(57)【要約】  外部の対象物を保護するための、可搬式の自己完結型のセキュリティシステムであり、当該システムは、一つ以上のセンサと、センサが作動した時にユニットに注意を喚起するための一つ以上の警報器とを備えている。
2010500695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ハウジングと、
ハウジングの外側に位置する対象物の周囲のセキュリティ領域内への侵入者を検知するための、ハウジング内の複数のセンサであって、赤外線センサ、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ及びビデオカメラからなる群より選択される複数のセンサと、
視覚的警報器及び聴覚的警報器からなる群より選択される、ハウジング内の一つ以上の警報器と
を備えたハウジングユニット、及び
（ｂ）一つ以上の警報器を遠隔解除するための電子式キーフォブ
を備えた自己完結型の可搬式セキュリティシステム。
【請求項２】
センサがハウジングの上部に配置される、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項３】
セキュリティシステムの重心がハウジングの下部に位置する、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項４】
ハウジングを対象物に連結させるためのクランプ取り付け部を更に備える、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項５】
ハウジング上にハンドルを更に備えている、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項６】
ハンドルがハウジングに可逆性に固定されている、請求項５に記載のセキュリティシステム。
【請求項７】
ハウジングの前面から外側に広がる第１の検知領域を有する第１の赤外線運動センサ、及び
ハウジングの背面から外側に広がる第２の検知領域を有する第２の赤外線運動センサ
を更に備える、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項８】
電子式キーフォブが、一つ以上のセンサの作動状況の表示部を含む、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項９】
一つ以上のセンサの作動状況が、ハウジングユニットから無線周波数通信リンクを介して遠隔操作式キーフォブに通信される、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項１０】
電子式キーフォブが、ハウジングユニットから所定の距離内に入ると、一つ以上の警報器を自動的に解除する、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項１１】
電子式キーフォブが、第２のセキュリティシステムが無線周波数の範囲内に位置することを示す表示部を含む、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項１２】
電子式キーフォブが、第２のセキュリティシステムのセンサの作動状況の表示部を含む、請求項１に記載のセキュリティシステム。
【請求項１３】
一つ以上のセンサと、それらセンサによって起動される一つ以上の警報器と、上表面、下表面及び側表面を有するバッテリとを備えた自己完結型の可搬式セキュリティシステムであって、
センサ、警報器及びバッテリを収容し、内表面及び外表面を有するハウジングと、
ハウジングの下部にバッテリを保持するための、内表面及び外表面を有するバッテリホルダであって、内表面が、バッテリの上表面及び側表面に係合するバッテリホルダと、
ハウジングの内表面とバッテリホルダの外表面の間に延びて、ハウジング内におけるバッテリの運動を抑制する複数のリブと
を更に備える、セキュリティシステム。
【請求項１４】
一つ以上のセンサが、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ、煙探知器及びビデオカメラからなる群より選択されるセンサを含む、請求項１３に記載のセキュリティシステム。
【請求項１５】
一つ以上のセンサを備えた自己完結型の可搬式のセキュリティシステムであって、
センサを収容し、上部、底部、前面、背面及び二つの側面を有するハウジングと、
ハウジング上の、ハウジングの二つの側面の間に配置され、作動時にはハウジングの前面及び背面の両方から見えるビーコンと、
ハウジングの二つの側面の間でビーコンの上方に延びる、ビーコンを衝撃から保護する剛性のハンドルと
を更に備える、セキュリティシステム。
【請求項１６】
一つ以上のセンサが、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ、煙探知器及びビデオカメラを含む群から選択されるセンサを含む、請求項１５に記載のセキュリティシステム。
【請求項１７】
ビーコンが半透明のカバーによって保護されている、請求項１５に記載のセキュリティシステム。
【請求項１８】
下部に重心を有する、請求項１５に記載のセキュリティシステム。
【請求項１９】
自己完結型の可搬式のセキュリティシステムであって、システムの外側に位置する対象物の周囲のセキュリティ領域内への侵入者を検出するもので、
前面及び背面を有するハウジングと、
ハウジングの前面から外側に広がる第１の検知領域を有する第１の赤外線運動センサと、
ハウジングの背面から外側に広がる第２の検知領域を有する第２の赤外線運動センサと
を備えており、
第１の検知領域と第２の検知領域が非対称である、セキュリティシステム。
【請求項２０】
ハウジング内に設けられた一つ以上の警報器が、視覚的警報器及び聴覚的警報器からなる群より選択される、請求項１９に記載のセキュリティシステム。
【請求項２１】
加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ、煙探知器及びビデオカメラからなる群より選択される追加のセンサを備える、請求項１９に記載のセキュリティシステム。
【請求項２２】
セキュリティシステムの使用法であって、
（ａ）各々が、
ハウジングと、
ハウジングの外側に位置する対象物の周囲のセキュリティ領域内への侵入者を検知するための、ハウジング内の複数のセンサであって、赤外線センサ、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ及びビデオカメラからなる群より選択される複数のセンサと、
視覚的警報器及び聴覚的警報器からなる群より選択される、ハウジング内の一つ以上の警報器と
を備えた第１の可搬式セキュリティシステム及び第２の可搬式セキュリティシステムを準備するステップ、
（ｂ）第１のセキュリティシステムの一つ以上のセンサが作動した場合に第１のセキュリティシステムの一の警報器を作動させるステップ、並びに
（ｃ）通信信号を、第１の可搬式セキュリティシステムから第２の可搬式セキュリティシステムへ直接送信することにより、第２の可搬式セキュリティシステムの一の警報器を作動させるステップ
を含む方法。
【請求項２３】
ステップ（ｃ）を、第１の可搬式セキュリティシステムの二つ以上のセンサが作動した時にのみ行う、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
セキュリティシステムの使用法であって、
（ａ）ハウジングと、
ハウジングの外側に位置する対象物の周囲のセキュリティ領域内への侵入者を検知するための、ハウジング内の複数のセンサであって、赤外線センサ、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ及びビデオカメラからなる群より選択される複数のセンサと、
視覚的警報器及び聴覚的警報器からなる群より選択される、ハウジング内の一つ以上の警報器と
を備えた可搬式セキュリティシステムを準備するステップ、
（ｂ）セキュリティシステムの一つ以上のセンサが作動した場合に、可搬式セキュリティシステムから状況通知サーバへ通信信号を送るステップ、
（ｃ）可搬式セキュリティシステムからの通信信号に応答してメッセージを生成するステップ、並びに
（ｄ）メッセージを、可搬式セキュリティシステムのユーザに送るステップ
を含む、方法。
【請求項２５】
通信信号が、可搬式セキュリティシステムから状況通知サーバへ、セルラー通信ネットワークを介して送られる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
通信信号が、可搬式セキュリティシステムから状況通知サーバへ、双方向ページャの基地局を介して送られる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
メッセージがテキストメッセージである、請求項２４に記載のセキュリティシステム。
【請求項２８】
ａ）送信器、
ｂ）送信器に接続されたアンテナ、
ｃ）アンテナに電気的に接続された振幅検出器、
ｄ）振幅検出器に電気的に接続された帯域通過フィルタ、及び
