JP2000131141A - 熱線型検知センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検知エリア内に移動した人体が僅かな動きし
かしていない状態にあったとしても、正確に人体検知を
行うことが可能になる熱線型検知センサを提供する。 【解決手段】 検知エリアＡ内における熱の変化量を検
出する熱線感知部２と、検出した変化量を増幅するバン
ドパスフィルターを備えた増幅部３と、増幅後の変化量
と予め定められた閾値とを比較して前記変化量が閾値よ
り大きい場合に人体の移動があったと判断する検知判断
部４とからなる熱線型検知センサにおいて、検知判断部
４において人体が検知されたと判断されると、前述する
バンドパスフィルターの特性を変更するフィルター設定
部１１を付加した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体検知センサに
係り、更に詳しくは、人体と背景の温度差を検出するこ
とにより人体の移動を検出する熱線センサ部を有して人
体の存在を検知する熱線型検知センサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱線型検知センサは、検知エリア
内に存在する人体と背景温度との温度差を検出可能な焦
電素子を使用して、人体Ｄの移動を検出するものであ
る。

【０００３】図５に示すように、熱線型検知センサは、
集光部１と、熱線感知部２と、増幅部３と、検知判断部
４と、遅延部５とを備えている。 なお、増幅部３は図
５に示すような１Ｈｚ付近に中心周波数を有するバンド
パスフィルターを備えており、人体の通常の動作が検知
されやすくなっている。

【０００４】そして、検知エリアＡにおいて放射される
赤外線がレンズ等よりなる集光部１により集光され、熱
線感知部２において温度差の変化に応じて変化する焦電
素子の出力電流を電圧に変換して出力し、増幅部３にお
いて該電圧を増幅して検知判断部４に入力する。検知判
断部４は、該入力された電圧が閾値電圧より大きければ
検知エリアＡ内で人体Ｄの移動があったと判断し人体検
知信号を出力する。そして、遅延部５において人体検知
信号の出力から一定時間（オフディレー期間）が経過し
たところで人体検知信号の出力を停止する。

【０００５】上述した熱線型検知センサは、トイレ等に
設置される照明や換気扇といった外部負荷のオンオフ制
御に利用され、例えば、人体Ｄがトイレに入室したのと
同時に照明が点灯し、退室後しばらくすると照明が消灯
するといった制御を行うことが可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な構成の熱線型検知センサにあっては、人体Ｄが検知エ
リアＡ内にてじっとしている場合、熱線感知部２を構成
する焦電素子が人体Ｄと背景温度との温度差を検出でき
なくなるため人体検知信号が出力されなくなり、検知エ
リアＡ内に人体が存在するにもかかわらず遅延部５によ
りオフディレー期間経過後に人体検知信号の出力が停止
されてしまうという問題点を有していた。

【０００７】例えば、図２に示すように、熱線型検知セ
ンサがトイレに設置された場合において、図２（ａ）の
ように人体Ｄがトイレに入室して検知エリアＡを通過す
るときには、人体Ｄの移動量が大きいので、図２（ａ）
に示す波形のように閾値電圧より大きい電圧が増幅部３
から出力される。そして、検知判断部４は人体Ｄが検知
エリアＡ内に存在すると判断し、遅延部５から人体検知
信号が出力される。ところが、図２（ｂ）や図２（ｃ）
の中段の波形に示すように、人体Ｄが検知エリアＡ内の
便座に座った状態や、人体Ｄが便座前に立位し僅かな動
きのみをした状態では人体検知信号が出力されず、人体
Ｄが検知エリアＡ内に存在するにもかかわらず遅延部５
からオフディレー期間経過後に人体検知信号の出力が停
止されてしまうのである。

