JP2000163662A

JP2000163662A - 人体検知装置

Info

Publication number: JP2000163662A
Application number: JP10340641A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Takenouchi; 利春竹ノ内; Akira Morimoto; 亮森本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-06-16
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP3458738B2

Abstract

(57)【要約】【課題】人体検知の精度を向上した人体検知装置を提
供する。【解決手段】人体の放射する赤外線を検知する焦電素
子部２と、それぞれ検知距離の異なる略同心円状の面領
域である検知エリアＢ１、Ｂ２の赤外線を焦電素子部２
に集光する光学系１からなる人体検知装置Ｓであって、
ある検知エリアＢ１において人体が検知されてから所定
時間以内に他の検知エリアＢ２において人体が検知され
たところで予告段階に移行し、さらにそこから所定時間
内にいずれか１つの検知エリアＢ１（Ｂ２）において人
体が検知された場合、人体が進入したとして検知信号を
出力する出力回路１１０、１２０を備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体から放射され
る赤外線量と床面等の背景から放射される赤外線量の差
に基づいて検知領域内における人体の存否を検知する赤
外線受光式の人体検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】赤外線受光式（いわゆる、ＰＩＲ式）の
人体検知装置は、人体と背景との温度差を赤外線のエネ
ルギー量の差として焦電素子等の赤外線検知素子を用い
て検知することにより、人体を検知するものである。こ
の種の人体検知装置は、主として徒歩などにより移動す
る人体を検知するものであり、この検知出力を利用し
て、照明灯の点灯／消灯制御を行ったり、ブザーやサイ
レン等の駆動／停止制御を行ったりしている。

【０００３】前述した赤外線式の人体検知装置は、検知
エリアを展開し、検知エリア内において変化する赤外線
量を常時監視している。そして、検知エリア内に人体が
入り込むと、人体から放射され集光レンズ等の光学系を
介して赤外線検出素子に入射する赤外線量が、検知エリ
ア内の背景から放射される赤外線量に比して増大（若し
くは減少）するので、この変化から人体を検知するよう
になっている。

【０００４】ところで、この種の人体検知装置では光学
系の受光方向をほぼ水平方向とすることで検知エリアを
広く展開したり、斜め下方向や下方向に設定することで
人体検知装置の下方を通過する人体を検知するようにし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の人体
検知装置にあっては、極めて短い時間に単発的に生じる
ポップコーンノイズと呼ばれるノイズ出力を検知エリア
に人体が存在することにより発生した出力であると判断
したり、飛来物や昆虫等が検知エリアに進入しただけで
あるにもかかわらず検知エリアに人体が存在することに
より発生した出力であると判断したりすることがあっ
た。特に、上述した人体検知装置を防犯目的に用いた場
合、人体が検知されるとブザーが鳴動したり、自動的に
警備会社に侵入者があることを連絡することになるた
め、侵入者がないにもかかわらず上述した対応がなされ
ると近所迷惑になったり、無用な警備員の出動を招くこ
とになる。

【０００６】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、人体検知の精度
を向上した人体検知装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
人体の放射する赤外線を検知する焦電素子部と、それぞ
れ検知距離の異なる略同心円状の面領域である検知エリ
アの赤外線を焦電素子部に集光する光学系からなる人体
検知装置であって、ある検知エリアにおいて人体が検知
されてから所定時間以内に他の検知エリアにおいて人体
が検知されたところで予告段階に移行し、さらにそこか
ら所定時間内にいずれか１つの検知エリアにおいて人体
が検知された場合、人体が進入したとして検知信号を出
力する出力回路を備えたことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２記載の発明は、人体の放射する赤
外線を検知する焦電素子部と、それぞれ検知距離の異な
る略同心円状の面領域である検知エリアの赤外線を焦電
素子部に集光する光学系からなる人体検知装置であっ
て、ある検知エリアにおいて人体が検知されてから所定
時間以内に他の検知エリアにおいて人体が検知されたと
ころで予告段階に移行し、さらにそこから所定時間内に
先に人体を検知した２つの検知エリアにおいて人体が検
知された場合、人体が進入したとして検知信号を出力す
る出力回路を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項３記載の発明は、人体の放射する赤
外線を検知する焦電素子部と、それぞれ検知距離の異な
る略同心円状の面領域である検知エリアの赤外線を焦電
素子部に集光する光学系からなる人体検知装置であっ
て、ある検知エリアにおいて人体が検知されてから所定
時間以内に他の検知エリアにおいて人体が検知された場
合、人体が進入したとして検知信号を出力する出力回路
を備えたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項４記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の人体検知装置において、出力回路にあって
は、予告段階において予告信号を出力するようにしたこ
とを特徴とするものである。

