制御接点（ｒ）によって音声合成装置を制
御してメッ４−ジを発生させるようにすれば、来客応対
装置が形成されることになる。

本発明は上述のように、人体から発する赤外線を凹面鏡
を用いて集光して赤外線検出素子で検出し、赤外線検出
素子出力の変化に基いて人体検知信号を出力するように
して成る赤外線人体検知装置において、凹面鏡の鏡石を
通る一焦点面の近傍部分を切除して凹面鏡を２分割し、
各分割鏡の焦点が合致するように両分側腕を接合して複
合凹面鏡を形成し、焦点と複合凹面鏡との間に平面鏡全
配設して該焦点全複合凹面鏡の接合部に移動せしめ、該
接合部に赤外線検出素子を配設したものであり、複合凹
面鏡に平面鏡の影が投影されることがないので、人体か
ら発する赤外線を効率良く集光することができ、検知感
度を高くすることができ箋複合凹面鏡の焦点と複合凹面
鏡との間に配設した平面鏡によって該焦点を複合凹面鏡
の接合部に移動させているので、従来例に比べて光学系
の光軸方向の寸法を小さくすることができ、小型の赤外
線人体検知装置を提供することができるという利点があ
る。また、平面鏡の反射面の要部を遮蔽するスクリーン
を平面鏡に着脱自在に設け、スクリーｙｋ装着したとき
、いずれかの分割鏡にて集光された光が反射されないよ
うにすることにより、いずれかの検知領域の検知動作を
簡便に停止させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図は従来例の概略構成図、第２図および第３図は本
発明一実施例の基本構成を示す図、第４図は同上の具体
構成を示す分解斜視図、第５図（ａ）（ｂ）は同上の動
作を示す要部断面図、第６図は他の実施例の概略構成を
示す図、第７図は同上の要部斜視図、第８図はさら忙他
の実施例の要部断面図、第９図は同上の要部斜視図、第
１０図は本発明実施例の人体検知回路−の回路構成例を
示す図、第１１図（ａ）〜（ｆ）は同上の動作説明図で
ある〇（１）は凹面鏡、（１ｓ）（１ｓｔ）〜（ｌｓｓ
）、（１ｍ）（ｉｓθ〜（１□）は分割鏡、（２）は赤
外線検出素子、（３）は複合凹ｒｆＪｔ！８、（４）は
平面鏡、（ｉｌ＃’；ｔスクリーンである。 代理人　弁理士　　石　１）長　七 第１図 第４図 特開昭５９−２４２２７（６） 第５図 （Ｇ） ＋３）＋２３１５ １１へ８＋ヲい午１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　　人体から発する赤外線を凹面鏡を用いて集光
   して赤外線検出素子で検出し、赤外線検出素子出力の変
   化に基いて人体検知信号全出力するようにして成る赤外
   線人体検知装置において、凹面鏡の鏡石を通る一焦点面
   の近傍部分を切除して凹面鏡１に２分割し、各分割鏡の
   焦点が合致するように両分側腕を接合して複合凹面鏡を
   形成し、焦点と複合凹面鏡との間に平面鏡を配設して該
   焦点全複合凹面鏡の接合部に＄ＷＪせしめ、該接合部に
   赤外線検出素子を配設して成ることを特徴とする赤外線
   人体検知装置。 （２）平面鏡の反射面の要部を遮蔽するスクリーンを平
   面鏡に着脱自在に設け、スクリーンを装着したとき、い
   ずれかの分割鏡にて集光された光が反射されないように
   して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   赤外線人体検知装置。