(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部に扉が設けられた室内に設置され、室内の音圧の変化に応じた大きさの出力を発生する音圧検出部と、当該音圧検出部の出力のピーク・ツー・ピーク値に応じた大きさの出力を発生するピーク値追従部と、暗騒音の周期に比べて十分大きい時定数を有し、前記ピーク値追従部の出力を積分することで暗騒音に応じた大きさの基準値を発生する基準値発生部と、前記ピーク値追従部の出力と前記基準値との高低を比較し、前記ピーク値追従部の出力が前記基準値を越えると前記室内に人が侵入したことを示す検出信号を発生する検出信号発生部と、を備えて成ることを特徴とする侵入検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車輌の車室のような室内への侵入を検出する侵入検出センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の侵入検出センサとしては、例えば車輌のドア（扉）を開けることによって発生する気圧の変化を検出して、車室内への侵入を検出するセンサが従来より提供されており、車輌の盗難警報器などの用途に使用されている。
【０００３】
図５は車輌のドアを開ける前後での気圧の変化を示しており、１０ｍＳの時点でドアを開けると、ドアを開ける動作によって車室内の空気が外部に流出するため、車室内の気圧が一旦低下する。車室内の気圧が外部に比べて低下すると、外部から車室内に空気が流入するために、車室内の気圧が外部に比べて一旦上昇し、その後外部と略同じ気圧となるのである。従来の侵入検出センサでは、この気圧の変化をマイクにより検出しており、マイクの出力電圧が予め設定された基準値を越えると、ドアが開けられたことを示す検出信号を発報している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の侵入検出センサでは、周囲の低周波騒音による誤報が問題となる。例えば車両を屋内駐車場に設置する場合、駐車場内の空間の共鳴周波数が、ドアを開ける際に発生する気圧変化の周波数（約５〜２０Ｈｚ）と同程度の場合が多く、このような場所では車輌の排気音や空調設備の作動音によって、上記周波数の騒音が著しく大きくなるため、誤検出が頻発する虞があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、低周波の暗騒音が存在するような使用環境下でも室内への侵入を正確に検出できる侵入検出センサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、開口部に扉が設けられた室内に設置され、室内の音圧の変化に応じた大きさの出力を発生する音圧検出部と、当該音圧検出部の出力のピーク・ツー・ピーク値に応じた大きさの出力を発生するピーク値追従部と、暗騒音の周期に比べて十分大きい時定数を有し、ピーク値追従部の出力を積分することで暗騒音に応じた大きさの基準値を発生する基準値発生部と、ピーク値追従部の出力と基準値との高低を比較し、ピーク値追従部の出力が基準値を越えると室内に人が侵入したことを示す検出信号を発生する検出信号発生部と、を備えて成ることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る侵入検出センサの一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。この侵入検出センサは、開口部に扉（開き戸）が設けられた室内（例えば車輌の車室）に設置され、扉を開ける際に発生する室内の気圧の変化から、室内への侵入を検知するものであり、車輌の盗難警報器などの用途に使用される。
【０００８】
図１は本実施形態の侵入検出センサのブロック図であり、扉が設けられた室内に設置されて、室内の音圧の変化に応じた大きさの電圧信号を発生する音圧検出部としてのマイクＭＩＣと、マイクＭＩＣの発生する電圧信号の低周波成分（例えば５〜１０Ｈｚの周波数成分）のみを選択して増幅する低域増幅回路１と、低域増幅回路１によって増幅されたマイクＭＩＣの出力のピーク・ツー・ピーク値に応じた大きさの電圧信号を出力するピーク値追従回路２（ピーク値追従部）と、ピーク値追従回路２の出力電圧から予め設定された閾値電圧Ｖ１を減算した電圧を出力する感度調整回路３と、暗騒音の周期に比べて十分大きい時定数を有し、ピーク値追従回路２の出力を積分して暗騒音に応じた大きさの電圧信号を発生する基準値発生回路４（基準値発生部）と、感度調整回路３により電圧レベルがシフトされたピーク値追従回路２の出力と基準値発生回路４の出力との高低を比較する検出信号発生部としての比較回路５とで構成される。
【０００９】
次に侵入検出センサの具体回路を図２の回路図に基づいて説明する。低域増幅回路１は、オペアンプＯＰＡ１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ５と、コンデンサＣ１〜Ｃ４とで構成される従来周知の回路構成を有し、マイクＭＩＣの発生した電圧信号を所定の増幅比で増幅する。尚、低域増幅回路１の高域遮断周波数が約１０Ｈｚとなるように各回路部品の定数が設定されている。
