JPH095156A - 熱線センサ - Google Patents
熱線センサInfo
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- JPH095156A JPH095156A JP15931495A JP15931495A JPH095156A JP H095156 A JPH095156 A JP H095156A JP 15931495 A JP15931495 A JP 15931495A JP 15931495 A JP15931495 A JP 15931495A JP H095156 A JPH095156 A JP H095156A
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- pyroelectric element
- heat ray
- ray sensor
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 11
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焦電素子を用いて静止体を検知する。
【構成】 ベース１０には焦電素子１１を覆ってカバー
１２が取り付けられ、このカバー１２には警戒ゾーンを
設定するためにフレネルレンズ１３が形成されている。
ベース１０、焦電素子１１及びカバー１２からなるセン
サ部が駆動装置１４に接続されている。この駆動装置１
４はセンサ部を所定の回転軸を中心として矢印１５で示
すように所定の角度範囲に渡って往復回転運動させる。
この構成では焦電素子１１と、フレネルレンズ１３とが
一体となって運動するので、視野内に静止体があった場
合、当該熱線センサと当該静止体とは相対的に運動する
ことになり、この静止体を検知することができる。
１２が取り付けられ、このカバー１２には警戒ゾーンを
設定するためにフレネルレンズ１３が形成されている。
ベース１０、焦電素子１１及びカバー１２からなるセン
サ部が駆動装置１４に接続されている。この駆動装置１
４はセンサ部を所定の回転軸を中心として矢印１５で示
すように所定の角度範囲に渡って往復回転運動させる。
この構成では焦電素子１１と、フレネルレンズ１３とが
一体となって運動するので、視野内に静止体があった場
合、当該熱線センサと当該静止体とは相対的に運動する
ことになり、この静止体を検知することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静止している物体をも
検知することができる熱線センサに関する。
検知することができる熱線センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】人体から輻射される熱線を検知して視野
内に人間が存在するか否かを検知する、いわゆる熱線セ
ンサは自動ドアの開閉の制御を行うためのドアスイッチ
や防犯システムにおいて侵入者を検知するために広く使
用されているが、このような熱線センサに用いる赤外線
受光素子としては、従来においては焦電素子が広く用い
られている。なお、ここで焦電素子とは、焦電効果を有
する素子をいい、ＴＧＳ，ＰＺＴ，チタン酸鉛（ＰｂＴ
ｉＯ3 ）等が知られている。
内に人間が存在するか否かを検知する、いわゆる熱線セ
ンサは自動ドアの開閉の制御を行うためのドアスイッチ
や防犯システムにおいて侵入者を検知するために広く使
用されているが、このような熱線センサに用いる赤外線
受光素子としては、従来においては焦電素子が広く用い
られている。なお、ここで焦電素子とは、焦電効果を有
する素子をいい、ＴＧＳ，ＰＺＴ，チタン酸鉛（ＰｂＴ
ｉＯ3 ）等が知られている。
【０００３】しかし、焦電素子は受光する熱線の変化量
を検知するものであるので人間が移動している場合（以
下、移動体と称す。）には検知することができるが、静
止している人間（以下、静止体と称す。）は検知できな
いという問題がある。
を検知するものであるので人間が移動している場合（以
下、移動体と称す。）には検知することができるが、静
止している人間（以下、静止体と称す。）は検知できな
いという問題がある。
【０００４】しかし、ドアスイッチや侵入者検知におい
ては人間が静止している場合にも検知できることが要求
される。なぜなら、例えばドアスイッチに用いる場合を
考えると、人間がドアの近くまで進んで立ち止まること
があるが、このような場合に移動しているときには検知
できるのでドアは開くことになるが、立ち止まってしま
うと検知できないのでドアは閉まってしまうことにな
り、人間がドアに挟まれてしまう危険性がある。また侵
入者検知に用いる場合を考えると、侵入者が立ち止まっ
た場合に検知できないのでは防犯警報システムとしては
不十分であることは明らかである。
ては人間が静止している場合にも検知できることが要求
される。なぜなら、例えばドアスイッチに用いる場合を
考えると、人間がドアの近くまで進んで立ち止まること
があるが、このような場合に移動しているときには検知
できるのでドアは開くことになるが、立ち止まってしま
うと検知できないのでドアは閉まってしまうことにな
り、人間がドアに挟まれてしまう危険性がある。また侵
入者検知に用いる場合を考えると、侵入者が立ち止まっ
