JPH0831192B2 - 赤外線侵入者検出システム - Google Patents

赤外線侵入者検出システム

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JPH0831192B2
JPH0831192B2 JP61084418A JP8441886A JPH0831192B2 JP H0831192 B2 JPH0831192 B2 JP H0831192B2 JP 61084418 A JP61084418 A JP 61084418A JP 8441886 A JP8441886 A JP 8441886A JP H0831192 B2 JPH0831192 B2 JP H0831192B2
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マイケル・アンドリュー・ローズ
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フイリツプス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ
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    • G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
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    • G08B13/191—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using infrared-radiation detection systems using pyroelectric sensor means
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は赤外線侵入者検出システムに関するものであ
り、特に第１および第２の分離されたチャネルＡおよび
Ｂを具える赤外線侵入者検出システムであって、各チャ
ネルは赤外線に応答するパイロ電気検出装置を有してお
り、これらパイロ電気検出装置の放射受光領域は互いに
接近しており、赤外線侵入者検出システムは更に、侵入
者に関連する赤外線像が通過する結果としてそれぞれの
パイロ電気検出装置により生ぜしめられる一方の極性の
予定出力レベルに応答し、パイロ電気検出装置の出力が
この予定出力レベルに達するとそれぞれ出力信号を生ず
るレベル検出手段と、双方のチャネルにおけるレベル検
出手段の出力信号をモニタし、双方のチャネルに生じる
出力信号に応答して出力を生じる回路手段とを具える当
該赤外線侵入者検出システムに関するものである。
上述した種類の侵入者検出システムの出力は、侵入者
がこのシステムによって検出されるのに応答して警報を
発生せしめるのに用いることができ、この際侵入者はパ
イロ電気検出装置の視野を横切り、パイロ電気検出装置
がレベル検出手段の予定のレベルを越える大きさのそれ
ぞれの出力を生ぜしめるようにする赤外線移動源として
作用する。
侵入者検出システムは他の移動検知目的に、例えば部
屋に人がいることを検知し、これに応答して照明をスイ
ッチ・オンさせたり、スイッチ・オフさせたりするリモ
ートスイッチング分野にも用いることができる。従って
“侵入者”とは場合に応じて解釈する必要がある。
既知のシステムにおいては、間違ったトリガのおそれ
を減少させる為に２つの個別のチャネルが設けられてい
る。パイロ電気検出回路内の電気雑音や、侵入者に関連
しない外部の赤外線放射源のような要因によりパイロ電
気検出回路が擬似出力を生ぜしめ、これにより間違った
出力信号を発生せしめるおそれがある。各チャネルが独
自のパイロ電気検出装置を有する２つのチャネルを用
い、このシステムが応答するようにする為には双方の検
出装置の侵入者表示出力を必要とするようにすることに
より、間違ったトリガのおそれが可成り減少する。その
理由は、システムを応答せしめるような擬似の侵入者を
表わす雑音信号が双方のチャネルに生じるおそれは少な
くなる為である。従って、２チャネルシステムの双方の
チャネルにおける信号情報に基づいて警報を発生せしめ
たり或いはスイッチング機能を達成せしめたりする。一
般に一方のチャネルのみにおける雑音妨害は検出システ
ムを反応せしめず、例えばスパイク雑音が双方のチャネ
ルに同時に或いは殆ど同時に生じる状態はこのようなス
パイク雑音のランダム特性の為に極めてまれなことであ
る。
間違ったトリガに対する余裕度を得る以外に、侵入者
検出システムは侵入者の存在に信頼的に応答しうるよう
にすることが望ましいこと勿論である。
既知のシステムは既知の単一チャネルシステムに比べ
間違ったトリガに対する余裕度が改善されているが、使
用中侵入者を充分良好に検出しうるかどうかの点でしば
しば信頼的でなくなるということを確かめた。
本発明の目的は、侵入者に対し一層信頼的に応答しう
るとともに間違ったトリガのおそれを一層低減せしめた
赤外線侵入者検出システムを提供せんとするにある。
本発明は、第１および第２の分離されたチャネルＡお
よびＢを具える赤外線侵入者検出システムであって、各
チャネルは赤外線に応答するパイロ電気検出装置を有し
ており、これらパイロ電気検出装置の放射受光領域は互