【００１０】
ピーク値追従回路２は、オペアンプＯＰＡ２と、抵抗Ｒ６〜Ｒ９と、コンデンサＣ５と、ダイオードＤ１と、トランジスタＱ１とで構成され、低域増幅回路１の出力電圧のピーク・ツー・ピーク値に応じた大きさの電圧信号を発生する。すなわち、ピーク値追従回路２では、入力端に設けたコンデンサＣ５を入力信号の負のピーク値まで充電し、この充電電圧に正のピーク値を重畳した電圧Ｖｃをｃ点（トランジスタＱ１のエミッタ）に出力する。
【００１１】
感度調整回路３は、トランジスタＱ２，Ｑ３と、抵抗Ｒ１０〜Ｒ１２と、コンデンサＣ６，Ｃ７とで構成される。トランジスタＱ２，Ｑ３はカレントミラー回路を構成しており、可変抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２の直列回路を介してトランジスタＱ３に流れる電流Ｉ１と略同じ電流Ｉ２がトランジスタＱ２を介して抵抗Ｒ１０に流れ、この電流Ｉ２によって抵抗Ｒ１０の両端間に電圧降下が発生するため、ｃ点の電圧Ｖｃから抵抗Ｒ１０に発生する電圧（閾値電圧）Ｖ１を減算した電圧Ｖｄがｄ点に出力される。ここで、可変抵抗Ｒ１１の抵抗値を変化させることで、電流Ｉ１の電流値が変化し、それによって抵抗Ｒ１２の両端間に発生する閾値電圧Ｖ１が変化するので、この閾値電圧Ｖ１を変化させることで、出力電圧Ｖｄの電圧レベルを変化させて、このセンサの感度を調整することができる。
【００１２】
基準値発生回路４は抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ８とのＣＲ時定数回路により構成され、この基準値発生回路４にはピーク値追従回路２の出力Ｖｃが入力され、出力Ｖｃを積分したような出力Ｖｄを発生する。ここで、抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ８とで決まる時定数を暗騒音の周期に比べて十分大きい値に設定してあるので、ｅ点（抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ８との接続点）には暗騒音の騒音レベルに応じた大きさの基準電圧Ｖｅ（基準値）が発生する。
【００１３】
比較回路５は、反転入力端子に感度調整回路３の出力電圧Ｖｄが入力されるとともに、非反転入力端子に基準値発生回路４の基準電圧Ｖｅが入力されたコンパレータＣＰ１からなり、コンパレータＣＰ１により電圧Ｖｄと基準電圧Ｖｅとの高低を比較し、比較した結果を警報回路（図示せず）に出力する。車室のドアが開けられると、車室内の気圧が変化し、感度調整回路３の出力Ｖｄが基準値発生回路４の基準電圧Ｖｅを越えて、コンパレータＣＰ１の出力がＬレベルとなるので、警報回路ではコンパレータＣＰ１の出力がＬレベルになると、車室内に人が侵入したと判断して音や光などで警報を発する。
【００１４】
ここで、本回路の動作を図３及び図４に基づいて説明する。図３（ａ）〜（ｅ）は周囲の騒音が無い場合の各部の波形図であり、時刻ｔ１（０．５秒の時点）において車室のドアが開けられると、車室内の音圧レベルが図３（ａ）に示すように変化し、マイクＭＩＣの出力Ｖａは図３（ｂ）に示すように音圧レベルの波形を反転したような波形となる。マイクＭＩＣの出力Ｖａは低域増幅回路１によって増幅され、さらにピーク値追従回路２によって低域増幅回路１の出力Ｖｂのピーク・ツー・ピーク値に応じた大きさの電圧Ｖｃが出力される。尚、低域増幅回路１の出力Ｖｂおよびピーク値追従回路２の出力Ｖｃを図３（ｃ），（ｄ）にそれぞれ示す。
【００１５】
そして、図３（ｅ）に示すように、感度調整回路３の出力Ｖｄは、ピーク値追従回路２の出力Ｖｃから閾値電圧Ｖ１を減算した電圧となり、また基準値発生回路４の出力（基準電圧Ｖｅ）は、ピーク値追従回路２の出力Ｖｃを積分したような電圧となる。尚、基準値発生回路４の時定数は十分大きな値に設定されているので、扉を開けることで音圧が短時間に大きく変化し、それに伴ってピーク値追従回路２の出力が短時間に増加したとしても、基準値発生回路４から出力される基準電圧Ｖｅの増加は緩やかになり、時刻ｔ１から少し遅れた時刻ｔ２において、ピーク値追従回路２の出力が基準電圧Ｖｅよりも大きくなる。
【００１６】
比較回路５は感度調整回路３の出力Ｖｄと基準電圧Ｖｅとの高低を比較しており、時刻ｔ１から少し遅れた時刻ｔ２において、出力Ｖｄが基準電圧Ｖｅを越えるので、比較回路５の出力がＨレベルからＬレベルに反転する。そして、比較回路５からＬレベルの信号が入力されると、警報回路が音や光で警報を発し、人が侵入したことを報知する。
【００１７】
