(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受動型赤外線検知素子とその検知エリアを設定する光学系とがカバーで覆われた防犯センサにおいて、
前記カバー内で前記検知エリアの外方に、第１および第２の妨害検知手段が設けられ、前記第１の妨害検知手段は第１の検知用光線を出射する第１の投光器と、前記第１の検知用光線が前記カバーの外面またはその近傍にある妨害物で反射した反射光を受光する第１の受光器と、これら投光器と受光器の間に配置されて前記検知用光線がカバー内面で反射した迷光が受光器に入射するのを阻止する遮蔽部材とを有し、
前記第２の妨害検知手段は、第２の検知用光線を出射する第２の投光器と、前記第２の検知用光線が前記カバー内面およびカバーに付着した妨害物で反射した迷光を受光する第２の受光器とを有することを特徴とする防犯センサ。
【請求項２】
請求項１において、前記第１と第２の投光器が共通であることを特徴とする防犯センサ。
【請求項３】
請求項１において、前記第１と第２の受光器が共通であることを特徴とする防犯センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受動型赤外線素子（以下、「ＰＩＲ素子」という）を用い、妨害物を検知する機能を備えた防犯センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記防犯センサを用いた侵入者検知システムは、ＰＩＲ素子が、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ように構成されている。
【０００３】
ところで、前記侵入者検知システムの動作を妨害するために、防犯センサが設置されている室内への人の出入りの多い非警戒動作中に、防犯センサの前面に紙テープを貼り付けたり、白い塗料をスプレーして塗布する妨害行為を行って防犯センサが人体を検知できないようにしておき、人が出入りしなくなった警戒動作時に室内に侵入する場合がある。
【０００４】
図８は、カバー５の前面に白色塗料がスプレー塗布された場合の、ＰＩＲセンサ７の検知感度の変化特性を示す図で、塗布された白色塗料の厚さを、スプレー時間に置き換えて示している。妨害物がない場合の縦軸に示す検知感度（人体の温度と室内の温度の差）は、特性Ａに示すように２℃より高い。横軸は、ターゲット速度（侵入者の移動速度）である。また、白色塗料を４秒間スプレー塗布した場合の検知感度は、特性Ｂに示すように５℃程度に低下し、８秒間スプレー塗布した場合の検知感度は、１４℃程度に低下した。一般に、ＰＩＲセンサ７には、４℃より高い検知感度が要求されるので、４秒間程度のスプレーで検知機能が損なわれることになる。
【０００５】
前記のような妨害行為が行われたとき、防犯センサの検知機能を損なうマスキング物体（以下、「妨害物」という）の有無を検出する放射エネルギー検出装置を備えた防犯センサが、特開平２−２８７２７８号公報に開示されている。
【０００６】
この放射エネルギー検出装置は、防犯センサ内に、赤外線または可視光を出射する発光素子とその反射光を受光する受光素子を設け、カバーの内面からの反射光に、カバーの外側の妨害物からの反射光が加わって受光素子への入射光量が増加するのを検出することで、カバーの外側に遮蔽物があることを検出するように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記放射エネルギー検出装置は、カバーの内面で反射した迷光量が多く、受光素子への入射光量が多いため、妨害行為者の手の指や器具からの反射光、および遮蔽物からの反射光による増加分の検出が難しい。
【０００８】
