受動型赤外線センサの警戒範囲調整方法
【課題】受動型赤外線センサにおいて、警戒範囲の調整を、容易に、且つ複雑な構成を用いることなく行うことができるようにする。
【解決手段】第１光学系１１と、第２光学系２１の２つの集光光学系を備えており、これら２つの集光光学系は何れも複数のフレネルレンズで構成されている。第１、第２光学系１１、２１に対応して、それぞれ第１、第２素子１２、２２が配置されている。これらの素子と集光光学系により、ゾーン形成面には検知ゾーンが所定の通り配置される。警戒範囲を調整する際には、第１光学系１１の所望のフレネルレンズ、及び／または第２光学系２１の所望のフレネルレンズをマスク部材Ｍによりマスキングする。
【解決手段】第１光学系１１と、第２光学系２１の２つの集光光学系を備えており、これら２つの集光光学系は何れも複数のフレネルレンズで構成されている。第１、第２光学系１１、２１に対応して、それぞれ第１、第２素子１２、２２が配置されている。これらの素子と集光光学系により、ゾーン形成面には検知ゾーンが所定の通り配置される。警戒範囲を調整する際には、第１光学系１１の所望のフレネルレンズ、及び／または第２光学系２１の所望のフレネルレンズをマスク部材Ｍによりマスキングする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体から放射される熱線を検知して、警戒範囲内に物体が存在するか否かを検知する受動型赤外線センサに係り、特に、物体の存否を検知しようとする警戒範囲を調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受動型赤外線センサ（以下、単にセンサと記す。）は、焦電素子等の熱線の波長領域に感度を有する赤外線検知素子を用い、集光光学系によって物体から放射される熱線を赤外線検知素子に集光し、その赤外線検知素子の出力に基づく熱線のエネルギーの変動量が所定のレベルを越えたときに、人体等の移動物体の存在を検知するように構成されており、自動ドアの開閉や、防犯警備システムにおいて侵入者の検知のために広く用いられている。
【０００３】
センサの設計に際しては、警戒範囲は予め定められるのは当然である。なお、本明細書において警戒範囲とは、センサから当該センサが検知できる物体までの最長検知距離は勿論として、赤外線検知素子と集光光学系とによって形成される検知ゾーンの配置形態をも含むものとする。
【０００４】
しかし、実際にセンサを設置する箇所の状況に応じて求められる警戒範囲は、センサ設計時に定められた警戒範囲とは異なるのが現実である。そこで、センサにおいては、その設置個所の状況に応じて、警戒範囲が調整できるようになされている。そのための手段としては、集光光学系として反射鏡を用いたセンサにおいては反射鏡の角度を調整可能としているのが通常であるが、赤外線検知素子と集光光学系との相対的位置を調整可能（例えば、特許文献１参照）としたり、あるいは、切替スイッチにより、必要に応じて、集光光学系、赤外線検知素子、及び赤外線検知素子の後段の回路系を使用したり、使用しなかったりできるようにしているのもある（例えば、特許文献２の［００２０］段参照）。
【特許文献１】特許第３０８６４０６号明細書
【特許文献２】特開２０００−２８３８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、反射鏡の角度を調整可能としたり、特許文献１のように赤外線検知素子と集光光学系との相対的位置を調整可能とした場合には、そのための角度調整機構を設ける必要があり、構成が複雑になるばかりでなく、これらの調整機構を搭載するためにセンサの筐体が大きくなってしまうという問題があり、更に、コスト上昇の要因ともなっていた。特許文献２のようにした場合にも同様であり、集光光学系、赤外線検知素子、及び赤外線検知素子の後段の回路系を切り替えるための特別な構成が必要であり、コスト上昇につながるものである。
【０００６】
そこで、本発明は、警戒範囲の調整を、容易に、且つ複雑な構成を用いることなく行うことができる受動型赤外線センサの警戒範囲調整方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために本発明の受動型赤外線センサの警戒範囲調整方法は、ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、第１の赤外線検知素子に対応して配置され、複数のフレネルレンズからなる第１の集光光学系と、第２の赤外線検知素子に対応して配置され、複数のフレネルレンズからなる第２の集光光学系を少なくとも備え、第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンから対応する赤外線検知素子への光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されている受動型赤外線センサにおける警戒範囲調整方法であって、第１の集光光学系の所望のフレネルレンズ及び／または第２の集光光学系の所望のフレネルレンズを熱線を透過しないマスク部材によりマスキングすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来におけるように複雑な機構を用いることなく、マスク部材によって第１の集光光学系の所望のフレネルレンズ及び／または第２の集光光学系の所望のフレネルレンズをマスキングするという簡単な構成によって警戒範囲の調整を行うことができ、警戒範囲の調整を行うための操作も容易である。
【０００９】
また、マスク部材としてシールを用いるにしても、樹脂の成型品を用いるにしても、これらの厚みは１ｍｍ以下でもマスキングの効果は十分得られるので、この警戒範囲調整方法は筐体の大きさに殆ど影響しないものである。
【００１０】
更に、この受動型赤外線センサでは、第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンから対応する赤外線検知素子への光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されているので、小動物及び外乱光を人体と誤検知してしまうことを非常に少なくできるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ発明の実施の形態について説明するが、まず、本発明による警戒範囲調整方法を適用して好適なセンサの実施の形態について図１を参照して説明する。図１はそのセンサの外観の例の概略を模式的に示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は正面図を示し、図中、Ｓはセンサ、１１は第１集光光学系（以下、単に第１光学系という）、１２は第１赤外線検知素子（以下、単に第１素子という）、２１は第２集光光学系（以下、単に第２光学系という）、２２は第２赤外線検知素子（以下、単に第２素子という）、Ｆｉｊ（ただし、ｉ，ｊは何れも自然数でｉ＝１〜８，ｊ＝１〜３）はそれぞれフレネルレンズを示す。なお、第１素子１２、第２素子２２はセンサＳの内部に収納されているが、第１光学系１１、第２光学系２１との関係を示すために図１ではそれぞれ破線で示している。
【００１２】
図１において、第１素子１２、第２素子２２はセンサＳの内部の所定の位置にそれぞれ配置されており、第１素子１２、第２素子２２のそれぞれに対応して第１光学系１１、第２光学系２１がセンサＳの表面に配置されている。第１光学系１１、第２光学系２１には、それぞれ、３（図１（ｂ）の縦方向）×４（図１（ｂ）の横方向）の計１２のフレネルレンズが形成されている。即ち、第１光学系１１、及び第２光学系２１は何れもフレネルレンズ群からなる集光光学系であり、第１光学系１１には、Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ５１、Ｆ５２、Ｆ５３、Ｆ７１、Ｆ７２、Ｆ７３の１２のフレネルレンズが形成され、第２光学系２１には、Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ４１、Ｆ４２、Ｆ４３、Ｆ６１、Ｆ６２、Ｆ６３、Ｆ８１、Ｆ８２、Ｆ８３の１２のフレネルレンズが形成されている。
【００１３】
次に、当該センサＳのブロック構成を図２を参照して説明する。このセンサＳは、図２に示すように、何れもフレネルレンズ群からなる第１光学系１１、第２光学系２１と、第１光学系１１に対応して配置された第１素子１２と、第２光学系２１に対応して配置された第２素子２２と、信号処理回路１６、２６と、判定手段３０とを備えている。
【００１４】
信号処理回路１６は、第１素子１２の出力に対して所定の処理を施して、第１素子１２の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力するものであり、ここでは、第１素子１２の出力を増幅する増幅回路１３、増幅回路１３の出力から不要な周波数成分を除いて所定の周波数成分の信号のみを出力する帯域フィルタ１４と、帯域フィルタ１４の出力を所定の閾値と比較して、当該閾値以上の信号があった場合にパルス信号を出力する比較回路１５とを備えるものとしている。
【００１５】
信号処理回路２６は、第２素子２２の出力に対して所定の処理を施して、第２素子２２の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力するものであり、ここでは、第２素子２２の出力を増幅する増幅回路２３、増幅回路２３の出力から不要な周波数成分を除いて所定の周波数成分の信号のみを出力する帯域フィルタ２４と、帯域フィルタ２４の出力を所定の閾値と比較して、当該閾値以上の信号があった場合にパルス信号を出力する比較回路２５とを備えるものとしている。
【００１６】
判定手段３０は、信号処理回路１６と信号処理回路２６からの２つのパルス信号が所定時間差の範囲内に出力された場合に検知論理が成立したと判定し、その検知論理の成立が予め定めた所定回数発生した場合に人体を検知したと判断して検知信号を出力するものである。
【００１７】
ここで、このセンサＳでは、第１素子１２、第２素子２２として、何れもツイン素子を用いる。ツイン素子は、周知の通り、２つの焦電素子を互いに逆極性に直列に差動接続したものであり、プラス（＋）極性の焦電素子の出力信号と、マイナス（−）極性の焦電素子の出力信号との合成信号を出力するようにしたものである。
【００１８】
