JP2007058361A - 侵入検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小さな可動で侵入者を検出でき、かつ、誤検知の少ない検知精度の高い侵入検出装置を提供する。
【解決手段】侵入検出装置は、感圧手段１４と、感圧手段１４の出力電圧を基に演算を行い演算結果を出力する演算手段１５２を有する侵入検出装置である。感圧手段１４は、壁状構造体の上面あるいは手すり１２等の、侵入者が接触する可能性のある部位に装着したものである。感圧手段１４は装着部１３ａと可動部１３ｂとに収納され、侵入時には可動部が撓んで感圧手段１４が変形して電圧を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベランダやバルコニーやフェンスや塀などの壁状構造体に設置する侵入検出装置に関するものである。

従来、この種の侵入検出装置には、赤外線センサや感圧センサを用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図１３は特許文献１に記載された従来の他の侵入検出装置の断面図である。図１３はフェンス１の断面図で、フェンス１の上面部８の家屋側角縁に沿って形成された切り欠き部９に感圧センサ１０が配設してある。

上記構成により、フェンス１を乗り越えて侵入者が侵入しようとして、身体の一部が感圧センサ１０に接触して押圧すると感圧センサ１０が押圧を検出することに基づき侵入判定を行い、警報装置から警報を発生させたり、外部への通報を行うといったような防犯動作を行う。

また、特許文献２に記載の装置は、フェンスの笠木にベース材を取り付け、ベース材の上面には押圧によって上下動自在にカバー材を取付け、ベース材とカバー材の間にスイッチと付勢部材を取り付け、カバー材が押下されることで、スイッチが入り侵入を検知する。（段落［００１２］にあるように）スイッチは所定の間隔で設けてあり、カバー材にスイッチの上接点を、また、付勢部材台にスイッチの下接点を設けて、カバー材が押圧移動するとスイッチの上下の接点が接触してスイッチが入る構成である。これは、機械的スイッチで、侵入を検知するためには付勢部材の弾性力に応じて一定以上の荷重で押圧されること、押圧にスイッチの上下接点が接触するために一定距離以上のストロークが必要である。
特開２００２−１５３８０号公報 特開２００３−２５３９１７号公報

しかしながら、前記従来の構成では、感圧センサとしてスイッチを使用しており、侵入者の体重または押圧する勢いを含めた加重が一定値を超えた場合に接点が閉じる（または開く）で判定するため、例えば猫や鳥などの小動物が侵入検出装置に勢いよく乗ったときや、布団を干したときや、傘などで侵入検出装置をたたいた場合など、本来検出したくない場合であっても、加重が一定値を超えたとき、スイッチ接点が反転し、誤検知するという課題があった。

また、前記従来の構成では、スイッチ接点を開または閉するために手すりの笠木のカバー材が荷重をうけて大きくストロークをもって可動すると、侵入者が気づき易いため侵入検出としては好ましくなかった。また、侵入者でない使用者が寄りかかった場合などは、特にバルコニーなどの高い位置にある場合などは不安感を与えることがあった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、認知されない程度の小さな可動で侵入者を検出でき、かつ、誤検知の少ない、すなわち検出したくない条件では検出しない侵入検出装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の侵入検出装置は、侵入者が侵入する際に接触する部位に配設された感圧手段と、前記感圧手段の出力電圧を基に演算を行い演算結果を出力する演算手段を備え、前記演算手段は、１つまたは複数の判定値と１つまたは複数の計時時間を有して、前記計時時間ごとに対応した前記判定値を用いて前記感圧手段の出力電圧を判定するようにし、前記判定の複数の組み合わせで前記侵入者を検出するものである。これにより、複数の判定レベルを組み合わせて侵入を判定するので、より木目細かく、精度の高い判定が可能となる。

本発明の侵入検出装置は、侵入者の体重または押圧する勢いを含めた加重が一定値を超えたか否かをスイッチの接点情報で判定するのではなく、感圧手段の撓みにより発生する電位で判定する。また、複数の判定基準を持つため、検知した侵入の状況に応じて複数の判定をし、それに応じて正確な報知をすることができるので、より精度の高い、また、利便性の高い侵入検知装置とすることができる。

第１の発明は、侵入者が侵入する際に接触または押圧を受けて変形するように配設された感圧手段と、前記感圧手段の出力電圧を基に演算を行い演算結果を出力する演算手段を備え、前記演算手段は、１つまたは複数の判定値と１つまたは複数の計時時間を有して、前記計時時間ごとに対応した前記判定値を用いて前記感圧手段の出力電圧を判定するようにし、前記判定の複数の組み合わせで前記侵入者を検出するものとした。よって、複数の判定閾値を備え、感圧手段の出力レベルに応じて複数の判定をするので、検知した侵入の状況に応じた報知をすることができるので、精度、利便性の高い侵入検出装置とすることができる。

すなわち、侵入検出装置に内蔵されたスイッチの開または閉により侵入者を検出するのではなく、感圧手段が出力する電圧の電圧レベルにより侵入者有無の判定を行うため、電圧レベルの閾値を複数設ければ複数の状態判定を行うことができる。また、電圧推移の組み合わせの演算など多種類の判定を行うことができる侵入検出装置を実現できる。

