(57)【要約】      （修正有）【課題】小動物あるいは外乱光による誤報を少なくする。【解決手段】第１のツイン赤外線検知素子及び集光光学系と、第２のツイン赤外線検知素子及び集光光学系とで形成される各検知ゾーン列は、互いに重なることなく形成され、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子と集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、ある検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置する。【選択図】図３
2005201702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、
ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、
第１の赤外線検知素子に対応して配置された第１の集光光学系と、
第２の赤外線検知素子に対応して配置された第２の集光光学系と
を少なくとも備える受動型赤外線センサであって、
第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されている
ことを特徴とする受動型赤外線センサ。
【請求項２】
ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、
ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、
第１の赤外線検知素子に対応して配置された第１の集光光学系と、
第２の赤外線検知素子に対応して配置された第２の集光光学系と
第１の赤外線検知素子の出力に対して所定の処理を施し、第１の赤外線検知素子の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力する第１の信号処理回路と、
第２の赤外線検知素子の出力に対して所定の処理を施し、第２の赤外線検知素子の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力する第２の信号処理回路と、
第１の信号処理回路と第２の信号処理回路からの２つのパルス信号が所定時間差の範囲内に出力された場合に検知論理が成立したと判定し、その検知論理の成立が予め定めた所定回数発生した場合に物体を検知したと判断して検知信号を出力する判定手段と
を備え、
第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されている
ことを特徴とする受動型赤外線センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体から放射される熱線を検知して検知領域内における人体の存否を検知する受動型赤外線センサに係り、特に、小動物による誤報の可能性、及び太陽光などの外乱光による誤報の可能性を従来よりも減らすことができる受動型赤外線センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
受動型赤外線センサは、集光光学系によって、焦電素子等の熱線の波長領域に感度を有する赤外線検知素子を用いた赤外線検知器に入射する熱線の検知ゾーンを形成し、その検知ゾーン内の物体から放射される熱線を赤外線検知器に集光するようにし、その赤外線検知器の出力に基づく検知ゾーン内からの熱線のエネルギーの変動量が所定のレベルを越えたときに、検知ゾーン内への人体等の移動物体の侵入を検知するように構成されており、自動ドアの開閉や、防犯警備システムにおいて侵入者の検知のために広く用いられている。
【０００３】
しかし、受動型赤外線センサに用いられる赤外線検知素子は熱線を検知するものであるので、人体以外の熱線を放射する小動物による誤報が発生したり、太陽光などの外乱光によって誤報を生じることもある。
【０００４】
そこで、受動型赤外線センサにおいては、人体だけを検知し、小動物や外乱光による誤報を防止するための対策が種々提案されており、その一つとして、複数の検知ゾーンを構成し、その複数のエリアからの各信号のＡＮＤをとることによって、人体と、その他の非検知対象物とを区別する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
以下、特許文献１に記載の対策について図７を参照して概略説明する。図７は形成される検知ゾーンの配置を示す平面図であり、図の一つ一つの矩形が一つ一つの検知ゾーンを示している。ここでは検知ゾーンは、受動型赤外線センサの下方向から斜め下方向に形成した場合を示している。
【０００６】
そして、図中Ｂ１で示す横一列の検知ゾーン列と、Ｂ３で示す横一列の検知ゾーン列は、第１の焦電素子とそれに対応して配置された集光光学系で形成された検知ゾーンであり、図中Ｂ２で示す横一列の検知ゾーン列は第２の焦電素子とそれに対応して配置された集光光学系で形成された検知ゾーンである。
【０００７】
