DE3740115A1

DE3740115A1 - Personenzahl-erfassungsanordnung

Info

Publication number: DE3740115A1
Application number: DE19873740115
Authority: DE
Inventors: Shinji Kirihata; Tsunehiko Araki; Yuuki Yorifuji; Takashi Horii; Hiroshi Matsuda; Hidekazu Himezawa
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1988-06-09
Also published as: GB8727064D0; DE3740115C2; GB2199658A; US4849737A; GB2199658B

Description

Die Erfindung betrifft eine Personenzahl-Erfassungsanordnung, welche durch Auswertung der von Personen ausgehenden Infrarotstrahlung die Anzahl der vorhandenen Personen erfaßt.

Derartige Personenzahl-Erfassungsanordnungen können beispielsweise in einem Raum aufgestellt werden, um die Anzahl der im Raum vorhandenen Personen zu bestimmen und laufend zu überwachen.

Wenn die Anzahl von Personen bestimmt werden soll, die ein Hotel mit zahlreichen Zimmern, ein Konferenzgebäude oder dergleichen betreten und verlassen, so können Fernsehkameras eingesetzt werden, die am Eingang und Ausgang der Räume aufgebaut sind. Die Anzahl der vorhandenen Personen wird dann visuell von zentraler Stelle aus am Bildschirm überwacht. Derartige Systeme erfordern jedoch hohe Anlagekosten und einen großen Arbeitsaufwand. Es besteht somit ein Bedarf nach einer automatischen Erfassung der Personenanzahl. Zu diesem Zweck kann ein System in Betracht gezogen werden, bei welchem Bilddaten aus Erfassungsbereichen mittels Fernsehkameras abgeleitet werden und eine geeignete Bildverarbeitung durchgeführt wird, um hieraus die Anzahl von Personen abzuleiten, die das Gebäude betreten bzw. verlassen. In einem solchen System wird die Bestimmung der Anzahl von Personen im allgemeinen dadurch ausgeführt, daß die Personenkörper auf der Grundlage von Luminanzänderungen des sichtbaren Lichtes bestimmt werden. Die Genauigkeit eines solchen Systems ist jedoch aufgrund seines schlechten Signal/Störsignal-Verhältnisses und der unzureichenden Auflösung unbefriedigend.

In der US-PS 46 36 774 ist ein Lichtsteuersystem beschrieben, das als Personenzahl-Erfassungssystem verwendet werden kann. Bei diesem System tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß stillstehende Personen nicht unterschieden werden können und ihre Anzahl nicht bestimmt werden kann, da nur bewegte Objekte erfaßt werden können.

In der US-PS 34 93 953 ist ferner ein Flammensuchsystem beschrieben, das einen gebogenen Spiegel umfaßt, welcher um 360° verschwenkbar gelagert ist, wobei ein Infrarotdetektor das von dem Spiegel reflektierte Licht empfängt. Der Spiegel führt eine rotierende Abtastbewegung aus, um bei einem Brand Flammen aufzuspüren. Wenn durch den Infrarotdetektor eine Flamme erkannt wird, erfolgt ein Anhalten der Drehbewegung des Spiegels, um die Stelle zu markieren, von welcher die Flamme ausgeht. Theoretisch kann eine solche Anordnung verwendet werden, um Infrarotstrahlen zu erfassen, die von dem Körper einer Person ausgehen, um unmittelbar die Position einer Person festzustellen; der Spiegel wird nämlich bei Erfassung einer Infrarotstrahlung, die einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, angehalten. Die Eignung eines solchen Systems zur Erfassung von Personen ist jedoch aus dieser Druckschrift nicht herleitbar. Auch der Gedanke, ein Erfassungsfeld kurzzeitig festzulegen, ist dieser Druckschrift nicht entnehmbar. Das beschriebene System ist somit zur genauen Bestimmung der Anzahl von Personen nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Personenzahl- Erfassungsanordnung zur Verfügung zu stellen, die trotz ihrer Einfachheit und kostengünstigen Herstellbarkeit innerhalb einer weiten Erfassungszone eine genaue Bestimmung der Anzahl von vorhandenen Personen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Personenzahl- Erfassungsanordnung gelöst, die einen Detektor zur Erfassung der von den Personenkörpern ausgehenden Infrarotstrahlung, Mittel zum Verstärken des Ausgangssignals des Detektors, eine Signalverarbeitungseinrichtung zum Umsetzen des verstärkten Ausgangssignals der Verstärkungsmittel in ein Signal, das zur Bestimmung der Anzahl von Personen benötigt wird, Mittel zur Diskriminierung der Anzahl von Personen auf der Grundlage des Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung und Mittel zur Ausgabe einer Information über die Personenzahl enhält, wobei die Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, daß das Erfassungsfeld des Infrarotdetektors kreisförmig durch eine optische Abtasteinrichtung abgelenkt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Personenzahl- Erfassungsanordnung;

Fig. 2 bis 4 Skizzen zur Erläuterung des Erfassungsprinzips bei der in Fig. 1 gezeigten Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 5 eine Skizze zur Erläuterung der kreisförmigen Abtastung durch die in Fig. 1 gezeigte Anordnung;

Fig. 6 ein Signaldiagramm, welches die Beziehung zwischen der eintreffenden Energie und der verstrichenen Zeit bei der Anordnung nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 7 eine Skizze zur Veranschaulichung einer im Gegensatz zu Fig. 5 parallelen Abtastung;

Fig. 8 Signalformen, welche die eintreffende Energie an den Detektoren bei paralleler Abtastung gemäß Fig. 7 zeigen;

Fig. 9 eine Skizze zur Veranschaulichung einer Ausführungsform mit einer optischen Kreisabtasteinrichtung bei der Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 10 eine Unteransicht eines Hauptbestandteils der optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 9;

Fig. 11 eine Skizze zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform einer optischen Kreisabtasteinrichtung, die bei der Anordnung nach Fig. 1 verwendbar ist;

Fig. 12 eine Unteransicht eines Hauptbestandteils der optischen Kreisablenkeinrichtung nach Fig. 11;

Fig. 13 ein detailliertes Blockdiagramm der Personenzahl-Erfassungsanordnung nach Fig. 1;

Fig. 14 bis 16 Diagramme, welche die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 13 veranschaulichen;

Fig. 17 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines Spiegels, der bei der Personenzahl-Erfassungsanordnung nach einer anderen Ausführungsform verwendet werden kann;

Fig. 18 bis 20 Skizzen zur Erläuterung der Wirkungsweise eines Spiegels nach Fig. 17;

Fig. 21 eine Skizze, welche das Konzentrationsvermögen des Spiegels nach Fig. 17 zeigt;

Fig. 22 ein Diagramm, welches die Abhängigkeit des Krümmungsradius vom Winkel bei dem Spiegel nach Fig. 17 zeigt;

Fig. 23 ein Diagramm, welches das Konzentrationsvermögen des Spiegels nach Fig. 17 zeigt;

Fig. 24 und 25 die Anbringung des Spiegels nach Fig. 17 jeweils auf einer rotierenden Scheibe;

Fig. 26 und 27 schematische Ansichten zur Veranschaulichung einer weiteren Ausführungsform des Spiegels, der bei der Personenzahl- Erfassungsanordnung verwendet werden kann;

Fig. 28 eine Skizze, welche das Konzentrationsvermögen der Spiegel nach Fig. 26 und 27 zeigt;

Fig. 29 ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen Krümmungsradius und Winkel bei dem Spiegel nach den Fig. 26 und 27 zeigt;

Fig. 30 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines Spiegels, der bei einer Personenzahl-Erfassungsanordnung verwendbar ist;

Fig. 31 bis 33 Ansichten zur Erläuterung der Wirkungsweise des Spiegels nach Fig. 30;

Fig. 34 und 35 Diagramme, welche die Kenndaten des Spiegels nach Fig. 30 zeigen;

Fig. 36 eine schematische Ansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform einer optischen Kreisabtasteinrichtung, die bei der Personenzahl-Erfassunganordnung verwendet werden kann;

Fig. 37 eine Unteransicht eines Hauptbestandteils der Einrichtung nach Fig. 36;

Fig. 38 eine Skizze zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Fresnel-Linse anstelle des Spiegels nach Fig. 36 verwendet wird;

Fig. 39 die Betriebsdaten der optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 36 im Vergleich zu denen der Abtasteinrichtung nach Fig. 11;

Fig. 40 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer optischen Kreisabtasteinrichtung, die bei der Personenzahl- Erfassungsanordnung verwendbar ist;

Fig. 41 eine Unteransicht eines Hauptbestandteils der optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 40;

Fig. 42 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform einer Personenzahl-Erfassungsanordnung mit der optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 40;

Fig. 43 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform einer optischen Kreisabtasteinerichtung bei einer Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 44 eine Unteransicht eines Hauptbestandteils der optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 43;

Fig. 45 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Personenzahl-Erfassungsanordnung mit einer optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 43;

Fig. 46 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer optischen Kreisabtasteinrichtung bei der Personenzahl- Erfassungsanordnung;

Fig. 47 schematisch eine Erfassungszone der optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 46;

Fig. 48 schematisch eine weitere Ausführungsform einer optischen Kreisabtasteinrichtung bei einer Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 49 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 50 die Hauptbestandteile einer optischen Kreisabtasteinrichtung bei der Anordnung nach Fig. 49;

Fig. 51 eine Unteransicht eines Hauptbestandteils der optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 50;

Fig. 52 bis 54 schematisch das Erfassungsfeld der optischen Abtasteinrichtung nach Fig. 50;

Fig. 55 bis 57 die Form der Ausgangssignale der Anordnung nach Fig. 49 zur Erläuterung ihrer Wirkungsweise;

Fig. 58 ein Schaltbild einer Verstärkereinrichtung der Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 59 ein Diagramm, welches die Charakteristik des Verstärkers nach Fig. 58 im Vergleich zur Charakteristik eines herkömmlichen Verstärkers zeigt;

Fig. 60 und 61 Äquivalenzschaltbilder des Verstärkers nach Fig. 58;

Fig. 62 ein Diagramm, welches die Wirkungsweise bei einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl-Erfassungsanordnung veranschaulicht;

Fig. 63 bis 66 Diagramme, welche die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 62 erkennen lassen;

Fig. 67 und 68 Diagramme, aus welchen die Wirkungsweise einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl- Erfassungsanordnung hervorgeht;

Fig. 69 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 70 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 69;

Fig. 71 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 72 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 71;

Fig. 73 Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 71;

Fig. 74 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 75 ein Flußdiagramm, welches die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 74 erkennen läßt;

Fig. 76 Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 74;

Fig. 77 Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 78 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Ausführungsform, bei welcher die Signale nach Fig. 77 auftreten;

Fig. 79 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 80 und 81 Diagramme, welche die Wirkungsweise des Systems nach Fig. 79 veranschaulichen;

Fig. 82 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl-Erfassungsanordnung;

Fig. 83 ein Flußdiagramm, welches die Wirkungsweise der Ausführungsform nach Fig. 82 erkennen läßt;

Fig. 84 eine Skizze, welche erkennen läßt, wie die Ausführungsform nach Fig. 82 in einem Raum aufgebaut wird;

Fig. 85 ein Diagramm mit Signalformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 82;

Fig. 86 schematisch eine weitere Ausführungsform einer optischen Kreisabtasteinrichtung zur Verwendung bei einer Personenzahl- Erfassungsanordnung;

Fig. 87 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Personenzahl-Erfassungsanordnung unter Verwendung der optischen Kreisabtasteinrichtung nach Fig. 86;

Fig. 88 ein Diagramm, welches die Temperaturverteilung in einer Erfassungszone bei der Ausführungsform nach Fig. 87 zeigt; und

Fig. 89 und 90 Blockdiagramme weiterer Ausführungsformen der Personenzahl-Erfassungsanordnung.

Es wird nun zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen. Die darin gezeigte Personenzahl-Erfassungsanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform umfaßt eine optische Kreisabtasteinrichtung 10 und einen Infrarotdetektor 11. Die optische Kreisabtasteinrichtung 10 ist dem Infrarotdetektor 11 so zugeordnet, daß er dessen Erfassungsfeld abtastet bzw. über dieses verschwenkt wird. Das Ausgangssignal des Infrarotdetektors 11 gelangt an einen Vorverstärker 12, dessen Ausgangssignal zu einer Signalverarbeitungseinrichtung 13 gelangt, um in ein Signal umgesetzt zu werden, welches für die Erfassung der Anzahl von Personen benötigt wird. Das so umgesetzte Signal wird an eine Diskriminiereinrichtung 14 geführt, welche die Anzahl von Personen auf der Grundlage des Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung 13 bestimmt und das entsprechende Diskriminiersignal an eine Ausgabeeinrichtung 15 abgibt, die ihrerseits die Information bezüglich der Personenanzahl ausgibt.