一方、図４（ａ）〜（ｅ）は約７Ｈｚの騒音が発生している場合の各部の波形図であり、図４（ａ）に示すように車室内の音圧には約７Ｈｚの周波数のノイズ成分が含まれている。マイクＭＩＣの出力Ｖａは、図４（ｂ）に示すように音圧レベルの波形を反転したような波形となり、低域増幅回路１によって増幅された後（図４（ｂ）参照）、ピーク値追従回路２によって低域増幅回路１の出力Ｖｂのピーク・ツー・ピーク値に応じた大きさの電圧Ｖｃが出力される（図４（ｃ）参照）。
【００１８】
ここで、感度調整回路３の出力Ｖｄは、図４（ｅ）に示すように、ピーク値追従回路２の出力Ｖｃから閾値電圧Ｖ１を減算した電圧となる。また、基準値発生回路４の基準電圧Ｖｅはピーク値追従回路２の出力Ｖｃを積分したような電圧となり、騒音によるノイズ成分が発生している場合は騒音の無い場合に比べてピーク値追従回路２の出力Ｖｃが増加し、出力Ｖｃの増加に伴って基準電圧Ｖｅも増加するため、ドアが開けられることで音圧レベルが大きく変化するまでは、感度調整回路３の出力Ｖｄが基準値発生回路４の出力Ｖｅを越えることはなく、したがって比較回路５の出力はＨレベルのままであり、警報回路が発報することはない。
【００１９】
その後、時刻ｔ１１において、ドアが開けられて車室内の音圧レベルが大きく変化すると、この音圧変化に伴ってピーク値追従回路２の出力Ｖｃおよび感度調整回路３の出力Ｖｄが大きく変化する。一方、基準値発生回路４の時定数は暗騒音の周期に比べて十分大きな値に設定されているので、ドアを開けることでピーク値追従回路２の出力Ｖｃが短時間で大きく変化したとしても、その出力Ｖｅが急激に大きくなることはなく、時刻ｔ１１から少し遅れた時刻ｔ１２において、感度調整回路３の出力Ｖｄが基準値発生回路４の出力Ｖｅを越えて、比較回路５の出力がＨレベルからＬレベルに反転し、比較回路５の出力を受けて警報回路が発報する。したがって、暗騒音が存在するような環境下でも暗騒音による誤検出を無くして、扉が開けられたことを正確に検出できる。
【００２０】
なお、この侵入検出センサを車輌の盗難防止装置のセンサとして使用する場合は、例えば車輌を駐車場に駐車した後、その車輌から離れる際に、盗難防止装置を監視状態にセットするのであるが、監視状態にセットする時点で基準値発生回路４の出力はセット前の状態に応じた値（すなわち周囲の騒音レベルに応じた値）になっているので、周囲の騒音による誤検出が発生することはなく、ドアを開けることで発生する感度調整回路３の出力の変化を確実に検出することができる。
【００２１】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、開口部に扉が設けられた室内に設置され、室内の音圧の変化に応じた大きさの出力を発生する音圧検出部と、当該音圧検出部の出力のピーク・ツー・ピーク値に応じた大きさの出力を発生するピーク値追従部と、暗騒音の周期に比べて十分大きい時定数を有し、ピーク値追従部の出力を積分することで暗騒音に応じた大きさの基準値を発生する基準値発生部と、ピーク値追従部の出力と基準値との高低を比較し、ピーク値追従部の出力が基準値を越えると室内に人が侵入したことを示す検出信号を発生する検出信号発生部と、を備えて成ることを特徴とし、基準値発生部は暗騒音の周期に比べて十分大きい時定数を有し、ピーク値追従部の出力を積分することで暗騒音に応じた大きさの基準値を発生しているので、暗騒音による音圧検出部の出力の増加に伴って、ピーク値追従部の出力が増大したとしても、ピーク値追従部の出力に応じて基準値発生部の発生する基準値が増大するため、扉が開けられていない状態でピーク値追従部の出力が基準値を越えることはなく、検出信号発生部が誤報を発することはない。さらに、基準値発生部の時定数は暗騒音の周期に比べて十分大きいので、扉を開けることで音圧検出部の出力が短時間に増加し、それに伴ってピーク値追従部の出力が短時間に増加したとしても、基準値発生部から出力される基準値の増加は緩やかなため、ピーク値追従部の出力が基準値を越えて、検出信号発生部が検出信号を発生する。したがって、暗騒音が存在するような環境下でも暗騒音による誤検出を無くして、扉が開けられたことを正確に検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の侵入検出センサのブロック図である。
【図２】同上の具体回路図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は周囲に騒音が無い場合の各部の波形図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は周囲に騒音がある場合の各部の波形図である。
【図５】車輌のドアを開ける前後での車室内の気圧の変化を示す図である。
【符号の説明】
１  低域増幅回路
２  ピーク値追従回路
３  感度調整回路
４  基準値発生回路
５  比較回路
ＭＩＣ  マイク
【図１】
0003744455.tif 000002
【図２】
0003744455.tif 000003
【図３】
0003744455.tif 000004
【図４】
0003744455.tif 000005
【図５】
0003744455.tif 000006