そして、第１の焦電素子の出力信号を処理する第１の信号処理回路系と、第２の焦電素子の出力信号を処理する第２の信号処理回路系の２つの信号処理回路系から所定の時間差で物体を検知したことを示す信号が出力された場合に、検知論理が成立したとして、検知した物体は小動物ではなく人体であると判断する。
【特許文献１】特開２０００−２８３８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図７に示すような配置の検知ゾーンでは、小動物による誤報、あるいは太陽光等の外乱光による誤報が生じる可能性がある。例えば、図７において、小動物が図中の矢印ａで示すようにＢ３の検知ゾーン列の側からＢ１の検知ゾーン列の側に移動したとする。このとき、Ｂ３の検知ゾーン列を横切ってから、所定の時間内にＢ２の検知ゾーン列を横切ったとすると、当該小動物が人体と判断される可能性がある。
【０００９】
もっとも、小動物が放射する熱線のエネルギー量は通常は人体より少ないので、第１、第２の信号処理回路系に含まれる比較回路の閾値を、小動物を検知しないような値に設定するという手法により小動物を人体と判断して誤報が生じることのないようにしているのが一般的であるが、しかし、小動物と、床面等の背景との温度差が大きい状況では、小動物を人体と判断してしまうことがあるものである。
【００１０】
また、外乱光による誤報については次のようである。例えば、いま、図７において、図中の矢印ｂの方向の斜め上から強い外乱光が、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の３つの検知ゾーン列に入射し、反射して２つの焦電素子で検知された場合には検知論理が成立して、人体と判断してしまう可能性がある。
【００１１】
そこで、本発明は、小動物による誤報、及び外乱光による誤報を従来よりも少なくすることができる受動型赤外線センサを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する本発明の受動型赤外線センサは、
ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、
ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、
第１の赤外線検知素子に対応して配置された第１の集光光学系と、
第２の赤外線検知素子に対応して配置された第２の集光光学系と
を少なくとも備える受動型赤外線センサであって、
第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されている
ことを特徴とするものである。
【００１３】
また、上記目的を達成する本発明の受動型赤外線センサは、
ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、
ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、
第１の赤外線検知素子に対応して配置された第１の集光光学系と、
第２の赤外線検知素子に対応して配置された第２の集光光学系と
第１の赤外線検知素子の出力に対して所定の処理を施し、第１の赤外線検知素子の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力する第１の信号処理回路と、
第２の赤外線検知素子の出力に対して所定の処理を施し、第２の赤外線検知素子の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力する第２の信号処理回路と、
第１の信号処理回路と第２の信号処理回路からの２つのパルス信号が所定時間差の範囲内に出力された場合に検知論理が成立したと判定し、その検知論理の成立が予め定めた所定回数発生した場合に物体を検知したと判断して検知信号を出力する判定手段と
を備え、
第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されている
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の受動型赤外線センサによれば、ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、第１の赤外線検知素子に対応して配置された第１の集光光学系と、第２の赤外線検知素子に対応して配置された第２の集光光学系とを少なくとも備える受動型赤外線センサであって、第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されているので、小動物及び外乱光を人体と誤検知してしまうことを非常に少なくできる可能性があるものである。
【００１５】
