赤外線監視装置
【課題】比較的小型の遮蔽部材を用いることができるとともに、遮蔽部材の周りに遮蔽部材との干渉を避けるための過大な空きスペースを確保する必要がなく、かつ、監視方向以外からの赤外線の入射を避けることができる赤外線監視装置を提供すること。
【解決手段】赤外線監視装置Ｓにおいて、焦電センサ２に対向するフレネルレンズからなる集光レンズ部３２には３つの監視方向の各々に対応する３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃが設定され、集光レンズ部３２の近傍位置では、２つの入射領域を遮蔽可能な遮蔽部材４が配置されている。遮蔽部材４は、端部の１つの入射領域のみを開状態とする第１モードと、および連続する２つの入射領域を同時に開状態とした第２モードとを実現し、焦電センサ２での受光結果、および遮蔽部材４の位置情報に基づいて、いずれの入射領域から焦電センサ２に赤外線が入射したか否かを判定する。
【解決手段】赤外線監視装置Ｓにおいて、焦電センサ２に対向するフレネルレンズからなる集光レンズ部３２には３つの監視方向の各々に対応する３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃが設定され、集光レンズ部３２の近傍位置では、２つの入射領域を遮蔽可能な遮蔽部材４が配置されている。遮蔽部材４は、端部の１つの入射領域のみを開状態とする第１モードと、および連続する２つの入射領域を同時に開状態とした第２モードとを実現し、焦電センサ２での受光結果、および遮蔽部材４の位置情報に基づいて、いずれの入射領域から焦電センサ２に赤外線が入射したか否かを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の監視方向のうちのいずれの方向に赤外線発生源があるかを検出する赤外線監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人体や高温箇所から放射されている赤外線を検出してその位置を監視することを目的に様々な赤外線監視装置が提案されている。例えば、赤外線検出素子の周囲をドーム型の光学レンズで囲み、その周囲で、監視方向一つ分の大きさを有するスリットや開口が形成されている遮蔽板を回転させることにより、スリットや開口を監視方向の一つ一つに合わせ、赤外線が検出されたときの遮蔽板の位置情報に基づいて、赤外線発生源の位置（方向および距離）を検出する赤外線監視装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、赤外線検出素子を囲む集光レンズの前面に、監視方向一つ分の幅寸法を有する遮蔽板を配置し、監視方向の一つ一つに遮蔽板を合わせることにより、人体などの位置をある程度正確に検出する人体位置検出装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
また、特許文献２に記載の人体位置検出装置では、赤外線検出素子および集光レンズを回転させることもできるので、隣接する監視方向の境界部分からの赤外線を検出することもできる。
【特許文献１】特開平６−３３７１５４号公報
【特許文献２】特開平９−１９９６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、遮蔽板においてスリットの両側には広い遮蔽領域を設ける必要があるため、遮蔽板が大きく、遮蔽板の移動範囲を考慮すると、遮蔽板の周りには、遮蔽板との干渉を避けるための広い空きスペースを確保しなければならないという問題点がある。また、特許文献２に記載の構成では、幅の狭い遮蔽板を用いる必要があるため、監視しようとする方向以外の方向からの赤外線の入射を避けることができないという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、比較的小型の遮蔽部材を用いることができるとともに、遮蔽部材の周りに遮蔽部材との干渉を避けるための過大な空きスペースを確保する必要がなく、かつ、監視方向以外からの赤外線の入射を避けることができる赤外線監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の赤外線監視装置は、走査方向に沿って並ぶ複数の監視方向のいずれの監視方向に赤外線発生源があるかを監視する赤外線監視装置において、ｎを３以上の整数としたとき、前記複数の監視方向の数はｎ以上であり、赤外線を受光するセンサ部と、前記ｎの監視方向のうち、連続する２以上の監視方向を同時に遮蔽可能な遮蔽部材と、該遮蔽部材を前記ｎの監視方向が並ぶ方向に沿って走査して、前記複数の監視方向のうち、少なくとも一方の端部に位置する監視方向については当該１つの監視方向からのみ前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２以上の前記監視方向から前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現させる遮蔽部材走査機構と、前記第１モードおよび前記第２モードでの前記センサ部での受光結果、および前記遮蔽部材の位置情報に基づいて、前記複数の監視方向のうち、いずれの監視方向から前記センサ部に赤外線が入射したか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、連続する２以上の監視方向を遮蔽可能な遮蔽部材を駆動して、１つの監視方向からのみ前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２以上の監視方向から前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現し、第１モードおよび第２モードでのセンサ部での受光結果に基づいて、いずれの監視方向からセンサ部に赤外線が入射したか否かを判定する。従って、遮蔽部材に形成したスリットを各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく構成と違って、遮蔽部材については、スリットの両側に幅広の遮蔽部を確保する必要がない。それ故、本発明によれば、走査方向における寸法が小さくてよく、比較的小型の遮蔽部材を用いることができるとともに、遮蔽部材の周りに遮蔽部材との干渉を避けるための過大な空きスペースを確保する必要がない。また、遮蔽部材を各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく必要がないため、遮蔽部材の走査方向における寸法はある程度、大きくてよいので、監視方向以外からの赤外線の入射を避けることができる。
【０００９】
本発明において、前記判定手段は、例えば、前記複数の監視方向のうちの一つの監視方向が前記遮蔽部材によって遮蔽される前後での前記センサ部の受光結果の変化に基づいて当該一つの監視方向に赤外線発生源があるか否かを判定する。このため、連続する２以上の監視方向からセンサ部への赤外線の入射が可能な第２モードが実行される場合でも、いずれの監視方向からセンサ部に赤外線が入射したか否かを判定することができる。
【００１０】
本発明において、前記センサ部には、焦電センサが用いられていることが好ましい。焦電センサは波長依存性がないので、様々な赤外線を検出することができる。また、焦電センサは、微分応答の赤外線センサであるため、日中と夜間などといった環境温度が変化する状況であっても、赤外線発生源の存在を容易に検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記遮蔽部材は、前記走査方向に沿って連続した遮蔽板部を備え、前記遮蔽部材では、前記遮蔽板部に対して前記走査方向の両側が開放状態にあることが好ましい。このように構成すると、遮蔽部材のサイズ、および遮蔽部材の移動範囲を最小とすることができる。
【００１２】
本発明において、前記遮蔽部材は、前記ｎの監視方向のうち、連続するｎ−１の監視方向を同時に遮蔽可能である構成を採用することができる。
【００１３】
本発明において、前記遮蔽部材は、前記ｎの監視方向を全て同時に遮蔽可能である構成を採用してもよい。
【００１４】
