(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井、壁面等に取り付けられるベースと、ベースの表面に取り付けられたセンサ部と、該センサ部を包囲するようにベースに取り付けられたカバーとを含んでいる検知装置において、
上記カバーの外側に障害物検知センサが設けられ、
上記障害物検知センサが、上記カバー表面付近における反射率の変化を検知するための受発光部と、上記センサ部の検知領域を補完する独自の領域における反射率の変化を検知するための受発光部と、を備え、
上記各受発光部が、二つの発光素子及び一つの受光素子を含んでおり、第一の発光素子、受光素子及び第二の発光素子の順に整列して構成されていることを特徴とする、検知装置。
【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、受光素子への入射光の変化を検出して、所定の検知領域内での侵入者等の存在を検知するための検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような防犯用の検知装置は、例えば図１０に示すように構成されている。即ち、図１０において、検知装置１は、例えば天井や壁面などに取り付けられるベース２と、ベース２の表面（即ち、下面）に取り付けられたセンサ部３と、センサ部３を包囲するようにベース２に取り付けられたカバー４とから構成されている。
【０００３】
センサ部３は、例えばパッシブセンサとして、物体から放出される遠赤外線エネルギー量を検知する焦電素子３ｃから構成されており、検知視野５内に侵入した人間の移動によって発生する遠赤外線エネルギー量の変化を検出し、その変化に基づいて、侵入者等が検知され得るようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成の検知装置１においては、意図的に検知視野５を無効にするような障害物、例えばカバー４をそっくり覆ってしまうような妨害カバーが置かれたり、カバー４の外面にテープが貼着されたり、あるいは塗料が塗布されたりすると、検知視野５が遮られることになり、検知装置１が侵入者等を検知できなくなってしまうことになる。このため、従来は、図１０に示すように、検知視野５の近傍（または検知装置１内）に障害物検知部６を設けておき、赤外線発光素子３ａを所定時間毎に発光させることにより、そのときの赤外線受光素子３ｂからの検出信号を監視する。
【０００５】
これによって、例えば検知視野５内にてカバー４が覆われたり、カバー４の外面にテープが貼着されたり、あるいは塗料が塗布されたりした場合には、赤外線受光素子３ｂからの検出信号が変化する。かくして、障害物検知部６は、赤外線発光素子３ａからの赤外線の反射光量の変化に基づいて、上述した障害物の検知を行なうようになっている。
【０００６】
しかしながら、このような障害物検知部６による障害物の検出方法は、カバー４の外側に位置する障害物をカバー４の内側から検出することになる。従って、障害物による赤外線の反射光量の変化が小さいことから、この反射光量の変化を検出するための障害物検知部６は、その回路構成が複雑になり、コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
これに対して、受光素子がカバー内部に配設されると共に、発光素子がカバーの外側にて検知装置本体の近傍に配設されることにより、障害物が発光素子から受光素子への直接の光路を遮断したとき、障害物が検知されるようにした検知装置もあるが、検知装置自体の改造が必要となるため、既に設置された検知装置の場合、交換作業が必要になると共に、新たに設置した検知装置の検知領域の再調整も必要になる等の問題があった。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成により低コストで検知視野内の障害物が検出されるようにした検知装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、天井、壁面等に取り付けられるベースと、ベースの表面に取り付けられたセンサ部と、センサ部を包囲するようにベースに取り付けられたカバーとを含んでいる検知装置において、カバーの外側に障害物検知センサが設けられ、障害物検知センサが、カバー表面付近における反射率の変化を検知するための受発光部と、センサ部の検知領域を補完する独自の領域における反射率の変化を検知するための受発光部と、を備え、各受発光部が、二つの発光素子及び一つの受光素子を含んでおり、第一の発光素子、受光素子及び第二の発光素子の順に整列して構成されている。