また、本発明の受動型赤外線センサによれば、ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、第１の赤外線検知素子に対応して配置された第１の集光光学系と、第２の赤外線検知素子に対応して配置された第２の集光光学系と第１の赤外線検知素子の出力に対して所定の処理を施し、第１の赤外線検知素子の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力する第１の信号処理回路と、第２の赤外線検知素子の出力に対して所定の処理を施し、第２の赤外線検知素子の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力する第２の信号処理回路と、第１の信号処理回路と第２の信号処理回路からの２つのパルス信号が所定時間差の範囲内に出力された場合に検知論理が成立したと判定し、その検知論理の成立が予め定めた所定回数発生した場合に物体を検知したと判断して検知信号を出力する判定手段とを備え、第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されているので、従来と比較して小動物及び外乱光を人体と誤検知してしまうことを非常に少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る受動型赤外線センサのブロック構成を示す図である。図１において、この受動型赤外線センサは、熱線を集光する２つの集光光学系１１、２１と、集光光学系１１、２１で集光された熱線をそれぞれ検出する赤外線検知素子１２、２２と、信号処理回路１６、２６と、判定手段３０とを備えている。
【００１７】
信号処理回路１６は、赤外線検知素子１２の出力に対して所定の処理を施して、赤外線検知素子１２の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力するものであり、ここでは、赤外線検知素子１２の出力を増幅する増幅回路１３、増幅回路１３の出力から不要な周波数成分を除いて所定の周波数成分の信号のみを出力する帯域フィルタ１４と、帯域フィルタ１４の出力を所定の閾値と比較して、当該閾値以上の信号があった場合にパルス信号を出力する比較回路１５とを備えるものとしている。
【００１８】
信号処理回路２６は、赤外線検知素子２２の出力に対して所定の処理を施して、赤外線検知素子２２の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力するものであり、ここでは、赤外線検知素子２２の出力を増幅する増幅回路２３、増幅回路２３の出力から不要な周波数成分を除いて所定の周波数成分の信号のみを出力する帯域フィルタ２４と、帯域フィルタ２４の出力を所定の閾値と比較して、当該閾値以上の信号があった場合にパルス信号を出力する比較回路２５とを備えるものとしている。
【００１９】
判定手段３０は、信号処理回路１６と信号処理回路２６からの２つのパルス信号が所定時間差の範囲内に出力された場合に検知論理が成立したと判定し、その検知論理の成立が予め定めた所定回数発生した場合に人体を検知したと判断して検知信号を出力するものである。
【００２０】
ここで、この受動型赤外線センサでは、赤外線検知素子１２、２２として、何れもツイン素子を用いる。ツイン素子は、図２に示すように、２つの焦電素子Ａ１、Ａ２を互いに逆極性に直列に差動接続したものであり、プラス（＋）極性の焦電素子Ａ１の出力信号と、マイナス（−）極性の焦電素子Ａ２の出力信号との合成信号を出力するようにしたものである。
【００２１】
このように、赤外線検知素子１２、２２としてツイン素子を用いるのは、ツイン素子は外乱光等の背景雑音に強く、外乱光による誤報が少ないからである。即ち、検知ゾーンで反射した外乱光が、ツイン素子の２つの焦電素子Ａ１、Ａ２の両方の焦電素子に入射した場合、焦電素子Ａ１の出力と焦電素子Ａ２の出力は互いに相殺され、誤報を防止できることはよく知られた事項である。
【００２２】
集光光学系１１は、赤外線検知素子１２による検知ゾーン列、及び検知ゾーン列を構成する検知ゾーンを床面や地面（本明細書ではこれらを総称してゾーン形成面と称す）に形成するものであり、フレネルレンズ等のレンズを用いて構成することもでき、受動型赤外線センサにおいて検知ゾーンを形成するものとして広く用いられている反射鏡を用いて構成してもよい。要するに、集光光学系１１としては、後述する検知ゾーン列及び検知ゾーンを形成することができるものであればよいものである。ただし、図１では赤外線検知素子１２の前面に配置されたレンズとして示している。
【００２３】
集光光学系２１についても同様であり、集光光学系２１は、赤外線検知素子２２による検知ゾーン列、及び検知ゾーン列を構成する検知ゾーンをゾーン形成面に形成するものであり、フレネルレンズ等のレンズを用いて構成することもでき、反射鏡を用いて構成してもよい。要するに、集光光学系２１としては、後述する検知ゾーン列及び検知ゾーンを形成することができるものであればよいものである。ただし、図１では赤外線検知素子２２の前面に配置されたレンズとして示している。
【００２４】
また、図１では集光光学系１１、２１は別個のものとして示しているが、後述する検知ゾーン列及び検知ゾーンを形成することができるものであれば一体化されたものであってもよいものである。
【００２５】