いに接近しており、赤外線侵入者検出システムは更に、
侵入者に関連する赤外線像が通過する結果としてそれぞ
れのパイロ電気検出装置により生ぜしめられる一方の極
性の予定出力レベルに応答し、パイロ電気検出装置の出
力がこの予定出力レベルに達するとそれぞれ出力信号を
生ずるレベル検出手段と、双方のチャネルにおけるレベ
ル検出手段の出力信号をモニタし、双方のチャネルに生
じる出力信号に応答して出力を生じる回路手段とを具え
る当該赤外線侵入者検出システムにおいて、各チャネル
のレベル検出手段は更に、侵入者に関連する赤外線像が
パイロ電気検出装置を通過する結果としてこのパイロ電
気検出装置により生ぜしめられる逆極性の予定出力レベ
ルに応答し、前記のパイロ電気検出装置の出力がチャネ
ルＡおよびＢのそれぞれにおいて予定の正および負のレ
ベルに達するとこれら双方のチャネルのレベル検出手段
が出力信号＋A,−A,＋B,−Ｂを生じ、レベル検出手段の
出力信号をモニタする回路手段は、＋Ａおよびこれに続
く＋Ａと＋Ｂおよびこれに続く＋Ｂとの、或いは−Ａお
よびこれに続く−Ａと−Ｂおよびこれに続く−Ｂとのい
ずれかの出力信号を有し双方のチャネルのパイロ電気検
出装置を通過する侵入者関連赤外線像を表わす出力信号
の予定のパターンに応答して出力を生じるように構成さ
れていることを特徴とする。
このようなシステムは、前述した既知のシステムのよ
うに単に検出装置からの一方の極性の出力を求め双方の
チャネルにおける出力信号の存在に単に応答するだけで
はなく、検出装置からの双方の極性の出力を求め、検出
装置からの出力信号があるレベルを越える際にこれら出
力信号の特定のパターンに応答することにより、侵入者
検出の信頼性および間違ったトリガに対する余裕度を著
しく高めるということを確かめた。従って、この本発明
によるシステムは既知のシステムに比べ著しく改善され
ている。
侵入者がシステムの２つのパイロ電気検出装置の視野
を横切ると、これに応じてこれら検出装置に与えられる
侵入者の赤外線像（この赤外線像は例えばミラー或いは
レンズ装置により集め集束せしめることができる）がこ
れら検出装置を横切る。これら２つの検出装置は分離し
ている為、像が最初に一方の検出装置の放射受光感応領
域に到達する時間点と、像が他方の検出装置の放射受光
感応領域に到達する時間点との間にわずかに遅延があ
る。従って、例えば、チャネルＡの検出装置はチャネル
Ｂの検出装置よりもわずか前に応答して侵入者表示出力
を生じる。２つの検出装置の分離をできるだけ小さくす
ることにより遅延時間は最小となり、ある場合には殆ど
無視しうる。本発明によるシステムは、侵入者が検出装
置の視野を横切るのに応答してチャネルＡおよびＢにお
けるレベル検出手段から生じる例えば正に向かう部分の
出力信号のパターン、すなわち列は、像がチャネルＡの
検出装置の感応領域に到達する際に生ずる＋Ａおよびこ
れに続く＋Ａと、像がチャネルＢの検出装置の感応領域
に到達する際に生ずる＋Ｂ（検出装置の感応領域は互い
に接近して配置されており、集束された像の寸法は双方
の検出装置の感応領域の少なくとも一部分を同時に覆う
のに充分であるということを銘記すべきである）および
これに続いて像がチャネルＡの検出装置からチャネルＢ
の検出装置の感応領域上にのみ移動すると生じる＋Ｂと
のパターンである。
各チャネルと関連するレベル検出手段が関連の検出装
置からの双方の極性の予定の出力レベルに応答するよう
にしたシステムはより一層信頼的に移動中の侵入者の存
在に応答しうる。赤外線放射像が、温度変化に応答する
検出装置のパイロ電気材料を通過すると、このパイロ電
気材料上の電極間に電圧を生ぜしめ、この電圧が代表的
に低雑音のFETを有する関連のインピーダンス整合回路
を経て供給され、出力を生ぜしめる。赤外線像がパイロ
電気材料を通り抜けると、逆極性の電圧が生じ、この電
圧が再びインピーダンス整合回路を経て供給され、他の
出力を生ぜしめる。従って、赤外線像が検出装置を横切
る度に両極性の出力電圧を生ぜしめる。検出装置の出力
電圧は増幅後例えば正および負のしきい値レベル検出器
を有する関連のレベル検出手段に供給され、このレベル
検出手段が正および負の電圧の予定のレベルに応答して
これに応じたデジタルパルス信号を回路手段による解析
の為に生ぜしめる。侵入者検出システムは単一の赤外線
像に応答して生ぜしめられる正および負の検出装置出力
電圧の双方を求めることにより、例えば正或いは負のい
ずれかのレベルのしきい値検出器のみを用いているシス
テムよりも高い信頼性で侵入者を検出しうる。システム
が何等かの理由で検出装置に到来する侵入者の像に応答
し損なう場合でも、このシステムは像が検出装置を通り
抜ける際に生じる逆極性の出力電圧に依然として応答し
うる。
前記の回路手段は更に、＋Ｂおよびこれに続く＋Ｂと
＋Ａおよびこれに続く＋Ａとの、或いは−Ｂおよびこれ
に続く−Ｂと−Ａおよびこれに続く−Ａとのいずれかの
出力信号を有し双方のチャネルのレベル検出手段から生
じる出力信号の予定パターンに応答して出力を生じるよ
うに構成されているようにするのが好ましい。このよう
にすると、検出システムは逆方向にも移動している侵入
者を検出して応答しうるという利点が得られる。この場
合侵入者の像はこれに対応して検出装置上を逆方向に通
過する。
レベル検出手段の出力信号をモニタする前記の回路手
段は更に、双方のチャネルのレベル検出手段から生じる
