JP2008190923A

JP2008190923A - 熱線センサ

Info

Publication number: JP2008190923A
Application number: JP2007023756A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Egawa; 和浩江川
Original assignee: Atsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Atsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-08-21
Also published as: TW200835906A; WO2008096522A1

Abstract

【課題】屋外に設置した場合であっても、外乱の影響を排除して警戒対象区域内の侵入者を高精度に検知できる熱線センサを提供する。
【解決手段】警戒対象区域内を監視可能な検出用センサと、警戒対象区域外を監視可能な外乱排除用センサと、該両センサの検出信号に基づいて人体検知信号を出力する制御手段と、を備え、制御手段は、外乱排除用センサで熱源が検出されず検出用センサで人体が検出された場合にのみ人体検知信号を出力することを特徴とする。両センサが複数のレンズを有する光学系と該光学系に対応して配置された検出素子を備えて同一筐体内に配置されると共に、制御手段が前記筐体内に配置され、各検出素子で検出された各信号を予め設定した閾値とそれぞれ比較して人体検知信号を出力する判定部を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、焦電素子等の検出素子により遠赤外線の熱変化を検出して、警戒対象区域内の侵入者等の熱源を検知する熱線センサに係わり、特に屋外での使用に好適な熱線センサに関する。

従来、熱線センサ（受動型赤外線検知器）は、屋外の警戒用として使用する場合に次のような不都合を有しており、主に屋内用として使用されている。すなわち、この種の熱線センサは、焦電効果を利用して遠赤外線の変化（熱源の移動）を検出するものの、熱源の大きさ・距離の識別ができないため、警戒対象区域内を移動する侵入者等の熱源の検出信号と、はるか遠方を移動する例えば車両等の大きな熱源の検出信号、あるいは熱線センサの直近を通る小動物等の熱源の検出信号と、警戒対象区域内を移動する侵入者等の熱源の検出信号とを区別することが困難である。

そこで、このような不都合を解消するために、例えば特許文献１に示す熱線センサが提案されている。この熱線センサは、第１のセンサユニットと第２のセンサユニットを備え、第１のセンサユニットを検知対象の人体の上半身に受光方向を向けて、地面に達しない検知エリアを設定するように配置すると共に、第２のセンサユニットを前記検知エリアの下方であって、自身の設置位置から所定の検知距離だけ離れた地面に向けて検知エリアを設定するように配置する。そして、両センサユニットの受光素子からの出力電圧信号が所定レベルを超えた時に人体検知信号が出力されるようになっている。
特開平９−１０１３７６号公報

しかしながら、このような熱線センサにあっては、第１のセンサユニットの受光方向を人体の上半身に向けて地面に達しないように設定するため、取り付け高さを人体の上半身以上に設定できず、設置場所が限定される。また、第２のセンサユニットを自身の設置位置から所定の検知距離離れた地面に向けて検知エリアを設定することにより警戒距離を制限しているため、水溜まり等の反射により検知エリアが延びて警戒対象区域のはるか遠方を移動する車両等（外乱）の熱源も検出してしまい、警戒対象区域内における人体の移動を高精度に検出することが困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、屋外に設置した場合であっても、外乱の影響を排除して警戒対象区域内の侵入者の熱源を高精度に検知できる熱線センサを提供することにある。

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、警戒対象区域内を監視可能な検出用センサと、警戒対象区域外を監視可能な外乱排除用センサと、該両センサの検出信号に基づいて人体検知信号を出力する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記外乱排除用センサで熱源が検出されず前記検出用センサで人体が検出された場合にのみ前記人体検知信号を出力することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記両センサが、複数のレンズを有する光学系と該光学系に対応して配置された検出素子を備えて同一筐体内に配置されると共に、前記制御手段が前記筐体内に配置され、前記各検出素子で検出された各信号を予め設定した閾値とそれぞれ比較して前記人体検知信号を出力する判定部を備えることを特徴とする。

本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、外乱排除用センサで熱源が検知されず検出用センサで人体が検知された場合にのみ制御手段から人体検知信号が出力されるため、外乱が検知されている場合には人体検知信号が出力されず、外乱排除用センサにより外乱を排除しつつ、警戒対象区域内の侵入者のみを検知できて、例えば屋外に設置した場合であっても侵入者を高精度に検知することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、両センサの光学系と検出素子が同一筐体内に配置されると共に、制御手段の判定部が筐体内に配置されるため、取付けや調整を容易にすることができると共に、直近を通る小動物等の外乱要素による影響をより精度良く排除することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は、本発明に係わる熱線センサの一実施形態を示し、図１がその制御系のブロック図、図２は本発明に係わる熱線センサのカバーを取り外した状態の斜視図、図３が熱線センサの動作の一例を示すフローチャート、図４がその設置状態の説明図、図５が動作を説明するための模式図である。