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、妨害検知機能の作動中に妨害行為がなされたときは即時に検知でき、また、防犯センサのカバーの前面に、前記白色塗料の塗布や紙テープなどの遮蔽物があるときは、その妨害物の存在を検知できる、妨害検知機能付き防犯センサを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、受動型赤外線検知素子とその検知エリアを設定する光学系とがカバーで覆われた防犯センサにおいて、前記カバー内で前記検知エリアの外方に、第１および第２の妨害検知手段が設けられ、前記第１の妨害検知手段は第１の検知用光線を出射する第１の投光器と、前記第１の検知用光線が前記カバーの外面またはその近傍にある妨害物で反射した反射光を受光する第１の受光器と、これら投光器と受光器の間に配置されて前記検知用光線がカバー内面で反射した迷光が受光器に入射するのを阻止する遮蔽部材とを有し、前記第２の妨害検知手段は、第２の検知用光線を出射する第２の投光器と、前記第２の検知用光線が前記カバー内面およびカバーに付着した妨害物で反射した迷光を受光する第２の受光器とを有している。
【００１０】
この構成によれば、第１の投光器から出射された第１の検知用光線のカバーの内面で反射された迷光は遮蔽部材で遮られているので、第１および第２の受光器には入射せず、第１の受光器には、主としてカバーの外側の妨害物からの反射光が入射する。
また、第２の投光器から出射された第２の検知用光線のカバーの内面で反射された迷光は、遮蔽部材で遮られて第１の受光器には入射せず、第２の受光器には、第２の投光器からの第２の検知用光線がカバー内面で反射した迷光と、カバーの外面に付着している妨害物からの反射光がカバー内面で反射した迷光とが入射する。
したがって、第２の妨害検知手段で、妨害行為および防犯センサから少し離れた位置の妨害物を検知でき、第１の妨害検知手段で、カバーの外面にある妨害物を確実に検知できる。
【００１１】
さらに、本発明の好ましい実施形態では、第１および第２の妨害検知手段が、１つの投光器と、２つの受光器で、カバーの外側からの反射光と、カバー内の迷光とを検出するように構成されている。
この構成によれば、第１の受光器は、投光器からカバーを通して外方へ出射された第１の検知用光線の反射光を検出し、第２の受光器は、第２の検知用光線がカバー内面で反射された迷光、およびカバーの外面に付着している妨害物からの反射光がカバー内面で反射された迷光を検出する。
【００１２】
さらに、本発明の好ましい実施形態では、第１および第２の妨害検知手段が、２つの投光器と、１つの受光器で、カバーの外側からの反射光と、カバー内の迷光とを検出するように構成されている。
この構成によれば、１つの受光器で、第１の投光器からカバーを通して外方へ出射された第１の検知用光線の反射光と、第２の投光器から出射された第２の検知用光線がカバー内面で反射した迷光、およびカバーの外面に付着している妨害物で反射された光がカバー内面で反射した迷光を検出する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る防犯センサの平面図、図２は図１中の矢印II方向から見た一部切欠された側面図、図３は図１中の矢印III方向から見た背面図である。
図２において、防犯センサ１は、天井面２に取り付けられた取付ベース３と、この取付ベース３に取り付けられたセンサ本体４と、内部構造が見えないように、白色の高密度ポリエチレンで形成されたカバー５を備えている。センサ本体４は、回路基板６と、ブラケット４０を介して前記回路基板６に支持された人体検知用のＰＩＲセンサ７と、妨害物検知用の能動型赤外線センサ（以下、「ＡＩＲセンサ」という）８とを備えている。前記ＰＩＲセンサ７は、遠赤外線を受けて作動するＰＩＲ素子９と、複数の検知エリアＡを形成する多面反射鏡１０と、回路基板６に接続コード４１を介して電気的に接続されたセンサ基板４２とを備え、このセンサ基板４２に検出回路が実装されている。前記ＰＩＲ素子９，多面反射鏡１０およびセンサ基板４２はハウジング４３に収納されており、このハウジング４３が前記ブラケット４０に取り付けられている。
【００１４】
また、前記ＡＩＲセンサ８は、近赤外線からなる第１の検知用光線ｅ１（第２の検知用光線と共通）を出射する第１の投光器１１（第２の投光器と共通）と、カバー５を通って出射された出射光ｅがカバー外方の妨害物で反射され、カバー５を通って戻ってきた反射光ｒを受光する第１の受光器１２（図３）と、前記出射光の一部が、カバー５の内面で反射された迷光ｍを受光する第２の受光器１３とを備えている。ここでいう迷光ｍとは、前記カバー５の内面で反射された光と、後述するカバー外面に付着した妨害物の内面で反射してカバー５の内方に入る光とを言う。
