JP2001304957A - Pyroelectric infrared sensor and method and device for detecting human body using it - Google Patents

Pyroelectric infrared sensor and method and device for detecting human body using it

Info

Publication number
JP2001304957A
JP2001304957A JP2000119009A JP2000119009A JP2001304957A JP 2001304957 A JP2001304957 A JP 2001304957A JP 2000119009 A JP2000119009 A JP 2000119009A JP 2000119009 A JP2000119009 A JP 2000119009A JP 2001304957 A JP2001304957 A JP 2001304957A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection
human body
infrared sensor
detection area
pyroelectric infrared
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000119009A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Tsuruta
智広 鶴田
Akihiro Yamashita
昭裕 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000119009A priority Critical patent/JP2001304957A/en
Publication of JP2001304957A publication Critical patent/JP2001304957A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pyroelectric infrared sensor as well as method and device for detecting a human body which detects a human body in any attitude present in a specified detection space at various places without being limitted to a toilet, utilizing a heat source present in the space. SOLUTION: There are provided a pyroelectric infrared sensor comprising 2-4 non-square detecting electrodes 2a-2c providing separate outputs in the same package, an infrared transmitting lens for optically controlling a detection area, a means for modulating the incident light on the pyroelectric infrared sensor, and a means for judging attitude of a human body utilizing at least one output among the outputs corresponding to the detection areas.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、居住空間、トイ
レ、通路等の特定の空間における人体の存在を高精度に
検知して、警報や情報を発信することができる焦電型赤
外線センサ及びそれを用いた人体検知方法及び人体検知
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pyroelectric infrared sensor and a pyroelectric infrared sensor capable of detecting the presence of a human body in a specific space such as a living space, a toilet, a passage, etc. with high accuracy and transmitting an alarm or information. And a human body detection device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、人体の存在を検知する人体検
知装置として種々のものが使用されている。これらの中
で、トイレ内の人体の異常を早期に検知することを目的
とした従来の人体検知装置について図面を用いながら説
明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of human body detecting devices for detecting the presence of a human body have been used. Among them, a conventional human body detection device for detecting an abnormality of a human body in a toilet at an early stage will be described with reference to the drawings.

【0003】図8は暖房便座の影響を受けず連続的に人
体を検知することを目的に本願出願人が開示したトイレ
内人体検知装置における人体検知を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing human body detection in a toilet human body detection device disclosed by the present applicant for the purpose of continuously detecting a human body without being affected by a heating toilet seat.

【0004】図8において、27はトイレ壁面に設置さ
れた人体検知装置、28aはチョッパーにより入射光を
変調した3つの焦電型赤外線センサの左サイド検知エリ
ア、28bはセンター検知エリア、28cは右サイド検
知エリア、29はトイレ内の便座を示す。なお、左サイ
ド検知エリア28a、センター検知エリア28b、右サ
イド検知エリア28cはいずれも便座29のいずれの部
位も含まれないように設定されている。
In FIG. 8, reference numeral 27 denotes a human body detecting device installed on a toilet wall, 28a denotes a left side detection area of three pyroelectric infrared sensors that modulate incident light by a chopper, 28b denotes a center detection area, and 28c denotes a right side. The side detection area 29 indicates a toilet seat in the toilet. Note that the left side detection area 28a, the center detection area 28b, and the right side detection area 28c are all set so as not to include any part of the toilet seat 29.

【0005】以上のように構成された従来の人体検知装
置27におけるトイレ内の人体検知の動作について説明
する。
The operation of detecting a human body in a toilet in the conventional human body detecting device 27 configured as described above will be described.

【0006】人体がトイレ内に入室し、便座29に正常
な姿勢で着座した場合、センター検知エリア28bが主
に人体からの熱エネルギーを検知し対応した焦電型赤外
線センサに大きな出力が発生し、判定回路は人体の存在
を判定する。次に、人体が何らかの異常で壁にもたれか
かる姿勢になり、例えば右サイド検知エリア28c側の
壁面にもたれかかった場合、右サイド検知エリア28c
に対応した焦電型赤外線センサから大きな出力が得ら
れ、逆にセンター検知エリア28bに対応した焦電型赤
外線センサの出力は小さくなる。この3つの検知エリア
に対応した各焦電型赤外線センサ出力の大小関係を判定
回路で比較演算することで人体の存在だけでなく、姿勢
の判定を行うことができる。
When the human body enters the toilet and sits on the toilet seat 29 in a normal posture, the center detection area 28b mainly detects heat energy from the human body and generates a large output to the corresponding pyroelectric infrared sensor. , The determination circuit determines the presence of a human body. Next, when the human body leans against the wall due to some abnormality, for example, leans against the wall surface on the right side detection area 28c side, the right side detection area 28c
A large output is obtained from the pyroelectric infrared sensor corresponding to (1), and conversely, the output of the pyroelectric infrared sensor corresponding to the center detection area 28b becomes small. The magnitude of the output of each pyroelectric infrared sensor corresponding to the three detection areas is compared and calculated by the determination circuit, so that not only the presence of the human body but also the posture can be determined.