た場合に検知できないのでは防犯警報システムとしては
不十分であることは明らかである。
【０００５】これに対して、焦電素子と機械的チョッパ
を組み合わせることによって移動体に限らず静止体をも
検知する方式が知られている。
を組み合わせることによって移動体に限らず静止体をも
検知する方式が知られている。
【０００６】図４Ａはその概略の構成例を示す図であ
り、焦電素子１の前にはチョッパ２が配置されており、
そのチョッパ２の一部には窓３が開けられている。そし
て、このチョッパ２はモータ４により所定の速度で回転
される。なお、図４Ａにおいては光学系は省略してい
る。
り、焦電素子１の前にはチョッパ２が配置されており、
そのチョッパ２の一部には窓３が開けられている。そし
て、このチョッパ２はモータ４により所定の速度で回転
される。なお、図４Ａにおいては光学系は省略してい
る。
【０００７】従って、例えば図４ＢにおいてＡで示す期
間に焦電素子１は窓３を通して所定の視野からの熱線を
受光するものとすると、図４ＢにおいてＢで示す期間に
は焦電素子１はチョッパ２によってマスクされることに
なる。
間に焦電素子１は窓３を通して所定の視野からの熱線を
受光するものとすると、図４ＢにおいてＢで示す期間に
は焦電素子１はチョッパ２によってマスクされることに
なる。
【０００８】ここで、チョッパ２は周囲の環境の温度
（以下、環境温度と称す。）と略同じ温度にあるから、
視野内に人間が存在しない場合には視野温度は環境温度
と略等しいので焦電素子１の出力電圧は非常に小さなも
のとなるが、視野内に静止体が存在する場合には視野温
度は環境温度とは異なるから、チョッパ２による環境温
度と視野温度との温度変化によって、図４Ｂのｔ1 ，ｔ
2 ，ｔ3 ，ｔ4 ，ｔ5 ，ｔ6 で示す時には焦電素子１か
ら有意の出力電圧が得られることになる。
（以下、環境温度と称す。）と略同じ温度にあるから、
視野内に人間が存在しない場合には視野温度は環境温度
と略等しいので焦電素子１の出力電圧は非常に小さなも
のとなるが、視野内に静止体が存在する場合には視野温
度は環境温度とは異なるから、チョッパ２による環境温
度と視野温度との温度変化によって、図４Ｂのｔ1 ，ｔ
2 ，ｔ3 ，ｔ4 ，ｔ5 ，ｔ6 で示す時には焦電素子１か
ら有意の出力電圧が得られることになる。
【０００９】従って、焦電素子１の出力電圧を閾値と比
較することによって静止体があるかどうかを検知するこ
とができる。
較することによって静止体があるかどうかを検知するこ
とができる。
【００１０】なお、図４Ｂのｔ1 ，ｔ3 ，ｔ5 は焦電素
子１がチョッパ２でマスクされている状態から窓３を通
して視野に向けられる状態に移行する時であり、図４Ｂ
のｔ2 ，ｔ4 ，ｔ6 は焦電素子１が窓３を通して視野に
向けられている状態からチョッパ２によりマスクされる
状態に移行する時であることは明らかである。
子１がチョッパ２でマスクされている状態から窓３を通
して視野に向けられる状態に移行する時であり、図４Ｂ
のｔ2 ，ｔ4 ，ｔ6 は焦電素子１が窓３を通して視野に
向けられている状態からチョッパ２によりマスクされる
状態に移行する時であることは明らかである。
【００１１】また、図４Ａの構成において移動体の検知
は、図４ＢのＡで示す期間、即ち焦電素子１が窓３を介
して視野に向けられている期間に行うことができること
は明らかである。
は、図４ＢのＡで示す期間、即ち焦電素子１が窓３を介
して視野に向けられている期間に行うことができること
は明らかである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４Ａ
に示す機械的チョッパを用いる方式では、チョッパ２
と、窓３を通してみた視野の背景との温度が異なるのが
一般的であり、従ってその温度差がノイズとして焦電素
子１の出力信号に現れ、必要なＳ／Ｎ比が確保できない
という問題がある。
に示す機械的チョッパを用いる方式では、チョッパ２
と、窓３を通してみた視野の背景との温度が異なるのが
一般的であり、従ってその温度差がノイズとして焦電素
子１の出力信号に現れ、必要なＳ／Ｎ比が確保できない
という問題がある。
【００１３】これを防止するためには、チョッパ温度を
コントロールしたり、信号に演算処理を施して温度差を
補正すること等が考えられるが、装置が大型になった
り、高価になってしまうものである。
コントロールしたり、信号に演算処理を施して温度差を
補正すること等が考えられるが、装置が大型になった
り、高価になってしまうものである。
【００１４】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、焦電素子を用いた熱線センサにおいて、機械的チ
ョッパを用いることなく、移動体は勿論のこと、静止体
をも検知することができる熱線センサを提供することを
目的とするものである。
って、焦電素子を用いた熱線センサにおいて、機械的チ
ョッパを用いることなく、移動体は勿論のこと、静止体
をも検知することができる熱線センサを提供することを
目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の熱線センサは、少なくとも一つの焦電素
子と、警戒ゾーンを設定するための光学系と、焦電素子
