(57)【要約】【課題】安価な構成で、適正に人体を検知することができる防犯センサを提供すること。【解決手段】距離演算部１５ｂで、距離センサ１２で得られた撮像信号をもとに、イメージセンサ１１から物体１９までの距離情報を求める。占有割合演算部１５ａで、イメージセンサ１１で撮像された物体１９の面積が、イメージセンサ１１の撮像視野全体に占める割合である占有割合を求める。実寸演算部１５ｃで、イメージセンサ１１の視野角と、距離情報と用いてイメージセンサ１１の視野全体の面積を求め、この面積に占有割合を乗算して物体１９の実面積を求め、またイメージセンサ１１で占有する画素に関する情報から当該物体１９の形状情報を求め、この形状情報と実面積とから当該物体１９の実寸情報を求める。判定部１６で、実面積及び／又は実寸情報を、特定の物体１９の大きさを示す比較情報と比較して、撮像された物体１９が特定の物体１９か否かを判定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野内の被写体をレンズを介して撮像素子で撮像するイメージセンサを用い、このイメージセンサで撮像された被写体が特定の被写体か否かを判定する防犯センサにおいて、
前記被写体までの距離を少なくとも一対のレンズを介して撮像素子で撮像することにより複数の撮像信号を得る距離センサと、
前記距離センサで得られた複数の撮像信号の位相差を用いて当該距離センサから前記被写体までの距離を求め、この距離を、前記イメージセンサと前記距離センサとの位置関係の情報を用いて当該イメージセンサから前記被写体までの距離である距離情報に換算する距離演算手段と、
前記イメージセンサで撮像された被写体の面積が、前記イメージセンサの撮像視野全体に占める割合である占有割合を求める占有割合演算手段と、
前記イメージセンサの視野角と前記距離情報とより、前記距離情報の距離における前記イメージセンサの視野全体の実面積を求め、この実面積に前記占有割合を乗算して前記被写体の実面積を求める、実寸演算手段と、
前記被写体の実面積を、特定の被写体の大きさを所定範囲の値で示す比較情報と比較することにより、前記撮像された被写体が特定の被写体か否かを判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする防犯センサ。
【請求項２】
前記実寸演算手段が、更に、前記イメージセンサにおける前記被写体が撮像されている領域の画素配置情報から当該被写体の形状情報を求め、この形状情報と前記実面積とから当該被写体の実寸情報を求める機能を有し、
前記判定手段は、前記被写体の実面積及び前記被写体の実寸情報の少なくともひとつを、特定の被写体の大きさを所定範囲の値で示す比較情報と比較することにより、前記撮像された被写体が特定の被写体か否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の防犯センサ。
【請求項３】
前記イメージセンサと前記距離センサは、互いのレンズの光軸が平行で且つ近傍となるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の防犯センサ。
【請求項４】
前記イメージセンサで得られる撮像情報に応じて、前記距離センサの測距点の数を変化させることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の防犯センサ。
【請求項５】
視野内の被写体の赤外線放射量を電荷で感知する焦電型赤外線センサを用い、この焦電型赤外線センサで感知された被写体が特定の被写体か否かを判定する防犯センサにおいて、
前記被写体までの距離を少なくとも一対のレンズを介して撮像素子で撮像することにより複数の撮像信号を得る距離センサと、
前記距離センサで得られた複数の撮像信号の位相差を用いて当該距離センサから前記被写体までの距離を求め、この距離を、前記焦電型赤外線センサと前記距離センサとの位置関係の情報を用いて当該焦電型赤外線センサから前記被写体までの距離である距離情報に換算する距離演算手段と、
前記距離演算手段で得られた距離情報に応じて上限閾値及び下限閾値を設定し、焦電型赤外線センサで感知された赤外線放射量が、前記上限閾値を上回る場合もしくは前記下限閾値を下回る場合に特定の被写体でないと判定し、それ以外の場合に特定の被写体であると判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする防犯センサ。
【請求項６】
前記焦電型赤外線センサと前記距離センサは、互いのレンズの光軸が平行で且つ近傍となるように配置されていることを特徴とする請求項５に記載の防犯センサ。
【請求項７】
前記焦電型赤外線センサでの被写体の赤外線感知にて得られる画像情報に応じて、前記距離センサの測距点の数を変化させることを特徴とする請求項５または６に記載の防犯センサ。
【請求項８】
前記焦電型赤外線センサの方向を変える方向調整手段を備え、前記距離演算部が前記被写体の存在する方向を判断する演算を行い、この演算された方向に前記焦電型赤外線センサの視野の中心が向くように前記方向調整手段を制御する