【０００８】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
ものであり、その目的とするところは、検知エリア内に
移動した人体が僅かな動きしかしていない状態にあった
としても、正確に人体検知を行うことが可能になる熱線
型検知センサを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
検知エリア内における熱の変化量を検出する熱線感知部
と、検出した変化量を増幅するバンドパスフィルターを
備えた増幅部と、増幅後の変化量と予め定められた閾値
とを比較して前記変化量が閾値より大きい場合に人体の
移動があったと判断する検知判断部とからなる熱線型検
知センサにおいて、検知判断部において人体が検知され
たと判断されると、前述するバンドパスフィルターの特
性を変更するフィルター設定部を付加したことを特徴と
するものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の熱
線型検知センサにおいて、フィルター設定部は、バンド
パスフィルターの中心周波数をこれまで設定されていた
値より低くなるように変更することを特徴とするもので
ある。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の熱線型検知センサにおいて、フィルター設定
部は、バンドパスフィルターの周波数帯域をこれまで設
定されていた幅よりも広くなるように変更することを特
徴とするものである。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３記載の熱線型検知センサにおいて、請求項１乃至請
求項３記載の熱線型検知センサにおいて、フィルター設
定部は、バンドパスフィルターの周波数帯域をこれまで
設定されていた中心周波数よりも低いところとなるよう
に変更する周波数帯域を有するように変更することを特
徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
に係る熱線型検知センサについて図１及び図２に基づ
き、第２の実施の形態に係る熱線型検知センサについて
図２及び図３に基づき、第３の実施の形態に係る熱線型
検知センサについて図２及び図４に基づき詳細に説明す
る。

【００１４】［第１の実施の形態］図１は第１の実施の
形態に係る熱線型検知センサの構成を示すブロック図で
ある。図２は人体がトイレ内で移動した場合の様子（上
段）とその時の熱線センサ部における人体移動検出に対
応した電圧の増幅後の波形（中段、下段）であり、
（ａ）は人体が検知エリア内に進入してくる際の移動動
作の様子を示し、（ｂ）は人体が検知エリア内で便座に
着座している様子を示し、（ｃ）は人体が検知エリア内
で便座前に立位して微少な動作を行っている様子を示す
ものである。

【００１５】本実施の形態に係る熱線型検知センサは、
図１に示すように、集光部１と、熱線感知部２と、フィ
ルター設定部に相当するスイッチ部１１と、第１のバン
ドパスフィルター付き増幅部３と、第２のバンドパスフ
ィルター付き増幅部１２と、検知判断部４と、遅延部５
とから成り、人体Ｄから放射される赤外線を検知して人
体検知信号を出力するものである。

【００１６】集光部１は、レンズ等から構成され、赤外
線を後述する熱線感知部２に集光するものである。熱線
感知部２は、焦電素子を有して構成されており、集光さ
れた赤外線による温度変化に対応して焦電素子が出力す
る電流の変化を電圧に変換して出力するものである。ス
イッチ部１１は、人体検知信号の出力が停止されている
状態にあっては、第１のバンドパスフィルター付き増幅
部３を選択し、一旦人体検知信号の出力がなされた場合
には第１のバンドパスフィルター付き増幅部３の中心周
波数よりも予め定めた値だけ低い中心周波数を持った第
２のバンドパスフィルター付き増幅部１２を選択するも
のであって、初期状態にあっては第１のバンドパスフィ
ルター付き増幅部３と接続している。

【００１７】第１のバンドパスフィルター付き増幅部３
は、熱線感知部２の出力する電圧を予め設定された周波
数特性に応じて増幅し、検知判断部４に増幅した電圧を
出力するものである。この周波数特性は、人体Ｄがトイ
レ室内に進入してくる速度に適応するように設定されて
いるので、第１のバンドパスフィルター付き増幅部３の
出力する電圧に基づいて、検知判断部４で人体Ｄの進入
時の移動の有無を検出することができるが、人体Ｄの僅
かな動きは検出することができない。

