JPS61162785A - 赤外線侵入探知器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ハウジングによって囲まれた赤外線センサ
と、監視区域から赤外線に対して透過性を示す放射線＾
射窓を通してハウジングに入射する赤外線を赤外線セン
サに導く光学的構造体と、赤外線センサと接続されて、
この赤外線センサＱ出力信号が特定の態様で変化したと
きに信号を発生する鑑定回路とを備え、ハウジングは赤
外線発生源を有し、この赤外線発生源はこれから発生さ
れる赤外線が放射線入射窓を通った後に赤外線センサに
当るように設計されて配置され、鑑定回路は赤外線セン
サが特定の態様で減損した赤外線発生源からの放射線を
受けたときに、追加的に信号を発生するようにされた赤
外線侵入探知器に関するものである。

〔従来技術およびその問題点〕

このような赤外線侵入探知器は、例えば英国出願第２ｊ
　４１，２２８号から周知であり、この探知器では監視
区域内に侵入した対象物例えば侵入者を、これから発生
される。もしくはこれによって変わる赤外線によって探
知し、鑑定回路によって警報信号を発生するようにした
。光学的構造体およびセンサを損傷およびほこりから保
護するために、そして探知器を監視される部屋の目だた
ない位置に配置す、るために、探知器のハウジングはそ
の放射方向が例えば１０マイクロメータ付近の波長域（
例えば５〜１０マイクロメータの波−長域）の人間の人
体放射である検出すべき放射線に対して透過性を示す赤
外線透過性窓によって閉じられている。追加的な赤外線
発生源により探知器の動作状態が常にモニタされる。セ
ンサもしくは鑑定回路の故障は、赤外線パルスに電気的
に応答する信号が減損し、これによって故障信号を発生
されることにより即座に知らされる。さらに、探知器の
破壊および、例えばハウジングの窓を閉じること、すな
わち放射線入射窓に赤外線に対して不透過性を示すスプ
レーをかけること等により、探知器を侵入者の検出に対
して不感応にするといった多くの企ては、故障として同
じ方法で知らされる。

侵入者による本当の警報をあらかじめ知られている探知
器の故障と区別するために、センサへの照射は２つの場
合で異ならなければならず、鑑定回路は照射の２つのタ
イプをそれぞれに鑑定しそして表示するために正しい位
置になければならない。この目的のために、追加的な赤
外線発生源からの放射線は特有な方法で変調され、鑑定
回路はそのような変調に適合するようにされるが、これ
は回路にかなりの費用がかかる。

あるいはまた、例えば米国出願第５，７０５，７１８号
、同第４，０５８，７２６号、もし【は欧州出願第２５
，１８８、号から周知なように、光学的構造体が一群の
狭い放射線を受ける区分を構成するように配置され、鑑
定回路は放射線を受は取る区域を通して入射される住居
侵入者の動きにより生ずるセンサへの照射の変化を特定
的におよび選択的に検出して、警報信号を発生するのみ
であり、この場合放射線の変化は特有の所定の形となっ
ている。この場合もかなりの費用がかかる。

一方、米国出願第４，５５９，７４８号やその他の刊行
物により、赤外線センサが互に対向した。すなわち平行
でしかも向きが反対向きの２７）の感知素子からなる２
重センサとして設計されている赤外線侵入探知器がすで
に知られている。２つの感知素子の相互の間に小さい位
置的な変位のために各感知素子は対になった２つの隣接
した放射線を受ける部分を構成し、これらを短かい時間
差をもって連続して住居侵入者が横切る。

２つの感知素子の位置的な違いの関係から、警報発生時
には鑑定回路は少なくとも１つのそれぞれ正極性パルス
と負極性パルスを短かい間に続けて受け、これが鑑定さ
れて、例えば時間ゲート回路によって警報信号が簡単な
方法で供給される。このような鑑定は、実際には他の信
号とは別に行われる。

２重センサを有するこのような赤外線侵入探知器におい
ては、故障もしくは破壊の監視のための、センサを直接
照射する付加的な放射線発生源を使用することは効果的
でない。それは放射線発生源は２つの感知素子を同様に
照射するので、差動回路の出力信号はゼロであり、故障
もしくは破壊を検出することができない力１らである。

