(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光線よりも低周波の電磁波を検知エリアに向けて発信し、人体からの反射波を受信して人体を検出する第１のセンサと、前記検知エリアと重なる第２の検知エリア内の人体からの赤外線を受けて人体を検知する第２のセンサとを有するセンサ部と、
前記第１のセンサからの第１検出信号が第１しきい値を超えたときに検知エリア内に人体が存在することを検出する第１の検出回路と、
前記第１のセンサからの第１検出信号が前記第１しきい値よりも高い第２しきい値を超えたとき前記センサ部に人体が接近したことを検出する第２の検出回路と、
前記第２のセンサからの第２検出信号が第３しきい値を超えたときに前記検知エリア内に人体が存在することを検出する第３の検出回路と、
前記第２の検出回路によるセンサ部への人体接近の検出後の一定時間内に前記第３の検出回路による人体存在の検出がなされなかったとき、妨害行為があったと判別して妨害検知信号を出力し、前記第２の検出回路によるセンサ部への人体接近の検出後の一定時間内に前記第３の検出回路による人体存在の検出がなされたとき、妨害行為がなかったと判別する判別回路とを備えた組合せセンサシステム
【請求項２】
請求項１において、前記判別回路に代えて、第３の検出回路による人体存在の検出後の所定時間内に前記第２の検出回路によるセンサ部への人体接近の検出がなされ、その検出後の一定時間内に前記第３の検出回路による人体存在の検出がなされなかったとき、妨害行為があったと判別して妨害検知信号を出力する第２の判別回路を備えた組合せセンサシステム。
【請求項３】
請求項１または２において、さらに、前記第２の検出回路によるセンサ部への人体接近の検出後の一定時間内に第３の検出回路による人体存在の検出がなされたとき、前記妨害検知信号を解除する解除回路を備えた組合せセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視光線よりも低周波の電磁波を用いた能動型のセンサ、例えばマイクロ波センサ（以下、「ＭＷセンサ」という）と、受動型赤外線センサ（以下、「ＰＩＲセンサ」という）とを備えた組合せセンサシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記組合せセンサシステムを用いた侵入者検知システムは、マイクロ波を検知エリアに向けて発信し、人体からの反射波を受信して、そのドップラー効果によって侵入者を検知するＭＷセンサと、検知エリア内の人体からの赤外線を受けて人体と周囲温度の差から侵入者を検知するＰＩＲセンサとを備え、ＭＷセンサの検知エリアとＰＩＲセンサの検知エリアとを重ね、両者の検知カウント数のＡＮＤをとることで両センサの弱点を補完し、誤報要因に対する信頼性を高めている。
【０００３】
ところで、侵入者検知システムが非警戒中である日中などに進入し、センサの前面のレンズ部分に、紙やプラスチックなど赤外線を透過しないものを貼りつけて、ＰＩＲセンサの検知エリアをマスキングすることによって、人体を検知しない状態にした上で、再び警戒中に進入し、犯罪を行う場合がある。この場合、ＰＩＲセンサの検知機能は阻害されるが、ＭＷセンサはある程度これらのマスキング材を透過するので、このような妨害行為の有無を検知するため、予め定めた時間内のＭＷセンサによる人体の検知カウント数とＰＩＲセンサの検知カウント数とを比較し、両者の検知カウント数が極端に異なるときマスキングなどの妨害行為があったと判断して、妨害検知信号を出力するように構成されている。
【０００４】
他方、侵入者検知システムの作動中にマスキング行為がなされた場合は、センサに人体が接近するため、検知信号のレベルが著しく高くなるので、このことを利用し、米国特許第４，８３３，４５０号では、前記妨害検知手段とは別に、ＭＷセンサの検知レベルが予め定めた接近検出レベルを超えたとき、妨害検知信号を出力する第２の妨害検知手段を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前者の侵入者検知システムでは、マスキングされたか否かをＭＷセンサとＰＩＲセンサの検知カウント数を比較して判断しているので、検知エリア内の人通りが少ないときは、判断時間を長くしないと誤るおそれがあり、判断に長時間を要する。また、ＭＷセンサの検知エリアが壁や窓などを透過して室内からはみ出している場合は、ＭＷセンサのみが室外の歩行者や車などを検知するので、ＭＷセンサとＰＩＲセンサの検知カウント数の差が大きくなり、判断を誤ることがある。
