(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線検出素子を有する本体と、
この本体に装着されて、前記赤外線検出素子の検知エリアを設定するレンズまたは赤外線検出素子の赤外線入射面側を覆うカバーと、
前記レンズまたはカバーの外面の一部を形成する前面、一端の入射面および他端の出射面を有する導光部材と、
前記入射面から導光部材の内部へ投光する投光素子と、
投光された光線を前記出射面を通して受光する受光素子と、
前記受光素子の受光量に基づいて前記前面への妨害物の付着を検出する検知回路とを備え、
前記導光部材の前面に、前記投光された光線の一部を導光部材の外方へ透過させ、他部を内方へ反射させる多数の凹凸が形成されている防犯センサ。
【請求項２】
請求項１において、前記導光部材は、前記入射面から出射面にかけて湾曲しており、これによって前記投光素子から投光された光線のうち、前記前面の内側で反射した反射光のみが前記受光素子に入射するように設定されている防犯センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受動型赤外線検出素子（以下、「ＰＩＲ素子」という）を用い、かつ、このＰＩＲ素子の動作妨害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阻害するために、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、防犯センサのカバーの前面に遠赤外線を透過しない透明な塗料、粘着テープなどを付着させ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】
前記のような防犯センサの検知機能を妨害するマスキング物体（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。
【０００５】
この放射エネルギー検出装置は、防犯センサのカバーにおける人体からの遠赤外線が通過する部分の内面に向けて近赤外線または可視光を出射する投光素子と、前記カバーの内面からの近赤外線の反射光を受光する受光素子とを設け、カバーの内面からの反射光に、カバーの外面に塗布された妨害物からの反射光が加わることによる前記受光素子への入射光量の増加量を検出することで、カバーの外面に妨害物があることを検出するように構成されている。
【０００６】
【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近赤外線の迷光量が多いために受光素子への入射光量が多い反面、妨害物からの反射光量は少ないので、妨害物からの反射光による増加分の検出が難しい。
さらに、カバーの前面に、遠赤外線を遮蔽し、可視光から近赤外線までを透過する透明な塗料や、遠赤外線から可視光までを吸収する黒色塗料がスプレー塗布された場合は、この妨害物からの反射光量は更に少ないので妨害物の検出が更に難しくなり、特に前記透明な塗料の場合は目視では識別できないので、妨害物の検出が困難になる。
【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、防犯センサのカバーの前面に、透明な塗料や粘着テープのような妨害物が付着されたときに、その妨害物の存在を容易に検知できる妨害物検知機能付き防犯センサを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明に係る妨害物検知機能付き防犯センサは、赤外線検出素子を有する本体と、この本体に装着されて前記赤外線検出素子の検知エリアを設定するレンズまたは赤外線検出素子の赤外線入射面側を覆うカバーと、前記レンズまたはカバーの外面の一部を形成する前面、一端の入射面および他端の出射面を有する導光部材と、前記入射面から導光部材の内部へ投光する投光素子と、投光された光線を前記出射面を通して受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に基づいて前記前面への妨害物の付着を検出する検知回路とを備え、前記導光部材の前面に、前記投光された光線の一部を導光部材の外方へ透過させ、他部を内方へ反射させる多数の凹凸が形成されているものである。
【０００９】
上記構成によれば、レンズまたはカバーの外面に透明な塗料や粘着テープのような妨害物が付着することにより、導光部材の前面の多数の凹凸が妨害物自身または妨害物の持つ粘着剤によって埋まる。その結果、妨害物が透明または白色などの淡色である場合、光は導光部材の前面から妨害物内に入射したのち妨害物内で反射されて受光素子での受光量が増加し、妨害物が黒色または濃色である場合、光は導光部材の前面から妨害物内に入射したのち妨害物内で吸収されるので受光素子での受光量が減少する。検知回路は前記受光素子の受光量としきい値とを比較することで前記妨害物の有無を検知する。また、レンズまたはカバーに一時的に付着する物体、例えば虫は妨害物ではないが、虫によっては前記凹凸が埋まらないので、受光素子での受光量が増減して虫を妨害物として誤って検出するおそれはない。