図１に示すように、熱線センサ１は、光学系２ａと検出素子２ｂを有する検出用センサ２と、光学系３ａと検出素子３ｂを有する外乱排除用センサ３と、両センサ２、３の検出素子２ｂ、３ｂで検出された検出信号を処理する制御手段としての制御部４等を備えている。前記制御部４は、両センサ２、３の検出素子２ｂ、３ｂに接続された増幅部５ａ、５ｂと、この増幅部５ａ、５ｂの信号を後述する如く処理するマイコン等からなる判定部６と、この判定部６の判定結果を出力する出力部７等を備えている。

そして、この熱線センサ１は、例えば図２に示すように、所定の壁面等の取付面に取り付けられる正面視縦長のベース８と、遠赤外線透過窓を有してベース８の前面に着脱可能に取り付けられると共に内部に前記光学系２ａ、３ａ及び基板等を備えたハウシング９が配置された図示しないカバー等を備えている。また、前記光学系２ａ、３ａは、ハウジング９の開口９ａ部分に配置された複数のレンズ１０ａからなるレンズ集合体１０をそれぞれ有し、各レンズ集合体１０は、例えばハウジンク９に対して軸１１を中心に回動可能に配設されて、その向きが同一角度に調整可能に構成されている。

また、図示しない前記基板は、例えば正面視縦長のプリント基板で形成され、その上下部で前記各レンズ集合体１０の略中心位置と対応する位置には、焦電素子からなる前記検出素子２ｂ、３ｂが実装されている。また、この基板もしくは別途設けたプリント基板上には、前記制御部４が構築されており、これにより、熱線センサ１の両センサ２、３の光学系２ａ、３ａや検出素子２ｂ、３ｂ及び制御部４等が同一筐体内（同一ベース８上）に配置されている。

次に、前記熱線センサ１の動作の一例を図３のフローチャート等に基づいて説明する。先ず、熱線センサ１は、図４及び図５に示すように、警戒すべき例えば屋外の壁面１２の所定高さ位置に設置される。なお、図５における各センサ２、３の上下の位置関係は、説明の便宜上の位置を模式的に示している。

この設置状態において、検出用センサ２は、その左右方向（横方向）の複数の警戒ゾーンにより平面視正方形状で上下方向（縦方向）が側面視長方形状の警戒対象区域Ｗ１をカバーできる位置に設定され、また、外乱排除用センサ３の警戒対象区域Ｗ２は、検出用センサ２による警戒対象区域Ｗ１内において、侵入者である人体Ｍを検出しない位置に設定されている。つまり、図５に示すように、警戒対象区域Ｗ１の境界部分に侵入者（人体Ｍ）がいたとしても、外乱排除用センサ３の警戒対象区域Ｗ２が人体Ｍの所定距離上方に設定されて、外乱排除用センサ３による人体Ｍの検出ができないようになっている。

そして、このような設置状態において、図３に示すように、制御部４内に予め設定されているプログラムに従い、該プログラムが開始（Ｓ１００）されると、先ず、後述する如く検出用センサ２から出力される検出信号（信号１という）が、予め判定部６内に設定されている閾値以上か否かが判断（Ｓ１０１）され、この判断Ｓ１０１は「ＹＥＳ」になるまで繰り返される。この判断Ｓ１０１で「ＹＥＳ」の場合、すなわち図５に示すように警戒対象区域Ｗ１内に侵入者がありその人体Ｍが検出された場合は、外乱排除用センサ３による検出信号（信号２という）が前記判定部６内に設定してある閾値以上か否かが判断（Ｓ１０２）される。