【０００６】
他方、後者の侵入者検知システムでは、ＭＷセンサに人体が接近したとき妨害検知信号を出力するように構成されているため、例えば清掃人が清掃のためにセンサに接近した場合にも妨害検知信号が出力されるので、対応が煩わしいという問題点があった。
【０００７】
本発明は、前記のような問題点の解消を目的としてなされたもので、短時間でマスキングされたか否かの判断が正確にでき、かつ、単にセンサに接近しただけでは妨害検知信号を誤出力しない組合せセンサシステムを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明は、可視光線よりも低周波の電磁波を検知エリアに向けて発信し、人体からの反射波を受信して人体を検出する第１のセンサと、前記検知エリアと重なる第２の検知エリア内の人体からの赤外線を受けて人体を検知する第２のセンサとを有するセンサ部と、前記第１のセンサからの第１検出信号が第１しきい値を超えたときに検知エリア内に人体が存在することを検出する第１の検出回路と、前記第１のセンサからの第１検出信号が前記第１しきい値よりも高い第２しきい値を超えたとき前記センサ部に人体が接近したことを検出する第２の検出回路と、前記第２のセンサからの第２検出信号が第３しきい値を超えたときに前記検知エリア内に人体が存在することを検出する第３の検出回路と、前記第２の検出回路によるセンサ部への人体接近の検出後の一定時間内に前記第３の検出回路による人体存在の検出がなされなかったとき、妨害行為があったと判別して妨害検知信号を出力し、前記第２の検出回路によるセンサ部への人体接近の検出後の一定時間内に前記第３の検出回路による人体存在の検出がなされたとき、妨害行為がなかったと判別する判別回路とを備えたものである。
【０００９】
この構成によれば、第２の検出回路からＭＷセンサのような第１のセンサによる人体接近検出信号が検出された後、一定時間内にＰＩＲセンサのような第２のセンサによる人体検出信号が検出されないときだけ、妨害検知信号が出力されるので、短時間で正確な妨害検知信号を出すことができる。
【００１０】
第２発明は、前記判別回路に代えて、第３の検出回路による検出後の所定時間内に前記第２の検出回路による検出がなされ、その検出後の一定時間内に前記第３の検出回路による検出がなされなかったとき、妨害行為があったと判別して妨害検知信号を出力する第２の判別回路を備えたものである。
【００１１】
この構成によれば、ＭＷセンサによる人体接近検出信号を検出する前にＰＩＲセンサによる人体検出信号が出力されていることを確認しているので、屋外からのノイズによるＭＷセンサの誤作動に影響されることがなくなり、侵入者による妨害行為の検知の信頼性が高まる。
【００１２】
さらに、前記両発明の好ましい実施形態では、前記第２の検出回路による検出後の一定時間内に第３の検出回路による検出がなされたとき、前記妨害検知信号を解除する解除回路を備えている。
【００１３】
この構成によれば、センサに人体が接近した場合でも、妨害行為が行われなかったときは妨害検知信号が出力されない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の一実施形態に係るセンサ部を示す。図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のｂ−ｂ線矢視断面図である。このセンサ部１は、ケース２内にＭＷセンサ３とＰＩＲセンサ４が装着され、ケース２の前面がマイクロ波を透過するカバー５で覆われるとともに、ＰＩＲセンサ４の前面にフレネルレンズ６が形成されている。
【００１５】
図２は、侵入者検知システムを装着した室内のセンサ部１の配設位置と、ＭＷセンサ３およびＰＩＲセンサ４の検知エリアとの関係を示す図で、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は平面図である。