この発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解決し
、機能不全とは区別して、警報発生状態すなわち破壊の
企てを検出し信号を発生することができる、確実性およ
び信頼性のある安価な赤外線侵入探知器を提供すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によれば、この目的は赤外線センサが赤外線発
生源によって別様に照射を受け、かつ差動回路に接続さ
れた２つの感知素子を備えることにより達成される。

２つの感知素子が別様に照射を受けるようにするために
、赤外線発生源は感知素子の対称面に関して非対称位置
に配置されることが効果的である。すなわち、赤外線発
生源は例えば、ハウジングの放射線入射窓の端もしくは
角に横方向に配置され、これは放射線入射窓を幾分内側
にずらすか、もしくは放射線入射窓をハウジングの前側
に幾分傾けることにより可能となる。

特に効果的番こするために、ハウジングの中に光学的に
焦点を°集める装置を備え、これが赤外線発生源からの
放射線を赤外線センサに集める。

この目的のために、実際に外部からの赤外線を受けるの
に必要な光学的構造体を構成するのに光学素子が使用さ
れるが、２つの感知素子の対称面に関して非対称位置に
配置される別の光学素子が効果的に使用される。後者の
場合、従って赤外線発生源もまた対称位置に配置、され
、この場合も２つの感知素子への別様な照射が保証され
る。

機能不全の監視はこのような構成により、常に保証され
る。この目的のために鑑定回路中で何が必要かというと
入力すなわち差動回路の出力が常にあることを立証する
簡単な制御回路である。この構成において、赤外線発生
源は警報の鑑定を妨げることなく、効果的に直流電源ス
テップ中で制御され、短かい間に続いて生じる反対極性
のパルスにのみ応答し、連続した類似パルスには応答し
ない。しかし、機能不全の監視は特有の機能試験期間に
わたって周期的に行われる。この構成は、住居侵入によ
って生じる信号に類似したパルス動作を効果的に行う。

実質的な鑑定回路の変更はインバータ段階を除いて必要
ないが、これは機能試験期間において、もし赤外線発生
源からの放射線が正しく受けられた場合には、信号は何
も発生されず、また、もし完全でない放射線が入射され
た場合には、警報が発生され、正常動作の状態と監視状
態とが反転するからである。この構成により。

破壊の企ての検出のための特別のチャンネルが不要とな
る。

この発明は、図示された実施例によってより、以下によ
り詳細に説明される。

〔実施例〕

・第１図には、放射線入射窓２を有するハウジング１中
に赤外線センサ３、および放射線を監視区域５から赤外
線センサ３に導く、すなわち放射線を赤外線センサ６に
集める光学的構造体４を備えた赤外線侵入探知器が示さ
れている。

放射線入射窓２は、少なくとも人体放射の波長域、すな
わち１０マイクロメータ付近の領域、例えば５〜１５マ
イクロメータの間の波長域に・おける放射線に対して透
過性があり、また、こ、れは不要なことであるが、可視
光線に対して不透過性を示すという利点を持ち１例えば
、適当なプラスチック素材もしくは特別なガラスから成
るものである。赤外線センサ６は、上述した同じ波長域
の放射線を感知するように設計された、例えば焦電セン
サ（ｐｙｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　５ｅｎｓｏｒ　）から
なる。もし必要であれば、他の波長域の放射線を吸収し
てしまうように特別な赤外線フィルタ６を赤外線センサ
３の前面に備えることができる。光学的構造体４は便宜
上、赤外線センサ６のための一群の放射線を受ける部分
が構成されるように、互に隣接して配置された多数の反
射区分、もしくは重ね合わせられた反射区分の幾つかの
列からな名。

赤外線センサ′３は、２つの隣接した感知素子からなる
２重センサを構成、す゛るように設計されているので、
光学的構造体４は対になって隣接した放射線を受ける部
分を構成し、これらの各対の一方がそれぞれ２つの感知
素子の１つと結合している。赤外線センサ６には鑑定回
路が接続され、この鑑定回路は放射線を受ける１対の領
域を侵入者が横切ることにより生じる放射線の変化に、
特定的にそして選択的に反応する。