Als Beispiel werden die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Modelle von Personen betrachtet. Jedes Modell PM 1 bis PM 4 hat gemäß diesem Beispiel eine Größe von 170 cm, eine Breite von 50 cm und eine Dicke von 20 cm. Sie befinden sich auf einem Boden FL in den vier Ecken einer quadratischen Zone mit 3 m Seitenlänge in gleichen Abständen von der Mittenlinie FC des Erfassungsfeldes, die senkrecht durch den Infrarotdetektor 11 verläuft. Abbildungen der Modelle PM 1 bis PM 4, die bei diesem Beispiel aus 3 m Höhe über dem Boden FL betrachtet werden, sind in der Breite in Radialrichtung von der Mittenlinie FC ausgehend zunehmend gedehnt, wie in Fig. 4 gezeigt. Wenn die optische Kreisabtasteinrichtung 10, die zur Abtastung des Erfassungsfeldes F des Infrarotdetektors 11 vorgesehen ist, das schlitzförmige Erfassungsfeld F um 360° in Richtung des Pfeiles Q in Fig. 5 um den Mittelpunkt FC verdreht, wenn also diese Abtasteinrichtung 10 seine Kreisablenkfunktion ausführt, so wird das gesamte Erfassungsfeld FO überdeckt. Wenn die Temperatur der Modelle PM 1 bis PM 4 höher liegt als die Temperatur des Fußbodens FL, so kann die entsprechende Infrarotenergie, die von den Modellen PM 1 bis PM 4 ausgeht, auf dem Infrarotdetektor 11 jedesmal dann erfaßt werden, wenn das schlitzförmige Erfassungsfeld F auf einem Personenmodell PM 1 bis PM 4 liegt, wie in Fig. 6 veranschaulicht.

Da das kreisförmig abgelenkte schlitzförmige Erfassungsfeld sich vom Drehzentrum ausgehend radial erstreckt und die Abbildungen der Personenmodelle PM 1 bis PM 4 sich in Radialrichtung des kreisförmigen Erfassungsfeldes in der in Fig. 4 gezeigten gedehnten Form erstrecken, wird die Überlappungsfläche zwischen dem schlitzförmigen Erfassungsfeld F und jeder Abbildung eines Personenmodells relativ groß in Draufsicht. Infolgedessen wird die Erfassungsempfindlichkeit des Systems bezüglich der zu erfassenden Objekte erheblich gesteigert. Die optische Abtasteinrichtung 10 zur kreisförmigen Verschwenkung des Erfassungsfeldes F weist erhebliche Vorzüge beispielsweise gegenüber einer optischen Einrichtung auf, welche eine parallele Abtastung vornimmt. Als Beispiel werden acht Infrarotdetektoren FD 1 bis FD 8 betrachtet, die in einer Linie nebeneinander angeordnet sind, wie in Fig. 7 gezeigt, um die vier Personenmodelle PM 1 bis PM 4 zu erfassen, welche in der gleichen Weise wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt lokalisiert sind. Die Infrarotdetektoren erfassen jeweils die Infrarotenergie in der in Fig. 8 gezeigten Weise. Die von zwei Personenmodellen PM 1 und PM 2 ausgehende Infrarotstrahlung wird von den Detektoren FD 1 bis FD 3 erfaßt, während die Infrarotstrahlung, welche von den übrigen Personenmodellen PM 3 und PM 4 ausgeht, von den Detektoren FD 6 bis FD 8 erfaßt wird. Da jeder Infrarotdetektor die auftreffende Energie zweimal empfängt und zwei auftreffende Energieanteile gleichzeitig vorhanden sind, wird die Signalverarbeitungseinrichtung für die entsprechenden Ausgangssignale der Detektorgruppe FD 1 bis FD 8 kompliziert und aufwendig. Bei Verwendung einer Kreisabtasteinrichtung empfängt hingegen der Infrarotdetektor 11 die auftreffende Infrarotenergie nur jedesmal dann, wenn das schlitzförmige Erfassungsfeld F auf einem zu erfassenden Objekt zu liegen kommt, so daß eine komplizierte Signalverarbeitungseinrichtung, die bei der oben betrachteten Ausbildung benötigt wird, entfallen kann und statt dessen sowohl das optische Abtastsystem als auch die Signalverarbeitungseinrichtung in hohem Maße vereinfacht werden können, wie die obigen Erläuterungen erkennen lassen.

Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen, um eine praktische Ausführungsform einer optischen Kreisabtasteinrichtung 10 zu beschreiben. Diese enthält eine Drehscheibe 21, in der ein Schlitz 22 gebildet ist, welcher sich in Radialrichtung vom Mittelpunkt ausgehend über eine vorbestimmte Länge Lm und in der vorbestimmten Breite Dm erstreckt (siehe Fig. 10). Die Drehscheibe 21 wird um den Mittelpunkt FC des Erfassungsfeldes durch einen (nicht gezeigten) Antriebsmechanismus wie einen Motor oder dergleichen in Drehung versetzt. Sie hat einen vorbestimmten Abstand Ra von einer Objektoberfläche OS und gleichfalls einen vorbestimmten Abstand Rb vom Infrarotdetektor 11. Bei dieser optischen Kreisabtasteinrichtung 10 kann nur ein Teil der von der Objektoberfläche OS ausgehenden Infrarotstrahlung erfaßt werden, nämlich derjenige, welcher durch den Schlitz 22 hindurchtritt und zu dem Infrarotdetektor 11 gelangt.

Die optische Kreisabtasteinrichtung 10 ist bei der gezeigten Ausführungsform so ausgelegt, daß auf der Objektoberfläche OS ein Augenblicks-Erfassungsfeld einer Länge Lv und einer Breite Dv gebildet wird, gemäß folgender Gleichung:

Lv = {(Ra + Rb)/Rb} · Lm, Dv = {(Ra + Rb)/Rb} · Dm

Ferner erfüllt die optische Kreisabtasteinrichtung 10 auch die Beziehung R = tan^-1 Lm/Rb, worin R der Winkel ist, unter welchem das Augenblickserfassungsfeld auf die Objektoberfläche OS in Radialrichtung des Detektors bei der Kreisabtastung gerichtet ist. Es ist ersichtlich, daß das Augenblickserfassungsfeld kreisförmig um den Mittelpunkt FC des Erfassungsfeldes, welcher der Drehachse der Lichtempfangsoberfläche des Infrarotdetektors 11 entspricht, verschwenkt wird, so daß der gesamte Raumwinkel, den das Augenblickserfassungsfeld bezüglich der Objektoberfläche OS beschreibt, 2R beträgt.

Bei der in den Fig. 9 und 10 gezeigten optischen Kreisabtasteinrichtung 10 wird die Auflösung für die Personenerfassung verbessert, indem die Breite Dv des Augenblickserfassungsfeldes verkleinert wird. Es ist also erwünscht, die Breite Dm des Schlitzes 22 kleiner zu bemessen. Durch diese Maßnahme wird aber auch die Lichtmenge aus dem Infrarotdetektor 11 vermindert und somit das Signal/Störsignal-Verhältnis verschlechtert. Durch Anbringung einer Zylinderlinse im Schlitz 22, deren Konzentrationswirkung in der Verschwenkungsrichtung liegt, kann eine vorbestimmte Größe für die Breite Dv des Augenblickserfassungsfeldes bei hohem optischen Gewinn erzielt werden. Wenn eine solche Zylinderlinse im Schlitz 22 angeordnet wird, erhält man die Länge Lv und Breite Dv des Augenblickserfassungsfeldes aus folgenden Gleichungen:

Lv = {(Ra + Rb)/Rb} · Lm, Dv = (Ra/Rb) · d

worin d der Durchmesser der Lichtempfangsoberfläche auf dem Infrarotdetektor 11 ist. Folglich kann die gewünschte Breite Dv des Augenblickserfassungsfeldes erhalten werden, indem der Abstand Rb zwischen der Drehscheibe 21 und dem Detektor 11 oder der Durchmesser d des Infrarotdetektors 11 geeignet gewählt wird, unabhängig von der Breite Dm des Schlitzes 22, d. h. der Breite der Zylinderlinse. Wenn die Zylinderlinse in dem Schlitz 22 angeordnet wird, kann der optische Gewinn gesteigert werden, indem die Breite Dm des Schlitzes 22 vergrößert wird, d. h. die Breite der Zylinderlinse.

In den Fig. 11 und 12 ist eine weitere Ausführungsform der optischen Kreisabtasteinrichtung 10 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist ein zylindrischer Konkavspiegel 22 A an einer Drehscheibe 21 A oberhalb des Infrarotdetektors 11 im Abstand Rb von diesem befestigt. Die Drehscheibe 21 A wird durch einen Motor oder dergleichen um die Achse FC in Drehung versetzt, die durch den Mittelpunkt des Detektors 11 verläuft. Die Länge Lv und Breite Dv des Augenblickserfassungsfeldes werden dann aus folgenden Gleichungen in ähnlicher Weise wie im Falle einer Zylinderlinse abgeleitet:

Lv = {(Ra + Rb)/Rb} · Ln, Dv = (Ra/Rb) · d

worin Ra die Entfernung zwischen dem Konkavspiegel 22 A und der Objektfläche OS, Ln die Spiegellänge, Dn die Breite des Spiegels und d der Durchmesser der Lichtempfangsoberfläche auf dem Infrarotdetektor 11 ist. Die gewünschte Breite Dv des Augenblickserfassungsfeldes wird also erhalten, indem die Entfernung Rb oder der Durchmesser d geeignet bemessen werden, während der optische Gewinn gesteigert wird, indem die Spiegelbreite Dn vergrößert wird. Der Raumwinkel R des Augenblickserfassungsfeldes in Radialrichtung auf der Objektoberfläche OS bezüglich des Detektors wird dann tan^-1 Ln/Rb, und der gesamte überdeckte Raumwinkel wird 2 R.

Wenn ein Motor verwendet wird, um die Drehscheibe anzutreiben, und ein gewöhnlicher Antriebsmotor zu Störungen am Infrarotdetektor führt, so ist es vorteilhaft, einen ringförmigen, mit Ultraschallwellen arbeitenden Motor zu verwenden, der einen Hohlraum in seinem Drehzentrum aufweist.

Die Ausbildung einer Personenzahl-Erfassungsanordnung nach Fig. 1 wird nun im einzelnen beschrieben. Als Infrarotdetektor 11 kann ein kostengünstiges pyroelektrisches Element verwendet werden, das keiner Kühlung bedarf. Das Ausgangssignal des pyroelektrischen Elements enthält zahlreiche Niederfrequenzkomponenten als Hintergrundstörsignal.

Aus diesem Grunde wird ein Bandpaßfilter 13 a in der Signalverarbeitungseinrichtung 13 verwendet, um die Niederfrequenzkomponenten aus dem verstärkten Ausgangssignal des Vorverstärkers 12 zu entfernen, wie in Fig. 13 gezeigt. Zugleich mit der Entfernung der Niederfrequenzkomponenten werden auch die unbenötigten hochfrequenten Komponenten aus dem verstärkten Ausgangssignal entfernt, um das Signal/ Störsignal-Verhältnis zu verbessern. Das von Störsignalen befreite Ausgangssignal wird dann an einen Analog/Digital- Umsetzer 13 b angelegt, der in der Verarbeitungseinrichtung 13 enthalten ist, um nach Umsetzung in Digitalform an einen Mikrocomputer 14 a angelegt zu werden, welcher eine Diskriminiereinrichtung 14 bildet. Der Mikrocomputer 14 a empfängt ein synchrones Signal aus einem Drehmelder 16 für jede Umdrehung der optischen Drehabtasteinrichtung 10, um den Analog/Digital-Umsetzer 13 b so anzusteuern, daß ein Ausgangssignal des Umsetzers bei jeder kreisförmigen Verschwenkung erhalten wird. Der Mikrocomputer 14 a, welcher zuvor in seinen Speicher die Signalform eines Ausgangssignals eingespeichert bekommen hat, das dem Zustand entspricht, bei welchem sich keine Person innerhalb des Erfassungsfeldes FO befindet, vergleicht diese Bezugssignalform mit der eingegebenen Signalform aus dem Analog/ Digital-Umsetzer 13 b. Wenn in den Mikrocomputer vorab die in Fig. 14 gezeigte Bezugssignalform eingespeichert wurde und dieser Mikrocomputer dann das in Fig. 15 gezeigte Eingangssignal IW empfängt, so subtrahiert er die Bezugssignalform von dem Eingangssignal, um als Ergebnis des Vergleichs die in Fig. 16 gezeigte Signalform CPW zu erhalten. Er erfaßt dann die Maxima in dieser Signalform CPW und führt eine Beurteilung dieser Signalform durch, die zu dem Ergebnis gelangt, daß "drei Personen" vorhanden sind. Entsprechende Ausgabedaten werden bereitgestellt. Eine Besonderheit besteht darin, daß der Mikrocomputer so ausgelegt ist, daß er die Bezugssignalform für jede neu eingegebene Signalform erneuert, um bei Änderungen der Umgebung innerhalb der Erfassungszone als Vergleichsergebnis eine Signalform auszugeben, die sich durch hohe Genauigkeit auszeichnet und frei von Einflüssen ist, welche durch die Veränderung der Umgebung verursacht werden. Der Mikrocomputer 14 a erzeugt weiterhin ein Steuersignal für eine Ansteuereinrichtung 17 des Motors, welcher die Drehscheibe der optischen Drehabtasteinrichtung 10 antreibt.