第２の発明は、特に第１の発明において、演算手段はメモリ手段と初期比較手段を有し、前記メモリ手段に初期判定値を持ち、前記初期比較手段は感圧手段の出力電圧と前記初期判定値を比較し、前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき、前記演算手段は演算を開始する侵入検出装置を実現できる。これにより、侵入者有無の判定のための各種演算を開始するための電圧レベルの閾値が明確になり、ここを起点に演算を行うことで安定した侵入者有無の判定を行うことができる侵入検出装置を実現できる。

第３の発明は、特に第２の発明において、演算手段はタイマ手段を有し、初期比較手段は前記タイマ手段で計時した時間ごとに感圧手段の出力電圧と前記初期判定値を比較する侵入検出装置を実現できる。計時した時間ごとに、もれなく侵入を検出することができる。

これにより、例えばマイクロコンピュータなどが、一連の処理のひとつとして演算開始のための電圧判定を行うことができ、例えばマイコンプログラムで判定値や電圧比較サイクルを変えるなど、有用な展開が期待できる侵入検出装置を実現できる。

第４の発明は、特に第２から３の発明のいずれか記載の発明において、演算手段は１または複数の報知比較手段を有し、メモリ手段に１または複数の判定値を持ち、前記１または複数の報知比較手段は、前記１または複数の報知比較手段それぞれに対応した前記１または複数の判定値と感圧手段の出力電圧を比較し、前記感圧手段の出力電圧の方が大きい
と判定したとき、前記演算手段は、前記１または複数の報知比較手段それぞれが演算した結果を示す出力を行う侵入検出装置を実現できる。これにより、複数の報知比較手段とこれに対応した判定値により複数の閾値を実現し、閾値ごとに、または閾値の推移の組み合わせなどで異なった報知を行うなどして、よりきめの細かい判定を行いうことが可能である。

第５の発明は、特に第１の発明において、演算手段はメモリ手段とタイマ手段と初期比較手段と第１の報知比較手段と第２の報知比較手段を有し、前記メモリ手段に初期判定値と第１の判定値と第２の判定値を持ち、前記初期比較手段が感圧手段の出力電圧と前記初期判定値を比較し、前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき、前記タイマ手段は第１の計時を開始し、前期第１の報知比較手段は感圧手段の出力電圧と前記第１の判定値を比較し、前記第１の計時の終了時点までに前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき第１の報知情報を出力し、前記タイマ手段は前記第１の計時の終了時点から第２の計時を開始し、前期第２の報知比較手段は感圧手段の出力電圧と前記第２の判定値を比較し、前記第２の計時の終了時点までに前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき、第２の報知情報を出力する侵入検出装置を実現できる。これにより、第1と第２の報知比較手段とこれらに対応した判定値を有することで、電圧と時間を要因とした２段階の判定を行うので、侵入有無の判別の精度を向上させることができる。

第６の発明は、特に第５の発明において、第１の計時中に、第１の報知比較手段が、第１の判定値に比べて感圧手段の出力電圧の方が大きいことを判定したときに、前記第１の計時を終了する侵入検出装置となる。これにより、第１の報知比較手段とこれに対応した判定値によって決まる閾値を電圧が超えたとき、あらかじめ決められた時間経過して次の判定に移るのではなく判定結果を出力した後、即時第２段階目の判定に移ることで、スピーディーでかつ確実な侵入有無の判別を行うことができる侵入検出装置を実現できる。

第７の発明は、特に第５から６の発明のいずれか記載の発明において、演算手段は第３の報知比較手段を有し、メモリ手段に第３の判定値を持ち、初期比較手段が感圧手段の出力電圧と初期判定値を比較し、前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき、タイマ手段は第３の計時を開始し、前期第３の報知比較手段は前記感圧手段の出力電圧と前記第３の判定値を比較し、前記第３の計時の終了時点までに前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき第３の報知情報を出力する侵入検出装置を実現できる。これにより、第１の報知比較手段で判定した後、第２の報知比較手段による判定を行う一方で、同時に第３の報知比較手段による判定も並行して行うことになる。すなわち、２重の判定を並行して行い、第１、第２の報知比較手段とこれらに対応した判定値によるまでもなく、第３の報知比較手段とこれに対応した判定値を超えた場合は独自の出力を行うことができる。

第８の発明は、特に７の発明において、第３の計時の開始と終了は、第１の計時の開始と終了に等しくしたものである。これにより、第１の報知比較手段が行う判定時間内に、第３の報知比較手段による判定を行うので、第１の判定値とは異なる第３の判定値に基づく判定を行うことができる。すなわち同時に２種類の警戒レベルで侵入を検知し、きめ細かい報知を行うことが可能となる。

第９の発明は、特に７の発明において、第３の計時時間は、第１の計時時間と第２の計時時間との合計時間に等しくしたもので、少なくとも同時に第１の計時または第１の計時に継続して行う第２の計時と、第３の計時とを並行して行うものである。これにより、第１と第２の報知比較手段が行うトータルの判定時間中を通して、第１の判定値、第２の判定値とは異なる第３の判定値に基づいて並行して侵入を検出して出力を行うことができる。すなわち、常に２種類の警戒レベルで侵入を検知し、きめ細かく報知を行うことが可能
となる。