ことを特徴とする請求項５から７の何れか１項に記載の防犯センサ。
【請求項９】
前記距離センサは、２つのレンズを通して前記被写体が結像される一対の１次元光センサアレイを複数配列し、これら光センサの受光強度に応じて撮像信号を得るマルチライン光センサであることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の防犯センサ。
【請求項１０】
前記判定手段に、点灯、点滅、表示、音の何れか又は全て異常を知らせる警報装置を接続し、当該判定手段は、前記特定の被写体と判定した際に、当該警報装置を作動させ、前記特定の被写体でないと判定した際に当該警報装置を作動させないように制御することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の防犯センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物等の防犯措置が必要な防犯エリアに設置され、センサ検知エリア内に人が侵入した際にそれを検知する防犯センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の防犯センサにおいては、焦電型赤外線センサを用い、このセンサで検知エリア内に侵入してきた物体の赤外線放射量を感知することにより人体を検知するものや、イメージセンサで人や物が侵入していない状態の画像を記憶しておき、イメージセンサの視野内に物体が入ると記憶されている背景との差から物体を抽出し、その動きから人体かどうかを検知するものが一般的である。
【０００３】
この種の従来の防犯センサとして、例えば特許文献１及び２に記載のものがある。
特許文献１の技術は、動体検出センサによって可視光の画像に基づいて動体を検出し、また、赤外線センサによって赤外線の量又は赤外線の変化量を検知する。そして、動体検出センサによって検出される動体の大きさを解析して、該動体の大きさが所定の大きさ以上となり、かつ赤外線センサによって検出される赤外線の量又は赤外線の変化量が所定の値以上となった場合、該動体が人体であると判定するものである。
【０００４】
特許文献２の技術は、光波形解析部によって赤外線の受光信号を解析し、これにより第１評価値Ｅ１を算出する。画像解析部によって画像情報を解析し、これによって第２評価値Ｅ２を算出する。総合判定部で、各評価値Ｅ１，Ｅ２を個別的に評価しつつ、状況に応じて２つの評価値Ｅ１，Ｅ２を加算し、その加算値に基づいて総合判定を行なう。総合判定部で人体の有無及び画策の有無の判定を行う。画像情報に基づいて画像内における人体の位置（センサからの距離）を特定し、それに基づいて赤外線センサの感度を調整する。また、画像情報を用いて人体の移動速度を求め、それに基づいて感度調整を行うものである。
【特許文献１】特開２０００−１５５１７７号公報
【特許文献２】特開２０００−３４１６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の防犯センサには、次のような問題がある。特許文献１に記載されている焦電型赤外線センサを備えた防犯センサでは、赤外線放射量の閾値を設定することによって、赤外線放射量の大きい人体と赤外線放射量の小さい犬や猫などの小動物とを区別することができる。しかし、同じ人体であっても赤外線センサから人体までの距離によって受ける赤外線による電荷量が違う為、遠い距離にいる人体を検知しようと閾値を低く設定すると、近い距離にいる犬や猫などの小動物が感知エリア内に入った場合でも検知してしまう。また、自動車等の人と比べて熱放射量の大きい物体に関しては、人体を感知可能な距離よりも遠い場所を通過してもその熱を検知してしまう。このように、本来の目的である人の侵入や接近以外で防犯センサが検知してしまう不具合が生じる。
【０００６】
また、イメージセンサを備えた防犯センサでは、侵入者の居ない状態でイメージセンサの視野内の画像を予め記憶しておき、視野内に物体が入りその画像が変わることによって、物体が入ったことを検知するようになっている。この場合、物体の形状や動きから人であるかどうかを判断することは可能ではあるが、イメージセンサに対する物体の角度によっては、撮像される形状が異なる為、形状だけで物体を識別することは難しい。また、物体の移動速度等から人体かどうかを判断することも可能であるが、イメージセンサからの距離によって実際の移動距離が変わる為、速度の絶対値を算出することはできず、人体かどうかを判断することも難しい。その他、視野（全画素）に対する物体が撮像されている画素が占める割合で、ある程度物体の大きさを認識することが可能であるが、これは撮像素子から物体の距離が分かっている場合に限られる。
【０００７】
特許文献２においては、イメージセンサのレンズを固定焦点ではなく、焦点を細かく合わせられる機能を持ったイメージセンサを用い、コントラスト方式で物体のピントの合う点を探すことにより、イメージセンサで大まかな距離を得ることも可能である。しかし、レンズや筐体が固定焦点の物よりも非常に高価になってしまう為、防犯センサが高額となってしまう。