本発明において、前記遮蔽部材走査機構は、駆動源としてのステッピングモータを備え、前記遮蔽部材に対しては、前記走査方向における一方端側での当該遮蔽部材の停止位置を規定するストッパが構成されていることが好ましい。このように構成すると、ストッパによる停止位置を原点位置とすれば、ステッピングモータでの駆動ステップ数を遮蔽部材の位置情報として見なすことができ、遮蔽部材の位置を位置センサで検出する必要がない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、連続する２以上の監視方向を遮蔽可能な遮蔽部材を駆動して、１つの監視方向からのみ前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２以上の監視方向から前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現し、第１モードおよび第２モードでのセンサ部での受光結果に基づいて、いずれの監視方向からセンサ部に赤外線が入射したか否かを判定する。従って、遮蔽部材に形成したスリットを各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく構成と違って、遮蔽部材については、スリットの両側に幅広の遮蔽部を確保する必要がない。それ故、本発明によれば、走査方向における寸法が小さくてよく、比較的小型の遮蔽部材を用いることができるとともに、遮蔽部材の周りに遮蔽部材との干渉を避けるための過大な空きスペースを確保する必要がない。また、遮蔽部材を各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく必要がないため、遮蔽部材の走査方向における寸法はある程度、大きくてよいので、監視方向以外からの赤外線の入射を避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した赤外線監視装置の一実施形態について説明する。
【００１７】
［実施形態１］
（赤外線監視装置の全体構成）
図１および図２は各々、本発明の実施の形態１に係る赤外線監視装置の受光ユニットの斜視図、および当該赤外線監視装置の構成図である。なお、以下の説明では、直交する３方向を各々、Ｘ−Ｘ′方向、Ｙ−Ｙ′方向、およびＺ−Ｚ′方向として説明する。
【００１８】
図１および図２に示すように、赤外線監視装置Ｓは、取付板１１上に焦電センサ２およびセンサカバー３を保持した受光ユニット１０を備えており、受光ユニット１０では、センサカバー３の外側に透光性の遮蔽部材４が配置されている。遮蔽部材４に対しては、後述する走査機構５が構成されており、走査機構５は、遮蔽部材４をＸ−Ｘ′方向で往復駆動することができる。また、赤外線監視装置Ｓは、焦電センサ２での受光結果、および遮蔽部材４の位置情報に基づいて、複数の監視方向のうち、いずれの監視方向から焦電センサ２に赤外線が入射したか否かを判定する信号処理部６０（判定手段）を備えた制御部６を備えている。
【００１９】
焦電センサ２は、その上面（取付板１１とは反対側の面／Ｚ−Ｚ′方向におけるＺ側）に受光面２１を備えており、この受光面２１への赤外線の入射に基づいて、後述する信号処理部６０に電気信号を出力する。本実施形態では、焦電センサ２を用いることにより、様々な波長の赤外線を検出することができ、様々な種類の赤外線発生源の存在を検出することができる。
【００２０】
センサカバー３は、取付板１１から焦電センサ２の周りを囲むように円筒状に立ち上がる周壁３１と、周壁３１の先端部でドーム型に形成された集光レンズ部３２とを備えており、集光レンズ部３２は周壁３１の開口を塞ぐように形成されている。ここで、焦電センサ２は、周壁３１の中心軸線および集光レンズ部３２の中央位置に対してＺ−Ｚ′方向で重なる位置に配置されている。
【００２１】
集光レンズ部３２は、Ｘ−Ｘ′方向に並ぶように、３つの監視方向Ａ１、Ａ２、Ａ３の各々に対応する３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃを備えており、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃはＹ−Ｙ′方向に延びた略帯状領域である。入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃの各焦点位置は、Ｚ−Ｚ′方向において焦電センサ２の受光面２１と重なる位置、あるいはその近傍に位置している。集光レンズ部３２は、同心状に複数の環状三角溝が形成されたフレネルレンズであり、それ故、集光レンズ部３２を薄型かつ軽量にすることができる。
【００２２】
本形態において、集光レンズ部３２は球面に形成されており、その曲率中心（以下、単に中心Ｐという）からみて、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、Ｘ−Ｘ′方向に等しい角度範囲γに設定されている。但し、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのＸ−Ｘ′方向の幅寸法については互いに相違している構成を採用してもよい。
【００２３】
周壁３１の外周側面の所定位置には、周壁３１の軸線方向に延びたリブ状突起からなるストッパ３３が形成されており、ストッパ３３は、その基端が取付板１１上に当接している一方、先端他端は、周壁３１のうち、集光レンズ部３２が形成されている先端部近傍まで延びている。
【００２４】
遮蔽部材４は、センサカバー３の外側に配置されており、集光レンズ部３２の近傍で所定の幅寸法（Ｘ−Ｘ′方向の寸法）をもってＹ−Ｙ′方向に延びた遮蔽板部４１と、遮蔽板部４１の両端から周壁部３１の相対向する外側を回り込んでＺ′側に延びた一対の連結板部４４とを備えている。一対の連結板部４４の先端部には、中心Ｐを通ってＹ−Ｙ′方向に延びた軸線Ｌ上に軸部４３が形成され、かかる軸部４３は、周壁３１によって回転可能に支持されている。遮蔽板部４１は、集光レンズ部３２と同心状の球面形状を有しており、遮蔽部材４において、遮蔽板部４１のＸ−Ｘ′方向（走査方向）の両側は開放状態にある。
【００２５】
このように構成した遮蔽部材４は、走査機構５に駆動されて軸部４３を通る軸線Ｌ周りに回転した際、遮蔽板部４１は、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃを開閉する。なお、走査機構５は、図１では図示を省略してあるが、例えば、焦電センサ２に対してＹ側に配置され、遮蔽部材４と機構的に接続されている。
【００２６】
ここで、遮蔽板部４１のＸ−Ｘ′方向における幅寸法は、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのうち、連続する２つのレンズ領域を同時に覆うことができる寸法である。すなわち、本形態では、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃはいずれも、Ｘ−Ｘ′方向における角度範囲が中心Ｐからみて角度γ°であるため、遮蔽板部４１のＸ−Ｘ′方向における角度範囲は、中心Ｐからみて２γ°である。
【００２７】
走査機構５は、駆動源としてのモータ５１と、モータ５１の回転出力を減速して伝達する減速機構とを備えている。また、走査機構５は、制御部６が内蔵するマイクロコンピュータ、あるいは上位の制御装置からの制御信号に基づいてモータ５１を駆動し、遮蔽部材４を軸線Ｌ周りに回転させることにより、集光レンズ部３２の外面に沿って遮蔽板部４１をＸ−Ｘ′方向に往復移動させる。
【００２８】
本形態では、モータ５１はステッピングモータであり、走査機構５は、モータ５１の駆動ステップ数を制御することにより、遮蔽部材４を、予め設定した複数の停止位置で停止させる。ここで、遮蔽部材４に対してＸ側（走査方向における一方端側／Ｘ側）には、遮蔽板部４１との当接により、遮蔽部材４の原点位置を規定するストッパ３３がセンサケース３に形成されているので、駆動ステップ数を遮蔽部材４の現在位置情報として見なすことができる。
【００２９】
制御部６は、記録装置に予め格納されている動作プログラムに基づいて赤外線監視装置Ｓ全体の制御を行い、信号処理部６０は、一定以上の赤外線が入射した場合にはＯＮ判定を行う。一方、信号処理部６０は、一定以上の赤外線が入射しなかった場合にはＯＦＦ判定を行う。また、信号処理部６０は、内蔵するマイクロコンピュータおよび内蔵する記憶装置に記憶された判定プログラムにより、上述したＯＮ−ＯＦＦ判定の結果、および遮蔽部材４の位置情報（ステッピングモータでの駆動ステップ数）に基づいて、複数の入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（監視方向Ａ１、Ａ２、Ａ３）のうち、いずれの入射領域から赤外線が入射したか否かを判定する判定手段として機能する。