【００１０】
また、本発明の好ましい実施形態において、前記導光部材は、前記入射面から出射面にかけて湾曲しており、これによって前記投光素子から投光された光線のうち、前記前面の内側で反射した反射光のみが前記受光素子に入射するように設定されている。
上記構成によれば、投光素子から投光された光線は、導光部材の前面で反射したもののみが受光素子に入射するので、前記前面の凹凸に塗料が付着したときの受光素子の受光量の変化が大きくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に本発明の一実施形態に係る防犯センサの斜視図を示す。この防犯センサ１は、壁面に取り付けられるベース２と、このベース２の前面を覆うケース３とを備えた本体Ａの内部に、受動型の遠赤外線検出素子である焦電素子４を収容している。前記ベース２は、ケース３がねじ止め（図示せず）固定されている。
【００１２】
図２は図１のII−II線における防犯センサ１の縦断面図、図３は図２のIII −III 線における横断面図を示す。
図２に示すように、ケース３の焦電素子４の前を覆う部分には、検知エリアを設定するレンズが嵌め込まれている。このレンズ６は焦電素子４の赤外線入射面である前面を覆って焦電素子４を保護するカバーとしての機能も有するもので、遠赤外線を透過し、かつ防犯センサ１の内部が見えないように乳白色などに着色された可撓性を有するポリエチレンのような合成樹脂で形成されており、焦電素子４の検知エリアを形成するフレネルレンズが形成されたレンズ部７と、その近傍に設けられて後述する導光部材８を嵌め込む取付溝９とを備えている。焦電素子４は、検知エリア内の人体から放出される遠赤外線を検出することにより、検知エリア内への人体の侵入を検知する。
【００１３】
導光部材８は、後述する検知波、例えば近赤外線に対して透過性のあるアクリル樹脂などでもって、図４の斜視図に示すように、わん曲部８ｃと、その両端に続く柱部８ｄ，８ｅとを有する、門形形状に形成されており、その断面形状は図２に示すようにほぼ三角形である。わん曲部８ｃの前面８ａは、レンズ６の前面に沿う形状であって、図３に示すように、小さな凹凸が多数形成されて、すりガラス状になっている。わん曲部８ｃの背面８ｂ、８ｂは平滑面であって、反射率を上げる必要がある場合には、図５に示すようにスパッタリングなどの方法によって被着されたＡｌ膜などの反射膜８ｈを形成してもよい。図４に示す柱部８ｄ，８ｅの端面は平滑面であって、それぞれ入射面８ｆと出射面８ｇを形成している。
【００１４】
また、図３に示すように、前記導光部材８の入射面８ｆには、基板１０に装着されて検知波である近赤外線を発生する近赤外線投光素子（以下、「投光素子」という）１１が対向しており、出射面８ｇには、基板１０に装着された受光素子１２が対向している。この基板１０には前記焦電素子４も装着されている。投光素子１１は駆動回路１３に駆動されて近赤外線（以下、「光」という）を導光部材８の入射面８ｆに向かって出射する。投光素子１１から出射した光は、図６に示すように、入射面８ｆから導光部材８内に入り、前面８ａと背面８ｂの間で反射を繰り返して導光部材８内を進み、出射面８ｇから出射して、受光素子１２に入射した光の光量が受光量検出回路１４によって検出される。
【００１５】
ここで、わん曲部８ｃの前面８ａは小さな凹凸面に形成されているため、図７（ａ）に示すように、前面８ａに入射した光の一部は矢印Ｌ１で示すように透過し、残りが矢印Ｌ２で示すように反射される。このため前面８ａで反射されるたびにわん曲部８ｃ内を進む光量が減少し、図６の受光素子１２に入射する光量は入射面８ｆに入射した光量より少なくなる。前面８ａに妨害物が塗布されていない状態においては、受光素子１２に入射する光量はほぼ一定となり、受光量検出回路１４の出力電圧Ｖはほぼ一定の通常レベルＶ0 となる。
【００１６】
次に、侵入者によって、図２のレンズ６のレンズ部７を覆うように遠赤外線を遮蔽する透明、白色または黒色の塗料がスプレー塗布された場合の動作を説明する。レンズ６は一般に白色なので、妨害目的で塗布される塗料は、通常、透明または白色である。
【００１７】
レンズ６の前面に透明塗料が塗布されると、導光部材８はレンズ部７の近くに配設されているので、その前面８ａにもスプレーされた塗料が付着する。このため、図７（ｂ）に示すように、前面８ａの小さな凹凸の間が塗膜１９で埋められる。塗膜１９と導光部材８の屈折率の関係で、前面８ａに入射した光Ｌ１，Ｌ２は塗膜１９内に入光する。その後、塗膜内面１９ａ、つまり、塗膜１９の表面の内側で反射し、図６の受光素子１２に入光する。この結果、受光素子１２に入射する光量が増加し、受光量検出回路１４の出力電圧Ｖは前記通常レベルＶ0 よりも高くなる。