ｅ）送信器、アンテナ、振幅検出器及び帯域通過フィルタに電気的に接続されたマイクロプロセッサのインターフェース
を備えたマイクロ波センサ。
【請求項２９】
マイクロプロセッサのインターフェースが、アナログ−デジタル変換器を備える、請求項２８に記載のマイクロ波センサ。
【請求項３０】
送信器及びアンテナが、マイクロ波検出信号を送信するか、通信信号を送信するか、又はマイクロ波検出信号及び通信信号の両方を送信する、請求項２８に記載のマイクロ波センサ。
【請求項３１】
送信器が、少なくとも毎秒８０パルス〜毎秒１０００パルスでパルス信号を生成する、請求項２８に記載のマイクロ波センサ。
【請求項３２】
アンテナが、誘電体共鳴器アンテナ、ダイポールアンテナ、短縮アンテナ、フィードホーンアンテナ、ヘリカルアンテナ、大ループアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パラボラアンテナ、相配列アンテナ及び小ループアンテナからなる群より選択されている、請求項２８に記載のマイクロ波センサ。
【請求項３３】
アンテナによって受信されるマイクロ波周波数が連続波である、請求項２８に記載のマイクロ波センサ。
【請求項３４】
アンテナによって受信されるマイクロ波周波数が、９００ＭＨｚ〜６ＧＨｚである、請求項２８に記載のマイクロ波センサ。
【請求項３５】
マイクロプロセッサのインターフェースが、デジタルサンプル周波数と、受信されてデジタル式に変換されたマイクロ波周波数とを合計する、請求項２８に記載のマイクロ波センサ。
【請求項３６】
帯域通過フィルタが、１ＶＡＣ〜１２ＶＡＣの信号を出力する、請求項２８に記載のマイクロ波センサ。
【請求項３７】
ａ）付属品検出ユニット、
ｂ）付属品検出ユニットに電気的に接続された電圧制御ユニット、
ｃ）電圧制御ユニットに電気的に接続された電力及びデータ切換ユニット、及び
ｄ）バッテリ
を備えたバッテリ充電及び通信回路。
【請求項３８】
付属品検出ユニットが、回路に装着されている一つ以上の付属品にデータを送信する、請求項３７に記載のバッテリ充電及び通信回路。
【請求項３９】
付属品検出ユニットが、回路に装着されている一つ以上の付属品からデータを受信する、請求項３７に記載のバッテリ充電及び通信回路。
【請求項４０】
付属品検出ユニットが、回路に装着されている一つ以上の付属品に電力を送信する、請求項３７に記載のバッテリ充電及び通信回路。
【請求項４１】
電圧制御ユニットが、入力電圧、入力電流、出力電圧及び出力電流を、バッテリ充電及び通信回路に供給し、且つ
入力電圧、入力電流、出力電圧及び出力電流が、外部から供給される交流電流、外部から供給される直流電流及び内部供給される直流電流からなる群より選択される、
請求項３７に記載のバッテリ充電及び通信回路。
【請求項４２】
電圧制御ユニットが、回路に供給するのに大きな入力電圧を選択するように順方向バイアスされている、請求項３７に記載のバッテリ充電及び通信回路。
【請求項４３】
電圧制御ユニットが、入力電圧及び入力電流を選択することにより回路及び装着されている付属品を操作するための電子式スイッチを備える、請求項３７に記載のバッテリ充電及び通信回路。
【請求項４４】
再充電可能なバッテリが完全に充電されているとき、バッテリ充電センサが電圧制御ユニットに信号を送信する、請求項３７に記載のバッテリ充電及び通信回路。
【請求項４５】
再充電可能なバッテリが外部電源に接続されたとき、バッテリ充電センサが電圧制御ユニットに信号を送信する、請求項３７に記載のバッテリ充電及び通信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００６年８月１１日出願の「Self-Contained Security System」と題する米国特許仮出願第６０／８１３６２２号の優先権の利益を主張するものであり、その全開示内容を、ここで参照することにより本明細書に包含する。
【背景技術】
【０００２】
電子式セキュリティシステムは、様々なセンサを利用して、侵入者又は危険な状況を検知する。そのようなセンサには、受動型赤外線運動センサ、マイクロ波センサ、加速度計、電場検知器、熱センサ、煙探知器及び光学カメラが含まれる。
従来のセキュリティシステムは、家庭又は建物に恒久的に設置される。その設置は、多くの場合、構造物全体に分配されたセンサを含み、それらセンサは、サイレン又は警報ベルにも接続されている制御コンソールに配線接続されている。この種のシステムは、通常電話線によって中央局に接続され、それにより、警報システムが作動すると適切な機関に通知されるようになっている。
【０００３】
近年、無線のセキュリティシステムが利用可能となっている。このシステムは、センサが構造内に分布している点で有線のシステムと同様である。センサ自体は、配線による物理的な接続なしで制御コンソールとの通信を可能にする無線リンクを有する。これによって初期の設置は極めて簡単となる。しかし、センサは定期的に交換しなくてはならないバッテリを有する場合が多い。
恒久的に設置された屋外照明には、受動型赤外線運動検知器が取り付けられていることが多い。センサは、設置されたセンサの配向によって規定される領域内に運動を検知すると、照明が点灯する。夜間、このような装置は、侵入者が近づいた時にその姿を露わにさせることで侵入者を阻むという点で極めて効果的である。
【０００４】
車両警報システムは、保護すべき車両の電気系に恒久的に配線接続される。様々なセンサが使用されるが、通常、車両警笛が可聴警報として使用されている。車両の警報システムを設定及び解除するために、手持ち式のキーフォブリモコンを使用するのが一般的である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、多数のセンサ並びに点滅ビーコン及び強力なサイレンを収容する自己完結型の可搬式セキュリティシステムに関する。この装置は、保護を必要とする貴重な対象物の上又はその周りに単に置くだけで設置することができる。このユニットは、配線又はセンサの配置を必要としないので、直ぐに設置することができる。このシステムは、有利には、よく知られたキーフォブリモコンを使用して設定及び解除される。このユニットは、屋内で使用できるが、屋外での長期間の使用に耐えられるように堅固且つ耐候性である。
一態様では、本発明の自己完結型の可搬式セキュリティシステムは、ハウジングと、ハウジングの外部に位置する対象物の周囲のセキュリティ領域内への侵入者を検知するための複数のセンサと、一つ以上の警報器、特に視覚的及び聴覚的警報器とを含むハウジングユニットを備えている。センサは、赤外線センサ、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ及び／又はビデオカメラを含むことができる。警報器は、好ましくは電子式キーフォブによって遠隔操作で解除することができる。
【０００６】
この実施形態では、センサは、好ましくは、ハウジングの上部に配置され、セキュリティシステムの重心はハウジングの下部にあり、これにより、セキュリティシステムの安定性が向上している。対象物、例えば保護すべき対象物にハウジングを連結させるためのクランプ取り付け部も、運搬を簡単にするためのハンドルも、ハウジングに設けられていてよい。ハンドルは、ハウジングに可逆性に固定することができる。
別の実施形態では、セキュリティシステムのセンサは、ハウジングの前面から外側に広がる第１の検知領域を有する第１の赤外線運動センサと、ハウジングの背面から外側に広がる第２の検知領域を有する第２の赤外線運動センサとを備えることができる。
電子式キーフォブは、一つ以上のセンサの作動状態の表示部を含むことができ、センサの作動状態は、ハウジングユニットからリモートキーフォブへと、無線周波数通信リンク又は赤外線通信リンクを介して伝達することができる。好ましくは、電子式キーフォブは、ハウジングユニットから所定の距離内にある場合、警備を自動的に解除することができ、且つ、好ましくは、第２のセキュリティシステムが無線通信の範囲内にあるかどうかと、第２のセキュリティシステムのセンサの作動状況とを示す表示部を含む。
【０００７】
別の態様では、本発明の可搬式セキュリティシステムは、一つ以上のセンサと、センサによって起動される一つ以上の警報器と、バッテリと、これらのセンサ、警報器及びバッテリを収容するハウジングとを備えている。本実施形態のシステムは、ハウジングの下部にバッテリを保持するためのバッテリホルダを更に含み、このバッテリホルダの内表面は、バッテリの少なくとも上表面と側表面に係合する。また、ハウジングの内表面とバッテリホルダの外表面の間に延びる複数のリブが、ハウジング内でのバッテリの動きを抑制するために設けられている。一つ以上のリブは、好ましくはハウジングの内表面に取り付けられて、ハウジングの内表面から内側に向かって延び、バッテリホルダをハウジングに固定するための固定具が設けられていてもよい。
この実施形態では、センサは、加速度センサ、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ、煙探知器及びビデオカメラを含むことができる。センサは、好ましくはハウジングの上部に配置され、視覚的警報器も同様にハウジングの上部に配置される。また、好ましくは、弾性の脚部がハウジングの下表面に設けられる。
