JP4385143B2 - 受動型赤外線検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体等が発する赤外線を検知する受動型赤外線検知装置に関するものであり、種々の取付場所に応じ、その検知エリアを適切に設定できる様にした光学的構成に関するものである。

受動型赤外線検知装置においては、焦電素子と、複数の検知ゾーンからの赤外線を集光する複数個の凹面鏡を、各焦点が合致するように接合した複合光学系とで検知エリアを形成している。本明細書では、複合光学系を構成する凹面鏡あるいはレンズと焦電素子とで形成される個々の赤外線検知帯を、検知ゾーンと呼び、検知ゾーンの集合体を検知エリアと呼ぶことにする。１台の受動型赤外線検知装置のカバ−する検知エリアは最初から固定されており、設置する場所に合わせて、壁面取付用、天井取付用のものが、準備されている。また、光学系ユニットが、上下方向に９０゜以上回転するよう構成し、容器に設けた赤外線透過窓を、上記回動範囲に対応させ大きくした、壁・天井取付兼用型のものも実用化されている。

従来の受動型赤外線検知装置における検知エリアの変更は、光学系としてフレネルレンズを採用し、そのフレネルレンズの取り付け方向を変更するか、違う構成のフレネルレンズに交換することによって実現される。凹面鏡を使用した装置において、その検知エリアを変更しようとする場合は、焦電素子を取り付けたプリント基板を、それを固定する凹面鏡側より取り外し、さらに凹面鏡を本体側の支持機構より離脱させ、次に別の検知エリアを形成させる凹面鏡を準備し、それを、取り外したときの手順とは逆の順に組み立てるといった煩雑な作業を要する。そのため検知エリアの変更は、もっぱら光学系としてフレネルレンズを使用したタイプにおいて実施されている（例えば、特許文献１参照。）。

一般に立体警戒型と呼ばれる受動型赤外線検知装置は、例えば図１に示すような形の検知エリアを備え、天井や天井に近い壁面に設置されたときに、室内を効率よく警戒するようになっている。このような検知エリアの場合、下方の検知ゾーンは必ず床面に到達しており、その床面の温度が急激に変化する場合や、その床面を、ネズミなどの小動物が動きまわるような場合には、人間の侵入でなくても、受動型赤外線検知装置が検知信号を発してしまうことになる。このような誤動作を防ぐため、受動型赤外線検知装置を、人間の腰から胸の高さの壁面に設置し、検知エリアを図２に示すような扇形にして水平に設定するようにしている。このような検知エリアを実現するためには、専用の検知装置を使う、光学系を交換する、床面に到達する不要な検知ゾーンを消去する、といった対応が必要となる。これらの対応のうち、不要な検知ゾーンを消去する方法としては、遮光板を光学系ユニットの前面に配置する方法が多用されている（例えば、特許文献２参照。）。
実開平６−６５９９１号公報 実開平７―３２５２９号公報

フレネルレンズは、光学的精度があまり高くないので、受動型赤外線検知装置に用いた場合、その個々の検知ゾーンの集光効率が少し劣ることになり、検知感度の面で不利である。複合光学系を構成する個々の凹面鏡として、樹脂成型により作られた放物面反射鏡を採用すると、その金型の精度を上げることにより、光学的な精度が高められるので、検知感度を上げることができ、結果として受動型赤外線検知装置のＳ／Ｎ比を向上させることになる。このような、凹面鏡を用いた赤外線検知装置において、検知エリアを変更する場合は、遮光板を光学系ユニットの前面に配置する方法や、赤外線を反射しないテ−プを、消去しようとする検知ゾーンに対応する凹面鏡の表面に直接貼り付けるといった方法を採用することになるが、どちらの方法も、検知エリアの方向調整の他に、検知ゾーン消去という作業が追加されることになる。

検知エリアを形成する光学系ユニットが、受動型赤外線検知装置の容器内部において、直交する２本の回転軸を中心として回転可能な状態にて支持されるようにし、回転軸の一方を、受動型赤外線検知装置の取り付け面に垂直となるよう配置し、他方を、受動型赤外線検知装置を壁面に固定したときに、水平となるように配置した。容器には赤外線透過窓を備え、その窓は、受動型赤外線検知装置を壁面に固定したときに、放射状に広がる複数の検知ゾーンにより形成される検知エリアに沿って集束される赤外線エネルギーを通過させるのに充分な大きさとし、取り付け面に垂直な回転軸を中心にこの光学系ユニットを１８０度回転させたときには、一部の検知ゾーンから集束される赤外線エネルギーが、赤外線を透過させない容器部分により妨げられ、その容器部分により妨げられた検知ゾーンが消去される構成とした。

本発明によれば、受動型赤外線検知装置の容器内部において、検知エリアを形成する光学系ユニットを、直交する２本の回転軸を中心として回転させるだけで、立体警戒型の警戒エリアから、扇形をした水平方向に広がる検知エリアに変更することができる。一部の検知ゾーンから集束される赤外線エネルギーが、赤外線を透過させない容器部分により妨げられ、その容器部分により妨げられた検知ゾーンが消去されるようにしているので、遮光板を光学系ユニットの前面に配置したり、赤外線を反射しないテ−プを、消去しようとする検知ゾーンに対応する凹面鏡の表面に直接貼り付けたりする必要が無く、検知エリア変更作業が簡略化される。このように、検知エリアを形成する光学系ユニットを回転させるだけで、天井取付立体警戒型、壁面取付立体警戒型、壁面取付の小動物対策型の３種類の検知エリアの切替が可能となる。