【００１５】
図１に示すように、前記第１の投光器１１と第１の受光器１２は、多面反射鏡１０の背面側に配置されており、図２に示すように、その光軸がＰＩＲセンサ７の人体検知エリアＡの方向を向くように傾けて回路基板６に取り付けられ、両者の間には、ついたて状の発泡合成樹脂で形成された遮蔽部材１４が、回路基板６とブラケット４０の背面とカバー５の内面の間を塞ぐように配置されている。第２の受光器１３は、第１の投光器１１の側方に、太陽光や自動車のヘッドライトの光などが入射しない向きで回路基板６に取り付けられ、円筒状のフード１５が取り付けられて、カバー５内を多重反射した迷光ｍ以外の光を受光することが少なくなるように構成されている。
【００１６】
さらに、前記第１の受光器１２の検出感度は、床面からの反射光は検出せず、ＡＩＲセンサ８から数十ｃｍの範囲内の人体や金属製の器具などからの反射光ｒを検出するように、第１の投光器１１の出射光量、および第１の受光器１２の検出感度が設定されている。
また、第２の受光器１３の検出感度は、カバー５の内面からの反射光（迷光）のみの場合の入射光量を基準値とし、入射光量が前記基準値よりも所定量増加したとき妨害物検知信号を出力するように検出感度が設定されている。
【００１７】
図４は、防犯センサのブロック回路図である。まず、ＰＩＲセンサ７の検知動作を説明する。
図４において、ＰＩＲ素子９は、人体検知エリアＡ内に人体が入ったとき、人体から放射される遠赤外線を検出して人体と周囲温度の差から人体を検知する。アンプ２１はＰＩＲ素子９から入力された検出信号を増幅し、コンパレータ２２はアンプ２１からの入力信号のレベルがしきい値を超えたとき、人体検知信号を出力する。ＣＰＵを内蔵したマイクロコンピュータ２３は、人体検知信号が入力されたとき侵入者があったことを示す人体検知信号ｈを出力回路２４に送出し、出力回路２４は予め定めた様式、例えば連続音の警報を送出するための警報指令信号を外部のコントロールパネルへ送出する。
【００１８】
ＡＩＲセンサ８は、第１の妨害物検知手段１７と、第２の妨害物検知手段１８とを構成しており、第１の妨害物検知手段１７は、第１の投光器１１、第１の受光器１２、パルス発生器２５、ゲート２６ａ、アンプ２７ａ、およびコンパレータ２８ａで構成されている。また、第２の妨害物検知手段１８は、第２の受光器１３、パルス発生器２５、ゲート２６ｂ、アンプ２７ｂ、およびコンパレータ２８ｂで構成されている。
【００１９】
次に、第１の妨害物検知手段１７の妨害物検出動作を説明する。パルス発生器２５から出力されたパルス信号は第１の投光器１１に入力され、図２の第１の投光器１１からパルス状の近赤外線の第１の検知用光線ｅ１がカバー５を通して下向きに出射される。この出射光ｅ１の一部はカバー５の内面で反射され、さらにカバー５内で乱反射されて迷光ｍとなるが、第１の受光器１２への入射光量は、遮蔽部材１４によって吸収されて少なくなるように構成されている。
【００２０】
前記のような状態において、妨害行為者がカバー５に接近すると、その手の指や器具からの反射光ｒがカバー５を通って第１の受光器１２に入射し、第１の受光器１２から検出信号が、図４のゲート２６ａで出射光と同一周波数の成分のみが選択されることでノイズ成分が除去されたのちアンプ２７ａに入力され、その増幅信号のレベルがコンパレータ２８ａで第１のしきい値と比較される。前記しきい値は、予め手の指や器具がカバー５から所定の距離以内に近づいたときの増幅信号のレベルより低い値に設定されており、コンパレータ２８ａは入力信号が第１のしきい値を超えたとき第１の妨害物検知信号ｓ１をマイクロコンピュータ２３に出力し、マイクロコンピュータ２３は出力回路２４にトラブル信号ａを出力し、出力回路２４は前記人体検知警報とは異なる様式の警報、例えば断続音の警報を出すための警報指令信号を外部のコントロールパネルへ送出する。
【００２１】