【００１８】
他方、黒色塗料のように、光を吸収する塗料がセンサ部材カバー６にスプレー塗布された場合は、導光部材８の前面８ａに入射した光Ｌ１，Ｌ２は、図７（ｃ）に示すように、透明塗料の場合と同様に、一旦塗膜１９内に入光する。しかし、塗膜１９に入った光Ｌ１，Ｌ２は、塗膜１９自体に吸収されて消滅する。この結果、図６の受光素子１２に入射する光量は減少し、受光量検出回路１４の出力電圧Ｖは前記通常レベルＶ0 よりも低くなる。
【００１９】
図８（ａ）は前記透明塗料スプレー前後の受光量検出回路１４の出力電圧Ｖの変化を示す特性図で、透明スプレーの塗布が進んで塗膜１９が厚くなるのにつれて出力電圧Ｖが高くなり、塗膜１９が乾燥すると、妨害物が塗布されていない状態における出力電圧Ｖ0 のほぼ２倍に上昇した。白色塗料をスプレーした場合も、これと同様な結果が得られた。
また、図８（ｂ）は前記黒色塗料スプレー前後の出力電圧Ｖの変化を示す特性図で、黒色スプレーの塗膜１９が厚くなるのにつれて出力電圧Ｖが低くなり、塗膜１９が乾燥すると、出力電圧Ｖ0 のほぼ１／２に低下した。
【００２０】
図６の検知回路１５は、第１および第２の比較器１６，１７と警報回路１８とを有しており、第１の比較器１６および第２の比較器１７には前記受光量検出回路１４の出力電圧Ｖが入力され、第１の比較器１６では第１のしきい値ｄ1 と比６され、第２の比較器１７では第２のしきい値ｄ2 と比較される。前記第１のしきい値ｄ1 は例えば、塗料が塗布されていないときの出力電圧Ｖ0 の１．５倍程度の値、第２のしきい値ｄ2 は出力電圧Ｖ0 の０．７５倍程度の値に設定されている。
【００２１】
第１の比較器１６は、入力電圧Ｖと第１のしきい値ｄ1 とを比較し、Ｖ＞ｄ1 となったとき妨害検知信号を警報回路１８に送出し、警報回路１８は、図示していないコントロール室に警報信号を送出する。他方、第２の比較器１７は、入力電圧Ｖと第２のしきい値ｄ2 とを比較し、Ｖ＜ｄ2 となったとき妨害検知信号を警報回路１８に送出し、警報回路１８は、コントロール室に警報信号を送出する。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態の防犯センサ１は、当該センサの機能を妨害するためにレンズ６の前面に透明、白色、黒色などの塗料がスプレー塗布されると、受光素子１２の入射光量の変化を検知して警報信号を送出するので、妨害物を検知できる。
【００２３】
また、導光部材８は、入射面８ｆから出射面８ｇにかけて湾曲しており、これによって投光素子１１から導光部材８内に入射した光線が直接受光素子１２に入射することがなく、前面８ａの内側で反射した反射光のみが受光素子１２に入射するように構成されているので、前面８ａの凹凸に塗料が付着したときの受光素子１２の受光量の変化を大きくすることができ、従来検出困難であった透明塗料が塗布された場合でも、確実に検出することができる。さらに、レンズ６に一時的に付着する虫のような物体は妨害物ではないが、虫によって前面８ａの凹凸は埋まらないので、受光素子１２での受光量が増減して虫を妨害物として誤って判断するおそれはない。
【００２４】
図９は本発明の他の実施形態の防犯センサの一部拡大縦断面図である。図において、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。
この防犯センサは、レンズ６に形成された隣接する２つのフレネルレンズ部７ａ，７ａの間に、横断面形状が三角形の導光部材８を配置したもので、その他の構成は、前記実施形態と同じである。このようにレンズ部７の中に導光部材８を配置すると、導光部材８を避けて塗料をスプレー塗布することは難しいので、妨害物を確実に検出することができるとともに、妨害行為の抑制効果も大きくなる。
【００２５】
図１０および図１１は、本発明の更に他の実施形態の防犯センサを示す図で、図１０は図１１のX −X 線における断面図、図１１は図１０のXI−XI線における断面図である。図において、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。この防犯センサ１は、天井面Ｓに取り付けられるベース２に回路基板２７が設けられ、この回路基板２７に装着された支持部材２０，２０に回動調整可能に軸支されている基板２１に、焦電素子４と多面反射鏡２２を取り付けて、この多面反射鏡２２により複数の検知エリア２３を形成し、焦電素子４と多面反射鏡２２を覆う不透明な合成樹脂製の半球形のカバー２４をベース２に取り付け、このカバー２４の検知エリア２３が通る部分の近傍に、横断面形状が半長円形でアーチ状に形成された導光部材８を取り付けたものである。前記カバー２４は単にセンサ本体Ａを保護するもので、検知エリアを設定するレンズ機能は備えていない。