最も簡単に考えた場合、この鑑定回−路は差動回路７か
らなり、この差動回路７は赤外線センサ３の２つの感知
素子、および識別回路８に接続されている。赤外線セン
サ６の出力信号が短かい時間間隔の間に生じる異なる極
性の２つの十分に強いパルス、すなわち１つの正極性パ
ルスと１つの負極性パルスを示すとき、識別回路８は信
号ライン９に警報信号を発生し、これは１対の放射線を
受ける領域を通る侵入者の動きを示している。鑑定回路
またはその一部は、ハウジング１の中に設けられる代わ
りに、これから離れた所にある中央信号処理装置内置設
けられ、導線により接続されるようにすることもできる
。

このタイプの探知器は、特有のやり方で変調されて人間
から放出されるような赤外線放射に応答もする。しかし
ながら、もし探知器゛の放射線入射窓が、例えば実際に
は目に見えないが赤外線に対して非透過性を示す透明な
層でおおわれてしまい（これは−日のうちの探知器が動
作していない時に、スプレーを使って簡単に行える）、
探知器がもはや鑑定可能ないかなる放射線も受は入れな
いようになると、警報装置は動作させても機能せず、動
作上の欠陥か故意に行われた破壊か、容易に識別できな
くなる。

この問題点を解決するために、開示された探知器内には
ハウジング１０の前側に赤外線発生源１１が設けられ、
これは人間が放射する波長域と同じ波長域の放射線を発
生する。赤外線発生源１１は、例えば線形抵抗もしくは
ＰＴＯ抵抗、白熱電球もしくは発光ダイオード（ＬＩＤ
　）として設計される。放射線入射窓２は赤外線発生源
１１に対して少し後ろにずらされているので、ここから
発生される放射線は放射線入射窓２を透過し、光学的構
造体４で反射された後、赤外線センサ３に突き当ること
ができる。

赤外線発生源１１の配置は、これが２つの感知素子の対
称面から外れた所に置かれるように選択される。赤外線
発生源１１は、例えば放射線入射窓２の端に横方向に置
かれるように、すなわち中央部の外側もしくは感知器の
角にうめ込まれる。このような非対称配置にすることに
より、２つの感知素子は別様に赤外線発生源からの照射
を受け、総ての構成装置が動作し、また、放射線入射窓
２が赤外線に対して透過性を示しているときには、これ
らの２つの感知素子に接続された差動回路７の出力にゼ
ロ以外の信号が生じる。継続的な監視動作においては、
この制御信号は簡単なやり方で識別回路８の中の制御回
路によって鑑定され、この場合、制御信号がなくなると
すぐに機能不全（故障）信号が発生され、別の独立した
警報鑑定が動作する。

機能試験はまた１機能試験時にも始動させることができ
１例えば、探知・器の試験キーもしくは探知器を操作す
る中実装置からの信号によって手動で、もしくは制御回
路によって定期的にもしくは不規則に、あるいは総計的
に設定された期間に自動で行われる。機能試験は、便宜
上。

警報システムが始動されるそのつど自動で実施される。

警報システムを始動さ□せるときだけでなく、警報シス
テムが作動しておらず、監視区域に常に人がいて探知器
を故意に破壊する可能性があるときにも機能試験を行う
のが効果的である。さらに機能検査は、適当なプログラ
ムが施すしたマイクロプロ□セッサによっても、始動お
よび制御され得る。プログラムによって制御を行うと、
発明の概念としてさらに特別な利点をもつ、より高度な
ものが実施可能である。例えば、探知器を取付けてから
最初の動作に対して、赤外線発生源の強さもしくは動作
周期が決定され、侵入者が入ってきたことにより赤外線
センサが照射を受け、警報の発生が要求されるまで記憶
される。そして、これ以後の機能試験においては、赤外
線発生源１１はこれらの記憶された動作データに基いて
動作する。さらに別の鑑定のやり方においては、例えば
幾つかの閾値（スレシホールドレベル）を設定すること
により、鑑定を行うことができる。

赤外線発生源」１が、例えば約１秒間という短かい時間
の機能試験期間中に駆動回路１２によって駆動されるの
であれば、特に効果的である。この場合、赤外線センサ
３は侵入者が監視区域を横切ったときと殆ど同じように
、赤外線放射によって動作させられる。そして機能試験
期間中の警報信号の発生は、識別回路８の中の論理回路
によって停止され、同時にこの期間中、もし変調された
赤外線が感知されなければ１機能不全（故障）信号が発
生される。