【００１３】
上記構成によれば、カバーの外側に、上記カバー表面付近における反射率の変化を検出するための障害物検知センサが設けられているので、意図的に検知装置の検知視野を無効にするために、カバーを覆う妨害カバーを取り付けたり、カバーの外面にテープを貼着したり、又は塗料を塗布しあるいはスプレー式に噴射しようとすると、障害物検知センサが、これらの妨害カバーやテープ，塗料による反射率の変化、またはこれらの妨害カバー，テープあるいは塗料を扱う人の手による反射率の変化を検出して、障害物の検知を行なうことになる。
従って、検知装置は、妨害カバーによって妨げられることなく、常に侵入者等の検知を確実に行なうことができることになる。
【００１４】
上記障害物検知センサが、上記カバーの表面付近に光を照射する発光素子と、これらの位置からの反射光を受光する受光素子とを含んでいる場合には、発光素子から出射する光が、カバーの表面付近を照射すると共に、受光素子は、これらの領域にて障害物により反射された光を受光することになる。
【００１５】
上記障害物検知センサが、二つの発光素子及び一つの受光素子を含んでおり、第一の発光素子，受光素子及び第二の発光素子の順に整列している場合には、両側の発光素子が、それぞれ異なる方向に対して光を照射し、これらの光の反射光が中央の受光素子によって受光されることになるので、障害物に対する広い検知領域が得られる。
【００１６】
また、上記障害物検知センサが、さらにセンサ部の検知領域を補完する独自の検知領域を備えている場合には、検知装置自体の検知領域が、障害物検知センサの独自の検知領域により補完され得るので、検知装置の近傍の障害物も検知することができ、検知精度が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明による検知装置の一実施形態を示しており、検知装置１０は、例えば天井、壁面などに取り付けられるベース１１と、ベース１１の表面（即ち下面）に取り付けられたセンサ部１２と、センサ部１２を包囲するようにベース１１に取り付けられたカバー１３とから構成されている。
【００１９】
センサ部１２は、例えばパッシブセンサとして、物体から放出される遠赤外線エネルギー量を検知する焦電素子から構成されており、検知視野１４内に侵入した人間の移動によって発生する遠赤外線エネルギー量の変化を検出し、その変化に基づいて、侵入者等が検知され得るようになっている。
【００２０】
カバー１３は、図示の場合半球状に形成されており、赤外線を透過し得る材料から構成されていると共に、ベース１１に対して、図示しない固定手段によって固定されている。
【００２１】
以上の構成は、従来の検知装置１とほぼ同様の構成であるが、本発明実施形態による検知装置１０においては、さらに、カバー１３の外側に、障害物検知センサ２０が設けられている。
この障害物検知センサ２０は、検知装置１０のカバー１３の表面付近の反射率を検出する第一の検知領域Ａと、検知装置１０の検知視野１４を補完する第二の検知領域Ｂを有している。
【００２２】
障害物検知センサ２０は、図３乃至図５に示すように構成されている。
図３乃至図５において、障害物検知センサ２０は、例えば天井，壁面等に取り付けられるベース２１と、ベース２１の表面（即ち、下面）に取り付けられた基板２２と、基板２２を包囲するようにベース２１に取り付けられたカバー２３とを含んでいる。
【００２３】
上記基板２２には、図３にて上縁及び下縁に沿って、それぞれ中央に受光素子２４が、また両側にはそれぞれ発光素子２５，２６が整列して配設されている。そして、各受光素子２４及び発光素子２５，２６間には、光の回り込みを防止するために、遮光板２７が設けられている。これらの受光素子２４及び発光素子２５，２６は、外乱光を遮断するために、全体が例えば可視光カットフィルタから成る基板ケース２８によって覆われている。
【００２４】
さらに、上記基板２２の両端には、障害物検知センサ２０に電源を供給するため、そして後述する検出回路からの検出信号を出力するための端子台２９が設けられている。