Die als Vergleichsergebnis gewonnenen Signalformdaten werden an eine Ausgabeeinrichtung 15 übergeben, die so ausgebildet ist, daß sie die Daten als Information über die Anzahl von Personen ausgibt. Wenn beispielsweise das Personenzahl-Erfassungssystem in einem Konferenzsaal aufgebaut ist, so ist die Ausgabeeinrichtung 15 außerhalb des Raumes angeordnet, so daß der Benutzungszustand des Raumes und insbesondere der Zustand einer Überfüllung erkannt werden kann. Wenn die Ausgabeeinrichtung 15 außerhalb eines privaten Wohnraumes angebracht ist, so kann beispielsweise die Information "abwesend", "anwesend" oder "Besucher" als Personenzahl-Information in der Form "0", "1" bzw. "2" ausgegeben werden; auch mehr als zwei Personen können angezeigt werden. Es ist auch vorgesehen, verschiedenste Gebäudeeinrichtungen auf der Grundlage der Personenzahl-Information zuverlässig zu steuern, beispielsweise eine Klimaanlage, Raumbeleuchtung und dergleichen. Dies kann sowohl für Konferenzräume als auch private Räume oder dergleichen in Betracht kommen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die optische Kreisabtasteinrichtung, welche unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 beschrieben wurde, weiter dahingehend verbessert, daß eine weitere Erfassungszone mit gleichförmiger Erfassungsempfindlichkeit erzielt wird, bei hoher optischer Ausbeute und dennoch kleinen Abmessungen. Es wird auf die Fig. 17 Bezug genommen. Ein Spiegel 22 B der optischen Kreisabtasteinrichtung weist eine reflektierende Oberfläche auf, die konkav gekrümmt ist und eine sich kontinuierlich ändernde Krümmung in Richtung der Kreisverschwenkung aufweist, nämlich in Richtung einer Linie X-X′ (Fig. 17). Die reflektierende Oberfläche weist eine geringe Konkavität in Radialrichtung der Kreisverschwenkung, bezogen auf den Abstand der Objektoberfläche, d. h. in Richtung der Linie X-X′, auf und ist so gestaltet, daß ihr Mittelpunkt im wesentlichen übereinstimmt mit dem Erfassungsfeldzentrum FC. Ein solcher Spiegel kann als Abwandlung des sogenannten torischen Spiegels aufgefaßt werden.

Die Ausgestaltung des Spiegels 22 B wird nunmehr beschrieben. Wenn die reflektierende Oberfläche 22 Ba des Spiegels 22 B auf die Lichtempfangsoberfläche 11 a des Infrarotdetektors 11 gerichtet ist und der Spiegel 22 B um das Erfassungsfeldzentrum FC als Drehachse gedreht wird, so wird das Erfassungsfeld F des Detektors 11 kreisförmig verschwenkt. Die konkave Oberfläche des Spiegels 22 B, in Radialrichtungen der Kreisverschwenkung betrachtet, d. h. in Richtung der Linie X-X′, bewirkt eine Dehnung des Augenblickserfassungsfeldes in den Radialrichtungen, während die konkave Oberfläche des Spiegels 22 B in der Richtung senkrecht zur Linie X-X′ eine Konzentrationswirkung in Verschwenkungsrichtung ausübt. In der Annahme, daß - wie in Fig. 18 gezeigt - ein vom Punkt OS 1 auf der Objektoberfläche ausgehender Strahl an dem einen Endpunkt M 1 des Spiegels 22 B reflektiert und zur Lichtempfangsoberfläche 11 a des Detektorelements 11 gerichtet wird, während ein vom Punkt OS 2 auf der Objektoberfläche ausgehender Strahl am anderen Endpunkt M 2 des Spiegels 22 B reflektiert und zur Lichtempfangsoberfläche 11 a gerichtet wird: Wenn der vom Punkt OS 1 ausgehende und zum Punkt M 1 verlaufende Strahl sekrecht zur mit x bezeichneten Achse ist, so bezeichnet der Winkel R des vom Punkt OS 2 ausgehenden und zum Endpunkt M 2 verlaufenden Strahls, bezogen auf die mit y bezeichnete Achse, den Augenblickerfassungsfeldwinkel in den Radialrichtungen. Wenn die bogenförmig gekrümmte reflektierende Oberfläche 22 Ba ein Krümmungszentrum N aufweist, so liegt die Lichtempfangsoberfläche 11 a unmittelbar unterhalb des Mittelpunktes der reflektierenden Oberfläche, der Punkt M 1 weist die Koordinaten (x₁, y₁) auf, und der Punkt M 2 hat die Koordinaten (x₂, y₂), während die Lichtempfangsoberfläche 11 a die Koordinaten (x _s, y _s) in einem x-y-Koordinatensystem aufweist. Der Spiegel erfüllt die Beziehung:

x₂=-x₁, x _s=0.

Wenn also die Länge des Abschnitts des Spiegels 22 B in Richtung der x-Achse, die Lage der Lichtempfangsoberfläche 11 a und der Augenblicksfeldwinkel R geeignet eingestellt werden, so ist das Krümmungszentrum N bestimmt und eine optische Kreisabtasteinrichtung mit hoher optischer Ausbeute und von minimalen Abmessungen wird erzielt.

Es wird nun zusätzlich auf Fig. 19 Bezug genommen. Darin ist mit Mt ein Punkt eines Bogens auf der reflektierenden Oberfläche 22 Ba des Spiegels 22 B bezeichnet, der unter einem Winkel t vom Anfangsradius liegt. Wenn ein vom Punkt OSP auf der Objektoberfläche OS ausgehender Strahl am Punkt Mt reflektiert und auf die Lichtempfangsoberfläche 11 a gerichtet wird, so sind der Abstand Rb zwischen der Lichtempfangsoberfläche 11 a und dem Punkt Mt auf der reflektierenden Oberfläche 22 Ba sowie der Abstand Ra zwischen dem Punkt Mt und dem Punkt OSP auf der Objektoberfläche in Richtung einer Normalen nt im Punkt Mt bestimmt. Der Abstand Rb erfüllt eine Beziehung Rb=Rb (t) und ändert sich mit der Lage des Punktes Mt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die konkave Oberfläche des Spiegels 22 B in Abtastrichtung bogenförmig gekrümmt. Der vom Punkt OSP auf der Objektoberfläche ausgehende Strahl kann folglich auf der Lichtempfangsoberfläche 11 a konzentriert werden, wenn die konkave Oberfläche des Spiegels 22 B in Verschwenkungsrichtung eine Brennweite ft aufweist, welche die Beziehung

1/ft = (1/Ra) + (1/Rb)

im Punkt M 1 auf dem Spiegel 22 B erfüllt. Damit man die Brennweite ft erhält, ist die konkave Oberfläche so gestaltet, daß der Krümmungsradius Rt die Beziehung Rt = 2 ft im Punkt Mt auf dem Spiegel 22 B erfüllt. Ferner ist die konkave Oberfläche so gestaltet, daß der Punkt Mt auf dem Spiegel 22 B in der Mitte der Verschwenkungsrichtung liegt, wobei der Krümmungsmittelpunkt der konkaven Oberfläche auf einer Verlängerungslinie eines Segmentes liegt und ein Segment mit dem Krümmungsradius Rt zusammenfällt.

Aus der obigen Erläuterung ergibt sich, daß der Krümmungsradius Rt, da er die Beziehung

Rt = {(1/Ra) + (1/Rb (t))}/2 und Rb (t)

erfüllt, sich kontinuierlich ändert. Es soll nun angenommen werden, daß die Objektoberfläche OS, die fokussiert werden soll, parallel zu einer Horizontalebene liegt und R der Abstand zwischen dem Punkt Mt auf der reflektierenden Oberfläche 22 Ba des Spiegels 22 B und der Objektoberfläche ist, welche fokussiert werden soll. Die Abstände R und Ra erfüllen die Beziehung

Ra = (R/cos R _F)·cos R _M,

und folglich ändert sich auch der Abstand Ra, wobei R _M ein Winkel ist, welcher durch ein Segment und die Normale Nt definiert ist, während R _F ein Winkel ist, der durch ein Segment und die Mittellinie FC des Erfassungsfeldes definiert ist. Die Krümmung der konkaven Oberfläche des Spiegels 22 B in Verschwenkungsrichtung wird somit unter Berücksichtigung der zu fokussierenden Objektoberfläche OS variiert.

Fig. 20 zeigt ein Beispiel der besonderen Abmessungen der Querschnittsform des Spiegels 22 B in Radialrichtung, wobei die Abstände von der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes zu den Endpunkten M 1 und M 2 des Spiegels jeweils 15 mm betragen; der Abstand zwischen der Lichtempfangsoberfläche 11 a und dem Endpunkt M 1 des Spiegels in Richtung der Mittellinie des Erfassungsfeldes beträgt 30 mm; der Krümmungsradius der konkaven Oberfläche beträgt 28,5 mm; der Winkel zwischen dem Segment und der waagerechten Ebene im Punkt N beträgt 76,7175°. Unter diesen Bedingungen bildet das auftreffende Licht vom Punkt OS 2 auf der Objektoberfläche einen Winkel von 71,6464° mit der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes; der gesamte Erfassungsfeldwinkel der optischen Kreisabtasteinrichtung, bezogen auf die Objektoberfläche OS, beträgt 143,2928°. Der so ausgebildete Spiegel 22 B konzentriert das Licht von der Objektoberfläche OS in einer Weise, die in Fig. 21 veranschaulicht ist.

Fig. 22 zeigt eine kontinuierliche Veränderung des Krümmungsradius der konkaven Oberfläche des Spiegels 22 B in Verschwenkungsrichtung. Die Lage der reflektierenden Oberfläche 22 Ba des Spiegels 22 B ist als Winkel "t" zwischen den Segmenten und ausgedrückt. Wie sich aus dem Diagramm in Fig. 22 ergibt, beträgt der Krümmungsradius des Spiegels 22 B am Endpunkt M 1 64,2108 mm und 45,4898 mm am Punkt M 2; die Breite des Spiegels 22 B in Verschwenkungsrichtung beträgt 30 mm.

Bei Verwendung einer optischen Kreisabtasteinrichtung, die den Spiegel 22 B mit der beschriebenen konkaven Oberfläche aufweist, erhält man die in Fig. 23 gezeigte Kurve 22 BP. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die bei dieser Ausführungsform gewonnene Lichtleistung, bezogen auf den horizontalen Abstand, erheblich vergrößert ist gegenüber einer optischen Kreisabtasteinrichtung mit einem später zu beschreibenden Spiegel 22 D, dessen Charakteristik in Fig. 23 durch eine Kurve 22 BP′ verdeutlicht ist.

Bei der oben beschriebenen Ausführung kann die den Spiegel 22 B tragende Drehscheibe 21 B einen Durchmesser von 42,2 mm aufweisen, wie in Fig. 24 gezeigt, während bei Verwendung des später zu beschreibenden Spiegels 22 D dieser eine Länge von 20 mm und ein Breite von 40 mm aufweisen muß, wenn eine Leistung des auftreffenden Lichtes erzielt werden soll, die annähernd der Kurve 22 BP′ in Fig. 23 entspricht, was dazu führt, daß zur Befestigung des später zu beschreibenden Spiegels eine Drehscheibe 21 B′ verwendet werden muß, die wenigstens einen Durchmesser von 72,1 mm aufweist, wie in Fig. 25 gezeigt. Aus diesem Grund ermöglicht die Verwendung des Spiegels nach Fig. 17 die Verwirklichung einer miniaturisierten optischen Abtasteinrichtung.

In Fig. 26 ist eine weitere Ausführungsform einer optischen Kreisabtasteinrichtung gezeigt, bei welcher ein Spiegel 22 C verwendet wird, der im radialen Schnitt eine elliptische Form aufweist, um den Augenblicks-Erfassungsfeldwinkel in Radialrichtung zu dehnen. In Fig. 26 wird angenommen, daß der Punkt M 1 die Koordinaten (x₁, y₁), der Punkt M 2 die Koordinaten (x₂, y₂) und die Lichtempfangsoberfläche 11 a die Koordinaten (x _s, y _s) in einem X-Y-Koordinatensystem aufweist. Der Spiegel erfüllt die Beziehungen x₂=-x₁ und x _s=0. Wenn das Zentrum FC des Erfassungsfeldes in der Mitte des Spiegels 22 C zwischen den beiden Endpunkten M 1 und M 2 liegt und die Lichtempfangsoberfläche 11 a des Detektorelements 11 auf der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes liegt, so weist die optische Kreisabtasteinrichtung eine geringe Größe und eine hohe optische Ausbeute auf. Wenn die Normalen n₁ und n₂ in den Endpunkten M 1 und M 2 des Spiegels 22 C berücksichtigt werden und ein vom Punkt OS 1 der Objektoberfläche ausgehender Strahl, der auf den Endpunkt M 1 trifft, im Punkt Q einen ankommenden Strahl schneidet, welcher vom Punkt OS 2 der Objektoberfläche ausgeht und zum Endpunkt M 2 verläuft, so ist die konkave Oberfläche des Spiegels 22 C elliptisch mit den beiden Brennpunkten 11 a und Q. Wenn N ein Mittelpunkt eines Segments ist, welches die Punkte 11 a und Q verbindet, so ist dieser Punkt N der Mittelpunkt der entsprechenden Ellipse, deren Form durch die Länge des Spiegels 22 C in Richtung der x-Achse, die Position der Lichtempfangsoberfläche 11 a und den gewünschten Augenblicks-Erfassungsfeldwinkel R bestimmt ist.