このように、第１素子１２、第２素子２２にツイン素子を用いるのは、ツイン素子は外乱光等の背景雑音に強く、外乱光による誤報が少ないからである。即ち、例えば外乱光が、ツイン素子の２つの焦電素子の両方に入射した場合、２つの焦電素子の出力は互いに相殺され、誤報を防止できることはよく知られた事項である。
【００１９】
次に、このセンサＳによって形成される警戒範囲について説明する。まず、何の調整も行わない場合の警戒範囲について説明するが、説明の都合上、ここでいくつかの用語について定義しておく。
【００２０】
いま、一つの赤外線検知素子があり、その赤外線検知素子に対応して一つのフレネルレンズが配置されているとすると、このフレネルレンズの焦点距離等の光学特性、及び赤外線検知素子とフレネルレンズとの位置関係によって、当該フレネルレンズによって当該赤外線検知素子に入射する熱線の光路が一つ定まる。そして、このような、熱線がフレネルレンズによって集光されて赤外線検知素子に入射する光路が警戒範囲の床面や地面（本明細書ではこれらを総称してゾーン形成面と称す）に達した位置を検知ゾーンと称する。従って、このセンサＳの第１光学系１１には１２のフレネルレンズがあるので、第１光学系１１と第１素子１２とによって１２の検知ゾーンが形成され、同様に、第２光学系２１と第２素子２２とによって１２の検知ゾーンが形成される。
【００２１】
また、上方からゾーン形成面を見たとき、複数の検知ゾーンがセンサＳの位置から延びる直線上に形成、配置されているとき、これら複数の検知ゾーンは一つの検知ゾーン列を構成している、あるいは、この検知ゾーン列はこれらの検知ゾーンを含む等と称する。なお、その他の用語については、必要に応じてその都度説明する。
【００２２】
さて、このセンサＳの第１光学系１１、及び第２光学系２１の各フレネルレンズは、後述するように、検知ゾーンがセンサＳを中心として斜め下方向に扇状に配置されるようになされている。図３に、ゾーン形成面における第１素子１２による検知ゾーン列及び検知ゾーン、及び第２素子２２による検知ゾーン列及び検知ゾーンを上から見た平面図を示す。
【００２３】
図３において、破線で示す一つ一つの矩形がそれぞれ一つ一つの検知ゾーンを示している。図３では、それぞれの検知ゾーンには実線で示す矩形が２つ示されているが、一方の実線矩形は第１素子１２または第２素子２２のツイン素子の一方の焦電素子の領域であり、他方の実線矩形はツイン素子の他方の焦電素子の領域である。なお、各検知ゾーンを示す破線の矩形は仮想的なものであるが、説明の便宜上図示しているものである。
【００２４】
図３では、各検知ゾーンにはＺｉｊ（ただし、ｉ，ｊは何れも自然数で、ｉ＝１〜８，ｊ＝１〜３）の符号を付しているが、検知ゾーンＺｉｊは、図１（ｂ）に示すフレネルレンズＦｉｊによって形成されることを示している。即ち、例えば、検知ゾーンＺ１１は、第１光学系１１のフレネルレンズＦ１１と第１素子１２によって形成されるのである。その他の検知ゾーンについても同様である。
【００２５】
図３では、３つの検知ゾーンＺ１１、Ｚ１２、Ｚ１３は、センサＳから延びる一直線上に形成、配置されている。従って、これらの３つの検知ゾーンＺ１１、Ｚ１２、Ｚ１３は一つの検知ゾーン列を構成している。ここでは、検知ゾーン列の符号として、検知ゾーン列を構成している検知ゾーンの符号のｉの値を用いてＺｉとする。従って、３つの検知ゾーンＺ１１、Ｚ１２、Ｚ１３が構成している検知ゾーン列はＺ１である。その他についても同様である。即ち、図１に示すセンサＳでは、第１光学系１１、第２光学系２１の縦一列に並んだフレネルレンズで一つの検知ゾーン列が形成されているのである。
【００２６】
このように、図３に示す警戒範囲では、センサＳを中心として扇状に複数の検知ゾーン列が延びており、各検知ゾーン列には複数の検知ゾーンが含まれているのである。なお、図３に示す各検知ゾーン列の枠は実際にはゾーン形成面に形成されるものではないが、理解を容易にするために図３では略扇状の枠として図示しているものである。
【００２７】
ところで、赤外線検知素子としてツイン素子を用いた場合、移動物体を検知できる検知方向は、検知ゾーンにおいて、ツイン素子のプラス極性の焦電素子の領域からマイナス極性の焦電素子の領域を横切る方向、あるいはその逆に横切る方向となる。そして、図３に示す警戒範囲では、各検知ゾーンでの第１素子１２または第２素子２２のプラス極性とマイナス極性の２つの焦電素子の領域は、検知ゾーン列が延びる方向とは略直交する方向に並ぶようになされている、言い換えれば、検知ゾーン列を横切る方向に並ぶようになされている。従って、図３に示す警戒範囲における物体の検知方向は、検知ゾーン列を横切る方向、即ち、図３の下方向から上方向に移動する方向、またはその逆方向となる。この検知方向は、当該警戒範囲で物体が移動するであろうと想定される方向、または移動する物体を検知したい方向に設定することは当然である。
【００２８】
そして、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置においては、隣接する検知ゾーン列は互いに重なることなく形成され、更に、隣接する検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系とで形成されている。上述したところから明らかなように、図３では、Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５及びＺ７の検知ゾーン列の各検知ゾーンは第１素子１２と第１光学系１１で形成され、Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６及びＺ８で示す検知ゾーン列の各検知ゾーンは第２素子２２と第２光学系２１で形成されている。
【００２９】
このように、このセンサＳでは、隣接する検知ゾーン列の各検知ゾーンは、異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成されているのであり、これは、言い換えれば、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成されているということである。
【００３０】
そして、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列のセンサＳからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置される。換言すれば、ある検知ゾーン列に含まれる検知ゾーンは、何れも、それに隣接する検知ゾーン列に含まれる検知ゾーンとは、センサＳから同じ距離には配置しないようにするのである。即ち、図３において、検知ゾーン列Ｚ１と検知ゾーン列Ｚ２は互いに隣接する検知ゾーン列であり、検知ゾーン列Ｚ１の検知ゾーンＺ１１、Ｚ１２のそれぞれの検知ゾーンのセンサＳからの距離の位置は、検知ゾーン列Ｚ２の検知ゾーンＺ２１、Ｚ２２、及びＺ２３のセンサＳからの距離の位置とは同じではなく、異なっている。これが、上記の、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列のセンサＳからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置される、ということである。その他の互いに隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンの配置についても同様である。
【００３１】
なお、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーン配置の例では、ある検知ゾーン列の検知ゾーンは、それに隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンが形成されていない位置、即ち、隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンと検知ゾーンの間に丁度入るように配置されているので、第１光学系１１と第１素子１２とで形成される検知ゾーンと、第２光学系２１と、第２素子２２とで形成される検知ゾーンとは、全体として略市松模様状に配置されているということができる。
【００３２】
図４は、図３においてａで示す矢印の方向から見た側面図であって、Ｚ１とＺ２の２つの検知ゾーン列の検知ゾーンから、それぞれ対応する赤外線検知素子に入射する熱線の光路（以下、単に、検知ゾーンから対応する素子への光路というように称することにする。この点に関して以下同じ。）を示す側面図であり、図４において灰色で塗り潰した領域は、第１光学系１１により検知ゾーン列Ｚ１の各検知ゾーンから対応する第１素子１２への光路を示しており、斜線を付した領域は、第２光学系２１により検知ゾーン列Ｚ２の各検知ゾーンから対応する第２素子２２への光路を示している。なお、図４ではセンサＳは壁面に取り付けるものとしている。
【００３３】
そして、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンよりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンから対応する素子への光路が、被検知物体である人体が検知方向に沿って移動した場合には当該人体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置される。ここで、人体としては、検知しようとしている最も低い身長の人体を想定すればよく、小動物としては検知しないようにする最も高い背高の小動物を想定すればよい。
【００３４】
ただし、センサＳから最も遠くに位置する検知ゾーンを注目検知ゾーンとした場合はこの限りではない。なぜなら、図３に示す場合、図中、Ｚ２１、Ｚ４１、Ｚ６１、及びＺ８１で示す検知ゾーンはセンサＳから最も遠くに位置する検知ゾーンであるが、これらの検知ゾーンを注目検知ゾーンとした場合、これらの検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンよりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンは存在しないからである。
【００３５】