この判断Ｓ１０２で「ＹＥＳ」の場合、すなわち図５に示すように、警戒対象区域Ｗ１外に車両Ｔが移動している等して、この車両Ｔを外乱排除用センサ３で検出した場合は、判断Ｓ１０１に戻り、該判断Ｓ１０１以降を繰り返す。一方、判断Ｓ１０３で「ＮＯ」の場合、すなわち警戒対象区域Ｗ１外に車両Ｔ等の熱源が存在せず外乱排除用センサ３の検出信号が閾値未満の場合は、外乱の影響はなく、判断Ｓ１０１で検出した熱源が人体Ｍ（侵入者）であると判定して、アラーム（人体検知信号）を出力（Ｓ１０３）し、その後、一連のプログラムを終了（Ｓ１０４）する。

つまり、このフローチャートの場合、検出用センサ２で警戒対象区域Ｗ１内の熱源が検出されても、外乱排除用センサ３で熱源が検出された場合は、外乱の影響があると判定してアラームは出力せず、検出用センサ２で警戒対象区域Ｗ１内の熱源が検出され、かつ外乱排除用センサ３で熱源が検出されない場合にのみ、外乱の影響がなく熱源が侵入者であると判定してアラームを出力することになる。

このように、上記実施形態の熱線センサ１によれば、外乱排除用センサ３で外乱が検知されず検出用センサ２で人体Ｍが検知された場合にのみ制御部４からアラームが出力されるため、外乱が検知されている場合にはアラームが出力されず、外乱排除用センサ３により外乱を排除しつつ、警戒対象区域Ｗ１内の侵入者（人体Ｍ）のみを検知できて、例えば熱線センサ１を屋外の壁面１２に設置した場合であっても、侵入者を高精度に検知することができる。

また、熱線センサ１の各センサ２、３が、同一筐体内に配置され、かつ各センサ２、３の光学系２ａ、３ａが軸１１によって回動可能に配設されているため、熱線センサ１の取付けや調整を容易にすることができると共に、直近を通る小動物等の外乱要素による影響をより精度良く排除することができる。

なお、上記実施形態においては、熱線センサ１の検出用センサ２と外乱排除用センサ３が同一筐体内（同一ベース８上）に配置される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば各センサ２、３を別体として、各センサ２、３もしくは別途設けた制御部により、これらを制御する構成とすることもできる。その際、検出用センサ２として、上下２つ光学系と検出素子を有して該センサ２直近の小動物等を検知しない構成を採用して、警戒対象区域内の人体をより一層高精度に検出するようにしても良い。

また、上記実施形態においては、各センサ２、３がレンズ集合体１０を有する構成としたが、レンズ集合体１０の代わりにミラー集合体を有する構成とすることもできるし、上記実施形態における、制御部４の構成やその動作等も一例であって、本発明に係わる各発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜に変更することができる。

本発明は、建物の外壁等の壁面に取り付けられて屋外の警戒対象区域を監視する屋外用の熱線センサに限らず、例えば建物の内壁等に取り付けられて、共用部に面した店舗内のみを警戒対象区域として監視するといった用途に向けた室内用の各種熱線センサにも適用できる。

本発明に係わる熱線センサの一実施形態を示す制御系のブロック図同熱線センサのカバーを取り外した状態の斜視図同熱線センサの動作の一例を示すフローチャート同設置状態の説明図同動作を説明するための模式図

符号の説明

１・・・熱線センサ、２・・・検出用センサ、２ａ・・・光学系、２ｂ・・・検出素子、３・・・外乱排除用センサ、３ａ・・・光学系、３ｂ・・・検出素子、４・・・制御部（制御手段）、５ａ、５ｂ・・・増幅部、６・・・判定部、７・・・出力部、８・・・ベース、９・・・ハウジング、１０・・・レンズ集合体、１０ａ・・・レンズ、１１・・・軸、１２・・・壁面、Ｗ１、Ｗ２・・・警戒対象区域、Ｍ・・・人体、Ｔ・・・車両。

Claims

警戒対象区域内を監視可能な検出用センサと、前記警戒対象区域外を監視可能な外乱排除用センサと、該両センサの検出信号に基づいて人体検知信号を出力する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記外乱排除用センサで熱源が検出されず前記検出用センサで人体が検出された場合にのみ前記人体検知信号を出力することを特徴とする熱線センサ。
前記両センサは、複数のレンズを有する光学系と該光学系に対応して配置された検出素子を備えて同一筐体内に配置されると共に、前記制御手段が前記筐体内に配置され、前記各検出素子で検出された各信号を予め設定した閾値とそれぞれ比較して前記人体検知信号を出力する判定部を備えることを特徴とする請求項１に記載の熱線センサ。