【０００８】
イメージセンサを用いた場合を更に説明すると、図６に示すように、小さい物体１と、これよりもかなり大きな物体３が離れた位置に存在する場合、言い換えれば物体１と物体３のサイズは大きく異なる場合でも、イメージセンサの撮像素子ｆ１に近い視野２内における物体１の占める割合と、撮像素子ｆ１からかなり離れた視野４内における物体３の占める割合とは、全く同じである。これは、撮像素子ｆ１の視野が撮像素子からの距離で大きく違う為である。よって、例えば撮像素子ｆ１の近くにいる小さな虫と、撮像素子ｆ１から遠い距離にいる人とが同じ大きさで認識されてしまうので、撮像素子ｆ１に映る大きさだけでは、人体とそれ以外のものを区別することはできない。従って、イメージセンサを用いた防犯センサにおいても、従来の目的である人の侵入や接近以外で防犯センサが検知してしまう不具合が頻繁に生じる。
【０００９】
このように、人体以外の侵入及び接近を防犯センサが検知し、これに伴って防犯センサに付随するライトやアラーム等の警報装置が作動する誤作動が頻繁に起こる。このため、建造物等に設置されている防犯センサの電源が故意に切られてしまうケースがあり、この場合、本来の防犯センサとしての役割が全く果たされていないことも少なくない。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、安価な構成で、適正に人体を検知することができる防犯センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１による防犯センサは、視野内の被写体をレンズを介して撮像素子で撮像するイメージセンサを用い、このイメージセンサで撮像された被写体が特定の被写体か否かを判定する防犯センサにおいて、前記被写体までの距離を少なくとも一対のレンズを介して撮像素子で撮像することにより複数の撮像信号を得る距離センサと、前記距離センサで得られた複数の撮像信号の位相差を用いて当該距離センサから前記被写体までの距離を求め、この距離を、前記イメージセンサと前記距離センサとの位置関係の情報を用いて当該イメージセンサから前記被写体までの距離である距離情報に換算する距離演算手段と、前記イメージセンサで撮像された被写体の面積が、前記イメージセンサの撮像視野全体に占める割合である占有割合を求める占有割合演算手段と、前記イメージセンサの視野角と、前記距離情報と用いて前記イメージセンサの視野全体の実面積を求め、この実面積に前記占有割合を乗算して前記距離情報の距離における前記被写体の実面積を求めると共に、前記イメージセンサでの撮像画素数から当該被写体の形状情報を求める実寸演算手段と、前記被写体の実面積を、特定の被写体の大きさを所定範囲の値で示す比較情報と比較することにより、前記撮像された被写体が特定の被写体か否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、イメージセンサで撮像された被写体の実面積を求め、この実面積を、閾値である比較情報と比較して、撮像された被写体が特定の被写体か否かを判定するようにした。これによって、本防犯センサを建物等の防犯措置が必要な防犯エリアに設置した場合、センサ感知エリア内に人（被写体）が侵入した際にそれを正確に識別することができる。従来の防犯センサでは、被写体の大きさをセンサからの距離に応じて適正に識別できないので近い距離にいる犬や猫などの小動物や、人よりも大きい車等が感知エリア内に入った場合でも検知してしまい、イメージセンサに対する被写体の角度によっては被写体を正確に識別できなかった。
【００１２】
また、本発明の請求項２による防犯センサは、請求項１において、前記実寸演算手段が、更に、前記イメージセンサにおける前記被写体が撮像されている領域の画素配置情報から当該被写体の形状情報を求め、この形状情報と前記実面積とから当該被写体の実寸情報を求める機能を有し、前記判定手段は、前記被写体の実面積及び前記被写体の実寸情報の少なくともひとつを、特定の被写体の大きさを所定範囲の値で示す比較情報と比較することにより、前記撮像された被写体が特定の被写体か否かを判定することを特徴とする。
この構成によれば、実寸法に関する情報も加えることにより、より正確な判定を行うことができる。
【００１３】
また、本発明の請求項３による防犯センサは、請求項１または２において、前記イメージセンサと前記距離センサは、互いのレンズの光軸が平行で且つ近傍となるように配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、距離演算手段によって、距離センサから前記被写体までの距離を、イメージセンサと距離センサとの位置関係の情報を用いて当該イメージセンサから被写体までの距離情報に換算する際に、この演算を簡単とすることができる。
また、本発明の請求項４による防犯センサは、請求項１から３の何れか１項において、前記イメージセンサで得られる撮像情報に応じて、前記距離センサの測距点の数を変化させることを特徴とする。