In Fig. 27 ist ein Ausführungsbeispiel für die Bemessung der Querschnittsform des Spiegels 22 C in Radialrichtung gezeigt. Die Horizontalabstände zwischen der Mittenlinie FC des Erfassungsfeldes und den Endpunkten M 1 und M 2 des Spiegels 22 C betragen jeweils 15 mm; der senkrechte Abstand zwischen der Lichtempfangsoberfläche 11 a und dem Endpunkt M 1 beträgt 30 mm und der Punkt Q befindet sich 20 mm rechts unterhalb des Endpunktes M 1. Wenn bei dieser Dimensionierung die x-Achse durch die Punkte 11 a und Q verläuft und der Mittelpunkt N der Ellipse im Ursprung des x-y-Koordinatensystems liegt, so wird die Ellipsenform ausgedrückt durch

(x²/a²) + (y²/b²) = 1,

worin a gleich 27,7705 mm und b gleich 26,4377 mm beträgt. Ein gegebener Punkt M (x, y) auf der Ellipse wird durch die Koordinaten x = a · cos α und y = b · cos α ausgedrückt, worin a ein Parameter ist und im Endpunkt M 1 den Wert 47,2436° und im Punkt M 2 den Wert 118,041° aufweist. Der gesamte Erfassungsfeldwinkel für die Objektoberfläche OS der optischen Abtasteinrichtung beträgt 141,5954°. Die durch den Spiegel 22 C erreichte Konzentration ist in Fig. 28 veranschaulicht. Die konkave Oberfläche des Spiegels 22 C in einer zur Radialrichtung normalen Richtung weist eine sich kontinuierlich ändernde Krümmung auf, um eine Konzentrationswirkung in der Verschwenkungsrichtung zu erzielen, die im wesentlichen der des Spiegels 22 B in den Fig. 17 bis 20 gleicht (Fig. 29). Der Spiegel 22 C erlaubt gleichfalls eine Miniaturisierung und ermöglicht eine hohe Ausbeute wie der Spiegel 22 B in den Fig. 17 bis 20.

Wenn eine optische Kreisabtasteinrichtung mit einem Spiegel nach den Fig. 17 bis 20 sowie nach den Fig. 26 und 27 verwendet wird, so wird der Gesamterfassungsfeldwinkel, der die Objektoberfläche überdeckt, nicht durch die Richtempfindlichkeitscharakteristik des Infrarotdetektors 11 beeinträchtigt und kann ausreichend groß sein; eine Reduzierung der Empfindlichkeit am Umfangsrand des Erfassungsfeldes FO kann verhindert werden, so daß eine im wesentlichen gleichförmige Empfindlichkeit über die gesamte Erfassungszone besteht.

In Fig. 30 ist ein Spiegel 22 D gezeigt, dessen Gestalt einfacher ist als bei den Fig. 17 bis 20 sowie 26 und 27, durch den aber gleichfalls eine relativ gleichförmige optische Ausbeute über einen größeren Bereich als mit einem gewöhnlichen zylindrischen Spiegel erreicht werden kann. Der Spiegel 22 D ist so geformt, daß seine konkave reflektierende Oberfläche eine sich kontinuierlich ändernde Krümmung in Kreisverschwenkungsrichtung aufweist, d. h. in einer Richtung senkrecht zur x-x′-Achse; in Richtung der Achse x-x′ weist der Spiegel eine konkave Oberfläche auf. Durch die konvexe Oberfläche des Spiegels 22 D wird eine Dehnung des Augenblicks-Erfassungsfeldes der Lichtempfangsoberfläche 11 a des Detektors 11 in Radialrichtung erreicht, während die konkave Oberfläche des Spiegels eine Konzentrationswirkung in Richtung der Kreisverschwenkung bewirkt. Zusätzlich zu Fig. 30 wird nun auf Fig. 31 Bezug genommen. Vom Punkt OS 1 in der Objektoberfläche geht ein Strahl aus, der am Endpunkt M 1 des Spiegels 22 D reflektiert wird und auf die Lichtempfangsoberfläche 11 a gerichtet wird; vom Punkt OS 2 der Objektoberfläche geht ein Strahl aus, der am anderen Endpunkt M 2 des Spiegels reflektiert und auf die Lichtempfangsoberfläche 11 a gerichtet wird. Weiterhin wird angenommen, daß die konvexe Oberfläche des Spiegels 22 D ein Krümmungszentrum O sowie die Normalen n₁ und n₂ in den Endpunkten M 1 und M 2 aufweist, welche die Winkel α₁ bzw. α₂ mit der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes der Lichtempfangsoberfläche 11 a, d. h. mit der Drehachse des Spiegels 22 D bilden. Wenn die auf die Lichtempfangsoberfläche 11 a gerichteten Strahlen, die von den Endpunkten M 1 und M 2 ausgehen, die Winkel R₁ und R₂ mit der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes bilden und der vom Punkt OS 1 der Objektoberfläche ausgehende und zum Punkt M 1 verlaufende Strahl parallel zur Lichtempfangsoberfläche 11 a ist, so entspricht ein Winkel β des vom Punkt OS 2 in der Objektoberfläche ausgehenden und auf den Endpunkt M 2 gerichteten Strahls, den dieser mit der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes bildet, dem radialen Augenblicks-Erfassungsfeldwinkel der Lichtempfangsoberfläche 11 a, wie er mittels des Spiegels 22 D auf der erfaßten Oberfläche erreicht wird.

Unter den oben angegebenen Bedingungen werden die Gleichungen α₁ = R₁/2 und β = 2 α₂+R₂ erfüllt. Der Erfassungsfeldwinkel ( R₁-R₂) der Lichtempfangsoberfläche 11 a wird in Radialrichtung mittels des Spiegels 22 D in Übereinstimmung mit dem Erfassungsfeldwinkel bezüglich der Objektoberfläche vergrößert. Wenn der Erfassungsfeldwinkel ( R₁-R₂) nicht relativ groß wird, so ändert sich die Empfindlichkeits-Richtwirkungscharakteristik der Lichtempfangsoberfläche 11 a nicht erheblich, wenn eine Änderung des Winkels bezüglich der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes von R₁ auf R₂ erfolgt. Die Erfassungszone weist über die gesamte Erfassungsoberfläche hinweg eine relativ gleichförmige Empfindlichkeitsverteilung auf. Wenn die Normale n₂ im Endpunkt M 2, der Winkel α₂ bezüglich der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes und die Winkel R₁ und R₂ der Lichtempfangsoberfläche 11 a bezüglich der Mittellinie FC in den Endpunkten M 1 und M 2 geeignet eingestellt werden, wenn also der Krümmungsradius und der Mittelpunkt der konvexen Oberfläche geeignet geändert wird, so weist die optische Kreisabtasteinrichtung den gewünschten Erfassungsfeldwinkel auf.

Wie aus Fig. 32 ersichtlich ist, weist der Spiegel 22 D in Fig. 30 eine konkave Oberfläche auf, deren Brennweite an jeder Stelle dieser konkaven Oberfläche unterschiedlich ist, um die Konzentrationswirkung in Verschwenkungsrichtung zu erzielen, im wesentlichen in gleicher Weise wie bei der konkaven Oberfläche des Spiegels 22 B in Fig. 17.

Fig. 33 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die genaue Dimensionierung der konvexen Oberfläche des Spiegels 22 D. Der Abstand zwischen der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes und dem Endpunkt M 1 beträgt 10 mm; der Abstand zwischen der Lichtempfangsoberfläche 11 a und dem Endpunkt M 1 entlang der Mittellinie beträgt 40 mm; der Krümmungsradius der konvexen Oberfläche beträgt 50 mm; α₁ = 7,018°, β₂ = 16,982°; die Winkel R₁ und R₂ zwischen den Endpunkten M 1 und M 2 und der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes betragen 14,0363° bzw. 36,3031°; der Raumtiefewinkel β für die Objektoberfläche beträgt 70,267°; der Gesamterfassungsfeldwinkel beträgt 140,534°.

Zu der besonderen Dimensionierung der konkaven Oberfläche des Spiegels 22 D gehört weiterhin, daß der Krümmungsradius in Abhängigkeit vom Winkel t mit dem Krümmungsmittelpunkt O der konvexen Oberfläche und dem Punkt M 1 (Fig. 34) an den Endpunkten M 1 den Wert 80,1911 mm und am Endpunkt M 2 den Wert 61,4864 mm aufweist. Fig. 35 zeigt die Beziehung zwischen dem Winkel R der Lichtempfangsoberfläche 11 a nach der oben angegebenen Dimensionierung bezüglich der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes und der Größe des Raumtiefewinkels β, der sich über dem Spiegel in der Objektoberfläche ergibt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein System geschaffen, in welchem eine optische Kreisabtasteinrichtung die optische Beute mit zunehmender Entfernung von der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes zunehmend vergrößert, so daß die Strahlungsleistung aus dem Umfangsteil der Objektoberfläche erhöht wird und eine gleichförmige Empfindlichkeit innerhalb einer ausgedehnten Erfassungszone erzielt werden kann. Es wird auf Fig. 36 Bezug genommen. Ein Spiegel 22 E weist einen reflektierenden Teil 22 Ea auf, welcher der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes am nächsten liegt und konvex in einer Ebene ist, welche die Drehachse einer Drehscheibe 21 E enthält, d. h. die Mittellinie FC des Erfassungsfeldes enthält, um Infrarotstrahlen zu erfassen, welche aus einer Erfassungsfeld- Winkelzone des Detektors 11 stammen, die sich von 0 bis R₁ erstreckt, wodurch das Erfassungsfeld Fa definiert ist.

Ein reflektierender Zwischenteil 22 Eb des Spiegels 22 E ist schwach konvex, konkav oder flach in einer Ebene, welche die Mittellinie FC des Erfassungsfeldes enthält, um Infrarotstrahlen zu erfassen, welche aus einer Erfassungsfeld- Winkelzone des Infrarotdetektors 11 stammen, die sich von R₁ bis R₂ erstreckt, wodurch ein Erfassungsfeld Fb definiert ist. Ein reflektierender Teil 22 Ec des Spiegels 22 E, der am weitesten von der Mittellinie FC entfernt liegt, ist konkav in einer Ebene, welche die Mittellinie FC enthält, um Infrarotstrahlen zu erfassen, die aus einer Erfassungsfeld-Winkelzone des Detektors 11 stammen, die sich von R₂ bis R₃ erstreckt, wodurch ein Erfassungsfeld Fc definiert ist. Der Spiegel 22 E weist somit eine mit negativem Vorzeichen behaftete Reflektorwirkung auf seiner Seite auf, die der Mittellinie des Erfassungsfeldes am nächsten liegt, und weist eine Reflektorwirkung mit positivem Vorzeichen auf einer Seite auf, die von der Mittellinie entfernt liegt. Der Spiegel 22 E ist ferner so ausgebildet, daß er eine konkave Oberfläche in Verschwenkungsrichtung aufweist, wie der Spiegel nach den Fig. 17 und 30.

Der oben beschriebene Spiegel 22 E ist ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die reflektierende Oberfläche sich in drei Stufen ändert. Die reflektierende Oberfläche weist jedoch vorzugsweise eine kontinuierliche Änderung auf, damit der Detektor 11 ein konstantes Erfassungsvermögen ohne jegliche Begrenzung des Erfassungsfeldwinkels aufweist, wobei der Erfassungsfeldwinkel der Infrarotstrahlungsleistung berücksichtigt wird, die von der Objektoberfläche ausgeht.

Bei der optischen Kreisabtasteinrichtung nach Fig. 37 und Fig. 38 ist der Spiegel nach Fig. 36 ersetzt durch eine Fresnel-Linse, um eine ähnliche Wirkung wie bei Fig. 36 zu erzielen. In einer Öffnung der Drehscheibe 21 F sind Linsen 22 Fa, 22 Fb und 22 Fc angeordnet, von denen die erste eine negative, die zweite eine verschwindende und die dritte eine positive Brennweite aufweist, wobei diese Linsen hintereinander und ausgehend von der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes angeordnet sind; diese Linsen weisen im übrigen in der Verschwenkungsrichtung eine mit positivem Vorzeichen behaftete Linsenwirkung auf.

Wenn die optische Kreisabtasteinrichtung nach Fig. 36 oder nach den Fig. 37 und 38 verwendet wird, so ergibt sich ersichtlich eine optische Ausbeute und ein Erfassungsvermögen, das durch die Kurven 22 FG und 22 FP in Fig. 39 dargestellt werden kann; es ergibt sich eine erhebliche Verbesserung im Vergleich zu der optischen Ausbeute 22 G und dem Erfassungsvermögen 22 P bei der Ausbildung nach Fig. 11 bzw. gegenüber der optischen Ausbeute 22 G′ und dem Erfassungsvermögen 22 P′ im Falle eines zylindrischen Spiegels, dessen Öffnungsbreite Dm beträgt, welche vom Umfang zum Mittelpunkt der Scheibe allmählich abnimmt.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Anordnung geschaffen, bei welcher die Auflösung in Radialrichtung gesteigert wird, um die Genauigkeit der Messung der Personenzahl zu steigern. Es wird auf die Fig. 40 und 41 Bezug genommen. Zylindrische Spiegel 22 G 1 und 22 G 2 sind auf einer Drehscheibe 21 G in Radialrichtung der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes kontinuierlich aneinander anschließend angeordnet. Infrarotdetektoren 11 G 1 und 11 G 2 zum Empfangen der durch die Spiegel 22 G 1 und 22 G 2 reflektierten Strahlen sind auf der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes angeordnet. Bei dieser Ausgestaltung weisen die Detektoren 11 G 1 und 11 G 2, deren Erfassungsfelder über die Spiegel 22 G 1 und 22 G 2 mit FGa bzw. FGb bezeichnet sind, den Erfassungsfeldwinkel ( R₁∼R₂) bzw. ( R₂∼R₃) während der Drehung der Drehscheibe 21 G auf. Die in Radialrichtung betrachtete Auflösung in der Objektoberfläche OS kann gesteigert werden. Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform die Drehscheibe 21 G so ausgebildet, daß ihre Montageoberfläche für den radial äußersten Spiegel 22 G 2 einen geringen Winkel zur Montageoberfläche für den radial inneren Spiegel 22 G 1 bildet. Es ist ersichtlich, daß durch diese Ausgestaltung die radiale Auflösung weiter verbessert werden kann, indem die Anzahl von Spiegeln und Detektoren gesteigert wird.