【0007】しかしながら、人体検知装置27の検知エ
リアは検知エリアが限定され、特に便器後方や便器側部
に倒れた人体を検知できないという課題があった。
[0007] However, the detection area of the human body detecting device 27 is limited, and there is a problem that a human body that falls particularly on the back of the toilet or on the side of the toilet cannot be detected.

【0008】このような課題を解決したトイレ内の人体
を検知することを目的とした人体検知装置について図9
〜図11により説明する。
FIG. 9 shows a human body detecting apparatus for detecting a human body in a toilet which has solved such a problem.
This will be described with reference to FIG.

【0009】図9は従来例における人体検知装置の床面
検知エリアを示す説明図、図10は従来例における側面
視検知エリアを示す説明図、図11は従来例における正
面視検知エリアを示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view showing a floor detection area of a conventional human body detecting device, FIG. 10 is an explanatory view showing a side view detection area in a conventional example, and FIG. 11 is an illustration showing a front view detection area in a conventional example. FIG.

【0010】図9において31は測距センサの床面検知
エリアであり、図10における31a、及び図11にお
ける31bに対応する。32は少なくとも人体のいずれ
かの部位を含む焦電型赤外線センサの床面検知エリアで
ある。焦電型赤外線センサの床面検知エリア32におい
て便座35後方の検知エリアは図10の32aに対応
し、着座人体の頭部付近を検知する。焦電型赤外線セン
サの床面検知エリア32において便座35両側の検知エ
リアは図11の32b及び32cに対応し、着座人体の
両肩付近を検知する。焦電型赤外線センサの床面検知エ
リア32において便座35前面の検知エリアは図10の
32dに対応し、着座人体の膝部付近及び立位状態を検
知する。33は着座人体のいずれの部位も含まない便器
両側面と便座35前面を検知する焦電型赤外線センサの
床面検知エリアである。焦電型赤外線センサの床面検知
エリア33において便座35両側面の検知エリアは図1
1の33a及び33bに対応し、人体が壁面にもたれか
かった状態を検知する。焦電型赤外線センサの床面検知
エリア33において便座35前面の検知エリアは図10
の33cに対応し、人体の停留、通過及び転倒状態を検
知する。34は人体のいずれの部位も含まない、トイレ
入口を検知する焦電型赤外線センサの床面検知エリアで
あり、図10の34aに対応し、人体の停留、通過及び
転倒状態を検知する。
In FIG. 9, reference numeral 31 denotes a floor detection area of the distance measuring sensor, which corresponds to 31a in FIG. 10 and 31b in FIG. Reference numeral 32 denotes a floor detection area of the pyroelectric infrared sensor including at least any part of the human body. The detection area behind the toilet seat 35 in the floor detection area 32 of the pyroelectric infrared sensor corresponds to 32a in FIG. 10 and detects the vicinity of the head of a seated human body. In the floor surface detection area 32 of the pyroelectric infrared sensor, the detection areas on both sides of the toilet seat 35 correspond to 32b and 32c in FIG. 11, and detect the vicinity of both shoulders of the seated human body. The detection area in front of the toilet seat 35 in the floor detection area 32 of the pyroelectric infrared sensor corresponds to 32d in FIG. 10 and detects the vicinity of the knee and the standing position of the seated human body. Reference numeral 33 denotes a floor detection area of a pyroelectric infrared sensor that detects both sides of the toilet and the front of the toilet 35 that do not include any part of the seated human body. The detection area on both sides of the toilet seat 35 in the floor detection area 33 of the pyroelectric infrared sensor is shown in FIG.
1 corresponds to 33a and 33b, and detects a state in which the human body leans on the wall surface. The detection area in front of the toilet seat 35 in the floor detection area 33 of the pyroelectric infrared sensor is shown in FIG.
33c, the stop, the passing, and the falling state of the human body are detected. Numeral 34 denotes a floor detection area of a pyroelectric infrared sensor for detecting a toilet entrance, which does not include any part of the human body, and corresponds to 34a in FIG. 10 and detects a stopped state, a passing state, and a falling state of the human body.

【0011】図10及び図11において30は人体検知
装置を示し、焦電型赤外線センサ、チョッパー、測距セ
ンサ及び判定回路を備えトイレ内の天井に設置されてい
る。
In FIG. 10 and FIG. 11, reference numeral 30 denotes a human body detecting device, which includes a pyroelectric infrared sensor, a chopper, a distance measuring sensor, and a judgment circuit, and is installed on a ceiling in a toilet.

【0012】次に、人体検知装置30の動作について、
図面を用いて説明する。
Next, the operation of the human body detecting device 30 will be described.
This will be described with reference to the drawings.

