JP2014181993A

JP2014181993A - セキュリティ装置

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Publication number: JP2014181993A
Application number: JP2013056431A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Funahashi; 涼平舟橋
Original assignee: Denso Wave Inc
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Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-09-29
Anticipated expiration: 2033-03-19
Also published as: JP6171437B2

Abstract

【課題】モータにより回転される回転ミラーを有し、この回転ミラーから走査用のレーザー光を出射し、当該レーザー光の反射を受光することにより、反射物体の居る方向と反射物体までの距離を検出するセキュリティ装置において、レーザー光を受光した場合、これが他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光であるか否かを判別する。
【解決手段】回転ミラー１１の複数回の回転において、同一の回転角度位置で反射レーザー光を連続して複数回受光したとき、当該複数回受光した反射レーザー光についてレーザー光の出射から受光までの時間が変化し、且つ反射レーザー光の受光強度に変化がないとき、自身が出射したレーザー光ではなく、他から出射されたレーザー光を受光したと判定する。
【選択図】図２

Description

本発明はレーザーレーダによって不審者の侵入を検出するセキュリティ装置に関する。

レーザーレーダを備えたセキュリティ装置では、特許文献１に見られるように、レーザー光を水平方向に所定の角度間隔で出射し、出射したレーザー光の反射光（反射レーザー光）を受光することによって不審者が監視エリア内に侵入したことを検出すると共に、不審者が居る方向と、不審者までの距離を検出する。

レーザー光を水平方向に所定の角度間隔で出射するために、レーザー光を出射する投光素子と、傾斜して設けられ投光素子から出射されたレーザー光を前方に向けて水平に反射するミラーと、このミラーを一定の速度で回転駆動するモータとを設け、ミラー（以下、回転ミラーという）が所定角度回転する都度、投光素子からレーザー光をパルス状に出射する。そして、監視エリア内に不審者が侵入すると、出射されたレーザー光が不審者に当って反射するので、その反射レーザー光が回転ミラーに入射し且つ反射されて受光素子に受光される。

制御装置は、受光素子で反射レーザー光を受光すると、投光素子がレーザー光を出射してから受光素子が反射レーザー光を受光するまでの時間を検出し、この時間に基づいて不審者までの距離を算出する。また、投光素子がレーザー光を出射した時の回転ミラーの回転角度位置によりレーザー光の出射方向、つまり不審者の居る方向を検出する。そして、この距離と方向から、不審者の居る位置を特定する。

特開２０１０−１０２６９７号公報

例えば、横方向（水平方向）に広いエリアを監視するような場合に、その広いエリアを１台のセキュリティ装置では担いきれないことがある。この場合には、例えば２台のセキュリティ装置を横方向に離して設置し、エリアの半分ずつを各セキュリティ装置の担当エリアに定めて不審者の侵入を検出することが行われる。

２台のセキュリティ装置を横方向に並べて設置するなどした場合、監視エリアの前方に塀などが立っていたりすると、２台のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が前方の塀に当って反射し、その反射レーザー光が相手側のセキュリティ装置の回転ミラーに入射し、受光素子が受光してしまうことがある。すると、２台のセキュリティ装置は監視エリア内に不審者が侵入したと誤検出してしまう。

このような誤検出をなくすために、従来では、２台のセキュリティ装置のモータを、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が塀により反射されても、その反射レーザー光が回転ミラーに入射しないような回転角度位置関係に初期設定して回転させるようにしていた。
しかしながら、２台のセキュリティ装置が備えているモータは全く同一の速度で回転するのではなく、僅かながらも速度差があるのが通常である。このため、長期の使用により、２台のセキュリティ装置のモータの回転位置関係にずれが生じてきて、やがて２台のセキュリティ装置から出射されて塀により反射されたレーザー光が互いに相手側のセキュリティ装置の回転ミラーに入射し、受子素子に受光されてしまうという事態を生ずる。すると、２台のセキュリティ装置は不審者がいないにも関わらず不審者の侵入と誤検出してしまうということになる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、反射レーザー光を受光した場合、これが他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光によるものであるか否かを判別することができるセキュリティ装置を提供することにある。

２台のセキュリティ装置において、長期の使用により、それらの回転ミラーが、相手側のセキュリティ装置から出射されて塀などにより反射されたレーザー光を受光するというような回転角度位置関係になった場合、２台のセキュリティ装置のモータの回転速度の差はごく僅かなものであるから、その回転角度位置関係は暫く続く。

この間に回転ミラーは複数回回転する。この回転ミラーの複数回転の間、２台のセキュリティ装置において、相手側から出射されて塀などにより反射されたレーザー光を受光するまでの当該レーザー光の光路長さにほとんど変化はない。このため、相手側のセキュリティ装置の塀からの反射レーザー光を受光したとき、その受光強度は回転ミラーが複数回回転する間、変化はなく、同じ受光強度を示す。