次に、図２のカバー５の前面（外面）に、白色塗料をスプレー塗布した妨害物１６が付着されたときは、妨害物１６によって第１の検知用光線ｅ１が反射され、カバー５内の迷光ｍが著しく増大して、図４の第２の妨害物検知手段１８の第２の受光器１３に入射する。第２の受光器１３はこの検出信号をゲート２６ｂに出力し、ゲート２６ｂでノイズ成分が除去されてアンプ２７ｂに入力され、アンプ２７ｂの出力はコンパレータ２８ｂで第２のしきい値と比較される。前記しきい値は、妨害物１６がないときのアンプ２７ｂの出力レベルより高い値に設定されており、コンパレータ２８ｂは入力信号が第２のしきい値を超えたとき、第２の妨害物検知信号ｓ２をマイクロコンピュータ２３に出力し、マイクロコンピュータ２３は出力回路２４にトラブル信号ａを出力し、出力回路２４は前記警報と同じ様式、または異なる様式の警報を送出するための警報指令信号を外部のコントロールパネルへ送出する。
【００２２】
なお、妨害物１６が防犯センサ１から少し離れた位置に置かれた白紙のようなものであるとき、第１の妨害物検知手段１７は第１の受光器１２に入射する反射光ｒの光量が増加するので、妨害物を検知できる。しかし、第２の妨害物検知手段１８は第２の受光器１３に入射する迷光ｍの光量の増加は僅かであるので、検出できない。また、妨害物１６が防犯センサ１のカバー５の外面に付着した近赤外線を反射する白色塗料や、厨房などで付着した汚れなどであるとき、第１の妨害物検知手段１７は、第１の受光器１２に入射する反射光ｒの光量が増加しないために、妨害物を検出できない。しかし、第２の妨害物検知手段１８は、第２の受光器１３に入射する迷光ｍの光量が増加するので、検出できる。
以上のように、本実施形態のＡＩＲセンサ８は、カバー５から少し離れた位置にある妨害行為者の手の指や器具、白紙などの妨害物、およびカバー５の前面に付着している白色塗料や油よごれなどの妨害物を検出することができる。
【００２３】
図５は、第１と第２の受光器を共通にした他の実施形態に係る防犯センサの平面図、図６は図５中のVI方向から見た背面図で、図１〜図３と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示している。図５において、１９は第２の投光器で、第１の投光器１１と遮蔽部材１４を挟んだ第１の受光器１２（第２の受光器と共通）側に配設され、図５および図６に示すように、その光軸は水平方向から若干下向きであって、かつ、第２の投光器１９からの第２の検知用光線ｅ２が直接第１の受光器１２に入射せず、また、カバー５の内面や多面反射鏡１０の側面などで反射した光も第１の受光器１２に直接入射しない向きに設置されている。
この第２の投光器１９の位置および出射方向は、カバー５の外面に白色塗料等がスプレーされたとき、その反射光によってカバー５内の迷光ｍが増加し、第１の受光器１２に入射する迷光ｍの量が増すように設定されている。
【００２４】
図７は、本実施形態のブロック回路図で、図４と同一符号はそれぞれ同一または相当部分を示している。本実施形態のＡＩＲセンサ８は、第１の妨害物検知手段１７と、第２の妨害物検知手段１８を構成しており、第１の妨害物検知手段１７は、第１の投光器１１、第１の受光器１２、パルス発生器２５、ゲート２６ａ、アンプ２７ａ、コンパレータ２８ａ、および切替スイッチ２９で構成されている。また、第２の妨害物検知手段１８は、第２の投光器１９、第１の受光器１２、パルス発生器２５、ゲート２６ａ、アンプ２７ａ、コンパレータ２８ｂ、および切替スイッチ２９で構成されている。
【００２５】
本実施形態のＰＩＲセンサ７の動作は、前記実施形態と同じであるので説明を省略する。
次に、第１の妨害物検知手段１７および第２の妨害物検知手段１８の妨害物検出動作を説明する。パルス発生器２５から出力されたパルス信号は、切替スイッチ２９、ゲート２６およびコンパレータ２８ａ，２８ｂに入力される。切替スイッチ２９は、第１の投光器１１と、第２の投光器１９を数秒間隔で交互に投光させ、第１の受光器１２には、第１の投光器１１からの第１の検知用光線ｅ１のカバー５の外面から離れた位置にある妨害物からの反射光ｒと、第２の投光器１９からの第２の検知用光線ｅ２のカバー５の内面からの反射光および妨害物１６の反射光による迷光ｍとが交互に入射する。なお、前記第１の検知用光線ｅ１のカバー５の内面での反射光による迷光は、遮蔽部材１４により遮られ、第１の受光器１２にはほとんど入射しない。
【００２６】