尚、上記受光素子２４及び発光素子２５，２６は、レンズ等の光学系を備えていないが、これは検知領域Ａ及びＢの距離として５０ｃｍ程度あれば十分であるので、指向特性の狭いレンズ付きの受光素子及び発光素子を使用することによって実現可能である。
【００２５】
さらに上記基板２２には、図６に示すような検出回路３０が構成されている。
図６において、検出回路３０は、上述した二つの検知領域Ａ，Ｂのための受光素子２４として、例えばフォトダイオード，フォトトランジスタ等が使用され、発光素子２５，２６として赤外ＬＥＤが使用されると共に、これらの発光素子２５，２６を駆動して発光させるための投光回路３１ａ，３１ｂと、投光回路３１ａ，３１ｂに対する所定の時間及び周波数の駆動パルスを制御して発生させる発振回路３２と、受光素子２４からの信号が入力され、太陽光や照明灯等からの直流光や商用電源周波数で点滅する外乱光の影響を排除する外光補償回路３３ａ，３３ｂと、各外光補償回路３３ａ，３３ｂからの信号が大きい場合にも出力信号が飽和しないようにするログアンプ回路３４と、ログアンプ回路３４からの信号を整流する検波回路３５と、検波回路３５からの信号を平滑化する平滑回路３６と、平滑回路３６からの信号を、Ｈトリガレベル設定回路３７及びＬトリガレベル設定回路３８により設定されたトリガレベルと比較して、二つのトリガレベル間から外れた場合に、信号を出力するウィンドコンパレータ回路３９と、ウィンドコンパレータ回路３９から信号が出力されたとき警報を発する警報回路４０と、警報回路４０からの信号を外部に対して報知するためのリレー回路４１と、を含んでいる。
【００２６】
尚、上述した各回路は、端子台２９の電源入力端子２９ｂから電源が供給される電源回路４２により駆動されるようになっている。
【００２７】
上記ログアンプ回路３４は、入力信号のダイナミックレンジを大きくして、検知領域Ａ及び検知領域Ｂにおける反射光量が多い場合であっても、アンプの出力が飽和せず、障害物による反射光量の変化を確実に検出するようになっている。
【００２８】
上記Ｈトリガレベル設定回路３７及びＬトリガレベル設定回路３８は、平滑回路３６の出力信号ＶI の大きさに基づいて、自動的にウィンドコンパレータ回路３９のトリガレベルの設定を行なうと共に、ログアンプ回路３４による障害物検知感度の補正も行なうようになっている。
尚、これらの回路によるトリガレベル設定は、入力信号の急激な変化に応答せず、例えば数秒以上の遅延時間を有するようになっている。
【００２９】
図８は、これらＨトリガレベル設定回路３７（図８（ａ））と、Ｌトリガレベル設定回路３８（図８（ｂ））の具体的な構成例を示している。
図８において、トリガレベル設定回路５０は、オペアンプ５１と、オペアンプ５１の非反転入力端子とアース間に接続されたコンデンサＣと、非反転入力端子と定電圧電源に接続されたダイオードＤと、反転入力端子とアース間に接続された抵抗Ｒ1 と、反転入力端子と出力端子間に抵抗Ｒ2 を介して接続され且つゲートが非反転入力端子に接続されたＦＥＴとから構成され、平滑回路３６からの信号ＶI が抵抗Ｒ3 を介して非反転入力端子に入力されるようになっている。
尚、出力信号ＶH は、入力信号ＶI に対して、Ｒ3 ×Ｃの時定数により、数秒以上遅れて応答するようになっており、これにより、本装置の設置時における感度調整が不必要となり、さらに経時変化によって本装置の受光量が変化しても、常に安定した感度を維持することができるようになっている。
【００３０】
ここで、Ｈトリガレベル設定回路３７のトリガレベルＶH は、図８（ａ）の回路により、
ＶH ＝｛（Ｒ1 ＋Ｒ2 ＋ＲF ）／Ｒ1 ｝×ＶI 
の式で設定が行われる。
一方、Ｌトリガレベル設定回路３８のトリガレベルＶL は、図８（ｂ）の回路において、Ｒ4 ＝Ｒ5 とした場合、ＬトリガレベルＶL は、
ＶL ＝２ＶI −ＶH 
の式で設定が行われる。
【００３１】
このような構成によって、ウィンドコンパレータ回路３９は、図９の動作波形に示すように動作する。即ち、反射光が少ない場合には、図９（ａ）に示すように、入力信号ＶI は小さく、二つのトリガレベル設定回路３７，３８によって、トリガレベルが広く設定されている。これに対して、反射光が多い場合には、図９（ｂ）に示すように、入力信号ＶI は大きくなり、二つのトリガレベル設定回路３７，３８によってトリガレベルが狭く設定される。このようにして、常に一定した障害物検知感度が得られるようになっている。