この構成によれば、距離センサの測距点の数を少なくすれば、距離演算手段での距離の演算時間を短縮することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項５による防犯センサは、視野内の被写体の赤外線放射量を電荷で感知する焦電型赤外線センサを用い、この焦電型赤外線センサで感知された被写体が特定の被写体か否かを判定する防犯センサにおいて、前記被写体までの距離を少なくとも一対のレンズを介して撮像素子で撮像することにより複数の撮像信号を得る距離センサと、前記距離センサで得られた複数の撮像信号の位相差を用いて当該距離センサから前記被写体までの距離を求め、この距離を、前記焦電型赤外線センサと前記距離センサとの位置関係の情報を用いて当該焦電型赤外線センサから前記被写体までの距離である距離情報に換算する距離演算手段と、前記距離演算手段で得られた距離情報に応じて上限閾値及び下限閾値を設定し、焦電型赤外線センサで感知された赤外線放射量が、前記上限閾値を上回る場合もしくは前記下限閾値を下回る場合に特定の被写体でないと判定し、それ以外の場合に特定の被写体であると判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、焦電型赤外線センサ又は距離センサが被写体である物体の侵入を検知した際に、焦電型赤外線センサで視野内の赤外線放射量を検出し、距離センサで物体の位置及び距離を検知する。そして、焦電型赤外線センサで得られた赤外線放射量と距離センサから得られた物体までの距離とから、侵入した物体が人体であるか小動物であるかを判定することが可能となる。また、焦電型赤外線センサの感度を上げる為に、その指向性を高めても、光学系などで感度のある角度範囲を狭めても、距離センサで被写体である侵入物の方向が分かるので、焦電型赤外線センサをその方向に向けることができる。更に、これによって焦電型赤外線センサの感度の方向依存性を無くすことができる。
【００１６】
また、本発明の請求項６による防犯センサは、請求項５において、前記焦電型赤外線センサと前記距離センサは、互いのレンズの光軸が平行で且つ近傍となるように配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、距離演算手段によって、距離センサから被写体までの距離を、焦電型赤外線センサと距離センサとの位置関係の情報を用いて当該焦電型赤外線センサから被写体までの距離情報に換算する際に、この演算を簡単とすることができる。
また、本発明の請求項７による防犯センサは、請求項５または６において、前記焦電型赤外線センサでの被写体の赤外線感知にて得られる画像情報に応じて、前記距離センサの測距点の数を変化させることを特徴とする。
この構成によれば、距離センサの測距点の数を少なくすれば、距離演算手段での距離の演算時間を短縮することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項８による防犯センサは、請求項５から７の何れか１項において、前記焦電型赤外線センサの方向を変える方向調整手段を備え、前記距離演算部が前記被写体の存在する方向を判断する演算を行い、この演算された方向に前記焦電型赤外線センサの視野の中心が向くように前記方向調整手段を制御することを特徴とする。
この構成によれば、焦電型赤外線センサの指向性を高めて感度を上げることができ、又は、防犯センサの感知範囲のどこでも一様の感度とすることができる。
【００１８】
また、本発明の請求項９による防犯センサは、請求項１から８の何れか１項において、前記距離センサは、２つのレンズを通して前記被写体が結像される一対の１次元光センサアレイを複数配列し、これら光センサの受光強度に応じて撮像信号を得るマルチライン光センサであることを特徴とする。
この構成によれば、マルチライン光センサは安価なので防犯センサを安価に構成することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項１０による防犯センサは、請求項１から９の何れか１項において、前記判定手段に、点灯、点滅、表示、音の何れか又は全て異常を知らせる警報装置を接続し、当該判定手段は、前記特定の被写体と判定した際に、当該警報装置を作動させ、前記特定の被写体でないと判定した際に当該警報装置を作動させないように制御することを特徴とする。
この構成によれば、特定の被写体が人体である場合に、人体以外が侵入した際に確実に警報装置を作動させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、安価な構成で、適正に人体を検知する防犯センサを提供することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る防犯センサの構成を示すブロック図である。
図１に示す防犯センサ１０は、可視光のイメージセンサ１１と、距離センサ１２と、Ａ／Ｄ変換部１３，１４と、占有割合演算部１５ａと、距離演算部１５ｂと、実寸演算部１５ｃと、判定部１６とを備えて構成されており、判定部１６が警報装置１７に接続されている。
