JPS5931757B2 - 赤外線放射盗難検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、放射を放射受信器に集束するための光学系
を備えて当該技術分野で赤外線侵入検出器とも称さねて
いる赤外線放射盗難検出装置の新規且つ改良された構造
に関する。

この種の検出器は、監視されている室もしくは領域から
発射される赤外線放射を受信してこの赤外線放射に変動
が有つた場合に適当な評価もしぐは識別回路によつて警
報信号を発生するように構成されている。

監視されている室または領域に不法に侵入した侵入者、
その他の人間を検出するためには例えば２０μまでの範
囲、特に１４μ〜７μの間の範囲のような人間の固有放
射の特性波長範囲内にある波長を有する赤外線放射を利
用するのが好ましいとされている。しかしながら、この
ような波長の赤外線放射を用いる代りに、処理を良好に
行うことができるようにする目的で、検出しようとする
人間によつて反射される例えば１μ以上の近赤外線のよ
うな適当な波長範囲にある放射源からの外部放射を用い
ることもできる。いづれの場合も光学系の透過性または
反射能力と放射受信器の感度はこの波長範囲に転換され
ねばならない。保護されている即ち監視されている室ま
たは領域に訃いて、例えば盗賊、その他の不法侵入者の
ような人間の極く僅かな運動をも検出できるようにする
ために、中間に暗帯域もしくは暗視野を有する個々の別
々の受信方向を設定するのが有利であることが知られて
いる。

この場合、侵入者が運動して受信領域のひとつもしくは
複数の領域を通過した場合には、放射受信器にはパルス
様の信号、もしくは強さが変動する放射信号が入る。こ
の放射受信器の出力信号を評価して例えば警報信号のよ
うな信号を発生することは慣用のパルヌ検出器または交
流電圧検出器を用いて簡単な仕方で達成することができ
る。このような互いに異なつた別々の受信領域を発生す
るために、放射受信器が配設されている共通の焦点Ｃこ
複数個の光学系例えば複数のレンズまたは球状セグメン
ト反射器もしくは放物線状反射器を設けることが当該技
術分野では既に知られている。

このようにして光学系の数に対応する数の受信領域を設
けることができる。しかしながらこのような構成は特に
多数の受信方向を用いる場合に極めて複雑となり、しか
も調節および再調節が非常にやつかいである。従つて、
この型式の塗難または不法侵入検出器は複雑且つ高価で
あるばかりでなく、所望の動作状態に適応させるのが非
常に困難で、あらゆる事例に訃いて有効ではない。同様
にして単一の光学系と組合せて回転プリズムまたは円錐
形状の反射器または円錐形のレンズにより円錐環状の受
信領域を発生する方法も当該ノブ 技術分野では既に知られているところである。

この方法の場合、多数の受信領域を発生するためには多
数の反射器が要求され、従つて構成は極めて複雑且つ高
価となる。従つて、このような設備は実際上単一の円錐
形状の受信領域に限定されているのが普通である。やは
り従来より知られているものとしてストリツプ形状の受
信領域を用いる別の装置があり、そしてこの装置はその
動作信頼性＄一よび有効性を従来のものと比較して改良
することが可能ではあるが、しかしながら例えば２つの
異なつた主曲率半径を有する面から組合わされた複雑な
光学系または円筒形レンズを利用した複雑な光学系が要
求される。

よつてこの発明の主たる目的は、土に述べたような従来
構造の不利点や欠点がない赤外線放射盗難警報検出器の
新規且つ改良された構造を提供することである。

この発明の他の目的は従来より知られている赤外線放射
盗難検出器の上述の欠点を克服し、そして複数の別々の
受信領域を有し、しかつ構造が複雑ではなく単純で効果
｝よび動作信頼性に訃いて優れ、更にひとつの慣用の光
学系しか用いられない盗難検出装置を提供することであ
る。

上に述べた目的ならびに追つて明らかになるであろう他
の目的を実現するためＣこ、本発明による赤外線放射盗
難警報検出器に訃いては、内部反射プリズム面が光学系
と放射受信器との間に配列されその場合プリズム面は光
学系の光軸を包入して該光軸に対しほぼ軸方向ｌこ平行
となるように配置される。

なふ・ここで述語「プリズム面（単数または複数）」と
は、直線の平行な変位により形成されて適当な曲線また
は直線から構成される断面を有する全てのプリズム面例
えば円形または楕円形断面の円筒プリズムまだは多角形
状の多側面プリズム例えば矩形断面のプリズムのような
あらゆるプリズム面を包摂するものであると理解された
い。