これに対し、２台のセキュリティ装置のモータは１回転するに要する時間が微妙に異なるので、回転ミラーが１回転して前回と同じ回転角度位置にくるまでに要する時間が２台のセキュリティ装置で微妙に異なる。このため、一方のセキュリティ装置から出射されて塀などにより反射されたレーザー光を他方のセキュリティ装置が受光する時、当該他方のセキュリティ装置において、自身がレーザー光を出射してから一方のセキュリティ装置からの反射レーザー光を受光するまでの時間（受光所要時間）は、回転ミラーの１回転毎に僅かずつ変わってくる。

つまり、上記他方のセキュリティ装置の回転ミラーよりも上記一方のセキュリティ装置の回転ミラーの方が高速（低速）で回転するとした場合、回転ミラーの各回転角度位置におけるレーザー光発射時点を基準時点とすると、他方のセキュリティ装置身の当該回転角度位置での基準時点に対し、一方のセキュリティ装置の当該回転角度位置での基準時点は早まる（遅くなる）ので、その結果、受光所要時間は早く（遅く）なる。この受光所要時間の変化が僅かなものであっても、光速は非常に速いので、他方のセキュリティ装置は反射物体までの距離は変化していると検出する。

勿論、自身から出射したレーザー光が塀などの反射物体により反射され、その反射されたレーザー光を受光する場合には、回転ミラーが複数回転する間で受光強度に変化はなく、且つ、レーザー光の出射時点（基準時点）から受光時点までの時間（受光所要時間）も変化しない（反射物体までの距離に変化なし）。また、自身から出射したレーザー光が人など動く反射物体に反射され、その反射レーザー光を受光した場合には、回転ミラーの複数回転する間で反射物体までの距離が変化するので、受光強度と受光所要時間が共に変化する。
従って、受光所要時間は変化するが、受光強度に変化がないことを検出した場合には、他から出射されたレーザー光の反射光を受光したと判断することができる。

本発明は、以上のような受光所要時間と受光強度との関係の考察を基にしてなされたものである。

本発明は、回転ミラーの複数回の回転において、同一の回転位置でレーザー光を連続して複数回受光したとき、レーザー光の出射から受光までの時間（受光所要時間）が変化し、且つ受光強度に変化がないとき、自身が出射したレーザー光ではなく、他から出射されたレーザー光の反射レーザー光を受光したと判定する判定手段を設けたものである。
この構成の本発明では、自身が出射したレーザー光の反射レーザー光を受光したか、他から出射されたレーザー光の反射レーザー光を検出したかを判別することができる。

本発明の一実施形態を示すもので、処理部の電気的構成を示すブロック図センサ部の縦断側面図２台のセキュリティ装置で敷地内を監視する場合を示した平面図反射対象物までの距離の変化と受光タイミングおよび受光強度の変化との関係を示す図反射対象物までの距離と受光強度との関係を示すグラフ他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光を受光する場合の平面図他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光を受光する場合の各信号の波系図距離データと受光強度データに対する処理内容を示すフローチャート１距離データと受光強度データに対する処理内容を示すフローチャート２

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
セキュリティ装置は、図２に示すセンサ部１と図１に示す処理部２とを備えている。セキュリティ装置は、例えば図３に示す家屋３の敷地４内に侵入する不審者を検出する。図３の例では、Ａ，Ｂで示す２台のセキュリティ装置が設置されている。

上記センサ部１は、図２に示すように、家屋３の外壁５に取り付けられている。このセンサ部１は、前方の監視エリアに向けて走査光、つまりレーザー光を出射すると共に、出射したレーザー光（以下、出射レーザー光Ｌ）が反射物体（人を含む）により反射されて戻ってくるレーザー光（以下、反射レーザー光Ｍ）を検出（受光）する。

センサ部１は、外壁５に固定された本体ケース６内に、レーザー光出射ユニット７と受光ユニット８とを設けてなる。レーザー光出射ユニット７は、投光素子としての半導体レーザー９と、この半導体レーザー９の前方に４５°傾けて配設された固定ミラー１０と、この固定ミラー１０の鉛直下方に４５°傾けて回転可能に配設された回転ミラー１１とを備えている。なお、固定ミラー１０は下面を鏡面とし、回転ミラー１１は上面を鏡面としている。

本体ケース６の内底面には、例えばインバータ制御される直流モータからなるモータ１２が固定されている。このモータ１２の回転軸１２ａは、鉛直上向きで、その回転中心線は固定ミラー１１により鉛直下方に反射されるレーザー光Ｌと一致している。
半導体レーザー９からは、レーザー光が前方に水平に出射される。出射レーザー光Ｌは固定ミラー１０により鉛直下方に反射され、更に、回転ミラー１１によって水平方向に反射され、本体ケース６の前面から左右両側面にかけて形成された窓６ａから当該本体ケース６の外へと出射される。なお、窓６ａには透明カバー１３が装着されている。