【０００８】
別の態様では、本発明の可搬式セキュリティシステムは、一つ以上のセンサと、このセンサを収容するハウジングと、起動された時にハウジングの前面及び背面の両方から見ることができるように、ハウジングの上の、ハウジングの二つの側面の間に配置されているビーコンと、このビーコン上と、ハウジングの二つの側面の間とに延びて、ビーコンを衝撃から保護する剛性のハンドルとを備えることができる。センサは、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ、煙探知器及びビデオカメラを含むことができる。ビーコンはまた、好ましくは半透明のカバーで保護される。この実施形態のシステムは、好ましくは、システムの下部に重心を有する。別の態様では、本発明の可搬式セキュリティシステムは、前面及び背面を有するハウジングと、ハウジングの前面から外側に広がる第１の検知領域を有する第１の赤外線運動センサと、ハウジングの背面から外側に広がる第２の検知領域を有する第２の赤外線運動センサとを備えている。第１の検知領域及び第２の検知領域は、好ましくは非対称であり、ハウジングの前面及び背面は、好ましくはハウジングを支持する支持表面からほぼ垂直に延びる。この実施形態では、システムは、一つ以上の視覚的及び／又は聴覚的警報器を有することができ、更には、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ、煙探知器及び／又はビデオカメラを含むことができる。
【０００９】
本発明の別の態様は、セキュリティシステムの使用法である。この方法では、第１の可搬式セキュリティシステム及び第２の可搬式セキュリティシステムを設ける。各システムは、ハウジングと、ハウジングの外部に位置する対象物の周りのセキュリティ領域内への侵入者を検知するための、赤外線センサ、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ及びビデオカメラからなる群より選択される、ハウジング内の複数のセンサと、視覚的警報器及び聴覚的警報器からなる群より選択される、ハウジング内の一つ以上の警報器とを備えている。第１のセキュリティシステムの一つ以上のセンサが作動すると、第１のセキュリティシステムの警報器が作動し、第１の可搬式セキュリティシステムから第２の可搬式セキュリティシステムへ通信信号が直接送信され、それにより第２の可搬式セキュリティシステムの警報器が作動する。好ましくは、送信は、第１の可搬式セキュリティシステムの二つ以上のセンサが作動した時にのみ行われる。
【００１０】
別の態様では、セキュリティシステムの使用法が提供される。この方法では、一の可搬式セキュリティシステムを設け、このシステムは、ハウジングと、ハウジングの外部に位置する対象物の周りのセキュリティ領域内への侵入者を検知するための、赤外線センサ、加速度計、マイクロ波運動センサ、電場検知器、熱センサ及びビデオカメラから選択される、ハウジング内の複数のセンサと、一つ以上の視覚的及び／又は聴覚的警報器とを備えている。セキュリティシステムの一つ以上のセンサが作動すると、可搬式セキュリティ装置から状況通知サーバに通信信号が送られ、この状況通知サーバは、可搬式セキュリティシステムからの通信信号に応答してメッセージを生成する。次いでこのメッセージは可搬式セキュリティシステムのユーザに送られる。この方法では、可搬式セキュリティシステムから状況通知サーバへの通信信号は、例えばセルラー通信ネットワーク又は双方向ページャの基地局を介して送ることができる。メッセージは、音声発生器によって生成された可聴のメッセージ又はテキストメッセージとすることができ、またこのメッセージは、固定電話又は携帯電話を含みうる電話機回路網を介して送ることができる。このメッセージは、電子メール又は電子ページャによって送ることもできる。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、ａ）送信器、ｂ）送信器に接続されたアンテナ、ｃ）アンテナに電気的に接続された振幅検出器、ｄ）振幅検出器に電気的に接続された帯域通過フィルタ、並びにｅ）送信器、アンテナ、振幅検出器及び帯域通過フィルタに電気的に接続されたマイクロプロセッサのインターフェースを備えるマイクロ波センサが提供される。別の実施形態では、マイクロプロセッサのインターフェースは、アナログ−デジタル変換器を備えている。別の実施形態では、送信器及びアンテナは、マイクロ波検出信号を送信するか、通信信号を送信するか、又はマイクロ波検出信号及び通信信号の両方を送信する。別の実施形態では、送信器は、少なくとも１秒当たり８０パルス〜１０００パルスの速さでパルスを生成する。好ましい実施形態では、送信器は、１秒当たり４００パルスでパルスを生成する。
一実施形態では、アンテナは、誘電体共鳴器アンテナ、ダイポールアンテナ、短縮アンテナ、フィードホーンアンテナ、ヘリカルアンテナ、大ループアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パラボラアンテナ、相配列アンテナ、及び小ループアンテナからなる群より選択される。別の実施形態では、アンテナによって受信されるマイクロ波周波数は連続波である。別の実施形態では、アンテナによって受信されるマイクロ波周波数は９００ＭＨｚ〜６ＧＨｚである。好ましい実施形態では、アンテナによって受信されるマイクロ波周波数は９００ＭＨｚである。別の実施形態では、アンテナによって受信されるマイクロ波周波数はパルス化されている。別の実施形態では、アンテナによって受信されるマイクロ波周波数は、１秒当たり１０〜１０００パルスのパルス繰り返し周波数を有する。好ましい実施形態では、アンテナによって受信されるマイクロ波周波数は１秒当たり４００パルスである。
【００１２】
一実施形態では、振幅検出器及び帯域通過フィルタは、アンテナによって受信された周波数を合計し、振幅変調信号を出力する。別の実施形態では、マイクロプロセッサのインターフェースは、デジタルサンプル周波数を、受信されてデジタル変換されたマイクロ波周波数と合計する。別の実施形態では、帯域通過フィルタは、アンテナによって受信された振幅変調信号が９００ＭＨｚを超えると作動する。別の実施形態では、帯域通過フィルタは、１ＶＡＣ〜１２ＶＡＣの交流電流を出力する。別の実施形態では、帯域通過フィルタは、１ＶＤＣ〜１２ＶＤＣの直流電流を出力する。
一実施形態では、ａ）付属品検出ユニット、ｂ）付属品検出ユニットに電気的に接続された電圧制御ユニット、ｃ）電圧制御ユニットに電気的に接続された電力及びデータ切換ユニット、並びにｄ）バッテリを備えたバッテリ充電及び通信回路が提供される。別の実施形態では、付属品検出ユニットは、回路に装着された一つ以上の検出された付属品にデータを送信する。別の実施形態では、付属品検出ユニットは、回路に装着された一つ以上の検出された付属品からのデータを受信する。別の実施形態では、付属品検出ユニットは、回路に装着されている一つ以上の検出された付属品に電力を送る。
【００１３】
一実施形態では、電圧制御ユニットは、バッテリ充電及び通信回路に対し、入力電圧、入力電流、出力電圧及び出力電流を供給し、この入力電圧、入力電流、出力電圧及び出力電流は、外部供給された交流電流、外部供給された直流電流及び内部供給された直流電流を含む群から選択される。別の実施形態では、電圧制御ユニットは、入力電流及び出力電流を７アンペアに制限する。別の実施形態では、電圧制御ユニットは、再充電可能なバッテリを再充電し、回路を操作する。別の実施形態では、電圧制御ユニットは、バッテリへの供給電圧が１４．７５ボルトになるまでバッテリに７００ｍＡの一定の入力電流を供給する。別実施形態では、電圧制御ユニットは、バッテリへの供給電流が７０ｍＡになるまでバッテリに１４．７５ボルトを一定供給する。別の実施形態では、電圧制御ユニットは、バッテリへの供給電流が７０ｍＡ未満である場合、バッテリに１３．６５ボルトの定電圧を供給する。別の実施形態では、電圧制御ユニットは、回路に供給される入力電圧が高くなるように順方向バイアスされる。別の実施形態では、電圧制御ユニットは、入力電圧及び入力電流を選択して、回路及び装着された付属品を操作するための電子式スイッチを備えている。
一実施形態では、電力及びデータ切換ユニットは、付属品入力電圧、付属品入力電流、付属品出力電圧及び付属品出力電流を制御するために変調されたパルス幅である。別の実施形態では、電力及びデータ切換ユニットは、外部接続された付属品に電力及びデータを交互に送信する。別の実施形態では、電力及びデータ切換ユニットは、外部接続された付属品から電力及びデータを交互に受信する。一実施形態では、バッテリは再充電可能である。別の実施形態では、バッテリは鉛酸バッテリである。
【００１４】