【００２２】
イメージセンサ１１は、レンズを介して所定角度の視野１８内の可視光をＣＣＤ(Charge Coupled Devices)や、ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子で受光することによって視野１８内の物体１９を撮像する。  距離センサ１２は、カメラ用の位相差検出方式のパッシブ型マルチライン距離センサ（マルチライン光センサ）を用いたものである。マルチライン光センサは、一対のレンズで受光した光信号を撮像素子で受光し、その２つの画像の差によって距離センサから被写体までの距離を算出する。マルチライン光センサのライン数や１ラインあたりの画素数を増やすことによって、広範囲かつ任意の複数点の測距を行うことができるようになっている。
【００２３】
ここで、図２及び図３を参照してマルチライン光センサ５０について説明する。
マルチライン光センサ５０は、本出願人により既に出願された距離測定装置を用いたものであり、被写体である物体１９を２つのレンズを通して光センサアレイに結像させ、この結像によって得られる２つの画像信号を出力し、２つの画像信号から物体１９までの距離を得ることが可能となっている。
【００２４】
その距離は、三角測距に基づき得られるようになっており、この三角測距の原理を、まず図２を参照して説明する。被写体である物体１９（便宜的に矢印で示してある）の光がレンズ５１、５２により、光センサアレイ５３、５４上に被写体像５６、５７として結像する。点Ｇ、点Ｈは、正面の無限遠からレンズ５１、５２の中心点Ｃ、Ｄを通過する光線（光軸５８、５９）と光センサアレイ５３、５４との交点である。
【００２５】
点Ｇと点Ｈの間の距離をＢ、光センサアレイ５３、５４とレンズ５１、５２との距離をｆｅとする。また、光軸５８、５９からの被写体像５６、５７のずれをＸ１、Ｘ２とする。このＸ１とＸ２を足した長さをＸとする。なお、Ｘは通常位相差と呼ばれる。ここで三角形ＡＣＥと三角形ＣＦＧ及び、三角形ＡＥＤと三角形ＤＨＩがそれぞれ相似であることから、物体１９までの距離ｄは次の（１）式で求められる。
ｄ＝Ｂ・ｆｅ／（Ｘ１＋Ｘ２）＝Ｂ・ｆｅ／Ｘ …（１）
位相差Ｘは被写体である物体１９が無限遠にあるとき、すなわち二つの被写体像５６、５７がレンズ５１、５２の光軸５８、５９と光センサアレイの交点にある場合を基準とした２像の相対変移である。Ｂとｆｅは定数であるので、位相差Ｘを検出することで距離ｄを求めることができる。
【００２６】
また、マルチライン光センサ５０の構成は、図３に示すように、各々１対の光センサ回路アレイ（図３は、１３０ａと１３０ｂ、１３０ｃと１３０ｄ、１３０ｅと１３０ｆの３対の例を示す）を、垂直方向ｙｎに複数対配置した構成となっている。なお、光センサ回路アレイ１３０ａの一部と１３０ｂの一部、１３０ｃの一部と１３０ｄの一部、１３０ｅの一部と１３０ｆの一部のそれぞれが、図２に示す光センサアレイ５３、５４に相当する。詳細な説明は省略するが、特公平３−６７２０３号公報に記載されているように、光センサ回路アレイ１３０ａと１３０ｂ、１３０ｃと１３０ｄ、１３０ｅと１３０ｆの上記の各一部の位置を、光センサアレイ５３、５４の図２に示す位置から図２の上下にずらして配置すれば、正面（光軸５８、５９と同じ方向）以外の斜めの方向の距離を測定することができる。すなわち、光センサ回路アレイ１３０ａと１３０ｂ、１３０ｃと１３０ｄ、１３０ｅと１３０ｆをそれぞれ分割して細分化し、細分化された光センサアレイの部分同士の対にそれぞれに三角測距の原理を適用すれば、２次元の距離分布を求めることができる。また、１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂ，１５３ａ，１５３ｂは光センサアレイ（受光部）であり、１５４ａ，１５４ｂ，１５５ａ，１５５ｂ，１５６ａ，１５６ｂは積分回路アレイ（増幅部）である。
【００２７】
更に説明すると、マルチライン光センサ５０は、隣接して配置される上段の光センサアレイ１５１ａ、１５１ｂと中段の光センサアレイ１５２ａ、１５２ｂとの間に、積分回路アレイ１５５ａ、１５５ｂが配置される構成となっている。また、同様に中段と下段の光センサアレイの間にも積分回路アレイが配置されている。なお、図３には光センサ回路アレイを３対配置した例を示すが、３対に限定するものではなく、より多くの光センサ回路アレイを配したものでもよい。５対以上が好ましく、更に好ましくは１０〜２０対あるとよい。
【００２８】
このようなマルチライン光センサ５０を用いた距離センサ１２によれば、イメージセンサ１１の視野１８内の任意の点に対応した場所の距離を、１つの距離センサ１２で正確に測定することができる。即ち、距離センサ１２で任意の点が撮像されることにより得られた一対のアナログ撮像信号をＡ／Ｄ変換部１４でディジタル信号に変換し、これらを距離演算部１５ｂへ入力し、当該距離演算部１５ｂにて２つのディジタル信号の位相差から任意の点までの距離を算出する。更に、視野内の複数の点に対して距離を算出することにより距離分布情報を得る。