回転ミラー１１は、モータ１２によって一定の速度で回転される。このため、回転ミラー１１によって反射される出射レーザー光Ｌは、一つの水平な平面内において出射されるが、その出射方向は、回転ミラー１１、ひいてはモータ１２の回転角度位置によって変化する。この実施形態では、モータ１２が０°から１８０°まで回転する間、０°を含めて１°回転する度にレーザー光を短時間だけ出射するようになっている。従って、出射レーザー光Ｌはパルス状のものとなる。

ここで、図３に示すように、回転軸１２ａの中心軸線を通って本体ケース６の真正面に直線を引いたとき、この直線が回転角度位置９０°、この回転角度位置９０°の直線を、回転軸１２ａを中心にして時計方向および反時計方向に９０°回転した時の位置を回転角度位置０°および回転角度位置１８０°の位置とする。従って、回転角度位置０°、１８０°の直線は家屋３の外壁５とほぼ平行となる。

一方、前記受光ユニット８は、孔明き固定ミラー１４と、集光レンズ１５と、受光素子としてのフォトダイオード１６を備えている。孔明き固定ミラー１４は、レーザー光出射ユニット７の固定ミラー１０と回転ミラー１１との間に、４５°傾けて配設されている。孔明き固定ミラー１４は、中心部に前記固定ミラー１０で反射された出射レーザー光Ｌが通過する孔１４ａを有する。なお、孔明き固定ミラー１４は、下面が鏡面となっている。

本体ケース６の窓６ａから出射された出射レーザー光Ｌは、物体に当って反射される。反射物体で反射されたレーザー光Ｍは、窓６ａから本体ケース６内に入り、回転ミラー１１に入射して鉛直上方に反射される。そして、固定ミラー１１に反射された反射レーザー光Ｍは、孔明き固定ミラー１４により集光レンズ１５に向けて反射され、集光レンズ１５により集光される。この集光レンズ１５により集光された反射レーザー光Ｍをフォトダイオード１６が受光する。

前記処理部２は、本体ケース６に設けられ、または、本体ケース６とは別体に構成されて家屋３内に設置されている。この処理部２は、図１に示すように、制御装置（制御手段）１７を備えている。制御装置１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータを主体として構成されている。この制御装置１７は、前記モータ１２を制御する。即ち、モータ１２には、回転軸１２ａの回転位置を検出する周波数発電機やロータリーエンコーダなどの回転検出装置（回転検出手段）１８が設けられ、この回転検出装置１８は制御装置１７に回転軸１２ａの回転位置情報を送る。制御装置１７は、回転位置情報から回転軸１２ａの回転速度を検出し、検出した回転速度と目標回転速度とを比較して回転軸１２ａが目標回転速度となるようにモータ１２をインバータ制御する。

また、制御装置１７は、回転検出装置１８からの回転位置情報により、回転軸１２ａが０°の回転角度位置に回転したことを検出すると、半導体レーザー９に出力信号を送り、以後、回転軸１２ａが１８０°の回転角度位置まで回転する間、１°回転したことを検出する度に、半導体レーザー９に出力信号を送る。半導体レーザー９は制御装置１７からの出力信号を受けると、レーザー光をごく短時間だけ出力、つまりパルス状のレーザー光を出射する。これにより、センサ部１から監視エリアに向けて回転角度位置０°から１８０°までの間で１°おきに順次パルス状のレーザー光（走査光）が出射される。

前記フォトダイオード１６は、受光量に応じた電流を発生する。このフォトダイオード１６には増幅器１９が接続されており、フォトダイオード１６が発生した電流はこの増幅器１９で増幅される。更に、増幅器１９には電流‐電圧変換回路２０が接続されており、増幅器１９で増幅された電流は、この電流‐電圧変換回路２０によって電流に応じた電圧に変換される。

電流‐電圧変換回路２０の変換電圧は、比較器２１の非反転入力端子Ｖ^＋に入力される。比較器２０の反転入力端子Ｖ⁻に与えられる前記基準電圧は、反射レーザー光Ｍの入射がないときに電流‐電圧変換回路２０が発生する電圧をやや超える程度の値に定められている。この比較器２１は、非反転入力端子Ｖ^＋に入力された電圧（電流‐電圧変換回路２０の変換電圧）が基準電圧よりも高くなると、つまり反射レーザー光Ｍの入射があったとき、当該反射レーザー光Ｍを検出したことを報知する受光信号を出力する。

比較器２１から出力される受光信号は、制御装置１７に接続された時間計測ＩＣ（時間計測手段）２２に与えられると共に、制御装置１７自身にも与えられる。制御装置１７は、半導体レーザー９に出力信号を出力すると同時に時間計測ＩＣ２２にスタート信号を出力する。時間計測ＩＣ２２は、制御装置１７からスタート信号を受けると（半導体レーザー９から出射レーザー光Ｌが出射されると）、その時点から比較器２１から受光信号が入力される時点までの時間ｔを計測する。この計測時間ｔは制御装置１７に与えられ、制御装置１７は、この時間ｔに基づいて反射物体までの距離を演算する。