【００３０】
なお、信号処理部６０においては、赤外線発生源の有無判定（あるいは赤外線の強度判定）のみを行い、上位の制御装置において、予め記録装置に格納されている判定プログラムにより、信号処理部６０での判定結果、および走査機構５からの信号に基づいて、複数の入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（監視方向）のうち、いずれの入射領域から赤外線が入射したか否かを判定してもよく、この場合、信号処理部６０および上位の制御装置が判定手段に相当する。
【００３１】
（赤外線監視装置Ｓの動作）
図３および図４は各々、本発明の実施形態１に係る赤外線監視装置の動作説明図、および当該赤外線監視装置における検出信号のパターンを示す説明図である。図５は、本発明を適用した赤外線監視装置において、遮蔽部材によって入射領域を覆う様子を模式的に示す説明図である。なお、図５において、開状態にある入射領域は白抜きの四角で示し、閉状態にある入射領域は黒塗りの四角で表してある。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本形態の赤外線監視装置Ｓを室内での人（赤外線発生源）の現在位置を検出する目的で使用する場合、部屋の天井の隅や内壁の天井付近に、集光レンズ部３２を下向きあるいは斜め下向きに配置する。このように赤外線監視装置Ｓを設置すると、赤外線監視装置Ｓから遠距離に人がいた場合、最も上方に位置する入射領域３２ａ（監視方向Ａ１）から焦電センサ２に赤外線が入射する（図３（ｃ）参照）。また、赤外線監視装置Ｓから近距離に人がいた場合、下方に位置する入射領域３２ｃ（監視方向Ａ３）から焦電センサ２に赤外線が入射する（図３（ｂ）参照）。また、赤外線監視装置Ｓから中間距離に人がいた場合、中間に位置する入射領域３２ｂ（監視方向Ａ２）から焦電センサ２に赤外線が入射する（図３（ａ）参照）。
【００３３】
このような赤外線検出を行なう際、遮蔽部材４は、軸線Ｌを回転中心軸線として回転することにより、図３（ａ）に示すように、集光レンズ部３２の入射領域３２ａを閉状態とし、入射領域３２ｂ、３２ｃを開状態とする位置Ｂ１と、図３（ｂ）に示すように、入射領域３２ａ、３２ｂを閉状態とし、入射領域３２ｃを開状態とする位置Ｂ２と、図３（ｃ）に示すように、入射領域３２ｂ、３２ｃを閉状態とし、入射領域３２ａを開状態とする位置Ｂ３の３箇所に停止する。かかる３箇所は、中心Ｐからみて角度γ°ずつずれた位置である。かかる走査が行なわれた後、遮蔽部材４は、位置Ｂ３、位置Ｂ２、位置Ｂ１に戻る動作が行なわれ、以降、かかる動作が繰り返される。また、遮蔽部材４は、位置Ｂ１まで戻った後、位置Ｂ２、位置Ｂ３に移動するような動作が繰り返されることもある。このような動作は、図５（ａ）に模式的に表され、遮蔽部材４は、入射領域１つ分ずつ移動していく。
【００３４】
このようにして、本形態では、両端の入射領域３２ａ、３２ｃについては１つの入射領域からのみ焦電センサ２への赤外線の入射を可能とする第１モード（図３（ｂ）、（ｃ）に示すモード）と、連続する２つの入射領域（入射領域３２ｂ、３２ｃ）から焦電センサ２への赤外線の入射を可能とする第２モード（図３（ａ）に示すモード）とを実現する。また、第１モードおよび第２モードでの焦電センサ２での受光結果、および遮蔽部材４の位置情報に基づいて入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのうち、いずれの入射領域から焦電センサ２に赤外線が入射したか否かを判定する。すなわち、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのうち、一つの監視方向が遮蔽部材４によって遮蔽される前後での焦電センサ２の受光結果に変化に基づいて、この一つの監視方向に赤外線発生源があるかを判定する。
【００３５】
例えば、図４（ａ）に示すように、遮蔽部材４が位置Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ２→Ｂ１・・の順で移動した際、信号処理部６０は、位置Ｂ１でＯＮ、位置Ｂ２でＯＦＦの場合、中距離の位置に人がいると判定することができる。また、図４（ｂ）に示すように、遮蔽部材４が位置Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ２→Ｂ１・・の順で移動した際、位置Ｂ１、Ｂ２でＯＮ、位置Ｂ３でＯＦＦの場合、近距離の位置に人がいると判定することができる。さらに、図４（ｃ）に示すように、遮蔽部材４が位置Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ２→Ｂ１・・の順で移動した際、位置Ｂ１、Ｂ２でＯＦＦ、位置Ｂ３でＯＮの場合、遠距離の位置に人がいると判定することができる。
【００３６】
（本実施形態の主な効果）
このように本実施形態では、３つの監視方向Ａ１、Ａ２、Ａ３（３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）を有する赤外線監視装置Ｓにおいて、遮蔽部材４は、連続する２つの入射領域を遮蔽可能であり、１つの監視方向からのみ焦電センサ２への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２つの監視方向から焦電センサ２への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現し、第１モードおよび第２モードでの焦電センサ２での受光結果に基づいて、いずれの監視方向から焦電センサ２に赤外線が入射したか否かを判定する。従って、遮蔽部材に形成したスリットを各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく構成と違って、遮蔽部材４については、スリットの両側に幅広の遮光部を確保する必要がない。それ故、本形態によれば、走査方向（Ｘ−Ｘ′方向）における遮蔽板部４１の幅寸法が小さくてよく、比較的小型の遮蔽部材４を用いることができるとともに、遮蔽部材４の周りに遮蔽部材４との干渉を避けるための過大な空きスペースを確保する必要がない。
【００３７】
また、遮蔽部材を各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく必要がないため、遮蔽部材４の走査方向における寸法はある程度、大きくてよいので、監視方向以外からの赤外線の入射を避けることができる。
【００３８】
また、遮蔽部材４としては、走査方向に沿って連続した遮蔽板部４１を備え、遮蔽板部４１に対して走査方向の両側が開放状態にあるものを用いることができるので、遮蔽部材４のサイズ、および遮蔽部材４の移動範囲Ｄ（図５（ａ）参照）を最小とすることができる。それ故、遮蔽部材４については、取付板１１に対してＺ側のみで移動させればよく、遮蔽部材４の端部を取付板１１の背面側（Ｚ′側）まで回りこませる必要がない。
【００３９】
［実施形態２］
上記実施形態１では、遮蔽部材４が２つの監視方向に対応する入射領域を同時に覆うことのできる大きさであった。すなわち、実施形態１では、入射領域の数をｎ（３以上の正の整数）とした場合、遮蔽部材４については、ｎ−１の入射領域を覆うことのできる大きさであったが、本実施形態では、入射領域の数をｎ（３以上の正の整数）とした場合、遮蔽部材４については、ｎの入射領域を覆うことのできる大きさである。例えば、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃを同時に全て覆うことができる大きさの遮蔽部材４を用いる。かかる遮蔽部材４を用いた場合、遮蔽部材４が位置Ｂ１１にある場合、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃの全てが開状態にあり、遮蔽部材４が位置Ｂ１２にある場合、１つの入射領域３２ａのみが閉状態で、入射領域３２ｂ、３２ｃが開状態にあり（第２モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ１３にある場合、２つの入射領域３２ａ、３２ｂが閉状態で、入射領域３２ｃのみが開状態にあり（第１モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ１４にある場合、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃの全てが閉状態にある。