第１の受光器１２の２つの出力信号は、交互にゲート２６に入力されてノイズ成分が除去されてアンプ２７に入力され、反射光ｒの増幅信号ｒ１は第１のコンパレータ２８ａで、迷光ｍの増幅信号ｍ１は第２のコンパレータ２８ｂで、それぞれ次のような比較が行われる。第１のコンパレータ２８ａは、増幅信号ｒ１を第１のしきい値と比較し、第２のコンパレータ２８ｂは、増幅信号ｍ１を第２のしきい値と比較し、それぞれ入力レベルがしきい値より大きいとき、妨害検知信号ｓ１，ｓ２をマイクロコンピュータ２３に出力し、マイクロコンピュータ２３はトラブル信号ａを出力回路２４に出力し、出力回路２４は警報指令信号を外部のコントロールパネルへ送出する。
【００２７】
前記構成によれば、第１の妨害物検知手段１７および第２の妨害物検知手段１８を、２つの投光器１１，１９と、１つの受光器１２および１つの増幅系とで構成できるので、前記実施形態１よりも構成が簡単になる。
【００２８】
なお、前記実施形態では、２つのコンパレータ２８ａ，２８ｂを設けたが、１つのコンパレータのしきい値をパルス信号で第１と第２のしきい値に切り替えるように構成してもよい。
【００２９】
なお、前記実施形態１，２では、第１の妨害物検知手段および第２の妨害物検知手段を、１つの投光器と２つの受光器、または２つの投光器と１つの受光器で構成したが、これらとは異なり、それぞれ投光器と受光器を２組備えた構成としてもよい。
【００３０】
また、前記実施形態１，２では、防犯センサを天井面に取り付けたが、壁面に取り付けてもよい。
【００３１】
また、厨房などに設置される防犯センサでは、カバーの外面に油滴などが付着して汚れ、ＰＩＲセンサの検知感度が低下し易い。このような感度低下を補償するため、図４中に破線で示したように、カバー５内の迷光ｍを検出する第２の受光器１３の検出信号レベルが徐々に大きくなるのに従ってＰＩＲセンサ７のアンプ２１の増幅率を徐々に高くする増幅率制御手段３０を設け、ＰＩＲセンサ７の検知感度を一定レベルに維持するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、受動型赤外線検知素子とその検知エリアを設定する光学系とがカバーで覆われた防犯センサにおいて、前記検知エリアの外方に、カバーを通して第１の検知用光線を出射し、この検知用光線の妨害物からの反射光を受光して第１のしきい値と比較して妨害物を検知する第１の妨害物検知手段と、前記カバー内の迷光のみを受光し、第２のしきい値と比較して妨害物を検知する第２の妨害物検知手段とを備えたものであるから、前記受動型赤外線検知素子のカバー内の迷光による検出精度の低下がなく、かつ、妨害行為、および白色塗料などの検知用光線を反射する各種の妨害物を確実に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る防犯センサの平面図である。
【図２】図１中の矢印II方向から見た一部切欠された側面図である。
【図３】図１中の矢印III方向から見た背面図である。
【図４】本実施形態に係る防犯センサのブロック回路図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る防犯センサの平面図である。
【図６】図５中の矢印VI方向から見た背面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る防犯センサのブロック回路図である。
【図８】ＰＩＲセンサの妨害物による検知感度特性を示す図である。
【符号の説明】
１…防犯センサ、２…天井面、３…取付ベース、４…センサ本体、５…カバー、６…回路基板、７…ＰＩＲセンサ、８…ＡＩＲセンサ、９…ＰＩＲ素子、１０…多面反射鏡、１１…第１の投光器、１２…第１の受光器、１３…第２の受光器、１４…遮蔽部材、１６…妨害物、１７…第１の妨害物検知手段、１８…第２の妨害物検知手段、１９…第２の投光器、２３…マイクロコンピュータ、２４…出力回路、３０…増幅率制御手段、４０…ブラケット、４１…接続コード、４２…センサ基板、Ａ…人体検知エリア、ｅ１…第１の検知用光線、ｅ２…第２の検知用光線、ｍ…迷光、ｒ…反射光。
【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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