【0013】まずトイレに人体が入室するとトイレ入口
の焦電型赤外線センサの床面検知エリア34に対応した
検知エリアからのエネルギーを受ける焦電型赤外線セン
サが反応して判定回路が人体の存在を判定し、同時にタ
イマーが計測を始める。次に、人体は焦電型赤外線セン
サの床面検知エリア33に対応した検知エリアを通過す
るため、判定回路が人体の存在を判定する。このとき焦
電型赤外線センサの床面検知エリア34に対応した検知
エリアからの在室判定は消滅するが、連続した他エリア
での在室判定が存在するためタイマーの計測は継続され
る。次に、人体が便座35に着座すると焦電型赤外線セ
ンサの床面検知エリア32に対応した検知エリアからの
エネルギーを受ける焦電型赤外線センサに反応し、判定
回路が人体の存在を判定し、同時に測距センサも人体の
存在を判定する。このとき焦電型赤外線センサもしくは
測距センサのうちいずれかが人体の存在を判定していれ
ば着座中の判定は覆らず、タイマー動作も継続する。
First, when a human body enters the toilet, the pyroelectric infrared sensor which receives energy from the detection area corresponding to the floor detection area 34 of the pyroelectric infrared sensor at the entrance of the toilet reacts, and the determination circuit detects the presence of the human body. The timer starts counting at the same time. Next, since the human body passes through the detection area corresponding to the floor detection area 33 of the pyroelectric infrared sensor, the determination circuit determines the presence of the human body. At this time, the occupancy determination from the detection area corresponding to the floor detection area 34 of the pyroelectric infrared sensor disappears, but the timer measurement is continued because there is a continuous occupancy determination in another area. Next, when the human body is seated on the toilet seat 35, it reacts with the pyroelectric infrared sensor that receives energy from the detection area corresponding to the floor detection area 32 of the pyroelectric infrared sensor, and the determination circuit determines the presence of the human body, At the same time, the distance measurement sensor also determines the presence of a human body. At this time, if either the pyroelectric infrared sensor or the distance measurement sensor has determined the presence of a human body, the determination during sitting is not overridden, and the timer operation is continued.

【0014】次に、人体が正常に用を足し便座35を離
れると、焦電型赤外線センサの床面検知エリア32及び
測距センサの床面検知エリア31に対応した検知エリア
からの判定が消滅し、さらに人体は焦電型赤外線センサ
の床面検知エリア33に対応した検知エリアを通過し、
焦電型赤外線センサの床面検知エリア34に対応した検
知エリアを経て退出する。このとき、最終的に焦電型赤
外線センサの床面検知エリア32及び測距センサの床面
検知エリア31の判定が消失し、焦電型赤外線センサの
床面検知エリア33に対応する焦電型赤外線センサに出
力が発生した後、一定の時間差をもって焦電型赤外線セ
ンサの床面検知エリア34に対応した焦電型赤外線セン
サの出力が発生して消滅することを条件にタイマーの動
作が停止し、判定回路で退出判定が下される。
Next, when the human body normally adds a task and leaves the toilet seat 35, the determination from the detection areas corresponding to the floor detection area 32 of the pyroelectric infrared sensor and the floor detection area 31 of the distance measuring sensor disappears. Then, the human body passes through a detection area corresponding to the floor detection area 33 of the pyroelectric infrared sensor,
The pyroelectric infrared sensor exits through a detection area corresponding to the floor detection area 34. At this time, the determination of the floor detection area 32 of the pyroelectric infrared sensor and the determination of the floor detection area 31 of the distance measurement sensor eventually disappear, and the pyroelectric infrared sensor corresponding to the floor detection area 33 of the pyroelectric infrared sensor finally disappears. After the output of the infrared sensor is generated, the operation of the timer is stopped on condition that the output of the pyroelectric infrared sensor corresponding to the floor detection area 34 of the pyroelectric infrared sensor is generated with a certain time difference and disappears. Then, the leaving circuit is determined by the determining circuit.

【0015】また、前記入室からの課程を経て着座中に
人体が意識を失う等の異常が発生した際、いずれかのセ
ンサからの出力が継続し、タイマーがあらかじめ設定さ
れた時間経過すると判定回路は異常判定を下し、警報出
力を発生する。
When an abnormality such as loss of consciousness of the human body occurs while sitting after sitting in the room, it is determined that the output from one of the sensors continues and a timer elapses a preset time. The circuit makes an abnormality determination and generates an alarm output.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】図9〜図11に示した
従来の人体検知装置30では、暖房便座のような特定の
熱源を避けながら任意の範囲に倒れた静止人体を連続的
に検知することが可能である。
The conventional human body detecting device 30 shown in FIGS. 9 to 11 continuously detects a stationary human body falling in an arbitrary range while avoiding a specific heat source such as a heating toilet seat. It is possible.

【0017】しかしながら、検知対象が寸法や便座35
位置等のあらかじめ規定されたトイレに限定されるた
め、用途がトイレ内の人体検知に限定されてしまう。そ
して、現実に存在する様々な形状のトイレでは、検知エ
リアに間隙を生じすなわち空間中に人体を検知出来ない
エリアが存在し、検知エリア内の人体を見逃すおそれが
ある。同様に、便座以外複数の熱源や立体物が検知空間
に存在する場合、検知精度が低下する可能性もある。
However, the object to be detected is the size or the toilet seat 35.
Since the toilet is limited to a toilet whose position and the like are specified in advance, the use is limited to detection of a human body in the toilet. In the toilets of various shapes that actually exist, there is a gap in the detection area, that is, there is an area where a human body cannot be detected in the space, and the human body in the detection area may be missed. Similarly, when a plurality of heat sources and three-dimensional objects other than the toilet seat exist in the detection space, the detection accuracy may be reduced.