第１０の発明は、第７から９の発明のいずれか記載の発明において、第３の判定値は、第２の判定値に等しくしたものである。これにより、第１の計時、第２の計時を通して、第２の判定値を超えた時点で侵入の有無を判定できる侵入検出装置を実現できる。例えば、第２の判定値が第１の判定値よりも注意喚起レベルの高いものとした場合であれば、第１のより注意喚起レベルの低い判定基準で判定している間も、並行して第３の判定値で第２の判定値と同じく高い注意喚起レベルでの判定を行うことができて、同時に２段階のレベルでの判定を行うことができる。第１１の発明は、第１から１０の発明のいずれか記載の発明において、感圧手段の出力電圧は検出手段を介して演算手段に出力する侵入検出装置となる。すなわち感圧手段からの出力信号を検出手段によって所定の濾波特性で濾波することや、所定の増幅度で増幅するなどを行う。これにより、感圧手段の出力が微小な電圧であっても増幅して伝達することや、取り付け場所の条件や、気象条件や、使用者の必要に応じてろ波の特性や増幅、電圧レベルの微調整を行い、適切な信号レベルで侵入検出の演算を行うことができる。

第１２の発明は、第１から１１の発明のいずれか記載の発明において、感圧手段として可撓性をもつケーブル状の圧電センサを使用した侵入検出装置となる。これにより、加重ではなく、圧電センサが侵入者の行動に伴って変位を受けてたわむことにより発生する電圧レベルに基づき判定を行うものである。従来の２点接触式のスイッチでないので、設置性がよい。

第１３の発明は、第１から１２のいずれか記載の発明において、感圧手段は、壁状構造体に、侵入者の接触または押圧により変形するように配設されたものである。これにより、侵入者が壁状構造体、例えば、住居の敷地の外周に設けれた塀、柵やフェンス、バルコニーの腰壁、手すりなどの上面またはその近傍で、人が接触しうる部位に装着することが考えられる。これにより塀や柵、フェンス、テラスやバルコニーの手すりなど、住居内部に侵入する手前での侵入検知が可能となる。

第１４の発明は、、侵入検出装置が有する機能の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラムとしている。そして、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させて本発明の侵入検出装置の少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態における侵入検出装置が設置された壁状構造体の構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ位置における断面図である。図１（ａ）において、１１は住居のベランダやバルコニーのフェンスや、塀や、敷地を囲うフェンスなどの壁状構造体で、１２は壁状構造体１１の上部に設置された手すりである。手すり１２はなくても良い。１３ａは装着部、１３ｂは可動部で金属や樹脂や木で構成しており、装着部１３ａは手すり１２に取り付けられている。手すり１２がない場合は壁状構造体１１に取り付けられる。装着部１３ａは１個とは限らず、壁状構造体１１または手すり１２に取り付けし易いように複数種類の部品を並べる、あるいは重ねる形態としてもよい。ここでは装着部１３ａは１種類とする。図１（ｂ）に示すように、１４は圧電センサ（感圧手段）で装着部１３ａと可動部１３ｂで形成した場所に収納されている。圧電センサ１４は
感圧手段としての可撓性を有したケーブル状である。また、１６は支持手段で、圧電センサ１４は圧電センサ１４より柔らかい弾性体からなる支持手段１６により支持されている。支持手段１６はなくてもよい。ここでは圧電センサ１４は支持手段１６の一部にスリットを設け、スリットから支持手段１６内にはめ込んで支持する構成としている。弾性体としては、ＥＰＤＭや熱可塑性エラストマーのような合成樹脂の発泡体を用い、圧縮率（単位変位をもたらす荷重値）が圧電センサ１４よりも小さくなるよう硬度、発泡率等を選択すればよい。尚、圧電センサ１４と支持手段１６の近傍、あるいは隣接して非線形撓み部１７と加圧部位１８を設けている。これにより圧電センサ１４が変形しやすくする構成としている。圧電センサ１４と支持手段１６の近傍の構成については詳細を後述する。図１（ａ）に示すように、１５は制御ユニットで、圧電センサ１４の端部に配設されている。また１９は通信ケーブルで、図示しないが制御ユニット１５内にある通信手段からの信号を外部に伝達する。通信手段はケーブル１９を有さない無線通信でもよい。

図２（ａ）は圧電センサ１４と制御ユニット１５の構成図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ位置における断面図を示すものである。図２（ａ）において、圧電センサ１４は後述する電極の断線・ショート検出用の抵抗体が内蔵された先端部１４１を備えている。図２（ｂ）において、圧電センサ１４は導体からなる中心電極１４２、圧電体層１４３、導体からなる外側電極１４４、弾性体からなる被覆層１４５を備えている。圧電体層１４３はポリフッ化ビニリデン等の樹脂系の高分子圧電体を用いることも考えられるが、耐熱温度が上限で８０℃程度であり、侵入検出装置は屋外使用が主であって、特に夏季には直射日光により壁状構造体１１の表面温度が時には１００℃近くの高温になることから、高分子圧電体を用いることは好ましくない。圧電体層１４３としては特定の樹脂基材中に圧電セラミックスの粉体を混合した複合圧電体を用いると１００℃以上の高温耐久性を有することができ、このような複合圧電体を使用することが好ましい。