一実施形態では、バッテリ充電及び通信回路は、バッテリ充電センサを更に備える。別の実施形態では、バッテリ充電センサは、再充電可能なバッテリに供給された充電電流を測定する。別の実施形態では、バッテリ充電センサは、再充電可能なバッテリが完全に充電された時に電圧制御ユニットに信号を送信する。別の実施形態では、バッテリ充電センサは、再充電可能なバッテリが外部の電源に接続された時、電圧制御ユニットに信号を送信する。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、マイクロ波センサの使用法が提供され、本方法は、ａ）マイクロ波センサを設けるステップ、ｂ）発信される送信信号の周波数と反射した信号の周波数を合計するステップであって、この発信される送信信号周波数と反射した信号周波数の合計が、発信される送信信号の周波数と反射した信号の周波数との差によって振幅変調された、発信される送信信号の周波数に等しいステップ、ｃ）発信される送信信号の周波数を減じて振幅変調信号を得るステップであって、この周波数が、発信される送信信号の周波数と発信される反射信号周波数との差であり、振幅変調信号が反射信号の振幅に関連しているステップ、ｄ）装着された付属品から通信データを受信するステップ、並びにｅ）装着された付属品から受信した通信データを処理するステップを含む。別の実施形態では、マイクロプロセッサのインターフェースは、交流電流の波形を、交流電流波形の１サイクルにつき１０回だけ帯域通過フィルタからサンプリングし、この交流電流波形をアナログからデジタルに変換する。別の実施形態では、帯域通過フィルタは、振幅変調信号が発信送信信号周波数より４０Ｈｚ〜９０Ｈｚだけ大きい場合、警報信号を通過させる。別の実施形態では、マイクロプロセッサのインターフェースは、警報信号を受信し、警報器ユットを作動させる。別の実施形態では、マイクロプロセッサのインターフェースは、装着されている付属品から通信データを受信して処理し、その際、マイクロプロセッサのインターフェースにコード化されている一つ以上のアルゴリズムが、受信されて処理された通信データに基づいて警報器ユニットを作動させる。
【００１６】
本発明の上述の及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明、特許請求の範囲及び添付図面により、更に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の自己完結型セキュリティシステムの外側及びキーフォブリモコンの斜視図である。
【図１Ａ】図１のセキュリティシステムの斜視図であって、システムの内部構成要素を示す。
【図２】本セキュリティシステムの一実施形態の分解図である。
【図２Ａ】組み立てられた図２のセキュリティシステムの、線２−２に沿った断面図である。
【図２Ｂ】組み立てられた図２のセキュリティシステムの前面の斜視図である。
【図３】本発明のセキュリティシステムの上面図であり、受動型赤外線センサの指向性の感度及びマイクロ波センサの全方向性の感度を示す。
【図４】セキュリティシステムの側面と、受動型赤外線センサの感度の垂直方向の範囲を示す。
【図５】警報器リモコン装置の斜視図である。
【図５Ａ】警報器リモコン装置の別の実施形態の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの警報器リモコン装置の分解図である。
【図６】自動式リモコン装置の斜視図である。
【図７】本セキュリティシステムの上面図であって、セキュリティシステムの周りの、システムの受動型赤外線センサが運動を検知することができる領域を示す。
【図８】本セキュリティシステムの上面図であって、ユニットが壁のようなバリアの近くに置かれた場合に、システムの受動型赤外線センサが運動を検知することができるセキュリティシステム周辺の領域を示す。
【図９】電場センサの電気回路図である。
【図１０】通信送信器を使用したマイクロ波センサのブロック図である。
【図１１】警報器が起動されたことをユーザに通知するための、本発明の一実施形態による通信システムのシステム図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるマイクロ波センサのブロック図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるバッテリ充電及び通信回路１３００のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示において具体化される全ての寸法は、例示のみを目的とし、制限を意図するものではない。更に、これらの図面に示された比率は、必ずしも寸法通りではない。本明細書を読んだ当業者であれば理解するように、本明細書に開示された任意の装置又は部品の実際の寸法は、用途に応じて決められる。
【００１９】
定義
本明細書で使用される以下の用語及びその変形は、その用語が使用されている文脈が異なる意味を明確に意図していない限り、以下の意味を有する。
「加速度計」は、センサの速度の変化の時間比率を測定することによって運動を検知するセンサであり、速度は、位置の変化の時間比率と定義される。加速度計は、一般的に内蔵型の、集積回路内に構築可能な慣性測定装置である。
【００２０】
「重心」は、それを中心に完全にバランスがとれる、対象物内の点を指す。
「下」及び「下へ」は、本発明のシステムが配置される又は配置可能な支持表面の方向又はそれに向かって、ということを意味する。「上」及び「上へ」は、それとは反対の方向、つまり支持表面から離れる方向を指す。
【００２１】
「電場検知器」は、絶縁された導電性の電極の周りの電場の中断を測定するセンサである。電極は、絶縁されたワイヤ、ワイヤメッシュ又は金網の形態を採ることができる。電場は、導電性の対象物又は生物の運動によって中断されうる。
「水平方向」とは、使用時に本システムを支持する支持表面に対してほぼ平行な方向（つまり、実質的に支持表面に向かって延びない又は支持表面から離れない方向）を指す。
【００２２】
「キーフォブ」は、本セキュリティシステムの遠隔通信及び／又は制御のための内臓式認証機構を備えた小さなハードウェアデバイスである。
「下」とは、本システム内の構成要素の相対位置であって、使用時の本システムが位置する支持表面に近い又は同支持表面の方向の相対位置を指す。「上」とは、本装置内の構成要素の相対位置であって、前記支持表面から遠い又は同支持表面から離れている相対位置を指す。
【００２３】
「マイクロ波運動センサ」は、ドップラー周波数シフト技術を利用して対象物の動きを検知するセンサである。マイクロ波信号は信号源から送信され、この信号の一部が、送信器近傍の全ての対象物によって反射される。対象物が動かない場合、反射した信号の周波数は送信された信号の周波数と同じである。しかし、対象物が動いていると、反射された信号の周波数はわずかにシフトする。この周波数のシフトが、このセンサシステムによって検知される。
「光検知器」は、アルゴリズムを利用してカメラによって捕らえられた連続画像を比較し、光景が著しく変化したかどうかを決定するセンサである。検知は、画像から画像へと変化する十分な数の画素に基づく。また、このカメラを使用して、人物認定のために使用可能な侵入者の画像を記録することができる。
【００２４】
「外側へ」とは、システム又はシステムの構成部品の、水平中心又は垂直中心から離れる方向にあることを意味する。
「受動型赤外線運動センサ」（単に赤外線センサとも呼ばれる）は、典型的には５０フィートまでの範囲内の温度差を検知する圧電センサを利用するセンサである。このセンサは、周囲温度と、例えば人間又は動物の温度との差を区別することができる。センサに熱放射を集中させるために、典型的に、薄いプラスチック製のレンズが使用され、それにより、相対的に温度の高い対象物又は人がセンサを通過する時、温度変化が検知される。
【００２５】
「煙探知器」は、空気によって運ばれた煙の粒子による低レベルの放射の吸収を測定するセンサである。
「熱センサ」は、火災によって生じうる過剰な周囲温度を測定するセンサである。
【００２６】
「半透明」とは、光がそれを通過することができる材料を指し、透明材料を含む。
「垂直」とは、使用の際に本発明のシステムを支持する支持表面に、好ましくは支持表面に対して約９０°の角度で向かうか又は同表面から離れる方向に延びる方向を指す。
【００２７】
「ビデオカメラ」は、一般的にはデジタルフォーマットで、静止ビデオ画像、動画ビデオ画像のいずれか、又はその両方を捕らえるカメラ装置を意味する。
本明細書で用いる場合、「備える」及びその変形、並びに同意語、例えば「備えた」、「有する」及び「含む」は、他の追加物、構成要素、整数又はステップを除外することを意図していない。名詞の前の「一つの」及び同様の指示語、並びに特に数を限定せずに使用される名詞は、文脈中で特に断らない限り、単数及び複数の両方を包含する。
【００２８】
セキュリティシステム
ハウジングの構成要素