と光学系とを一体として静止体に対して相対運動させる
駆動手段とを備えることを特徴とする。
めに、本発明の熱線センサは、少なくとも一つの焦電素
子と、警戒ゾーンを設定するための光学系と、焦電素子
と光学系とを一体として静止体に対して相対運動させる
駆動手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
【作用及び発明の効果】この熱線センサは、少なくとも
一つの焦電素子と、警戒ゾーンを設定するための光学系
とを備えるが、更に駆動手段を備えている。この駆動手
段は焦電素子と光学系とを一体として静止体に対して相
対運動させるものである。ここで、この相対運動として
は往復回転運動または往復首振り運動等を行わせればよ
い。また、光学系は反射鏡で構成されていてもよく、フ
レネルレンズで構成されていてもよいものである。
一つの焦電素子と、警戒ゾーンを設定するための光学系
とを備えるが、更に駆動手段を備えている。この駆動手
段は焦電素子と光学系とを一体として静止体に対して相
対運動させるものである。ここで、この相対運動として
は往復回転運動または往復首振り運動等を行わせればよ
い。また、光学系は反射鏡で構成されていてもよく、フ
レネルレンズで構成されていてもよいものである。
【００１７】従って、静止体があった場合、熱線センサ
は当該静止体に対して相対的に運動するので、当該静止
体は当該熱線センサからは移動しているようにみえ、静
止体をも検知することが可能である。
は当該静止体に対して相対的に運動するので、当該静止
体は当該熱線センサからは移動しているようにみえ、静
止体をも検知することが可能である。
【００１８】また、この構成によれば、従来のチョッパ
を用いる方式と異なり、チョッパと背景との温度差に基
づくノイズが発生することはないので、Ｓ／Ｎの良好な
信号を得ることができる。
を用いる方式と異なり、チョッパと背景との温度差に基
づくノイズが発生することはないので、Ｓ／Ｎの良好な
信号を得ることができる。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
図１は本発明に係る熱線センサの第１の実施例の構成を
示す断面図であり、図中、１０はベース、１１は焦電素
子、１２はカバー、１３はフレネルレンズ、１４は駆動
装置を示す。
図１は本発明に係る熱線センサの第１の実施例の構成を
示す断面図であり、図中、１０はベース、１１は焦電素
子、１２はカバー、１３はフレネルレンズ、１４は駆動
装置を示す。
【００２０】ベース１０には回路基板が収納されている
が図１では省略している。そして、ベース１０には焦電
素子１１が取り付けられている。焦電素子１１の数は一
つでもよく、複数個でもよい。
が図１では省略している。そして、ベース１０には焦電
素子１１が取り付けられている。焦電素子１１の数は一
つでもよく、複数個でもよい。
【００２１】ベース１０には焦電素子１１を覆ってカバ
ー１２が取り付けられるが、このカバー１２には警戒ゾ
ーンを設定するために一つもしくは複数のフレネルレン
ズ１３が形成されている。なお、焦電素子１１を複数個
配置する場合には一つの焦電素子に対して一つのフレネ
ルレンズを設けるようにするのが望ましい。
ー１２が取り付けられるが、このカバー１２には警戒ゾ
ーンを設定するために一つもしくは複数のフレネルレン
ズ１３が形成されている。なお、焦電素子１１を複数個
配置する場合には一つの焦電素子に対して一つのフレネ
ルレンズを設けるようにするのが望ましい。
【００２２】そして、ベース１０、焦電素子１１、カバ
ー１２が一体となされたもの（以下、これをセンサ部と
称す）が駆動装置１４に接続されている。この駆動装置
１４はセンサ部を所定の回転軸を中心として矢印１５で
示すように所定の角度範囲に渡って往復回転運動させる
ものである。このような駆動装置１４は、ステッピング
モータ等を用いて構成することができる。
ー１２が一体となされたもの（以下、これをセンサ部と
称す）が駆動装置１４に接続されている。この駆動装置
１４はセンサ部を所定の回転軸を中心として矢印１５で
示すように所定の角度範囲に渡って往復回転運動させる
ものである。このような駆動装置１４は、ステッピング
モータ等を用いて構成することができる。
【００２３】以上のようにこの熱線センサは焦電素子１
１と、カバー１２に形成されたフレネルレンズ１３から
成る光学系とが一体となって運動するので、当該熱線セ
ンサの視野内に静止体があった場合、当該熱線センサと
当該静止体とは相対的に運動することになり、この静止
体を検知することができる。また、この構成によって移
動体を検知することができることは当然である。
１と、カバー１２に形成されたフレネルレンズ１３から
成る光学系とが一体となって運動するので、当該熱線セ
ンサの視野内に静止体があった場合、当該熱線センサと
当該静止体とは相対的に運動することになり、この静止
体を検知することができる。また、この構成によって移
動体を検知することができることは当然である。
【００２４】以上、第１の実施例について説明したが、
次に第２の実施例について図２を参照して説明する。上
記の第１の実施例においては、ベース１０、焦電素子１
１及びカバー１２が一体となされたセンサ部を往復回転
運動させるものとしたが、この第２の実施例は焦電素子