【００４０】
このような構成の場合、例えば、遮蔽部材４の移動に伴って、信号処理部６０の判定がＯＮからＯＦＦに切り換わった際、開から閉に切り替えられた入射領域から赤外線が入射していたと判定することができる。
【００４１】
［実施形態３］
上記実施形態１、２では、入射領域が３つであったが、図５（ｃ）に示すように、入射領域が４つで、遮蔽部材４が３つの入射領域を同時に覆うことのできる大きさであってもよい。また、第２モードでは、遮蔽部材４が２つの入射領域を同時に開とした状態、および３つの入射領域を同時に開とした状態を含む。かかる構成を採用した場合、遮蔽部材４が位置Ｂ２１にある場合、１つの入射領域３２ａのみが閉状態で、３つの入射領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが開状態にあり（第２モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ２２にある場合、２つの入射領域３２ａ、３２ｂが閉状態で、入射領域３２ｃ、３２ｄが開状態にあり（第２モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ２３にある場合、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃが閉状態で、１つの入射領域３２ｄのみが開状態にあり（第１モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ２４にある場合、３つの入射領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが閉状態で、１つの入射領域３２ａのみが開状態にある（第１モード）。
【００４２】
このような構成の場合、例えば、遮蔽部材４の移動に伴って、信号処理部６０の判定がＯＮからＯＦＦに切り換わった際、入射領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄのいずれから赤外線が入射しているかを判定することができる。また、遮蔽部材４が位置Ｂ２４にあるときにＯＮで、遮蔽部材４が位置Ｂ２１にあるときにＯＦＦであれば、入射領域３２ａから赤外線が入射していると判定することができる。
【００４３】
［実施形態４］
なお、遮蔽部材４の移動パターンについては、上記形態で説明した構成に限定されない。例えば、実施形態３と同様、入射領域が３つで、遮蔽部材４が３つの入射領域を同時に覆うことのできる大きさである場合、遮蔽部材を図５（ｄ）に示す位置Ｂ３１〜位置Ｂ３４の範囲で移動させる。この場合、遮蔽部材４が位置Ｂ３１にある場合、２つの入射領域３２ａ、３２ｂが閉状態で、２つの入射領域３２ｃ、３２ｄが開状態にあり（第２モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ３２にある場合、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃが閉状態で、１つの入射領域３２ｄのみが開状態にあり（第１モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ３３にある場合、３つの入射領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが閉状態で、１つの入射領域３２ａのみが開状態にあり（第１モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ３４にある場合、２つの入射領域３２ｃ、３２ｄが閉状態で、２つの入射領域３２ａ、３２ｂが開状態にある（第２モード）。
【００４４】
このような構成の場合、例えば、遮蔽部材４の移動に伴って、信号処理部６０の判定がＯＮからＯＦＦに切り換わった際、入射領域３２ｃ、３２ｄのいずれから赤外線が入射しているかを判定することができる。また、遮蔽部材４が位置Ｂ３４にあるときにＯＮで、遮蔽部材４が位置Ｂ３３にあるときにＯＦＦであれば、入射領域３２ｂから赤外線が入射していると判定することができる。また、遮蔽部材４が位置Ｂ３２にあるときにＯＦＦで、遮蔽部材４が位置Ｂ３３にあるときにＯＮであれば、入射領域３２ａから赤外線が入射していると判定することができる。
【００４５】
このように構成すると、図５（ｃ）に示す形態と比較して、遮蔽部材４の移動範囲Ｄの長さをそのままにして、移動範囲Ｄをずらすことができる。それ故、遮蔽部材４が周りに不要に干渉することを防止することができる。
【００４６】
［さらに別の形態］
上記各形態では、集光レンズ部３２に球状のフレネルレンズを用いたが、平板状のフレネルレンズ、あるいはその他のレンズを用いてもよく、監視距離が短い場合には、レンズ部を省略してもよい。また、遮蔽部材４の駆動に関しては、回転駆動を採用したが、直線駆動を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る赤外線監視装置の受光ユニットの斜視図である。
【図２】図１に示す赤外線監視装置の構成図である。
【図３】図１に示す赤外線監視装置の動作説明図である。
【図４】図１に示す赤外線監視装置における検出信号のパターンを示す説明図である。
【図５】本発明を適用した赤外線監視装置において、遮蔽部材によって入射領域を覆う様子を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
２ 焦電センサ（センサ部）
３ センサカバー
４ 遮蔽部材
５ 走査機構
６ 制御部
２１ 受光面
３２ 集光レンズ部
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 入射領域
３３ ストッパ
５１ モータ（ステッピングモータ）
６０ 信号処理部
Ａ１、Ａ２、Ａ３・・監視方向
Ｓ 赤外線監視装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の監視方向のうちのいずれの方向に赤外線発生源があるかを検出する赤外線監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人体や高温箇所から放射されている赤外線を検出してその位置を監視することを目的に様々な赤外線監視装置が提案されている。例えば、赤外線検出素子の周囲をドーム型の光学レンズで囲み、その周囲で、監視方向一つ分の大きさを有するスリットや開口が形成されている遮蔽板を回転させることにより、スリットや開口を監視方向の一つ一つに合わせ、赤外線が検出されたときの遮蔽板の位置情報に基づいて、赤外線発生源の位置（方向および距離）を検出する赤外線監視装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、赤外線検出素子を囲む集光レンズの前面に、監視方向一つ分の幅寸法を有する遮蔽板を配置し、監視方向の一つ一つに遮蔽板を合わせることにより、人体などの位置をある程度正確に検出する人体位置検出装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
また、特許文献２に記載の人体位置検出装置では、赤外線検出素子および集光レンズを回転させることもできるので、隣接する監視方向の境界部分からの赤外線を検出することもできる。
【特許文献１】特開平６−３３７１５４号公報