【0018】本発明は、トイレに限定されず、様々な場
所の特定検知空間内に存在するあらゆる状態の人体の存
在を、空間中に存在する熱源による誤検知なく検出出来
る焦電型赤外線センサ及びそれを用いた人体検知方法及
び人体検知装置を提供することを目的とする。
The present invention is not limited to a toilet, but includes a pyroelectric infrared sensor capable of detecting the presence of a human body in any state in a specific detection space at various places without erroneous detection by a heat source existing in the space. An object of the present invention is to provide a human body detection method and a human body detection device using the same.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明における焦電型赤
外線センサは、焦電効果を有する焦電体と、前記焦電体
上に形成された2以上の検知電極と、これらの各検知電
極に対応したそれぞれ電気的に独立した回路を同一パッ
ケージ内に備え、前記検知電極の外形を非四辺形状であ
って且つすべて異なることを特徴とする。
A pyroelectric infrared sensor according to the present invention comprises a pyroelectric substance having a pyroelectric effect, two or more detection electrodes formed on the pyroelectric substance, and each of these detection electrodes. Are provided in the same package, and the detection electrodes have a non-quadrilateral shape and are all different from each other.

【0020】また、本発明における人体検知方法は、任
意の検知空間に対し、焦電型赤外線センサを用い、2以
上4以下の重複せず且つ非四角錐形状の立体的検知エリ
アを構成し、各検知エリアに応じたそれぞれ独立した出
力のうち少なくとも1以上の出力を用いて人体の状態を
判定することを特徴とする。
In the human body detection method according to the present invention, a non-overlapping and non-quadrangular pyramid-shaped three-dimensional detection area of 2 or more and 4 or less is constituted by using a pyroelectric infrared sensor in an arbitrary detection space. It is characterized in that the state of the human body is determined using at least one or more outputs among the independent outputs corresponding to each detection area.

【0021】更に、本発明における人体検知装置は、同
一パッケージ内に2以上4以下のそれぞれ独立した出力
を有し且つ非四辺形状の検知電極を備えた焦電型赤外線
センサと、光学的に検知エリアを制御するための赤外線
透過レンズと、焦電型赤外線センサへの入光を変調する
手段と、各検知エリアに応じた出力のうち少なくとも1
以上の出力を用いて人体の状態を判定する手段を備えて
いる。
Further, the human body detecting device according to the present invention comprises a pyroelectric infrared sensor having two to four independent outputs and a non-quadrilateral detecting electrode in the same package; An infrared transmitting lens for controlling an area, a means for modulating light input to the pyroelectric infrared sensor, and at least one of outputs corresponding to each detection area.
A means for determining the state of the human body using the above output is provided.

【0022】本発明の焦電型赤外線センサによれば、検
知電極を非四辺形状とすることで検知エリアが検知空間
の形状に即して配することが可能となるため検知空間に
存在する人体をもれなく検知可能で、且つ熱物体等の検
知精度に悪影響を与える空間に検知エリアを重複させな
いことが可能な人体検知方法及び人体検知装置が得られ
る。また、実効的な検知エリアに対し、検知電極面積を
小さくすることが可能なため焦電型赤外線センサ自体の
小型化が出来、ひいては人体検知装置自体の小型化が可
能となる。
According to the pyroelectric infrared sensor of the present invention, since the detection area can be arranged according to the shape of the detection space by forming the detection electrode into a non-quadrilateral shape, a human body existing in the detection space can be arranged. Thus, a human body detection method and a human body detection device capable of detecting the entirety of the object and preventing the detection area from overlapping a space that adversely affects the detection accuracy of a thermal object or the like can be obtained. Further, since the detection electrode area can be reduced with respect to the effective detection area, the pyroelectric infrared sensor itself can be reduced in size, and the human body detection device itself can be reduced in size.

【0023】本発明による人体検知方法及び人体検知装
置に依れば検知エリアを検知空間の形状に即して配する
ことで検知空間に存在するいかなる状態の人体をも、も
れなく検知可能となり、同時に熱物体等の検知精度に悪
影響を与える空間に検知エリアを重複させないことが容
易となるため、高い精度の人体検知が可能となる。
According to the human body detection method and the human body detection device of the present invention, by arranging the detection area in accordance with the shape of the detection space, it is possible to detect any state of the human body existing in the detection space without fail. Since it is easy to prevent the detection area from overlapping a space that adversely affects the detection accuracy of a thermal object or the like, highly accurate human body detection is possible.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、焦電効
果を有する焦電体と、焦電体上に形成された2以上の検
知電極と、これらの各検知電極に対応したそれぞれ電気
的に独立した回路を同一パッケージ内に備え、検知電極
の外形を非四辺形状であって且つすべて異なることを特
徴とする焦電型赤外線センサであり、検知エリアが検知
空間の形状に即して配することが可能となるため検知空
間に存在する人体をもれなく検知可能で、且つ熱物体等
の検知精度に悪影響を与える空間に検知エリアを重複さ
せないことが可能な人体検知方法及び人体検知装置が得
られる。また、実効的な検知エリアに対し検知電極面積
を小さくすることが可能なため焦電型赤外線センサ自体
の小型化が出来、ひいては人体検知装置の小型化が可能
となるという作用を有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 is a pyroelectric body having a pyroelectric effect, two or more sensing electrodes formed on the pyroelectric body, and a plurality of sensing electrodes corresponding to each of these sensing electrodes. A pyroelectric infrared sensor that is equipped with electrically independent circuits in the same package, and has a non-quadrilateral outer shape of the detection electrodes, all of which differ from each other.The detection area matches the shape of the detection space. A human body detection method and a human body detection device that can detect a human body existing in a detection space without fail because it can be arranged in a detection space, and can prevent a detection area from overlapping a space that adversely affects the detection accuracy of a thermal object or the like Is obtained. Further, since the detection electrode area can be reduced with respect to the effective detection area, the pyroelectric infrared sensor itself can be reduced in size, and the human body detection device can be reduced in size.