Bei einem Personenzahl-Erfassungssystem, welches die optische Einrichtung nach den Fig. 40 und 31 verwendet, werden Vorverstärker 12 G 1 und 12 G 2 sowie Bandpaßfilter 13 G 1 a und 13 G 2 a der Signalverarbeitungseinrichtung 13 hinzugefügt, wie in Fig. 42 gezeigt. Ansonsten sind die Ausbildung, Wirkungsweise und Funktion des Systems nach Fig. 42 im wesentlichen dieselben wie bei der Ausführungsform nach Fig. 13.

In den Fig. 43 und 44 ist eine weitere Ausführungsform zur Verbesserung der Auflösung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind zylindrische Spiegel 22 H 1 bis 22 H 4 an einer Drehscheibe 21 H in Umfangsabständen vorgesehen, die einem Drehwinkel von 90° entsprechen. Infrarotdetektoren 11 H 1 bis 11 H 4, deren Erfassungsfeld-Mittellinien nicht mit der Drehachse der Drehscheibe zusammenfallen, sind so angeordnet, daß ihre Erfassungsfeld-Mittellinien parallel zueinander sind und sie in Umfangsrichtung gegeneinander um 90° bezüglich der Drehachse der Scheibe beabstandet sind. Eine solche Ausbildung kann vier ringförmige Erfassungsfelder FHa bis FHd erzeugen. Wenn eine solche optische Einrichtung verwendet wird, enthält die Personenzahl- Erfassungsanordnung vier Vorverstärker 12 H 1 bis 12 H 4 sowie vier Bandpaßfilter 13 H 1 a bis 13 H 4 a, wie in Fig. 45 gezeigt. Ansonsten sind Ausbildung, Wirkungsweise und Funktion des Systems nach Fig. 45 im wesentlichen dieselben wie bei der Ausführungsform nach Fig. 13.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Anordnung vorgeschlagen, bei welcher verhindert wird, daß die Nähe der Drehachse der optischen Einrichtung eine blinde Zone während der Kreisverschwenkung hervorruft. Es wird auf die Fig. 46 und 47 Bezug genommen. Eine Personenzahl- Erfassungsanordnung 30 ist in einem Gehäuse 31 aufgenommen, welches fest an einer Wand angebracht ist und mit einem durchlässigen unteren Teil versehen ist, durch welchen hindurch das erfaßte Licht eindringen kann. Das System enthält eine optische Drehabtasteinrichtung 10 mit einem zylindrischen Spiegel oder einer Zylinderlinse oder einem Spiegel 22 I, der dem nach Fig. 17 oder Fig. 30 gleicht; dieser Spiegel ist auf einer Drehscheibe angeordnet und wird durch einen Motor oder eine Antriebseinrichtung 17 in Drehung versetzt. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die optische Abtasteinrichtung 10 und der Detektor 11 in dem Gehäuse 31 so angeordnet, daß die Drehachse der optischen Abtasteinrichtung, d. h. die Mittellinie FC des Erfassungsfeldes des Infrarotdetektors, schräg zur Wandungsoberfläche ausgerichtet ist. Der Neigungswinkel R _I ist so eingestellt, daß ein Punkt O, bei welchem die Mittellinie FC den Boden FL schneidet, auf der Innenseite der Wandung liegt, wodurch ein auf den Endpunkt M 1 des Spiegels 22 I auftreffender Strahl von einem Schnittpunkt FS 1 zwischen der Wand und dem Boden FL erhalten werden kann und ein Erfassungsfeld FO zwischen diesem auf dem Endpunkt M 1 auftreffenden Strahl und einem Strahl geschaffen werden kann, der von einem anderen Punkt F 2 am Boden ausgeht und zum Endpunkt M 2 gelangt. Auf diese Weise wird vermieden, daß eine blinde Zone durch die optische Abtasteinrichtung 10 erzeugt wird.

Aus Fig. 47 ist ersichtlich, daß bei Erweiterung des Erfassungsfeldes durch Anwendung eines Spiegels nach der zuvor beschriebenen Ausführungsform eine Erfassungszone DAO zwischen FI 1 und FI 2 gebildet wird, wobei die blinde Zone innerhalb der Wand liegt, wodurch auch eine Erfassungszone NA in der Nähe der Wand geschaffen werden kann. Wenn hingegen ein Personenzahl-Erfassungssystem verwendet wird, das einen gewöhnlichen zylindrischen Spiegel aufweist, und dieses System in bekannter Art an der Wand angebracht wird, so wird eine Erfassungszone DA′ zwischen FI 1′ und FI 2′ gebildet, wobei eine Zone IMA entsteht (die durch zahlreiche Punkte gekennzeichnet ist), die innerhalb der benötigten Erfassungszone liegt, jedoch eine blinde Zone bildet. Durch die Erfindung wird also die Zuverlässigkeit des Systems in hohem Maße gesteigert. Der Winkel R wird vorzugsweise zwischen 10 und 20° eingestellt, wenn die Montagehöhe des Systems 30 zwischen 2,5 und 3,5 m beträgt.

Die beschriebene Anordnung 10 wird vorzugsweise, wie in Fig. 48 gezeigt, auf einem Montagebügel 33 angebracht, der einen E-förmigen Querschnitt aufweist und seinerseits mittels Schrauben an einem Sockel 32 befestigt ist, der an der Wand angebracht wird. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Schenkel des Bügels 33 nach unten von der Wand fort geneigt. Ein oberes Teil 33 a des Bügels trägt eine Antriebsvorrichtung 17 mit einem Motor, während ein unteres Teil 33 b des Bügels den Infrarotdetektor 11 haltert. Der Spiegel 22 I ist an der Unterseite der Drehscheibe 21 I befestigt, der auf der Antriebswelle der Antriebsvorrichtung 17 befestigt ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Ausbildung vorgesehen, bei welcher das Erfassungsfeld umgeschaltet wird zwischen einem Nahbereich und einem Fernbereich, wobei die Umschaltung in Abständen einer halben Periode der Kreisverschwenkung erfolgt. Es wird ein einziger Infrarotdetektor verwendet, dessen Personenzahl- Erfassungsgenauigkeit gesteigert wird. Es wird auf die Fig. 49 bis 52 Bezug genommen. Die optische Kreisabtasteinrichtung 10 nach dieser Ausführungsform empfängt ein Ausgangssignal von einem Mikrocomputer der Diskriminiereinrichtung 14, welche ihrerseits ein Ausgangssignal eines Synchronsignal-Generators 16 empfängt. Die Drehscheibe 21 J der Abtasteinrichtung 10 wird in der gewünschten Weise in Drehung versetzt bzw. angehalten, dreht sich also intermittierend. An der durch die Antriebsvorrichtung 17 angetriebenen Drehscheibe 21 J sind Spiegel 22 J 1 und 22 J 2 befestigt, die wie in Fig. 18 oder Fig. 30 gezeigt ausgebildet sind. Diese Spiegel liegen in 180° Drehwinkel voneinander beabstandet. Einer der Spiegel liegt neben der Drehachse, d. h. der Mittellinie FC des Erfassungsfeldes, während der andere Spiegel am Umfang der Drehscheibe angeordnet ist. Bei einer solchen Anordnung liefert der eine Spiegel 22 J 1 ein Nahfeld FJ 1, während der andere Spiegel 22 J 2 ein Fernfeld FJ 2 liefert. Wenn das System an einer Wand angebracht wird, werden die Spiegel 22 J 1 und 22 J 2 abwechselnd in die Erfassungszone geführt.

Es soll nun angenommen werden, daß - wie in den Fig. 53 und 54 gezeigt - drei Personen Ma, Mb und Mc eine von der Wand ausgehende und sich in die Erfassungszone des Systems erstreckende Reihe bilden. Die optische Kreisabtasteinrichtung 10 wird beispielsweise in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 13 betrieben. Der Synchronsignal- Generator 16, welcher den Betrieb der Antriebsvorrichtung 17 überwacht, welche die Drehscheibe 21 J der Abtastvorrichtung 10 antreibt, erzeugt die in Fig. 55 gezeigten Impulse PL 1 bis PL 4. Der Impuls PL 1 wird unmittelbar zu dem Zeitpunkt erzeugt, wo das Augenblickerfassungsfeld des Spiegels 22 J 1 in die Erfassungszone eintritt; der Impuls PL 2 zeigt an, daß das Erfassungsfeld dieses Spiegels 22 J 1 die Detektionszone verläßt; die Impulse PL 3 und PL 4 werden erzeugt, wenn der Spiegel 22 J 2 in die Detektionszone eintritt bzw. diese verläßt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß bei Lieferung der Impulse PL 2 und PL 4 die Drehscheibe 21 J angehalten wird; auf diese Weise werden die Ausgangssignale für die Fernfelderfassung und die Nahfelderfassung getrennt und unabhängig voneinander durch den Detektor 11 geliefert.

Ein durch den Infrarotdetektor 11 geliefertes Detektionssignal wird an die Diskriminiereinrichtung 14 abgegeben und in dieser in gleicher Weise verarbeitet wie bei der Ausführungsform nach Fig. 13. Wenn die Personen Ma und Mb anwesend sind, empfängt der Computer in der Diskriminiereinrichtung 14 die durch Vergleich mit der Bezugssignalform erhaltenen Nahfeld-Signalformatdaten und die in Fig. 56(a) bzw. 56(b) gezeigten Fernfeld-Signalformdaten. Wenn die Person Mc in Erscheinung tritt, werden als Eingangssignale sowohl die in Fig. 56(c) als auch die in Fig. 56(d) gezeigten Nahfeld- und Fernfeld-Signalformdaten empfangen. Die in den Fig. 56(a) und 56(b) gezeigten Signalformdaten sind in der Zeitlage verschieden, da sie zu verschiedenen Zeiten ihren Maximalwert erreichen; die in Fig. 56(c) und 56(d) gezeigten Signalformdaten stimmen in der zeitlichen Lage des Maximums überein. Wenn von der Summe der Anzahl von Maxima der Nahfeld- und Fernfeld-Daten die Anzahl der Maxima dieser Daten subtrahiert wird, die zur gleichen Zeit auftreten, so erhält man die Anzahl von in der Detektionszone vorhandenen Personen. Wenn beispielsweise die beiden Personen Mb und Mc auftreten, ergeben die Nahfeld- Daten ein einziges Maximum MX 1, wie in Fig. 57(a) gezeigt, während die Fernfeld-Daten zwei Maxima MX 2 und MX 3 liefern, wie in Fig. 57(b) gezeigt. Da die Maxima MX 1 und MX 2 in den Fig. 57(a) und 57(b) gleichzeitig zum Zeitpunkt ta auftreten, ergibt die Rechnung 2+1-1=2, d. h. die gefundene Anzahl von Personen beträgt zwei.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist ein Vorverstärker vorgesehen, um die Zuverlässigkeit des Personenzahl- Erfassungssystems zu verbessern, indem eine hohe Verstärkung, ein gutes Hochfrequenz-Ansprechverhalten und eine hohe Ansprechgeschwindigkeit erzielt werden. Es wird auf Fig. 58 Bezug genommen. Der dort gezeigte Vorverstärker umfaßt einen Widerstand R 1, der einen Strom aus einem Infrarotdetektor 11 wie einem pyroelektrischen Element empfängt, welches einen Ausgangsstrom Ip ansprechend auf eine Änderung der auftreffenden Energie erzeugt. Dieser Strom wird am Widerstand in eine Spannung umgesetzt. Ein Operationsverstärker AMP 1, vorzugsweise mit Feldeffekt- Eingangstransistoren, führt eine Impedanzwandlung und Verstärkung des am Widerstand R 1 empfangenen Spannungssignals durch. Ein Mitkopplungskreis ist vorgesehen, der einen weiteren Operationsverstärker AMP 2 und einen Kondensator C 1 enthält, die dem Verstärker AMP 1 zugeordnet sind. Der Verstärkungsfaktor des Verstärkers AMP 2 des Mitkopplungskreises ist durch einen variablen Widerstand V _R einstellbar. Da der Vorverstärker einen Mitkopplungskreis aufweist, kann er die Hochfrequenzcharakteristik in einer Weise verbessern, die in Fig. 59 durch die gestrichelte Kurve veranschaulicht ist. Dort ist zum Vergleich die bei einem herkömmlichen Vorverstärker erreichbare Charakteristik als durchgezogene Kurve dargestellt. Es ist ersichtlich, daß bei dieser Ausführungsform die Ansprechgeschwindigkeit erhöht wird.