【００２９】
この算出された距離は、距離センサ１２から任意の点までの距離であるが、距離センサ１２とイメージセンサ１１との位置関係が分かっていれば、次に説明するように、簡単にイメージセンサ１１から任意の点までの距離を算出することができる。
即ち、イメージセンサ１１の視野１８内の物体１９の距離を距離センサ１２で測定するために、距離センサ１２をイメージセンサ１１のできるだけ近くに設置し、イメージセンサ１１の光軸と距離センサ１２の光軸を平行にすることで、イメージセンサ１１の視野１８と距離センサ１２の視野２０を概ね同じにする。これによって、距離センサ１２で測定される当該距離センサ１２から物体１９までの距離を、イメージセンサ１１から物体１９までの距離に換算することが容易となる。この換算は、距離演算部１５ｂに、距離センサ１２とイメージセンサ１１の位置関係の情報を内部記憶回路に予め記憶しておき、下記で説明するように、距離センサ１２から物体１９までの距離を求めた後に行う。
【００３０】
更に、イメージセンサ１１及び距離センサ１２では、予め視野１８，２０内に人体が侵入していない状態を撮像し、これを初期状態として占有割合演算部１５ａ及び距離演算部１５ｂの各内部記憶回路に記憶しておく。そして、次のように、イメージセンサ１１及び距離センサ１２で撮像された信号を用いて演算を行う。
イメージセンサ１１及び距離センサ１２の何れか一方或いは双方で常時繰り返し撮像を行い、物体１９がイメージセンサ１１及び／又は距離センサ１２の視野１８，２０内に侵入し、イメージセンサ１１及び距離センサ１２の何れか一方或いは双方で初期状態と異なる状態が検出されたことを、占有割合演算部１５ａ及び距離演算部１５ｂで判断する。
【００３１】
この時、距離演算部１５ｂにおいて、距離センサ１２で測定された当該距離センサ１２から物体１９までの距離を求め、この距離情報を、予め記憶されたイメージセンサ１１と距離センサ１２の位置関係の情報を用いて、図１に矢印で示すイメージセンサ１１から物体１９までの距離である距離情報Ｘに換算する。
占有割合演算部１５ａにおいて、イメージセンサ１１で撮像された物体１９の輪郭等から当該物体１９の形状及び視野１８における物体１９の占める面積割合（これを、占有割合Ｒという）を算出する。ここで、例えばイメージセンサ１１の画素数が４００万画素（２０００画素×２０００画素）であり、物体１９が撮像されている領域の画素数が４０万画素分であるとする。この場合、物体１９がイメージセンサ１１の視野全体に占める割合は１／１０である。
この占有割合Ｒ＝１／１０と、イメージセンサ１１から物体１９までの距離情報Ｘは、実寸演算部１５ｃへ入力される。
【００３２】
実寸演算部１５ｃは、図１に示すようにイメージセンサ１１の視野角θを予め内部記憶回路に記憶しており、この視野角θと、上記で入力される距離情報Ｘと、占有割合Ｒとを用いて後述で説明するように、物体１９の実面積Ｓを求める。また、イメージセンサ１１における物体１９が撮像されている領域の画素配置に関する情報（例えば、当該領域の縦方向の画素数）から物体１９の縦方向及び横方向、その他必要に応じて任意の方向の各々の長さを求めることにより形状情報Ｐを求め、この形状情報Ｐと実面積Ｓとから物体１９の実寸情報Ｅを求める。
【００３３】
即ち、物体１９の実面積Ｓを求める場合、距離情報Ｘから図１に示すイメージセンサ１１から物体１９までの距離はＸと分かるので、イメージセンサ１１の視野１８の縦及び横の長さは、それぞれ２Ｘ×ｔａｎθとなり、視野１８内の面積は距離４Ｘ２ｔａｎ２θとなる（イメージセンサが正方形の場合。長方形の場合は４Ｘ２ｔａｎθ１×ｔａｎθ２となる。但し、θ１，θ２はそれぞれ縦方向と横方向の視野角。）。この結果に占有割合Ｒ＝１／１０を乗算することによって、物体１９の実面積Ｓ＝０．４Ｘ２ｔａｎ２θが求まる。
【００３４】
更に、上記のように、イメージセンサ１１の縦方向、横方向及び任意の方向の画素数から物体１９の縦方向、横方向、任意の方向の長さを求めことにより、その形状情報Ｐを求める。そして、その形状情報Ｐと実面積Ｓとから物体１９の実寸情報Ｅを求め、これを判定部１６に入力する。
判定部１６には、人体の大きさを示す面積や形状，サイズを考慮した所定範囲の値が比較情報として記憶されており、入力された物体１９の実面積及び／又は実寸情報Ｅが比較情報の範囲内であれば、物体１９が人体であると判定し、範囲外であれば人体以外であると判定する。判定部１６は、物体１９の実面積と実寸情報Ｅの両方のデータを用いて判定してもよいし、片方、例えば物体１９の実面積のみの情報を用いて判定してもよい。そして、判定部１６は、人体と判定した場合はライトやアラーム等で異常を知らせる警報装置１７を作動させ、人体以外と判定した場合は作動させないように制御する。
【００３５】
このように第１の実施の形態の防犯センサ１０によれば、視野内の被写体である物体１９をレンズを介して撮像素子で撮像するイメージセンサ１１と、物体１９までの距離を少なくとも一対のレンズを介して撮像素子で撮像することにより複数の撮像信号を得る距離センサ１２とを用いる。そして、距離演算部１５ｂで、距離センサ１２で得られた複数の撮像信号の位相差を用いて当該距離センサ１２から物体１９までの距離を求め、この距離を、イメージセンサ１１と距離センサ１２との位置関係の情報を用いて当該イメージセンサ１１から物体１９までの距離情報に換算する。