例えば、いま、図３においてＺ２２で示す検知ゾーンを注目検知ゾーンとする。このとき、当該注目検知ゾーンＺ２２が含まれる検知ゾーン列Ｚ２に隣接する検知ゾーン列にはＺ１及びＺ３の２つの検知ゾーン列がある。そして、Ｚ１、Ｚ３の検知ゾーン列に含まれる検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンＺ２２よりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンとしては、Ｚ１１とＺ３１の２つの検知ゾーンがある。
【００３６】
そして、検知ゾーンＺ３１から対応する第１素子１２への光路は、被検知物体である人体が、検知方向に沿って注目検知ゾーンＺ２２の側から当該検知ゾーンＺ３１の方向に移動した場合には当該人体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されており、同様に、検知ゾーンＺ１１から対応する第１素子１２への光路は、被検知物体である人体が、検知方向に沿って注目検知ゾーンＺ２２の側から当該検知ゾーンＺ１１の方向に移動した場合には当該人体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されるのである。
【００３７】
このような、注目検知ゾーンＺ２２と、検知ゾーンＺ１１から対応する第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係、及び、注目検知ゾーンＺ２２と、検知ゾーンＺ３１から対応する第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を図５に示す。図５（ａ）は、図３において、注目検知ゾーンであるＺ２２を含む検知ゾーン列Ｚ２と、検知ゾーン列Ｚ１の各検知ゾーンから第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図で、図３において矢印ａで示す方向から見た側面図であり、注目検知ゾーンＺ２２が含まれる検知ゾーン列Ｚ２に隣接する検知ゾーン列Ｚ１の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンＺ２２よりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンであるＺ１１から第１素子１２への光路Ｒ１は、人体Ｈによっては横切られ、小動物Ｍによっては横切られない高さになるように設定されている。
【００３８】
図５（ｂ）は、図３において、注目検知ゾーンであるＺ２２を含む検知ゾーン列Ｚ２と、検知ゾーン列Ｚ３の各検知ゾーンから対応する第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図で、図３において矢印ａで示す方向から見た側面図であり、注目検知ゾーンＺ２２が含まれる検知ゾーン列Ｚ２に隣接する検知ゾーン列Ｚ３の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンＺ２２よりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンであるＺ３１から対応する第１素子１２への光路Ｒ３は、人体Ｈによっては横切られ、小動物Ｍによっては横切られない高さになるように設定されている。
【００３９】
従って、例えば、人体Ｈが、図３において矢印ｂで示す方向に移動すれば、人体Ｈは、先ず、検知ゾーンＺ１１から第１素子１２への光路を横切り、次に検知ゾーンＺ２２から第２素子２２への光路を横切り、更に次には、検知ゾーンＺ３１から第１素子１２への光路を横切ることになる。しかし、小動物Ｍは、同じように移動したとしても、検知ゾーンＺ１１から第１素子１２への光路も、検知ゾーンＺ３１から第１素子１２への光路も横切ることはないものである。
【００４０】
以上は検知ゾーンＺ２２を注目検知ゾーンとした場合について説明したが、その他の検知ゾーンを注目検知ゾーンとした場合にも同様である。ただし、上述した通り、センサＳから最も遠くに位置する検知ゾーンに注目した場合はこの限りではない。
【００４１】
このような検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置は、センサＳの取り付け高さ、どのような距離まで人体を検知するかという最長検知距離に基づいて、第１光学系１１及び第２光学系２１の各フレネルレンズＦｉｊの焦点距離、第１光学系１１と第１素子１２との位置関係、第２光学系２１と第２素子２２との位置関係を定めることによって形成することができる。
【００４２】
さて、検知ゾーン列及び検知ゾーンが上述したように配置されている場合において、人体が図３の矢印ａで示す位置を、検知方向に沿って、検知ゾーン列Ｚ１の側から検知ゾーン列Ｚ８の方向に向けて移動したとする。このとき、まず人体が検知ゾーンＺ１１の位置に入ると、当該検知ゾーンＺ１１から第１素子１２への光路を横切るので、人体からの熱線が第１素子１２で検知され、その出力が信号処理回路１６で処理されてパルス信号が出力されることになる。
【００４３】
その後、人体は検知ゾーン列Ｚ２を横切ることになるが、このときには人体は検知ゾーンＺ２１から第２素子２２への光路を横切るので、人体からの熱線が第２素子２２で検知され、その出力が信号処理回路２６で処理されてパルス信号が出力されることになる。そして、信号処理回路１６からのパルス信号と、信号処理回路２６からのパルス信号とが所定の時間差内であれば、判定手段３０は検知論理が成立したと判定する。
【００４４】
従って、人体が、判定手段３０が検知論理が成立すると判定する時間差に対応する速度以上の速度で、検知方向に沿って移動すれば、隣接する２つの検知ゾーン列から対応する素子への光路を横切る度毎に判定手段３０で検知論理が成立したと判定され、検知論理が所定回数発生した時に判定手段３０は人体を検知したと判定して検知信号を出力する。
【００４５】
以上のことから、人体はどの位置であれ、検知方向に沿って移動した場合には検知されることになる。
【００４６】
これに対して、小動物が上述した人体と同じ動きをした場合の動作は次の通りである。小動物が、ゾーン形成面の検知ゾーン上を直接横切った場合には、小動物からの熱線は、当該検知ゾーンに対応する素子で検知され、その出力が対応する信号処理回路で処理されてパルス信号が出力されることになるが、次に、隣接する検知ゾーン列を横切るときには、当該検知ゾーン列の検知ゾーンから対応する素子への光路は横切ることはないので、小動物からの熱線が、当該隣接する検知ゾーン列に対応する素子で検知されることはない。
【００４７】
従って、小動物が隣接する２つの検知ゾーン列を横切る度毎に判定手段３０で検知論理が成立したと判定される可能性はなく、その結果、小動物が人体と判断されて判定手段３０から検知信号が出力される可能性はないのである。
【００４８】
以上のようであるので、このセンサＳでは、検知ゾーン列及び検知ゾーンの配列を上述した構成とすることによって、小動物による誤報を回避することができるのである。
【００４９】
また、上述した検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置は、小動物による誤報を回避できるばかりでなく、外乱光による誤報も回避することができる。以下、このことについて説明する。ところで、ゾーン形成面には、その表面が滑らかでなく、ゾーン形成面での反射光が乱反射する拡散面である場合と、滑らかな平滑面である場合があるが、まず、ゾーン形成面が拡散面である場合について説明する。
【００５０】
ゾーン形成面が拡散面である場合には、例えゾーン形成面からの反射光が第１素子１２及び／または第２素子２２に入射したとしても、ゾーン形成面での反射光は指向性がないために、第１素子１２及び／または第２素子２２のプラス極性の焦電素子とマイナス極性の焦電素子に入射する光量は同程度となり、プラス極性の焦電素子の出力とマイナス極性の焦電素子の出力は相殺されるので、判定手段３０によって検知論理が成立したと判断される可能性は非常に低く、従って外乱光による誤報が生じる可能性は非常に低いものである。
【００５１】
次に、ゾーン形成面が滑らかな平滑面である場合について、図６を参照して説明する。図６において、太い実線は外乱光の入射光を示し、太い破線はゾーン形成面からの反射光を示している。
【００５２】
図６に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置は図３に示すものと同じであり、いま、外乱光が図の太実線で示す方向から、ある角度、ある幅で入射したとする。そして、検知ゾーン列Ｚ７の領域に入射した外乱光は、ｄで示すように当該検知ゾーン列Ｚ７を構成する一つの検知ゾーンＺ７１の位置で反射して、太破線で示すように対応する第１素子１２に入射したとする。このときには、当該反射光は第１素子１２のプラス極性の焦電素子またはマイナス極性の焦電素子の一方に入射することが有り得る。そしてその場合には、第１素子１２で検知され、その出力が信号処理回路１６で処理されてパルス信号が出力されることになる。
【００５３】
しかし、当該検知ゾーン列Ｚ７に隣接する検知ゾーン列Ｚ６に入射した外乱光ｅ、及び検知ゾーン列Ｚ８に入射した外乱光ｆは、これらの検知ゾーン列のどの位置で反射したとしても対応する第２素子２２に入射する可能性は非常に低い。なぜなら、平滑面での反射光は鋭い指向性を有し、入射光と同方向に集中するため、検知ゾーン列Ｚ６及び検知ゾーン列Ｚ８での反射光は図の太破線で示すようにセンサＳから外れてしまう。従って、検知ゾーン列Ｚ６、Ｚ８での反射光は、これらの検知ゾーン列に対応する第２素子２２には入射せず、信号処理回路２６からパルス信号が出力されることはなく、従って判定手段３０で検知論理が成立したと判断される可能性は非常に少ないものである。
【００５４】
以上のように、このセンサＳによれば、外乱光による誤報を従来よりも大幅に低減することが可能である。
【００５５】
以上、本発明による警戒範囲調整方法を適用して好適なセンサの実施の形態について説明したが、次に、本発明による警戒範囲調整方法の第１の実施の形態について説明する。まず、以下の説明の都合上、最長検知距離について説明する。図３に示す検知ゾーン配置の場合、即ち警戒範囲の調整を行わない場合、検知ゾーンＺ１１を注目検知ゾーンとした場合には、当該検知ゾーンＺ１１が含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンよりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンはＺ２１となり、この検知ゾーンＺ２１よりセンサＳの遠方には検知ゾーンが形成されていないので、このセンサＳの最長検知距離は、人体が検知ゾーンＺ１１を横切ることができる最も遠い距離ということになる。