Die in Fig. 58 gezeigte Schaltung kann durch die Äquivalenzschaltung nach Fig. 60 dargestellt werden. Darin besteht das pyroelektrische Element, das als Infrarotdetektor verwendet wird, aus einem Stromgenerator I _P, der den pyroelektrischen Effekt ausnutzt, einem hohen Innenwiderstand R 2 und einer Kapazität C 2. Die Äquivalenzschaltung nach Fig. 60 kann auch durch eine Äquivalenzschaltung nach Fig. 61 ausgedrückt werden, in welcher ein Parallelkreis aus dem hohen Innenwiderstand R 2 des pyroelektrischen Elementes und dem Widerstand R 1 für die Spannungsumsetzung ersetzt ist durch R 11 (= R 2/R 1). Wenn die Operationsverstärker AMP 1 und AMP 2 die Verstärkungsfaktoren G₁ und G₂ aufweisen und der Stromgenerator einen Ausgangsstrom I _P erzeugt, so ist die Ausgangsspannung Vo des Vorverstärkers gegeben durch:

Vo = R 11 · G₁ · I _P/{1 + j ω R 11 (C 1 + C 2 - G₂ · C 1)}
Vo/I _P = R 11 · G₁/{1 + j ω R 11 (C 1 + C 2 - G₂ · C 1)}

Wenn der Verstärkungsfaktor G₂ des Operationsverstärkers AMP 2 auf C 2/C 1 eingestellt ist, wird obige Gleichung für Vo/I _P ausgedrückt durch Vo/I _P = R 11 G₁. Die Beziehung zwischen der Ausgangsspannung Vo des Operationsverstärkers AMP 1 und dem Ausgangsstrom I _P des pyroelektrischen Elementes 11 wird also konstant und insbesondere frequenzunabhängig, wodurch die hohe Ansprechgeschwindigkeit erzielt wird.

Es wird nun auf die Fig. 62 bis 68 Bezug genommen. Bei der dort gezeigten Ausführungsform wird die Genauigkeit der Personenzahl-Information auf der Grundlage der Maxima des Detektionssignals gesteigert. Grundsätzlich gilt, daß ein Maximum im Detektionssignal durch die Tatsache gekennzeichnet ist, daß die Signalform des Detektionssignals einen Vorzeichenwechsel des Gradienten am Maximum erfährt. Es kann somit als Maximum ein Punkt bestimmt werden, an welchem der Gradient sein Vorzeichen ändert.

Wie teilweise bereits zuvor erläutert wurde, führt der Mikrocomputer der Diskriminiereinrichtung, welcher eine Bezugssignalform (RW in Fig. 63) vorab jedesmal dann einspeichert, wenn er ein Eingangssignal erhält, beim Empfangen einer neu eingegebenen Signalform (IW in Fig. 64) einen Vergleich zwischen der Bezugssignalform und der neu eingegebenen Signalform durch, um eine Vergleichs-Signalform (CPW in Fig. 65) zu gewinnen. In dieser Vergleichs- Signalform weist derjenige Signalanteil, welcher der Abwesenheit von Personen entspricht, im wesentlichen den Spannungspegel Null auf, während derjenige Signalanteil, welcher der Anwesenheit einer Person entspricht, eine konvexe Form aufweist. Der konvexe Signalformanteil besitzt ein Maximum und einen positiven Gradienten auf der einen sowie einen negativen Gradienten auf der anderen Seite des Maximums. Fig. 66 zeigt eine Signalform mit Signalanteilen, deren Gradienten vor und hinter dem Maximum übertrieben groß sind. Wenn ein Signalanteil festgestellt wird, der sich von einem Punkt mit einem Gradienten, welcher größer als ein vorgestimmter positiver Gradient ist, bis zu einem Punkt erstreckt, dessen Gradient kleiner als ein vorgestimmter negativer Gradient ist, so daß dieser Signalanteil als Maximum erkannt wird, so wird auf die Anwesenheit einer Person geschlossen und eine Personenzahl- Information hiervon abgeleitet.

Wenn das System ein in Fig. 67 gezeigtes Eingangssignal empfängt, das mehrere Maxima aufweist, so wird ein Substitutionsfilter zum Ersetzen von (2 i + 1) auf die Maximalwerte bezogenen Zwischendaten zum Zeitpunkt t zwischen den Zeitpunkten (t - i) und (t + i) als Maximalwert-Zwischenabschnitt- Substitutionsfilter verwendet, während ein Substitutionsfilter zum Ersetzen von (2 i + 1) auf die Minimalwerte bezogenen Zwischendaten im Zeitpunkt t zwischen den Zeitpunkten (t - i) und (t + i) als Minimalwert-Zwischenabschnitt- Substitutionsfilter verwendet wird.

Wenn die durch Vergleichen mit der Bezugs-Signalform erhaltene Vergleichssignalform die in Fig. 68 gezeigte Gestalt hat, so wird auf das gesamte Signal zunächst ein Minimalwert-Zwischenabschnitt-Substitutionsfilter angewendet, wodurch die mit durchgezogener Linie gezeigte Signalform j in die gestrichelt gezeigte Signalform k umgesetzt wird. Wenn auf die umgesetzte Signalform j dann die Wirkung des Maximalwert-Zwischenabschnitt-Substitutionsfilters angewendet wird, so wird die Signalform j in die strichpunktiert gezeigte Signalform l umgesetzt. Durch Subtraktion der mit durchgezogener Linie gezeigten Signalform j von der strichpunktiert gezeigten Signalform l erhält man eine Signalform, die positive Werte nur in der Nähe der Maxima und ansonsten den Signalwert Null aufweist. Die Maxima können auf diese Weise leicht erkannt und gezählt werden. Die oben beschriebenen Funktionen und das Zählen der Maxima wird mittels einer in Fig. 69 gezeigten Schaltung durchgeführt, die in ähnlicher Weise arbeitet wie die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 13, vorzugsweise gemäß dem in Fig. 70 gezeigten Flußdiagramm.

Bei der Erfassung der Maxima kann ferner das in Fig. 71 gezeigte Personenzahl-Erfassungssystem verwendet werden. In diesem System enthält die Diskriminiereinrichtung 14 eine Maxima-Zähleinrichtung 14 b und eine Schwellwert- Änderungseinrichtung 14 c. Die Maxima-Zähleinrichtung 14 b zählt die Anzahl von Maxima, deren Wert höher als ein vorbestimmter Schwellwert ist, während die Schwellwert- Änderungseinrichtung 14 c den genannten Schwellwert vermindert, wenn die Zähleinrichtung 14 b ein Maximum feststellt. Ansonsten sind die Ausbildung und Wirkungsweise des Systems im wesentlichen die gleichen wie bei dem System nach den Fig. 1, 13 oder 69.

Die Funktion der Diskriminiereinrichtung 14 ist in dem Flußdiagramm nach Fig. 72 dargestellt. Eine vorbestimmte Anzahl von Daten pro Periode der optischen Kreisabtasteinrichtung 10 wird in Intervallen, die stets demselben Winkel entsprechen, über einen A/D-Umsetzer der Signalverarbeitungseinrichtung 13 in die Diskriminiereinrichtung 14 eingegeben, worin der Mikroprozessor die eingegebenen Daten in seinem Eingangspuffer abspeichert. Der Mikrocomputer unterliegt ferner einer Unterbrechung durch ein Synchronsignal, das von einem Synchronsignalgenerator geliefert wird, und empfängt das Eingangssignal IW, welches zuvor im Eingangspuffer abgespeichert wurde, erst nach je einer Periode (i = 1, 2, ..., n) der Kreisverschwenkung. Im Speicher des Mikrocomputers ist vorab die zuvor eingegebene Signalform als Bezugssignalform RW abgespeichert. Diese Bezugssignalform wird abgerufen, um jegliche Differenz zwischen der Bezugssignalform und der eingegebenen Signalform IW zu bestimmen und aus diesem Vergleich eine Vergleichssignalform CPW zu bilden. Weiterhin wird eine Gradient-Signalform DW (= CPWt - CPWt - ω ) berechnet, worin ω eine kleine positive ganze Zahl ist.

In Fig. 73 sind nacheinander die Bezugssignalform RW, das Eingangssignal IW, die durch Vergleichen dieser beiden Signale miteinander gewonnene Signalform CPW und die Gradienten- Signalform DW gezeigt, jeweils für den Fall von zwei Personen, die nebeneinander stehen. Da das eingegebene Detektionssignal kontinuierlich ist, liegen die zwei Maxima MX 1 und MX 2 der Vergleichs-Signalform CPW näher beieinander, so daß der Gradient zwischen den beiden Punkten MX 1 und MX 2 der Vergleichs-Signalform CPW in manchen Fällen einen Schwellwert β₁ bzw. α₁ nicht erreicht. Um eine solche Situation zu vermeiden, wird die Schwellwert- Änderungseinrichtung 14 c vorgesehen, deren Funktion darin besteht, die Schwellwerte in α₂ bzw. β₂ von geringem Absolutwert zu verändern, wenn der Gradient des ersten Maximums MX 1 den Schwellwert α₁ erreicht. Das System erfaßt also zwei Punkte, welche die Schwellwerte α₂ bzw. β₂ des positiven bzw. negativen Gradienten erreichen, und bestimmt die Anzahl der Maxima, d. h. der Personen, auf der Grundlage dieser Maxima. Wenn anschließend die Vergleichs-Signalform CPW einen Pegel von annähernd Null erreicht, kehrt die Schwellwert-Änderungseinrichtung 14 c auf die Anfangswerte der Schwellwerte α₁ und β₁ zurück.

Für die oben beschriebene Schwellwertänderung wird ein entsprechendes Kennzeichen F (flag) verwendet, insbesondere zum Umschalten zwischen einer ersten Funktion, bei welcher ein Punkt aufgesucht wird, der den positiven Gradientenschwellwert α₁ erreicht, einer zweiten Funktion, bei welcher ein Punkt aufgesucht wird, der den negativen Gradientenschwellwert β₂ erreicht, und einer dritten Funktion, bei welcher ein Punkt aufgesucht wird, der den positiven Gradientenschwellwert α₂ erreicht. Wie aus Fig. 72 ersichtlich ist, wird die erste Funktion durchgeführt, während das Kennzeichen F den Wert 1 aufweist, um einen Punkt der Gradienten-Signalform DW aufzusuchen, dessen Wert höher liegt als der positive Gradientenschwellwert α₁ im Bereich von i=1+w bis i=n. Wenn ein Punkt gefunden wird, der die Beziehung DW ≧ a₁ erfüllt, wird der Wert von F auf 2 geändert. Wenn der Wert von F gleich 2 ist, wird die zweite Funktion ausgeführt, um einen Punkt der Gradienten- Signalform DW aufzusuchen, dessen Wert kleiner ist als der negative Schwellwert β₂, im Bereich bis i = n. Wenn ein Punkt gefunden wird, der die Beziehung DW ≦ β₂ erfüllt, so wird der Wert des Kennzeichens F auf 3 geändert, und eine Variable N als gezählte Personenanzahl wird um 1 erhöht. Dies geschieht, weil ein Punkt der Signalform, der den Gradient Null zwischen den Werten α₁ und β₂ aufweist, nachdem die Gradienten-Signalform DW den Schwellwert α₁ überschritten hat und anschließend unter den Schwellwert β₂ für den negativen Gradienten absinkt, als Maximum entsprechend der Anwesenheit einer Person angesehen wird. Wenn das Kennzeichen F den Wert 3 aufweist, wird die dritte Funktion ausgeführt, um einen Punkt der Gradienten-Signalform DW aufzusuchen, dessen Wert höher liegt als der Schwellwert α₂ für einen positiven Gradienten, in einem Bereich bis i = n. Wenn ein Punkt gefunden wird, welcher die Beziehung DW ≧ a₂ erfüllt, wird der Wert des Kennzeichens F auf 2 geändert, und man kehrt zu der bereits beschriebenen Funktion zurück, bei welcher ein Punkt gesucht wird, der die Beziehung DW ≦ b₂ erfüllt. Wenn ein die Beziehung DW ≧ β₂ erfüllender Punkt nicht gefunden werden kann, so wird ein Punkt gesucht, welcher die Beziehung DW ≦ β₁ erfüllt. Wenn ein Punkt gefunden wird, der die Beziehung DW ≦ β₁ erfüllt, so erreicht die Vergleichs-Signalform CPW ihren plötzlich ansteigenden Signalteil; der hinter diesem plötzlich ansteigenden Signalteil liegende Abschnitt der Signalform CPW wird als gegen Null Pegel anstrebend angenommen, so daß der Wert des Kennzeichens F auf 1 gesetzt wird, um in den Anfangszustand zurückzukehren. Anschließend wird die Erfassung der Maxima auf der Grundlage der Schwellwerte α₂ und β₂ durchgeführt, bis ein Punkt gefunden wird, der die Beziehung DW ≧ α₁ erfüllt; in diesem Falle kann zunächst, um die Konvergenz der Vergleichs-Signalform CPW gegen Null Pegel zu bestätigen, festgestellt werden, ob der Absolutwert der Signalform CPW während einer vorbestimmten Zeitspanne annähernd den Pegel Null aufweist, woraufhin der Wert des Kennzeichens F auf 1 gesetzt werden kann.