次に、検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置について、図３、図４を参照して説明する。図３は、検知ゾーン列及び検知ゾーンを、受動型赤外線センサを中心として斜め下方向に扇状に配置するように形成した場合を示す図であり、ゾーン形成面における赤外線検知素子１２による検知ゾーン列及び検知ゾーン、及び赤外線検知素子２２による検知ゾーン列及び検知ゾーンを上から見た平面図である。なお、図３、図４においてＳは受動型赤外線センサの位置を示している。
【００２６】
図３において、破線で示す一つ一つの矩形がそれぞれ一つ一つの検知ゾーンを示している。図３では、それぞれの検知ゾーンには実線で示す矩形が２つ示されているが、一方の実線矩形は赤外線検知素子１２または赤外線検知素子２２のツイン素子の一方の焦電素子の領域であり、他方の実線矩形はツイン素子の他方の焦電素子の領域である。
【００２７】
図３において、実線の枠で囲んだ略扇状の領域Ｚ１〜Ｚ８はそれぞれ検知ゾーン列を示しており、それぞれの検知ゾーン列は少なくとも一つの検知ゾーンからなっている。図３では、Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５、Ｚ７で示す４つの検知ゾーン列は２つの検知ゾーンで構成され、Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６、Ｚ８で示す４つの検知ゾーン列は３つの検知ゾーンで構成されている。
【００２８】
即ち、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置では、受動型赤外線センサＳを中心として扇状に複数の検知ゾーン列が延びており、各検知ゾーン列には少なくとも一つの検知ゾーンが含まれているのである。なお、図３に示す各検知ゾーン列の枠は実際にはゾーン形成面に形成されるものではないが、理解を容易にするために図３では略扇状の枠として図示しているものである。
【００２９】
ところで、赤外線検知素子としてツイン素子を用いた場合、移動物体を検知できる方向は、検知ゾーンにおいて、ツイン素子のプラス極性の焦電素子の領域からマイナス極性の焦電素子の領域を横切る方向、あるいはその逆に横切る方向となる。
【００３０】
そして、図３に示す検知ゾーン配置では、各検知ゾーンでの赤外線検知素子のプラス極性とマイナス極性の２つの焦電素子の領域は、検知ゾーン列が延びる方向とは略直交する方向に並ぶようになされている、言い換えれば、検知ゾーン列を横切る方向に並ぶようになされているので、図３に示す検知ゾーン配列における移動物体の検知方向は、原理的には、図のａで示す矢印の方向、即ち、受動型赤外線センサＳを中心として廻る方向となる。この検知方向は、当該領域で人体が移動するであろうと想定される方向、または移動する人体を検知したい方向に設定することは当然である。
【００３１】
そして、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置においては、隣接する検知ゾーン列は互いに重なることなく形成され、更に、隣接する検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成されている。従って、例えば、Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５及びＺ７の検知ゾーン列の各検知ゾーンが赤外線検知素子１２と集光光学系１１で形成されているものとすると、Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６及びＺ８で示す検知ゾーン列の各検知ゾーンは赤外線検知素子２２と集光光学系２１で形成されている。
【００３２】
このように、この受動型赤外線センサＳでは、隣接する検知ゾーン列の各検知ゾーンは、異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成されているのであり、これは、言い換えれば、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成されているということができるものである。
【００３３】
なお、以下においては、Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５及びＺ７の検知ゾーン列の各検知ゾーンは赤外線検知素子１２と集光光学系１１で形成され、Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６及びＺ８で示す検知ゾーン列の各検知ゾーンは赤外線検知素子２２と集光光学系２１で形成されるものとする。
【００３４】
そして、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサＳからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置される。換言すれば、ある検知ゾーン列に含まれる検知ゾーンは、何れも、それに隣接する検知ゾーン列に含まれる検知ゾーンとは、受動型赤外線センサＳから同じ距離には配置しないようにするのである。
