JPS6132382Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、自動ドアの人体検出手段等に使用さ
れる、パツシブインフラレツド方式による移動物
体検出装置の光学系に関する。

移動物体と、背景との赤外線放射エネルギーの
差を、微分的に検出するパツシブインフラレツド
方式の移動物体検出装置は、信頼性の高い侵入者
検出装置として使用されている。

しかしながら、使用場所は屋内を主とし、屋外
特に自動ドアの人体検出手段としては使用されて
いなかつた。

パツシブインフラレツド方式の移動物体検出装
置を、自動ドアの人体検出手段として使用するに
は、自動ドアの内側と外側の天井に床へ向けて取
付け、床と人体の赤外線放射エネルギーの差を微
分検出する様にする。

ところが、ドアの外側の床は、雨、風、直射日
光にさらされ、床の表面温度すなわち赤外線放射
エネルギーが変化しやすい。

パツシブインフラレツド方式の移動物体検出装
置は、上記赤外線放射エネルギーの変化を、人体
の通過と判別できず誤動作することがあつた。

以上の問題を解決する方法として、第１図に示
す通り、２つの焦電効果エレメント３１，３２
（以下エレメントと言う。）を差動接続した差動型
検出素子４を使用し、両エレメントに同時に入る
赤外線エネルギーを相殺する方法があるが、集光
系の焦点Ｆにエレメントを位置させているため
に、床面における検出範囲６１，６２は離隔し、
風と直射日光の相乗時には、風につれて床面の温
度変化が部分的に移動するが、差動効果による相
殺が十分でなく、人体移動との判別が難しいと言
う欠点を残していた。

本考案は上記の点に鑑み、雨、風、直射日光の
影響を大幅に低減できる、パツシブインフラレツ
ド方式による移動物体検出装置の光学系を提供す
るものである。

以下本考案の実施例である第２図により説明す
る。

２は放物面鏡による集光系、Ｆは該放物面鏡の
焦点、４は差動型検出素子、３２，３１は差動型
検出素子４のエレメント、５３，５４は人体検出
高さにおけるエレメント３２，３１を投影した検
出範囲、６３，６４は床面におけるエレメント３
２，３１を投影した検出範囲であり、前記エレメ
ント３２，３１を焦点Ｆより遠くに位置させる。

以上の構成において、焦点距離をｆ、放物面鏡
の頂点からエレメント３２，３１までの距離（焦
点距離＋焦点からエレメントまでの距離）をａ、
エレメントが最も鮮明に投影される放物面鏡から
の距離をｂ、とするとｆ，ａ，ｂの間には次の関
係式が成立することが知られている。

１／ｆ＝１／ａ＋１／ｂ また、前記ｂの距離でエレメントの投影像（検
出範囲）は、５３，５４は最も鮮明になり、遠く
なるに従いエレメントの投影像（検出範囲）は大
きくそして不鮮明になり、やがて６３，６４の様
に両エレメントの投影像（検出範囲）は重なる。

第３図は差動型検出素子のエレメントの位置と
検出範囲との関係を説明するための図で、理解を
容易にするため集光系として凸レンズを使用し、
差動型検出素子のエレメントに相当する位置に光
源があるものと想定している。

第３図において１は凸レンズ２′の焦点距離ｆ
上に光源３１′および３２′がある場合で、両光源
から出た光は凸レンズ２′で集光されて平行光束
となる。その結果、両光源から出た光すなわち本
願考案における検出範囲７１および７２は凸レン
ズ２′の近傍においては重なり合うものの、凸レ
ンズ２′から離れるにつれてその間隔は両光源の
位置関係に相似して広がり、２度と重なり合うこ
とはない。

したがつて、互いの検出範囲が離隔しているの
で床面等の背景の温度変化を相殺することが出来
ず、差動型検出素子による差動効果が十分に発揮
されなかつた。

２は光源３１′および３２′を凸レンズ２′の焦
点距離ｆよりも遠くに位置させた場合で、両光源
から出た光は凸レンズ２′で集光されるが、その
光は両光源が焦点距離ｆ上にある場合よりも大き
く屈折する。その結果、両光源から出た光すなわ
ち本願考案における検出範囲７１および７２は前
記の距離ｂの近傍においていつたん集光して鮮明
な検出範囲を形成し、その後は再び拡散して再度
重なり合い、やや不鮮明な互いに重なり合つた検
出範囲を形成する。

したがつて、集光点ｂの近傍で、両エレメント
に入射する赤外線放射エネルギーが集光され、か
つ互いに離隔する限定距離ｌにおいては検出感度
が高いので移動物体検出範囲を形成し、限定距離
ｌより遠い地点で両エレメントの検出範囲が重な
り合う床面等に背景温度検出範囲を形成して不鮮
明に大きく拡がつた検出範囲の積分効果によつて
感度を低下させ、しかも部分的な温度変化やその
移動を相殺することが出来るので、理想的なパツ
シブインフラレツド方式の移動物体検出装置の光
学系が実現される。

尚、明るい光学系を用い、前記ｂの距離を比較
的短くした方が、焦点深度が浅くなり上記効果が
大きくなる。前記ｂの距離は、焦点距離の50倍以
下の方が効果的であつた。

第２図で示した実施例の放物面鏡は、球面鏡あ
るいは遠赤外線用凸レンズで代用できることは言
うまでもない。

また、１つの差動型検出素子と複数の集光系を
組合せた場合でも同様の効果がある。

尚、限定距離で検出感度が高く、限定距離から
遠ざかるに従い検出感度が低くできるため、防犯
警報器、ベルトコンベア等の移動物体検出装置に
広く使用できる。

以上の様に本考案によれば、集光系の焦点より
遠くに、差動型検出素子のエレメントを位置させ
るという極めて簡単な構成で、雨、風、直射日光
の影響を大幅に低減できる移動物体検出装置の光
学系を得られ、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のパツシブインフラレツド方式
による移動物体検出装置の光学系説明図、第２図
は本考案実施例のパツシブインフラレツド方式に
よる移動物体検出装置の光学系説明図である。第
３図は差動型検出素子のエレメントの位置と検出
範囲との関係説明図である。 １……ケース、２……放物面鏡による集光系、
４……差動型検出素子、３１，３２……差動型検
出素子のエレメント、Ｆ……放物面鏡２の焦点、
５１〜５４……人体高さにおける検出範囲、６１
〜６４……床面における検出範囲、７……人体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 集光系と、集光系の焦点よりも遠くに位置する
   差動型検出素子とから成り、差動型検出素子の両
   エレメントに入射する赤外線放射エネルギーが離
   隔する限定距離内に移動物体検出範囲を、赤外線
   放射エネルギーが重なる限定距離より遠い位置に
   背景温度検出範囲を形成したことを特徴とする移
   動物体検出装置の光学系。