上述のようなプリズム面を用いれば放射受信器には、光
軸の方向に伝搬する放射が集束されるばかりではなく更
に他の人射方向から到来ししかもプリズムの内面で１回
、２回、３回・・・・・・、ｎ回反射された放射も放射
受信器に集束されることになる。

従つて放射受信器は実際上は光軸に対して予め定められ
た角度を結ぶ複数の別々の方向からの放射を受信する。
プリズムの断面形状に応じていろいろな受信方向パター
ンが形成される。円形断面のプリズムの場合、言い換え
るならばプリズム面が円筒として形成されている場合に
は、光軸を取り囲いて延在する同心の円錐環を含む受信
方向パターンが発生する。この円錐環の数は円筒プリズ
ムの内面における反射の可能最大数に対応する。矩形ま
たは正方形断面のプリズムの場合には、格子状またはラ
スタ状の受信方向パターンが発生される。正方形断面の
プリズムでは、格子定数は２つ共同じであるが、矩形も
しくは長方形断面プリズムの場合には２つの格子定数は
互いに異なる。いづれの場合に卦いても従来知られてい
る仕方で構成された唯一の光学系を用いて上記のような
反射プリズム面により、極めて簡単な仕方でしかも非常
に廉価に複数の受信方向または受信領域を発生すること
ができる。次に本発明の具体例について添付図面を参照
し詳細に説明する。

この説明から本発明は一層明確に理解されるであろうし
且つまた上に述べた以外の目的も明らかとなるであろう
。さて、図面を参照するに第１図に示した放射検出装置
の場合には基板１に固定されたほぼ管状の形態をしてい
るハウジング２内には集束光学系としての働きをする集
光レンズ３が該一・ウジング２の前部側に配設されてい
る。

また集光レンズ３の焦点には支持板４上に放射受信器５
が設けられている。光学系３は焦平面が少くとも光軸に
対して垂直な平面によう構成されるように補正されてい
ることを有利とする慣用のレンズ系または単純な球面レ
ンズとして構成することができる。

レンズの材料は検出しようとする赤外線放射に対して透
過性でなければならないことは勿論である。ガラスの代
ジに赤外線放射に対して高い透過率を有する適当なプラ
スチツクまたはゲルマニユーム等を使用することができ
よう。レンズはまたその厚さならびに赤外線吸収を小さ
く維持できるようにフレスネル・レンズまたはエシエロ
ン・ｌノンズとして構成することもできる。しかしなが
らレンズの代りに反射器を使用することも可能である。
放射受信器５としては評価対象となる波長範囲にふ・い
て選択的に感応する赤外線受信器例えば赤外線帯域フイ
ルタが前置された熱放射受信器を用いるのが有利である
。そしてこの赤外線帯域フイルタは例えばゲルマニユー
ム、適当なアルカリハロゲン化合物から形成してもよい
しあるいはまた表面に蒸着層を有するまたは有していな
いひとつもしくは複数のプラスチツク層から形成しても
よい。管状形態のハウジング２の内面は不規則な曲線状
の制限された横断面または直線分から形成された横断面
を有する通常のプリズムの形態を有している。

特に円形断面を有する管を使用することができる。その
場合にはプリズム面は実質的に円筒面の形態にある。あ
るいはまた矩形または正方形断面を有する管を使用する
こともできる。その場合には四辺形のプリズムが形成さ
れることになるまた別法として横断面を多角形状を呈す
るように選択することもできる。その場合には多側面プ
リズムが形成される上に述べたような形態に構成するこ
とができるハウジング２の内面は完全に反射性となるよ
うに構成してもよいしあるいはまたある箇所で少くとも
用いられている赤外線放射の波長範囲内で反射性となる
ように構成してもよい。

第１図の装置に訃いて参照数字１０は典型的には銀また
はアルミーユームのような任意適当な反射性物質から形
成された反射被覆を指す。上に述べた構成によれは光軸
方向の放射ｎ−０が光学系３により放射受信部５に集束
されるばかりでなく光軸に対して予め定められた角度α
１，α２・・・・・・・・・等を形成する他の正確に劃
定された方向からの放射も放射受信器５に集束される。