【００３５】
即ち、図３において、検知ゾーン列Ｚ１と検知ゾーン列Ｚ２は互いに隣接する検知ゾーン列であり、検知ゾーン列Ｚ１の検知ゾーンＺ１１、Ｚ１２のそれぞれの検知ゾーンの受動型赤外線センサＳからの距離の位置は、検知ゾーン列Ｚ２の検知ゾーンＺ２１、Ｚ２２、及びＺ２３の受動型赤外線センサＳからの距離の位置とは同じではなく、異なっている。これが、上記の、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサＳからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置される、ということである。その他の互いに隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンの配置についても同様である。
【００３６】
なお、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーン配置の例では、ある検知ゾーン列の検知ゾーンは、それに隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンが形成されていない位置、即ち、隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンと検知ゾーンの間に丁度入るように配置されているので、集光光学系１１と赤外線検知素子１２とで形成される検知ゾーンと、集光光学系２１と、赤外線検知素子２２とで形成される検知ゾーンとは、全体として略市松模様状に配置されているということができる。
【００３７】
図４は、図３においてｂで示す矢印の方向から見た側面図であって、Ｚ１とＺ２の２つの検知ゾーン列の検知ゾーンを形成するための受動型赤外線センサＳからの光路を示す側面図であり、図４において斜線を付した領域は、集光光学系２１と赤外線検知素子２２により形成される検知ゾーン列Ｚ２の各検知ゾーンを形成するための光路を示し、灰色で塗り潰した領域は、集光光学系１１と赤外線検知素子１２により形成される検知ゾーン列Ｚ１の各検知ゾーンを形成するための光路を示している。なお、図４では受動型赤外線センサＳは壁面に取り付けるものとしているが、天井に取り付けることも可能であることは当然である。
【００３８】
そして、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体である人体が検知方向に沿って移動した場合には当該人体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置される。ここで、人体としては、検知しようとしている最も低い身長の人体を想定すればよく、小動物としては検知しないようにする最も高い背高の小動物を想定すればよい。
【００３９】
ただし、受動型赤外線センサＳから最も遠くに位置する検知ゾーンを注目検知ゾーンとした場合はこの限りではない。なぜなら、図３に示す場合、図中、Ｚ２１、Ｚ４１、Ｚ６１、及びＺ８１で示す検知ゾーンは受動型赤外線センサＳから最も遠くに位置する検知ゾーンであるが、これらの検知ゾーンを注目検知ゾーンとした場合、これらの検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンは存在しないからである。
【００４０】
例えば、いま、図３においてＺ２２で示す検知ゾーンに注目したとする。即ち、検知ゾーン列Ｚ２の外側から２番目に位置する検知ゾーンＺ２２を注目検知ゾーンとする。このとき、当該注目検知ゾーンＺ２２が含まれる検知ゾーン列Ｚ２に隣接する検知ゾーン列にはＺ１及びＺ３の２つの検知ゾーン列がある。そして、Ｚ１、Ｚ３の検知ゾーン列に含まれる検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンＺ２２より受動型赤外線センサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンとしては、図３においてＺ１１で示す検知ゾーンと、Ｚ３１で示す検知ゾーンの２つがある。検知ゾーンＺ１１は、検知ゾーン列Ｚ１の一番外側に位置する検知ゾーンであり、検知ゾーンＺ３１は、検知ゾーン列Ｚ３の一番外側に位置する検知ゾーンである。
【００４１】
そして、検知ゾーンＺ３１を形成するための光路は、被検知物体である人体が、検知方向に沿って注目検知ゾーンＺ２２の側から当該検知ゾーンＺ３１の方向に移動した場合には当該人体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されており、同様に、検知ゾーンＺ１１を形成するための光路は、被検知物体である人体が、検知方向に沿って注目検知ゾーンＺ２２の側から当該検知ゾーンＺ１１の方向に移動した場合には当該人体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されるのである。
【００４２】