【００１８】第２のバンドパスフィルター付き増幅部１
２は、熱線感知部２の出力する電圧を増幅して、検知判
断部４に増幅した電圧を出力するものである。第２のバ
ンドパスフィルター付き増幅部１２の周波数特性は、人
体Ｄが検知エリアＡ内で僅かな動きをするときの速度に
適応するように設定されているため、人体Ｄの僅かな動
きに対し従来の熱線型検知センサにおける増幅部の増幅
率よりも大きなものとしている。したがって、同じ電圧
が入力されるならば、便座に着座時或いは便座前に立位
時の第２のバンドパスフィルター付き増幅部１２の出力
する電圧は、第１のバンドパスフィルター付き増幅部３
の出力する電圧よりも大きくなっている。よって、第２
のバンドパスフィルター付き増幅部１２の出力する電圧
に基づいて検知判断部４で人体Ｄの移動の有無を判断す
ると、第１のバンドパスフィルター付き増幅部３の出力
する電圧に基づいて判断する場合と異なり、人体Ｄの微
少な動きをも検出することができるのである。

【００１９】検知判断部４は、増幅部の出力する電圧を
予め定めた所定の閾値電圧Ｖｔと比較して、増幅部の出
力する電圧が閾値電圧Ｖｔ以上であれば、人体Ｄの移動
があったと判断する。そして、検知判断部４は人体Ｄが
存在すると判断した場合には、検知判断信号を遅延部５
に出力するようになっている。また、検知判断部４は、
電圧が閾値電圧Ｖｔ以下であれば、電圧が閾値電圧Ｖｔ
以下となった時点から、検知出力信号を停止するように
なっている。

【００２０】遅延部５は、検知判断信号を受け取ると図
示していない外部又は後段部分に人体検知信号を出力
し、出力されていた人体検知信号が停止されるとオフデ
ィレー期間の計測が開始され、オフディレー期間内に人
体検知信号をが再度出力されない場合には、オフディレ
ー期間経過後に検知出力信号を停止させるようになって
いる。

【００２１】以上のようにして構成された熱線型検知セ
ンサにあっては、人体Ｄがトイレに進入状態（図２
（ａ）参照）から人体ＤがエリアＡにいる状態（図２
（ｂ）参照）に移行した場合において、人体Ｄが検知エ
リアＡ内で僅かな動きをしている場合であっても、図２
（ｂ）の下段に示すように熱線感知部２の出力が増幅さ
れるため、人体検知を行うことができるのである。

【００２２】［第２の実施の形態］図３は第２の実施の
形態に係る熱線型検知センサの構成を示すブロック図で
ある。なお、図３にて示す熱線型検知センサにあって
は、前述した熱線型検知センサと同等の箇所には同じ番
号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００２３】本実施の形態に係る熱線型検知センサは、
図３に示すように、集光部１と、熱線感知部２と、フィ
ルター設定部に相当するスイッチ部１１と、第１のバン
ドパスフィルター付き増幅部３と、第２のバンドパスフ
ィルター付き増幅部１３と、検知判断部４と、遅延部５
とから成り、人体Ｄから放射される赤外線を検知して人
体検知信号を出力するものである。

【００２４】スイッチ部１１は、人体検知信号の出力が
停止されている状態にあっては、第１のバンドパスフィ
ルター付き増幅部３を選択し、一旦人体検知信号の出力
がなされた場合には第１のバンドパスフィルター付き増
幅部３の中心周波数よりも予め定めた値だけ広い中心周
波数を持った第２のバンドパスフィルター付き増幅部１
３を選択するものであって、初期状態にあっては第１の
バンドパスフィルター付き増幅部３と接続している。

【００２５】第２のバンドパスフィルター付き増幅部１
３は、熱線感知部２の出力する電圧を増幅して、検知判
断部４に増幅した電圧を出力するものである。第２のバ
ンドパスフィルター付き増幅部１３の周波数特性は、人
体Ｄが検知エリアＡ内で僅かな動きをするときの速度に
適応するように設定されているため、人体Ｄの僅かな動
きに対し従来の熱線型検知センサにおける増幅部の増幅
率よりも大きなものとしている。したがって、同じ電圧
が入力されるならば、便座に着座時或いは便座前に立位
時の第２のバンドパスフィルター付き増幅部１３の出力
する電圧は、第１のバンドパスフィルター付き増幅部３
の出力する電圧よりも大きくなっている。よって、第２
のバンドパスフィルター付き増幅部１３の出力する電圧
に基づいて検知判断部４にて人体Ｄの移動の有無を判断
すると、第１のバンドパスフィルター付き増幅部３の出
力する電圧に基づいて判断する場合と異なり、人体Ｄの
微少な動きをも検出することができるのである。