【００３６】
占有割合演算部１５ａで、イメージセンサ１１で撮像された物体１９の面積が、イメージセンサ１１の撮像視野全体に占める割合である占有割合を求める。更に、実寸演算部１５ｃで、イメージセンサ１１の視野角と、距離情報と用いてイメージセンサ１１の視野全体の面積を求め、この面積に占有割合を乗算して物体１９の実面積を求めると共に、イメージセンサ１１での撮像画素数から当該物体１９の形状情報を求め、この形状情報と実面積とから当該物体１９の実寸情報を求める。そして、判定部１６で、物体１９の実面積及び／又は実寸情報を、特定の物体１９の大きさを所定範囲の値で示す比較情報と比較することにより、撮像された物体１９が特定の物体１９か否かを判定するようにした。
【００３７】
つまり、イメージセンサ１１で撮像された物体１９である物体の物体１９の実面積及び／又は実寸情報を求め、この物体１９の実面積及び／又は実寸情報を、閾値である比較情報と比較して、撮像された物体１９が特定の物体１９か否かを判定するようにしたので、本防犯センサ１０を建物等の防犯措置が必要な防犯エリアに設置した場合、センサ感知エリア内に人（物体１９）が侵入した際にそれを正確に識別することができる。
【００３８】
これによって、人体以外が侵入したことによる警報装置１７等の誤作動を減らすことができる。従来の防犯センサでは、物体１９の大きさをセンサからの距離に応じて適正に識別できないので近い距離にいる犬や猫などの小動物や、人よりも大きい車等が感知エリア内に入った場合でも検知してしまい、イメージセンサ１１に対する物体１９の角度によっては物体１９を正確に識別できなかった。
【００３９】
また、イメージセンサ１１と距離センサ１２とを、互いのレンズの光軸が平行で且つ近傍となるように配置した。これによって、距離演算部１５ｂによって、距離センサ１２から物体１９までの距離を、イメージセンサ１１と距離センサ１２との位置関係の情報を用いて当該イメージセンサ１１から物体１９までの距離情報に換算する際に、この演算を簡単とすることができる。
【００４０】
本防犯センサ１０の構成は、イメージセンサ１１及び距離センサ１２と、Ａ／Ｄ変換部１３，１４と、各演算部１５ａ〜１５ｃと、判定部１６との安価な部品で構成できるので、既に説明した特許文献２の構成のように高額となってしまうことはない。
従って、本実施の形態では、安価な構成で、適正に人体を検知することができる防犯センサ１０を提供することができる。
この他、イメージセンサ１１で得られる撮像情報に応じて、距離センサ１２の測距点の数を変化させるようにしてもよい。この場合、距離センサ１２の測距点の数を少なくすれば、距離演算部１５ｂでの距離の演算時間を短縮することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る防犯センサの構成を示すブロック図である。
図４に示す防犯センサ３０は、焦電型赤外線センサ３１と、距離センサ１２と、Ａ／Ｄ変換部１３，１４と、判定部３２とを備えて構成されており、判定部３２が警報装置１７に接続されている。
本実施の形態の特徴は、焦電型赤外線センサ３１及び／又は距離センサ１２が物体１９の侵入を検知し、焦電型赤外線センサ３１で視野３３内の赤外線放射量を電荷として感知し、距離センサ１２で物体の位置及び距離を検知する。焦電型赤外線センサ３１で感知された赤外線放射量と距離センサ１２から得られた物体１９までの距離から、侵入した物体１９が人体であるか小動物であるかを判定するようにした点にある。
【００４２】
また、焦電型赤外線センサ３１の視野３３内の物体１９の距離を距離センサ１２で測定するために、距離センサ１２を焦電型赤外線センサ３１のできるだけ近くに設置し、焦電型赤外線センサ３１の光軸と距離センサ１２の光軸を平行にすることで、焦電型赤外線センサ３１の視野３３と距離センサ１２の視野２０を概ね同じにする。これによって、距離センサ１２で測定される当該距離センサ１２から物体１９までの距離を、焦電型赤外線センサ３１から物体１９までの距離に換算することが容易となる。
【００４３】
この換算は、距離演算部１５ｂに、距離センサ１２と焦電型赤外線センサ３１の位置関係の情報を内部記憶回路に予め記憶しておき、次に説明するように、距離センサ１２から物体１９までの距離を求めた後に行う。距離センサ１２では、予め視野２０内に人体が侵入していない状態を撮像し、これを初期状態として距離演算部１５ｂの各内部記憶回路に記憶しておく。
【００４４】
そして、焦電型赤外線センサ３１及び／又は距離センサ１２で物体１９の侵入を検知した際に、距離演算部１５ｂで距離センサ１２から物体１９までの距離を算出し、その距離から焦電型赤外線センサ３１から物体１９の距離を算出する。この算出された距離情報Ｘは、判定部３２に入力される。