【００２６】
この防犯センサは、前記導光部材８、投光素子１１および受光素子１２等を有する第１の妨害検知装置に加えて、図１０に示すように、第２の妨害検知装置３０を備えている。すなわち、ベース２の回路基板２７上に、近赤外線をカバー２４の外方に向けて出射する投光器３１と、カバー２４外方に設定した妨害検知エリア２９内での反射光を受光する受光器３２とが装着されており、これら投光器３１と受光器３２からなる能動型センサ３０により第２の妨害検知装置を構成している。カバー２４から離れた外方に、焦電素子４の動作を妨害する妨害物、例えば、防犯センサの全体を覆い、遠赤外線を遮断する大きな目隠し用カバー３３が設置された場合、前記投光器３１からの近赤外線が目隠しカバー３３により反射して前記受光器３２で受光されるので、受光器３２の出力電圧の増大により、目隠し用カバー３３の存在を検知できる。
【００２７】
なお、前記受光器３２を割愛し、妨害物３３からの反射光を前記受光素子１２で受光させることも可能である。
【００２８】
本実施形態によれば、カバー２４の前面に塗料がスプレー塗布されると、導光部材８の前面８ａにも塗料が塗布されて受光素子１２の入射光量が減少するので、前記各実施形態と同様に、妨害物を検出することができる。また、第２の妨害検知装置３０により、前記カバーから離れた位置に設置された妨害物３３も検知できる。
【００２９】
なお、本発明の導光部材８は、種々の横断面形状のものを使用することができ、前記の三角形（図２参照）、半長円形（図１０参照）のほか、円形断面の一部を切欠して、その平面状の切欠部を前面８ａとしたものでもよい。
また、妨害物としては、前記塗料のほかに、透明セロハンテープのような粘着テープ、ゲル状ないしクリーム状である接着剤やシーラント等であっても、その粘着剤または自身の粘着性により、やはり導光部材８の前面８ａの凹凸が埋まるので、本発明により、妨害物として検出できる。さらに、水、油などの液体であっても、乾燥するまでは、やはり導光部材８の前面８ａの凹凸を埋めるので、これを妨害物として検出できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、赤外線検出素子のレンズまたはカバーに、その外面の一部を形成する凹凸面に形成された前面を有する導光部材を配設し、投光素子から出射される近赤外線を前記導光部材の一端面から入射して他端面からの出射光を受光素子で受光し、この受光素子の受光量の増減を検知回路で検知して、前記導光部材の前面に付着した妨害物を検出するように構成したものであるから、白色・黒色塗料のほか、従来検出が困難であった透明塗料のスプレー塗布による妨害物をも確実に検出することができる。また、レンズまたはカバーに一時的に付着する虫のような物体によっては、前記凹凸面が埋まらないので、この物体が妨害物として誤って検出されるおそれはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る妨害物検知機能付き防犯センサの斜視図である。
【図２】図１のII−II線における縦断面図である。
【図３】図２のIII −III 線における横断面図である。
【図４】本実施形態の導光部材の斜視図である。
【図５】導光部材の変形例を示す縦断面図である。
【図６】本実施形態の導光部材内の光の伝播状態と妨害物検出回路の構成を示す概略図である。
【図７】本実施形態の導光部材内の光の伝幡状態を示す図で、（ａ）は妨害物がない場合、（ｂ）は妨害物として透明塗料が塗布された場合、（ｃ）は妨害物として黒色塗料が塗布された場合をそれぞれ示す。
【図８】本実施形態の導光部材の前面に透明塗料と黒色塗料が塗布される前後の受光素子への入射光量の変化を示す特性図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す一部拡大縦断面図である。
【図１０】本発明の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線における断面図である。
【符号の説明】
１…防犯センサ、２…ベース、３…ケース、４…焦電素子（赤外線検出素子）、６…レンズ、７…レンズ部、８…導光部材、８ａ…前面、８ｂ…背面、８ｃ…わん曲部、８ｆ…入射面、８ｇ…出射面、９…取付溝、１０…基板、１１…投光素子、  １２…受光素子、１３…駆動回路、１４…受光量検出回路、１５…検知回路、  １６…第１の比較器、１７…第２の比較器、１８…警報回路、１９…塗膜（妨害物）、２０…支持部材、２１…基板、２２…多面反射鏡、２３…検知エリア、２４…カバー、３３…目隠し用カバー（妨害物）、Ａ…本体。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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