図２において、センサ部１は部屋７を形成する壁面９のうち、扉８に対向する壁面９ａの上部に設置されており、このＭＷセンサ３によって、一点鎖線で示した検知エリア１０が設定されている。また、ＰＩＲセンサ４による斜線を施した範囲で示した検知エリア１２は、フレネルレンズ６によって複数のビームで室内７をカバーするように設定されており、ＭＷセンサ３による検知エリア１０と、ＰＩＲセンサ４による検知エリア１２とは重なりあっている。また、図中のＡ，Ｂは、通常、室内７に出入りする人が通るエリアであり、Ｃは、センサ部１の点検・清掃などのメンテナンスを行う人以外は、通常、人体が接近することのないエリアである。
【００１６】
図３は、この発明の一実施形態の侵入者検知システムを示すブロック図である。この侵入者検知システムは、ＭＷセンサ３で検出された人体検出信号ｍを第１の増幅器１３で増幅し、この増幅信号ｍ1 を第２の増幅器１４で増幅した増幅信号ｍ2 を第１の検出回路１５に入力するとともに、前記増幅信号ｍ1 を第２の検出回路１６に入力する。他方、ＰＩＲセンサ４の人体検出信号ｐを第３の増幅器（通常、２段増幅器）１７で増幅し、この増幅信号ｐ1 を第３の検出回路１８に入力する。
【００１７】
図４は、前記各増幅信号ｍ1 ，ｍ2 およびｐ1 の信号レベルと、前記第１〜第３の検出回路１５，１６，１８における第１〜第３しきい値ｒ1 〜ｒ3 との関係を示す図である。増幅信号ｍ2 ，ｍ1 ，ｐ1 が第１〜第３しきい値ｒ1 〜ｒ3 のそれぞれを超えたとき、第１〜第３の検出回路１５，１６，１８から第１〜第３の検出信号ｄ1 〜ｄ3 が判別回路１９に出力される。この判別回路１９は、人体検知回路２０、タイマ２１、妨害検知回路２２および解除回路２３を内蔵している。
【００１８】
次に、この侵入者検知システムの通常の侵入者検知モード時の動作を説明する。図３の第１の検出回路１５は、増幅信号ｍ2 から侵入者の有無を検出する回路である。通常の検知エリアＡ，Ｂ（図２参照）に人がいるとき、ＭＷセンサ３からの人体検出信号ｍのレベルは低いので、第１，第２の増幅器１３，１４で二段増幅して増幅信号ｍ2 のレベルを高くして第１の検出回路１５に入力している。この第１の検出回路１５は、図４（ａ）に示すように、増幅信号ｍ2 のレベルが第１しきい値ｒ1 を超えたとき、図３の第１の検出信号ｄ1 を判別回路１９に出力する。
【００１９】
他方、第３の検出回路１８は、増幅信号ｐ1 から侵入者の有無を検出する回路で、図４（ｂ）に示すように、増幅信号ｐ1 のレベルが第３しきい値ｒ3 を超えたとき第３の検出信号ｄ3 を判別回路１９に出力する。判別回路１９の人体検知回路２０は、予め定めた時間内に入力される第１の検出信号ｄ1 と第３の信号ｄ3 のそれぞれについて演算し、その演算結果が実測データに基づいて定めた所定の数値内であったとき、侵入者があると判別して警報信号ａ1 を出力する。
【００２０】
なお、この動作モードにおいては、増幅信号ｍ1 のレベルは低く、第２の検出回路１６に高いレベルで設定された第２しきい値ｒ2 を超えることがないので、第２の検出回路１６から第２の検出信号ｄ2 が出力されることはない。
【００２１】
次に、この一実施形態の侵入者検知システムにおいて、センサ部１のカバー５に目隠し用のテープ等のマスキング材を付着させるマスキング行為があった場合の検出動作について説明する。図５は、侵入者が、室内７に侵入してセンサ部１に接近し、マスキングを行ったのち室内７から退去するまでの侵入者の位置と、ＭＷセンサ３の人体検出信号ｍおよびＰＩＲセンサ４の人体検出信号ｐのレベルとの関係を示す図である。
【００２２】
図５（ａ）に示すように、ＭＷセンサ３の人体検出信号ｍのレベルは、ＭＷセンサ３から侵入者までの距離に応じて変化し、ＭＷセンサ３に近接した検知エリア内で最大となる。このため、第２の増幅器１４の増幅信号ｍ2 ではレベルが高くなり過ぎ、信号が増幅器のダイナミックレンジを越えて飽和してしまうので、第２の検出回路１６へは、第１の増幅器１３の増幅信号ｍ1 を入力し、第１しきい値ｒ1 よりも高い第２しきい値ｒ2 で人体の接近を検出している。ＭＷセンサ３のマイクロ波はマスキング材を透過するので、マスキングがなされた後も、信号ｍ，ｍ1 ，ｍ2 のレベルはさほど低下しない。