【００１１】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４記載の人体検知装置において、出力回路にあって
は、予め定めた順序に従って検知エリアで人体が検知さ
れたときは予告段階に移行せず、検知信号も出力しない
ようにしたことを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図１乃至図６に基づき詳細に説明する。図１は本発
明に係る人体検知装置によって展開される検知エリアを
示す説明図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側
面図である。図２は本発明に係る人体検知装置の焦電素
子部の取付状態を示す説明図である。図３は本発明に係
る人体検知装置の概略構成図である。図４は本発明に係
る人体検知装置の動作を示すタイムチャートである。図
５は本発明に係る人体検知装置の他の動作を示すタイム
チャートである。図６は本発明に係る人体検知装置によ
り人体の進入方向を判断する様子を示す説明図であり、
（ａ）は上面図であり、（ｂ）は側面図である。

【００１３】本実施の形態に係る赤外線式の人体検知装
置Ｓは、図１に示すように、例えば、家屋の入口上部壁
面Ｗに取り付けられる。そして、独立した２つの検知エ
リアＢ１、Ｂ２を構成するために、図３に示すように、
焦電素子部２１、２２や焦電素子部２１、２２の出力信
号を増幅する増幅回路部３１、３２、赤外線を集光する
レンズ等の光学系１１、１２を２組備えた構成をなし、
検知エリアＢ１、Ｂ２において放射される赤外線を各々
処理することにより人体を検知するものである。なお、
検知エリアＢの数はこれに限られるものではなく、独立
した複数の検知エリアＢを構成することができるのであ
れば人体検知装置Ｓを構成する光学系１、焦電素子部２
や増幅回路部３の数もこれに限られるものではない。

【００１４】光学系１１、１２と焦電素子部２１、２２
との取付位置により決定される２つの検知エリアＢ１、
Ｂ２は、図１に示すように、人体が家屋に進入する方向
に対して前後に配置されるように斜め下方に向けて展開
されている。そして、検知エリアＢ１、Ｂ２は互いに重
なることなく、各検知エリアＢ１、Ｂ２の間には所定距
離を有する不感帯を設けてある。

【００１５】なお、本実施の形態にあっては、人体検知
装置Ｓは床面から２００ｃｍ程度の高さの壁面Ｗに設置
され、図２に示すように、検知エリアＢ１を構成する一
方の焦光学系１１及び電素子部２１は水平方向より４０
゜程度斜め下方向に向けて配置され、検知エリアＢ２を
構成する他方の光学系１２及び焦電素子部２２は水平方
向より７５゜程度斜め下方向に向けて配置されている。
これにより、検知エリアＢ１、Ｂ２を２つとも斜め下方
向に設定することが可能になる。

【００１６】上述した構成により、例えば、検知エリア
を水平方向に展開した場合、人体が遠方から人体検知装
置Ｓに近づく過程にあっては同一の検知エリア内に人体
が長く滞在することとなるため、焦電素子部２が背景と
の温度差を検出できなくなり人体の移動が検知されなく
なる恐れがあるが、本実施の形態にあっては、人体が遠
方から人体検知装置Ｓに近づく過程にあっては人体が検
知エリアを斜めに横切ることとなり長時間検知エリアに
滞在することがないため、確実に人体の移動を検知する
ことが可能になる。

【００１７】本実施の形態に係る人体検知装置Ｓは、図
３に示すように、２つの検知エリアＢ１、Ｂ２を生成す
べく、人体から放射される赤外線を集光する２つの光学
系１１、１２と、集光された赤外線の検出する２つの焦
電素子部２１、２２と、焦電素子部２１、２２の出力を
増幅する２つの増幅回路部３１、３２と、不要な周波数
成分を除去して必要な信号のみを取り出す２つの帯域フ
ィルタ４１、４２と、帯域フィルタ４１、４２からの出
力が予め設定された閾値を越えた際にパルス信号を発生
する比較回路５１、５２と、比較回路５１、５２がパル
スを発生した場合に所定の時間作動するタイマー６１、
６２と、パルスが発生してから所定時間が経過するまで
に発生したパルスの数を計測するカウンタ７１、７２
と、タイマー６１、６２が作動する所定時間内にカウン
タ７１、７２が所定の回数以上パルスを計測した場合に
信号を出力する信号出力回路８１、８２とを備えてい
る。また、２つの信号出力回路８１、８２の信号出力が
所定の時間差内で発生した場合に時間を計測するタイマ
ー１００と、タイマー１００が予め定めた時間を計測す
る前に比較回路５１、５２のどちらかが信号を出力する
と、人体が存在すると判断する検知判断出力回路１１０
と、人体が存在すると判断されたところで検知信号を出
力する出力回路１２０とを備えている。