【００５６】
そして、ここでは、検知ゾーンの全体を人体等の熱源が横切った場合に図２の比較回路１５または比較回路２５の入力信号のレベルが、比較回路１５または比較回路２５で設定された閾値を越えるように、増幅回路１３、２３の利得が設定されているものとすると、熱源が検知ゾーンＺ１１を横切ったときに比較回路１５からパルス信号が出力される最も遠い距離は、熱源の最下部（人体の場合は足）が検知ゾーンＺ１１の最もセンサＳ側の位置を横切った場合ということになる。従って、図３に示す場合には、最長検知距離は、図３、図４においてＬ１で示す距離になる。
【００５７】
さて、上述したセンサＳにおいて、警戒範囲の調整は、第１光学系１１の所望のフレネルレンズまたは第２光学系２１の所望のフレネルレンズをマスク部材によってマスキングすることによって行う。その例を図７に示す。
【００５８】
図７（ａ）は、第１光学系１１のフレネルレンズのうち、最上段に配置されているＦ１１、Ｆ３１、Ｆ５１、Ｆ７１の４つのフレネルレンズをマスク部材Ｍによりマスキングした例を示している。ここで、マスク部材Ｍの材料としては熱線を透過しないものであればどのようなものでもよく、シールでもよく、第１光学系の所望のフレネルレンズに着脱可能になされた樹脂の成型品であってもよい。なお、図７では、マスク部材Ｍはシールであるとし、マスキングを施したフレネルレンズには斜線を付している。
【００５９】
図７（ａ）に示すように第１光学系１１のＦ１１、Ｆ３１、Ｆ５１、Ｆ７１の４つのフレネルレンズにマスク部材Ｍを貼付してマスキングした場合には、Ｚ１１、Ｚ３１、Ｚ５１、Ｚ７１の４つの検知ゾーンは形成されないので、最長検知距離は図３、図４においてＬ２で示す距離になる。
【００６０】
図７（ｂ）は、第１光学系１１のフレネルレンズのうち、最上段とその下の段に配置されているＦ１１、Ｆ１２、Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ５１、Ｆ５２、Ｆ７１、Ｆ７２の８つのフレネルレンズをマスク部材Ｍによりマスキングした例を示している。この場合には、Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ３１、Ｚ３２、Ｚ５１、Ｚ５２、Ｚ７１、Ｚ７２の８つの検知ゾーンは形成されないので、最長検知距離は図３、図４においてＬ３で示す距離になる。
【００６１】
図７（ｃ）は、第１光学系１１のフレネルレンズのうち、向かって左端側に配置されているＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３の３つのフレネルレンズをマスク部材Ｍによりマスキングした例を示している。この場合には最長検知距離はＬ１のままであるが、Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３の３つの検知ゾーンが形成されない、即ち図３の検知ゾーン列Ｚ１が形成されないので、センサＳからの検知ゾーン列の拡がり角度を狭くすることができる。これも警戒範囲の調整の一つの態様である。
【００６２】
以上、警戒範囲の調整の態様について３つの場合を説明したが、警戒範囲の調整の態様はこれ以外にも種々にあるものである。例えば、図７に示す例では第１光学系１１の所望のフレネルレンズをマスキングしたが、第２光学系２１の所望のフレネルレンズをマスキングしてもよく、あるいは、第１光学系１１の所望のフレネルレンズと、第２光学系２１の所望のフレネルレンズをマスキングすることもできる。
【００６３】
例えば、第１光学系１１については最下段に配置されているＦ１３、Ｆ３３、Ｆ５３、Ｆ７３の４つのフレネルレンズをマスキングし、且つ第２光学系２１については最上段に配置されているＦ２１、Ｆ４１、Ｆ６１、Ｆ８１の４つのフレネルレンズをマスキングすると、Ｚ１３、Ｚ３３、Ｚ５３、Ｚ７３、Ｚ２１、Ｚ４１、Ｚ６１、Ｚ８１の８つの検知ゾーンが形成されないので、最長検知距離は図３のＬ４で示す距離となり、且つセンサＳの近くを警戒範囲から外すことができる。
【００６４】
以上のようであるので、第１光学系１１、第２光学系２１のどちらの光学系のどのフレネルレンズをマスキングするかは、センサＳを設置する箇所求められる警戒範囲を考慮して決定すればよいのである。
【００６５】
以上、マスク部材Ｍとしてシールを用いた場合について説明したが、マスク部材として樹脂の成型品を用いた場合について、図８を参照して説明する。図８において、マスク部材ＭはセンサＳの第１光学系１１の外側を、図の矢印で示すセンサＳの縦方向、即ち、第１光学系１１の最上段から最下段の方向に、あるいはその逆方向にスライド可能となされている。このマスク部材Ｍが熱線を透過しない材料で成型されていることは当然である。
【００６６】
そして、マスク部材Ｍの縦方向長さは、第１光学系１１の２段のフレネルレンズをマスキングできる長さを有しており、縦方向と直交する横方向の幅は、第１光学系１１の横方向に並んで配置されている４つのフレネルレンズをマスキングできる幅を有している。そして、このマスク部材Ｍは、第１光学系１１の前面において、次の４つの位置をとることが可能となされている。
【００６７】
第１の位置は、図８に示すように第１光学系１１のフレネルレンズをマスキングしない位置である。即ち、第１の位置は最も上の位置である。その下の第２の位置は、図７（ａ）に示すと同様に、第１光学系１１の最上段の４つのフレネルレンズＦ１１、Ｆ３１、Ｆ５１、Ｆ７１をマスキングする位置である。第２の位置の下の第３の位置は、図７（ｂ）に示すと同様に、第１光学系１１のフレネルレンズのうち、最上段とその下の段に配置されているＦ１１、Ｆ１２、Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ５１、Ｆ５２、Ｆ７１、Ｆ７２の８つのフレネルレンズをマスキングする位置である。第３の位置の下の第４の位置は、最下段とその上の中段に配置されているＦ１２、Ｆ３２、Ｆ５２、Ｆ７２、Ｆ１３、Ｆ３３、Ｆ５３、Ｆ７３の８つのフレネルレンズをマスキングする位置である。
【００６８】
従って、センサＳの設置個所の状況に応じてマスク部材Ｍの位置を調整することによって、警戒範囲を所望の状態に調整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ろう。なお、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置はあくまでも一例に過ぎないものであり、これに限定されるものではない。
【００６９】
以上の通りであるので、この警戒範囲調整方法によれば、従来におけるように複雑な機構を用いることなく、シールを貼付する、あるいは樹脂の成型品をスライドさせるという簡単な構成によって警戒範囲の調整を行うことができ、警戒範囲の調整を行うための操作も容易である。また、マスク部材としてシールを用いるにしても、樹脂の成型品を用いるにしても、これらの厚みは１ｍｍ以下でもマスキングの効果は十分得られるので、この警戒範囲調整方法は筐体の大きさに殆ど影響しないものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による警戒範囲調整方法を適用して好適な受動型赤外線センサの実施の形態の外観を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は正面図である。
【図２】図１に示す受動型赤外線センサのブロック構成を示す図である。
【図３】図１に示す受動型赤外線センサにおいて、検知ゾーン列及び検知ゾーンを、受動型赤外線センサを中心として斜め下方向に扇状に配置するように形成した場合を示す図であり、ゾーン形成面における赤外線検知素子１２による検知ゾーン列及び検知ゾーン、及び赤外線検知素子２２による検知ゾーン列及び検知ゾーンを上から見た平面図である。
【図４】図３においてａで示す矢印の方向から見た側面図であって、Ｚ１とＺ２の２つの検知ゾーン列の検知ゾーンから対応する素子に入射する熱線の光路を示す側面図である。
【図５】注目検知ゾーンＺ２２と、検知ゾーンＺ１１から第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係、及び、注目検知ゾーンＺ２２と、検知ゾーンＺ３１から第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図である。
【図６】図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置において、ゾーン形成面が平滑面である場合において、外乱光によって誤報が生じる可能性が従来よりも低いことを説明するための図である。
【図７】本発明に係る受動型赤外線センサの警戒範囲調整方法の実施の形態を示す図である。
【図８】マスク部材として樹脂の成型品を用いた場合の本発明の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１…集光光学系、１２…赤外線検知素子、１３…増幅回路、１４…帯域フィルタ、１５…比較回路、１６…信号処理回路、２１…集光光学系、２２…赤外線検知素子、２３…増幅回路、２４…帯域フィルタ、２５…比較回路、２６…信号処理回路、３０…判定手段、Ｆｉｊ（ｉ，ｊは何れも自然数でｉ＝１〜８，ｊ＝１〜３）…フレネルレンズ、Ｚｉｊ（ｉ，ｊは何れも自然数でｉ＝１〜８，ｊ＝１〜３）…検知ゾーン、Ｍ…マスク部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体から放射される熱線を検知して、警戒範囲内に物体が存在するか否かを検知する受動型赤外線センサに係り、特に、物体の存否を検知しようとする警戒範囲を調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
受動型赤外線センサ（以下、単にセンサと記す。）は、焦電素子等の熱線の波長領域に感度を有する赤外線検知素子を用い、集光光学系によって物体から放射される熱線を赤外線検知素子に集光し、その赤外線検知素子の出力に基づく熱線のエネルギーの変動量が所定のレベルを越えたときに、人体等の移動物体の存在を検知するように構成されており、自動ドアの開閉や、防犯警備システムにおいて侵入者の検知のために広く用いられている。