以下の追加の出力信号パターン、すなわち ａ）＋Ａおよびこれに続く＋Ａと＋Ｂおよびこれに続く
＋Ａとの、および ｂ）−Ａおよびこれに続く−Ａと−Ｂおよびこれに続く
−Ａとの 出力信号パターンのいずれか１つにも応答して出力を生
じるように構成するのが好ましい。
驚いたことに、これらの追加の予期していないパター
ンを求めることにより、検出システムは使用中侵入者の
検出に当り一層信頼的となるということを確かめた。侵
入者を容易に識別するにはレベル検出手段の出力信号
の、最初に述べたパターンを求めれば充分であると考え
られるが、双方のチャネルにおけるレベル検出手段から
の出力信号のこれら追加のパターンを求めこれらに応答
するように回路手段を構成する結果として検出システム
は実際に侵入者をより一層有効に且つ信頼的に検出し且
つ応答し、これに応じて出力を生ぜしめるようになると
いうことを試験的に確かめた。
前記の回路手段は更に、双方のチャネルのレベル検出
手段から生じる以下の出力信号パターン、すなわち ａ）＋Ｂおよびこれに続く＋Ａと＋Ｂおよびこれに続く
＋Ｂとの、および ｂ）−Ｂおよびこれに続く−Ａと−Ｂおよびこれに続く
−Ｂとの 出力信号パターンのいずれか１つにも応答して出力を生
じるように構成するのが好ましい。このようにすると、
検出システムは反対方向の侵入者の移動を、すなわち侵
入者がまず最初にチャネルＢの検出装置上を通過し、次
にチャネルＡの検出装置上を通過するのを同様に検出し
うるようになるという利点が得られる。
前記の回路手段は、−Ａと＋Ｂとの或いは＋Ａと−Ｂ
との出力信号の組合せが生じる場合に出力の発生を禁止
するように構成するようにすることができる。このよう
にすると、検出装置に対する機械的な衝撃の為に検出シ
ステムが間違ってトリガされるおそれが減少する。周知
のように、パイロ電気材料はこれが圧電特性をも有する
という事実の為に機械的衝撃に感応し、これにより検出
装置は機械的衝撃を受けると侵入者像と関連する出力と
同様な出力を生じる。既知の検出システムでは、機械的
衝撃による間違ったトリガが生じるおそれが実際に存在
する。しかし、上述した組合せの出力信号は機械的な衝
撃により代表的に発生された種類の信号として識別され
た。これらの特定の組合せを求め、このような組合せの
検出に応答してこれらの組合せが含まれている信号の列
を無視するように動作させることにより、検出システム
は機械的衝撃の影響をある程度識別でき、従って機械的
衝撃の結果としての間違ったトリガに対する余裕度を高
くしうる。
前記の回路手段は、いずれのレベル検出手段の出力信
号（＋A,−A,＋B,−Ｂ）の出力信号にも応答して出力発
生の為のタイミング期間窓を規定し、前記の予定の出力
信号パターンがこのタイミング期間内で生じる場合のみ
出力を発生するタイミング回路を有しているのが好まし
い。侵入者の像が双方の検出装置を通過するのに充分で
あるもあまり長くないタイミング期間窓は、侵入者に関
連する必要な信号パターンを予定の時間間隔内で検出さ
せる必要があるようにすることにより検出システムが間
違ってトリガされるのを防止するのに供されるものであ
り、従って例えば雑音により生ぜしめられるトリガを行
う擬似信号の可能性を減少させる。
それぞれのパイロ電気素子により規定される検出装置
の放射受光領域は指合配置にしてほぼ共通の領域を占め
るようにすることができる。このようにすることによ
り、検出装置は到来する赤外線放射像に極めて殆ど同時
に応答し、タイミング期間窓を最小に保持しうる。
パイロ電気検出装置の各々は差動的に接続した２つの
パイロ電気素子を有するいわゆる“二重（デュアル）”
検出装置を有するようにすることができる。このように
すると、例えば周囲温度の変化、背景放射或いは音響雑
音により生じる双方の素子の視野中の入力放射の均一変
化によりパイロ電気素子の対にまたがって電圧を生ぜし
めるも、これらの電圧はこれらパイロ電気素子が差動的
に接続されている為に互いに相殺され、一方１つのみの
パイロ電気素子の視野中の入力放射の変化によれば差動
出力電圧を生じる。従って上述したような効果により生
ぜしめられる共通モード信号から余裕度が得られ、これ
により間違ったトリガに対するシステムの全余裕度が増
大せしめられる。
本例では、一方の検出装置の一方の素子を他方の検出
装置の一方の素子に隣接して配置するか或いはこれら素
子を指合関係に配置して２つの二重検出装置の４つの素
子を直線アレイに配置できる。
図面につき本発明を説明する。
第１図を参照するに、本発明による赤外線侵入者検出
システムは２つのチャネルＡおよびＢを有し、これらチ
ャネルはいわゆる“二重（デュアル）”のパイロ電気検
出装置10Aおよび10Bをそれぞれ有する。第２図から明ら
かなように各検出装置は、ランタンおよびマンガンをド
ーピングしたジルコン酸チタン酸鉛のようなパイロ電気
材料本体をその対向する主表面上に配置した２つのニク
ロム電極間にはさんだものを以ってそれぞれ別々に構成
した一対のパイロ電気素子11a,12a;11b,12bを有する。
上側の電極は検出すべき波長範囲内の赤外線放射を殆ど
透過する。不所望な放射波長は濾波して除去することが
できる。パイロ電気検出装置の製造方法は既知であり、
ここでは詳細に説明しない。第２図は検出装置10Aおよ
び10Bの回路を示す。第２図では通常のようにパイロ電
気素子をコンデンサとして示しており、これらの極性方
向を通常のように正負符号で示してある。各検出装置の