と光学系のみを一体として往復回転運動させる点で第１
の実施例と異なっている。なお、図２において図１に示
す構成要素と同等なものについては同一の符号を付す。
次に第２の実施例について図２を参照して説明する。上
記の第１の実施例においては、ベース１０、焦電素子１
１及びカバー１２が一体となされたセンサ部を往復回転
運動させるものとしたが、この第２の実施例は焦電素子
と光学系のみを一体として往復回転運動させる点で第１
の実施例と異なっている。なお、図２において図１に示
す構成要素と同等なものについては同一の符号を付す。
【００２５】図２において、ケース１６には回路基板１
７が取り付けられ、その回路基板１７には駆動装置１８
が搭載されている。そして、駆動装置１８にはターンテ
ーブル１９が取り付けられており、そのターンテーブル
１９には焦電素子１１が搭載されている。また、ターン
テーブル１９には焦電素子１１を覆って、フレネルレン
ズ１３が形成されたカバー１２が取り付けられている。
７が取り付けられ、その回路基板１７には駆動装置１８
が搭載されている。そして、駆動装置１８にはターンテ
ーブル１９が取り付けられており、そのターンテーブル
１９には焦電素子１１が搭載されている。また、ターン
テーブル１９には焦電素子１１を覆って、フレネルレン
ズ１３が形成されたカバー１２が取り付けられている。
【００２６】この構成によれば、焦電素子１１と、光学
系であるフレネルレンズ１３とはターンテーブル１９の
回転軸を中心として矢印１５で示すように所定の角度範
囲に渡って往復回転運動させることができるので、移動
体に限らず、静止体をも検知することができることは上
述したところから明らかである。
系であるフレネルレンズ１３とはターンテーブル１９の
回転軸を中心として矢印１５で示すように所定の角度範
囲に渡って往復回転運動させることができるので、移動
体に限らず、静止体をも検知することができることは上
述したところから明らかである。
【００２７】なお、図１、図２に示す構成の熱線センサ
は、侵入者検知を行う場所の略中央の天井に取り付ける
場合に好適である。
は、侵入者検知を行う場所の略中央の天井に取り付ける
場合に好適である。
【００２８】次に、第３の実施例について図３を参照し
て説明する。図３Ａは熱線センサを正面から見た断面図
であり、図３Ｂは図３Ａの矢印２２の方向から見た断面
図である。なお、図３Ａ，Ｂにおいて、図１に示す構成
要素と同等なものについては同一の符号を付す。
て説明する。図３Ａは熱線センサを正面から見た断面図
であり、図３Ｂは図３Ａの矢印２２の方向から見た断面
図である。なお、図３Ａ，Ｂにおいて、図１に示す構成
要素と同等なものについては同一の符号を付す。
【００２９】図３Ａにおいて、センサ部は駆動装置２０
と軸２１によって接続されている。この駆動装置２０
は、図３Ｂの矢印２３で示すようにセンサ部を往復して
首を振る運動（以下、首振り運動と称す）をさせるよう
になされている。このような駆動装置はモータ等で構成
できることは明らかである。
と軸２１によって接続されている。この駆動装置２０
は、図３Ｂの矢印２３で示すようにセンサ部を往復して
首を振る運動（以下、首振り運動と称す）をさせるよう
になされている。このような駆動装置はモータ等で構成
できることは明らかである。
【００３０】この構成によれば、焦電素子１１と、カバ
ー１２に形成されたフレネルレンズ１３から成る光学系
とが一体となって運動するので、当該熱線センサの視野
内に静止体があった場合、当該熱線センサと当該静止体
とは相対的に運動することになり、この静止体を検知す
ることができる。また、この構成によって移動体を検知
することができることは明らかである。
ー１２に形成されたフレネルレンズ１３から成る光学系
とが一体となって運動するので、当該熱線センサの視野
内に静止体があった場合、当該熱線センサと当該静止体
とは相対的に運動することになり、この静止体を検知す
ることができる。また、この構成によって移動体を検知
することができることは明らかである。
【００３１】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例では警戒ゾー
ンを設定するための光学系としてフレネルレンズを用い
るものとしたが、従来の熱線センサに用いられている反
射鏡を用いることも可能であることは当然である。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく種々
の変形が可能である。例えば、上記実施例では警戒ゾー
ンを設定するための光学系としてフレネルレンズを用い
るものとしたが、従来の熱線センサに用いられている反
射鏡を用いることも可能であることは当然である。
【００３２】また、上記実施例で示した構造はあくまで
も例に過ぎないものであり、本発明においては要するに
焦電素子と、警戒ゾーンを設定するための光学系とを一
体として静止体に対して何らかの相対運動をさせる構成
を備えればよいものである。
も例に過ぎないものであり、本発明においては要するに
焦電素子と、警戒ゾーンを設定するための光学系とを一
体として静止体に対して何らかの相対運動をさせる構成
を備えればよいものである。