【特許文献２】特開平９−１９９６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、遮蔽板においてスリットの両側には広い遮蔽領域を設ける必要があるため、遮蔽板が大きく、遮蔽板の移動範囲を考慮すると、遮蔽板の周りには、遮蔽板との干渉を避けるための広い空きスペースを確保しなければならないという問題点がある。また、特許文献２に記載の構成では、幅の狭い遮蔽板を用いる必要があるため、監視しようとする方向以外の方向からの赤外線の入射を避けることができないという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、比較的小型の遮蔽部材を用いることができるとともに、遮蔽部材の周りに遮蔽部材との干渉を避けるための過大な空きスペースを確保する必要がなく、かつ、監視方向以外からの赤外線の入射を避けることができる赤外線監視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の赤外線監視装置は、走査方向に沿って並ぶ複数の監視方向のいずれの監視方向に赤外線発生源があるかを監視する赤外線監視装置において、ｎを３以上の整数としたとき、前記複数の監視方向の数はｎ以上であり、赤外線を受光するセンサ部と、前記ｎの監視方向のうち、連続する２以上の監視方向を同時に遮蔽可能な遮蔽部材と、該遮蔽部材を前記ｎの監視方向が並ぶ方向に沿って走査して、前記複数の監視方向のうち、少なくとも一方の端部に位置する監視方向については当該１つの監視方向からのみ前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２以上の前記監視方向から前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現させる遮蔽部材走査機構と、前記第１モードおよび前記第２モードでの前記センサ部での受光結果、および前記遮蔽部材の位置情報に基づいて、前記複数の監視方向のうち、いずれの監視方向から前記センサ部に赤外線が入射したか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、連続する２以上の監視方向を遮蔽可能な遮蔽部材を駆動して、１つの監視方向からのみ前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２以上の監視方向から前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現し、第１モードおよび第２モードでのセンサ部での受光結果に基づいて、いずれの監視方向からセンサ部に赤外線が入射したか否かを判定する。従って、遮蔽部材に形成したスリットを各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく構成と違って、遮蔽部材については、スリットの両側に幅広の遮蔽部を確保する必要がない。それ故、本発明によれば、走査方向における寸法が小さくてよく、比較的小型の遮蔽部材を用いることができるとともに、遮蔽部材の周りに遮蔽部材との干渉を避けるための過大な空きスペースを確保する必要がない。また、遮蔽部材を各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく必要がないため、遮蔽部材の走査方向における寸法はある程度、大きくてよいので、監視方向以外からの赤外線の入射を避けることができる。
【０００９】
本発明において、前記判定手段は、例えば、前記複数の監視方向のうちの一つの監視方向が前記遮蔽部材によって遮蔽される前後での前記センサ部の受光結果の変化に基づいて当該一つの監視方向に赤外線発生源があるか否かを判定する。このため、連続する２以上の監視方向からセンサ部への赤外線の入射が可能な第２モードが実行される場合でも、いずれの監視方向からセンサ部に赤外線が入射したか否かを判定することができる。
【００１０】
本発明において、前記センサ部には、焦電センサが用いられていることが好ましい。焦電センサは波長依存性がないので、様々な赤外線を検出することができる。また、焦電センサは、微分応答の赤外線センサであるため、日中と夜間などといった環境温度が変化する状況であっても、赤外線発生源の存在を容易に検出することができる。
【００１１】
本発明において、前記遮蔽部材は、前記走査方向に沿って連続した遮蔽板部を備え、前記遮蔽部材では、前記遮蔽板部に対して前記走査方向の両側が開放状態にあることが好ましい。このように構成すると、遮蔽部材のサイズ、および遮蔽部材の移動範囲を最小とすることができる。
【００１２】
本発明において、前記遮蔽部材は、前記ｎの監視方向のうち、連続するｎ−１の監視方向を同時に遮蔽可能である構成を採用することができる。
【００１３】
本発明において、前記遮蔽部材は、前記ｎの監視方向を全て同時に遮蔽可能である構成を採用してもよい。
【００１４】
本発明において、前記遮蔽部材走査機構は、駆動源としてのステッピングモータを備え、前記遮蔽部材に対しては、前記走査方向における一方端側での当該遮蔽部材の停止位置を規定するストッパが構成されていることが好ましい。このように構成すると、ストッパによる停止位置を原点位置とすれば、ステッピングモータでの駆動ステップ数を遮蔽部材の位置情報として見なすことができ、遮蔽部材の位置を位置センサで検出する必要がない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、連続する２以上の監視方向を遮蔽可能な遮蔽部材を駆動して、１つの監視方向からのみ前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２以上の監視方向から前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現し、第１モードおよび第２モードでのセンサ部での受光結果に基づいて、いずれの監視方向からセンサ部に赤外線が入射したか否かを判定する。従って、遮蔽部材に形成したスリットを各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく構成と違って、遮蔽部材については、スリットの両側に幅広の遮蔽部を確保する必要がない。それ故、本発明によれば、走査方向における寸法が小さくてよく、比較的小型の遮蔽部材を用いることができるとともに、遮蔽部材の周りに遮蔽部材との干渉を避けるための過大な空きスペースを確保する必要がない。また、遮蔽部材を各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく必要がないため、遮蔽部材の走査方向における寸法はある程度、大きくてよいので、監視方向以外からの赤外線の入射を避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した赤外線監視装置の一実施形態について説明する。
【００１７】
［実施形態１］
（赤外線監視装置の全体構成）
図１および図２は各々、本発明の実施の形態１に係る赤外線監視装置の受光ユニットの斜視図、および当該赤外線監視装置の構成図である。なお、以下の説明では、直交する３方向を各々、Ｘ−Ｘ′方向、Ｙ−Ｙ′方向、およびＺ−Ｚ′方向として説明する。
【００１８】
図１および図２に示すように、赤外線監視装置Ｓは、取付板１１上に焦電センサ２およびセンサカバー３を保持した受光ユニット１０を備えており、受光ユニット１０では、センサカバー３の外側に透光性の遮蔽部材４が配置されている。遮蔽部材４に対しては、後述する走査機構５が構成されており、走査機構５は、遮蔽部材４をＸ−Ｘ′方向で往復駆動することができる。また、赤外線監視装置Ｓは、焦電センサ２での受光結果、および遮蔽部材４の位置情報に基づいて、複数の監視方向のうち、いずれの監視方向から焦電センサ２に赤外線が入射したか否かを判定する信号処理部６０（判定手段）を備えた制御部６を備えている。
【００１９】
焦電センサ２は、その上面（取付板１１とは反対側の面／Ｚ−Ｚ′方向におけるＺ側）に受光面２１を備えており、この受光面２１への赤外線の入射に基づいて、後述する信号処理部６０に電気信号を出力する。本実施形態では、焦電センサ２を用いることにより、様々な波長の赤外線を検出することができ、様々な種類の赤外線発生源の存在を検出することができる。
【００２０】
センサカバー３は、取付板１１から焦電センサ２の周りを囲むように円筒状に立ち上がる周壁３１と、周壁３１の先端部でドーム型に形成された集光レンズ部３２とを備えており、集光レンズ部３２は周壁３１の開口を塞ぐように形成されている。ここで、焦電センサ２は、周壁３１の中心軸線および集光レンズ部３２の中央位置に対してＺ−Ｚ′方向で重なる位置に配置されている。
【００２１】