【0025】請求項2に記載の発明は、検知電極の数が
4以下であることを特徴とする請求項1記載の焦電型赤
外線センサであり、同一パッケージ内の部品点数を削減
可能なため、焦電型赤外線センサ自体及び光学系を小型
化できるうえ人体検知装置の回路数を少なくすることが
可能であり低コストな人体検知装置を提供できるという
作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the pyroelectric infrared sensor according to the first aspect, wherein the number of sensing electrodes is four or less, and the number of parts in the same package can be reduced. In addition, the pyroelectric infrared sensor itself and the optical system can be reduced in size, and the number of circuits of the human body detection device can be reduced, so that a low-cost human body detection device can be provided.

【0026】請求項3に記載の発明は、任意の検知空間
に対し、焦電型赤外線センサを用い、2以上4以下の重
複せず且つ非四角錐形状の立体的検知エリアを構成し、
各検知エリアに応じたそれぞれ独立した出力のうち少な
くとも1以上の出力を用いて人体の状態を判定すること
を特徴とする人体検知方法であり、検知エリアを検知空
間の形状に即して配することで検知空間に存在する人体
をもれなく検知することが容易となり、同時に熱物体等
の検知精度に悪影響を与える空間に検知エリアを重複さ
せないことが容易となるため、高い精度の人体検知が可
能となるという作用を有する。
According to a third aspect of the present invention, two or more and four or less non-overlapping and non-quadrangular pyramid-shaped three-dimensional detection areas are formed in an arbitrary detection space by using a pyroelectric infrared sensor.
A human body detection method characterized in that a state of a human body is determined using at least one or more outputs among independent outputs corresponding to respective detection areas, and the detection areas are arranged according to the shape of a detection space. This makes it easy to detect the human body in the detection space without leakage, and at the same time, it is easy to avoid overlapping the detection area in a space that adversely affects the detection accuracy of thermal objects, etc. It has the effect of becoming.

【0027】請求項4に記載の発明は、検知空間のうち
人体の身長以下のいずれの場所に人体がいかなる体勢で
存在しても、立体的検知エリアのうち少なくとも1以上
の検知エリアの一部に人体の一部もしくは全部が入るよ
うにしたことを特徴とする請求項3記載の人体検知方法
であり、人体の状態に依存せず確実に検知エリア内の人
体を検知できるというを作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, a part of at least one or more of the three-dimensional detection areas is provided, regardless of the position of the human body in any position in the detection space below the height of the human body. 4. A method for detecting a human body according to claim 3, wherein a part or the whole of the human body is inserted into the human body, and has an effect that the human body in the detection area can be reliably detected without depending on the state of the human body. .

【0028】請求項5に記載の発明は、同一パッケージ
内に2以上4以下のそれぞれ独立した出力を有し且つ非
四辺形状の検知電極を備えた焦電型赤外線センサと、光
学的に検知エリアを制御するための赤外線透過レンズ
と、焦電型赤外線センサへの入光を変調する手段と、各
検知エリアに応じた出力のうち少なくとも1以上の出力
を用いて人体の状態を判定する手段とを備えることを特
徴とする人体検知装置であり、検知エリアを検知空間の
形状に即して配することで検知空間に存在する人体をも
れなく検知することが容易となり、同時に熱物体等の検
知精度に悪影響を与える空間に検知エリアを重複させな
いことが容易となるため、高い精度の人体検知が可能と
なるという作用を有する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a pyroelectric infrared sensor having two to four independent outputs and a non-quadrilateral detection electrode in the same package, and an optical detection area. An infrared transmitting lens for controlling the light, a means for modulating light incident on the pyroelectric infrared sensor, and a means for determining a state of a human body by using at least one or more of outputs corresponding to each detection area. It is a human body detection device characterized by having a detection area.By arranging the detection area according to the shape of the detection space, it is easy to detect the human body existing in the detection space without fail, and at the same time, the detection accuracy of thermal objects etc. Since it is easy to prevent the detection area from overlapping the space that adversely affects the human body, there is an effect that highly accurate human body detection is possible.

【0029】以下、本発明の焦電型赤外線センサ及びそ
れを用いた人体検知方法及び人体検知装置の実施の形態
について、図面を用いて説明する。
Hereinafter, embodiments of a pyroelectric infrared sensor, a human body detecting method and a human body detecting device using the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0030】図1は実施の形態における焦電型赤外線セ
ンサの断面図、図2は実施の形態における焦電型赤外線
センサの上面透視図である。
FIG. 1 is a sectional view of the pyroelectric infrared sensor according to the embodiment, and FIG. 2 is a top perspective view of the pyroelectric infrared sensor according to the embodiment.

