JPH0372292A

JPH0372292A - 熱源検知器

Info

Publication number: JPH0372292A
Application number: JP1208321A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kojima; 豊小島; Takayasu Ito; 隆康伊藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-08-12
Filing date: 1989-08-12
Publication date: 1991-03-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本発明は、人体等の熱源から放射される熱線を検出する
熱源検知器に関するものである。

【従来の技術】

従来より、この種の熱源検知器では焦電型赤外線センサ
のような微分型の熱線センサが用いられている。熱源検
知器は、たとえば、室内への人の出入りを検出するのに
用いられ、室内に人がいる間、照明を点灯させるという
ような目的に使用されている。ただし、微分型の熱線セ
ンサでは、表面温度が変化したときにしか出力が得られ
ないから、比較的広い検知領域を有した熱線センサでは
、検知領域内に一度人が入ると、しばらくの間は出力が
得られない、そこで、熱線センナの検知領域内に人がい
る間、継続的に出力が得られるようにするために、熱線
センナの検知領域を複数の小領域に分割し、各小領域へ
の出入りを検出するようにすることが考えられている。すなわち、各小領域への人の出入りにより熱線センサの
表面温度が変化するから、人が少し動くだけでも熱線セ
ンサから出力が得られ、熱線センサから継続して出力が
得られるようになるのである。このように、検知領域を複数の小領域に分割するには、
熱線センサの検知面の前方に互いに光軸の異なる複数の
レンズを配置することが考えられている、すなわち、各
レンズに対応してそれぞれ小領域が形成されるのであり
、各レンズの光軸方向、レンズの面積、レンズの中心位
置などを調節することにより、所定の条件を備えた小領
域が形成できるのである。

【発明が解決しようとする課８！】上記構成において、各小領域に対する感度や方向を所望
の条件に設定するには、各レンズをそれぞれ設計する必
要があるから、設計仕様の異なる熱線検知器を得るには
、レンズの設計を変更しなければならない、とくに、小
領域の検知距離の限界を設定するにはレンズによる熱線
の減衰量を調節する必要があり設計変更が非常に面倒で
ある。また、レンズとしては合成樹脂により形成したフレネル
レンズを用いるのが一般的であり、この場合に、レンズ
の設計変更は金型の変更を意味するものとなり、製造コ
ストが大幅に増大する。本発明は上記問題点の解決を目的とするものであり、レ
ンズによる熱線の減衰量の設計が容易になるようにした
熱源検知器を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

本発明では、上記目的を達成するために、熱線量の変化
を検出する微分型の熱線センサと、それぞれ異なる方向
の光軸を有するとともに熱線センサの検知面に熱線を収
束させる複数のレンズを備え熱線センサの検知面の前面
側に配設された透光カバーとを具備する熱源検知器にお
いて、各レンズを熱線センサの検知面付近に焦点を有す
るように形成し、少なくとも１つのレンズの光軸付近に
検知面の直径の略２倍の直径を有した非レンズ部である
透光窓を形成しているのである。

【作用】

上記構成によれば、非レンズ部である透光窓をレンズの
光軸付近に形成しているから、透光窓の厚みを調節する
ことにより、各レンズによる熱線の減衰量を容易に調節
することができるのである。この場合、レンズによる熱線の減衰量を透光窓の厚みの
みによって調節できるから、熱線の減衰量の調節を行う
に際してレンズ全体の設計変更を必要とせず、比較的低
コストで仕様の異なるレンズを得ることができるのであ
る。また、各レンズは熱線センサの検知面付近に焦点を有し
、かっ透光窓は熱線センサの検知面の直径の略２倍の直
径を有しているから、熱線センサの検知面から透光窓を
通して臨む検知領域の広がり範囲は、レンズのみによる
検知領域の広がり範囲とほぼ同じ範囲に設定できるので
あり、検知領域の広がり範囲を変更せずに減衰量のみを
変更することができるのである。