集光レンズ部３２は、Ｘ−Ｘ′方向に並ぶように、３つの監視方向Ａ１、Ａ２、Ａ３の各々に対応する３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃを備えており、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃはＹ−Ｙ′方向に延びた略帯状領域である。入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃの各焦点位置は、Ｚ−Ｚ′方向において焦電センサ２の受光面２１と重なる位置、あるいはその近傍に位置している。集光レンズ部３２は、同心状に複数の環状三角溝が形成されたフレネルレンズであり、それ故、集光レンズ部３２を薄型かつ軽量にすることができる。
【００２２】
本形態において、集光レンズ部３２は球面に形成されており、その曲率中心（以下、単に中心Ｐという）からみて、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、Ｘ−Ｘ′方向に等しい角度範囲γに設定されている。但し、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのＸ−Ｘ′方向の幅寸法については互いに相違している構成を採用してもよい。
【００２３】
周壁３１の外周側面の所定位置には、周壁３１の軸線方向に延びたリブ状突起からなるストッパ３３が形成されており、ストッパ３３は、その基端が取付板１１上に当接している一方、先端他端は、周壁３１のうち、集光レンズ部３２が形成されている先端部近傍まで延びている。
【００２４】
遮蔽部材４は、センサカバー３の外側に配置されており、集光レンズ部３２の近傍で所定の幅寸法（Ｘ−Ｘ′方向の寸法）をもってＹ−Ｙ′方向に延びた遮蔽板部４１と、遮蔽板部４１の両端から周壁部３１の相対向する外側を回り込んでＺ′側に延びた一対の連結板部４４とを備えている。一対の連結板部４４の先端部には、中心Ｐを通ってＹ−Ｙ′方向に延びた軸線Ｌ上に軸部４３が形成され、かかる軸部４３は、周壁３１によって回転可能に支持されている。遮蔽板部４１は、集光レンズ部３２と同心状の球面形状を有しており、遮蔽部材４において、遮蔽板部４１のＸ−Ｘ′方向（走査方向）の両側は開放状態にある。
【００２５】
このように構成した遮蔽部材４は、走査機構５に駆動されて軸部４３を通る軸線Ｌ周りに回転した際、遮蔽板部４１は、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃを開閉する。なお、走査機構５は、図１では図示を省略してあるが、例えば、焦電センサ２に対してＹ側に配置され、遮蔽部材４と機構的に接続されている。
【００２６】
ここで、遮蔽板部４１のＸ−Ｘ′方向における幅寸法は、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのうち、連続する２つのレンズ領域を同時に覆うことができる寸法である。すなわち、本形態では、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃはいずれも、Ｘ−Ｘ′方向における角度範囲が中心Ｐからみて角度γ°であるため、遮蔽板部４１のＸ−Ｘ′方向における角度範囲は、中心Ｐからみて２γ°である。
【００２７】
走査機構５は、駆動源としてのモータ５１と、モータ５１の回転出力を減速して伝達する減速機構とを備えている。また、走査機構５は、制御部６が内蔵するマイクロコンピュータ、あるいは上位の制御装置からの制御信号に基づいてモータ５１を駆動し、遮蔽部材４を軸線Ｌ周りに回転させることにより、集光レンズ部３２の外面に沿って遮蔽板部４１をＸ−Ｘ′方向に往復移動させる。
【００２８】
本形態では、モータ５１はステッピングモータであり、走査機構５は、モータ５１の駆動ステップ数を制御することにより、遮蔽部材４を、予め設定した複数の停止位置で停止させる。ここで、遮蔽部材４に対してＸ側（走査方向における一方端側／Ｘ側）には、遮蔽板部４１との当接により、遮蔽部材４の原点位置を規定するストッパ３３がセンサケース３に形成されているので、駆動ステップ数を遮蔽部材４の現在位置情報として見なすことができる。
【００２９】
制御部６は、記録装置に予め格納されている動作プログラムに基づいて赤外線監視装置Ｓ全体の制御を行い、信号処理部６０は、一定以上の赤外線が入射した場合にはＯＮ判定を行う。一方、信号処理部６０は、一定以上の赤外線が入射しなかった場合にはＯＦＦ判定を行う。また、信号処理部６０は、内蔵するマイクロコンピュータおよび内蔵する記憶装置に記憶された判定プログラムにより、上述したＯＮ−ＯＦＦ判定の結果、および遮蔽部材４の位置情報（ステッピングモータでの駆動ステップ数）に基づいて、複数の入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（監視方向Ａ１、Ａ２、Ａ３）のうち、いずれの入射領域から赤外線が入射したか否かを判定する判定手段として機能する。
【００３０】
なお、信号処理部６０においては、赤外線発生源の有無判定（あるいは赤外線の強度判定）のみを行い、上位の制御装置において、予め記録装置に格納されている判定プログラムにより、信号処理部６０での判定結果、および走査機構５からの信号に基づいて、複数の入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（監視方向）のうち、いずれの入射領域から赤外線が入射したか否かを判定してもよく、この場合、信号処理部６０および上位の制御装置が判定手段に相当する。
【００３１】
（赤外線監視装置Ｓの動作）
図３および図４は各々、本発明の実施形態１に係る赤外線監視装置の動作説明図、および当該赤外線監視装置における検出信号のパターンを示す説明図である。図５は、本発明を適用した赤外線監視装置において、遮蔽部材によって入射領域を覆う様子を模式的に示す説明図である。なお、図５において、開状態にある入射領域は白抜きの四角で示し、閉状態にある入射領域は黒塗りの四角で表してある。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本形態の赤外線監視装置Ｓを室内での人（赤外線発生源）の現在位置を検出する目的で使用する場合、部屋の天井の隅や内壁の天井付近に、集光レンズ部３２を下向きあるいは斜め下向きに配置する。このように赤外線監視装置Ｓを設置すると、赤外線監視装置Ｓから遠距離に人がいた場合、最も上方に位置する入射領域３２ａ（監視方向Ａ１）から焦電センサ２に赤外線が入射する（図３（ｃ）参照）。また、赤外線監視装置Ｓから近距離に人がいた場合、下方に位置する入射領域３２ｃ（監視方向Ａ３）から焦電センサ２に赤外線が入射する（図３（ｂ）参照）。また、赤外線監視装置Ｓから中間距離に人がいた場合、中間に位置する入射領域３２ｂ（監視方向Ａ２）から焦電センサ２に赤外線が入射する（図３（ａ）参照）。
【００３３】
このような赤外線検出を行なう際、遮蔽部材４は、軸線Ｌを回転中心軸線として回転することにより、図３（ａ）に示すように、集光レンズ部３２の入射領域３２ａを閉状態とし、入射領域３２ｂ、３２ｃを開状態とする位置Ｂ１と、図３（ｂ）に示すように、入射領域３２ａ、３２ｂを閉状態とし、入射領域３２ｃを開状態とする位置Ｂ２と、図３（ｃ）に示すように、入射領域３２ｂ、３２ｃを閉状態とし、入射領域３２ａを開状態とする位置Ｂ３の３箇所に停止する。かかる３箇所は、中心Ｐからみて角度γ°ずつずれた位置である。かかる走査が行なわれた後、遮蔽部材４は、位置Ｂ３、位置Ｂ２、位置Ｂ１に戻る動作が行なわれ、以降、かかる動作が繰り返される。また、遮蔽部材４は、位置Ｂ１まで戻った後、位置Ｂ２、位置Ｂ３に移動するような動作が繰り返されることもある。このような動作は、図５（ａ）に模式的に表され、遮蔽部材４は、入射領域１つ分ずつ移動していく。
【００３４】
このようにして、本形態では、両端の入射領域３２ａ、３２ｃについては１つの入射領域からのみ焦電センサ２への赤外線の入射を可能とする第１モード（図３（ｂ）、（ｃ）に示すモード）と、連続する２つの入射領域（入射領域３２ｂ、３２ｃ）から焦電センサ２への赤外線の入射を可能とする第２モード（図３（ａ）に示すモード）とを実現する。また、第１モードおよび第２モードでの焦電センサ２での受光結果、および遮蔽部材４の位置情報に基づいて入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのうち、いずれの入射領域から焦電センサ２に赤外線が入射したか否かを判定する。すなわち、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃのうち、一つの監視方向が遮蔽部材４によって遮蔽される前後での焦電センサ２の受光結果に変化に基づいて、この一つの監視方向に赤外線発生源があるかを判定する。