【００２６】以上のようにして構成された熱線型検知セ
ンサにあっては、人体Ｄがトイレに進入状態（図２
（ａ）参照）から人体ＤがエリアＡにいる状態（図２
（ｂ）参照）に移行した場合において、人体Ｄが検知エ
リアＡ内で僅かな動きをしている場合であっても、図２
（ｂ）の下段に示すように熱線感知部２の出力が増幅さ
れるため、人体検知を行うことができるのである。

【００２７】［第３の実施の形態］図４は第３の実施の
形態に係る熱線型検知センサの構成を示すブロック図で
ある。なお、図３にて示す熱線型検知センサにあって
は、前述した熱線型検知センサと同等の箇所には同じ番
号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００２８】本実施の形態に係る熱線型検知センサは、
図４に示すように、集光部１と、熱線感知部２と、フィ
ルター設定部に相当するスイッチ部１１と、第１のバン
ドパスフィルター付き増幅部３と、第２のバンドパスフ
ィルター付き増幅部１４と、検知判断部４と、遅延部５
とから成り、人体Ｄから放射される赤外線を検知して人
体検知信号を出力するものである。

【００２９】スイッチ部１１は、人体検知信号の出力が
停止されている状態にあっては、第１のバンドパスフィ
ルター付き増幅部３を選択し、一旦人体検知信号の出力
がなされた場合には第１のバンドパスフィルター付き増
幅部３の中心周波数よりも低いところに周波数帯域を持
った第２のバンドパスフィルター付き増幅部１４を選択
するものであって、初期状態にあっては第１のバンドパ
スフィルター付き増幅部３と接続している。

【００３０】第２のバンドパスフィルター付き増幅部１
４は、第１のバンドパスフィルター付き増幅部３が熱線
感知部２の出力する電圧を増幅した後の電圧を更に第１
のバンドパフフィルター付き増幅部３よりも低い中心周
波数で増幅し、検知判断部４に増幅した電圧を出力する
ものである。第２のバンドパスフィルター付き増幅部１
４の周波数特性は、人体Ｄが検知エリアＡ内で僅かな動
きをするときの速度に適応するように設定されているた
め、人体Ｄの僅かな動きに対し従来の熱線型検知センサ
における増幅部の増幅率よりも大きなものとしている。
したがって、同じ電圧が入力されるならば、便座に着座
時或いは便座前に立位時の第２のバンドパスフィルター
付き増幅部１４の出力する電圧は、第１のバンドパスフ
ィルター付き増幅部３の出力する電圧よりも大きくなっ
ている。よって、第２のバンドパスフィルター付き増幅
部１４の出力する電圧に基づいて検知判断部４にて人体
Ｄの移動の有無を判断すると、第１のバンドパスフィル
ター付き増幅部３の出力する電圧に基づいて判断する場
合と異なり、人体Ｄの微少な動きをも検出することがで
きるのである。

【００３１】以上のようにして構成された熱線型検知セ
ンサにあっては、人体Ｄがトイレに進入状態（図２
（ａ）参照）から人体ＤがエリアＡにいる状態（図２
（ｂ）参照）に移行した場合において、人体Ｄが検知エ
リアＡ内で僅かな動きをしている場合であっても、図２
（ｂ）の下段に示すように熱線感知部２の出力が増幅さ
れるため、人体検知を行うことができるのである。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明にあ
っては、検知エリア内における熱の変化量を検出する熱
線感知部と、検出した変化量を増幅するバンドパスフィ
ルターを備えた増幅部と、増幅後の変化量と予め定めら
れた閾値とを比較して前記変化量が閾値より大きい場合
に人体の移動があったと判断する検知判断部とからなる
熱線型検知センサにおいて、検知判断部において人体が
検知されたと判断されると、前述するバンドパスフィル
ターの特性を変更するフィルター設定部を付加したの
で、一旦人体が検知されると検出しようとする人体の動
作に適応したバンドパスフィルターに変更することが可
能になるため、検知エリア内に移動した人体が僅かな動
きしかしていない状態にあったとしても、その動作を漏
れなく正確に検知することが可能になる熱線型検知セン
サを提供することができるという効果を奏する。