本システム１は概ね、図２に最もよく示されているように、前面１０２、背面１０４、外表面１０７及び内表面１０９を有するハウジング９を備えている。図１〜２Ａに示す実施形態では、ハウジング９の前面１０２及び背面１０４は、射出成型されたプラスチックの別個の部品から作製されている。本セキュリティシステム１の残りの構成要素は、ハウジング９の二つの面上又はその中に組み立てられており、これらの二つの面は、例えばハウジング９の前面１０２の内表面１０９から、ハウジング９の背面１０４の内表面１０６を通って内側に突出する受容シリンダ１１５の中へと、内側に向かって突出する挿入ボス（円形の丸い突起、図示せず）によって装着されている。図２及び２Ａに示すように、本セキュリティシステム１の他の構成要素は、受動型赤外線運動センサ３、強力なサイレン５、制御パネル６、バッテリハウジング５９、再充電可能なバッテリ８、内部電子機器７及び点滅ビーコン４を含むことができ、これらは全て、ハンドル１１を更に備えるハウジング９内に封入されている。
ハウジング９は、好ましくは、射出成型プラスチック、例えばＡＢＳ／ポリカーボネート又はポリカーボネートとポリブタジエンテレフタレートとのブレンド、例えばGeneral ElectricのXENOYポリマーからなる前側及び後側のシェルから構成される。ハウジング９に使用されているプラスチックは、耐色及び劣化を抑制するために、紫外線露光に対する長時間露光について安定化されている。ハンドル１１は、好ましくはハウジング９の上部に成形することができ、大きな手のユーザにも適用するような寸法にすることができる。別実施形態で又は追加的に、一つ以上のハンドルを、ハウジング９の一方の側又は両側に配置することもできる。一実施形態では、ハンドル１１は、ハウジング９から取り外し可能である。
【００２９】
本セキュリティシステム１の内部の構成要素を水による損傷から守るために、ハウジング９内の水進入点の数は最小化されている。図１及び１Ａの実施形態では、水が簡単に進入し得る箇所は、バレルジャック１８の開口部１０１及び音響波ガイド１４の開口部の二つだけである。ハウジング９の底表面（つまり最下表面）に排水孔を設けることにより、ハウジング９に進入する水を全て排水することができる。
受動型赤外線運動センサ３は、好ましくは、ユニットの前面１０２の方に向けられており、よって図３に示すように、その方向に最大の感度を有する。このセンサが運動を検知することができる方向は、典型的には２５フィートのオーダーであり、水平方向には中心角１１０度の扇形１５の範囲に亘る。図４に、このような受動型赤外線センサの好ましい垂直方向の感度を示す。この方向では、このセンサは、約５０度の角度範囲を有する。
【００３０】
赤外線センサ３の焦電センサ部分１４１は、好ましくはポリエチレンの薄いシートからなるフレネルレンズ１４３の背後に囲まれている。ポリエチレンは、赤外線に対して透過性があるために使用される。一実施形態では、湾曲したエレメント１４５が、フレネルレンズ１４３と焦電センサ部分１４１の間に配置されている。回路基板とすることができるセンサ３のポート１４７は、好ましくは焦電センサ部分１４１の背後に配置されている。センサ及びレンズは、好ましくはハウジング９の前面１０２の奥に配置され、よって直接的な衝撃から保護されている。
サイレン５は、好ましくはハウジング９内に配置され、それにより下方に音を発する。サイレンを下方に向かせることによって、サイレンを水から保護し、サイレン自体の中に水が侵入する可能性を最小限にすることが助成される。サイレン５は、好ましくは、指向性のある音響出力を発する圧電型の装置、例えば１２０デシベルのサイレンである。一実施形態では、図１Ａに示すように、サイレン５からの音は音響波ガイド１４内に向けられ、この音響波ガイド１４は、ハウジング９の前面１０２及び背面１０４の両方から外側へと音を方向付ける。このように、それぞれユニットの前面及び背面に向けられた別個のサイレンを設ける必要はない。別実施形態では、サイレンの音量が十分に大きい場合、音が水平方向に均一に消失するように、音響波ガイドなしで下方に向けることができる。
【００３１】
図２及び２Ａに示す一実施形態では、バッテリ８は、ハウジング９の下部に配置された再充電可能なバッテリである。バッテリのこのような配置によって、本セキュリティシステム１は、ハウジング９の垂直方向の下部に重心を有することができ、システムが支持表面上に配置された時の安定性が向上する。これは、特に、バッテリ８が鉛酸バッテリである場合に当てはまる。鉛酸バッテリは比較的重く、本システム１の重さの半分以上、好ましくはシステム１の重さの約２／３に相当する重さを有する。このバッテリは、重量が大きく、寿命が長く、極めて安価であるという化学的性質を有するので、特別に選択された。好ましい実施形態では、バッテリは１２ボルト、５又は７アンペア−時間の密封型鉛酸バッテリであるが、他の種類のバッテリ、例えばニッケル−カドミウムバッテリも使用することができる。別の実施形態によるバッテリの種類の質量により、本セキュリティシステム１の重心がハウジング９の下部に位置しない場合には、ハウジング９及び／又はその構成要素を、ハウジング９の下部に更に重量が移るように構成することができる。
バッテリは、バッテリホルダ５９の使用によってハウジング９内の所定の位置に保持される。このバッテリホルダ５９は、本システム１のハウジング９内におけるバッテリ８の垂直方向及び水平方向の運動を制限している。図２に示す実施形態では、バッテリホルダ５９は、その内表面１２２上に容器１１０を備えている。この容器１１０は、バッテリ８の周囲に嵌まってバッテリ８の上表面１１１及び側表面１１３と接触するか又はそれらに近接するように（つまりそれら表面から約１センチメートル以内に位置するように）、つまりバッテリから数ミリメートル以内に位置するように構築されている。別の実施形態では、容器以外の構成も使用することができる。そのような構成も同様に、バッテリ８の上表面１１１及び側表面１１３に接触するか又はそれらに近接し、更にはバッテリ８の底表面を支持することができる。バッテリホルダ５９は、ハウジング９と同じ材料、例えばプラスチックから作製することができるが、別実施形態では、金属又は他の材料から作製することができる。
【００３２】
図２Ａに示す一実施形態では、バッテリホルダ５９は、上方に延びる上部１１２を備えており、この部分１１２は、固定具、この場合にはねじ１３１によってハウジングの上部に接続されている。このねじ１３１は、ハウジング９の前面１０２及び背面１０４を互いに且つバッテリホルダ５９に、本システム１の前記構成要素に設けられている穴を介して装着している。中央固定具１３３は、ハウジング９の前面１０２内の穴１０７及びバッテリホルダ５９の前側の穴１１４を貫通することによって、ハウジング９の前面１０２をバッテリホルダ５９に装着している。第２の中央固定具１３５は、同様に、ハウジング９の背面１０４の穴１０８及びバッテリホルダ５９の背面側の穴１１６を貫通することによって、ハウジング９の背面１０４をバッテリホルダ５９に装着している。ハウジング９の前面１０２及び背面１０４を接合するために、下方の固定具１３７を更に使用することもできる。
ハウジング９の内表面とバッテリホルダ５９の外表面との間に延びるリブ６０は、ハウジング９内でバッテリ８を所定の位置に保持することを助け、バッテリホルダ５９の横方向の運動を最小限に抑えることを助け、ハウジング９の剛性に寄与する。図２及び２Ａに示す実施形態では、リブ６０は、ハウジング９の前面１０２及び背面１０４の内表面から内側に向かって、バッテリホルダ５９の外表面へと延びている。別実施形態では、そのような補強リブは、バッテリホルダ５９の一部とし、バッテリホルダ５９の外表面から外側に向かって、ハウジング９の内表面へ延びるように作製することができる。バッテリホルダ５９の下部の周辺から外側に向かって、ハウジング９の内表面へと延びる縁部１１９は、図２及び２Ａに示す実施形態において同等の構造的機能を果たす。
【００３３】
バッテリホルダ５９の容器１１０自体が、バッテリ８と直接接触していない場合、容器１１０は、例えばバッテリパッド６３を介してバッテリに接続されていることが好ましい。バッテリパッド６３は、好ましくはＰＯＲＯＮ多孔質ウレタンフォームからなり、本システム１が落下した場合又は他の衝撃を受けた場合、そのショックの吸収を助けることができる。ハウジング９の底表面に配置されている弾性脚部１７は、特にハウジング９の、二つの垂直な長辺の端に配置されている場合、セキュリティシステム１に更なる安定性を追加することができる。そのような弾性脚部１７は、ユニットが落下した場合、ハウジングからバッテリの運動エネルギーを分離させ、損傷に対するユニットの耐性を増大させるようにも働く。ハンドル１１がユニットの最上部に位置し且つ重心が下方に配置されていることにより、弾性脚部１７は、セキュリティシステム１が水平な面の上に置かれた時に最初の接触点となる位置をとる。ユニットがユーザの手から落ちた場合、この向きが維持される。弾性脚部１７は、衝撃に関連するエネルギーを散逸させる。
図２に示す実施形態では、バッテリホルダ５９の上部１１２は更に、ビーコン４として働く強力なＬＥＤ１２のアレイを保持する。本セキュリティシステム１の好ましい実施形態は、警報サイレン５と、センサが作動していることを示す点滅ビーコン４の両方を含み、これらが侵入者又は泥棒が活動している可能性に注意を促し、彼らの働く気力を損ねさせる。ビーコン４は、好ましくはハウジング９の上部に、つまりハウジング９の垂直方向の上半分に配置され、好ましくは、ハウジング９の前面１０２及び背面１０４の両方から見える。ビーコン４も、好ましくはユニットの概ね最上点に配置され、よって点滅時には簡単に見える。これは、微光状態において、例えば夜間に、可聴警報器（サイレン）源のみを配置することが難しい場合に特に重要である。光源の数を減らすことによって、ユニットの価格も低下し、電力も浪費されない。