他方中間に位置する角度領域から伝搬された放射は受信
器に集束されることはなく放射を吸収するように構成さ
れた支持板４上に人射することになる。例えば光軸に対
して角度α１−Ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｆ）を形成するひと
つの方向からの放射は、内壁で１度反射された後に放射
受信器５に入射するが、しかしながら他の方向からの放
射は放射受信器５に入射しないことが理解されるであろ
う。他方また内壁で２回反射された後に受信器５に到達
する放射は光軸に対して角度α２＝Ａｒｃｔａｎ（２ｄ
／ｆ）を形成する放射だけである。一般的に言つてｎ回
の反射後に受信器５に入射する放射は光軸に対して角度
α。−Ａｒｃｔａｎ（ｎ−ｄ／ｆ）を形成する放射だけ
である。一方、中間の角度範囲においては放射は受信さ
れない。このような放射検出器によつて受信することが
できる反射された放射の次数ｎはハウジング２の内壁の
反射部分１０の長さによつて決定されそして追加のダイ
ヤフラム６を設けることにより上限値に制限することが
できる。このようなダイヤフラム６としては図示のよう
な光学系３前部に設けられたダイヤフラムに限定される
ものではない。個々の受信方向の開き角は、本質的に光
学系３の品質、焦点における受信器５の配置精度および
放射受信器５の伸度もしくは受感面積によつて決定され
る。放射受信器５の出力信号の評価処理回路は、支持板
４と基板１との間の介在空間７に設けられそして原則的
には当該技術分野で周知の任意慣用の形態に構成するこ
とが出来る。

第２図は円型横断面を有する盗難検出器の具体例を示し
ている。

換言するならば、この具体例による検出器は例えば第１
図について上述したような反射被覆１０のような反射内
面が設けられた円筒形状に構成されている反射器２を有
している。この軸対称配列に由）、光軸ｎ−０の回りに
は受信器５に放射が入射する以前に内壁で行われた反射
の数に依存して異つた次数ｎ＝１，ｎ＝２，ｎ＝３，・
・・・・・・・・等の同心の円錐環形状の受信領域が形
成される。第２図に示すようにこのような盗難もしくは
侵入者検出器は球・ソケツト継手９またはその均等手段
によジ取付けソケツト８に回転可能もしくは揺動可能に
取付けることができる。

このようにすれば検出器は所望の動作状態に適応するよ
うに容易に調節することができる。このようにして保譲
室または保護領域は同心の受信領域により包覆され、不
法侵入または盗賊がこれらの受信領域を避けて行動する
のは極めて難しい。実用上、格子またはラスタ形状の受
信パターンが要求される場合がしはしばある。

第３図に示すように、このような受信領域または受信方
向のパターンもしくは構成は、反射面を矩形または正方
形断面の多辺プリズムとして構成することにより実現で
きる。側面における反射に由力水平方向に扇状の受信方
向が牛じ、そしてこの受信方向は上側ふ・よび下側の側
面にふ村る反射ｌこよジ垂直方向に分割される。プリズ
ムの反射側面には先に説明したように反射被覆１１が設
けられている。側面ならびに上側面訃よび下側面双方に
おける反射の組合せの結果として光軸Ｅ。，。を中心に
図示のような格子状パターンが形成される。第３図に訃
いて、受信方向Ｅ２，ｌからの光線路は例えば図示のよ
うに側面で２回反射し、上面もしくは上側面で１回反射
している。一般に、受信方向Ｅｎ，ｍの格子状パターン
がこのようにして実現される。その場合両方向に訃ける
格子定数は矩形断面の辺の比によつて左右される。正方
形断面の場合には２つの格子定数は互いに等しい。異つ
た断面を選んだ場合には光学分野で知られている回折パ
ターンに類似した他の受信方向パターンが形成される。

例えば６角形の面の場合には、６面体結晶の回折パター
ンに対応して正三角形から構成される受信方向格子パタ
ーンが形成される。全てのプリズム表面に反射被覆を施
す代りに、例えば第３図にあ・いて参照数字１１で示す
対向して位置する側部表面のように、２つの対向位置す
る表面だけが内部反射するように構成することも可能で
ある。この場合にはプリズム表面は２つの平行な平面か
ら構成され、これ等平面間に光軸が位置する。第１図は
反射面に垂直で光軸に対して平行である上記線形対称配
列構造の断面を示す。直線に沿つて整列して一連の受信
方向が発生される。即ち、第３図に訃いて側面にただひ
とつの反射被覆が施されている場合には受信方向Ｅｎ，
Ｏだけが存在することになる。しかしながら光学系とし
て円筒レンズを使用すればこの受信方向は垂直方向に延
びる受信ストリツプに変形することができる。な卦、本
発明の原理即ち軸方向に平行な表面における一回または
多数回の反射により離散的な受信方向の発生は、また、
同等な効果を持つて他の放射検出器にも採用できる点に
注意されたい。