【００３２】
上記警報回路４０は、障害物の検知信号、即ち警報信号を外部へ出力すると共に、電源投入時から所定時間だけ警報を出力しないようにしたり、さらには警報信号を一回だけ出力するかまたは連続的に出力するかという切換えを行なったり、必要に応じて警報のリセットスイッチや警報の表示灯を備えるように構成されている。
【００３３】
本実施形態による検知装置１０は、以上のように構成されており、検知視野１４内に侵入者等がいない場合には、検知視野１４内からの遠赤外線エネルギー量の変化がないことから、センサ部１２の焦電素子からは信号が出力されない。
【００３４】
この状態から、上記検知視野１４内に侵入者等が入ると、この侵入者等によってセンサ部１２の焦電素子が受ける遠赤外線エネルギー量が変化する。この遠赤外線エネルギー量の変化が、センサ部１２内に設けられた図示しない処理回路により適宜に処理することによって、侵入者等の存在が検知されることになる。
【００３５】
他方、障害物検知センサ２０は、以下のように動作する。
即ち、発光素子２５，２６は、図７（Ａ）に示すように発振回路３２によってパルス駆動され、一定間隔のパルス発光を行なう。そして、発光素子２５，２６から出射した光は、検知装置１０のカバー１３の表面付近の障害物検知用の検知領域Ａに照射され、この領域における反射光が受光素子２４に入射して検出される。
例えば検知装置１０の検知機能を無効化しようとして、カバー１３が覆われたり、カバー１３の表面にテープが貼着されたり、あるいはカバー１３の表面に塗料が塗布あるいは噴射されたり等、障害物がある場合には、受光量が少なくなる場合と、多くなる場合がある。
ここで、障害物があるとき、受光素子２４の受光量は、図７（Ｂ）に示すように、障害物がない場合には比較的多く、障害物がある場合には少なくなる。
【００３６】
そして、受光素子２４の検出信号は、外光補償回路３３ａ，３３ｂを介してログアンプ回路３４に入力される。ここで、ログアンプ回路３４は、入力信号のダイナミックレンジを大きくし、出力信号が飽和しないようにする。
これにより、ログアンプ回路３４の出力信号は、図７（Ｃ）に示すように、障害物がない場合には比較的大きく、障害物がある場合には小さくなる。
【００３７】
続いて、ログアンプ回路３４からの出力信号は、検波回路３５によって整流され、図７（Ｄ）に示すようになり、さらに平滑回路３６により平滑化され、直流の出力信号ＶI となる。
この場合、出力信号ＶI は、障害物がない場合には比較的大きく、障害物がある場合には小さくなる。
【００３８】
次に、出力信号ＶI は、ウィンドコンパレータ回路３９において、Ｈトリガレベル設定回路３７及びＬトリガレベル設定回路３８によって設定されたトリガレベルＶH ，ＶL と比較され、これら二つのトリガレベル間から外れた場合に、ウィンドコンパレータ回路３９から検出信号が出力される。
この場合、障害物があると、図７（Ｅ）に示すように、出力信号ＶI が小さくなるが、Ｈトリガレベル設定回路３７及びＬトリガレベル設定回路３８によって設定されたトリガレベルＶH ，ＶL は、前述したように、抵抗Ｒ3 及びＣによる時定数により数秒程度遅れて応答することになるため、一時的に、出力信号ＶI が上記トリガレベル間から外れることになる。
これにより障害物が検出され、図７（Ｆ）に示すように、ウィンドコンパレータ回路３９が検出信号を出力する。
【００３９】
かくして、警報回路４０は、ウィンドコンパレータ回路３９からの検出信号に基づいて警報信号を出力し、リレー回路４１を介して、端子台２９の警報出力端子２９ａから外部に警報信号を出力することになる。
【００４０】
ここで、上記説明は、障害物の存在によって障害物検知センサ２０の受光素子２４に対する入射光量が減少する場合について説明したが、障害物の存在によって受光素子２４に対する入射光量が増大する場合には、受光素子２４への入射光量に対応して、受光素子２４から検出信号が出力されることにより、平滑回路３６からの出力信号ＶI のレベルが高くなって、ウィンドコンパレータ回路３９にてＨトリガレベルＶH を越えることになり、同様にして、警報信号が出力されることにより、障害物が検出され得ることになる。
【００４１】
また、検知領域Ｂについては、検知領域Ｂ内に、検知装置１０の検知視野１４を妨げるような、例えば垂れ幕やポスター等の障害物がある場合、同様にしてこれら障害物が検出され得ることになる。