Es wird nun die Funktion der Schwellwertveränderung im einzelnen beschrieben. Auf einem ansteigenden Ast der Vergleichs-Signalform CPW, welche das erste Maximum MX 1 erreicht, weist die Gradienten-Signalform DW einen steilen positiven Gradienten auf, welcher den positiven Gradientenschwellwert α₁ überschreitet. Dies führt dazu, daß der Wert des Kennzeichens F von 1 auf 2 geändert wird. Auf einem A 18710 00070 552 001000280000000200012000285911859900040 0002003740115 00004 18591st der Signalform CPW, welcher vom Maximum MX 1 ausgehend abfällt, erreicht der Gradient der Signalform DW nicht den negativen Gradientenschwellwert β₁, sondern nur den Schwellwert β₂, dessen Absolutwert kleiner ist als der Wert b₁, so daß der Wert des Kennzeichens F von 2 auf 3 geändert wird und die Variable N, welche die Personenzahl darstellt, von 0 auf 1 erhöht wird. In dem darauffolgenden, allmählich ansteigenden Ast der Signalform CPW, der sich bis zu dem nächsten Maximum MX 2 erstreckt, erreicht der Gradient der Signalform DW nicht den positiven Gradientenschwellwert α₁, sondern nur den Schwellwert α₂, dessen Absolutwert kleiner ist als der des Wertes α₁, so daß der Wert des Kennzeichens F von 3 auf 2 geändert wird. Auf dem Ast der Signalform CPW, welcher vom Maximum MX 2 ausgehend steil abfällt, erreicht der Gradient der Signalform DW den negativen Gradientenschwellwert β₂ und erreicht anschließend den Schwellwert β₁, dessen Absolutwert größer ist als der des Schwellwerts β₂. Wenn die Beziehung CPW ≦ β₂ erfüllt ist, wird der Wert des Kennzeichens F von 2 auf 3 umgeschaltet, und die Variable N, welche die Personenanzahl darstellt, wird von 1 auf 2 erhöht. Wenn die Beziehung CPW ≦ β₁ erfüllt ist, wird der Wert des Kennzeichens F von 3 auf 1 verändert, um zu dem Anfangszustand zurückzukehren. Der oben beschriebene Vorgang bewirkt, daß die der Personenanzahl entsprechende Variable N den Wert 2 aufweist, d. h. zwei Personen gezählt werden, welche den Maxima MX 1 und MX 2 entsprechen. Ansonsten sind Ausbildung und Wirkungsweise dieser Ausführungsform im wesentlichen die gleichen wie bei dem System nach Fig. 1 oder Fig. 13.

Wie bereits oben erläutert wurde, wird bei dem System nach der Erfindung jedesmal dann, wenn die Diskriminiereinrichtung 14 eine neue Eingangssignalform empfängt, die Bezugssignalform in der Diskriminiereinrichtung 14 durch diese neue Signalform erneuert. Wenn aber nicht die ganze Signalform, sondern nur ein Teil einer Signalform entsprechend einer Person in einer Übergangsperiode von einer Kreisverschwenkungsperiode zur nächsten Periode in Erscheinung tritt, so wird es unmöglich, diese Person zu erkennen, wenn nicht die vollständige Signalform erscheint. Andererseits wird die neue Eingangssignalform zur Bezugssignalform für die nächste Verschwenkperiode, so daß die Möglichkeit besteht, daß eine Bezugssignalform, deren Hintergrundtemperaturverteilung verschieden von der gewünschten Verteilung ist, in unerwünschter Weise eingespeichert wird. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind Maßnahmen vorgesehen, die dafür sorgen, daß jeweils nur die erwünschte Bezugssignalform eingespeichert wird.

Es wird auf Fig. 74 Bezug genommen. Die Diskriminiereinrichtung 14 enthält eine Eingangssignalform-Speichereinrichtung 14 d, eine Aktualisierungseinrichtung 14 e, welche das Ausgangssignal der Speichereinrichtung 14 d empfängt, eine Vergleichs-Signalform-Generatoreinrichtung 14 f, eine Bezugssignalform-Speichereinrichtung 14 g, welche das Ausgangssignal der Aktualisierungseinrichtung 14 e empfängt, um ein Ausgangssignal an die Vergleichs-Signalform- Generatoreinrichtung 14 f abzugeben, und eine Maxima-Zähleinrichtung 14 h, die das Ausgangssignal der Vergleichs- Signalform-Generatoreinrichtung 14 f empfängt und ein Ausgangssignal sowohl an eine Ausgabeeinrichtung 15 in einer darauffolgenden Stufe als auch an die Aktualisierungseinrichtung 14 e abgibt. Bei dieser Ausbildung zählt die Maxima-Zähleinrichtung 14 h die Vergleichs-Signalform jeweils über zwei Perioden aus und gibt nur dann, wenn das Zählergebnis Null ist, ein Aktualisierungs-Steuersignal an die Aktualisierungseinrichtung 14 e aus. Selbst wenn also eine Person unvollständig in einer Eingabesignalform während einer Übergangsperiode zwischen zwei Kreisverschwenkungszyklen in Erscheinung tritt, erfolgt die Auszählung der Vergleichs-Signalform für den nächsten Zyklus, und es wird eine Aktualisierung der Bezugs-Signalform durchgeführt, wodurch es unmittelbar ermöglicht wird, zu verhindern, daß Bezugs-Signalformen mit ungünstiger Hintergrundtemperaturverteilung eingespeichert werden (Flußdiagramm der Fig. 75).

Die oben beschriebenen Besonderheiten werden nun im einzelnen weiter unter Bezugnahme auf Fig. 76 beschrieben, wobei davon ausgegangen wird, daß eine Signalform, die einer Person entspricht, unmittelbar vor dem Ende einer Eingabesignalform IW 1 für jeden Abtastzyklus in Erscheinung tritt. Zunächst erfaßt und zählt die Maxima-Zähleinrichtung 14 h die Maxima in der Vergleichs-Signalform CPW 1. Bei dem gezeigten Beispiel wird die Anzahl der zu erkennenden Personen als Null angesehen, weil kein Maximum in der Vergleichs- Signalform CPW 1 vorhanden ist. Die Maxima-Zähleinrichtung 14 h erkennt dann die Maxima in den Vergleichs- Signalformen CPW 1 und CPW 2, welche zwei Zyklen entsprechen, und erzeugt vor oder nach dem erfaßten Maximum einen Personen- Detektionsimpuls der in Fig. 76(d) gezeigten Form, also einen Rechteckimpuls, dessen Ausgangspegel "1" beträgt, entsprechend der Anwesenheit einer Person, während bei Abwesenheit einer Person im übrigen Teil des Signals der Ausgangspegel gleich "0" ist. Die Zähleinrichtung 14 h berechnet Σ P 1, d. h. die Summe der Anteile P 1 entsprechend dem Ausgangssignal "1" des Impulses. Wenn Σ P 1 = 0, wird geschlossen, daß keine Person während des Abtastzyklus entsprechend der Eingabe-Signalform IW 1 vorhanden ist, und die Bezugs-Signalform RW wird durch die Eingabe-Signalform IW 1 erneuert. Es ist ersichtlich, daß bei Σ P 1 < 0 die Bezugs- Signalform nicht erneuert wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß eine unzweckmäßige Bezugs-Signalform erzeugt wird.

Wenn in der Eingabe-Signalform kein Signal in Erscheinung tritt, welches der Anwesenheit einer Person entspricht, so wird die Bezugs-Signalform stets in der oben beschriebenen Weise aktualisiert; wenn aber eine Personenanwesenheit dauernd festgestellt wird, so wird die Bezugs-Signalform gleichfalls nicht aktualisiert. In diesem Zusammenhang wird davon ausgegangen, daß die Hintergrundtemperaturverteilung sich über den Zeitraum eines Tages in starkem Ausmaße ändern kann, beispielsweise zwischen frühem Morgen und den eigentlichen Tagesstunden; auch diese Bedingungen werden durch die Erfindung bewältigt. Es wird auf Fig. 77 Bezug genommen. Dort ist angenommen, daß in dem Ast CPW 2 der Vergleichs-Signalform CPW eine Person erkannt wird, wie in Fig. 77(c) dargestellt, während der andere Ast CPW 1 dieser Vergleichs-Signalform keine Person anzeigt, jedoch nicht einen Pegel von genau Null aufweist, was auf Umgebungseinflüsse zurückzuführen ist. Nun soll weiter angenommen werden, daß eine die Abwesenheit einer Person anzeigende Eingangs-Signalform IW 1 anfangs als neue Bezugs-Signalform RRW 1 herangezogen wird. Es wird dann ein Mittelwert der Signalschwankungen während des der Abwesenheit einer Person entsprechenden Ortes CPW 1 gebildet. Dieser Mittelwert cpw ist gegeben durch

Dieser Wert cpw wird zu den jeweiligen Punkten auf dem Ast RW 2 der Bezugs-Signalform als gemittelte Schwankungskomponente hinzuaddiert, um eine Aktualisierung auf eine neue Bezugs-Signalform RRW 2 vorzunehmen. Diese Aktualisierung erfolgt in der im Flußdiagramm der Fig. 78 gezeigten Weise.

Bei dieser Ausgestaltung wird die Bezugs-Signalform in einen Ast RW 2, welcher die Anwesenheit einer Person anzeigt, und einen Ast RW 1 aufgeteilt, welcher die Abwesenheit einer Person anzeigt; der Ast RW 1, d. h. ein Teil der Bezugs-Signalform, wird aktualisiert. Ansonsten sind Ausbildung und Wirkungsweise dieser Ausführungsform im wesentlichen dieselben wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung wird ein Diskriminierkriterium für die Personenerfassung in der Diskriminiereinrichtung ansprechend auf Änderungen der Umgebungsbedingungen oder auf die Störsignalbedingungen verändert, um die Sicherheit gegenStöreinflüsse zu verbessern. Bei der in Fig. 79 gezeigten Ausführungsform sind nicht nur die Diskriminiereinrichtung 14, sondern auch die Signalverarbeitungseinrichtung 13 in einem Mikrocomputer enthalten, der darüber hinaus eine Diskriminierkriterium- Änderungseinrichtung 13 d enthält, welche ein Ausgangssignal aus einer Speichereinrichtung 13 c empfäng und ein Ausgangssignal an die Diskriminiereinrichtung 14 abgibt. Bei der gezeigten Ausführungsform bewirkt die Diskriminierkriterium-Änderungseinrichtung 13 b eine Änderung des Erfassungskriteriums in der Diskriminiereinrichtung 14 auf der Grundlage der Signalform eines Störsignals, welches in dem Signal enthalten ist, das die Speichereinrichtung 13 c aus der Signalverarbeitungseinrichtung 13 empfängt. Wie in Fig. 80 gezeigt ist, wird insbesondere eine Signalform, die einem Zyklus unmittelbar vor der Ausführung eines Diskriminiervorganges entspricht, unterteilt in einen Signaländerungsteil HA und die verbleibenden Störsignalteile LA. Der Signaländerungsteil HA enthält eine Signalspitzenzone, welche die Anwesenheit einer Person anzeigt, und eine Signalsenke, welche durch die Detektorverzögerung verursacht wird. Parameter S _TH und N _TH (Fig. 81) werden so bestimmt, daß sie die Diskriminierkriterien der Diskriminiereinrichtung 14 werden, indem der die Anwesenheit einer Person anzeigende Signalteil auf der Grundlage der Gradienten und des Pegels der Störsignalteile LA beurteilt wird. Zur Bestimmung dieser Parameter S _TH und N _TH wird ersterer als maximaler Gradient und letzterer als Maximalpegel des Störsignalanteils LA eingestellt; weiterhin werden die Parameter S _TH und N _TH im Höchstwert auf das 3 σ-fache dessen eingestellt, was durch statistische Verarbeitung des Gradienten und des Pegels des Störsignalanteils LA über eine Periode erhalten wird, um beispielsweise eine Standardabweichung σ zu berechnen.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung werden Erkennungsfehler vermieden, bei denen eine Wärmequelle als eine Person gedeutet wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 82 enthält die Signalverarbeitungseinrichtung 13 eine Signalform-Aufbereitungseinrichtung 13 e, eine Speichereinrichtung 13 c und eine Korrektureinrichtung 13 f, welche die Ausgangssignale der Signalform-Aufbereitungseinrichtung 13 e und der Speichereinrichtung 13 c empfängt. Bei der gezeigten Ausführungsform speichert die Speichereinrichtung 13 c vorab einen Empfindlichkeits-Korrekturwert ein, der entsprechend der Umgebung eingestellt wird, in welcher die Personenzahl-Erfassungsanordnung aufgebaut ist; die Korrektureinrichtung 13 f empfängt und korrigiert die Ausgangssignale der Speichereinrichtung 13 c. Die Korrektur wird entsprechend dem Flußdiagramm nach Fig. 83 durchgeführt, um die Erkennung der Anzahl von Personen zu gewährleisten.