【実施例】

全体構成を第１図に示す、ケース１１は、−面が開口し
た箱状であって、ケース１１の開口面を覆うように配設
された円板状の基台１２に対して組立ねじ１３により結
合される。基台１２には中央部に開口窓１４が形成され
、また、開口窓１４の周部には長孔状の取付孔１５が穿
孔されている。ケース１１内には略球形に形成された可動ケース２１が
納装され、可動ケース２１の一部は基台１２の開口窓１
４から露出する。ここに、開口窓１４は可動ケース２１
が脱落しない程度の大きさに設定されている。可動ケー
ス２１内には、第２図に示すように、焦電素子よりなる
熱線センサ２２を処理回路とともに実装した第１の回路
基板２３が納装され、可動ケース２１外でケース１１内
には処理回路の出力を外部に設けた制御回路に入力する
インタフェース回路を実装した第２の回路基板１６が納
装される。また、可動ケース２１は、ケース１１内に配
設された押えばね１７により開口窓１４から突出する向
きに押圧される。したがって、可動ケース２１は、基台
１２の開口窓１４の周縁と押えばね１７との間に挟持さ
れることによりがたつきなく保持され、また、押えばね
１７のばね力に抗する向きに可動ケース２１を押圧しな
がら回転させると、可動ケース２１の向きが調節できる
ようになっている。基台１２の前面には化粧プレート１
８が配設され、基台１２が外部に露出しないようにする
。また、化粧プレート１８の中央部には露出窓１９が開
口し、可動ケース２１の一部が露出するようになってい
る。ところで、可動ケース２１は、第２図に示すように、一
対の半割体２５ａ、２５ｂを組立ねじ２６により結合し
た半球状の可動ボディ２７と、可動ボディ２７の開口面
を覆う半球状の透光カバー２８とにより略球形に形成さ
れている。°透光カバー２８は開口周縁に鍔部２８ａを
有し、可動ボディ２７の内周面に開口縁に沿って形成さ
れた凹溝２７ａに鰐部２８ａを嵌合させるように両半割
体２５ａ、２５ｂを結合することにより、可動ケース２
１を組み立てることができる。また、可動ボディ２７の
内周面には、第１の回路基板２３を保持する保持リブ２
３ｂが突設されている。したがって、透光カバー２８は
熱線センサ２２の前方を覆うのであって、この透光カバ
ー２８が基台１２の開口窓１４および化粧プレート１８
の露出窓１９ｔ！−通して外部に露出することにより、
外部がらの赤外線を熟線センサ２２で受光できるのであ
る。透光カバー２８は、高密度ポリエチレン等の赤外線が透
過可能な材料で形成され、第３図に示すように、レンズ
３１ａ、３１ｂを一体に備えている。すなわち、透光カ
バー２８は、熱線センサ２２の検知面の中心に立てた法
線に対して、光軸が１５°傾斜した４個のレンズ３１ａ
と、光軸が３２°傾斜した８個のレンズ３１ｂとを備え
、各レンズ３１ａ、３１ｂの焦点はそれぞれ熱線センサ
２２の検知面付近に設定される。また、各レンズ３１　
ａ、３　ｌ　ｂはフレネルレンズであって、透光カバー
２８の表裏のうち熱線センサ２２（！１の一面が凹凸面
となっている。一部のレンズ３１ｂの中心部には凹凸の
ない薄肉部である透光窓３２が形成されており、透光窓
３２は、各レンズ３１ｂの光軸を中心とする円形に形成
されている。熱線センサ２２は、第４図に示すように、
４個のエレメント２２ａを備え、熱線センサ２２の各エ
レメント２２ａが正方形であるとして寸法がｄＸｄであ
るときに、透光窓３２の直径が約２ｄとなるように設定
されている。すなわち、第５図に示すように、レンズ３
１の光軸が熱線センサの１つのエレメント２２ａの中心
に立てた法線と一致するものとすると、レンズ３１の前
方で距１１１１Ｌに存在する物体３３の像がエレメント
２２ａに結像する条件は、レンズ３１とエレメント２２
ａとの距離をｌとして、次式で与えられる。 −ｔ／ｌ、＋　１／ｌ＝　１／ｆただし、ではレンズ３１の焦点距離である。一般にＺ＜
Ｌであるから、ｌ＃ｆが得られ、レンズ３１の焦点にエ
レメント２２ａを配置するのがよいことがわかる。エレ
メント２２ａがｄＸｄの寸法を有する正方形であってレ
ンズ３１の焦点に位置しているときには、レンズ３１の
前方で距ＭＬに位置しエレメント２２ａ上に結像できる
物体３３の寸法ＤＸＤは、次式で与えられる。Ｄ／ｄ　＝　Ｌ、／ｆ　　　　　　　　　　　・・・■
一方、レンズ３１に代えて透光窓を形成したとすると、
同じ大きさの物体３３を検知することができる視野は透
光窓の寸法ＸＸＸを次の条件で設定することによって得
ることができる。ｘ／ｄ　＝　（ｙ　＋　ｆ　）／ｙ　　　　　　　　・
・・■ｘ／Ｄ　＝（ｙ　−ｆ−ｆ　）／（ｙ　＋　ｆ　
＋　Ｌ）　　　・・・■ただし、ｙは物体３３の端とエ
レメント２２ａの端とを結ぶ直線の交点ｐとエレメント
２２ａとの距離である。■■■式と、ｆ＜Ｌの条件とに
より、ｘ　”−２ｄ　、　ｙ　＃　ｆという結論が得ら
れる。すなわち、透光窓の寸法を２ｄＸ２ｄとすれば、
レンズ３１と同じ視野が得られるのである。以上の結果、各レンズ３１ｂに直径が約２ｄである透光
窓３２を形成すれば、各レンズ３１ｂの視野と透光窓３
２の視野とがほぼ同じになって、透光窓３２を形成して
も各レンズ３１ｂによる小領域の大きさに影響を与える
ことがないのである。また、透光窓３２の厚みを調節すれば、エレメント２２
ａに入射する熱線の減衰量を調節することができるので
あり、レンズ３１ａ、３１ｂの設計を変更する場合に比
較すれば、減衰量の調節が容易になるのである。上記実施例では、レンズ３１ｂにのみ透光窓３２を形成
しているが、レンズ３１ａに透光窓３２を設けてもよい
、また、透光窓３２を薄肉部ではなく、必要に応じて透
孔としてもよい。