【0031】図1において、1は実施の形態における焦
電型赤外線センサに内蔵された焦電体であり、厚さ50
μmのチタン酸鉛系材料の多結晶体からなる。2a,2
b及び2cは焦電体1上に形成された検知電極であり、
厚さ0.1μmのニクロム合金からなる。3aは検知電
極2aの補償電極、3bは検知電極2bの補償電極、3
cは検知電極2cの補償電極であり、検知電極2a〜2
cと同様に厚さ約0.1μmのニクロム合金からなる。
これらの補償電極3a〜3cは振動や焦電型赤外線セン
サ自体に加わる温度変化による出力を補償するものであ
り、検知電極2a〜2cとほぼ同じ面積に設定され、光
学的に検知エリアからの赤外線が入光しない位置に配さ
れる。なお、検知電極2a〜2c及び補償電極3a〜3
cの基板上の反対面には焦電体1を挟む形でそれぞれ全
く同一形状の電極が形成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a pyroelectric body built in the pyroelectric infrared sensor according to the embodiment, which has a thickness of 50%.
It is made of a polycrystalline lead titanate-based material having a thickness of μm. 2a, 2
b and 2c are detection electrodes formed on the pyroelectric body 1,
It is made of a Nichrome alloy having a thickness of 0.1 μm. 3a is a compensation electrode of the detection electrode 2a, 3b is a compensation electrode of the detection electrode 2b, 3
c is a compensation electrode of the detection electrode 2c, and the detection electrodes 2a to 2c
Similar to c, it is made of a nichrome alloy having a thickness of about 0.1 μm.
These compensating electrodes 3a to 3c are for compensating output due to vibration and temperature change applied to the pyroelectric infrared sensor itself, and are set to have substantially the same area as the detecting electrodes 2a to 2c. Are arranged at positions where light does not enter. The detection electrodes 2a to 2c and the compensation electrodes 3a to 3c
On the opposite surface of the substrate c, electrodes having exactly the same shape are formed with the pyroelectric body 1 interposed therebetween.

【0032】4はプリント基板であり、その下面に出力
増幅用のオペアンプ5及び帰還抵抗6が半田付けされ、
焦電体1は導電性接着剤で機械的且つ電気的に固定され
る。なお、オペアンプ5はクワッド型の仕様で4つの回
路を同一パッケージに内蔵したものであり、そのうちの
3回路を使用している。また、本実施の形態ではオペア
ンプ5と帰還抵抗6を用いた電流増幅回路を構成してい
るが、FETを用いた電圧増幅回路の使用も可能であ
る。7はハーメチックベース、8は入出力ピン、9はハ
ーメチックベース7に溶接される金属キャップ、10は
シリコン製の赤外線透過窓であり金属キャップ9に接着
されている。ハーメチックベース7と金属キャップ9及
び赤外線透過窓10の組み合わせで、気密性とシールド
性を維持した焦電型赤外線センサのパッケージが構成さ
れる。
Reference numeral 4 denotes a printed circuit board, on which an operational amplifier 5 for output amplification and a feedback resistor 6 are soldered.
The pyroelectric body 1 is mechanically and electrically fixed with a conductive adhesive. The operational amplifier 5 has a quad-type specification in which four circuits are incorporated in the same package, and three of them are used. Further, in the present embodiment, a current amplifier circuit using the operational amplifier 5 and the feedback resistor 6 is configured, but a voltage amplifier circuit using an FET can be used. Reference numeral 7 denotes a hermetic base, 8 denotes an input / output pin, 9 denotes a metal cap welded to the hermetic base 7, and 10 denotes an infrared transmission window made of silicon, which is adhered to the metal cap 9. The combination of the hermetic base 7, the metal cap 9 and the infrared transmission window 10 constitutes a package of a pyroelectric infrared sensor that maintains airtightness and shielding.

【0033】図3は実施の形態における人体検知装置の
断面図、図4は実施の形態における人体検知装置の下面
透視図である。
FIG. 3 is a sectional view of the human body detecting device according to the embodiment, and FIG. 4 is a bottom perspective view of the human body detecting device according to the embodiment.