第２図および第３図には別異の赤外線侵入探知器が示さ
れており、同一部分は同じ符号で示されている。最初の
実施例と異なりこの探知器の場合は、放射線入射窓１３
がハウジング１の前面に対して幾分傾斜しており、これ
によって赤外線発生源１１からの放射線が横切るのに都
合がよく、かつ入射角が大きくとれる。監視されている
部屋からの赤外線放射を受けるための光学的構造体４は
、個々の放射線受は入れ区分を構成する一連の第１の反
射器１４−および総ての区域からの放射線を赤外線セン
サ３に集める共通の第２の反射器１５からなり、折れ曲
った放射線路を形成する。第６図に詳細に示されている
後者すなわち赤外線センサ６は、縦の対称面を含む２つ
の隣接する感知素子１８．１９からなる２重赤外線セン
サとして設計され、これらの感知素子は互に向い合って
すなわち平行で方向が逆向きの関係になっている。赤外
線発生源１１からの赤外線放射を赤外線センサ６に集め
るために、ハウジング１内に別の反射器１６が設けられ
ている。これによって光学的効果により放射線が集めら
れ、侵入者の放射線強度と同じ強度を持つ十分な機能試
験放射を、最小限の出力の赤外線発生源によって供給す
ることができる。実施例において、赤外線発生源１１は
、出力がわずか約０．１ワツトのもので十分であり、こ
れは約１００℃の動作温度において抵抗５ｏΩとなるよ
うに設計される。２つの感知素子１８゜１９への照射が
同じにならないように、反射器１６はこれらの２つの感
知素子１８．１９の対称面に関して非対称位置に設けら
れる。この配置においては、反射器１６を２つの感知素
子のうちのいずれか一方のみが照射を受ける程度に横向
きに配置することも可能である。このように非対称に配
置することにより、赤外線センサ５が互に向い合った２
つの感知素子からなる２重赤外線センサであるときにも
、赤外線発生源１１が制御されどことで、赤外線センサ
３の出力が常に存在することになる。

赤外線発生源１１のための動作電圧を入れたり切ったり
する代わりに、この探知器の場合は、赤外線発生源１１
の動作右よび不動作の切換え・を、機械的な遮へい機１
７もしくは例えばカー・セル（Ｋｅｒｒ　ｃｅｌｌ　）
のような電気的に透過性を制御できる素子によって達成
させることができる。

この結果、動作につれて温度が比較的ゆっくりと上昇す
るが、抵抗要素がその熱的慣性によるものであるときに
は、このようなことは避けられる。ものであり、また、
鋭い側面をもつ放射線の増大が達成されるが、これによ
って効率が向上さ′れることになる。この処置において
は、赤外線発生源１１は常に動作させておいてもよく、
また電力節減のために、遮へい機１７により放射線が放
出される前にほんの短かい時間の間、作動させるだけで
もよい。