図４は、壁面に設置された本発明の受動型赤外線検知装置の断面図である。ミラー３１とその焦点位置に固定された焦電素子３２とが、光学系支持台３３によって支えられている。これらが光学系ユニット３を構成し、回転軸Ａを中心に矢印ａ方向に回転するよう光学系回転台８側に支持されている。この支持機構（図示省略）は、光学系回転台８に固定され、光学系ユニット３全体を支えている光学系回転台８は、回転軸Ｂを中心に矢印b方向に回転するようシャーシ７に連結されている。シャーシ７は、受動型赤外線検知装置の取り付け面となるベース６に固定され、ベース６には、赤外線透過窓４を備えた容器５が取り付けられている。

１はメイン検知エリアであり、２はサブ検知エリアである。ミラー３１を構成する個々の凹面鏡として、樹脂成型により作られた放物面反射鏡を採用しており、１箇所に集めたそれらの焦点位置に、ひとつの焦電素子３２が配置されている。その焦電素子３２に内蔵された１対の赤外線検知エレメントへの赤外線エネルギーの集束帯が、放射状に広がる複数の検知ゾーンを形成している。図１は、本発明の受動型赤外線検知装置の検知エリアの構成を示した図である。メイン検知エリア１は、扇状に広がる５対の検知ゾーン（１１〜１５）により構成され、サブ検知エリア２は、メイン検知エリアの下方に放射状に広がる５対の検知ゾーン（２１〜２５）により形成されている。

図５は、検知エリアを、扇形に水平に広がるメイン検知エリア１のみに限定したときの、受動型赤外線検知装置の断面図である。この図は、図４における光学系ユニット３を、回転軸Ａを中心にメイン検知エリア１が水平になるまで時計回りに少し回転させ、回転軸Ｂを中心に光学系回転台８を１８０度回転させた後の状態を示している。メイン検知エリア１は、赤外線透過窓４の上端部を通過する形で水平に設定され、サブ検知エリア２は、容器５によって遮られて消去されている。

図３は、このときの受動型赤外線検知装置の検知エリアの構成を示した図である。メイン検知エリア１は、扇型に水平に広がるように構成されているが、図中点線で表示されているように、サブ検知エリア２は、放射状に広がる５対の検知ゾーンすべてが容器５によって遮られている。このように設定された受動型赤外線検知装置を、人間の腰から胸の高さの壁面に設置すると、室内を歩き回る人間は検知するが、床面を動きまわるネズミなどの小動物を検知することが無くなる。容器５は、赤外線エネルギーを透過させない材質のもので作られているので、容器が、検知ゾーンを消去する遮光板の役目を果たすことになる。

図６は、天井面に設置された本発明の受動型赤外線検知装置の断面図である。この図は、図５の状態の光学系ユニット３を、回転軸Ａを中心に反時計回りに９０度弱回転させ後、ベース６を天井面に取り付けた状態を示している。受動型赤外線検知装置に内蔵された光学系ユニット３を、上下方向に回転するよう構成し、容器に設けた赤外線透過窓４を、この回動範囲に対応させ大きくしてあるので、天井に取り付けたときも、壁面に取り付けたときと同様に、上下方向に角度調整可能な立体警戒型の検知装置が実現されるのである。

このように、本発明によれば、光学系ユニットを回転させるだけで、天井取付、壁面の高所取付、壁面の低所取付のそれぞれにおいて、最適な検知エリアの設定が可能な受動型赤外線検知装置が実現され、設置作業の簡略化が実現される。また、それぞれの取付場所に応じた専用機種が不要となり、製品管理コストが低減される。

本発明の受動型赤外線検知装置の検知エリアの構成を示した図である。 扇形にして水平に設定された検知エリアの構成を示した図である。 検知エリアを、メイン検知エリアのみに限定したときの、受動型赤外線検知装置の検知エリアの構成を示した図である。 壁面に設置された本発明の受動型赤外線検知装置の断面図である。 検知エリアを、メイン検知エリアのみに限定したときの、受動型赤外線検知装置の断面図である。 天井面に設置された本発明の受動型赤外線検知装置の断面図である。

符号の説明

１・・・メイン検知エリア
２・・・サブ検知エリア
３・・・光学系ユニット
３１・・・ミラー
３２・・・焦電素子
３３・・・光学系支持台
４・・・赤外線透過窓
５・・・容器
６・・・ベース
７・・・シャーシ
８・・・光学系回転台

Claims (1)

1. 水平面上を扇状に広がる複数の検知ゾーンにより形成されるメイン検知エリアと、メイン検知エリアの下方に放射状に広がる複数の検知ゾーンにより形成されるサブ検知エリアとを備えた受動型赤外線検知装置において、前記検知エリアを形成する光学系ユニットは、受動型赤外線検知装置の容器内部にて、直交する２本の回転軸を中心として回転可能な状態にて支持され、前記回転軸の一方は、受動型赤外線検知装置の取り付け面に垂直となるよう配置され、他方は、受動型赤外線検知装置を壁面に固定したときに、水平となるように配置され、容器には、受動型赤外線検知装置を壁面に固定したときに、水平面上を扇状に広がる複数の検知ゾーンにより形成されるメイン検知エリアと、メイン検知エリアの下方に放射状に広がる複数の検知ゾーンにより形成されるサブ検知エリアに沿って集束される、赤外線エネルギーを通過させるのに充分な大きさの赤外線透過窓を備え、この状態を基準として、取り付け面に垂直な回転軸を中心にこの光学系ユニットを１８０度回転させたときには、サブ検知エリアに沿って集束される赤外線エネルギーが、前記赤外線透過窓の上限よりも上に位置する赤外線を透過させない容器部分により妨げられ、サブ検知エリアが消去される構成としたことを特徴とする受動型赤外線検知装置。
   

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