前記電流‐電圧変換回路２０の出力電圧は、ピーク値検出回路２３にも与えられる。ピーク値検出回路２３は、フォトダイオード１６が反射レーザー光Ｍを受光する度に、その受光強度の最高値を電流‐電圧変換回路２０の出力電圧の最高値として検出するもので、検出した電圧値は制御装置１７に与えられる。

制御装置１７は、比較器２１から受光信号が入力されると、時間計測ＩＣ２２から与えられる時間およびピーク値検出回路２３から与えられる電圧値に基づいて、不審者の侵入の有無を判断する。
また、制御装置１７は、フォトダイオード１６の受光した光が自身の半導体レーザー９から出射されたレーザー光の反射光であるか否かを判定する（判定手段）。この判定動作を説明するに先立って、フォトダイオード１６により受光されたレーザー光が自身の半導体レーザー９から出射されたレーザー光の反射光でないことが有り得ることを説明する。

即ち、図３に示す例では、家屋３の外壁５に２台のセキュリティ装置Ａ，Ｂが設置され、それらセキュリティ装置Ａ，Ｂにより敷地４内を監視している。敷地４の周囲には、塀２４が設置されており、セキュリティ装置Ａ，Ｂから出射されたレーザー光は、塀２４に当って反射する。
この状況下においては、図６に示すように、２台のセキュリティ装置Ａ，Ｂの回転ミラー１１の回転角度位置によっては、互いに、相手側のセキュリティ装置から出射されて塀２４により反射されたレーザー光が自身の回転ミラー１１に入射し、そして当該反射ミラー１１によって反射されたレーザー光をフォトダイオード１６が受光するという状況になることがある。すると、セキュリティ装置は、侵入者がないにもかかわらず、侵入者ありと誤判断する恐れがある。

このような他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の影響を受けることをなくすために、例えば、２台のセキュリティ装置Ａ，Ｂの設置時に、それらの回転ミラー１１が共に０°の位置から回転するように初期設定する。このように初期設定されていれば、２台のセキュリティ装置は、互いに、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が塀２４に当って反射しても、その反射光を自身のフォトダイオード１６が受光してしまうことはない。

ところが、モータ１２の特性は一台一台異なる。例えば、制御上、モータ１２が１ｓｅｃで１回転するように設定されていたとしても、実際には、例えば、一方のセキュリティ装置Ａのモータ１２は正確に１ｓｅｃで１回転するものの、他方のセキュリティ装置Ｂのモータ１２は１．０００００００１（１＋１／１０^８）ｓｅｃで１回転するというように２台のセキュリティ装置Ａ，Ｂのモータ１２の特性は異なる。

すると、２台のセキュリティ装置Ａ，Ｂの設置時に、それらの回転ミラー１１が共に０°の位置から回転を始めるように初期設定したとしても、長期間使用していると、２台のセキュリティ装置Ａ，Ｂのモータ１２の回転角度位置関係が初期設定状態から次第にずれてきて、互い相手側のセキュリティ装置から出射されて塀２４により反射されたレーザー光が自身の回転ミラー１１に入射しフォトダイオード１６が受光してしまうという事態を生ずる。このような事態が生ずると、２台のセキュリティ装置Ａ，Ｂのモータ１２の回転速度差がごく僅かであることから、暫くの間、相手側のセキュリティ装置の反射レーザー光を受光するという事態が続くこととなる。

本実施形態では、フォトダイオード１６がレーザー光を受光したことを検出したとき、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光であるか否かを判定し、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光であった場合には、モータ１２を再起動させて相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光を受光しないようにする。

このような制御は、記憶手段、例えばＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することによって行われる。以下に、このプログラムに従って行われる制御装置１７の動作を図８および図９のフローチャートをも参照しながら説明する。なお、図８および図９において、ｎは０から１８０までの整数で、レーザー光を出射する回転角度位置を表わす。

セキュリティ装置Ａ，Ｂに電源を投入する。すると、それらセキュリティ装置Ａ，Ｂの制御装置１７は、モータ１２を１ｓｅｃで１回転するように回転制御する。そして、モータ１２が１回転する度に、回転角度位置０°から１８０°までの間、１°回転する毎に半導体レーザー９からパルス状のレーザー光Ｌが出射される。半導体レーザー９からレーザー光Ｌが出射されると、その度に、制御装置１７に対し、レーザー光Ｌの出射時点（基準時点）からフォトダイオード１６が反射レーザー光Ｍを受光するまでの時間（受光所要時間）ｔが時間計測ＩＣ２２から入力されると共に、フォトダイオード１６の受光強度がピーク値検出回路２３から入力される。

つまり、各セキュリティ装置Ａ，Ｂの前方の監視エリアには、モータ１２（回転ミラー１１）の回転角度位置０°から１８０°までの平面空間に、全部で１８１本のレーザー光が１°おきに出力され、出射されたレーザー光の１本毎に、受光所要時間と受光強度とが取得されるのである。