２つのパイロ電気素子11a,12a;11b,12bはライン14aおよ
び15a;14bおよび15b間に逆並列に電気接続されており、
ライン15aおよび15bは一緒に接地され、各関連のパイロ
電気素子対からライン14aおよび14bをそれぞれ経て差動
出力が得られる。
ライン14aおよび14bは電界効果トランジスタTaおよび
Tbのゲートにそれぞれ接続され、２つの低漏洩ダイオー
ドD1aおよびD2a;D1bよびD2bがトランジスタTa;Tbのゲー
トとライン15a;15bとの間にそれぞれ逆並列に接続され
ている。各パイロ電気検出装置の回路の一層詳細な情報
に関してはイギリス国特許第1580403号および第2046431
B号明細書を参照しうる。約言すれば、各パイロ電気検
出装置のダイオード回路はその関連の電界効果トランジ
スタ（このトランジスタはインピーダンス整合回路の一
部を構成する）のゲートを過大電圧から保護するととも
に、周囲温度が大きく変化することにより生じるパイロ
電気電圧を逐次制限する。
動作においては、各検出装置の２つの素子、例えば11
aおよび12aの視野中での同じ放射変化によるこれらの双
方の素子に対する同じ温度変化の結果としてこれら２つ
の素子の端子間に生じる電圧は互いに相殺される。その
理由はこれら２つの素子は差動的に接続されている為で
ある。一方、一方の素子の視野中の放射の変化によって
決定されるこの一方の素子の温度変化に、他方の素子の
視野中の放射変化によって決定されるこの他方の素子の
対応する温度変化が伴わない場合には、差動出力電圧が
関連のトランジスタＴのゲートに生じる。侵入者検出シ
ステムにこのような二重の検出装置を用いることは極め
て有益なことである。その理由は、例えば背景シーンの
温度状態の変動や音響雑音によって検出装置から有効な
出力を生ぜしめず、従って“周囲雑音”を無くし、侵入
者検出システム中の間違ったトリガを可成り防ぐ。
２つの検出装置10Aおよび10Bのパイロ電気素子は第３
図に示すように、一方の検出装置の一方の素子を他方の
検出装置の２つの離間した素子間に配置した直線配列で
並列配置しうる。これらパイロ電気素子は一般に約2mm
×0.6mmの互いに等しい寸法の矩形の放射感応領域を有
している。隣接の素子は約0.2mmしか離れていない為
（この間隔は第３図では誇張して示してある）、赤外線
が直線配列を横切るようにこれら素子を横切る際のこの
像に対する一方の素子の応答と、これに隣接する他方の
像の応答との間の遅延は最小となる。
或いはまた、２つの検出装置は素子の指状の形状に
し、第４図に示すように各検出装置の素子がそれぞれ並
列となるように配置し、これら指状部を侵入者の移動方
向に対し平行に突出させ、一方の検出装置の素子の指状
部を他方の検出装置の素子の指状部と指合関係にするこ
とができる。この場合の素子も約2.5mmの長さ、1mmの幅
であるほぼ等しい面積の放射感応領域を有する。指合せ
しめた素子は16で示す約0.05〜0.125mmの曲りくねった
わずかの間隙によって互いに分離されている。各二重検
出装置の２つの素子は約1mmだけ離間されている。従っ
て、各対の指合素子、例えば11aおよび11bはほぼ共通の
領域を占める為、これら素子はこれらを通過する移動赤
外線像にほぼ同じ時間点で応答しうる。このような指合
二重検出装置の構成はイギリス国特許出願第8503240号
明細書に説明されている。
第１図を再び参照するに、それぞれ検出装置10Aおよ
び10Bの出力端子を構成しチャネルＡおよびＢの一部を
構成するトランジスタTaおよびTbのソース端子は適切な
前置増幅器−増幅器段20Aおよび20Bを経てレベル検出回
路21Aおよび21Bの入力端子にそれぞれ接続されている。
レベル検出回路21Aおよび21Bの各々は正および負しきい
値レベル検出器22Aおよび23A;22Bおよび23Bとして用い
た２つの比較器を有し、比較器22Aおよび23A;22Bおよび
23Bの対はそれぞれ窓比較器を構成する。
レベル検出回路21Aおよび21Bは前置増幅器−増幅器段
20Aおよび20Bからの所定の大きさの且ついずれの極性か
の電圧変動に応答し、これに応じて関連の比較器の出力
端子に特定のデジタル出力、すなわち論理値“1"の出力
パルスを生ぜしめる。これら比較器の通常の零入力論理
信号は論理値“0"の電圧信号である。レベル検出回路21
Aおよび21Bの動作は以下の通りである。侵入者が検出装
置10Aおよび10Bの視野を横切って移動する場合を考慮す
るに、侵入者の赤外線放射像がまず最初検出装置10Aの
１つのパイロ電気素子上を移動すると、第１の極性の電
圧がこの素子の両端間に生じ、この電圧が前置増幅器−
増幅器段20Aにより増幅され、レベル検出回路21Aの双方
の比較器の入力端子に供給される。侵入者の赤外線像の
場合にそうであるようにこの素子の温度変化が充分に大
きいと、増幅された電圧信号は例えば正電圧変動比較器
22Aの所定の電圧レベルを越え、従ってこの比較器22Aが
トリガされ、これにより論理値“1"の出力が生じる。こ
の出力の持続時間は検出装置からの電圧出力が比較器の
プリセットレベルを越える期間と一致する。赤外線像が
この素子を立去ると、赤外線像がこの素子を離れた時点
で他方の負電圧変動比較器23Aの所定の電圧を越える反
対極性の同様な電圧が生じ、これに応答しこの比較器が
その出力端子に論理値“1"を生じる。
同様に赤外線像が上記の素子に隣接する検出装置10B