【００２３】
他方、ＰＩＲセンサ４の人体検出信号ｐのレベルは、図５（ｂ）に示すようにＰＩＲセンサ４から侵入者までの距離に応じて大きく変化せず、マスキングがなされた後は零となる。
【００２４】
図６は、マスキング検出動作を説明するためのタイミング図、図７は判別回路１９における判別動作のフローチャートである。図７（ａ）のステップ１（以下、「Ｓ１」のように略記する）において、侵入者検知システムが作動状態に入ると、図３の判別回路１９はＳ２で第２の検出信号ｄ2 の入力状態を監視する。Ｓ２において、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ1 に第２の検出信号ｄ2 が入力された後、時刻ｔ2 にオフになったとき、Ｓ３でタイマ２１をスタートさせ、Ｓ４で第３の検出信号ｄ3 の入力状態を監視する。
【００２５】
Ｓ４において、図６（ｅ）に示すように、第３の検出信号ｄ3 の入力がオフになった時刻ｔ2 からＰＩＲセンサ４の出力の安定に要する予め定めた時間Ｔ1 経過後、時間Ｔ2 経過前に、図６（ｄ）に示す第３の検出信号ｄ3 が入力されたときはＳ２に戻り、入力されなかったときはマスキング行為があったと判別し、Ｓ５で図６（ｆ）に示すように、時間Ｔ2 の終了時刻ｔ4 に妨害検知信号ａ2 を出力する。Ｓ４およびＳ５は図３の判別回路１９の妨害検知回路２２により実行される。この妨害検知信号ａ2 が出力されると、警報灯の点灯、アラーム等によって報知されるので、作業員によってマスキングの有無の確認、マスキングの除去などの機能回復措置がとられる。
【００２６】
この一実施形態によれば、マスキングを行つた侵入者がセンサ部１から離れてから時間Ｔ1 ＋Ｔ2 経過したとき、マスキングされたか否かを判別でき、時間Ｔ1 は、ＰＩＲセンサ４の出力の増幅信号ｐ1 が減衰して安定するのに要する時間であるので、数秒〜数十秒で足り、また、時間Ｔ2 も短時間で足りるので、マスキングの有無を短時間で、正確に検出することができる。
【００２７】
次に、この一実施形態のマスキング除去作業時の動作を説明する。図６（ｆ）の時刻ｔ5 以降は、作業員がマスキング除去作業を行ったときのタイミング図、図７（ｂ）のＳ６〜Ｓ９はそのフローチャートである。
【００２８】
時刻ｔ4 において妨害検知信号ａ2 が出力されると、判別回路１９の解除回路２３はＳ６で第２の検出信号ｄ2 の入力状態を監視する。Ｓ６において、図６（ｂ）に示すように、作業員が室内７に入ってセンサ部１に接近すると、時刻ｔ5 に第２の検出信号ｄ2 が入力される。作業員がセンサ部１から離れて第２の時刻ｔ6 に第２の検出信号ｄ2 がオフになったとき、Ｓ７でタイマ２１をスタートさせ、Ｓ８で第３の検出信号ｄ3 の入力状態を監視する。Ｓ８において、図６（ｅ）に示すように、第２の検出信号ｄ2 の入力がオフになった時刻ｔ6 から予め定めた時間Ｔ1 経過後、時間Ｔ2 経過前に、第３の検出信号ｄ3 が入力されなかったときはＳ６に戻り、図６（ｄ）に示すようにマスキング材が除去されていて第３の検出信号ｄ3 が入力されたときは、図６（ｆ）に示すように、Ｓ９で時間Ｔ2 の終了時刻ｔ7 に妨害検知信号ａ2 の出力を停止し、Ｓ２に戻って侵入者検知モードとなる。
【００２９】
この一実施形態によれば、マスキング除去作業を行うことで妨害検知信号ａ2 の出力を停止して侵入者検知モードに復帰できるとともに、人がセンサに接近しても、マスキング等の妨害行為がなされない場合は妨害検知信号ａ2 が出力されることはない。
【００３０】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。この実施形態のハードウエアの構成は、図３に示した一実施形態と同一である。図８は、この実施形態の判別回路における判別動作のフローチャートで、前記一実施形態の図７に示したフローチャートとは、Ｓ１とＳ２の間に、Ｓ１０を設けた以外は同一であるので、詳細な説明は省略し、以下、異なる部分の動作のみを説明する。
【００３１】