【0034】図中、11は本実施の形態における焦電型
赤外線センサ、12はシリコンに反射防止処理が施され
た焦点距離約4mmのレンズ、13は入射光を変調する
ために円板にスリットが設けられた形状のチョッパーで
あり、焦電型赤外線センサ11に対し20Hzの周期で
入射光に対する変調を行う。14はチョッパー13を回
転させるためのDCモーターである。15は厚さ0.5
mmの高密度ポリエチレンから成る焦電型赤外線センサ
11に対する赤外線入射窓であり、この窓を通して人体
から発生する波長9μm程度の赤外線がレンズ12に入
光する。16は信号処理回路であり、焦電型赤外線セン
サ11から送られる変調された交流波形に対しそれぞれ
独立して増幅、フィルタリング等を行う。17はマイコ
ンを含む判定処理回路であり、信号処理回路16から送
られた信号の波高をサンプリング、デジタル変換し、各
検知エリアに対応する背景のデジタル値を常にモニター
しながら、この背景のデジタル値に対し任意のしきい値
を越える変化が生じた場合各検知エリアにおける人体の
検知を確定する。また、人体の検知を確定後、マイコン
中のタイマーが作動し、検知確定状態があらかじめ設定
した時間を越えると警報状態を確定する。18は得られ
た判定結果の出力及び動作電源の入力を行う入出力端子
である。19は前記焦電型赤外線センサ11、信号処理
回路16、判定処理回路17及び入出力端子18を電気
的且つ機械的に接続するためのプリント基板、20は外
装ケースである。
In the drawing, reference numeral 11 denotes a pyroelectric infrared sensor according to the present embodiment, 12 denotes a lens having a focal length of about 4 mm in which silicon has been subjected to anti-reflection treatment, and 13 denotes a slit formed in a disc for modulating incident light. And modulates the incident light to the pyroelectric infrared sensor 11 at a cycle of 20 Hz. Reference numeral 14 denotes a DC motor for rotating the chopper 13. 15 is thickness 0.5
This is an infrared incident window for a pyroelectric infrared sensor 11 made of high-density polyethylene of 1 mm. Through this window, infrared rays having a wavelength of about 9 μm generated from the human body enter the lens 12. Reference numeral 16 denotes a signal processing circuit which independently performs amplification, filtering, and the like on the modulated AC waveform sent from the pyroelectric infrared sensor 11. Reference numeral 17 denotes a determination processing circuit including a microcomputer, which samples and digitally converts the wave height of the signal sent from the signal processing circuit 16 and constantly monitors the digital value of the background corresponding to each detection area, while monitoring the digital value of the background. When a change exceeding an arbitrary threshold value occurs, the detection of a human body in each detection area is determined. After the detection of the human body is confirmed, the timer in the microcomputer is activated, and when the detection confirmation state exceeds a preset time, the alarm state is decided. Reference numeral 18 denotes an input / output terminal for outputting the obtained determination result and inputting the operation power. Reference numeral 19 denotes a printed circuit board for electrically and mechanically connecting the pyroelectric infrared sensor 11, the signal processing circuit 16, the determination processing circuit 17, and the input / output terminal 18, and 20 denotes an outer case.

【0035】図5は実施の形態における人体検知装置を
設置したトイレの断面図、図6は実施の形態における人
体検知装置を設置したトイレの床面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a toilet provided with the human body detecting device according to the embodiment, and FIG. 6 is a floor view of the toilet provided with the human body detecting device according to the embodiment.

【0036】図5及び図6において21は本実施の形態
における人体検知装置、22は暖房便座を使用したトイ
レ内の便器、23は温水及び冷水用の水道蛇口を備えた
トイレ内の洗面台、25はトイレのドアである。24a
は人体検知装置21に内蔵された焦電型赤外線センサ1
1の検知電極2aに対応した床面検知エリアを示す。同
様に24bは人体検知装置21に内蔵された焦電型赤外
線センサ11の検知電極2bに対応した床面検知エリ
ア、24cは検知電極2cに対応した床面検知エリアを
示す。それぞれ各検知電極2a〜2cに対応したトイレ
内の床面検知エリア24a〜24cはそれ自身を底面と
し、レンズ12を頂点とする立体的な錐形状である。
5 and 6, reference numeral 21 denotes a human body detecting device according to the present embodiment, 22 denotes a toilet in a toilet using a heated toilet seat, 23 denotes a washstand in a toilet provided with a tap for hot and cold water, 25 is a toilet door. 24a
Is a pyroelectric infrared sensor 1 built in the human body detecting device 21
5 shows a floor detection area corresponding to one detection electrode 2a. Similarly, reference numeral 24b denotes a floor detection area corresponding to the detection electrode 2b of the pyroelectric infrared sensor 11 built in the human body detection device 21, and reference numeral 24c denotes a floor detection area corresponding to the detection electrode 2c. The floor detection areas 24a to 24c in the toilet corresponding to the respective detection electrodes 2a to 2c have a three-dimensional cone shape having the bottom as its own and the lens 12 as the apex.

【0037】次に実施の形態における焦電型赤外線セン
サ11及び人体検知装置21の基本的な動作について図
面を用いながら説明する。
Next, basic operations of the pyroelectric infrared sensor 11 and the human body detecting device 21 according to the embodiment will be described with reference to the drawings.