図３は、本発明の第１の実施の形態における侵入検出装置の図１（ａ）のＡ−Ａ断面に相当するの断面図の詳細図で、図４と図５は図３のＣ−Ｃ断面図である。まず、図３と図４を用いて第１の実施の形態における侵入検出装置について説明する。図３と図４において、１２は壁状構造物の手すり、１３ａは装着部、１３ｂは可動部で金属、樹脂、木等で構成している。装着部１３ａと可動部１３ｂで形成した空間には圧電センサ１４と支持手段１６を収納している。装着部１３ａと可動部１３ｂで形成した場所は密閉が好ましいが必ずしも密閉でなくても良い。装着部１３ａと可動部１３ｂは内側に折り曲げた形状をしており、互いに勘合している。２０と２１は固定手段で装着部１３ａを手すりに固定している。固定の方法はここではねじ止めとしているが、ひも状の締結部品を使用した方法や、ビスとナットを使用した方法や、接着や、勘合による固定でもよい。非線形撓み部１７は固体や中空やバネなどを用いた、押圧に対して撓む変形量が非線形となる機構または材料などで構成したもので、ここでは所定の圧力に対して支持手段１６よりも変形しやすくなっている。そして、支持手段１６の内部に内包されるかまたは別部品で支持手段１６に隣接して構成している。加圧部位１８は金属や樹脂や木で構成しており、支持手段１６よりも変形しにくい材料または機構となっている。加圧部位１８はを支持手段１６を介して圧電センサ１４に力が加わる位置に設けている。すなわち、侵入者が可動部１３ｂを押したとき、その力により加圧部位１８が押され、加圧部位１８が支持手段１６と圧電センサ１４を撓ませる。このとき支持手段１６と圧電センサ１４は支持手段１６よりも変形しやすい非線形撓み部１７を押すことになり、支持手段１６を押すよりも変形しやすい機構となっている。以上のように圧電センサ１４が撓むことにより、侵入者を検出できる。また、図４に示すように、加圧部位１８は支持手段１６と圧電センサ１４に圧力が加わりやすいようにここではＲ面をもった構成としている。これは鋭角または鈍角をもった構成としても良い。もちろん平面でも良い。また、押圧部位１８は間隔をあけて配置している。これにより、侵入者に押された近傍の支持手段１６と圧電センサ１４のみが他と比較して局所的に撓むため確実に電圧出力して検出が更に容易になる。なお、非線形撓み部１７、押
圧部位１８は無くても良い。

図６は本発明の第１の実施の形態における侵入検出装置のブロック図である。図６において、制御ユニット１５は、検出手段１５１、演算手段１５２、他への通信行う通信手段や威嚇のための音や光や表示を行う威嚇手段を有した外部手段３０を備えている。ここでは通信手段や威嚇手段は図示していない。検出手段１５１は、圧電センサ１４からの出力信号を所定の濾波特性で濾波するフィルタ部１５１１と、所定の増幅度で増幅を行うアンプ部１５１２と、フィルタの特性や増幅率を変更できる検知レベル調整手段１５１３を備えている。フィルタ部１５１１の濾波特性としては、侵入者の手の接触時の周波数は１０Ｈｚ以下であり、特に３〜８Ｈｚの範囲が多く、降雨による振動は１０Ｈｚ以上、風による振動は１Ｈｚ以下が多いので、濾波特性としては例えば、３〜８Ｈｚの信号成分を通過させるバンドパスフィルタとする。演算手段１５２は、メモリ手段１５２１、タイマ手段１５２２、初期比較手段１５２３、第１の報知比較手段１５２６、第２の報知比較手段１５２７、第３の報知比較手段１５２８と、１５２９の調整手段を備えている。

以上のように構成された侵入検出装置について、以下その動作、作用について図７、図８を用いて説明する。図７（ａ）は、侵入者が壁状構造体１１を乗り越えて侵入する際に体を持ち上げるため壁状構造体１１上部に手３１をかけている状態を示す図、図７（ｂ）はその断面図である。図８は侵入者が侵入した時のフィルタ部１５１１の出力電圧Ｖと出力電圧をコンパレータ等を用いた後述する各種の比較手段て判定したイメージ出力信号Ｊの経時変化を示す特性図である。

まず、図７（ａ）のように、侵入者が壁状構造体１１の手すり１２に取り付けた可動部１３ｂに手３１をかけると、手指による押圧が可動部が撓み、その変形が圧電センサ１４及び支持手段１６に印加される。支持手段１６は圧電センサ１４より柔軟性を有しているので、図７（ａ）に示すように、指の接触による押圧により支持手段１６が圧縮されて、圧電センサ１４も容易に変形する。そして、圧電センサ１４からは圧電効果により圧電センサ１４の変形の加速度に応じた信号が出力される。

従来の構成では、手すりの笠木のカバー材が荷重をうけて大きくストロークをもって可動すると、侵入者が気づき易いため侵入検出としては好ましくなかった。また、侵入者でない使用者が寄りかかった場合は、特にバルコニーなどの高い位置にある場合などは不安感を与えることがあったが、本実施の形態の侵入検出装置の構成は小さなストロークでも確実に感圧手段が検出できる構成としており、侵入者にも気付かれにくく、使用者に安心感を与えることができる。