のパイロ電気素子上を移動すると、この場合もこの像に
よりこの素子に充分な温度変化を生ぜしめるものとした
場合比較器22Bにより論理値“1"が生ぜしめられ、この
像が検出装置10Bのこの素子を立去ると、比較器23Bが論
理値“1"の出力を生ぜしめる。
従ってレベル検出回路21Aおよび21Bは、検出装置10A
および10Bからの侵入者指示出力を例えば内部或いは外
部雑音により生じる不所望な比較的低レベルの電圧変動
から区別する為の弁別器として作用する像が検出装置10
Aおよび10Bを更に横切るように移動すると、この像は検
出装置の前述した素子に隣接する第２のパイロ電気素子
に遭遇し、比較器から逆の第２の出力列を生ぜしめる。
その理由は、これらの素子のパイロ電気材料は逆方向に
成極されている為である。
比較器22A,23A,22B,23Bの論理値“1"の出力を以後簡
単に為に＋A,−A,＋B,−Ｂでそれぞれ示す。
従って、検出装置10Aおよび10Bの視野を横切って一方
向に移動する侵入者に応答して、侵入者の像が検出装置
10Aの素子上を、次に検出装置10Bの素子上を通過し、各
検出装置からある持続時間の電圧出力を生ぜしめると比
較器22A,23A,22B,23Bから生じる出力は、＋Ａがすぐ後
続する＋Ａと＋Ｂがすぐ後続する＋Ｂとなる（検出装置
10Aおよび10Bの隣接するパイロ電気素子は互いに接近配
置されている為、侵入者の像は検出装置10Aの素子後直
ちに且つ比較器22Aからの出力信号の持続時間内で検出
装置10Bの隣接素子に到達し、これにより比較器22Aおよ
び22Bからの出力信号は部分的に重なり合うということ
を銘記すべきである）。
レベル検出回路21Aおよび21Bの４つの出力端はパター
ン認識信号処理回路装置25に接続されており、この装置
はパターン、すなわち検出装置の視野を横切る侵入者を
表わすレベル検出回路21Aおよび21Bからの出力信号列を
識別し、これに応答して出力を生じるように構成した電
子論理回路を有する。この出力はライン26を経て警報−
スイッチングリレー回路27に供給される。この警報−ス
イッチングリレー回路27はこれに応答して警報を発生す
るか或いはスイッチ、例えば照明スイッチを動作させる
かまたはこれらの双方を行う。
回路装置25は比較器の出力信号の前述したパターン、
すなわち＋Ａおよびこれに続く＋A,＋Ｂ（この＋Ｂは部
分的に重なっている出力信号から得られる）およびこれ
に続く＋Ｂと、さらに安全性を高める為にその反転、す
なわち−Ａおよびこれに続く−Ａと、−Ｂおよびこれに
続く−Ｂとのパターンを識別し、これに応答するように
設計されている（これらの反転出力信号は像が検出装置
のそれぞれの素子を離れる際に検出装置から得られる逆
極性の出力に応答して得られる）。
侵入者は反対方向に移動するおそれがあるという事実
を取入れる為に、回路装置25は前述したパターンの逆、
すなわち＋Ｂおよびこれに続く＋Ｂと＋Ａおよびこれに
続く＋Ａとのパターン、或いは−Ｂおよびこれに続く−
Ｂと−Ａおよびこれに続く−Ａとのパターンに応答する
ようにも構成する。
回路装置25は更にレベル検出回路21Aおよび21Bからの
出力信号の追加のパターンを認知し、これに応答するよ
うに構成する。より正確に言えば、回路装置25は、＋Ａ
およびこれにすぐ続く＋Ａと、＋Ｂおよびこれに続く＋
Ａとの列か、或いは−Ａおよびこれにすぐ続く−Ａと、
−Ｂおよびこれにすぐ続く−Ａとの列のいずれかを有す
る追加の出力信号パターンに応答するように設計する。
回路装置25を、これら追加パターンを識別し、これに応
答するように構成することにより、侵入者検出システム
はより一層信頼的に侵入者を検出しうるということを確
かめた。最初に述べた信号パターンのみに応答するよう
に構成したシステムと上述した追加のパターンにも同様
に応答するように構成したシステムとを比較試験したと
ころ、前者のシステムは既知のシステムよりも検出能力
が改善されているも、何らかの原因で侵入者風の入力を
充分に識別しえなくなるおそれがあり、一方後者のシス
テムでは検出確率が一層高くなる。これら双方のシステ
ムは非侵入者風の入力に応答する誤ったトリガ現象に関
しては一般に同じように動作する。従って、後者のシス
テムにおける信号の追加のパターンは侵入者風の入力に
対し独特に関連したものとみなすことができ、最初に述
べたパターンと関連して用いた場合侵入者を識別するの
に有利である。しかしその正確な理由は完全には明らか
でない。
逆方向に移動する侵入者を検出する為に、回路装置25
を更に、前述したレベル検出回路21Aおよび21Bからの出
力信号の追加のパターンの逆、すなわち＋Ｂおよびこれ
に続く＋Ｂと＋Ａおよびこれに続く＋Ｂとの列或いは−
Ｂおよびこれに続く−Ｂと−Ａおよびこれに続く−Ｂと
の列のいずれかを識別し、これに応答するように構成す
る。
検出装置10Aおよび10Bに、周知のように出力電圧を生
ぜしめるような機械的衝撃が与えられたということを表
わす独特な衝撃誘起出力パターンを識別する目的で上述
した検査システムを用いた試験によれば、−Ａと＋Ｂ或
いは＋Ａと−Ｂのいずれかを有するレベル検出回路21A
および21Bからの出力信号の組合せがこのような識別の
目的に適しているということを証明しうる。かかる事実
を用いて、回路装置25は更にこれらの衝撃に関連して誘
起する出力信号の組合せを検出し、この検出時には回路
装置25からの出力の発生を抑止するように構成する。