このような、注目検知ゾーンＺ２２と検知ゾーンＺ３１の光路の関係、及び注目検知ゾーンＺ２２と検知ゾーンＺ１１の光路、及び人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を図５に示す。図５（ａ）は、図３において、注目検知ゾーンであるＺ２２を含む検知ゾーン列Ｚ２と、検知ゾーン列Ｚ３の各検知ゾーンを形成するための光路、及び人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図で、図３において矢印ｂで示す方向から見た側面図であり、注目検知ゾーンＺ２２が含まれる検知ゾーン列Ｚ２に隣接する検知ゾーン列Ｚ３の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンＺ２２より受動型赤外線センサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンであるＺ３１の光路Ｒ３は、人体Ｈによっては横切られ、小動物Ｍによっては横切られない高さになるように設定されている。
【００４３】
図５（ｂ）は、図３において、注目検知ゾーンであるＺ２２を含む検知ゾーン列Ｚ２と、検知ゾーン列Ｚ１の各検知ゾーンを形成するための光路、及び人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図で、図３において矢印ｂで示す方向から見た側面図であり、注目検知ゾーンＺ２２が含まれる検知ゾーン列Ｚ２に隣接する検知ゾーン列Ｚ１の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンＺ２２より受動型赤外線センサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンであるＺ１１の光路Ｒ１は、人体Ｈによっては横切られ、小動物Ｍによっては横切られない高さになるように設定されている。
【００４４】
従って、例えば、人体Ｈが、図３においてｄで示す矢印で示すように、検知方向に沿って、検知ゾーン列Ｚ１の側から検知ゾーン列Ｚ８の側に移動すれば、人体Ｈは、先ず、検知ゾーンＺ１１を形成するための光路を横切り、次に検知ゾーンＺ２２を形成するための光路を横切り、更に次には、検知ゾーンＺ３１を形成するための光路を横切ることになる。しかし、小動物Ｍは、同じように移動したとしても、検知ゾーンＺ１１を形成するための光路も、検知ゾーンＺ３１を形成するための光路も横切ることはないものである。
【００４５】
以上は検知ゾーンＺ２２を注目検知ゾーンとした場合について説明したが、その他の検知ゾーンを注目検知ゾーンとした場合にも同様である。ただし、上述した通り、受動型赤外線センサＳから最も遠くに位置する検知ゾーンに注目した場合はこの限りではない。
【００４６】
このような検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置は、受動型赤外線センサの取り付け高さ、どのような距離まで人体を検知するかという警戒距離に基づいて、集光光学系１１、２１の焦点距離、集光光学系１１と赤外線検知素子１２との位置関係、集光光学系２１と赤外線検知素子２２との位置関係を定めることによって形成することができる。これは集光光学系１１、２１として反射鏡を用いた場合にも同様である。
【００４７】
このように、所望の検知ゾーンを形成するに際して、受動型赤外線センサの取り付け高さ、警戒距離に基づいて、集光光学系の焦点距離、集光光学系と赤外線検知素子との位置関係を定めるという手法は広く行われている事項である。
【００４８】
さて、検知ゾーン列及び検知ゾーンが図３、図４に示すように配置されている場合において、人体が矢印ａで示す位置を、検知方向に沿って、検知ゾーン列Ｚ１の側から検知ゾーン列Ｚ８の方向に向けて移動したとする。このとき、まず人体が検知ゾーンＺ１１の位置に入ると、当該検知ゾーンＺ１１を形成するための光路を横切るので、人体からの熱線が赤外線検知素子１２で検知され、その出力が信号処理回路１６で処理されてパルス信号が出力されることになる。
【００４９】
その後、人体は検知ゾーン列Ｚ２を横切ることになるが、このときには人体は検知ゾーンＺ２１を形成するための光路を横切るので、人体からの熱線が赤外線検知素子２２で検知され、その出力が信号処理回路２６で処理されてパルス信号が出力されることになる。そして、信号処理回路１６からのパルス信号と、信号処理回路２６からのパルス信号とが所定の時間差内であれば、判定手段３０は検知論理が成立したと判定する。
【００５０】
従って、人体が、判定手段３０が検知論理が成立すると判定する時間差に対応する速度以上の速度で、検知方向に沿って移動すれば、隣接する２つの検知ゾーン列を横切る度毎に判定手段３０で検知論理が成立したと判定され、検知論理が所定回数発生した時に判定手段３０は人体を検知したと判定して検知信号を出力する。
【００５１】