圧電センサ１４の出力信号は、フィルタ部１５１１により手３１の接触時の周波数帯域である３〜８Ｈｚの信号を通過させ、他の周波数帯の信号は除去される。図８にフィルタ部１５１１の出力信号Ｖを示す。手３１の接触時には、Ｖに基準電位Ｖ_０より大きな信号成分が現れる。この際、仮に圧電センサ１４を壁状構造体１１の手すり１２の上部に取り付けた構成であれば、手３１の接触の際の圧電センサ１４の変形はわずかであるが、本実施の形態の場合は支持手段１６が圧電センサ１４よりも柔軟性を有した弾性体からなり、接触の際に支持手段１６が容易に圧縮されるので、可動部１３ｂが下向きにスライド可動する構成となり、圧電センサ１４の変形量が増大する。さらに、非線形撓み部１７を支持手段１６よりも変形しやすい材料や構成とし、加圧部位１８を支持手段１６よりも変形しにくい材料や構成とすることで、手３１の押圧を加圧部位１８が圧電センサ１４に伝達して、圧電センサ１４はその変位を受けて撓む。また非線形撓み部１７は押圧を受けて変形し、可動部１３ｂのスライド可動が増し、圧電センサ１４の撓みによる変化量が増大する。手３１が可動部１３ｂを押したとき、加圧部位１８が圧電センサ１４に伝達し、圧電センサ１４が撓み、また非線形撓み部１７が撓みの進行を加速する状況を図５に示している
。このように圧電センサ１４は大きな変形量が得られ、変形量の２次微分値である加速度も大きくなり、結果として圧電センサ１４の出力信号も大きくなる。コンパレータ部はＶのＶ_０からの振幅｜Ｖ−Ｖ_０｜がＤ_０より大ならば体の一部が接触したと判定し、時刻ｔ１で判定出力としてＬｏ→Ｈｉ→Ｌｏのバルス信号を出力する。このようにフィルタ部１５１１で検出した電圧は、アンプ１５１２で増幅され検出手段１５１から演算手段１５２へ伝達される。

演算手段１５２とその周辺での動きを図９を用いて説明する。圧電センサ１４で発生した電位は検出手段１５１の電圧検出手段１５１１で検出され、アンプ１５１２を介して演算手段１５２に伝達される。演算手段１５２内では、メモリ手段１５２１に初期判定値と第１の判定値と第２の判定値と第３の判定値を記憶している。初期比較手段１５２３で検出手段１５１の出力、即ち演算手段１５２への入力電圧と初期判定値を比較する（Ｓ１０１）。比較の結果、初期判定値の方が小さければ次のステップへ移行する（Ｓ１０２）。初期比較手段での比較はタイマ手段１５２２で計時したタイミングで行う。これにより比較の取りこぼしなどがなくなる。

前記したようにＳ１０２でＹｅｓ判定となったとき、タイマ手段１５２２は第１の計時（Ｓ１０４）と第３の計時（Ｓ１０３）を開始する。すなわち、この手前までは、侵入検出の演算開始の起点を決定するもので、この時点から侵入検出の演算を行うことになる。第３の計時中、第３の報知比較手段１５２８は演算手段１５２への入力電圧と第３の判定値を比較し（Ｓ１０８）、第３の判定値の方が小さければ外部手段３０にその旨を伝達する（Ｓ１０９）。第１の計時中、第１の報知比較手段１５２６は演算手段１５２への入力電圧と第１の判定値を比較し（Ｓ１１２）、第１の判定値の方が小さければ外部手段３０にその旨を伝達する（Ｓ１１３）。ここではＳ１１３で外部手段への出力があったとき、Ｓ１１４で第１の計時が終了後に外部手段３０へ出力するとしているが、Ｓ１１２でＹｅｓ判定したとき、第１の計時の終了を待たずに即座に外部手段３に出力するとしてもよい。これにより外部手段３０はＳ１１２の判定が出たタイミングに連動して状況を認識することができ、注意・威嚇・警報などの報知や各種の反応を行うことができる。Ｓ１１３で外部手段３０への出力があったとき、タイマ手段１５２２は第２の計時を開始する。第２の計時中、第２の報知比較手段１５２７は演算手段１５２への入力電圧と第２の判定値を比較し（Ｓ１１７）、第２の判定値の方が小さければ外部手段３０にその旨を伝達する（Ｓ１１９）。以上のように、演算手段１５２は各種の比較手段で各種の判定値を用いて比較を行い、その結果を外部手段３０へ伝達する。このとき例えば、第１の判定値より第２の判定値の方が高く、第３の判定値と第２の判定値が同じで、第１の計時と第３の計時が同じである場合、Ｓ１１３で出力された場合は比較的軽度の「注意」を報知し、Ｓ１０９とＳ１１９で出力された場合は重度な「警報」し、同時に「威嚇」を行うなどの動作をする侵入検出装置が考えられる。またこのとき、例えば第３の計時が第１の計時と第２の計時の合計であった場合、第３の判定値は一貫して別の判定値で検出する侵入検出装置を実現できる。これは例えば第３の計時中にある一定値（第３の判定値）を超えた場合に報知すると同時に、前半（第１の計時）は低くても、後半（第２の計時）高い場合にも報知するという侵入検出装置を実現できる。威嚇や報知は例えば、威嚇手段から一定時間アラーム音が発生し光で侵入者を威嚇する。また、並行して、通信手段により侵入者の侵入があったことを屋内の警報端末や外部電話、警備会社、警察等へ通報するなどが考えられる。