上述した方式において、赤外線侵入探知器の正確なそし
て信頼性のある動作、および探知器に対する妨害の監視
は、２重赤外線センサを使用することにより達成され、
簡単な機能試験のためにこの２重赤外線センサに非対称
の照射が行われ、付加的な費用を最小限におさえるよう
にされており、警報の鑑定は極めて選択的に動作しそれ
らの影響を受けない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による赤外線侵入探知器の第１の実施
例の断面図、第２図はこの発明による赤外線侵入探知器
の第２の実施例の断面図、第３図は第２の実、施例の透
視図である。 図において、１はハウジング、２と１３は放射線入射窓
、３は赤外線センサ、４は光学的構造体、５は監視区域
、６は赤外線フィルタ％７は差動回路、８は識別回路、
１１は赤外線発生源、１２は駆動回路、１４は第１の反
射器、１５は第、２の反射器、１６は反射器、１７は遮
へい機、１８と１９は感知素子である。 笥１図 亮２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジング（１）によって囲まれた赤外線センサ（
   ３）と、監視区域（５）から赤外線に対して透過性を示
   す放射線入射窓（２、１３）を通して、上記ハウジング
   （１）に入射する赤外線を上記赤外線センサ（３）に導
   く光学的構造体（４、１４、１５）と、上記赤外線セン
   サ（３）と接続されて、この赤外線センサ（３）の出力
   信号が特定の態様で変化したときに信号を発生する鑑定
   回路（７、８）とを備え、上記ハウジング（１）は赤外
   線発生源（１１）を有し、この赤外線発生源（１１）は
   これから発生される赤外線が上記放射線入射窓（２、１
   ３）を通った後に、上記赤外線センサ（３）に当るよう
   に配置され、上記鑑定回路（７、８）は赤外線センサ（
   ３）が特定の態様で減損した赤外線発生源（１１）から
   の放射線を受けたときに、追加的に信号を発生するよう
   にされ、そして、上記赤外線センサ （３）が２つの感知素子（１８、１９）を備え、これら
   の感知素子（１８、１９）は上記赤外線発生源（１１）
   によって別様に照射を受け、かつ差動回路中で互に接続
   されていることを特徴とする赤外線侵入探知器。 ２、赤外線発生源（１１）が、２つの感知素子（１８、
   １９）の対称面の外側に配置されたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の赤外線侵入探知器。 ３、赤外線発生源（１１）が、ハウジング（１）の前側
   （１０）の放射線入射窓（２、１３）の端に配置されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第
   ２項記載の赤外線侵入探知器。 ４、赤外線発生源（１１）が、放射線入射窓（２、１３
   ）の中央部の外側に配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の赤外線侵入探知器。 ５、放射線入射窓（２）が、赤外線発生源（１１）に対
   して照射方向にさげられることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項もしくは第４項記載の赤外線侵入探知器。 ６、放射線入射窓（１３）が、ハウジング（１）の前側
   に向けて傾けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項もしくは第４項記載の赤外線侵入探知器。 ７、ハウジング（１）内において反射器（４、１６）は
   、赤外線発生源（１１）からの放射線を、放射線入射窓
   （２、１３）を透過した後に、赤外線センサ（３）の方
   向に偏向するために配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載
   の赤外線侵入探知器。 ８、赤外線発生源（１１）からの放射線を赤外線センサ
   （３）の方向に偏向するための反射器（４）は、監視区
   域（５）からの放射線を赤外線センサ（３）へ導くため
   の光学的構造体の１つの素子であることを特徴とする特
   許請求の範囲第７項記載の赤外線侵入探知器。 ９、赤外線発生源（１１）からの放射線を赤外線センサ
   （３）の方向に偏向するための反射器（１６）は、監視
   区域（５）からの放射線を赤外線センサ（３）へ導くた
   めの光学的構造体（１４、１５）とは別の光学的素子で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の赤外
   線侵入探知器。 １０、放射線を偏向するための反射器（１６）は、２つ
   の感知素子（１８、１９）の対称面に関して非対称位置
   に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第９
   項記載の赤外線侵入探知器。 １１、反射器が、感知素子のいずれか一方のみを照射す
   るように配置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１０項記載の赤外線侵入探知器。 １２、鑑定回路は機能不全（故障）信号を発生する回路
   （８）を有し、この回路は２つの感知素子（１８、１９
   ）のための差動回路の出力信号が特定の値を下回ったと
   きに信号を発生することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第１１項のいずれか１項に記載の赤外線侵入
   探知器。 １３、赤外線発生源（１１）を、所定の放射線温度にお
   いて、所定の動作時間内の短かい期間にわたり動作させ
   るための装置（８、１２）が設けられていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項ないし第１２項のいずれか
   １項に記載の赤外線侵入探知器。 １４、赤外線発生源（１１）からの放射線を短かい期間
   だけ放出するための装置（１７）が設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１２項のい
   ずれか１項に記載の赤外線侵入探知器。 １５、放射線を放出するための装置が、機械的遮へい機
   （１７）にされていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１４項記載の赤外線侵入探知器。 １６、放射線を放出するための装置が、放射線に対する
   透過性を電気的に制御できる素子にされていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１４項記載の赤外線侵入探知
   器。 １７、赤外線発生源（１１）の動作時間、すなわち放出
   時間は１秒程度であり、その放射線温度は１００℃程度
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１３項ないし
   第１６項のいずれか１項に記載の赤外線侵入探知器。 １８、赤外線発生源（１１）が最大限５〜１５マイクロ
   メータの波長域の放射線を発生する熱放射器であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第１７項のい
   ずれか１項に記載の赤外線侵入探知器。