回路装置25は、レベル検出回路21Aおよび21Bからの出
力信号の列の最初のものに続くタイミング期間窓を規定
するタイマ回路を有する。このタイミング期間中、侵入
者を表わす出力信号パターンの１つが検出される場合に
は、回路装置25からの出力が警報−スイッチングリレー
回路27に供給される。一方、侵入者を表わすパターンの
検出が終了する前にこのタイミング期間が消滅する場合
には、回路装置25からの出力は抑止される。このタイミ
ング期間の持続時間は、通常侵入者の像が検出装置10A
および10Bを通過するのに要する予想時間のようなパラ
メータに依存して予め選択しておく。この予想時間自体
は例えば侵入者の予想距離および速度や、検出装置に現
われる像の寸法や、検出装置内のパイロ電気素子の相互
間隔に依存する。本発明の一例では、上述したような指
令関係にしたパイロ電気素子を用いた場合、約2.5秒の
タイミング期間が満足であるということを確かめた。
第５図は比較器22A,22Bおよび23Bに接続した回路装置
25を詳細に示す。図示の論理回路に関する動作は当業者
にとって容易に理解しうるものである為、この動作に関
しては簡単な説明のみにとどめる。この回路の個々の論
理ゲートはIC1〜IC8で示す合計で８個の集積回路の一部
を形成し、その個々のゲートにはこれらの符号にサフィ
ックスを付して示してある。
比較器22Aの出力は抵抗を経てANDゲート1C7aの一方の
入力端に供給される。このANDゲートIC7aの他方の入力
端は比較器22Bの出力端に接続されている。これら双方
の比較器の出力端は排他的ORゲートIC6aのそれぞれの入
力端にも接続されている。ゲートIC6aの出力はNANDゲー
トIC1aおよびIC1bを有するフリップ−フロップの入力端
に供給される。このフリップ−フロップの出力はゲート
IC7aの出力とともにNANDゲートIC5aのそれぞれの入力を
構成する。ゲートIC5aの出力端はNANDゲートIC1dおよび
IC1cを有するフリップ−フロップの入力端に接続され、
このフリップ−フロップの出力はNANDゲートIC4dの一方
の入力端に供給される。このNANDゲートの他方の入力端
はゲートIC6aの出力端に接続されている。ゲートIC1cお
よびIC1dのそれぞれの入力端は双方共排他的ORゲートIC
6cの出力端に接続され、このゲートIC6cの一方の入力端
はゲートIC6aの出力端に接続されている。
比較器23Aおよび23Bの出力端も抵抗を経て、且つゲー
トIC7b,IC6b,IC2a,IC2b,IC5b,IC2d,IC2c,IC4cおよびIC6
cを有する同様な論理回路を経て同様に接続されてい
る。ゲートIC6cは前記の比較器22Aおよび22Bと共用であ
る。
ゲートIC6aおよびIC6bを経て信号が供給されるゲート
IC6cは零入力状態からの個々のいかなる比較器の遷移を
も検出する作用をする。このゲートIC6cの出力は一方で
は、ゲートIC1aおよびIC1b,IC1dおよびIC1c,IC2aおよび
IC2b,IC2dおよびIC2cよりそれぞれ成るフリップ−フロ
ップをリセットする作用をし、他方では555型のタイマI
C10を有する通常のタイミング回路の動作を開始させ
る。このタイミング回路の出力は反転ゲートIC8cを経て
NANDゲートIC8dの一方の入力端に供給される。このゲー
トIC8dの出力端はNANDゲートIC8a,IC8bより成るフリッ
プ−フロップの入力端に接続され、このフリップ−フロ
ップの出力端は抵抗を経てライン26に接続されている。
NANDゲートIC4dおよびIC4cの出力端は排他的ORゲート
IC6dの入力端に接続されている。この排他的ORゲートの
出力はNANDゲートIC3cおよびIC3dを有するフリップ−フ
ロツプの入力端に供給され、このフリップ−フロップの
リセット入力端および出力端はタイミング回路の出力端
およびANDゲートIC7dの一方の入力端にそれぞれ接続さ
れ、ゲートIC7dの出力は抵抗／コンデンサ保持回路を経
てゲートIC8dの他方の入力端に供給される。
比較器22B,23Aおよび22A,23Bの出力はNANDゲートIC4a
およびIC4bにそれぞれ供給される。これら２つのNANDゲ
ートの出力は他のANDゲートIC7cに供給され、このANDゲ
ートの出力端はゲートIC3aおよびIC3bより成るフリップ
−フロップの入力端に接続され、このフリップ−フロッ
プのリセッチ入力端はタイミング回路の出力端に接続さ
れている。このフリップ−フロップの出力端は反転ゲー
トIC5cを経てANDゲートIC7dの他方の入力端に接続され
ている。
論理回路の素子IC1,IC4d,IC6a,IC7aおよびIC5aは＋Ａ
およびこれに続く＋Ａと＋Ｂおよびこれに続く＋Ｂと
の、或いは＋Ｂおよびこれに続く＋Ｂと＋Ａおよびこれ
に続く＋Ａとの、或いは＋Ｂおよびこれに続く＋Ａと＋
Ｂおよびこれに続く＋Ｂとのいずれかの列を有する比較
器の出力信号パターンを検出る作用をする。これらのパ
ターンのいずれかを検出する場合には、これに応じてNA
NDゲートIC4dから出力が生じる。
論理回路の素子IC2,IC4c,IC6b,IC7bおよびIC5bも同様
に、−Ａおよびこれに続く−Ａと−Ｂおよびこれに続く
−Ｂとの或いは−Ｂおよびこれに続く−Ａと−Ｂおよび
これに続く−Ａとの、或いは−Ａおよびこれに続く−Ａ
と−Ｂおよびこれに続く−Ａとの、或いは−Ｂおよびこ