【００４２】
ここで、上記障害物検知センサ２０は、従来の検知装置１０に対して、そのカバー１３の外側の近傍に配設されるように構成されているので、既存の使用中の検知装置に対して、この検知装置を改造したり再調整する必要なく、その近傍に障害物検知センサ２０を追加するだけで、容易に構成される。
【００４３】
尚、上記実施形態においては、障害物検知センサ２０は、赤外線反射式センサを使用しているが、これに限らず、他の検知センサ、例えば位置検出素子（ＰＳＤ）や超音波センサ等も使用し得ることは明らかである。
また、上記実施形態においては、基板ケース１８が可視光カットフィルタとして構成されているが、これに限らず、基板ケース１８を省略すると共に、カバー２３を可視光カットフィルタとして構成するようにしてもよい。
さらに、上記実施形態においては、センサ部１２は、外部からの赤外線を受光する、所謂赤外線パッシブセンサとして構成されているが、これに限らず、赤外線発光素子及び赤外線受光素子を備えた所謂反射式赤外線アクティブセンサや、超音波やマイクロ波のドップラー検出式センサであってもよいことは明らかである。
また、上記実施形態においては、ベース１１及び２１は、例えば天井等に取り付けられるように説明されているが、これに限らず垂直あるいは斜めの壁面等に取り付けられてもよいことは明らかである。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、カバーの外側に、上記カバー表面付近における反射率の変化を検出するための障害物検知センサが設けられているので、意図的に検知装置の検知視野を無効にするために、カバーを覆う妨害カバーを取り付けたり、カバーの外面にテープを貼着したり、あるいは塗料を塗布しあるいはスプレー式に噴射しようとすると、障害物検知センサが、これらの妨害カバーやテープ，塗料による反射率の変化、またはこれらの妨害カバー，テープあるいは塗料を扱う人の手による反射率の変化を検出して、障害物の検知を行なうことになる。
従って、検知装置は、妨害カバーによって妨げられることなく、常に侵入者等の検知を行なうことができることになる。
かくして、本発明によれば、簡単な構成により、低コストで、検知視野内の障害物が検出され得るようにした、極めて優れた検知装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による検知装置の一実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図１の検知装置を示す概略平面図である。
【図３】図１の検知装置における障害物検知センサのカバーを除いた平面図である。
【図４】図３の障害物検知センサの側面図である。
【図５】図３の障害物検知センサの断面図である。
【図６】図３の障害物検知センサの回路構成例を示すブロック図である。
【図７】図６の回路における各部の信号を示すタイムチャートである。
【図８】図６の回路におけるレベル設定回路の具体例を示す回路図である。
【図９】図６の回路におけるウィンドコンパレータ回路において、（ａ）反射光が少ない場合及び（ｂ）反射光が多い場合の動作波形を示したものである。
【図１０】従来の検知装置の一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０    検知装置
１１    ベース
１２    センサ部
１３    カバー
１４    検知視野
２０    障害物検知センサ
２１    ベース
２２    基板
２３    カバー
２４    受光素子
２５，２６    発光素子
２７    遮光板
２８    基板ケース
２９    端子台
３０    検出回路
３１ａ，３１ｂ    投光回路
３２    発振回路
３３ａ，３３ｂ    外光補償回路
３４    ログアンプ回路
３５    検波回路
３６    平滑回路
３７，３８    トリガレベル設定回路
３９    ウィンドコンパレータ回路
４０    警報回路
４１    リレー回路
４２    電源回路
【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】
0003787712.tif 000009
【図９】
0003787712.tif 000010
【図１０】
0003787712.tif 000011