そして、制御装置１７は、時間計測ＩＣ２２から与えられた受光所要時間ｔから反射物体までの距離を計算する（図８のＳ１〜Ｓ４）。その後、制御装置１７は、このモータ１２の１回転中の各出射レーザー光Ｌついての反射物体までの距離と受光強度の両データを、記憶手段としての例えばＲＡＭのＡ１およびＢ１の両領域に夫々格納すると共に、例えばＲＡＭ（記憶手段）に記憶されている連続誤認懸念回数Ｅ（ｎ）を０にセットする（図８のＳ５〜Ｓ８）。

続いて、制御装置１７は、モータ１２の次の１回転中に、回転角度位置０°から１８０°までの平面空間に１°おきに出射されたレーザー光Ｌについて１本毎に、受光所要時間ｔから反射物体までの距離を演算すると共に受光強度を取得する（図８のＳ９〜S１２）。そして、制御装置１７は、取得した各出射レーザー光についての反射物体までの距離と受光強度の両データを、上記と同様にしてＲＡＭのＡ２およびＢ２の両領域に夫々格納する（図９のＳ１３〜Ｓ１６）。

次に制御装置１７は、１８１本のレーザー光について、同じ回転角度位置（ｎ）方向に出力されたレーザー光毎に、前回のモータ１２の１回転での受光強度と今回のモータ１２の１回転での受光強度とが同じであるか否かを判別する（図９のＳ１７、Ｓ１８：受光強度差計算手段）。このときの受光強度が同じであるかの判断は、全く同一であるか否かで判断しても良いが、本実施形態の場合には、例えば前回（今回でも良い）の受光強度の所定割合以内で上下する値については同一と判断するようにしている。

受光強度に差がある場合、制御装置１７は、次の回転角度位置で出射されたレーザー光について前回と今回の受光強度を比べるという動作を繰り返す（Ｓ１８で「ＮＯ」、Ｓ１９、Ｓ２０で「ＮＯ」、Ｓ１８の繰り返し）。受光強度が同じである場合（Ｓ１８で「ＹＥＳ」）、制御装置１７は、Ｓ２１に移行して反射物体までの距離が前回と今回の間で３０ｃｍ以下の差であるか否かを判断する（距離差計算手段）。

後の説明で明らかとなるが、通常、受光強度が同じであることは、反射物体は静止または殆ど動かないということなので、常には制御装置１７はＳ２１で「ＹＥＳ」と判断することになり、その後、Ｓ１９に移行して受光強度の比較動作に戻る（Ｓ２1で「ＹＥＳ」と判断した後、Ｓ１９、Ｓ２０で「ＮＯ」、Ｓ１８）。

受光強度の比較を１８１本の出射レーザー光Ｌの全てについて行うと、制御装置１７は、Ｓ２０で「ＹＥＳ」となってＳ２２に移行する。そして、制御装置１７は、今回の回転ミラー１１の１回転における回転角度位置０°から１８０°までの連続誤認懸念回数Ｅ（ｎ)が前回の回転ミラー１１の１回転におけるＥ（ｎ）と同じ数値であるか否かを判断する（Ｓ２３）。同じであれば、制御装置１７は、同じであったＥ（ｎ）を０にクリアし（Ｓ２３で「ＹＥＳ」、Ｓ２４)、Ｓ２５に移行する。

また、制御装置１７は、上記Ｓ２３で回転角度位置０°から１８０°までのいずれかの回転角度位置での連続誤認懸念回数Ｅ（ｎ)が回転ミラー１１の前回の１回転におけるＥ（ｎ）と同じ数値でなく、前回よりも１だけ大きければ（Ｓ２３で「ＮＯ」）、前回のＥ（ｎ）を消去して今回のＥ（ｎ）の数値をＲＡＭに記憶し、Ｓ２５に移行する。なお、このＳ２３、Ｓ２４の処理の趣旨は後述する。

Ｓ２５では、制御装置１７は、ＲＡＭのＡ２およびＢ２の両領域に格納されている今回の１回転における回転角度位置０°〜１８０°の受光所要時間データおよび受光強度データを、それぞれＡ１およびＢ１の両領域にコピーする（Ｓ２５〜Ｓ２７）。これにより、Ａ１およびＢ１の両領域に格納されていた前回の１回転についての受光所要時間データおよび受光強度データは消去される。

その後、制御装置１７は、次の１回転の距離データと受光強度データを取得し、前述したと同様にして、回転角度位置０°〜１８０°の間の受光所要時間データと受光強度データとをＲＡＭのＡ２およびＢ２の各領域に格納する（Ｓ９〜Ｓ１２）。続いて、制御装置１７は、前術したと同様にして、ＲＡＭの領域Ａ２，Ｂ２に格納された今回の１回転における回転角度位置０°〜１８０°の受光所要時間データおよび受光強度データと、領域Ａ１およびＢ１に格納されている前回の１回転における回転角度位置０°〜１８０°の受光所要時間データおよび受光強度データとを比較する（Ｓ１８で「ＮＯ」、Ｓ１９、Ｓ２０で「ＮＯ」の繰り返し、または、Ｓ１８で「ＹＥＳ」、Ｓ２1で「ＹＥＳ」と判断した後、Ｓ１９、Ｓ２０で「ＮＯ」、Ｓ１８の繰り返し）。