このような動作であるので、図３において人体がｃで示す矢印の方向に直進した場合にも判定手段３０からは検知信号が出力されることになる。このように、図３に示す検知ゾーン配置では、原理的な検知方向に正しく沿って移動する場合だけでなく、複数の検知ゾーン列を略検知方向に横切るように直線的に移動した場合にも人体の移動を検知することができるのであり、先に図３のａで示す方向が原理的な検知方向であると述べたのはこのような意味を含めたものなのである。従って、図３の矢印ｃで示す方向も検知方向である。
【００５２】
以上のことから、人体はどの位置であれ、検知方向に沿って移動した場合には検知されることは明らかであろう。
【００５３】
これに対して、小動物が上述した人体と同じ動きをした場合の動作は次の通りである。小動物が、ゾーン形成面の検知ゾーン上を直接横切った場合には、小動物からの熱線は、当該検知ゾーンに対応する赤外線検知素子で検知され、その出力が対応する信号処理回路で処理されてパルス信号が出力されることになるが、次に、隣接する検知ゾーン列を横切るときには、当該検知ゾーン列の検知ゾーンを形成するための光路は横切る可能性は殆ど無いと考えられるので、小動物からの熱線が、当該隣接する検知ゾーン列に対応する赤外線検知素子で検知される可能性は非常に低いものとなる。
【００５４】
従って、小動物が隣接する２つの検知ゾーン列を横切る度毎に判定手段３０で検知論理が成立したと判定される可能性は非常に低く、その結果、小動物が人体と判断されて判定手段３０から検知信号が出力される可能性は従来よりも低くなるのである。
【００５５】
なお、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーン配置の場合、小動物が図３の矢印ｅで示す線に沿って移動した場合には、検知ゾーン列を横切る度毎に赤外線検知素子１２と赤外線検知素子２２とからは何等かの信号が出力される可能性があるが、小動物が横切る検知ゾーンの領域は狭く、このときの赤外線検知素子１２、２２からの出力信号は小さいので、従来と同様に、信号処理回路１６の比較回路１５及び信号処理回路２６の比較回路２５のそれぞれに設定する閾値を最適に設計することにより、このような場合に信号処理回路１６及び信号処理回路２６からパルス信号が出力されることがないようにすることができるものである。
【００５６】
以上のようであるので、この受動型赤外線センサでは、検知ゾーン列及び検知ゾーンの配列を図３に示す構成とすることによって、小動物による誤報を従来よりも低減することが可能であることは明らかであろう。
【００５７】
次に、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置において、外乱光が入射した場合について説明する。ところで、ゾーン形成面には、その表面が滑らかでなく、ゾーン形成面での反射光が乱反射する拡散面である場合と、滑らかな平滑面である場合があるが、まず、ゾーン形成面が拡散面である場合について説明する。
【００５８】
ゾーン形成面が拡散面である場合には、例えゾーン形成面からの反射光が赤外線検知素子１２及び／または赤外線検知素子２２に入射したとしても、ゾーン形成面での反射光は指向性がないために、赤外線検知素子１２及び／または赤外線検知素子２２のプラス極性の焦電素子とマイナス極性の焦電素子に入射する光量は同程度となり、プラス極性の焦電素子の出力とマイナス極性の焦電素子の出力は相殺されるので、判定手段３０によって検知論理が成立したと判断される可能性は非常に低く、従って外乱光による誤報が生じる可能性は非常に低いものである。
【００５９】
次に、ゾーン形成面が滑らかな平滑面である場合について、図６を参照して説明する。図６において、太い実線は外乱光の入射光を示し、太い破線はゾーン形成面での反射光を示している。
【００６０】
図６に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置は図３に示すものと同じであり、いま、外乱光が図の太実線で示す方向から、ある角度、ある幅で入射したとする。そして、検知ゾーン列Ｚ７の領域に入射した外乱光は、ｆで示すように当該検知ゾーン列Ｚ７を構成する一つの検知ゾーンＺ７１の位置で反射して、太破線で示すように受動型赤外線センサＳに入射したとする。このときには、当該反射光は、当該検知ゾーン列Ｚ７に対応している赤外線検知素子１２のプラス極性の焦電素子またはマイナス極性の焦電素子の一方に入射することが有り得る。そしてその場合には、赤外線検知素子１２で検知され、その出力が信号処理回路１６で処理されてパルス信号が出力されることになる。
【００６１】
しかし、当該検知ゾーン列Ｚ７に隣接する検知ゾーン列Ｚ６に入射した外乱光ｇ、及び検知ゾーン列Ｚ８に入射した外乱光ｈは、これらの検知ゾーン列のどの位置で反射したとしても受動型赤外線センサＳに入射する可能性は非常に低い。なぜなら、平滑面での反射光は鋭い指向性を有し、入射光と同方向に集中するため、検知ゾーン列Ｚ６及び検知ゾーン列Ｚ８での反射光は図の太破線で示すように受動型赤外線センサＳから外れてしまう。従って、検知ゾーン列Ｚ６、Ｚ８での反射光は、これらの検知ゾーン列に対応する赤外線検知素子２２には入射せず、信号処理回路２６からパルス信号が出力されることはなく、従って判定手段３０で検知論理が成立したと判断される可能性は非常に少ないものである。