また、調整手段１５２９により、メモリ手段１５２１に記憶した各種判定値や、タイマ手段１５２２による第１〜３の比較報知手段における計時時間を変更できるようになっている。侵入検出装置の設置現場の状況や検知対象に合わせて、各種判定値やタイマ手段１５２２による計時時間の最適化ができる。例えばマイクロコンピュータなどが判定を行う構成とすれば、マイコンプログラムで判定値や電圧比較サイクルすなわち計時時間の調節を行うようにすれば、任意に変更可能で、有用な展開が期待できる侵入検出装置を実現で
きる。

また、本実施の形態では、報知手段は判定値ごとに対応して設けられているが、閾値のレベルに応じた報知を行うようにして実際は、判定値が同じ場合は同様の報知をしている。よって、判定値を同一にする場合、報知手段を共通として設けて効率よく構成することも可能である。

さらに、第１の計時中に第１の判定値と比較しながら、並行して第３の計時中に第３の判定値との比較も行うというように、２重の監視を行っている点に特徴がある。この計時のタイミングは並行して２系統の監視を行う時間帯もあり、開始、終了のタイミングを異ならせて並行して行われない時間帯もありうるもので、適宜、検知目的に合わせて設定する。このように、複数の判定値と、計時時間を組み合わせることで、検知状況を複数のレベルで、例えば注意喚起レベル、警戒度などで分けるなどして、木目細かく報知することが可能となりより侵入検知装置としての利便性が高まる。

（実施の形態２）
図１０は、本発明の第２の実施の形態における侵入検出装置のブロック図である。図１０において、制御ユニット２５は、検出手段１５１、演算手段２５２、他への通信行う通信手段や威嚇のための音や光や表示を行う威嚇手段を有した外部手段３０を備えている。ここでは通信手段や威嚇手段は図示していない。検出手段１５１と外部手段３０は、図６に示した第１の実施形態のそれと同等であるとする。演算手段２５２は、メモリ手段２５２１、タイマ手段２５２２、初期比較手段２５２３、電圧積算手段２５２５、クリア手段２５２５ａ、第１の報知比較手段２５２６、第２の報知比較手段２５２７、第３の報知比較手段２５２８、第４の報知比較手段２５２９と、調整手段２５３０とを備えている。

以上のように構成された侵入検出装置について、演算手段２５２とその周辺での動きを図１０と図１１を用いて説明する。圧電センサ１４で発生した電位は検出手段１５１の電圧検出手段１５１１で検出され、アンプ１５１２を介して演算手段２５２に伝達される。演算手段２５２内では、メモリ手段２５２１に初期判定値と第１の判定値と第２の判定値と第３の判定値と第４の判定値を記憶している。初期比較手段２５２３で検出手段１５１の出力、即ち演算手段２５２への入力電圧と初期判定値を比較する（Ｓ２０１）。比較の結果、初期判定値の方が小さければ次のステップへ移行する（Ｓ２０２）。初期比較手段２５２３での比較はタイマ手段２５２２で計時したタイミングで行う。これにより比較の取りこぼしなどがなくなる。前記したようにＳ２０２でＹｅｓ判定となったとき、タイマ手段２５２２は第１の計時（Ｓ２０４）と第３の計時（Ｓ２０３）を開始する。第３の計時中、第３の報知比較手段２５２８は演算手段２５２への入力電圧を電圧積算手段２５２５で積算した値と第３の判定値を比較し（Ｓ２０８）、第３の判定値の方が小さければ外部手段３０にその旨を伝達する（Ｓ２０９）。第１の計時中、第１の報知比較手段２５２６は演算手段２５２への入力電圧を電圧積算手段２５２５で積算した値と第１の判定値を比較し（Ｓ２１２）、第１の判定値の方が小さければ外部手段３０にその旨を伝達する（Ｓ２１３）。ここではＳ２１３で外部手段への出力があったとき、Ｓ２１４で第１の計時が終了後に外部手段３０へ出力するとしているが、Ｓ２１２でＹｅｓ判定したとき、第１の計時の終了を待たずに即座に外部手段３に出力するとしてもよい。これにより外部手段３０はＳ２１２の判定が出たタイミングに連動して状況を認識することができ、注意・威嚇・警報などの報知や各種の反応を行うことができる。また、第１の計時が終了したとき（Ｓ２２０）、電圧積算手段２５２５で積算した値をクリア手段２５２５ａでクリアする。ここでは第３の計時が終了した時点（Ｓ２０６）では積算値をクリアしていないが、ここでも同様にクリアしてもよい。Ｓ２１３で外部手段３０への出力があったとき、タイマ手段２５２２は第２の計時を開始する。第２の計時中、第２の報知比較手段２５２７は演算手段２５２への入力電圧を電圧積算手段２５２５で積算した値と第２の判定値を比較し
（Ｓ２１７）、第２の判定値の方が小さければ外部手段３０にその旨を伝達する（Ｓ２１９）。