【００３４】
ＬＥＤ１２は、本システムの可視表示部として使用するための指向性の光源を提供する。ＬＥＤ１２は、ユニットが作動し、警備設定されていることを示すことができ及び／又は警報器が作動していることを示すことができる。このような表示は、前述の状態を、点滅又は非点滅の信号並びに／又はアレイ１２中の異なる色のＬＥＤに割り当てることによって行うことができる。
ＬＥＤ１２のアレイの周りにはビーコンカバー１３が配置される。このカバー１３は、ハウジングの外側からＬＥＤが見えるように、半透明、好ましくは透明である。ビーコンカバー１３は、ＬＥＤ１２のアレイの物理的な保護となり、また、雨及び他の水源への曝露からアレイを保護する。比較的繊細な透明プラスチック製のキャップは、好ましくはハンドル１１によって保護されており、このハンドル１１は、ユニットが例えば約３フィート（１メートル）の高さから落下して、ハウジング９の上部が表面に激突した場合、キャップを衝撃から保護する適切な剛性を有する材料から作製することができる。
【００３５】
プリント基板６１もバッテリ５９に装着されていることが好ましい。これは、バッテリホルダ５９が、本システムの最も重い部分、つまりこの実施形態ではバッテリ８に接続されているか又は近接していることによりプリント基板６１の安定性が増大するので有利である。プリント基板６１は、本システム１の内部電子機器７を更に保持しており、この内部電子機器７は、マイクロプロセッサ、及び好ましい実施形態では、リモートキーフォブ２内の無線器と通信するＲＦ送受信器を含む多数の電子部品から構成される。好ましくは、センサ、例えば加速度計及びマイクロ波運動センサも前記内部電子機器７に含まれる。アセンブリは、好ましくは、水及び湿気に対してアセンブリをシールするシリコーンベースの材料で絶縁被覆されている。アンテナ１０は、回路アセンブリ上に装着することができ、例えば約１．５インチの長さの線からなっていてよい。好ましくは、アンテナはプリント基板６１上のパターンとして形成される。アンテナの長さは、９１５ＭＨｚで動作するモノポールアンテナから選択される。基板上の電子機器は、好ましくは、運動する対象物に反射したマイクロ波信号を検出するための回路も含む。垂直方向に取り付けられたモノポールアンテナは、図３に示すような全方向感度１６を提供する。
バッテリ８は、バッテリ充電回路が設けられた内部電子機器７に接続される。バレルジャック１８によって、バッテリ充電のための壁部変圧器を接続することができ、また、好ましくは、本システム１を電源及び付属デバイスの両方に接続することができる。バレルジャック１８は、開口部と連結され、好ましい実施形態では磁気ディスク６２にも連結され、この磁気ディスク６２は、プラグをバレルジャック１８から簡単には取り外せなくする機械的なロック機構なしでプラグをバレルジャック１８に接続する手段となる。このような接続は、過剰な力が加えられたときに、電力コードが物理的に本システム１から接続解除されるので、ハウジング９が下に引っ張られて本セキュリティシステム１が損傷を受ける可能性が無くなり、有利である。
【００３６】
ハウジング９の前面１０２は、好ましくは制御パネル６を更に備えている。一実施形態では、この制御パネルは、セキュリティシステム１の制御部、例えばシステムを設定及び解除するためのボタン、受動型赤外線センサの一つ又は両方を選択するためのボタン、他の選択を行うため、例えば本システム１における他のセンサのためのボタンを備えることができる。この実施形態では、制御パネル６は、好ましくは膜型のパネルであり、内臓式ＬＥＤインジケータと、接着剤によって裏打ちされた剛性のプレート上に取り付けられた瞬時プッシュボタンスイッチとを有する。膜スイッチが好ましいのは、水の侵入からシールされ、安価に形成できるためである。しかし、好ましい実施形態では、そのような制御部は、キーフォブリモコン装置２内のみに存在し、制御パネル６は、前記選択の状況を表す表示部、例えばＬＥＤ表示部のみを備えている。この制御パネル６は、内部電子機器７にそれを接続する可撓性ケーブルを有する。
本セキュリティシステム１には、図２に示すように、ハウジング９内に更なる構成要素を配置することができる。例えば、ハウジング９の下部は、セキュリティシステム１を、クランプ留めするため、或いは、保護すべき対象物の又は保護すべき対象物の近くの他の嵌め合い構造に取り付けるためのマウント５８を更に備えている。例えば、このマウントは、本セキュリティシステム１をトラックの背後に装着させるために使用することができる。本セキュリティシステム１を剛性の取り付けブラケットに装着させることができれば、このようにして取り付けられたセキュリティシステム１が受ける振動が低減し、従って警報器の誤作動が少なくなるという点で有利である。ユーザに情報を与えるために、ユーザ情報ラベル５７をビーコンカバー１３上及び他の箇所に配置することもできる。
【００３７】
追加的なセンサ
セキュリティシステム１は、ハウジング９の前面１０２に配置された赤外線センサ３に加えて、ユニットの背面１０４に配置された後方の受動型赤外線センサ３３を含むことができる。前方の受動型赤外線運動センサ３、好ましくは後方より範囲の大きいセンサがハウジング９の前面１０２の窓１０３内に配置される一方、後方の受動型赤外線運動センサ３３は、ハウジング９の背面１０４の窓１０５に配置することができる。この追加的なセンサを使用して運動を検知することができる範囲２６を図７に示す。検知領域２６は、好ましくは、前方の赤外線センサ３よりも距離及び／又は角度範囲に関して小さく、これにより本システムをより柔軟に使用にすることができる。範囲１５及び２６は、利用可能な範囲の数を増大させるために非対称になっていてよい。角度範囲及び距離は、受動型赤外線センサのフレネルレンズの特徴的な形状によって規定される。
保護すべき物２５が、開放エリア、例えば野原にある状況では、セキュリティシステム１は、図７に示すように、物２５の上又はその中に配置される。受動型赤外線センサのどちらか（３又は３３）が作動すると警報が鳴る。狭い範囲の検知が望まれる場合には、検知領域１５が壁２７のような障壁の方を向くようにセキュリティシステム１を置くことができる。これにより、ユーザによる電子的な制御が不要なので、セキュリティシステム１の感度の範囲が最小限のコストで効果的に制限される。
【００３８】
この感度範囲の制御は、セキュリティシステム１がトラックの荷台において使用される場合に特に重要である。この用途においては、例えばトラックが駐車場にある場合に、アラームの誤作動の回数が制限されることが望ましい。この場合、セキュリティシステム１を運転席の後ろに配置して、範囲の大きな検知領域１５を車両の前端に向けることができる。
一実施形態では、セキュリティシステム１は電場検知回路を含んでていよく、それにより、電極をバレルジャック１８に接続することができる。このジャックは、外部電源の接続によるバッテリ８の再充電も可能にする。両方の目的のために単一のジャックを使うことで、コストが下がり、ユーザにとっても接続が簡単となる。バレルジャック１８を介してセキュリティシステム１に接続された電極２８は、任意の絶縁された金属体、例えばワイヤ、ワイヤメッシュ又は金属被覆された布とすることができる。セキュリティシステム１は、好ましくは約１２０ｋＨｚの周波数で、正弦波電圧を電極に印加する。約２２，０００オームの抵抗器３０は、電圧源２９とバレルジャック１８の間に接続されている。センサは、抵抗器３０のＲＭＳ電圧降下が著しく変化した場合に作動する。セキュリティシステム１は、直接的な又は容量性の接続を介して接地されている。電圧降下の変化は、接地もされている対象物が、電極２８に接近すると起こる。電極２８の周りの電場は、対象物が電極２８の近くに移動すると効果的に短絡される。
【００３９】
セキュリティシステム１は、全方向性のマイクロ波検出器を含んでいてもよい。この検出器は、図１０に示すように、アンテナ１０と、マイクロ波検出器のためのＲＦ通信無線器と連動する電子機器の部品とを利用する。本システム１の内部電子機器７は、好ましくは警報器リモコン２０、自動式リモコン２４及び／又は他のセキュリティシステム１と通信するのに約９１５ＭＨｚで動作する送受信器を含む。受信部分のみを加えればよいので、９１５ＭＨｚで通信する送受信器の使用によってマイクロ波検出器関連のコストが低下する。送受信器は、本システム１のマイクロプロセッサによって制御される送信器及び受信器を含む。マイクロ波検出のために使用する場合、通信送信器はアンテナ１０を駆動する。静止物に反射した信号は、送信周波数と同じ周波数を有するが、動いている物に反射した信号は、ドップラー周波数シフトの結果、ほぼ１０〜４０Ｈｚだけ異なる周波数を有する。反射した信号と送信された信号は、アンテナ１０で合計され、この合計は低ノイズ増幅器３４によって増幅される。わずかに異なる周波数を有する二つの信号は、互いにぶつかり合い、その結果得られる信号は振幅変調された信号として現れる。この変調信号は、ＲＦ検出器３５を使用して検出され、帯域通過フィルタ３６に接続される。帯域通過フィルタは、所定の閾値より大きい周波数及び小さい周波数、例えば４０Ｈｚを上回る周波数及び１０Ｈｚを下回る周波数を減衰させる。３７での信号の振幅は、測定のためのマイクロプロセッサへと伝送され、その大きさが警報器を作動させるのに十分であるかが決定される。使用される信号の強さに応じて、送受共用器を使用してアンテナ１０に低ノイズ増幅器３４を連結し、それによって送信器３２からの信号の大きさを減ずることができる。