【００６２】
以上のように、この受動型赤外線センサによれば、外乱光による誤報を従来よりも低減することが可能であることは明らかであろう。
【００６３】
なお、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置はあくまでも一例に過ぎないものであり、検知ゾーン列をいくつ形成するか、及び、一つの検知ゾーン列をいくつの検知ゾーンで構成するかは、どのような広さの範囲を警戒するか等に応じて適宜定めることができるものである。
【００６４】
以上の通りであるので、この受動型赤外線センサによれば、２つの赤外線検知素子としてツイン素子を用い、第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置し、２つの赤外線検知素子に対応してそれぞれ配置された信号処理回路からのパルス出力が所定の時間差内である場合にのみ検知論理が成立したと判定するので、従来と比較して小動物及び外乱光を人体と誤検知してしまうことは非常に少ないものである。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の受動型赤外線センサは、２つの赤外線検知素子としてツイン素子を用い、第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンを形成するための光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置し、２つの赤外線検知素子に対応してそれぞれ配置された信号処理回路からのパルス出力が所定の時間差内である場合にのみ検知論理が成立したと判定するので、従来と比較して小動物及び外乱光を人体と誤検知してしまうことが非常に少ない受動型赤外線センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る受動型赤外線センサのブロック構成を示す図である。
【図２】ツイン素子を説明するための図である。
【図３】検知ゾーン列及び検知ゾーンを、受動型赤外線センサを中心として斜め下方向に扇状に配置するように形成した場合を示す図であり、ゾーン形成面における赤外線検知素子１２による検知ゾーン列及び検知ゾーン、及び赤外線検知素子２２による検知ゾーン列及び検知ゾーンを上から見た平面図である。
【図４】図３においてｂで示す矢印の方向から見た側面図であって、Ｚ１とＺ２の２つの検知ゾーン列の検知ゾーンを形成するための受動型赤外線センサＳからの光路を示す側面図である。
【図５】図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置において、検知ゾーンＺ２２を注目検知ゾーンとした場合、注目検知ゾーンＺ２２と検知ゾーンＺ３１の光路の関係、及び注目検知ゾーンＺ２２と検知ゾーンＺ１１の光路、及び人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図であり、図５（ａ）は、図３において、注目検知ゾーンであるＺ２２を含む検知ゾーン列Ｚ２と、検知ゾーン列Ｚ３の各検知ゾーンを形成するための光路、及び人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図で、図３において矢印ｂで示す方向から見た側面図であり、図５（ｂ）は、図３において、注目検知ゾーンであるＺ２２を含む検知ゾーン列Ｚ２と、検知ゾーン列Ｚ１の各検知ゾーンを形成するための光路、及び人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図である。
【図６】図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置において、ゾーン形成面が平滑面である場合において、外乱光によって誤報が生じる可能性が従来よりも低いことを説明するための図である。
【図７】複数の検知ゾーンを構成し、その複数のエリアからの各信号のＡＮＤをとることによって、人体と、その他の非検知対象物とを区別する方法における従来の検知ゾーンの配列を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１…集光光学系、１２…赤外線検知素子、１３…増幅回路、１４…帯域フィルタ、１５…比較回路、１６…信号処理回路、２１…集光光学系、２２…赤外線検知素子、２３…増幅回路、２４…帯域フィルタ、２５…比較回路、２６…信号処理回路、３０…判定手段。
【図１】
2005201702.tif 000003
【図２】
2005201702.tif 000004
【図３】
2005201702.tif 000005
【図４】
2005201702.tif 000006
【図５】
2005201702.tif 000007
【図６】
2005201702.tif 000008
【図７】
2005201702.tif 000009