れに続く−Ａと−Ｂおよびこれに続く−Ｂとのいずれか
の列を有する比較器の出力信号パターンを検出る作用を
する。これらのパターンのいずれかが検出されると、こ
れに応じてNANDゲートIC4cから出力が生じる。
素子IC3c,IC3dおよびIC6dは前述した列のいずれが検
出されたかを表わすゲートIC4dおよびIC4cの出力を識別
し、これに応じてゲートIC7dに入力を与える。
素子IC4a,IC4b,IC7c,IC3a,IC3bおよびIC5cは機械的衝
撃を表わす比較器の出力信号は特定の組合せ、すなわ
ち、−Ａと＋Ｂとの組合せ或いは−Ａと−Ｂとの組合せ
を検出する作用をする。このような組合せが検出される
と、ゲートIC5cの出力によりゲートIC7dが予め定めたパ
ターンの１つが検出されたことを表わす出力を生じるの
を禁止する。ゲートIC7dがこのような禁止作用を受け
ず、前述した侵入者に関するパターンの１つが検出され
る場合には、後に接続するようにタイミング回路の出力
に依存してゲートIC7dの出力がNANDゲートIC8dおよびIC
8aを通り、ライン26を経て出力警報−スイッチングリレ
ー回路27に与え、警報を発生せしめるか或いはスイッチ
を動作させる。
前述したように、ゲートIC6cは比較器の零入力状態か
らいかなる個々の遷移をも検出し、タイミング回路のタ
イマIC10をトリガし、これによりゲートIC8cで反転され
たタイミング信号を約2.5秒の予め定められた期間の間
ゲートIC8dに供給する。ゲートIC7dおよびIC8a〜IC8d
は、第１の比較器遷移が検出された後2.5秒以内に侵入
者を表わす１つの完全な出力信号パターンが検出され且
つ機械的な衝撃を表わす出力信号の組合せが検出されな
い場合には出力をライン26を経て生ぜしめる。
警報出力が発生している場合、ゲートIC8aおよびIC8d
より成るフリップ−フロップをスイッチ40の手動作動に
よりリセットしうる。
種々のゲートおよびタイミング回路は半既製品の集積
回路で構成しうるということを確かめた。
前述したようにパターン認識信号処理を用いることに
より侵入者検出システムは間違ったトリガに対する大き
な余裕度を得ることができ、しかも侵入者検出能力を改
善する。指合させたパイロ電気素子を有する検出装置を
用いることは特に有利なことである。その理由は、タイ
ミング期間を選択でき、ランダム雑音により生ぜしめら
れる間違ったトリガのおそれは、隣接の指合素子が多か
れ少なかれ同じ検出領域を占め従って到来する放射像に
殆ど同時に応答しうる結果として最小に減少せしめられ
る為である。
到来する赤外線放射を集め、この放射を検出装置上に
集束せしめる為に、各セグメントが独自の個1.の視野を
有するマルチセグメントミラー（図示せず）を用いるこ
とができる。この場合侵入者が各ミラーセグメントの視
野を通過すると、個別の像が検出装置の素子上に集束さ
れる為、比較器により出力信号列が生ぜしめられ、トリ
ガを多重で行う。或いはまた、マルチセグメントミラー
の代わりに多面レンズを用いることもできる。このよう
なミラー或いはレンズを用いることにより充分に集束し
た像が得られ、且つ動作範囲が満足しうるものとなる。
上述した実施例では、周囲温度の変動、背景放射およ
び雑音により発生せしめられる影響のような影響を生ぜ
しめる共通モード信号に対する余裕度を与える為に、各
々が差動的に接続された２つのパイロ電気素子を有する
二重検出装置を用いたが、本発明の他の実施例の検出シ
ステムでは、検出装置の各々が単一のパイロ電気素子を
有し、２つの検出装置の素子が互いに近接して配置され
ているか或いは前述したように指合されているようにす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるシステムを示すブロック線図、 第２図は、第１図に示すシステムの、２つの相互接続し
たパイロ電気検出装置を示す回路図、 第３図および４図は、第２図の検出装置のパイロ電気素
子の２例を示す線図的平面図、 第５図は、本発明のシステムの一部分を示す回路図であ
る。 A,B……チャネル 10A,10B……パイロ電気検出装置 11a,11b,12a,12b……パイロ電気素子 20A,20B……前置増幅器−増幅器段 21A,21B……レベル検出回路 22A,22B,23A,23B……しきい値レベル検出器（比較器） 25……パターン認識信号処理回路装置 27……警報−スイッチングリレー回路 40……スイッチ、IC10……タイマ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１および第２の分離されたチャネルＡお
    よびＢを具える赤外線侵入者検出システムであって、各
    チャネルは赤外線に応答するパイロ電気検出装置を有し
    ており、これらパイロ電気検出装置の放射受光領域は互
    いに接近しており、赤外線侵入者検出システムは更に、
    侵入者に関連する赤外線像が通過する結果としてそれぞ
    れのパイロ電気検出装置により生ぜしめられる一方の極
    性の予定出力レベルに応答し、パイロ電気検出装置の出
    力がこの予定出力レベルに達するとそれぞれ出力信号を
    生ずるレベル検出手段と、双方のチャネルにおけるレベ
    ル検出手段の出力信号をモニタし、双方のチャネルに生
    じる出力信号に応答して出力を生じる回路手段とを具え
    る当該赤外線侵入者検出システムにおいて、各チャネル