【００４０】
図１２には、本発明の一実施形態によるマイクロ波センサ１２００のブロック図が示されている。マイクロ波センサは、アンテナ１２０２、送信器１２０４、振幅検出器１２０６、帯域通過フィルタ１２０８、マイクロプロセッサのインターフェース１２１０及び警報器ユニット１２１２を備えることができる。別の実施形態では、マイクロ波センサ１２００は、アナログ−デジタル変換器（図示せず）を更に備える。好ましい実施形態では、送信器１２０４及びアンテナ１２０２は二つの機能を有する。第１の機能はマイクロ波センサであり、第２の機能は、外部装着されている付属品との通信することによりユニットのコストを下げることである。一実施形態では、マイクロ波センサが機能している場合、送信器１２０４は、少なくとも１秒当たり８０パルス、好ましくは１秒当たり４００パルスの速度でパルスを生成する。更に、パルスによって、アナログ−デジタル変換器（図示せず）が作動し、これにより、受信した信号周波数を、帯域通過フィルタ１２０８からの出力である交流電力波形の１サイクル当たり１０回だけサンプリングする。帯域通過フィルタ１２０８からの出力は、マイクロプロセッサのインターフェース１２１０に送られて分析される。マイクロプロセッサのインターフェース１２１０のコード化されたアルゴリズムが領域内の侵入者を検知した場合、マイクロプロセッサのインターフェース１２１０は警報器ユニット１２１２を作動させる。
一実施形態では、送信器の周波数は９００ＭＨｚ〜６ＧＨｚである。一実施形態では、発信される送信信号の周波数と、わずかにシフトした周波数を含む反射信号の周波数との合計は、送信周波数と反射周波数の差である信号によって振幅変調された送信信号と同等である。振幅検出器は送信信号を除去し、周波数が送信信号と反射信号との差であり、振幅が反射信号の振幅に関連する信号のみが残される。これは一般に振幅復調と呼ばれる。
【００４１】
図１３には、本発明の一実施形態によるバッテリ充電及び通信回路１３００のブロック図が示されている。充電の挙動は、バッテリ１３０８の放電状況に応じて、電源に電圧制御ユニット１３０２が接続される度に実行させることができる。好ましい実施形態では、鉛酸バッテリ１３０８が設けられる。別の実施形態では、充電回路１３００は、印加電圧が１４．７５ボルトになるまで、電圧制御ユニット１３０４に約７００ｍＡの一定電流を印加する。電圧は、電流降下が７０ｍＡ未満となるまで、電圧制御ユニット１３０４によって１４．７５ボルトで一定に保たれる。その時点で、電圧制御ユニット１３０４によって約１３．６５ボルトの一定電圧のトリクル充電が提供される。別の実施形態では、電力及びデータ切換ユニット１３０６は、電圧制御ユニット１３０４からの電力（電圧及び電流）を通過させることと、マイクロプロセッサのインターフェース１２１０への通信データを通過させることを交互に切り換える。一実施形態では、通信データは、交流電流で搬送されるデジタル信号である。好ましい実施形態では、通信データは、デジタルのみである。
本システムに追加的な種類の検知器を接続して使用することもできる。例えば、煙探知器及び熱探知器がハウジング９内に収納されていてよい。熱センサは、一般的に、所定のレベルを超える温度が測定された場合に作動する。ビデオカメラも、侵入者の検知のため及び侵入者の画像を捕らえるための両方に使用するべく、本システムに含めることができる。一実施形態では、そのような画像を遠隔のビューアー、例えばスクリーンを備えている携帯電話へ、又はインターネットを介して、無線送信することができる。
【００４２】
遠隔通信
リモートキーフォブ２は、小型の手持ち式装置であり、一つ以上のボタン１９を有することができる。この装置は、マイクロプロセッサ、アンテナ及び小型のコインセルバッテリと共に、送信器又は送受信器を含んでいる。キーフォブ２は、セキュリティシステム１と、好ましくは無線周波数によって通信するが、他の通信周波数、例えば赤外線通信リンクも使用することができる。好ましい実施形態では、本セキュリティシステムは、キーフォブ２からのみ操作可能であり、制御パネル６は表示部のみを含み、センサ選択ボタンを含まない。よって、キーフォブ２の好ましい実施形態は、本自己完結型セキュリティシステムが侵入者の検知に使用するセンサを選択するために必要な全てのコントロールを有する。図５Ａ及び５Ｂに示すように、キーフォブ２は、好ましくは、設定／解除ボタン６５、加速度計選択／選択解除ボタン６７、受動型赤外線センサ選択／選択解除ボタン６６、及びパニックボタン６８（一つ以上のアラームを作動させる）を含む。図５Ｂは、前方パネル６４ａ及び後方パネル６４ｂからなるハウジング６４、好ましくはシリコーンゴムからなり、水又は埃がキーフォブ２の中に進入することを防ぐゴムブーツ６９、キーフォブ２の電子機器を収容しているプリント基板７０、並びにバッテリ７１、例えばリチウムバッテリを含むキーフォブ２の内部構成要素を示す。
本セキュリティシステムの警報器が、ユーザが位置する場所から認識可能でないことがあるので、例えばキーフォブ２に設けられている表示部によって、センサの作動が遠隔通知されることは有利である。また、警報サイレンを鳴らすことは常に可能ではなく、また常に望ましくもない。例えば、キャンプ場では、強力な可聴サイレンで静かな環境を妨げることは望ましくないであろう。本セキュリティシステムの全体的な作動状況を遠隔的に報告し、センサの作動をユーザに警告又は通知するのに十分な条件が満たされていることを確認できることは、更に有利である。遠隔状況通知は様々な方法で実施することができる。好ましい実施形態では、本システム１と、キーフォブ２等の遠隔装置の間の二点間双方向無線通信リンクを使用して、センサの作動をユーザに知らせる及び／又は本セキュリティシステム１の作動状況を表示する。別の実施形態では、セキュリティシステム１は、遠隔式に状況を通知するために、既存の通信ネットワーク、例えば携帯電話又は双方向ページャメッセージ機構を利用する回路を含むように構築することができる。
【００４３】
二点間無線リンクは、好ましくは通信範囲を拡大するためのＲＦ電力増幅器及び高利得増幅器を備えたセキュリティシステム１の使用を伴う。ＦＣＣによってＩＳＭ無線バンド（産業科学医療用バンド）に許可される最大送信電力は、スペクトラム拡散技術が利用される場合１ワットである。許容可能な最大アンテナ利得は６ｄＢである。最大範囲として、最大電力及び最大のアンテナ利得の両方が好ましい。Texas Instruments CC1100トランシーバの使用により、急速なスペクトラム拡散、つまり周波数ホッピングによるパケット化された通信プロトコルが容易になる。警報器リモコン２０は、好ましくは、最大範囲に構築されたＲＦ電力増幅器及びアンテナを含む。
別実施形態では、セキュリティシステム１は、図５に示すような警報器リモコン２０と共に使用することができる。この警報器リモコン２０は、センサが作動している時にセキュリティシステム１からＲＦ送信を受信するとユーザに警告する。警報器リモコン２０は、アンテナ２１、警報照明２２、ブザー２３、並びに設定／設定解除ボタン１９を有する。アンテナ２１は十分な受信を可能にするために設けられており、これによってセキュリティシステム１と警報器リモコン２０との距離は１０００フィート超とすることができる。警報照明２２及びブザー２３は、警報器リモコン２０が、セキュリティシステム１から警報通知を受信すると作動する。設定／設定解除ボタン１９の操作は、リモートキーフォブ２上でのこのボタンの操作と同じである。
【００４４】
別実施形態では、セキュリティシステム１は、図６に示すような自動式リモコン２４と共に使用することができる。自動式リモコン２４は、無線受信範囲内に入ると、セキュリティシステム１のビーコン４及びサイレン５の作動を解除するＲＦ信号を送信する。このセキュリティシステム１は、自動式リモコン２４からＲＦ信号を受信しなくなると、警備設定される。自動式リモコン２４は、バッテリ及び内部電子機器を収容する筐体を有する。この筐体は、通信範囲を拡大するために外部アンテナ２１を有しているが、ユーザコントロールを必要としない。
自動式リモコン２４によって、ユーザは、警報器を作動させることなく、セキュリティシステム１によって保護される領域内外に自由に出入りすることができる。
【００４５】
携帯電話通信ネットワーク