ところで、ある回転角度位置方向に出射した１本のレーザー光Ｌについて前回と今回の受光強度に差があった場合（Ｓ１８で「ＮＯ」）、制御装置１７は、不審者侵入の警報処理を行う。この不審者侵入の警報処理については、本発明と直接の関係がないので、図８および図９のフローチャートには表わされていない。

つまり、反射物体が人（不審者）である場合、人は多少なりとも動きを伴う。図４に示すように、反射物体がセキュリティ装置の近くにいる場合（ａ―１）と遠くにいる場合（ｂ−１）とでは、（ａ−２）および（ｂ−２）のように、出射レーザー光Ｌの出射から反射物体で反射された反射レーザー光Ｍを受光するまでの時間は近い方が短く（ｔ１＜ｔ２）、受光強度も近い方が強くなる（ｈ１＞ｈ２）。そして、反射物体までの距離と受光強度との関係は、図５に示すグラフのようになる。従って、人（不審者）が監視エリア内に侵入した場合、人は動きを伴うから、レーザー光Ｌの出射から反射レーザー光Ｍの受光までの受光所要時間は、前回の１回転と今回の１回転とでは異なる。

そこで、制御装置１７は、ある回転角度位置方向について、前回と今回の受光所要時間を比較し、両者に差があれば、不審者が居ると判断し、且つ、その回転角度位置方向を不審者の居る方向と推定すると共に、不審者までの距離を今回の受光所要時間から演算し、不審者侵入の警報処理を行う。

また、前回と今回の受光強度が同じであって（Ｓ１８で「ＹＥＳ」）、反射物体までの距離が前回と今回とで３０ｃｍ以下の差しかなかった場合（Ｓ２１で「ＹＥＳ」）には、不審者が故意に動かないように静止しているものとみなし、加えて、距離の差が０で全く動きがなければ、静止物と判断する。つまり、人は意識して静止していようとしても多少なりとも動くので、０を超え３０ｃｍ以下の動きであったときには、意識して動かないように静止している不審者が居ると判断し、上述したと同様の不審者侵入の警報処理を行う。

さて、２台のセキュリティ装置Ａ，Ｂにおいて、それらのモータ１２の回転速度に微差がある場合（通常はある）、長期間使用しているうちに、一方のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が塀２４で反射されて他方のセキュリティ装置の回転ミラー１１に入射し、フォトダイオード１６に受光されると共に、他方のセキュリティ装置から出射されたレーザー光が塀２４で反射されて一方のセキュリティ装置の回転ミラー１１に入射し、フォトダイオード１６に受光される状況になる。

図６は、一方のセキュリティ装置Ａから見た場合に、モータ１２の或る回転角度位置において、他方のセキュリティ装置Ｂから出射されたレーザー光が塀２４で反射されてセキュリティ装置Ａの回転ミラー１１に入射し、フォトダイオード１６に受光される状況を示す。

そして、一旦、このような状況になると、２台のモータ１２の間での回転速度の差はごく僅かであるから、同じ回転角度位置で、他方のセキュリティ装置Ｂから出射されて塀２４で反射されたレーザー光を受光する状態が暫く続くようになる。この間、両セキュリティ装置Ａ，Ｂのモータ１２の回転速度差が前述したように、一方は１ｓｅｃで正確に１回転するに対し、他方は（１＋１／１０^８）ｓｅｃで１回転するという回転速度差であると仮定した場合、他方のセキュリティ装置Ｂから出射されて塀２４により反射されたレーザー光を受光するタイミングはモータ１２の１回転毎に１／１０^８ｓｅｃ遅れることとなる。

ここで、受光タイミングのずれを、反射物体が移動したことによる結果として捉えるとする。すると、光速は約３０万ｋｍ（３×１０^１０ｃｍ）であるから、受光タイミングが１／１０^８ｓｅｃ遅れることは、レーザー光を出射してから反射物体で反射されて戻るまでのレーザー光の光路長が３×１０^１０ｃｍ/１０^８＝３００ｃｍ長くなったことになるので、反射物体までの距離はその１／２、つまり１５０ｃｍ遠くなったことと同等となる。

これに対し、受光強度は前回と今回とでは同じとなる。モータ１２の前回の１回転と今回の１回転とで、他方のセキュリティ装置Ｂから出射されて塀２４により反射されたレーザー光を一方のセキュリティ装置Ａが受光した場合、そのセキュリティ装置Ｂから出射されてからセキュリティ装置Ａに受光されるまでの当該レーザー光の光路長には前回と今回とで殆ど変化がないからである。