【０００３】
センサの設計に際しては、警戒範囲は予め定められるのは当然である。なお、本明細書において警戒範囲とは、センサから当該センサが検知できる物体までの最長検知距離は勿論として、赤外線検知素子と集光光学系とによって形成される検知ゾーンの配置形態をも含むものとする。
【０００４】
しかし、実際にセンサを設置する箇所の状況に応じて求められる警戒範囲は、センサ設計時に定められた警戒範囲とは異なるのが現実である。そこで、センサにおいては、その設置個所の状況に応じて、警戒範囲が調整できるようになされている。そのための手段としては、集光光学系として反射鏡を用いたセンサにおいては反射鏡の角度を調整可能としているのが通常であるが、赤外線検知素子と集光光学系との相対的位置を調整可能（例えば、特許文献１参照）としたり、あるいは、切替スイッチにより、必要に応じて、集光光学系、赤外線検知素子、及び赤外線検知素子の後段の回路系を使用したり、使用しなかったりできるようにしているのもある（例えば、特許文献２の［００２０］段参照）。
【特許文献１】特許第３０８６４０６号明細書
【特許文献２】特開２０００−２８３８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、反射鏡の角度を調整可能としたり、特許文献１のように赤外線検知素子と集光光学系との相対的位置を調整可能とした場合には、そのための角度調整機構を設ける必要があり、構成が複雑になるばかりでなく、これらの調整機構を搭載するためにセンサの筐体が大きくなってしまうという問題があり、更に、コスト上昇の要因ともなっていた。特許文献２のようにした場合にも同様であり、集光光学系、赤外線検知素子、及び赤外線検知素子の後段の回路系を切り替えるための特別な構成が必要であり、コスト上昇につながるものである。
【０００６】
そこで、本発明は、警戒範囲の調整を、容易に、且つ複雑な構成を用いることなく行うことができる受動型赤外線センサの警戒範囲調整方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そのために本発明の受動型赤外線センサの警戒範囲調整方法は、ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、第１の赤外線検知素子に対応して配置され、複数のフレネルレンズからなる第１の集光光学系と、第２の赤外線検知素子に対応して配置され、複数のフレネルレンズからなる第２の集光光学系を少なくとも備え、第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンから対応する赤外線検知素子への光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されている受動型赤外線センサにおける警戒範囲調整方法であって、第１の集光光学系の所望のフレネルレンズ及び／または第２の集光光学系の所望のフレネルレンズを熱線を透過しないマスク部材によりマスキングすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来におけるように複雑な機構を用いることなく、マスク部材によって第１の集光光学系の所望のフレネルレンズ及び／または第２の集光光学系の所望のフレネルレンズをマスキングするという簡単な構成によって警戒範囲の調整を行うことができ、警戒範囲の調整を行うための操作も容易である。
【０００９】
また、マスク部材としてシールを用いるにしても、樹脂の成型品を用いるにしても、これらの厚みは１ｍｍ以下でもマスキングの効果は十分得られるので、この警戒範囲調整方法は筐体の大きさに殆ど影響しないものである。
【００１０】
更に、この受動型赤外線センサでは、第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンから対応する赤外線検知素子への光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されているので、小動物及び外乱光を人体と誤検知してしまうことを非常に少なくできるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ発明の実施の形態について説明するが、まず、本発明による警戒範囲調整方法を適用して好適なセンサの実施の形態について図１を参照して説明する。図１はそのセンサの外観の例の概略を模式的に示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は正面図を示し、図中、Ｓはセンサ、１１は第１集光光学系（以下、単に第１光学系という）、１２は第１赤外線検知素子（以下、単に第１素子という）、２１は第２集光光学系（以下、単に第２光学系という）、２２は第２赤外線検知素子（以下、単に第２素子という）、Ｆｉｊ（ただし、ｉ，ｊは何れも自然数でｉ＝１〜８，ｊ＝１〜３）はそれぞれフレネルレンズを示す。なお、第１素子１２、第２素子２２はセンサＳの内部に収納されているが、第１光学系１１、第２光学系２１との関係を示すために図１ではそれぞれ破線で示している。
【００１２】
図１において、第１素子１２、第２素子２２はセンサＳの内部の所定の位置にそれぞれ配置されており、第１素子１２、第２素子２２のそれぞれに対応して第１光学系１１、第２光学系２１がセンサＳの表面に配置されている。第１光学系１１、第２光学系２１には、それぞれ、３（図１（ｂ）の縦方向）×４（図１（ｂ）の横方向）の計１２のフレネルレンズが形成されている。即ち、第１光学系１１、及び第２光学系２１は何れもフレネルレンズ群からなる集光光学系であり、第１光学系１１には、Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ３３、Ｆ５１、Ｆ５２、Ｆ５３、Ｆ７１、Ｆ７２、Ｆ７３の１２のフレネルレンズが形成され、第２光学系２１には、Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３、Ｆ４１、Ｆ４２、Ｆ４３、Ｆ６１、Ｆ６２、Ｆ６３、Ｆ８１、Ｆ８２、Ｆ８３の１２のフレネルレンズが形成されている。
【００１３】
次に、当該センサＳのブロック構成を図２を参照して説明する。このセンサＳは、図２に示すように、何れもフレネルレンズ群からなる第１光学系１１、第２光学系２１と、第１光学系１１に対応して配置された第１素子１２と、第２光学系２１に対応して配置された第２素子２２と、信号処理回路１６、２６と、判定手段３０とを備えている。
【００１４】
信号処理回路１６は、第１素子１２の出力に対して所定の処理を施して、第１素子１２の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力するものであり、ここでは、第１素子１２の出力を増幅する増幅回路１３、増幅回路１３の出力から不要な周波数成分を除いて所定の周波数成分の信号のみを出力する帯域フィルタ１４と、帯域フィルタ１４の出力を所定の閾値と比較して、当該閾値以上の信号があった場合にパルス信号を出力する比較回路１５とを備えるものとしている。
【００１５】
信号処理回路２６は、第２素子２２の出力に対して所定の処理を施して、第２素子２２の出力が所定レベル以上である場合にパルス信号を出力するものであり、ここでは、第２素子２２の出力を増幅する増幅回路２３、増幅回路２３の出力から不要な周波数成分を除いて所定の周波数成分の信号のみを出力する帯域フィルタ２４と、帯域フィルタ２４の出力を所定の閾値と比較して、当該閾値以上の信号があった場合にパルス信号を出力する比較回路２５とを備えるものとしている。
【００１６】
判定手段３０は、信号処理回路１６と信号処理回路２６からの２つのパルス信号が所定時間差の範囲内に出力された場合に検知論理が成立したと判定し、その検知論理の成立が予め定めた所定回数発生した場合に人体を検知したと判断して検知信号を出力するものである。
【００１７】
ここで、このセンサＳでは、第１素子１２、第２素子２２として、何れもツイン素子を用いる。ツイン素子は、周知の通り、２つの焦電素子を互いに逆極性に直列に差動接続したものであり、プラス（＋）極性の焦電素子の出力信号と、マイナス（−）極性の焦電素子の出力信号との合成信号を出力するようにしたものである。
【００１８】
このように、第１素子１２、第２素子２２にツイン素子を用いるのは、ツイン素子は外乱光等の背景雑音に強く、外乱光による誤報が少ないからである。即ち、例えば外乱光が、ツイン素子の２つの焦電素子の両方に入射した場合、２つの焦電素子の出力は互いに相殺され、誤報を防止できることはよく知られた事項である。
【００１９】
次に、このセンサＳによって形成される警戒範囲について説明する。まず、何の調整も行わない場合の警戒範囲について説明するが、説明の都合上、ここでいくつかの用語について定義しておく。
【００２０】
いま、一つの赤外線検知素子があり、その赤外線検知素子に対応して一つのフレネルレンズが配置されているとすると、このフレネルレンズの焦点距離等の光学特性、及び赤外線検知素子とフレネルレンズとの位置関係によって、当該フレネルレンズによって当該赤外線検知素子に入射する熱線の光路が一つ定まる。そして、このような、熱線がフレネルレンズによって集光されて赤外線検知素子に入射する光路が警戒範囲の床面や地面（本明細書ではこれらを総称してゾーン形成面と称す）に達した位置を検知ゾーンと称する。従って、このセンサＳの第１光学系１１には１２のフレネルレンズがあるので、第１光学系１１と第１素子１２とによって１２の検知ゾーンが形成され、同様に、第２光学系２１と第２素子２２とによって１２の検知ゾーンが形成される。
【００２１】
また、上方からゾーン形成面を見たとき、複数の検知ゾーンがセンサＳの位置から延びる直線上に形成、配置されているとき、これら複数の検知ゾーンは一つの検知ゾーン列を構成している、あるいは、この検知ゾーン列はこれらの検知ゾーンを含む等と称する。なお、その他の用語については、必要に応じてその都度説明する。
【００２２】
さて、このセンサＳの第１光学系１１、及び第２光学系２１の各フレネルレンズは、後述するように、検知ゾーンがセンサＳを中心として斜め下方向に扇状に配置されるようになされている。図３に、ゾーン形成面における第１素子１２による検知ゾーン列及び検知ゾーン、及び第２素子２２による検知ゾーン列及び検知ゾーンを上から見た平面図を示す。
【００２３】