Es soll nun angenommen werden, daß - wie in Fig. 84 gezeigt - Tische DI 1 und DI 2 sowie Stühle CH 1 und CH 2 in einem Raum ROM vorhanden sind. Das System 30 ist an der Decke des Raumes ROM angeordnet. Der Boden des Raumes ist teilweise dem Sonnenlicht ausgesetzt, welches durch ein Fenster einstrahlt. Ferner befindet sich im Raum eine Heizung HE. Weiterhin soll angenommen werden, daß eine Bezugs- Signalform beispielsweise zu einem Zeitpunkt aufbereitet wird, zu dem sich keine Person in dem Raum ROM befindet, die Heizung HE nicht eingeschaltet ist und kein Sonnenlicht in den Raum einstrahlt. Wenn Personen auf den Stühlen CH 1 und CH 2 sitzen, ist die Heizung HE in Betrieb, und zu irgendeiner anderen Zeit fällt Sonnenlicht in den Raum ein. Der Raum befindet sich dann in seinem Zustand maximaler Erwärmung. Unter diesen Bedingungen erhält man durch Subtrahieren der Bezugs-Signalform zum Zeitpunkt (t-1) von einer Eingabe-Signalform zum Zeitpunkt t die in Fig. 85(a) gezeigte Vergleichs-Signalform. Die Extrempunkte, welche einen Schwellwert Vth überschreiten und in der Vergleichs-Signalform festgestellt werden, bewirken die Erzeugung von vier Detektions-Ausgangssignalen, die in Fig. 85(b) gezeigt sind; diese vier Impulse stimmen aber nicht mit der tatsächlichen Anzahl von Personen überein, die sich in dem Raum befinden. Es besteht dann eine große Wahrscheinlichkeit, daß Personen sich auf den Stühlen befinden, während es weniger wahrscheinlich ist, daß eine Person sich in der Nähe der Heizung oder des Fensters befindet. Wenn eine entsprechende Information vorab in die Speichereinrichtung 13 c eingegeben wurde, kann die in Fig. 85(c) verdeutlichte Empfindlichkeitskorrektur auf die Vergleichs-Signalform angewendet werden. Sie besteht darin, daß die Signalspitzenteile, welche keiner Person in der Vergleichs-Signalform entsprechen, unterhalb den Schwellwert Vth abgesenkt werden, wie in Fig. 85(d) gezeigt, um eine genaue Personenerkennung zu ermöglichen, so daß die in Fig. 85(e) gezeigten Detektionsimpulse ausgegeben werden.

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung werden Fehlerkennungen vermieden, die durch Sonneneinstrahlung verursacht werden können. In den Fig. 86 und 87 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei welcher zusätzlich zu einem Infrarotdetektor 11 k 1, der das von einem zylindrischen Spiegel 22 k auf einer Drehscheibe 21 k reflektierte Licht empfängt, ein optischer Detektor 11 k 2 und ein dichroitischer Spiegel 11 k 2′ auf der Erfassungsfeld- Axiallinie FC des Detektors 11 k 1 angeordnet sind. Der dichroitische Spiegel 11 k 2′ ist so ausgerichtet, daß das Licxht auf ihn in ähnlicher Weise auftrifft wie auf den Infrarotdetektor 11 k 1. Bei der gezeigten Ausführungsform enthält die reflektierte Sonnenlichtenergie einen großen Energieanteil im nahen Infrarotbereich. Wenn der Schwellwert des optischen Detektors 11 k 2 ausreichend hoch eingestellt ist, erfaßt dieser Detektor 11 k 2 nur Sonnenlicht. Wenn Sonnenlicht erfaßt wird, wird das Detektions- Eingangssignal, welches auf dem Sonnenlicht beruht, über eine Vorverstärkereinrichtung 12 k 2 und die Signalverarbeitungseinrichtung 13 zu Null gemacht. Selbst wenn also zwei Infrarotquellen vorhanden sind, von denen die eine einem Personenkörper entspricht und die andere durch das in den Raum einfallende Sonnenlicht gebildet ist, kann bei der in Fig. 88 gezeigten Ausführungsform zuverlässig diese Person erfaßt werden.

Bei den Personenzahl-Erfassungsanordnungen nach der Erfindung kann die optische Kreisabtasteinrichtung umkehrbar arbeiten. Bei der in den Fig. 89 und 90 gezeigten Ausführungsform enthält die Diskriminiereinrichtung 14 eine Drehsinn-Steuersignalgeneratoreinrichtung 14 i, um eine Umkehrung der Verschwenkungsrichtung nach jeder Verschwenkungsumdrehung zu ermöglichen. Durch diese Maßnahme wird die Situation vermieden, daß die Erfassung einer schwachen Infrarotquelle entsprechend einer sich in großem Abstand von dem System befindenden Person durch eine starke Infrarotquelle entsprechend einer sich in der Nähe des Systems befindenden Person unmöglich gemacht wird, wenn die schwache Quelle durch die starke "abgeschattet" wird. Bei dieser Ausführungsform ist ersichtlich, daß jede Umkehrung der Verschwenkung eine Aktualisierung der Bezugs-Signalform verursacht, wie bei der in Fig. 90 gezeigten Ausführungsform, wodurch die Erfassungsgenauigkeit weiter gesteigert wird.

Claims

1. Personenzahl-Erfassungsanordnung mit einem Infrarotdetektor zur Erfassung der von Personenkörpern ausgehenden Infrarotstrahlung, Mitteln zum Vorverstärken des Ausgangssignals des Infrarotdetektors, Signalverarbeitungsmitteln zur Umsetzung des vorverstärkten Ausgangssignals in ein Signal zur Erfassung der Anzahl von Personen, Mitteln zur Bestimmung der Anzahl von Personen auf der Grundlage des Ausgangssignals der Signalverarbeitungsmittel sowie Mitteln zur Ausgabe einer Personenzahl-Information, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Einrichtung vorgesehen ist, welche das Erfassungsfeld des Infrarotdetektors kreisförmig abtastet bzw. verschwenkt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Einrichtung zur kreisförmigen Verschwenkung oder Abtastung Mittel zur Einschränkung des Erfassungsfeldes des Infrarotdetektors in Richtung der Kreisverschwenkung, ein mit diesen Einschränkungsmitteln versehenes Drehteil und Mittel zum Antreiben des Drehteils umfaßt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil eine Scheibe umfaßt und daß die Mittel zur Einschränkung des Erfassungsfeldes durch eine Öffnung in der Scheibe gebildet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung ein Schlitz ist, der sich in Radialrichtung der Scheibe erstreckt.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einschränkung des Erfassungsfeldes durch einen zylindrischen Spiegel gebildet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einschränkung des Erfassungsfeldes durch einen Spiegel gebildet sind, der eine konkave reflektierende Oberfläche mit einer Krümmung in Richtung der Kreisverschwenkung aufweist, welche sich kontinuierlich ändert, und daß die Krümmung in Radialrichtung des Spiegels einer Brennweite entspricht, die wesentlich kleiner ist als der Abstand zwischen der reflektierenden Oberfläche des Spiegels und einer Objektoberfläche, wobei die Drehachse des Drehteils im wesentlichen mit einer Mittellinie des Erfassungsfeldes zusammenfällt.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einschränkung des Erfassungsfeldes durch einen Spiegel gebildet sind, dessen reflektierende Oberfläche konkav ist und eine Krümmung aufweist, welche sich in Richtung der Kreisverschwenkung kontinuierlich ändert, und daß die reflektierende Oberfläche in Radialrichtung konvex gekrümmt ist, wobei die Drehachse des Drehteils im wesentlichen mit einer Mittellinie des Erfassungsfeldes übereinstimmt.

8. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einschränkung des Erfassungsfeldes dieses Erfassungsfeld auf eine im wesentlichen konstante Breite in Richtung der Kreisverschwenkung einstellen und mit zunehmender Entfernung von der Mittellinie des Erfassungsfeldes einen zunehmend größeren optischen Gewinn bewirken.

9. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Einschränkung des Erfassungsfeldes dieses Erfassungsfeld in einer Objektoberfläche in mehrere Augenblicks-Erfassungsfelder in Radialrichtung des Drehteils unterteilen.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Drehteils mit der Mittellinie des Erfassungsfeldes übereinstimmt.

11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotdetektor mehrere Detektorelemente umfaßt, die in einer zur Drehachse des Drehteils senkrechten Ebene axialsymmetrisch in bezug auf diese Drehachse angeordnet sind.

12. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Abtast- bzw. Verschwenkungseinrichtung mit ihrer Drehachse abwärts zu der Wand hin geneigt ist, an welcher die Anordnung angebracht ist.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsfeld, welches durch die optische Abtast- bzw. Verschwenkungseinrichtung gebildet wird, für jeden Halbzyklus eines Abtast- bzw. Verschwenkungszyklus umschaltbar ist zwischen einem Nah-Erfassungsfeld und einem Fern-Erfassungsfeld.

14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil mit zwei Spiegeln versehen ist, die einen Drehwinkelabstand von 180° voneinander aufweisen, und daß einer der Spiegel auf der Seite der Drehachse und der andere auf der Umfangsseite des Drehteils angeordnet ist.

15. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotdetektor ein pyroelektrisches Element enthält, welches einen Ausgangsstrom abgibt, der einer Änderung der Infrarotenergie entspricht, daß die Vorverstärkermittel einen hohen Widerstand enthalten, welcher den durch das pyroelektrische Element abgegebenen Strom in ein Spannungssignal umsetzt, und daß ein Verstärker zur Impedanzumsetzung und Verstärkung des an dem hohen Widerstand abfallenden Spannungssignals vorgesehen ist, welchem ein Mitkopplungskreis für eine Rückkopplung mit positivem Vorzeichen zugeordnet ist.

16. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung der Anzahl von Personen mit einer Einrichtung zur vorab erfolgenden Einspeicherung einer Eingangs-Signalform, die bei Abwesenheit von Personen aus der Signalverarbeitungseinrichtung empfangen wird, als Bezugs-Signalform und mit einer Einrichtung zur Erfassung der Anzahl von Personen durch Zählen der Maxima in einer Differenz-Signalform versehen sind, wobei diese Differenz-Signalform durch Differenzbildung zwischen der Bezugs-Signalform und einer später empfangenen, eingegebenen Signalform gewonnen wird.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bestimmung der Anzahl von Personen als Maximum einen den Gradientenpunkt aufweisenden Punkt in einem Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung auffaßt, der zwischen einem Punkt mit positivem Gradienten, der größer als ein vorbestimmter Wert ist, und einem Punkt liegt, dessen negativer Gradient kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung der Anzahl von Personen versehen sind mit: Einem Substitutionsfilter, welches einen Zwischenabschnitt-Minimalwert eines vorbestimmten Abschnittes des Ausgangssignals der Signalverarbeitungseinrichtung für Werte an entsprechenden Zeitpunkten des Ausgangssignals in diesem Abschnitt einsetzt; und mit einem Substitutionsfilter, welches einen Zwischenabschnitt- Maximalwert dieses vorbestimmten Abschnittes für Werte an entsprechenden Zeitpunkten des Ausgangssignals dieses Zwischenabschnitt-Minimalwert-Substitutionsfilters einsetzt; wobei der Maximalwert anhand eines Signals ausgezählt wird, das erhalten wird, indem das Ausgangssignal des Zwischenabschnitt-Maximalwert-Substitutionsfilters vom Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung subtrahiert wird.

19. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung der Anzahl von Personen versehen sind mit einer Einrichtung, welche als Anzahl von Personen die Maxima im Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung zählt, deren zugeordnete Gradienten größer als ein vorbestimmter Schwellwert sind, und daß eine Schwellwert-Änderungseinrichtung vorgesehen ist, welche diesen Schwellwert absenkt, wenn die Maxima- Zähleinrichtung ein Maximum erfaßt.

20. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung der Personenanzahl enthalten: Bezugs-Signalform-Speichermittel zum Einspeichern einer Eingangs-Signalform bei Abwesenheit jeglicher Person; Mittel zum Einspeichern der Eingangs- Signalformen jeweils des vorhergehenden und des laufenden Zyklus; Mittel zum Erzeugen von Differenz- Signalformen, die jeweils den Differenzen zwischen den in den Eingangs-Signalform-Speichermitteln eingespeicherten Eingangs-Signalformen für den vorhergehenden und den laufenden Zyklus und der in den Bezugs-Signalform-Speichermitteln gespeicherten Bezugs-Signalform entsprechen; Mittel zum Zählen der Maxima in einer kombinierten Differenz-Signalform, die aus der Differential-Signalform des vorhergehenden und des laufenden Zyklus, welche zwei Zyklen entsprechen und die Anwesenheit einer Person anzeigen, kombiniert wird; und eine Aktualisierungseinrichtung, die dann, wenn das Zählergebnis der Maxima-Zählmittel gleich Null ist, die in der Eingangs-Signalform- Speichereinrichtung gespeicherte Eingangs-Signalform in die Bezugs-Signalform-Speichereinrichtung überführt.

21. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestimmung der Anzahl von Personen dergestalt ausgebildet sind, daß sie in Abwesenheit jeglicher Person vorab die Eingangs-Signalform der Signal-Verarbeitungseinrichtung als Bezugs- Signalform einspeichern und die Anzahl von Personen auf der Grundlage einer Differenz entscheiden, die zwischen der Eingangs-Signalform und der Bezugs-Signalform vorhanden ist, wobei diejenigen Teile der Bezugs-Signalform, welche verschieden sind von den Teilen, die Personen entsprechen, sequentiell erneuert werden.

22. Anordnung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Mittel zum Verändern der Bestimmungskriterien für die Personenerfassung auf der Grundlage einer Stör-Signalform, die im Ausgangssignal der Signalverarbeitungseinrichtung enthalten ist.

23. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung Mittel enthält, um vorab Empfindlichkeits-Korrekturwerte einzuspeichern, die entsprechend der Umgebung eingestellt werden, in welcher die Anordnung eingebaut ist, und daß die Signalverarbeitungseinrichtung weiterhin Mittel zur Durchführung einer Empfindlichkeitskorrektur entsprechend den Empfindlichkeits- Korrekturwerten enthält, welche in den Empfindlichkeits- Korrekturwert-Speichermitteln eingespeichert wurden.

24. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Kreisabtasteinrichtung einen optischen Detektor umfaßt, der die Nahfeld- Infrarotstrahlung erfaßt und das Eingangssignal zum Verschwinden bringt, wenn ein Infrarot-Eingangssignal empfangen wird, welches Nahfeld-Infrarotstrahlung enthält.

25. Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwenkungsrichtung der optischen Kreisabtasteinrichtung umkehrbar ist.