図７に以上のことが示されている。即ち、図７の（ａ）は１回転目、（ｂ）は２回転目、（ｃ）は３回転目を示す。また、出射レーザー光は一方のセキュリティ装置自身がレーザー光を出射した時点、「他からのレーザー光受光」は他方のセキュリティ装置から出射されて塀２４により反射されたレーザー光を一方のセキュリティ装置が受光した時点を示し、「受光強度」は、「他からのレーザー光受光」時の受光強度を示す。

図７から明らかなように、２回目の回転時には、出射レーザー光の出射時点から他からのレーザー光受光の時点が遅れているが、他からのレーザー光受光の受光強度は１回目と同じ強度ｈ０を示している。更に、３回目の回転時には、出射レーザー光の出射時点から他からのレーザー光受光の時点が２回目の回転時以上に遅れているが、他からのレーザー光受光の受光強度は２回目と同じ強度ｈ０を示し、変化はない。

このようなことから、相手側のセキュリティ装置から出射されて塀２４により反射されたレーザー光を受光するようになった場合、制御装置１７は、図９のＳ１８で「ＹＥＳ」と判断する。そして、反射物体までの距離が３０ｃｍを超えて変化していることから、次のＳ２１で、制御装置１７は「ＮＯ」判断し、続くＳ２８で連続誤認懸念回数Ｅ（ｎ）をインクリメントする。

そして、制御装置１７は、次のＳ２９でＥ（ｎ）が５以上であるか否かを判断し、５未満ならば（Ｓ２９で「ＮＯ」）、回転角度位置ｎをインクリメントし、ｎが１８０未満ならばＳ１８に戻り、次の１°回転した位置での受光強度を前回の１回転における同じ回転角度位置での受光強度と同じであるか否かを判断する。以後、ｎが１８０になるまで上述の動作（Ｓ１８で「ＮＯ」、Ｓ１９、Ｓ２０で「ＮＯ」、または、Ｓ１８で「ＹＥＳ」、Ｓ２１で「ＹＥＳ」、Ｓ１９、Ｓ２０で「ＮＯ」、或いは、Ｓ１８で「ＹＥＳ」、Ｓ２１で「ＮＯ」、Ｓ２８〜Ｓ３０、Ｓ３１で「ＮＯ」）。

ｎが１８０になり、Ｓ２０で「ＹＥＳ」またはＳ３１で「ＹＥＳ」になると、制御装置１７は、Ｓ２２に移行する。すると、制御装置１７は、前述したように今回の連続誤認懸念回数Ｅ（ｎ）が前回のＥ（ｎ）と同じ数値であるか否かを判断し（Ｓ２４：連続誤認懸念回数差計算手段）、同じであればＥ（ｎ)を０にクリアし、同じでなければ、Ｅ（ｎ）を今回の値（前回よりも１大きい）に置き換える（Ｓ２３で「ＹＥＳ」、Ｓ２4）。次いで、制御装置１７は、ＲＡＭのＡ２およびＢ２の両領域に格納されている回転位置０°〜１８０°までの受光所要時間データおよび受光強度データを、それぞれＡ１およびＢ１の両領域にコピーする（Ｓ２２〜Ｓ２７）。

その後、制御装置１７は次の１回転で、前述したと同様にして、回転位置０°〜１８０°の間の受光所要時間データと受光強度データとを取得し（Ｓ９〜Ｓ１２）、両データをＲＡＭのＡ２およびＢ２の各領域に格納する（Ｓ１３〜Ｓ１６）。そして、制御装置１７は、前術したと同様にして、ＲＡＭの領域Ａ２，Ｂ２に格納された今回の１回転における回転角度位置０°〜１８０°の受光所要時間データおよび受光強度データと、領域Ａ１およびＢ１に格納されている前回の１回転における回転角度位置０°〜１８０°の受光所要時間データおよび受光強度データとを比較する。

以後、今回の１回転と前回の１回転とにおける受光所要時間データと受光強度データとの比較を、その後の回転ミラー１１の１回転毎に連続して行い、同じ回転角度位置ｎで受光強度が同じで且つ距離差が３０ｃｍを超えた回数が５以上、つまりＥ（ｎ）が５以上になると、制御装置１７は、Ｓ２９で「ＹＥＳ」と判断し、Ｓ３２に移行する。Ｓ３２で制御装置１７は、他のセキュリティ装置の出力したレーザー光の影響があると判定し（判定手段）、次のＳ３３でモータ１２を停止させ、再起動させる（再起動処理手段）。