【００３５】
例えば、図４（ａ）に示すように、遮蔽部材４が位置Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ２→Ｂ１・・の順で移動した際、信号処理部６０は、位置Ｂ１でＯＮ、位置Ｂ２でＯＦＦの場合、中距離の位置に人がいると判定することができる。また、図４（ｂ）に示すように、遮蔽部材４が位置Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ２→Ｂ１・・の順で移動した際、位置Ｂ１、Ｂ２でＯＮ、位置Ｂ３でＯＦＦの場合、近距離の位置に人がいると判定することができる。さらに、図４（ｃ）に示すように、遮蔽部材４が位置Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ２→Ｂ１・・の順で移動した際、位置Ｂ１、Ｂ２でＯＦＦ、位置Ｂ３でＯＮの場合、遠距離の位置に人がいると判定することができる。
【００３６】
（本実施形態の主な効果）
このように本実施形態では、３つの監視方向Ａ１、Ａ２、Ａ３（３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）を有する赤外線監視装置Ｓにおいて、遮蔽部材４は、連続する２つの入射領域を遮蔽可能であり、１つの監視方向からのみ焦電センサ２への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２つの監視方向から焦電センサ２への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現し、第１モードおよび第２モードでの焦電センサ２での受光結果に基づいて、いずれの監視方向から焦電センサ２に赤外線が入射したか否かを判定する。従って、遮蔽部材に形成したスリットを各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく構成と違って、遮蔽部材４については、スリットの両側に幅広の遮光部を確保する必要がない。それ故、本形態によれば、走査方向（Ｘ−Ｘ′方向）における遮蔽板部４１の幅寸法が小さくてよく、比較的小型の遮蔽部材４を用いることができるとともに、遮蔽部材４の周りに遮蔽部材４との干渉を避けるための過大な空きスペースを確保する必要がない。
【００３７】
また、遮蔽部材を各監視方向の一つ一つに順次、重なるよう遮蔽部材を駆動していく必要がないため、遮蔽部材４の走査方向における寸法はある程度、大きくてよいので、監視方向以外からの赤外線の入射を避けることができる。
【００３８】
また、遮蔽部材４としては、走査方向に沿って連続した遮蔽板部４１を備え、遮蔽板部４１に対して走査方向の両側が開放状態にあるものを用いることができるので、遮蔽部材４のサイズ、および遮蔽部材４の移動範囲Ｄ（図５（ａ）参照）を最小とすることができる。それ故、遮蔽部材４については、取付板１１に対してＺ側のみで移動させればよく、遮蔽部材４の端部を取付板１１の背面側（Ｚ′側）まで回りこませる必要がない。
【００３９】
［実施形態２］
上記実施形態１では、遮蔽部材４が２つの監視方向に対応する入射領域を同時に覆うことのできる大きさであった。すなわち、実施形態１では、入射領域の数をｎ（３以上の正の整数）とした場合、遮蔽部材４については、ｎ−１の入射領域を覆うことのできる大きさであったが、本実施形態では、入射領域の数をｎ（３以上の正の整数）とした場合、遮蔽部材４については、ｎの入射領域を覆うことのできる大きさである。例えば、本実施形態では、図５（ｂ）に示すように、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃを同時に全て覆うことができる大きさの遮蔽部材４を用いる。かかる遮蔽部材４を用いた場合、遮蔽部材４が位置Ｂ１１にある場合、入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃの全てが開状態にあり、遮蔽部材４が位置Ｂ１２にある場合、１つの入射領域３２ａのみが閉状態で、入射領域３２ｂ、３２ｃが開状態にあり（第２モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ１３にある場合、２つの入射領域３２ａ、３２ｂが閉状態で、入射領域３２ｃのみが開状態にあり（第１モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ１４にある場合、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃの全てが閉状態にある。
【００４０】
このような構成の場合、例えば、遮蔽部材４の移動に伴って、信号処理部６０の判定がＯＮからＯＦＦに切り換わった際、開から閉に切り替えられた入射領域から赤外線が入射していたと判定することができる。
【００４１】
［実施形態３］
上記実施形態１、２では、入射領域が３つであったが、図５（ｃ）に示すように、入射領域が４つで、遮蔽部材４が３つの入射領域を同時に覆うことのできる大きさであってもよい。また、第２モードでは、遮蔽部材４が２つの入射領域を同時に開とした状態、および３つの入射領域を同時に開とした状態を含む。かかる構成を採用した場合、遮蔽部材４が位置Ｂ２１にある場合、１つの入射領域３２ａのみが閉状態で、３つの入射領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが開状態にあり（第２モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ２２にある場合、２つの入射領域３２ａ、３２ｂが閉状態で、入射領域３２ｃ、３２ｄが開状態にあり（第２モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ２３にある場合、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃが閉状態で、１つの入射領域３２ｄのみが開状態にあり（第１モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ２４にある場合、３つの入射領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが閉状態で、１つの入射領域３２ａのみが開状態にある（第１モード）。
【００４２】
このような構成の場合、例えば、遮蔽部材４の移動に伴って、信号処理部６０の判定がＯＮからＯＦＦに切り換わった際、入射領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄのいずれから赤外線が入射しているかを判定することができる。また、遮蔽部材４が位置Ｂ２４にあるときにＯＮで、遮蔽部材４が位置Ｂ２１にあるときにＯＦＦであれば、入射領域３２ａから赤外線が入射していると判定することができる。
【００４３】
［実施形態４］
なお、遮蔽部材４の移動パターンについては、上記形態で説明した構成に限定されない。例えば、実施形態３と同様、入射領域が３つで、遮蔽部材４が３つの入射領域を同時に覆うことのできる大きさである場合、遮蔽部材を図５（ｄ）に示す位置Ｂ３１〜位置Ｂ３４の範囲で移動させる。この場合、遮蔽部材４が位置Ｂ３１にある場合、２つの入射領域３２ａ、３２ｂが閉状態で、２つの入射領域３２ｃ、３２ｄが開状態にあり（第２モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ３２にある場合、３つの入射領域３２ａ、３２ｂ、３２ｃが閉状態で、１つの入射領域３２ｄのみが開状態にあり（第１モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ３３にある場合、３つの入射領域３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが閉状態で、１つの入射領域３２ａのみが開状態にあり（第１モード）、遮蔽部材４が位置Ｂ３４にある場合、２つの入射領域３２ｃ、３２ｄが閉状態で、２つの入射領域３２ａ、３２ｂが開状態にある（第２モード）。