また、判定部３２には、焦電型赤外線センサ３１で得られる赤外線放射量をＡ／Ｄ変換部１３でディジタル信号に変換した赤外線放射量情報Ｙが入力される。
【００４５】
判定部３２には、人体かどうかを判定するための閾値が、焦電型赤外線センサ３１から物体１９までの距離に応じて設定される。この閥値は、上限及び下限の両方が設定され、判定部３２は、上限閾値を超える物体１９を人体よりも赤外線放射量の大きい物体と判定し、下限閾値未満の物体を人体よりも赤外線放射量の小さい物体１９であると判定し、人体かどうかを判定する。また、焦電型赤外線センサ３１の感度の方向依存性を補償するため、距離センサ１２から物体１９の方向（角度）に関する情報を判定部３２に伝え、判定部３２が当該情報により前記閾値を変えるようにしてもよい。
【００４６】
即ち、判定部３２は、距離センサ１２で得られた焦電型赤外線センサ３１から物体１９までの距離に応じた閾値を決定し、その閾値で侵入した物体１９が人体かどうかを判定する。そして、判定部１６は、物体１９を人体と判定した場合はライトやアラーム等で異常を知らせる警報装置１７を作動させ、人体以外と判定した場合は作動させないように制御する。
【００４７】
このように第２の実施の形態の防犯センサ３０によれば、視野内の被写体である物体１９の赤外線放射量を電荷で感知する焦電型赤外線センサ３１と、物体１９までの距離を少なくとも一対のレンズを介して撮像素子で撮像することにより複数の撮像信号を得る距離センサ１２とを用いる。そして、距離演算部１５ｂで、距離センサ１２で得られた複数の撮像信号の位相差を用いて当該距離センサ１２から物体１９までの距離を求め、この距離を、焦電型赤外線センサ３１と距離センサ１２との位置関係の情報を用いて当該焦電型赤外線センサ３１から物体１９までの距離情報に換算する。判定部３２によって、その距離情報に応じて上限閾値及び下限閾値を設定し、焦電型赤外線センサ３１で感知された赤外線放射量が、上限閾値を超える場合に人体でないと判定し、下限閾値未満の場合に人体であると判定するようにした。
【００４８】
これによって、焦電型赤外線センサ３１又は距離センサ１２が物体１９の侵入を検知した際に、焦電型赤外線センサ３１で視野内の赤外線放射量を検出し、距離センサ１２で物体１９の位置及び距離を検知する。そして、焦電型赤外線センサ３１で得られた赤外線放射量と距離センサ１２から得られた物体１９までの距離とから、侵入した物体１９が人体であるか小動物であるかを判定することが可能となる。
【００４９】
また、焦電型赤外線センサ３１と距離センサ１２は、互いのレンズの光軸が平行で且つ近傍となるように配置されている。これによって、距離演算部１５ｂで、距離センサ１２から物体１９までの距離を、焦電型赤外線センサ３１と距離センサ１２との位置関係の情報を用いて当該焦電型赤外線センサ３１から物体１９までの距離情報に換算する際に、この演算を簡単とすることができる。
また、焦電型赤外線センサ３１での物体１９の赤外線感知にて得られる画像情報に応じて、距離センサ１２の測距点の数を変化させるようにしてもよい。この場合、距離センサ１２の測距点の数を少なくすれば、距離演算部１５ｂでの距離の演算時間を短縮することができる。
【００５０】
この他、第２の実施の形態の応用例として、図５に示すように、防犯センサ４０に、焦電型赤外線センサ３１に方向調整部４１を備え、距離演算部１５ｂで物体１９の存在する方向を判断し、この方向に焦電型赤外線センサ３１の視野の中心が向くように方向調整部４１を制御するようにしてもよい。
この場合、焦電型赤外線センサ３１の指向性を高めて感度を上げることができる。又は、防犯センサ４０の感知範囲のどこでも一様の感度とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る防犯センサの構成を示すブロック図である。
【図２】三角測距の原理に基づくマルチライン光センサによる距離測定の原理図である。
【図３】マルチライン光センサの構成を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る防犯センサの構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施の形態の応用例に係る防犯センサの構成を示すブロック図である。
【図６】イメージセンサの不具合を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０，３０，４０  防犯センサ
１１  可視光のイメージセンサ
１２  距離センサ
１３，１４  Ａ／Ｄ変換部
１５ａ  占有割合演算部
１５ｂ  距離演算部
１５ｃ  実寸演算部
１６，３２  判定部
１７  警報装置
１８  イメージセンサの視野
１９  物体
２０  距離センサの視野
３１  焦電型赤外線センサ
３３  焦電型赤外線センサの視野
４１  方向調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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