【発明の効果】

本発明は上述のように、熱線量の変化を検出する微分型
の熱線センサと、それぞれ異なる方向の光軸を有すると
ともに熱線センサの検知面に熱線を収束させる複数のレ
ンズを備え熱線センサの検知面の前面側に配設された透
光カバーとを具備する熱源検知器において、各レンズを
熱線センサの検知面付近に焦点を有するように形成し、
少なくとも１つのレンズの光軸付近に検知面の直径の略
２倍の直径を有した非レンズ部である透光窓を形成して
いるものであり、非レンズ部である透光窓をレンズの光
軸付近に形成しているから、透光窓の厚みを調節するこ
とにより、各レンズによる熱線の減衰量を容易に調節す
ることができるのである。この場合、レンズによる熱線
の減衰量を透光窓の厚みのみによって調節できるから、
熱線の減衰量の調節を行うに際してレンズ全体の設計変
更を必要とせず、比較的低コストで仕様の異なるレンズ
を得ることができるという利点を有する。また、各レンズは熱線センサの検知面付近に焦点を有し
、かつ透光窓は熱線センサの検知面の直径の略２倍の直
径を有しているから、熱線センサの検知面から透光窓を
通して臨む検知領域の広がり範囲は、レンズのみによる
検知領域の広がり範囲とほぼ同じ範囲に設定できるので
あり、検知領域の広がり範囲を変更せずに減衰量のみを
変更することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す分解斜視図、第２図は同
上の要部分解斜視図、第３図（ａ）（ｂ）はそれぞれ同
上に用いる透光カバーの正面図と断面図、第４図は同上
に用いる熱線センサのエレメントの配置例を示す概略構
成図、第５図は本発明の原理を示す説明図である。２２・・・熱線センサ、２８・・・透光カバー、３１ａ
。３１ｂ・・・レンズ、３２・・・透光窓。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱線量の変化を検出する微分型の熱線センサと、
それぞれ異なる方向の光軸を有するとともに熱線センサ
の検知面に熱線を収束させる複数のレンズを備え熱線セ
ンサの検知面の前面側に配設された透光カバーとを具備
する熱源検知器において、各レンズは熱線センサの検知
面付近に焦点を有するように形成され、少なくとも１つ
のレンズの光軸付近には検知面の直径の略２倍の直径を
有した非レンズ部である透光窓が形成されて成ることを
特徴とする熱源検知器。