【００１８】次に、上述した人体検知装置Ｓを侵入者の
検出に用いた場合の動作について図４に基づき説明す
る。人体が検知エリアＢ１に進入すると、検知エリアＢ
１を展開する比較回路５１がパルスを発生する（図４
（ａ）参照）。すると、タイマー６１が所定時間（ここ
では所定時間を３秒としている）の計測が開始されるが
（図４（ｂ）参照）、所定時間が経過するまでに比較回
路５１からパルスが所定回数（ここでは所定回数を２回
としている）発生するので（図４（ａ）参照）、２回目
のパルスが発生したところで信号出力回路８１から信号
が出力される（図４（ｃ）参照）。

【００１９】ここで、信号出力回路８１が信号を出力し
てから所定の時間差内に信号出力回路８２が信号を出力
しなければ、侵入者が侵入したとは判断されず出力回路
１２０からは制御信号が出力されない。これは、一般に
侵入者はほとんど検知エリアＢ１、Ｂ２内を彷徨うこと
なく外部から家屋の入口に向かってほぼ一直線に進入す
るのに対し、それ以外の人や犬・猫等の小動物は彷徨い
ながら入口に接近すると考えられるためである。また、
信号出力回路８１が信号を出力するのとほぼ同時に信号
出力回路８２が信号を出力した場合も、侵入者が侵入し
たとは判断されず出力回路１２０からは制御信号が出力
されない。これは、検知エリアＢ１、Ｂ２に対してほぼ
同時に温度変化をもたらす太陽光やライトの照射等の影
響を防止するためである。したがって、図４（ｄ）〜
（ｆ）に示すように、設定された時間差（ここでは所定
の時間差を０．５秒から４秒の間で設定が行われる）内
に信号出力回路８２が信号を出力すれば（図４（ｆ）参
照）、侵入者が存在すると判断され予告段階に移行す
る。なお、ここで人体が侵入したとして検知信号を出力
するようにしてもよいが、予告段階に移行後の人体の動
静を検知することにより、ポップコーンノイズや飛来
物、虫類等の影響をさらに低減し、精度良く人体を検知
し、信頼性を向上させるために、検知信号を出力しない
ようにしてもよい。

【００２０】その後、タイマー１００により時間計測を
開始し、予め設定された時間（ここでの設定時間は１０
秒である）が経過するまでに（図４（ｇ）参照）、いず
れかの検知エリアＢ１、Ｂ２で人体か検知された場合、
侵入者が存在すると検知判断出力回路１１０で判断され
（図４（ｉ）参照）、出力回路１２０から検知信号が出
力されることになる（図４（ｋ）、（ｌ）参照）。その
際、出力回路１２０が出力する検知信号を受けて、照明
灯等により検知エリアＢ１、Ｂ２を照らし出すようにし
てもよいし、ブザー等の鳴動装置を駆動させるようにし
てもよい。なお、本実施の形態にあっては、予め定めら
れた報知時間（１５秒）にわたって発光及び鳴動がなさ
れるようになっている。

【００２１】なお、Ｃｄｓ受光素子やフォトダイオード
等の光を検出する素子を付加することで昼夜判断を行
い、人体検知装置Ｓが設置される環境が明るい場合は照
明灯の点灯を行わないようにしてもよい（図４（ｊ）参
照）。これにより、明るい環境下にあっては、制御信号
により照明等を点灯させたとしても、その報知効果が発
揮されないことに鑑み、無用な電力の消費を防止するこ
とが可能になる。

【００２２】また、予告段階に移行したところで、小さ
なブザー音をならしたり、音声により検知エリアＢ１、
Ｂ２からの退去勧告を行ったりといった予告報知を行う
ようにしてもよい（図４（ｈ）参照）。これにより、大
きなブザー音を鳴動させたり警備会社へ通報したりとい
った本格報知の段階に至るまでに侵入者に対して警告を
促すことが可能になる。特に、本格報知の段階で鳴動さ
せるブザー音は、近隣の人々に対して報知する目的から
大きな音量に設定されることになるが、侵入者がないに
もかかわらず大きなブザー音を鳴動させることは近所迷
惑等の問題をひきおこしかねないので、予告段階で侵入
者や誤って検知エリアＢ１、Ｂ２に進入した人に警告を
与え、検知エリアＢ１、Ｂ２から退去させることは有用
である。