図３において、破線で示す一つ一つの矩形がそれぞれ一つ一つの検知ゾーンを示している。図３では、それぞれの検知ゾーンには実線で示す矩形が２つ示されているが、一方の実線矩形は第１素子１２または第２素子２２のツイン素子の一方の焦電素子の領域であり、他方の実線矩形はツイン素子の他方の焦電素子の領域である。なお、各検知ゾーンを示す破線の矩形は仮想的なものであるが、説明の便宜上図示しているものである。
【００２４】
図３では、各検知ゾーンにはＺｉｊ（ただし、ｉ，ｊは何れも自然数で、ｉ＝１〜８，ｊ＝１〜３）の符号を付しているが、検知ゾーンＺｉｊは、図１（ｂ）に示すフレネルレンズＦｉｊによって形成されることを示している。即ち、例えば、検知ゾーンＺ１１は、第１光学系１１のフレネルレンズＦ１１と第１素子１２によって形成されるのである。その他の検知ゾーンについても同様である。
【００２５】
図３では、３つの検知ゾーンＺ１１、Ｚ１２、Ｚ１３は、センサＳから延びる一直線上に形成、配置されている。従って、これらの３つの検知ゾーンＺ１１、Ｚ１２、Ｚ１３は一つの検知ゾーン列を構成している。ここでは、検知ゾーン列の符号として、検知ゾーン列を構成している検知ゾーンの符号のｉの値を用いてＺｉとする。従って、３つの検知ゾーンＺ１１、Ｚ１２、Ｚ１３が構成している検知ゾーン列はＺ１である。その他についても同様である。即ち、図１に示すセンサＳでは、第１光学系１１、第２光学系２１の縦一列に並んだフレネルレンズで一つの検知ゾーン列が形成されているのである。
【００２６】
このように、図３に示す警戒範囲では、センサＳを中心として扇状に複数の検知ゾーン列が延びており、各検知ゾーン列には複数の検知ゾーンが含まれているのである。なお、図３に示す各検知ゾーン列の枠は実際にはゾーン形成面に形成されるものではないが、理解を容易にするために図３では略扇状の枠として図示しているものである。
【００２７】
ところで、赤外線検知素子としてツイン素子を用いた場合、移動物体を検知できる検知方向は、検知ゾーンにおいて、ツイン素子のプラス極性の焦電素子の領域からマイナス極性の焦電素子の領域を横切る方向、あるいはその逆に横切る方向となる。そして、図３に示す警戒範囲では、各検知ゾーンでの第１素子１２または第２素子２２のプラス極性とマイナス極性の２つの焦電素子の領域は、検知ゾーン列が延びる方向とは略直交する方向に並ぶようになされている、言い換えれば、検知ゾーン列を横切る方向に並ぶようになされている。従って、図３に示す警戒範囲における物体の検知方向は、検知ゾーン列を横切る方向、即ち、図３の下方向から上方向に移動する方向、またはその逆方向となる。この検知方向は、当該警戒範囲で物体が移動するであろうと想定される方向、または移動する物体を検知したい方向に設定することは当然である。
【００２８】
そして、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置においては、隣接する検知ゾーン列は互いに重なることなく形成され、更に、隣接する検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系とで形成されている。上述したところから明らかなように、図３では、Ｚ１、Ｚ３、Ｚ５及びＺ７の検知ゾーン列の各検知ゾーンは第１素子１２と第１光学系１１で形成され、Ｚ２、Ｚ４、Ｚ６及びＺ８で示す検知ゾーン列の各検知ゾーンは第２素子２２と第２光学系２１で形成されている。
【００２９】
このように、このセンサＳでは、隣接する検知ゾーン列の各検知ゾーンは、異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成されているのであり、これは、言い換えれば、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成されているということである。
【００３０】
そして、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列のセンサＳからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置される。換言すれば、ある検知ゾーン列に含まれる検知ゾーンは、何れも、それに隣接する検知ゾーン列に含まれる検知ゾーンとは、センサＳから同じ距離には配置しないようにするのである。即ち、図３において、検知ゾーン列Ｚ１と検知ゾーン列Ｚ２は互いに隣接する検知ゾーン列であり、検知ゾーン列Ｚ１の検知ゾーンＺ１１、Ｚ１２のそれぞれの検知ゾーンのセンサＳからの距離の位置は、検知ゾーン列Ｚ２の検知ゾーンＺ２１、Ｚ２２、及びＺ２３のセンサＳからの距離の位置とは同じではなく、異なっている。これが、上記の、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列のセンサＳからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置される、ということである。その他の互いに隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンの配置についても同様である。
【００３１】
なお、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーン配置の例では、ある検知ゾーン列の検知ゾーンは、それに隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンが形成されていない位置、即ち、隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンと検知ゾーンの間に丁度入るように配置されているので、第１光学系１１と第１素子１２とで形成される検知ゾーンと、第２光学系２１と、第２素子２２とで形成される検知ゾーンとは、全体として略市松模様状に配置されているということができる。
【００３２】
図４は、図３においてａで示す矢印の方向から見た側面図であって、Ｚ１とＺ２の２つの検知ゾーン列の検知ゾーンから、それぞれ対応する赤外線検知素子に入射する熱線の光路（以下、単に、検知ゾーンから対応する素子への光路というように称することにする。この点に関して以下同じ。）を示す側面図であり、図４において灰色で塗り潰した領域は、第１光学系１１により検知ゾーン列Ｚ１の各検知ゾーンから対応する第１素子１２への光路を示しており、斜線を付した領域は、第２光学系２１により検知ゾーン列Ｚ２の各検知ゾーンから対応する第２素子２２への光路を示している。なお、図４ではセンサＳは壁面に取り付けるものとしている。
【００３３】
そして、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンよりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンから対応する素子への光路が、被検知物体である人体が検知方向に沿って移動した場合には当該人体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置される。ここで、人体としては、検知しようとしている最も低い身長の人体を想定すればよく、小動物としては検知しないようにする最も高い背高の小動物を想定すればよい。
【００３４】
ただし、センサＳから最も遠くに位置する検知ゾーンを注目検知ゾーンとした場合はこの限りではない。なぜなら、図３に示す場合、図中、Ｚ２１、Ｚ４１、Ｚ６１、及びＺ８１で示す検知ゾーンはセンサＳから最も遠くに位置する検知ゾーンであるが、これらの検知ゾーンを注目検知ゾーンとした場合、これらの検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンよりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンは存在しないからである。
【００３５】
例えば、いま、図３においてＺ２２で示す検知ゾーンを注目検知ゾーンとする。このとき、当該注目検知ゾーンＺ２２が含まれる検知ゾーン列Ｚ２に隣接する検知ゾーン列にはＺ１及びＺ３の２つの検知ゾーン列がある。そして、Ｚ１、Ｚ３の検知ゾーン列に含まれる検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンＺ２２よりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンとしては、Ｚ１１とＺ３１の２つの検知ゾーンがある。
【００３６】
そして、検知ゾーンＺ３１から対応する第１素子１２への光路は、被検知物体である人体が、検知方向に沿って注目検知ゾーンＺ２２の側から当該検知ゾーンＺ３１の方向に移動した場合には当該人体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されており、同様に、検知ゾーンＺ１１から対応する第１素子１２への光路は、被検知物体である人体が、検知方向に沿って注目検知ゾーンＺ２２の側から当該検知ゾーンＺ１１の方向に移動した場合には当該人体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されるのである。
【００３７】
このような、注目検知ゾーンＺ２２と、検知ゾーンＺ１１から対応する第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係、及び、注目検知ゾーンＺ２２と、検知ゾーンＺ３１から対応する第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を図５に示す。図５（ａ）は、図３において、注目検知ゾーンであるＺ２２を含む検知ゾーン列Ｚ２と、検知ゾーン列Ｚ１の各検知ゾーンから第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図で、図３において矢印ａで示す方向から見た側面図であり、注目検知ゾーンＺ２２が含まれる検知ゾーン列Ｚ２に隣接する検知ゾーン列Ｚ１の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンＺ２２よりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンであるＺ１１から第１素子１２への光路Ｒ１は、人体Ｈによっては横切られ、小動物Ｍによっては横切られない高さになるように設定されている。
【００３８】
図５（ｂ）は、図３において、注目検知ゾーンであるＺ２２を含む検知ゾーン列Ｚ２と、検知ゾーン列Ｚ３の各検知ゾーンから対応する第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図で、図３において矢印ａで示す方向から見た側面図であり、注目検知ゾーンＺ２２が含まれる検知ゾーン列Ｚ２に隣接する検知ゾーン列Ｚ３の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンＺ２２よりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンであるＺ３１から対応する第１素子１２への光路Ｒ３は、人体Ｈによっては横切られ、小動物Ｍによっては横切られない高さになるように設定されている。
【００３９】
従って、例えば、人体Ｈが、図３において矢印ｂで示す方向に移動すれば、人体Ｈは、先ず、検知ゾーンＺ１１から第１素子１２への光路を横切り、次に検知ゾーンＺ２２から第２素子２２への光路を横切り、更に次には、検知ゾーンＺ３１から第１素子１２への光路を横切ることになる。しかし、小動物Ｍは、同じように移動したとしても、検知ゾーンＺ１１から第１素子１２への光路も、検知ゾーンＺ３１から第１素子１２への光路も横切ることはないものである。
【００４０】
以上は検知ゾーンＺ２２を注目検知ゾーンとした場合について説明したが、その他の検知ゾーンを注目検知ゾーンとした場合にも同様である。ただし、上述した通り、センサＳから最も遠くに位置する検知ゾーンに注目した場合はこの限りではない。
【００４１】
このような検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置は、センサＳの取り付け高さ、どのような距離まで人体を検知するかという最長検知距離に基づいて、第１光学系１１及び第２光学系２１の各フレネルレンズＦｉｊの焦点距離、第１光学系１１と第１素子１２との位置関係、第２光学系２１と第２素子２２との位置関係を定めることによって形成することができる。
【００４２】
さて、検知ゾーン列及び検知ゾーンが上述したように配置されている場合において、人体が図３の矢印ａで示す位置を、検知方向に沿って、検知ゾーン列Ｚ１の側から検知ゾーン列Ｚ８の方向に向けて移動したとする。このとき、まず人体が検知ゾーンＺ１１の位置に入ると、当該検知ゾーンＺ１１から第１素子１２への光路を横切るので、人体からの熱線が第１素子１２で検知され、その出力が信号処理回路１６で処理されてパルス信号が出力されることになる。
【００４３】
その後、人体は検知ゾーン列Ｚ２を横切ることになるが、このときには人体は検知ゾーンＺ２１から第２素子２２への光路を横切るので、人体からの熱線が第２素子２２で検知され、その出力が信号処理回路２６で処理されてパルス信号が出力されることになる。そして、信号処理回路１６からのパルス信号と、信号処理回路２６からのパルス信号とが所定の時間差内であれば、判定手段３０は検知論理が成立したと判定する。
【００４４】
従って、人体が、判定手段３０が検知論理が成立すると判定する時間差に対応する速度以上の速度で、検知方向に沿って移動すれば、隣接する２つの検知ゾーン列から対応する素子への光路を横切る度毎に判定手段３０で検知論理が成立したと判定され、検知論理が所定回数発生した時に判定手段３０は人体を検知したと判定して検知信号を出力する。
【００４５】
以上のことから、人体はどの位置であれ、検知方向に沿って移動した場合には検知されることになる。
【００４６】
これに対して、小動物が上述した人体と同じ動きをした場合の動作は次の通りである。小動物が、ゾーン形成面の検知ゾーン上を直接横切った場合には、小動物からの熱線は、当該検知ゾーンに対応する素子で検知され、その出力が対応する信号処理回路で処理されてパルス信号が出力されることになるが、次に、隣接する検知ゾーン列を横切るときには、当該検知ゾーン列の検知ゾーンから対応する素子への光路は横切ることはないので、小動物からの熱線が、当該隣接する検知ゾーン列に対応する素子で検知されることはない。
【００４７】
従って、小動物が隣接する２つの検知ゾーン列を横切る度毎に判定手段３０で検知論理が成立したと判定される可能性はなく、その結果、小動物が人体と判断されて判定手段３０から検知信号が出力される可能性はないのである。
【００４８】
以上のようであるので、このセンサＳでは、検知ゾーン列及び検知ゾーンの配列を上述した構成とすることによって、小動物による誤報を回避することができるのである。
【００４９】
また、上述した検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置は、小動物による誤報を回避できるばかりでなく、外乱光による誤報も回避することができる。以下、このことについて説明する。ところで、ゾーン形成面には、その表面が滑らかでなく、ゾーン形成面での反射光が乱反射する拡散面である場合と、滑らかな平滑面である場合があるが、まず、ゾーン形成面が拡散面である場合について説明する。
【００５０】
ゾーン形成面が拡散面である場合には、例えゾーン形成面からの反射光が第１素子１２及び／または第２素子２２に入射したとしても、ゾーン形成面での反射光は指向性がないために、第１素子１２及び／または第２素子２２のプラス極性の焦電素子とマイナス極性の焦電素子に入射する光量は同程度となり、プラス極性の焦電素子の出力とマイナス極性の焦電素子の出力は相殺されるので、判定手段３０によって検知論理が成立したと判断される可能性は非常に低く、従って外乱光による誤報が生じる可能性は非常に低いものである。
【００５１】
次に、ゾーン形成面が滑らかな平滑面である場合について、図６を参照して説明する。図６において、太い実線は外乱光の入射光を示し、太い破線はゾーン形成面からの反射光を示している。
【００５２】
図６に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置は図３に示すものと同じであり、いま、外乱光が図の太実線で示す方向から、ある角度、ある幅で入射したとする。そして、検知ゾーン列Ｚ７の領域に入射した外乱光は、ｄで示すように当該検知ゾーン列Ｚ７を構成する一つの検知ゾーンＺ７１の位置で反射して、太破線で示すように対応する第１素子１２に入射したとする。このときには、当該反射光は第１素子１２のプラス極性の焦電素子またはマイナス極性の焦電素子の一方に入射することが有り得る。そしてその場合には、第１素子１２で検知され、その出力が信号処理回路１６で処理されてパルス信号が出力されることになる。
【００５３】
しかし、当該検知ゾーン列Ｚ７に隣接する検知ゾーン列Ｚ６に入射した外乱光ｅ、及び検知ゾーン列Ｚ８に入射した外乱光ｆは、これらの検知ゾーン列のどの位置で反射したとしても対応する第２素子２２に入射する可能性は非常に低い。なぜなら、平滑面での反射光は鋭い指向性を有し、入射光と同方向に集中するため、検知ゾーン列Ｚ６及び検知ゾーン列Ｚ８での反射光は図の太破線で示すようにセンサＳから外れてしまう。従って、検知ゾーン列Ｚ６、Ｚ８での反射光は、これらの検知ゾーン列に対応する第２素子２２には入射せず、信号処理回路２６からパルス信号が出力されることはなく、従って判定手段３０で検知論理が成立したと判断される可能性は非常に少ないものである。
【００５４】
以上のように、このセンサＳによれば、外乱光による誤報を従来よりも大幅に低減することが可能である。
【００５５】
以上、本発明による警戒範囲調整方法を適用して好適なセンサの実施の形態について説明したが、次に、本発明による警戒範囲調整方法の第１の実施の形態について説明する。まず、以下の説明の都合上、最長検知距離について説明する。図３に示す検知ゾーン配置の場合、即ち警戒範囲の調整を行わない場合、検知ゾーンＺ１１を注目検知ゾーンとした場合には、当該検知ゾーンＺ１１が含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンよりセンサＳから遠方にある最寄りの検知ゾーンはＺ２１となり、この検知ゾーンＺ２１よりセンサＳの遠方には検知ゾーンが形成されていないので、このセンサＳの最長検知距離は、人体が検知ゾーンＺ１１を横切ることができる最も遠い距離ということになる。
【００５６】
そして、ここでは、検知ゾーンの全体を人体等の熱源が横切った場合に図２の比較回路１５または比較回路２５の入力信号のレベルが、比較回路１５または比較回路２５で設定された閾値を越えるように、増幅回路１３、２３の利得が設定されているものとすると、熱源が検知ゾーンＺ１１を横切ったときに比較回路１５からパルス信号が出力される最も遠い距離は、熱源の最下部（人体の場合は足）が検知ゾーンＺ１１の最もセンサＳ側の位置を横切った場合ということになる。従って、図３に示す場合には、最長検知距離は、図３、図４においてＬ１で示す距離になる。
【００５７】
さて、上述したセンサＳにおいて、警戒範囲の調整は、第１光学系１１の所望のフレネルレンズまたは第２光学系２１の所望のフレネルレンズをマスク部材によってマスキングすることによって行う。その例を図７に示す。
【００５８】
図７（ａ）は、第１光学系１１のフレネルレンズのうち、最上段に配置されているＦ１１、Ｆ３１、Ｆ５１、Ｆ７１の４つのフレネルレンズをマスク部材Ｍによりマスキングした例を示している。ここで、マスク部材Ｍの材料としては熱線を透過しないものであればどのようなものでもよく、シールでもよく、第１光学系の所望のフレネルレンズに着脱可能になされた樹脂の成型品であってもよい。なお、図７では、マスク部材Ｍはシールであるとし、マスキングを施したフレネルレンズには斜線を付している。
【００５９】
図７（ａ）に示すように第１光学系１１のＦ１１、Ｆ３１、Ｆ５１、Ｆ７１の４つのフレネルレンズにマスク部材Ｍを貼付してマスキングした場合には、Ｚ１１、Ｚ３１、Ｚ５１、Ｚ７１の４つの検知ゾーンは形成されないので、最長検知距離は図３、図４においてＬ２で示す距離になる。
【００６０】
図７（ｂ）は、第１光学系１１のフレネルレンズのうち、最上段とその下の段に配置されているＦ１１、Ｆ１２、Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ５１、Ｆ５２、Ｆ７１、Ｆ７２の８つのフレネルレンズをマスク部材Ｍによりマスキングした例を示している。この場合には、Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ３１、Ｚ３２、Ｚ５１、Ｚ５２、Ｚ７１、Ｚ７２の８つの検知ゾーンは形成されないので、最長検知距離は図３、図４においてＬ３で示す距離になる。