本システムの別の実施形態では、セキュリティシステム１は、センサが作動すると携帯電話による通話を行うことができる無線回路を含むことができる。センサの作動状況を含むセルラー無線通信３８は、セルラータワー３９によって受信され、そこで通話は既存のワールドワイド電話機回路網４０に入る。通話は、データモデム４１に伝送され、電話通話信号はそこで状況通知サーバ４３によって処理可能なデジタルフォーマットに変換される。状況通知サーバ４３は、セキュリティシステムの通知メッセージを受け取り、人への通知を生成するソフトウェアを有する汎用コンピュータサーバである。状況通知サーバ４３の挙動は、インターネットリンク５０を介してインターネットベースのコンピュータ５２を使用する構築ユーザ４５によって構築される。ウェブサービス５３は、状況通知サーバ４３へのインターフェースを有する構築ウェブページを備えることができる。この機構を使用して、構築ユーザ４５は、未来のある時点でセキュリティシステム１においてセンサが作動した場合に何をすべきか決定することができる。別の実施形態で又は追加的に、状況通知サーバ４３は、タッチトーン（登録商標）電話を介して構築することができる。
状況通知サーバ４３は、音声発生器４６を使用して音声メッセージを生成するように構築することができ、音声発生器４６は、従来の電話４７又は携帯電話４８によって、ユーザ４４に対する第２の電話通話５４を行うことができる。状況通知サーバ４３は、ユーザのコンピュータ５１宛てにＥメールメッセージを送るＥメール生成器４９を使用して、ユーザ４４が読むＥメールメッセージを生成するように構築することもできる。追加的に、通知は、ＳＭＳメッセージのようなテキストメッセージを生成するように構築することもできる。
セキュリティシステム１のユーザは、セキュリティシステム１を所有するだけでよい。他の全ての通信インフラストラクチャは、一般にサービスプロバイダが所有し、サービスプロバイダは、月ぎめで料金を請求するか、センサの作動をユーザに通知するための通話毎に料金を請求することができる。
【００４６】
双方向ページャ通信ネットワーク
本システムの別の実施形態では、セキュリティシステム１は、双方向ページャベースの基地局５６に対する双方向ページャメッセージ転送５５を開始できる無線回路を含むことができる。双方向ページャメッセージは、テキストベースであり、従来の電話機回路網４０によって伝送される。上述の構築及び通知の方法を使用することができる。
【００４７】
セキュリティグループ
上述の遠隔状況通知を提供する二点間の無線リンク法は、一般に、理想的な条件下で数百フィートから１０マイルに亘る範囲を有する。上述の通知は、一対一の方式で警報器リモコン２０に接続するセキュリティシステム１用である。セキュリティシステム１と警報器リモコン２０とのこのような一対一の接続によって、第２の連動していない警報器リモコン２０によりセキュリティシステム１が制御又は無効化されることが防止される。
更なる実施形態では、警報器リモコン２０は、一つ以上の連動していないセキュリティシステム１が警報器リモコン２０の無線範囲内に入ったことを示す追加的な表示部も提供する。接続されていないセキュリティシステムのセンサが作動した場合、追加の表示が点滅するか及び／又はブザー２３を鳴らすことができる。この特徴によって、自警団を構成する個人全員が、任意のセキュリティシステム１が作動したかどうかを知らされる、「ネイバーフッドウォッチ」式の監視が可能となる。個人がセキュリティグループに参加したくない場合には、その特徴を無効化することができるか、又はグループのセキュリティシステム１を、別のユーザの警報器リモコン２０に対して未接続のセキュリティシステムとすることができる。
【００４８】
システム操作
ユーザは、キーフォブ２を使用して、使用するセンサの種類を選択し、ユーザの貴重品２５の近くにユニットを配置する。これにより、感度の各領域１５及び１６内において侵入者がシステムに近づくと、受動型赤外線センサ又はマイクロ波センサが作動する。システム設定に先立って、つまり一つ以上のセンサをオンにする前に、好ましくはビーコン４が点滅してユーザにセンサが作動したことを知らせる。このようにして、ユーザは、保護すべき対象物に対してユニットを適切に配置したことを試験及び確認することができる。ユニットを適切に配置したら、ユーザは、リモートキーフォブ２上のボタン１９を押してユニットを設定する。ユニットは、高いサイレン音を発してユーザにシステムがきちんと設定されたことを知らせる。
この時点で、セキュリティシステム１は、センサに侵入者の存在の判断を問い合わせる。受動型赤外線運動検知器（３又は３３）又は加速度計が作動すると、セキュリティシステム１は、好ましくは所定の期間、好ましくは約３分間に亘って、ビーコン４を点滅させ、サイレン５を鳴らす。この期間の後、ユニットは設定状態に戻り、センサが再度作動するまで待機する。ユーザが、ユニットの範囲内にいるうちにリモートキーフォブ２上のボタン１９を押すと、システムは、高いサイレン音を発した後にオフとなり、再度、ユニットが作動停止したことを確認する。
【００４９】
セキュリティシステム１は複数のセンサを含む。侵入者が近づいた時、各センサを独立して作動させるか、又は複数のセンサを作動させることができる。例えば、マイクロ波センサ及び受動型赤外線センサは、侵入者が近づいた時、同時に作動する場合が多い。しかし、セキュリティシステム１が衝突するか又は移動する場合、加速度計のみが作動する。
セキュリティシステム１は、そのセンサのいずれかが作動した場合又はそのセンサの組み合わせが作動した場合、警報器を作動させるように電子的に構築することができる。いずれかのセンサが作動した時に警報器が作動する場合、システムの感度は最大であるが、警報器の誤作動の可能性も増大する。複数のセンサが作動した場合にのみ警報器が作動するようにすると、警報器の誤作動の可能性は低下する。
【００５０】
二つ以上のセキュリティシステム１の群を統合させて使用することもできる。特定のセキュリティシステム１のセンサが作動した場合、セキュリティシステム１は、その無線範囲内の他のセキュリティシステム１にＲＦ信号を送信することができる。お互いの範囲の外に距離を置いてユニットを配置した場合、第２のユニットは信号をリレーすることができ、つまり第１のユニットからの信号に応じて信号を送ることができる。セキュリティシステムの群は、任意のユニットが作動した場合、又は複数のユニットが作動した場合にのみ、それらの警報器を同時に作動させるように電子的に構築することができきる。いずれかの警報器が作動した時に警報器を同時に作動させる場合、システムの感度は最大であるが、警報器の誤作動の確率も増大する。複数のユニットが作動した時にのみ警報器を同時に作動させることによって、警報器の誤作動の可能性は低下する。
追加的に、リモートキーフォブ２は、二つ以上のセキュリティシステム１からなる群を同時に設定及び解除することができる。このモードに構築されている場合、各システムは、無線範囲内で、リモートキーフォブから全てのユニットへ、設定又は解除コマンドをリレーする。
【００５１】
用途
本セキュリティシステム１は、広く様々な用途で有用である。建築業者は、本システムを使用して、例えば作業場に翌朝まで置いておく工具を保護することができる。トラックの荷台に置かれた工具及びその他貴重品も、そのような貴重品の上又は近くに本システムを配置することによって同様に保護することができる。
本システムは、屋外のレクリエーション会場においても有用である。例えば、キャンピングカー及びＲＶ車両の所有者に対し、彼らがキャンプ場から離れている間に安心を与えることができ、且つスキー及びその他ボート用品がボート又はボート用ドックから盗まれないことを保証することができる。
加えて、本システムは家庭環境でも使用することができる。この場合、本システムを設置した潜在的な危険領域に子供が進入した場合に警報器を鳴らすことができる。別の実施形態では、本システムのサイレンは超音波サイレンとすることができ、本システムを、鹿又は家畜の徘徊が望ましくない領域に配置することができ、よって本システムが配置されたエリア内に進入しようとする動物は、超音波サイレンによって阻止される。
【００５２】
実施例
一実施形態では、本願の可搬式セキュリティシステムは、おおよそ長さ１０インチ、幅４インチ、高さ１０インチとすることができ、重さは約８ポンドとすることができる。このセキュリティシステム１は、図２〜２Ｂに示されており、受動型赤外線運動センサ３、点滅ビーコン４、強力サイレン５、制御パネル６、内部電子機器７及び再充電可能なバッテリ８を備えており、これらは全てハウジング９内に収容されており、ハウジング９は更にハンドル１１を備えている。
本発明について、特定の好ましい実施形態を参照して詳細に説明したが、他の実施形態も可能である。本発明の方法に関して開示されたステップは、限定的なものではなく、また各ステップは、本方法に必ずしも不可欠なものではなく、例示的ステップにすぎない。よって、特許請求の範囲は、本明細書に含まれる好ましい実施形態の説明に制限されない。ここで引用された全ての文献は、参照によりその全体が取り込まれる。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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