【００２３】上述した人体検知装置Ｓにおいて、タイマ
ー１００の動作にあわせて、タイマー６１、６２の動作
時間や信号出力回路８１、８２が信号を出力するパルス
の数を変更するようにすれば、人体検知までの時間を自
在に設定することが可能になるため、これらの設定を行
うことで人体検知装置Ｓの設置場所に応じた検知が可能
になる。

【００２４】さらに、本実施の形態にあっては、タイマ
ー１００が時間の計測を開始してから、いずれかの検知
エリアＢ１、Ｂ２で人体か検知された場合、侵入者が存
在すると検知判断出力回路１１０で判断するようにして
いるが（図４（ｇ）、（ｉ）参照）、図５（ｃ）、図５
（ｆ）及び図５（ｉ）に示すように、タイマー１００が
時間の計測を開始してから所定時間が経過するまでに、
先に人体を検知した２つの検知エリアＢ１、Ｂ２におい
て所定時間内（ここでは所定時間を０．１秒から０．９
秒としている）に人体が検知されたところで検知判断出
力回路１１０において侵入者が存在するとしてもよい。
これにより、さらにポップコーンノイズや飛来物、虫類
等の影響を受けることなく精度良く人体を検知すること
が可能になり、信頼性を向上させることが可能になる。

【００２５】また、検知エリアＢ１、Ｂ２の位置関係か
ら侵入者の進入方向を判断するようにしてもよい。すな
わち、図６に示すように、予告段階に移行する場合を検
知エリアＢ１による信号が検知エリアＢ２による信号よ
り先に発生した場合に限ることにより、矢印Ａのように
人体が移動するときには上述した通り、予告段階への移
行及び検知信号の出力を行うようにし、矢印Ｂのように
人体が移動するときは、予告段階に移行せず、検知信号
を出力しないようにするのである。これにより、例え
ば、家屋の周囲に検知エリアＢ１、Ｂ２を設けた場合、
家屋から戸外に出る居住人を侵入者と判断し検知信号を
出力するといった不都合な状況を回避することが可能に
なるのである。

【００２６】

【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、人体の放射する赤外線を検知する焦電素子部
と、それぞれ検知距離の異なる略同心円状の面領域であ
る検知エリアの赤外線を焦電素子部に集光する光学系か
らなる人体検知装置であって、ある検知エリアにおいて
人体が検知されてから所定時間以内に他の検知エリアに
おいて人体が検知されたところで予告段階に移行し、さ
らにそこから所定時間内にいずれか１つの検知エリアに
おいて人体が検知された場合、人体が進入したとして検
知信号を出力する出力回路を備えるようにしたので、人
体は検知エリアを斜めに横切る形になるため、検知エリ
アが水平方向に展開されている場合に比して、検知感度
を向上させることが可能になるとともに、２つの検知エ
リアにおいて出力されるそれぞれの信号に基づいて人体
の検知を行うことにより、ポップコーンノイズ等のノイ
ズの影響や飛来物等のような外因の影響を低減すること
が可能になるため、人体検知の精度を向上した人体検知
装置を提供することが可能になるという効果を奏する。

【００２７】請求項２記載の発明にあっては、人体の放
射する赤外線を検知する焦電素子部と、それぞれ検知距
離の異なる略同心円状の面領域である検知エリアの赤外
線を焦電素子部に集光する光学系からなる人体検知装置
であって、ある検知エリアにおいて人体が検知されてか
ら所定時間以内に他の検知エリアにおいて人体が検知さ
れたところで予告段階に移行し、さらにそこから所定時
間内に先に人体を検知した２つの検知エリアにおいて人
体が検知された場合、人体が進入したとして検知信号を
出力する出力回路を備えるようにしたので、人体は検知
エリアを斜めに横切る形になるため、検知エリアが水平
方向に展開されている場合に比して、検知感度を向上さ
せることが可能になるとともに、２つの検知エリアにお
いて出力されるそれぞれの信号に基づいて人体の検知を
行うことにより、ポップコーンノイズ等のノイズの影響
や飛来物等のような外因の影響を最小限に抑えることが
可能になるため、人体検知の精度を向上した人体検知装
置を提供することが可能になるという効果を奏する。