すなわち、Ｓ１でシステムが作動すると、判別回路１９は、Ｓ１０で第３の検出信号ｄ3 の入力状態を監視する。図３のＭＷセンサ３は屋外からの無線電波や車の接近などによっても人体検出信号ｍを誤出力する場合があり、増幅信号ｍ1 が第２しきい値ｒ2 を超えるおそれもある。これに対し、ＰＩＲセンサ４はこのような誤動作を起こさない。そこでＳ１０において、ＰＩＲセンサ４からの第３の検出信号ｄ3 が判別回路１９に入力されなかったときは、室内７への侵入者はないものとして、Ｓ２に進まないように構成されている。
【００３２】
Ｓ２においては、第３の検出信号ｄ３の検出後の所定時間内に第２の検出信号ｄ２が入力されたのち、この第２の検出信号ｄ２がオフになったか否かを監視する。このため、ＰＩＲセンサ４からの第３の検出信号ｄ3 が判別回路１９に入力されていない場合には、妨害検知信号ａ2 が出力されることがないので、妨害検知精度を高めることができる。ここで、前記所定時間は、ＭＷセンサ３からの第２の検出信号ｄ２とＰＩＲセンサ４からの第３の検出信号ｄ３との発生タイミングのずれや、両信号ｄ３，ｄ２検出のアンドをとることの信頼性を考慮し、誤報を極力避けるように決める。
【００３３】
【発明の効果】
第１発明によれば、第１のセンサによって人体接近が検出された後、一定時間内に第２のセンサによって人体が検出されないときだけ、妨害検知信号が出力されるように構成したので、短時間で正確な妨害検知信号を出すことができる効果が得られる。
【００３４】
第２発明によれば、第３の検出回路による人体検出後の所定時間内に第２の検出回路によって人体接近が検出され、その検出後の一定時間内に第３の検出回路による人体検出がなされなかったとき、妨害行為があったと判別して妨害検知信号を出力するように構成したので、侵入者による妨害行為の検知の信頼性がさらに高まる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いるセンサ部の構成を示す図である。
【図２】前記センサ部の室内の配設位置と、そのＭＷセンサおよびＰＩＲセンサの検知エリアとを示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る侵入者検知システムを示すブロック回路図である。
【図４】ＭＷセンサおよびＰＩＲセンサの人体検出信号の各増幅信号のレベルと、各しきい値の関係を示す信号波形図である。
【図５】侵入者の位置によるＭＷセンサおよびＰＩＲセンサの人体検出信号の波形とレベルの態様を示す信号波形図である。
【図６】本発明の一実施形態によるマスキング検出動作と、マスキング除去時の動作のタイミングを示す信号波形図である。
【図７】本発明の一実施形態の判別回路における処理を示すもので、（ａ）は妨害検知処理のフローチャート、（ｂ）は妨害解除処理のフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態の判別回路における処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…センサ部、３…ＭＷセンサ、４…ＰＩＲセンサ、６…フレネルレンズ、
１０…ＭＷセンサの検知エリア、１２…ＰＩＲセンサの検知エリア、１３…第１の増幅器、１４…第２の増幅器、１５…第１の検出回路、１６…第２の検出回路、１７…第３の増幅器、１８…第３の検出回路、１９…判別回路、２０…人体検知回路、２１…タイマ、２２…妨害検知回路、２３…解除回路、ｍ…ＭＷセンサで検出された人体検出信号、ｍ1 ，ｍ2 …増幅信号、ｐ…ＰＩＲセンサで検出された人体検出信号、ｐ1 …増幅信号、ｒ1 …第１しきい値、ｒ2 …第２しきい値、ｒ3 …第３しきい値、ａ1 …警報信号、ａ2 …妨害検知信号、ｄ1 …第１の検出信号、ｄ2 …第２の検出信号、ｄ3 …第３の検出信号、Ｔ２…一定時間。
【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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【図７】
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【図８】
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