このとき、制御装置１７は、Ｅ（ｎ）をインクリメントした時の回転角度位置、つまり他方のセキュリティ装置Ｂから出射されて塀２４により反射されたレーザー光を受光したとする判定回数が５以上になったときのモータ１２の回転角度位置において、制御目標である一定の回転速度となるようにモータ１２の再起動を制御する。
このモータ１２の再起動により、２台のセキュリティ装置Ａ，Ｂの回転ミラー１１の回転角度位置関係が相手側のレーザー光の塀２４による反射光の影響を受けないようにすることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、レーザー光の反射光を受光した場合、これを他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光か否かを判別することができる。
これに対し、他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光か否かを判別しない従来では（Ｓ１８〜Ｓ２０，Ｓ２１〜Ｓ３３のステップが設けられていない）、受光所要時間について前回と今回とで差があれば、侵入者ありと判断するので、他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光を受光（１回または複数回）した場合でも、不審者侵入の警報処理（侵入者が居ないにもかかわらず）を行っていた。
然るに、本実施形態では、他のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光を受光しても、これを判別できるので、侵入者がいないのに侵入者有りとして警報処理を実行してしまうという恐れがない。

また、本実施形態で、Ｓ２３において、連続誤認懸念回数Ｅ（ｎ）が前回の回転ミラー１１の１回転におけるＥ（ｎ）と同じ数値であるか否かを判断し、同じ数値であれば、Ｅ（ｎ）を０にクリアすることとした（Ｓ２３で「ＹＥＳ」、Ｓ２４）。この趣旨は、次の通りである。

つまり、何らかの原因で、一方のセキュリティ装置から出射され塀２４に反射されたレーザー光ではない別の光源からの光を、回転ミラー１１のある回転角度位置ｎにおいて受光したとする。すると、Ｓ２６でＥ（ｎ）をインクリメントする。その後、回転ミラー１１が１回転以上の間をおいて、同じ回転角度位置ｎで再び別の光源からの光を受光したとする。このようになると、仮にＳ２３、Ｓ２４のステップが設けられていないと仮定すると、Ｅ（ｎ）が更にインクリメントされ、やがて累計で５以上となることがあり、再起動処理が実行されてしまう。しかしながら、これは一方のセキュリティ装置から出射され塀２４に反射されたレーザー光ではない別の光源からの光が原因であるから、敢えて再起動処理を行わなくとも済む。

これに対し、本実施形態では、Ｓ２３、Ｓ２４が設けられているので、Ｅ（ｎ）が回転ミラー１１が１回転する度に連続して１ずつ繰り上がって行かないと、つまり他の光源からの光を５回転以上連続して受光しないと再起動処理を行わない。このため、無駄に再起動処理を行わずとも済むのである。

なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではく、以下のような拡張または変更が可能である。
Ｓ２１の距離差は３０ｃｍに限られず、静止した状態の人の動きや２台のモータ１２の回転速度差を考慮して適宜の値に定めればよい。
Ｅ（ｎ）が５以上になったときのモータ１２の再起動は、相手側のセキュリティ装置から出射されて塀２４により反射され一方のセキュリティ装置に受光されたときのモータ１２の回転角度位置で制御目標の一定の回転速度となるように制御するものに限られない。そのような制御を行わずとも、とにかく再起動させれば、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の反射光の影響を受けるようなモータ１２の回転角位置関係になることは稀であるから、相手側のセキュリティ装置から出射されたレーザー光の影響を受けることを避け得る。

回転ミラー１１はモータ１２の回転軸１２ａに直結でなく、モータ１２の回転を減速して回転ミラー１１に伝達する構成であっても良い。
半導体レーザー９は、モータ１２の０°〜３６０°において、１°回転する度にレーザー光をパルス状に出射するように構成しても良い。但し、本体ケース６の窓６ａから出射されるレーザー光の反射光だけが距離と受光強度の測定対象とされる。
レーザー光の出射位置は回転ミラー１１が１°回転する毎に限られず、出射させる回転角度位置は何度でも良い。
Ｅ（ｎ）は複数回、最低２回としてもよい。従って、Ｅ（ｎ）は少なくとも２回であればよい。

図面中、１はセンサ部、２は処理部、７はレーザー光出射ユニット、８は反射光受光ユニット、９は半導体レーザー、１１は回転ミラー、１２はモータ、１６はフォトダイオード、１７は制御装置（判定手段）、２２は時間計測ＩＣ、ピーク値検出回路を示す。

Claims

モータによって回転される回転ミラーを有し、前記回転ミラーが所定角度回転する都度、レーザー光を監視エリアに向けて出射すると共に、前記出射したレーザー光が物体で反射され、その反射レーザー光が前記回転ミラーに入射した場合、前記レーザー光を出射したときの前記回転ミラーの回転角度位置および前記レーザー光を出射してから前記反射レーザー光を受光するまでの時間に基づいて前記レーザー光を反射した物体の居る方向と当該物体までの距離を検出するセキュリティ装置において、
前記回転ミラーの複数回の回転において、同一の回転角度位置でレーザー光を連続して複数回受光した場合、当該複数回の受光について前記レーザー光を出射してから前記反射レーザー光を受光するまでの時間が変化し、且つ前記反射レーザー光の受光強度が変化しないとき、自身が出射したレーザー光ではなく、他から出射されて物体に反射されたレーザー光を受光したと判定する判定手段を設けたことを特徴とするセキュリティ装置。