【００２８】請求項３記載の発明にあっては、人体の放
射する赤外線を検知する焦電素子部と、それぞれ検知距
離の異なる略同心円状の面領域である検知エリアの赤外
線を焦電素子部に集光する光学系からなる人体検知装置
であって、ある検知エリアにおいて人体が検知されてか
ら所定時間以内に他の検知エリアにおいて人体が検知さ
れた場合、人体が進入したとして検知信号を出力する出
力回路を備えるようにしたので、人体は検知エリアを斜
めに横切る形になるため、検知エリアが水平方向に展開
されている場合に比して、検知感度を向上させることが
可能になるとともに、２つの検知エリアにおいて出力さ
れるそれぞれの信号に基づいて人体の検知を行うことに
より、ポップコーンノイズ等のノイズの影響や飛来物等
のような外因の影響を低減することが可能になるため、
人体検知の精度を向上した人体検知装置を提供すること
が可能になるという効果を奏する。

【００２９】請求項４記載の発明にあっては、請求項１
又は請求項２記載の人体検知装置において、出力回路に
あっては、予告段階において予告信号を出力するように
したので、予告信号の出力を受けて、検知エリアにある
人に対してその旨を報知することが可能になるため、本
格的に侵入者に対して警告を行ったり警備会社へ連絡し
たりといった大がかりな侵入者対策を行う前に、簡易な
予告報知を行うことが可能になるという効果を奏する。

【００３０】請求項５記載の発明にあっては、請求項１
乃至請求項４記載の人体検知装置において、出力回路に
あっては、予め定めた順序に従って検知エリアで人体が
検知されたときは予告段階に移行せず、検知信号も出力
しないようにしたので、特定の進入経路の場合のみ検知
信号を出力させることが可能になるため、侵入者の検知
を予め想定し、侵入者のみを精度良く検知することが可
能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る人体検知装置によって展開される
検知エリアを示す説明図であり、（ａ）は上面図であ
り、（ｂ）は側面図である。

【図２】本発明に係る人体検知装置の焦電素子部の取付
状態を示す説明図である。

【図３】本発明に係る人体検知装置の概略構成図であ
る。

【図４】本発明に係る人体検知装置の動作を示すタイム
チャートである。

【図５】本発明に係る人体検知装置の他の動作を示すタ
イムチャートである。

【図６】本発明に係る人体検知装置により人体の進入方
向を判断する様子を示す説明図であり、（ａ）は上面図
であり、（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

Ｂ検知エリアＳ人体検知装置１光学系２焦電素子部１１０、１２０出力回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の放射する赤外線を検知する焦電素
子部と、それぞれ検知距離の異なる略同心円状の面領域
である検知エリアの赤外線を焦電素子部に集光する光学
系からなる人体検知装置であって、ある検知エリアにお
いて人体が検知されてから所定時間以内に他の検知エリ
アにおいて人体が検知されたところで予告段階に移行
し、さらにそこから所定時間内にいずれか１つの検知エ
リアにおいて人体が検知された場合、人体が進入したと
して検知信号を出力する出力回路を備えたことを特徴と
する人体検知装置。
【請求項２】人体の放射する赤外線を検知する焦電素
子部と、それぞれ検知距離の異なる略同心円状の面領域
である検知エリアの赤外線を焦電素子部に集光する光学
系からなる人体検知装置であって、ある検知エリアにお
いて人体が検知されてから所定時間以内に他の検知エリ
アにおいて人体が検知されたところで予告段階に移行
し、さらにそこから所定時間内に先に人体を検知した２
つの検知エリアにおいて人体が検知された場合、人体が
進入したとして検知信号を出力する出力回路を備えたこ
とを特徴とする人体検知装置。
【請求項３】人体の放射する赤外線を検知する焦電素
子部と、それぞれ検知距離の異なる略同心円状の面領域
である検知エリアの赤外線を焦電素子部に集光する光学
系からなる人体検知装置であって、ある検知エリアにお
いて人体が検知されてから所定時間以内に他の検知エリ
アにおいて人体が検知された場合、人体が進入したとし
て検知信号を出力する出力回路を備えたことを特徴とす
る人体検知装置。
【請求項４】出力回路にあっては、予告段階において
予告信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項
１又は請求項２記載の人体検知装置。
【請求項５】出力回路にあっては、予め定めた順序に
従って検知エリアで人体が検知されたときは予告段階に
移行せず、検知信号も出力しないようにしたことを特徴
とする請求項１乃至請求項４記載の人体検知装置。