【図１】 本発明に係る熱線センサの第１の実施例の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】 本発明に係る熱線センサの第２の実施例の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図３】 本発明に係る熱線センサの第３の実施例の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図４】 従来のチョッパを用いた静止体検知方式を説
明するための図である。
明するための図である。
【符号の説明】 １０…ベース、１１…焦電素子、１２…カバー、１３…
フレネルレンズ、１４…駆動装置。
フレネルレンズ、１４…駆動装置。
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも一つの焦電素子と、警戒ゾー
ンを設定するための光学系と、焦電素子と光学系とを一
体として静止体に対して相対運動させる駆動手段とを備
えることを特徴とする熱線センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15931495A JPH095156A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 熱線センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15931495A JPH095156A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 熱線センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH095156A true JPH095156A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15691095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15931495A Pending JPH095156A (ja) | 1995-06-26 | 1995-06-26 | 熱線センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH095156A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015088243A1 (ko) * | 2013-12-11 | 2015-06-18 | 에코디엠랩 주식회사 | 회전형 초음파모터를 이용한 적외선센서 모듈 |
| EP3159709A1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-26 | Everspring Industry Co., Ltd. | Apparatus and method for detecting azimuthal angle of heat source |
| US12411046B2 (en) | 2017-01-13 | 2025-09-09 | The Research Foundation For The State University Of New York | Chopped passive infrared sensor apparatus and method for stationary and moving occupant detection |
-
1995
- 1995-06-26 JP JP15931495A patent/JPH095156A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015088243A1 (ko) * | 2013-12-11 | 2015-06-18 | 에코디엠랩 주식회사 | 회전형 초음파모터를 이용한 적외선센서 모듈 |
| JP2017503184A (ja) * | 2013-12-11 | 2017-01-26 | エコディーエムラブ カンパニー リミテッドＥｃｏ Ｄｍ Ｌａｂ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | 回転型超音波モーターを利用した赤外線センサーモジュール |
| EP3159709A1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-26 | Everspring Industry Co., Ltd. | Apparatus and method for detecting azimuthal angle of heat source |
| US12411046B2 (en) | 2017-01-13 | 2025-09-09 | The Research Foundation For The State University Of New York | Chopped passive infrared sensor apparatus and method for stationary and moving occupant detection |
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