以上のように、演算手段２５２は各種の比較手段で各種の判定値を用いて比較を行い、その結果を外部手段３０へ伝達する。このとき例えば、第１の判定値より第２の判定値の方が高く、第３の判定値と第２の判定値が同じで、第１の計時と第３の計時が同じである場合、Ｓ２１３で出力された場合は比較的経度の「注意」を報知し、Ｓ２０９とＳ２１９で出力された場合は重度な「警報」「威嚇」などを放置する侵入検出装置が考えられる。またこのとき、例えば第３の計時が第１の計時と第２の計時の合計であった場合、第３の判定値は一貫して別の判定値で検出する侵入検出装置を実現できる。これは例えば第３の計時中にある一定値（第３の判定値）を超えた場合に報知すると同時に、前半（第１の計時）は低くても、後半（第２の計時）高い場合にも報知するという侵入検出装置を実現できる。威嚇や報知は例えば、威嚇手段から一定時間アラーム音が発生し光で侵入者を威嚇する。また、並行して、通信手段により侵入者の侵入があったことを屋内の警報端末や外部電話、警備会社、警察等へ通報するなどが考えられる。

また、第４の報知比較手段では電圧積算手段２５２５で積算していない検出手段１５１の出力と第４の判定値を比較し、例えば第４の判定値の方が小さければ、外部手段３０に対して情報を伝達する。これは例えば、極めて大きな出力が検出手段１５１から出力された場合これを積算せずにリアルタイムで外部手段３０に伝達するもので、例えば壁状構造体の強度よりも大きな落下物があり、検出手段１５１はこれを検出して出力したが、壁状構造体などが破壊してしまいその後正しい検出ができない状態にある可能性がある場合などでこの状態を外部手段３０に伝達するという状況などが考えられる。なお、この作用は背景の中で動いていることが十分に理解できるので、第４の報知比較手段の動きについては図１１のフローに記載していない。なお、初期比較手段２５２６で比較する電圧はここでは積算していないが、第１の報知比較手段で比較するように、電圧積算手段２５２５で積算してもよい。

本実施の形態で説明したように、感圧手段より出力された電圧レベルを所定の時間単位毎に各種判定値で判定することで、リアルタイムで侵入を検知できる構成と、感圧手段の出力電圧を積算して判定することで瞬間的なノイズ信号による誤検出をなくしてより検出精度を向上させた構成を兼ね備えることでも、様ざまな侵入に順ずる異常の検出が可能となり、セキュリティ装置としての機能を増やすことが可能となる。

また、調整手段２５３０により、メモリ手段２５２１に保存した各種判定値や、タイマ手段２５２２による計時時間を変更できて、侵入検出装置の設置現場の状況や検知対象に合わせて、各種判定値やタイマ手段２５２２による計時時間の最適化ができる。

また、本実施の形態では、報知手段は判定値ごとに対応して設けられているが、閾値のレベルに応じた報知を行うようにして実際は、判定値が同じ場合は同様の報知をしている。よって、判定値を同一にする場合、報知手段を共通として設けて効率よく構成することも可能である。ただし、計時時間を異にするため異なる報知をする必要かあれば判定値を同一とした場合でも異なる報知を行う。

このように、複数の判定値と、計時時間を組み合わせることで、検知状況を複数のレベルで、例えば注意喚起レベル、警戒度などで分けるなどして、木目細かく報知することが可能となりより侵入検知装置としての利便性が高まる。

以上のように、本発明にかかる侵入検出装置は、小さな可動で侵入者を検出でき、かつ
、誤検知の少ない、すなわち検出したくない条件では検出しない侵入検出装置を提供することができる。加えて、住居や工場、鉄道、空港等の屋外の敷地に敷設される多様な形状の壁状構造体に設置して活用できるとともに、例えば、屋内の比較的小さな構成物である机の引出しやドアの取手の裏側などに配設することも可能で、引出しやドアを不正に開けようとした際に警報を発生して通報したり、威嚇したりして不正使用を知らせる等のセキュリティシステムとしても適用できる。また、反応する部分と反応するためのストロークを十分に確保でき、確実に固定でき、多種の形状にも対応できる侵入検出装置をとしても適用できる。

（ａ）本発明の実施の形態における侵入検出装置が設置されたのの壁状構造体の構成図（ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ位置における断面図 （ａ）本発明の実施の形態における圧電センサ１４と制御ユニット１５の構成図（ｂ）図２（ａ）のＢ−Ｂ位置における断面図 本発明の実施の形態における侵入検出装置の包装体の輪切り方向の断面図 本発明の実施の形態における侵入検出装置の包装体の長手方向の断面図 本発明の実施の形態における侵入検出装置の包装体の長手方向で侵入者が押した状態の断面図 本発明の実施の形態１における侵入検出装置のブロック図 （ａ）本発明の実施の形態における侵入者が壁状構造体１１を乗り越えて侵入する際に体を持ち上げるため壁状構造体１１上部に手２１をかけている状態を示す図（ｂ）図１１（ａ）の断面図 本発明の実施の形態１における侵入検出装置で、侵入者が侵入した時のフィルタ部１５４の出力信号Ｖと比較手段の出力信号Ｊの経時変化を示す特性図 本発明の実施の形態１における演算手段のフロー図 本発明の実施の形態２における侵入検出装置のブロック図 本発明の実施の形態２における演算手段のフロー図 従来の侵入検出装置の構成図 従来の他の侵入検出装置の断面図