例えば集光レンズの代りに球面または放物面反射器を用
い、その焦点に放射受信器５を配置することが可能であ
る。また空気が充填された管の代クに中実の放射透過性
のガラスまたはプラスチツク・ボデイ例えば第２図また
は第３図に示すように１よりも大きな屈折率を有するボ
デイ２を使用することが可能であわ、その場合にはその
内面反射を利用するかまたはボデイ２の表面に反射被覆
または反射層を塗布して使用することができる。このよ
うに第２図に示すように構成を反転すれば端面４を取つ
てボデイ２の受信器側の内部に達する放射が、そしてま
たプリズムの側面からの若干傾斜した放射入射の場合に
は光学系としての機能を果す球状多面３に卦ける反射卦
よびボデイ２の境界面にふ・ける１回または複数回の反
射後の放射が受信器５に集束される。勿論この場合中実
のボデイ２のために別個のレンズもしくは光学系３を設
けることもできる。放射がプリズムの側面から入射する
ことを避け且つまた反射された放射が互いに干渉もしく
は消滅するのを避けるために、対向位置するプリズム表
面だけを部分的にのみ反射被覆して例えば半透明にする
とか、あるいはまたただひとつの側面だけを被覆して反
射性にし両側面に訃ける反射帯域もしくは反射視野が互
いに透明帯域もしくは透明場と交番するように互いには
す違いに配置することもできる。このような反転構成に
よつても格子形状の受信領域パターンを発生することが
できる。しかしながらこの場合には２番目毎に受信場が
除去される。以上本発明の好ましい具体例について図示
し、且つ説明したが本発明がこれに限定されるものでは
なく本発明の範囲内においていろいろな具体化卦よび実
施が可能であろうことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて構成された赤外線放射盗難検出
器の原理を図解した略図、第２図は円筒型の反射体を有
する本発明による赤外線放射盗難検出器を略示する図、
そして第３図は四辺形プリズムを備えた本発明による盗
難検出器を略示する図である。 ２・・・・・・・・ウジング、３・・・・・・集光レン
ズ、５・・・・・・受信器、１０，１１反射被覆、６・
・・・・・ダイヤフラム、２（第２図）・・・・・・反
射器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単一の放射受信器と、多数の個別の受信場所から該
   単一の放射受信器に放射を集束し且つ光軸を有した光学
   系と、該光学系と放射受信器との間に設けられた内部反
   射プリズム面装置とを備え、該内部反射プリズム面装置
   は該光学系の光軸を包囲し且つ該光軸とほゞ平行に配列
   され、該光学系は該内部反射プリズム面装置の各受信場
   所における異つた数の反射の後に該受舎場所の異つた場
   所から該単一の放射受信器に放射を集束することを特長
   とする赤外線放射盗難検出装置。 ２ 光学系が少くとも１つのレンズを備えている特許請
   求の範囲第１項記載の検出装置。 ３ 放射受信器が光学系の焦点に設けられている特許請
   求の範囲第１項記載の検出装置。 ４ プリズム反射面装置はほゞ円形断面形態を有し、円
   筒から構成されている特許請求の範囲第１項記載の検出
   装置。 ５ プリズム反射面装置がほゞ四角形断面形態を有して
   いる特許請求の範囲第１項記載の検出装置。 ６ プリズム反射面装置がほゞ矩形の断面形態を有して
   いる特許請求の範囲第５項記載の検出装置。 ７ プリズム反射面装置がほゞ正方形の断面形態を有し
   ている特許請求の範囲第５項記載の検出装置。 ８ プリズム反射面装置が、２つのほゞ平行で平面の内
   部反射被覆された表面を有している特許請求の範囲第１
   項記載の検出装置。 ９ 取付け部材と、該取付け部材に検出装置を変位可能
   に取付けるための手段とを備えている特許請求の範囲第
   １項記載の検出装置。 １０ プリズム反射面装置が、内面が反射被覆されてい
   る管状の部材の内面から構成されている特許請求の範囲
   第１項記載の検出装置。 １１ プリズム反射面装置が１よりも大きな屈折率を有
   する放射透過性物体の外面から構成されている特許請求
   の範囲第１項記載の検出装置。 １２ 放射透過性物体の外面が少くても部分的に反射被
   覆されている特許請求の範囲第１１項記載の検出装置。 １３ 光学系が放射透過性物体の端面により形成されて
   いる特許請求の範囲第１１項記載の検出装置。 １４ 放射受信器は放射の広がる方向に対して光学系の
   下流に設けられ、各受信場所における異つた数の反射が
   、該光学系と単一の放射受信器の間の場所の内部反射プ
   リズム面装置にて起つている特許請求の範囲第１項記載
   の検出装置。