【００３３】請求項２記載の発明にあっては、請求項１
記載の熱線型検知センサにおいて、フィルター設定部
は、バンドパスフィルターの中心周波数をこれまで設定
されていた値より低くなるように変更するので、検知エ
リア内に存在する人体のわずかな動きを特に漏らさず検
出することが可能になる熱線型検知センサを提供するこ
とができるという効果を奏する。

【００３４】請求項３記載の発明にあっては、請求項１
又は請求項２記載の熱線型検知センサにおいて、フィル
ター設定部は、バンドパスフィルターの周波数帯域をこ
れまで設定されていた幅よりも広くなるように変更する
ので、検知エリア内に存在する人体のわずかな動きをも
漏らさず検出することが可能になる熱線型検知センサを
提供することができるという効果を奏する。

【００３５】請求項４記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項３記載の熱線型検知センサにおいて、請求項
１乃至請求項３記載の熱線型検知センサにおいて、フィ
ルター設定部は、バンドパスフィルターの周波数帯域を
これまで設定されていた中心周波数よりも低いところと
なるように変更する周波数帯域を有するように変更する
ようにしたので、検知エリア内に存在する人体のわずか
な動きを集中的に検出することが可能になる熱線型検知
センサを提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る熱線型検知センサの構
成を示すブロック図である。

【図２】人体がトイレ内で移動した場合の様子（上段）
とその時の熱線センサ部における人体移動検出に対応し
た電圧の増幅後の波形（中段、下段）であり、（ａ）は
人体が検知エリア内に進入してくる際の移動動作の様子
を示し、（ｂ）は人体が検知エリア内で便座に着座して
いる様子を示し、（ｃ）は人体が検知エリア内で便座前
に立位して微少な動作を行っている様子を示すものであ
る。

【図３】第２の実施の形態に係る熱線型検知センサの構
成を示すブロック図である。

【図４】第３の実施の形態に係る熱線型検知センサの構
成を示すブロック図である。

【図５】従来の熱線型検知センサの構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

Ａ 検知エリア １ 集光部 ２ 熱線感知部 ３ 第１のバンドパスフィルター付き増幅部 ４ 検知判断部 ５ 遅延部 １１ フィルター設定部 １２ 第２のバンドパスフィルター付き増幅部 １３ 第２のバンドパスフィルター付き増幅部 １４ 第２のバンドパスフィルター付き増幅部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小田 悟朗 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AA11 BA13 BC07 BC14 2G066 AC13 BA02 BC00 CA08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検知エリア内における熱の変化量を検出
   する熱線感知部と、検出した変化量を増幅するバンドパ
   スフィルターを備えた増幅部と、増幅後の変化量と予め
   定められた閾値とを比較して前記変化量が閾値より大き
   い場合に人体の移動があったと判断する検知判断部とか
   らなる熱線型検知センサにおいて、検知判断部において
   人体が検知されたと判断されると、前述するバンドパス
   フィルターの特性を変更するフィルター設定部を付加し
   たことを特徴とする熱線型検知センサ。
2. 【請求項２】 フィルター設定部は、バンドパスフィル
   ターの中心周波数をこれまで設定されていた値より低く
   なるように変更することを特徴とする請求項１記載の熱
   線型検知センサ。
3. 【請求項３】 フィルター設定部は、バンドパスフィル
   ターの周波数帯域をこれまで設定されていた幅よりも広
   くなるように変更することを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載の熱線型検知センサ。
4. 【請求項４】 フィルター設定部は、バンドパスフィル
   ターの周波数帯域をこれまで設定されていた中心周波数
   よりも低いところとなるように変更する周波数帯域を有
   するように変更することを特徴とする請求項１乃至請求
   項３記載の熱線型検知センサ。