符号の説明

１１ フェンス（壁状構造体）
１２ 手すり
１３ａ 装着部
１３ｂ 可動部
１４ 圧電センサ（感圧手段）
１５ 制御ユニット
１６ 支持手段
１７ 非線形撓み部
１８ 押圧部位
１５１ 検出手段
１５２ 演算手段
３０ 外部手段
１５２１、２５２１ メモリ手段
１５２２、２５２２ タイマ手段
１５２３、２５２３ 初期比較手段
２５２５ 電圧積算手段
１５２６、２５２６ 第１の報知比較手段
１５２７、２５２７ 第２の報知比較手段
１５２８、２５２８ 第３の報知比較手段
２５２９ 第４の報知比較手段

Claims (14)

1. 侵入者が侵入する際に接触または押圧を受けて変形するように配設された感圧手段と、前記感圧手段の出力電圧を基に演算を行い演算結果を出力する演算手段を備え、前記演算手段は、１つまたは複数の判定値と１つまたは複数の計時時間を有して、前記計時時間ごとに対応した前記判定値を用いて前記感圧手段の出力電圧を判定するようにし、前記判定の複数の組み合わせで前記侵入者を検出する侵入検出装置。
2. 演算手段はメモリ手段と初期比較手段を有し、前記メモリ手段は初期判定値を記憶し、前記初期比較手段は感圧手段の出力電圧と前記初期判定値を比較し、前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき、侵入検出の演算を開始する請求項１に記載の侵入検出装置。
3. 演算手段はタイマ手段を有し、初期比較手段は前記タイマ手段で計時した時間ごとに感圧手段の出力電圧と前記初期判定値を比較する請求項１または２に記載の侵入検出装置。
4. 演算手段は１または複数の報知比較手段を有し、メモリ手段に１または複数の判定値を記憶し、前記１または複数の報知比較手段は、前記１または複数の報知比較手段それぞれに対応した前記１または複数の判定値と感圧手段の出力電圧とを比較し、前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定すると、前記演算手段は、前記１または複数の報知比較手段それぞれが演算した結果を出力する請求項１から３のいずれか１項に記載の侵入検出装置。
5. 演算手段はメモリ手段とタイマ手段と初期比較手段と第１の報知比較手段と第２の報知比較手段を有し、前記メモリ手段に初期判定値と第１の判定値と第２の判定値を持ち、前記初期比較手段が感圧手段の出力電圧と前記初期判定値を比較し、前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき、前記タイマ手段は第１の計時を開始し、前期第１の報知比較手段は感圧手段の出力電圧と前記第１の判定値を比較し、前記第１の計時の終了時点までに前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき第１の報知情報を出力し、前記タイマ手段は前記第１の計時の終了時点から第２の計時を開始し、前期第２の報知比較手段は感圧手段の出力電圧と前記第２の判定値を比較し、前記第２の計時の終了時点までに前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき、第２の報知情報を出力する請求項１から３のいずれか１項に記載の侵入検出装置。
6. 第１の計時中に、第１の報知比較手段が、第１の判定値に比べて感圧手段の出力電圧の方が大きいことを判定すると、前記第１の計時を終了する請求項５に記載の侵入検出装置。
7. 演算手段は第３の報知比較手段を有し、メモリ手段に第３の判定値を記憶し、初期比較手段が感圧手段の出力電圧と初期判定値を比較し、前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定すると、タイマ手段は第３の計時を開始し、前期第３の報知比較手段は前記感圧手段の出力電圧と前記第３の判定値を比較し、前記第３の計時の終了時点までに前記感圧手段の出力電圧の方が大きいと判定したとき第３の報知情報を出力する請求項５または６に記載の侵入検出装置。
8. 第３の計時の開始と終了は、第１の計時の開始と終了に等しい請求項７に記載の侵入検出装置。
9. 第３の計時時間は、第１の計時時間と第２の計時時間との合計時間に等しい請求項７に記載の侵入検出装置。
10. 第３の判定値は、第２の判定値に等しい請求項７から９のいずれか１項に記載の侵入検出
    装置。
11. 感圧手段の出力電圧は検出手段を介して演算手段に出力する請求項１から１０のいずれか１項に記載の侵入検出装置。
12. 感圧手段として可撓性をもつケーブル状の圧電センサを使用した請求項１から１１のいずれか１項に記載の侵入検出装置。
13. 感圧手段は、壁状構造体の侵入者が接触する部位に装着された請求項１から１２のいずれか１項記載の侵入検出装置。
14. 請求項１から１３のいずれかに記載の侵入検出装置が有する機能の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラム。