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技術 静電場センサ、並びに屋内及び屋外空間におけるセキュリティシステム

出願人 オンテックセキュリティ、エスエル
発明者 アポンテルイス、ユアン
出願日 2014年9月23日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2016-518547
公開日 2016年9月5日 (2年3ヶ月経過) 公開番号 2016-526711
状態 特許登録済
技術分野 盗難警報装置 その他の電気量の測定 警報システム
主要キーワード 検知器装置 減結合回路 影響ゾーン 方形波発生器 静電磁場 検知プローブ 侵入領域 RLC回路
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この項目の情報は公開日時点(2016年9月5日)のものです。
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課題・解決手段

本発明は、検知プローブ又はアンテナ(1)として働く金属導体に沿った静電場とその変化とを測定することが可能な、静電場センサ、及び屋内空間におけるセキュリティシステムに関する。当該プローブ電子回路(2、3、4、31、32)に接続され、電子回路(2、3、4、31、32)は、プロセッサ(7)を用いて、導体の周囲の静電場における当該変化を解読し、静電場における極微の変化を検知することが可能であり、これにより、当該アンテナ(1)を囲む領域における人間の存在の明確な検知、及び人間の存在と任意のその他のタイプの動物又は物体とを区別する能力が可能になる。

概要

背景

現在、屋内空間用のプライベートセキュリティの分野において、住居などへの侵入を検知することが可能な様々なタイプの装置が使用されている。様々なタイプの検知装置としては以下が挙げられる。
(a)測定領域の容積の変化を検知してそれらを動き検知に変換する、ボリュメトリックセンサ
(b)ドア又は窓が開かれたか又は閉じられた場合を検知する、ドア開放センサ
(c)送信器受信器との間を物体が通過するのを検知する、赤外線バリアセンサ
(d)結晶体が打たれるか又は割られた場合に結晶体内の振動を検知する、振動又はガラス割れセンサ

これらの全ての装置は、家屋内に設置されるという共通点を有する。従ってそれらは予防セキュリティを提供せず、なぜならそれらは侵入がすでに発生した場合のみこれを検知することが可能だからである。従ってそれらは予防セキュリティシステムではなく、事象警告又は警報システムである。他方、ボリュメトリックセンサ及び赤外線バリアセンサの両方は、加えて、移動物体のタイプを区別することができず、そのレンジ内で発生する様々な移動も区別することができない。

これらの問題を回避するための最良解決法は、静電場センサである。しかしほとんどの文献は、制御されていない信号に基づいており、かつ、信号の共振周波数における及び/又はそのインピーダンスにおける変化に応じた、静電容量の間接測定に基づいている。

例えば、ES2152335T3号明細書には、アンテナの周囲の電場又は電磁場における小さな静電容量の変化を検知するための、アンテナに接続された検知器装置が記載されており、当該装置は、当該アンテナの周囲に電場又は電磁場を生成するための生成手段と、当該アンテナの周囲に生成された電場又は電磁場を平衡した状態に維持するための平衡化手段と、検知器装置が温度及び湿度の変化によって影響を及ぼされるのを防止するためのフィルタ手段と、当該アンテナの周囲に生成された電場又は電磁場における小さな変化を検知するための検知手段と、電場又は電磁場における変化が発生したことを示すための指示手段とを含み、生成手段が好ましくは50Hz〜5000Hzの方形波を生成する方形波発生器であること、及び、当該発生器からの、影響を受けていない方形波と、アンテナを囲む場によって容量的に影響を受けた方形波とが増幅器手段に供給されて、それらの差が増幅されることを特徴とする。

この検知器装置により、侵入者保護対象から100cm〜150cmの距離まで接近したことを示す、第1の存在領域、侵入者が保護対象から30cmの距離まで接近したことを示す、第2の存在領域、及び侵入者が保護対象とほとんど接触したことを示す、第3の存在領域におけるセキュリティシステムが実現される。

従って、この発明は方形波を生成し、その周波数の変化に応じて、関連する静電容量が計算され得る。この信号は導体内の磁場を生成し、これは制御不能であり、すなわちその力線は全ての方向に伸び、加えて温度、湿度、及びその他の条件と共に変化し、従ってこれらの問題を解決する必要がある。

概要

本発明は、検知プローブ又はアンテナ(1)として働く金属導体に沿った静電場とその変化とを測定することが可能な、静電場センサ、及び屋内空間におけるセキュリティシステムに関する。当該プローブ電子回路(2、3、4、31、32)に接続され、電子回路(2、3、4、31、32)は、プロセッサ(7)を用いて、導体の周囲の静電場における当該変化を解読し、静電場における極微の変化を検知することが可能であり、これにより、当該アンテナ(1)を囲む領域における人間の存在の明確な検知、及び人間の存在と任意のその他のタイプの動物又は物体とを区別する能力が可能になる。

目的

本発明は、住居におけるセキュリティシステムに適用され、ドア、窓、及びにおける侵入を事前予防的に検知する機能、すなわち侵入が発生する前の検知機能を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

2つの静電場測定回路(3、4)を備え、それらの信号は減結合回路(5)によって互いに減結合され、前記静電場測定回路(3、4)は、位相測定回路(2)を介して、同軸ケーブルからなる1つのアンテナ(1)と接続されることを特徴とする、静電場センサ

請求項2

前記同軸ケーブルは、1本、2本、又は3本のワイヤを有する、請求項1に記載のセンサ。

請求項3

前記アンテナ(1)は、同軸ケーブルのアクティブワイヤ上で閉じられている、請求項1又は請求項2に記載のセンサ。

請求項4

電磁場伝播を生成するように構成されたアンテナ(1)に接続されている、5MHz未満動作周波数を有する少なくとも1つのチューナ回路を備えることを特徴とする、静電磁場センサ。

請求項5

5MHz未満の動作周波数を有する前記チューナ回路は、RLC回路(31)と位相安定化回路(32)とを備える、請求項4に記載のセンサ。

請求項6

前記アンテナ(1)は、生成される場の影響ゾーンを制御するための、いくつかの層の電極を備える、請求項4又は請求項5に記載のセンサ。

請求項7

屋内空間におけるセキュリティシステムであって、少なくとも、信号調整器回路(6)に接続された、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のセンサ又は請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載のセンサと、命令を有するソフトウェアを少なくとも組み込んだメモリを備えるプロセッサ(7)とを備え、前記命令は、前記センサから受け取った静電場における変化を検知し、前記静電場における前記変化を生成した物体体積及び密度を判定し、前記物体の前記体積及び密度が、許可されていない侵入に対応するかどうかを確定し、暗号化された信号をスイッチボード(9)に発するように構成される、セキュリティシステム。

請求項8

前記プロセッサ(7)は、無線周波数エミッタ(8)を介して前記スイッチボード(9)に向けて前記暗号化された信号を発する、請求項7に記載のシステム

請求項9

前記プロセッサ(7)と接続されたカメラ(10)を備える、請求項7又は請求項8に記載のシステム。

請求項10

許可されたユーザを識別するための手段(11)を備える、請求項7〜請求項9のいずれか一項に記載のシステム。

請求項11

請求項7〜請求項10のいずれか一項に記載のシステムにおいて実施される、屋内空間における侵入検知の方法であって、(a)請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のセンサ又は請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載のセンサを少なくとも用いて静電場における前記変化を検知するステップと、(b)前記静電場における変化を生成した前記物体の前記体積及び密度を判定するステップと、(c)前記物体の前記体積及び密度が、許可されていない侵入に対応するかどうかを確定するステップと、(d)警報のための暗号化された信号を発するステップとを含む、方法。

請求項12

ユーザを識別するステップを含む、請求項11に記載の方法。

請求項13

許可されていない侵入領域を記録するステップを含む、請求項11又は請求項12に記載の方法。

請求項14

請求項11〜請求項13のいずれか一項に記載の方法を実行するために、請求項7〜請求項10のいずれか一項に記載のシステムに必要とされる前記命令を含む、コンピュータプログラム

技術分野

0001

本発明の目的は、静電場を測定することが可能なセンサ、及び住居セキュリティシステムである。本発明はセキュリティ分野において、より具体的には、地所内のプライベート又は家庭用セキュリティにおいてその実際的な用途を有し、その主な目的はドア、窓、又はを通した侵入の検知であるが、壁又は間仕切壁などのその他の位置においても本発明は使用され得る。

背景技術

0002

現在、屋内空間用のプライベートセキュリティの分野において、住居などへの侵入を検知することが可能な様々なタイプの装置が使用されている。様々なタイプの検知装置としては以下が挙げられる。
(a)測定領域の容積の変化を検知してそれらを動き検知に変換する、ボリュメトリックセンサ。
(b)ドア又は窓が開かれたか又は閉じられた場合を検知する、ドア開放センサ
(c)送信器受信器との間を物体が通過するのを検知する、赤外線バリアセンサ
(d)結晶体が打たれるか又は割られた場合に結晶体内の振動を検知する、振動又はガラス割れセンサ

0003

これらの全ての装置は、家屋内に設置されるという共通点を有する。従ってそれらは予防セキュリティを提供せず、なぜならそれらは侵入がすでに発生した場合のみこれを検知することが可能だからである。従ってそれらは予防セキュリティシステムではなく、事象警告又は警報システムである。他方、ボリュメトリックセンサ及び赤外線バリアセンサの両方は、加えて、移動物体のタイプを区別することができず、そのレンジ内で発生する様々な移動も区別することができない。

0004

これらの問題を回避するための最良解決法は、静電場センサである。しかしほとんどの文献は、制御されていない信号に基づいており、かつ、信号の共振周波数における及び/又はそのインピーダンスにおける変化に応じた、静電容量の間接測定に基づいている。

0005

例えば、ES2152335T3号明細書には、アンテナの周囲の電場又は電磁場における小さな静電容量の変化を検知するための、アンテナに接続された検知器装置が記載されており、当該装置は、当該アンテナの周囲に電場又は電磁場を生成するための生成手段と、当該アンテナの周囲に生成された電場又は電磁場を平衡した状態に維持するための平衡化手段と、検知器装置が温度及び湿度の変化によって影響を及ぼされるのを防止するためのフィルタ手段と、当該アンテナの周囲に生成された電場又は電磁場における小さな変化を検知するための検知手段と、電場又は電磁場における変化が発生したことを示すための指示手段とを含み、生成手段が好ましくは50Hz〜5000Hzの方形波を生成する方形波発生器であること、及び、当該発生器からの、影響を受けていない方形波と、アンテナを囲む場によって容量的に影響を受けた方形波とが増幅器手段に供給されて、それらの差が増幅されることを特徴とする。

0006

この検知器装置により、侵入者保護対象から100cm〜150cmの距離まで接近したことを示す、第1の存在領域、侵入者が保護対象から30cmの距離まで接近したことを示す、第2の存在領域、及び侵入者が保護対象とほとんど接触したことを示す、第3の存在領域におけるセキュリティシステムが実現される。

0007

従って、この発明は方形波を生成し、その周波数の変化に応じて、関連する静電容量が計算され得る。この信号は導体内の磁場を生成し、これは制御不能であり、すなわちその力線は全ての方向に伸び、加えて温度、湿度、及びその他の条件と共に変化し、従ってこれらの問題を解決する必要がある。

0008

本発明の目的は、電極又はアンテナとして働くプローブの周囲の静電場において、その近傍における人間の存在によって発生する外乱を測定することが可能なセンサである。この静電場はまた、それらの影響を特定の領域に集中させるように制御された様態方向付けされる。加えてセンサは、変化の大きさに基づいて、人をその他の生物又は物的対象から区別することが可能である。

0009

更にこのセンサは、範囲を定められた空間内への侵入の予防検知のために、センサ、無線通信装置、及び中央警報管理の統合によって設計されたセキュリティシステムの不可欠な部分である。

0010

より具体的には、本発明の第1の態様において、静電場センサは、2つの静電場測定回路を含み、それらの信号は減結合回路によって互いに減結合され、当該静電場測定回路は、位相測定回路を介して、同軸ケーブルからなるアンテナと接続されることを特徴とする。

0011

本発明の第2の実施形態において、静電磁場センサは、5MHz未満動作周波数を有するチューナ回路の使用を特徴とする。電子回路が分割される部分は、RLCタンク回路、及び位相安定化回路である。このセンサは、アンテナとして働いて静電場の伝播を生成するための、当該回路に接続された同軸ケーブルを有する。当該アンテナは、生成される場の影響ゾーンを制御するための、いくつかの層の電極によるものであってもよい。

0012

本発明の第2の態様において、屋内及び屋外空間のためのセキュリティシステムは、信号調整器回路に接続された少なくとも1つの上述の静電場センサと、命令を有するソフトウェアを少なくとも組み込んだメモリを含むプロセッサとを含み、命令は、センサから受け取った静電場における変化を検知し、静電場における変化を生成した物体の体積及び密度を判定し、物体の体積及び密度が、許可されていない侵入に対応するかどうかを確定し、暗号化された信号をスイッチボードに発するように構成される。

0013

最後に、本発明の第3の態様において、住居における侵入者の検知の方法が特許請求され、この方法は、(a)上述の静電場センサを少なくとも用いて静電場における変化を検知するステップと、(b)静電場における変化を生成した物体の体積及び密度を判定するステップと、(c)物体の当該体積及び密度が、許可されていない侵入に対応するかどうかを確定するステップと、(d)警報のための暗号化された信号を発するステップとを含む。

0014

本発明は、本発明に係るセンサの静電容量に基づいて、導体の周囲に存在する静電場における変化を、当該の場が人体などの帯電体の影響によって影響を及ぼされた場合に測定するものであり、導体は、本発明の場合は、プローブ又はアンテナとして働く同軸ケーブルである。

0015

人体は、任意のその他の既存の物体と同様に、材料、密度、体積、温度、及び導電率に応じた独自の電気的特性を有する。異なる物体の間の電位差は、それらが接触した場合又は互いに接近した場合に、1つの物体から別の物体への静電相互作用をもたらす。この効果は本発明の目的のセンサによって使用され、センサに接続された電子回路内での、当該場が発生させる変動の連続測定が実現される。この回路は、場の大きさの変化によって、様々なタイプの物体又は対象を識別すること、及び人間の存在を別の物質又は動物の存在から区別することが可能である。

0016

実際には、本発明に係るセンサは、静電容量の連続測定の実行において、アンテナ上で生成される、かつ無限の力線が通る電場を形成し、アンテナに接続されたプロセッサが、アンテナにおける場の変動を生成する物質の体積及び密度を判定することを可能にする。

0017

本発明は、住居におけるセキュリティシステムに適用され、ドア、窓、及び塀における侵入を事前予防的に検知する機能、すなわち侵入が発生する前の検知機能を提供する。

0018

本明細書及び特許請求の範囲の全体を通して、「含む、備える(comprises)」という語、及びそのバリエーションは、他の技術的特徴付加物、構成要素、又はステップを除外することを意図するものではない。当業者には、本発明の他の目的、利点、及び特徴が、一部は本明細書から、及び一部は本発明の実施から明らかになるであろう。以下の例及び図面は、例示のために提供されるものであり、本発明を限定することを意図するものではない。更に本発明は、本明細書中に示す特定の及び好ましい実施形態の、全ての可能な組み合わせ包含する。

0019

本発明のよりよい理解を提供するために役立つ、かつ当該発明の非限定的な例として提示される当該発明の実施形態と明示的に関連付けられた、一連の図面の非常に簡単な説明を以下に示す。

図面の簡単な説明

0020

本発明の目的の静電場センサの図を示す。
本発明の目的のセキュリティシステムの図を示す。
本発明の目的の静電場センサの第2の実施形態を示す。

実施例

0021

図1からわかるように、静電場センサは、1本、2本、又は3本のワイヤを有する同軸ケーブルからなるアンテナ1を含む。アンテナ1は位相測定回路2と直接接続されており、位相測定回路2は、位相測定回路2と接続された2つの静電場メータ(3、4)の信号を測定及び解析する回路である。静電場メータ(3、4)は減結合回路5によって互いに減結合され、これによって、それぞれの電流I1及びI2は異なっているにもかかわらず、両方のメータ(3、4)の間の電位差はゼロである。

0022

しかし図3に示すように、本発明の目的の静電場センサは第2の実施形態を含み、ここで、アンテナ1は5MHz未満の動作周波数を有するチューナ回路に接続され、チューナ回路はRLC回路31と位相安定化回路32とを含む。

0023

第1の実施形態におけるのと同様に、アンテナ1は当該チューナ回路(31、32)に接続される同軸ケーブルであり、やはり電磁場の広がりを生成するように構成される。このアンテナは、生成される場の影響ゾーンを制御するために複数層電極を有してもよい。

0024

アンテナ1は同軸アクティブに対して閉じられるため、導体内で生成される磁場は閉じ込められ、従って、ドア、窓、又は壁内などの所望の場所に場を生成することが可能である。

0025

図2は、図1又は図3で説明した静電場センサを含む本発明の目的のセキュリティシステムの概略図を示す。静電場センサは、本質的にアナログ−デジタル変換器である信号調整器回路6と接続され、信号調整器回路6は更にプロセッサ7に接続され、プロセッサ7は、静電場における変化を検知し、そのような変化についての一種の3次元マップを確定するように構成され、当該変化が生成した物体の体積及び密度を判定することが可能である。

0026

このプロセッサ7は更に、高周波回路8に接続され、高周波回路8は、設備全体を制御するスイッチボード9に向けて、暗号化された信号を発する。

0027

加えてプロセッサ7は、セキュリティカメラ10に接続され、セキュリティカメラ10は、許可されていない侵入としてプロセッサ7によって検知及び規定された物体を記録する。

0028

最後にプロセッサ7は、許可されたシステムユーザ敷地に入ることを可能にするため、及び警報信号を生成しないために、好ましくはブルートゥース(Bluetooth)(登録商標)を介して、ユーザ識別の手段11と接続される。

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