    のレベル検出手段は更に、侵入者に関連する赤外線像が
    パイロ電気検出装置を通過する結果としてこのパイロ電
    気検出装置により生ぜしめられる逆極性の予定出力レベ
    ルに応答し、前記のパイロ電気検出装置の出力がチャネ
    ルＡおよびＢのそれぞれにおいて予定の正および負のレ
    ベルに達するとこれら双方のチャネルのレベル検出手段
    が出力信号＋A,−A,＋B,−Ｂを生じ、レベル検出手段の
    出力信号をモニタする回路手段は、＋Ａおよびこれに続
    く＋Ａと＋Ｂおよびこれに続く＋Ｂとの、或いは−Ａお
    よびこれに続く−Ａと−Ｂおよびこれに続く−Ｂとのい
    ずれかの出力信号を有し双方のチャネルのパイロ電気検
    出装置を通過する侵入者関連赤外線像を表わす出力信号
    の予定のパターンに応答して出力を生じるように構成さ
    れていることを特徴とする赤外線侵入者検出システム。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の赤外線侵入
    者検出システムにおいて、前記の回路手段は更に、＋Ｂ
    およびこれに続く＋Ｂと＋Ａおよびこれに続く＋Ａと
    の、或いは−Ｂおよびこれに続く−Ｂと−Ａおよびこれ
    に続く−Ａとのいずれかの出力信号を有し双方のチャネ
    ルのレベル検出手段から生じる出力信号の予定パターン
    に応答して出力を生じるように構成されていることを特
    徴とする赤外線侵入者検出システム。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
    赤外線侵入者検出システムにおいて、前記の回路手段は
    更に、双方のチャネルのレベル検出手段から生じる以下
    の追加の出力信号パターン、すなわち ａ）＋Ａおよびこれに続く＋Ａと＋Ｂおよびこれに続く
    ＋Ａとの、および ｂ）−Ａおよびこれに続く−Ａと−Ｂおよびこれに続く
    −Ａとの 出力信号パターンのいずれか１つにも応答して出力を生
    じるように構成されていることを特徴とする赤外線侵入
    者検出システム。
  4. 【請求項４】特許請求の範囲第３項に記載の赤外線侵入
    者検出システムにおいて、前記の回路手段は更に、双方
    のチャネルのレベル検出手段から生じる以下の出力信号
    パターン、すなわち ａ）＋Ｂおよびこれに続く＋Ａと＋Ｂおよびこれに続く
    ＋Ｂとの、および ｂ）−Ｂおよびこれに続く−Ａと−Ｂおよびこれに続く
    −Ｂとの 出力信号パターンのいずれか１つにも応答して出力を生
    じるように構成されていることを特徴とする赤外線侵入
    者検出システム。
  5. 【請求項５】特許請求の範囲第１〜４項のいずれか１項
    に記載の赤外線侵入者検出システムにおいて、前記の回
    路手段は、−Ａと＋Ｂとの或いは＋Ａと−Ｂとの出力信
    号の組合せが生じる場合に出力の発生を禁止するように
    構成されていることを特徴とする赤外線侵入者検出シス
    テム。
  6. 【請求項６】特許請求の範囲第１〜５項のいずれか１項
    に記載の赤外線侵入者検出システムにおいて、前記の回
    路手段は、いずれのレベル検出手段の出力信号（＋A,−
    A,＋B,−Ｂ）の出力信号にも応答して出力発生の為のタ
    イミング期間窓を規定し、前記の予定の出力信号パター
    ンがこのタイミング期間内で生じる場合のみ出力を発生
    するタイミング回路を有していることを特徴とする赤外
    線侵入者検出システム。
  7. 【請求項７】特許請求の範囲第１〜６項のいずれか１項
    に記載の赤外線侵入者検出システムにおいて、それぞれ
    のパイロ電気素子により規定されている検出装置の放射
    受光領域は互いに指合関係に配置され、ほぼ共通の領域
    を占めていることを特徴とする赤外線侵入者検出システ
    ム。
  8. 【請求項８】特許請求の範囲第１〜７項のいずれか１項
    に記載の赤外線侵入者検出システムにおいて、パイロ電
    気検出装置の各々は差動的に接続された２つのパイロ電
    気素子を有する二重検出装置を具えていることを特徴と
    する赤外線侵入者検出システム。
  9. 【請求項９】特許請求の範囲第８項に記載の赤外線侵入
    者検出システムにおいて、２つの二重検出装置の４つの
    素子が直線アレイに配置され、一方の検出装置の一方の
    素子が他方の検出装置の一方の素子に接近して配置され
    ているか或いは指合関係に配置されていることを特徴と
    する赤外線侵入者検出システム。
  10. 【請求項１０】特許請求の範囲第１〜９項のいずれか１
    項に記載の赤外線侵入者検出システムにおいて、当該シ
    ステムが更に、前記の回路手段からの前記の出力に応答
    して警報を発するか或いはスイッチを動作させるか或い
    はこれらの双方を行う手段を具えていることを特徴とす
    る赤外線侵入者検出システム。
JP61084418A 1985-04-15 1986-04-14 赤外線侵入者検出システム Expired - Lifetime JPH0831192B2 (ja)

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