【００６１】
図７（ｃ）は、第１光学系１１のフレネルレンズのうち、向かって左端側に配置されているＦ１１、Ｆ１２、Ｆ１３の３つのフレネルレンズをマスク部材Ｍによりマスキングした例を示している。この場合には最長検知距離はＬ１のままであるが、Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３の３つの検知ゾーンが形成されない、即ち図３の検知ゾーン列Ｚ１が形成されないので、センサＳからの検知ゾーン列の拡がり角度を狭くすることができる。これも警戒範囲の調整の一つの態様である。
【００６２】
以上、警戒範囲の調整の態様について３つの場合を説明したが、警戒範囲の調整の態様はこれ以外にも種々にあるものである。例えば、図７に示す例では第１光学系１１の所望のフレネルレンズをマスキングしたが、第２光学系２１の所望のフレネルレンズをマスキングしてもよく、あるいは、第１光学系１１の所望のフレネルレンズと、第２光学系２１の所望のフレネルレンズをマスキングすることもできる。
【００６３】
例えば、第１光学系１１については最下段に配置されているＦ１３、Ｆ３３、Ｆ５３、Ｆ７３の４つのフレネルレンズをマスキングし、且つ第２光学系２１については最上段に配置されているＦ２１、Ｆ４１、Ｆ６１、Ｆ８１の４つのフレネルレンズをマスキングすると、Ｚ１３、Ｚ３３、Ｚ５３、Ｚ７３、Ｚ２１、Ｚ４１、Ｚ６１、Ｚ８１の８つの検知ゾーンが形成されないので、最長検知距離は図３のＬ４で示す距離となり、且つセンサＳの近くを警戒範囲から外すことができる。
【００６４】
以上のようであるので、第１光学系１１、第２光学系２１のどちらの光学系のどのフレネルレンズをマスキングするかは、センサＳを設置する箇所求められる警戒範囲を考慮して決定すればよいのである。
【００６５】
以上、マスク部材Ｍとしてシールを用いた場合について説明したが、マスク部材として樹脂の成型品を用いた場合について、図８を参照して説明する。図８において、マスク部材ＭはセンサＳの第１光学系１１の外側を、図の矢印で示すセンサＳの縦方向、即ち、第１光学系１１の最上段から最下段の方向に、あるいはその逆方向にスライド可能となされている。このマスク部材Ｍが熱線を透過しない材料で成型されていることは当然である。
【００６６】
そして、マスク部材Ｍの縦方向長さは、第１光学系１１の２段のフレネルレンズをマスキングできる長さを有しており、縦方向と直交する横方向の幅は、第１光学系１１の横方向に並んで配置されている４つのフレネルレンズをマスキングできる幅を有している。そして、このマスク部材Ｍは、第１光学系１１の前面において、次の４つの位置をとることが可能となされている。
【００６７】
第１の位置は、図８に示すように第１光学系１１のフレネルレンズをマスキングしない位置である。即ち、第１の位置は最も上の位置である。その下の第２の位置は、図７（ａ）に示すと同様に、第１光学系１１の最上段の４つのフレネルレンズＦ１１、Ｆ３１、Ｆ５１、Ｆ７１をマスキングする位置である。第２の位置の下の第３の位置は、図７（ｂ）に示すと同様に、第１光学系１１のフレネルレンズのうち、最上段とその下の段に配置されているＦ１１、Ｆ１２、Ｆ３１、Ｆ３２、Ｆ５１、Ｆ５２、Ｆ７１、Ｆ７２の８つのフレネルレンズをマスキングする位置である。第３の位置の下の第４の位置は、最下段とその上の中段に配置されているＦ１２、Ｆ３２、Ｆ５２、Ｆ７２、Ｆ１３、Ｆ３３、Ｆ５３、Ｆ７３の８つのフレネルレンズをマスキングする位置である。
【００６８】
従って、センサＳの設置個所の状況に応じてマスク部材Ｍの位置を調整することによって、警戒範囲を所望の状態に調整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ろう。なお、図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置はあくまでも一例に過ぎないものであり、これに限定されるものではない。
【００６９】
以上の通りであるので、この警戒範囲調整方法によれば、従来におけるように複雑な機構を用いることなく、シールを貼付する、あるいは樹脂の成型品をスライドさせるという簡単な構成によって警戒範囲の調整を行うことができ、警戒範囲の調整を行うための操作も容易である。また、マスク部材としてシールを用いるにしても、樹脂の成型品を用いるにしても、これらの厚みは１ｍｍ以下でもマスキングの効果は十分得られるので、この警戒範囲調整方法は筐体の大きさに殆ど影響しないものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による警戒範囲調整方法を適用して好適な受動型赤外線センサの実施の形態の外観を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は正面図である。
【図２】図１に示す受動型赤外線センサのブロック構成を示す図である。
【図３】図１に示す受動型赤外線センサにおいて、検知ゾーン列及び検知ゾーンを、受動型赤外線センサを中心として斜め下方向に扇状に配置するように形成した場合を示す図であり、ゾーン形成面における赤外線検知素子１２による検知ゾーン列及び検知ゾーン、及び赤外線検知素子２２による検知ゾーン列及び検知ゾーンを上から見た平面図である。
【図４】図３においてａで示す矢印の方向から見た側面図であって、Ｚ１とＺ２の２つの検知ゾーン列の検知ゾーンから対応する素子に入射する熱線の光路を示す側面図である。
【図５】注目検知ゾーンＺ２２と、検知ゾーンＺ１１から第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係、及び、注目検知ゾーンＺ２２と、検知ゾーンＺ３１から第１素子１２への光路と、人体Ｈと小動物Ｍの高さの関係を示す図である。
【図６】図３に示す検知ゾーン列及び検知ゾーンの配置において、ゾーン形成面が平滑面である場合において、外乱光によって誤報が生じる可能性が従来よりも低いことを説明するための図である。
【図７】本発明に係る受動型赤外線センサの警戒範囲調整方法の実施の形態を示す図である。
【図８】マスク部材として樹脂の成型品を用いた場合の本発明の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１…集光光学系、１２…赤外線検知素子、１３…増幅回路、１４…帯域フィルタ、１５…比較回路、１６…信号処理回路、２１…集光光学系、２２…赤外線検知素子、２３…増幅回路、２４…帯域フィルタ、２５…比較回路、２６…信号処理回路、３０…判定手段、Ｆｉｊ（ｉ，ｊは何れも自然数でｉ＝１〜８，ｊ＝１〜３）…フレネルレンズ、Ｚｉｊ（ｉ，ｊは何れも自然数でｉ＝１〜８，ｊ＝１〜３）…検知ゾーン、Ｍ…マスク部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、
ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、
第１の赤外線検知素子に対応して配置され、複数のフレネルレンズからなる第１の集光光学系と、
第２の赤外線検知素子に対応して配置され、複数のフレネルレンズからなる第２の集光光学系
を少なくとも備え、
第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンから対応する赤外線検知素子への光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されている
受動型赤外線センサにおける警戒範囲調整方法であって、
第１の集光光学系の所望のフレネルレンズ及び／または第２の集光光学系の所望のフレネルレンズを熱線を透過しないマスク部材によりマスキングする
ことを特徴とする受動型赤外線センサの警戒範囲調整方法。
【請求項１】
ツイン素子を用いた第１の赤外線検知素子と、
ツイン素子を用いた第２の赤外線検知素子と、
第１の赤外線検知素子に対応して配置され、複数のフレネルレンズからなる第１の集光光学系と、
第２の赤外線検知素子に対応して配置され、複数のフレネルレンズからなる第２の集光光学系
を少なくとも備え、
第１の赤外線検知素子及び第１の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンと、第２の赤外線検知素子及び第２の集光光学系で形成される検知ゾーン列及び検知ゾーンは、互いに重なることなく形成されると共に、検知方向に対して前後に形成された検知ゾーン列の各検知ゾーンは、互いに異なる赤外線検知素子とそれに対応した集光光学系で形成され、且つ、互いに隣接する検知ゾーン列に含まれるそれぞれの検知ゾーンは、これらの検知ゾーン列の受動型赤外線センサからの距離で見たとき、同じ距離の位置には無いように配置され、更に、これらの検知ゾーン列及び検知ゾーンは、ある一つの検知ゾーンに注目したとき、当該検知ゾーンが含まれる検知ゾーン列に隣接する検知ゾーン列の検知ゾーンであって、当該注目検知ゾーンより受動型赤外線センサから遠方にある最寄りの検知ゾーンから対応する赤外線検知素子への光路が、被検知物体が検知方向に沿って移動した場合には当該被検知物体によって横切られ、且つ小動物によっては横切られない高さにあるように配置されている
受動型赤外線センサにおける警戒範囲調整方法であって、
第１の集光光学系の所望のフレネルレンズ及び／または第２の集光光学系の所望のフレネルレンズを熱線を透過しないマスク部材によりマスキングする
ことを特徴とする受動型赤外線センサの警戒範囲調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１８７５０（Ｐ２００６−１８７５０Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９８１６９（Ｐ２００４−１９８１６９）
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（０００１０１４００）アツミ電氣株式会社 (69)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（０００１０１４００）アツミ電氣株式会社 (69)
【Ｆターム（参考）】
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