【００４４】
このような構成の場合、例えば、遮蔽部材４の移動に伴って、信号処理部６０の判定がＯＮからＯＦＦに切り換わった際、入射領域３２ｃ、３２ｄのいずれから赤外線が入射しているかを判定することができる。また、遮蔽部材４が位置Ｂ３４にあるときにＯＮで、遮蔽部材４が位置Ｂ３３にあるときにＯＦＦであれば、入射領域３２ｂから赤外線が入射していると判定することができる。また、遮蔽部材４が位置Ｂ３２にあるときにＯＦＦで、遮蔽部材４が位置Ｂ３３にあるときにＯＮであれば、入射領域３２ａから赤外線が入射していると判定することができる。
【００４５】
このように構成すると、図５（ｃ）に示す形態と比較して、遮蔽部材４の移動範囲Ｄの長さをそのままにして、移動範囲Ｄをずらすことができる。それ故、遮蔽部材４が周りに不要に干渉することを防止することができる。
【００４６】
［さらに別の形態］
上記各形態では、集光レンズ部３２に球状のフレネルレンズを用いたが、平板状のフレネルレンズ、あるいはその他のレンズを用いてもよく、監視距離が短い場合には、レンズ部を省略してもよい。また、遮蔽部材４の駆動に関しては、回転駆動を採用したが、直線駆動を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る赤外線監視装置の受光ユニットの斜視図である。
【図２】図１に示す赤外線監視装置の構成図である。
【図３】図１に示す赤外線監視装置の動作説明図である。
【図４】図１に示す赤外線監視装置における検出信号のパターンを示す説明図である。
【図５】本発明を適用した赤外線監視装置において、遮蔽部材によって入射領域を覆う様子を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
２ 焦電センサ（センサ部）
３ センサカバー
４ 遮蔽部材
５ 走査機構
６ 制御部
２１ 受光面
３２ 集光レンズ部
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ 入射領域
３３ ストッパ
５１ モータ（ステッピングモータ）
６０ 信号処理部
Ａ１、Ａ２、Ａ３・・監視方向
Ｓ 赤外線監視装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査方向に沿って並ぶ複数の監視方向のいずれの監視方向に赤外線発生源があるかを監視する赤外線監視装置において、
ｎを３以上の整数としたとき、
前記複数の監視方向の数はｎ以上であり、
赤外線を受光するセンサ部と、前記ｎの監視方向のうち、連続する２以上の監視方向を同時に遮蔽可能な遮蔽部材と、該遮蔽部材を前記ｎの監視方向が並ぶ方向に沿って走査して、前記複数の監視方向のうち、少なくとも一方の端部に位置する監視方向については当該１つの監視方向からのみ前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２以上の前記監視方向から前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現させる遮蔽部材走査機構と、前記第１モードおよび前記第２モードでの前記センサ部の受光結果、および前記遮蔽部材の位置情報に基づいて、前記複数の監視方向のうち、いずれの監視方向から前記センサ部に赤外線が入射したか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする赤外線監視装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記複数の監視方向のうちの一つの監視方向が前記遮蔽部材によって遮蔽される前後での前記センサ部の受光結果の変化に基づいて当該一つの監視方向に赤外線発生源があるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の赤外線監視装置。
【請求項３】
前記センサ部には、焦電センサが用いられていることを特徴とする請求項１または２に記載の赤外線監視装置。
【請求項４】
前記遮蔽部材は、前記走査方向に沿って連続した遮蔽板部を備え、
前記遮蔽部材では、前記遮蔽板部に対して前記走査方向の両側が開放状態にあることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の赤外線監視装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材は、前記ｎの監視方向のうち、連続するｎ−１の監視方向を遮蔽可能であることを特徴とする請求項４に記載の赤外線監視装置。
【請求項６】
前記遮蔽部材は、前記ｎの監視方向を全て遮蔽可能であることを特徴とする請求項４に記載の赤外線監視装置。
【請求項７】
前記遮蔽部材走査機構は、駆動源としてのステッピングモータを備え、
前記遮蔽部材に対しては、前記走査方向における一方端側での当該遮蔽部材の停止位置を規定するストッパが構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の赤外線監視装置。
【請求項１】
走査方向に沿って並ぶ複数の監視方向のいずれの監視方向に赤外線発生源があるかを監視する赤外線監視装置において、
ｎを３以上の整数としたとき、
前記複数の監視方向の数はｎ以上であり、
赤外線を受光するセンサ部と、前記ｎの監視方向のうち、連続する２以上の監視方向を同時に遮蔽可能な遮蔽部材と、該遮蔽部材を前記ｎの監視方向が並ぶ方向に沿って走査して、前記複数の監視方向のうち、少なくとも一方の端部に位置する監視方向については当該１つの監視方向からのみ前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第１モード、および連続する２以上の前記監視方向から前記センサ部への赤外線の入射を可能とする第２モードを実現させる遮蔽部材走査機構と、前記第１モードおよび前記第２モードでの前記センサ部の受光結果、および前記遮蔽部材の位置情報に基づいて、前記複数の監視方向のうち、いずれの監視方向から前記センサ部に赤外線が入射したか否かを判定する判定手段と、を有することを特徴とする赤外線監視装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記複数の監視方向のうちの一つの監視方向が前記遮蔽部材によって遮蔽される前後での前記センサ部の受光結果の変化に基づいて当該一つの監視方向に赤外線発生源があるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の赤外線監視装置。
【請求項３】
前記センサ部には、焦電センサが用いられていることを特徴とする請求項１または２に記載の赤外線監視装置。
【請求項４】
前記遮蔽部材は、前記走査方向に沿って連続した遮蔽板部を備え、
前記遮蔽部材では、前記遮蔽板部に対して前記走査方向の両側が開放状態にあることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の赤外線監視装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材は、前記ｎの監視方向のうち、連続するｎ−１の監視方向を遮蔽可能であることを特徴とする請求項４に記載の赤外線監視装置。
【請求項６】
前記遮蔽部材は、前記ｎの監視方向を全て遮蔽可能であることを特徴とする請求項４に記載の赤外線監視装置。
【請求項７】
前記遮蔽部材走査機構は、駆動源としてのステッピングモータを備え、
前記遮蔽部材に対しては、前記走査方向における一方端側での当該遮蔽部材の停止位置を規定するストッパが構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の赤外線監視装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２６５０３６（Ｐ２００９−２６５０３６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１７７６４（Ｐ２００８−１１７７６４）
【出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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