JP2000036083A - 進入物監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 倉庫等への不審物の進入を、誤動作の問題を
招くことなく簡易に、且つ確実に検出することのできる
簡易な構成の進入物監視装置を提供する。 【解決手段】 特定波長のレーザ光を用いて所定の監視
領域１を走査し、各走査位置での上記特定波長の反射光
を検出する光学系３と、上記監視領域の１走査期間に亘
って上記反射光の強度を積分する積分器２１と、反射光
強度の積分値を、前記監視領域における定常的な反射光
強度の積分値の平均値を基準として設定される閾値を用
いて弁別して、前記監視領域における物体の進入を判定
する比較器２２,２３を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、倉庫等への不審物
の進入を簡易に、且つ確実に検出することのできる進入
物監視装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近時、各種のセキュリティ・シス
テムが注目されており、その１つに特定の監視領域内へ
の不審物の進入を監視する装置がある。この種の装置
は、従来では専らＴＶカメラを用いて監視領域の画像を
得、これを直接モニタする如く構成されるが、最近では
発光ダイオードから得られる赤外線光を監視領域内に照
射し、その反射光量の変化から該監視領域内における不
審物の進入を判定することも種々試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら監視領域
が屋外であったり、或いは室内であっても窓等から太陽
光が差し込むような環境下においては、太陽光に含まれ
る赤外線が多量であり、しかも昼夜において、更には気
候条件によって赤外線光量が大幅に変化する。この為、
これらの影響を受けることなく上述した反射光量の変化
から不審物の進入を検出することが困難である等の問題
がある。ちなみに太陽光等の外光の強度を検出し、これ
を用いて監視領域内から検出される反射光量を補正する
こと等が考えられているが、装置構成が相当大掛かりで
高価なものとなることが否めない。またその他の照明光
源が存在する場合、その影響を受けることも否めない。

【０００４】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、太陽光等の影響を受けることな
く、所定の監視領域内における不審物の進入を簡易にし
て確実に検出することのできる安価で実用性の高い進入
物監視装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る進入物監視装置は、特定波長のレーザ
光を用いて所定の監視領域を走査し、各走査位置での上
記特定波長の反射光を検出する光学系と、上記監視領域
の全体に亘って上記反射光の強度の積分値を求め、当該
監視領域全体の定常的な反射光強度を閾値として弁別し
て、前記監視領域における物体の進入を判定する手段を
備えたことを特徴としている。

【０００６】好ましくは請求項２に記載するように前記
レーザ光の走査を、前記監視領域の上方位置、例えば天
井に設けられたシリコン・マイクロ・オプティカル・ス
キャナからなるミラーを用いて、該ミラーに照射するレ
ーザ光の反射方向を変化させることで前記監視領域に亘
って前記レーザ光を２次元的、或いは３次元的に走査す
るように前記光学系を構成したことを特徴としている。

【０００７】また本発明の好ましい態様は、請求項３に
記載するように前記閾値として用いられる定常的な反射
光強度を、物体の進入がない条件下において前記監視領
域の全体に亘って、つまり１走査期間に亘って求められ
る反射光強度の積分値を定期的に求め、この平均値を基
準として設定することを特徴としている。

【０００８】即ち、本発明は所定の監視領域の各部の反
射光の強度をくまなく監視することに変えて、特定波長
のレーザ光を用いて走査される上記監視領域の全体的な
反射光の強度に着目している。具体的には反射光強度の
積分値として捉えられる全体的な反射光強度が、前記監
視領域の各走査位置における局部的な反射光の強度の差
異に拘わりなくほぼ一定であることに着目し、反射光の
強度の積分値に従って前記監視領域への不審物の進入を
検出することを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る進入物監視装置について説明する。

【００１０】図１は実施形態に係る進入物監視装置の概
略構成を示しており、図２はその使用形態を示してい
る。この進入物監視装置は、倉庫や事務室等の所定の監
視領域１内への不審物の進入を光学的に監視するもの
で、例えば当該監視領域１の上方位置である天井２に設
けられ、特定波長のレーザ光を用いて上記監視領域１を
走査し、各走査位置での上記特定波長の反射光を検出す
る光学系３を備えている。この光学系３は、例えば上記
特定波長のレーザ光を発振出力するレーザダイオード
（ＬＤ）等のレーザ光源４と、上記レーザ光に対する反
射角を可変してレーザ光を走査し、前記監視領域１内に
対するレーザ光の照射位置を連続的に変化させるガルバ
ノミラー（ＧＭ）からなる走査機構５と、上記レーザ光
の前記監視領域１内における反射光を上記走査に連動し
て検出するフォトダイオードＰＤからなる光検出器６を
具備して構成される。尚、光検出器６は、例えば前記レ
ーザ光源４と走査機構５との間に設けられたビームスプ
リッタ７を介して、前記監視領域１に照射されたレーザ
光の照射光路を逆向きに辿る反射光だけを受光し、その
反射光量（強度）を検出する如く設けられている。

【００１１】ちなみに前記走査機構５をなすガルバノミ
ラーは、例えば図３にその平面構成と横断面構造とを示
すようなシリコン・マイクロ・オプティカル・スキャナ
（ＳＭＯＳ）からなる。このＳＭＯＳは、例えば特開平
７−１７５００５号公報に開示されるようにシリコン基
板５ａをエッチング加工して、その中央部に任意の向き
と角度に変位可能な薄板からなる可動部を形成し、この
可動部の上面に全反射ミラー５ｂを形成したものであ
る。

【００１２】具体的には前記ＳＭＯＳは、矩形状の枠部
５ｃの内側に第１のトーションバー５ｄを介して枠状の
薄板からなる第１の可動体５ｅを形成し、更にこの第１
の可動体５ｅの内側に前記第１のトーションバー５ｄと
直交する第２のトーションバー５ｆを介して平板状の第
２の可動体５ｇを形成し、この第２の可動体５ｇの上面
に前記全反射ミラー５ｂを形成した構造を有する。そし
て前記第１の可動体５ｅおよび第２の可動体５ｇの各上
面にそれぞれ形成されて電磁石をなす平面コイル（図示
せず）と、前記枠部５ｃに組み込んだ永久磁石５ｈとの
間に生起させる磁気力を用いて、前記第２の可動体５
ｇ、ひいては前記全反射ミラー５ｂを任意の方向に、且
つ任意の角度に変位させ、これによって所定の方向から
前記全反射ミラー５ｂに対して照射されるレーザ光（ビ
ーム光）を偏向し、走査する役割を果たす。

【００１３】このような光学系５を備えて監視領域１を
レーザ光を用いて走査し、その反射光を受光する如く構
成された本装置は、具体的には図１に示すように制御部
１１による制御の下で前記ガルバノミラー（走査機構）
５を駆動し、レーザ光源（ＬＤ）４から射出されたレー
ザ光の反射方向を可変するミラー駆動部１２を備えてい
る。そしてガルバノミラー５によるレーザ光の走査に連
動して、その反射光を上記ガルバノミラー５を介して前
記光検出器（ＰＤ）６により受光し、その反射光強度を
示す信号を前置増幅器１３を介して得るものとなってい
る。

【００１４】しかして上記反射光の強度から前記監視領
域１への不審物の進入を検出する監視ユニットは、前記
制御部１１によるミラー駆動回路１２の駆動制御（レー
ザ光の走査開始）に同期して、前記光検出器６から前置
増幅器１３を介して連続的に得られる反射光強度信号を
１走査期間に亘って積分する積分器２１と、前記レーザ
光の走査（走査終了）に同期して上記積分器２１から求
められる反射光の強度の積分値を、所定の弁別閾値Ｔｈ
1,Ｔｈ2と比較する第１および第２の比較器２２,２３
と、これらの比較器２２,２３の各出力を論理和して出
力するオア回路２４、そしてこのオア回路２４からの出
力を受けて警報を発する警報回路２５とを備えている。

【００１５】ちなみに上記弁別閾値Ｔｈ1,Ｔｈ2は、例
えば監視領域１への不審物等の進入がない定常的な環境
下において、平均値回路２６が複数の走査期間に亘って
前記積分器２１の出力（反射光強度の積分値）を平均化
して求めた全体的な反射光強度の平均値に基づいて上限
値設定回路（ＵＬ；アッパーリミッタ）２７および下限
値設定回路（ＬＬ；ロウワーリミッタ）２８により設定
されるもので、定常的な平均反射光強度変域値の変化幅
から外れる異常な反射光強度を弁別する為のレベルとし
て与えられる。即ち、積分器２１は、定常的な環境下に
おいてレーザ光を用いて前記監視領域１を走査した際
の、１走査期間に亘る反射光の強度Ｐの積分値Ｐintを
求めており、前記平均値回路２６は複数の走査回数にお
ける上記積分値Ｐintの平均値Ｐaveを算出している。前
記上限値設定回路２７および下限値設定回路２８は上記
平均値Ｐaveに基づいて、例えば Ｔｈ1 ＝Ｐave ＋ΔＰ Ｔｈ1 ＝Ｐave −ΔＰ として前記各弁別閾値Ｔｈ1,Ｔｈ2を設定している。
尚、上記ΔＰは、ノイズ成分等に起因する反射光強度の
積分値Ｐintの変動幅を見込んだ誤動作防止のレベルで
ある。

【００１６】尚、前記平均値回路２６による反射光強度
の積分値Ｐintの平均値Ｐaveの検出は、例えば監視装置
を作動させた際のイニシャル動作として実行することは
勿論のこと、予め設定された周期毎に実行するようにし
ても良い。また比較器２２,２３により異常が検出され
る前までの反射光強度の積分値Ｐintを、所定の走査回
数分まで遡って求めながら、これらの平均値Ｐaveとし
て逐次更新しながら求めることも勿論可能である。要す
るに監視領域１での１走査期間に亘る定常的な反射光強
度の積分値を求めるようにすれば良い。

【００１７】かくして上述した如く構成された進入物監
視装置は、基本的には特定波長のレーザ光を監視領域１
に対して走査し、監視領域１におけるレーザ光の照射位
置とレーザ光源４（ガルバノミラー５）との間に進入し
た物体により変化する光路長および該物体の反射率によ
って反射光量（反射光の強度）が変化することに着目し
て該物体の進入を検出する。特に上記構成の装置におい
ては、個々の走査位置での反射光の強度変化に着目する
ことに代えて、走査領域全体における反射光強度の総量
（積分値）に着目し、図４に示すようにレーザ光の走査
に同期して１走査周期毎に反射光強度Ｐの積分値を求め
ている。そしてその積分値Ｐintを、定常条件下におけ
る平均値Ｐaveに基づいて設定される弁別閾値Ｔｈ1,Ｔ
ｈ2との比較により、監視領域１への不審物の進入を検
出するものとなっている。従って監視領域１の各部にお
けるレーザ光の反射光の強度に大きなバラツキがある場
合であっても、積分値として示される監視領域１の全体
に亘る反射光の強度の変化として、監視領域１への不審
物の進入を確実に検出することができる。

【００１８】即ち、レーザ光が走査される監視領域１の
各部における反射光の強度は、その反射物の種類によっ
て大きく変化する。従って監視領域１における全体的な
反射光の強度を基準として各走査位置での反射光の強度
から不審物の進入を弁別しようとすると、特定の走査位
置に進入した不審物による反射光の強度変化が、上記監
視領域１における個々の走査位置での反射光の強度のバ
ラツキの範囲内に埋もれる虞がある。しかしながら本装
置においては、監視領域１（走査領域）の全体において
検出される反射光の強度の総和として、該監視領域１へ
の不審物の進入による反射光強度の変化を捉えるので、
各走査位置における局部的な反射光の強度の違いやその
変化に拘わることなく、監視領域１への不審物の進入を
確実に検出することができる。特に監視領域１に進入す
る物体は、通常、或る程度の大きさを有するので、物体
の進入による個々の走査位置における反射光の強度の変
化が小さい場合であっても、物体の存在による反射光強
度の変化が、前述した積分処理によって足し込まれるの
で、これを大きな変化として捉えることができる。従っ
てノイズ成分による反射光強度の変化と区別して、不審
物の進入を確実に検出することが可能となる。

【００１９】また本装置においては、レーザ光源４から
発せられる特定波長のレーザ光を用い、その波長成分
（不可視成分）の反射光だけを検出するようにしている
ので、仮に他の照明光源が存在するような場合であって
も、その影響を殆ど受けることなしに不審物の進入を信
頼性良く検出することができる。この場合、前記光検出
器６の受光面に、適宜、波長選択フィルタ（図示せず）
を装着することも有効である。

【００２０】更に上述した実施形態に係る装置において
は、ＳＭＯＳからなるガルバノミラー（走査機構）５を
用いてレーザ光を走査しているので、その構成が簡単で
ある上、容易にそのコンパクト化を図ることができるの
で、監視領域１の天井２等に組み付けるに好適である。
しかも前述したＳＭＯＳにおける可動部の共振を利用す
ることで、その電力消費を押さえながらレーザ光の走査
を高速に行い得る等の利点がある。

【００２１】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば前述した弁別閾値Ｔｈ1,Ｔｈ2
については、不審物の進入がない状態で検出される最初
の１走査期間に亘って積分された反射光の強度の積分値
を基準として定めた後、次の１走査期間において求めら
れた反射光の積分値を用いて上記基準を順次学習し、更
新するようにしても良い。またレーザ光による監視領域
１の走査についても、特定の監視ラインを２次元的に走
査ことのみならず、監視領域１を平面的に三次元走査し
ても良いことは言うまでもない。更にはレーザ光の走査
の手法についてもポリゴンミラーや機械的なガルバノミ
ラーを用いることも勿論可能であり、レーザ光源４の向
き自体を可変することでレーザ光を走査することも可能
である。また前述したシリコン・マイクロ・オプティカ
ル・スキャナ（ＳＭＯＳ）に代えて、トーションばねを
介して支持されたミラーを圧電振動子を用いて曲げ振動
とねじり振動を与えて共振駆動するようにしたマイクロ
・オプティカル・スキャナ等を用いることも可能であ
る。

【００２２】また監視領域１を複数の領域に区分し、各
区分領域毎に反射光強度の積分値を求めて、当該領域に
対してそれぞれ設定された弁別閾値と比較して不審物の
進入を監視することも可能である。その他、本発明はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザ光を用いて監視領域を走査し、その反射光の強度か
ら該監視領域への不審物の進入を監視するに際し、１走
査期間に亘って積分される反射光強度の積分値として、
その反射光の強度を評価するので、進入物によりレーザ
光の各走査位置における反射光強度が僅かに変化するだ
けのような場合であっても、これを確実に検出すること
ができる。しかも監視領域の個々の走査位置における反
射光の強度の差異に拘わりなく、簡易にして確実に、不
審物の進入を誤動作の虞なく高感度に検出し得る等の効
果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る進入物監視装置の概
略構成図。

【図２】図１に示す進入物監視装置の使用形態の例を示
す図。

【図３】レーザ光の走査に用いられる走査機構（ガルバ
ノメータ）としてのシリコン・マイクロ・オプティカル
・スキャナ（ＳＭＯＳ）の構成例を示す図。

【図４】図１に示す装置における反射光強度の１走査期
間に亘る積分処理と、その積分値の比較判定の概念を示
す図。

【符号の説明】

１ 監視領域 ２ 天井 ３ 光学系 ４ レーザ光源（ＬＤ） ５ 走査機構（ガルバノメータ） ６ 光検出器（ＰＤ） ７ ビームスプリッタ １１ 制御部 １２ ミラー駆動部 １３ 前置増幅器 ２１ 積分器 ２２ 比較器 ２３ 比較器 ２４ オア回路 ２５ 警報回路 ２６ 平均値回路 ２７ 上限値設定回路（ＵＬ；アッパーリミッタ） ２８ 下限値設定回路（ＬＬ；ロウワーリミッタ）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G065 AA04 AA15 AB02 AB09 AB22 AB26 AB28 BA09 BB11 BB14 BB26 BB45 BB49 BC03 BC04 BC14 BC15 BC19 BD06 CA05 DA01 DA15 5C084 AA02 AA07 AA08 AA14 AA15 AA20 BB05 BB06 BB27 CC16 CC19 DD36 DD56 DD61 DD65 DD71 EE01 EE10 GG07 GG09 GG12 GG22 GG33 GG37 GG39 GG52 GG56 GG57 GG63 GG68 GG73 GG78

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を用いて所定の監視領域を走査
   し、各走査位置での反射光を検出する光学系と、 前記レーザ光の走査に同期して上記監視領域から得られ
   る反射光の強度の積分値を求める積分手段と、 上記反射光の強度の積分値を、前記監視領域の全体にお
   ける定常的な反射光強度を閾値として弁別して、前記監
   視領域における物体の進入を判定する手段とを具備した
   ことを特徴とする進入物監視装置。
2. 【請求項２】 前記レーザ光の走査は、前記監視領域の
   上方位置に設けられたシリコン・マイクロ・オプティカ
   ル・スキャナからなるミラーを用いて前記レーザ光の照
   射方向を変化させて行われることを特徴とする請求項１
   に記載の進入物監視装置。
3. 【請求項３】 前記閾値として用いられる定常的な反射
   光強度は、物体の進入がない条件下で前記特定の走査領
   域から得られる反射光強度の積分値を基準として求めら
   れることを特徴とする請求項１に記載の進入物監視装
   置。