【0038】焦電型赤外線センサ11中の検知電極2a
〜2cは回転するチョッパー13の開閉に応じて赤外線
透過窓10を介しチョッパー13から受ける熱エネルギ
ーと各検知エリアから受けるエネルギーとの差分を受
け、この差分に応じた大きさの、またチョッパー13の
周波数に応じた周波数の交流出力を各検知電極2a〜2
c間に発生する。発生した交流出力はオペアンプ5と帰
還抵抗6からなる増幅回路で各検知電極2a〜2cに対
応した出力毎に増幅され、入出力端子18から出力され
る。仮にトイレ内に人体が存在しない場合でも通常の場
合、チョッパー13と検知エリアから受けるエネルギー
には差があるため、入出力端子18からは交流出力を発
生している。この交流出力は人体検知装置21の信号処
理回路16に入り、各検知電極2a〜2cに対応した出
力毎に更なる信号の増幅とノイズの除去が行われる。更
に、この出力は各検知電極2a〜2cに対応した出力毎
に判定処理回路17でA/D変換され、人体の存在しな
い定常状態に対し、任意のしきい値を越えた場合、各検
知電極2a〜2c毎に人体の存在を判定する。また、3
つの検知電極2a〜2c毎の判定のうちいずれか1以上
に人体が存在する場合、入出力端子18から人体の検知
信号を発信する。また、3つの検知電極2a〜2c毎の
判定のうちいずれか1以上に人体が存在する状態があら
かじめ設定した時間を経過した場合、入出力端子18か
ら警報信号を発信する。
Detection electrode 2a in pyroelectric infrared sensor 11
2c receives the difference between the thermal energy received from the chopper 13 and the energy received from each detection area via the infrared transmission window 10 according to the opening and closing of the rotating chopper 13, and has a magnitude corresponding to the difference, and An AC output having a frequency corresponding to the frequency is output to each of the detection electrodes 2a to 2a.
Occurs during c. The generated AC output is amplified by an amplifier circuit including an operational amplifier 5 and a feedback resistor 6 for each output corresponding to each of the detection electrodes 2 a to 2 c and output from the input / output terminal 18. Even if no human body exists in the toilet, in a normal case, there is a difference between the energy received from the chopper 13 and the energy received from the detection area, so that an AC output is generated from the input / output terminal 18. This AC output enters the signal processing circuit 16 of the human body detecting device 21 and further amplifies the signal and removes noise for each output corresponding to each of the detection electrodes 2a to 2c. Further, this output is A / D-converted by the determination processing circuit 17 for each output corresponding to each of the detection electrodes 2a to 2c. The presence of a human body is determined every 2a to 2c. Also, 3
When a human body is present in any one or more of the determinations for each of the detection electrodes 2a to 2c, a human body detection signal is transmitted from the input / output terminal 18. In addition, when a state in which a human body is present in any one or more of the three detection electrodes 2a to 2c has passed a preset time, a warning signal is transmitted from the input / output terminal 18.

【0039】次に、検知電極及び検知エリアの形状につ
いて図面を用いながら説明する。
Next, the shapes of the detection electrode and the detection area will be described with reference to the drawings.

【0040】検知電極2a〜2cはレンズ12及び赤外
線入射窓15を介してそれぞれ床面検知エリア24a〜
24cに応じた立体的な角錐状の検知エリアを構成する
が、この形状は検知電極2a〜2cの形状によって決定
される。各検知電極2a〜2c及び床面検知エリア24
a〜24cの形状は実際に使用される検知空間に存在す
る物体に応じて形成される。本実施の形態では介護用の
個室トイレを想定しており、暖房便座付きの便器22に
加え、温水を扱う洗面台23がトイレ内に存在するた
め、これら熱的なノイズ源を避ける形で且つ、以下に示
す(1)〜(6)のいずれの人体状態でも検知エリアに
人体のいずれかの部位が入る様、検知電極2a〜2c及
び床面検知エリア24a〜24cが構成されている。
The detection electrodes 2a to 2c are respectively connected to the floor detection areas 24a to 24c through the lens 12 and the infrared ray incident window 15.
A three-dimensional pyramid-shaped detection area corresponding to 24c is formed, and this shape is determined by the shapes of the detection electrodes 2a to 2c. Each detection electrode 2a-2c and floor detection area 24
The shapes of a to 24c are formed according to an object existing in the detection space actually used. In the present embodiment, a private toilet for nursing care is assumed, and in addition to a toilet 22 with a heated toilet seat, a wash basin 23 for handling hot water is present in the toilet, so that these thermal noise sources are avoided and The detection electrodes 2a to 2c and the floor surface detection areas 24a to 24c are configured so that any part of the human body enters the detection area in any of the following human body states (1) to (6).

【0041】(1)検知エリア内の床面に立つ。(1) Stand on the floor in the detection area.

【0042】(2)検知エリア内の床面に倒れる。(2) Fall on the floor in the detection area.

【0043】(3)検知エリア内にしゃがむ。(3) Squat down in the detection area.

【0044】(4)検知エリア内の床面にすわる。(4) Sit on the floor in the detection area.

【0045】(5)検知エリア内の壁面にもたれかか
る。
(5) Lean on the wall surface in the detection area.

【0046】(6)検知エリア内の着座部にすわる。(6) Sit on a seating part in the detection area.

【0047】この条件のもと、可能な限り少ない検知電
極2a〜2c数及び床面検知エリア24a〜24c数で
出来るだけ広いエリアをくまなくカバーすることが高精
度の人体検知には必要となる。
Under these conditions, it is necessary for high-precision human body detection to cover the widest possible area with as few detection electrodes 2a to 2c and floor detection areas 24a to 24c as possible. .

【0048】具体的には、床面検知エリア24aに対応
する立体的な検知エリアは、便器22周辺を除くトイレ
のドア25から入室方向左側及び洗面台23の側面にお
いて上記(1),(2),(3),(4),(5)のい
ずれの状態でも人体の部位が入るように調整されてい
る。床面検知エリア24bに対応する立体的な検知エリ
アは、便器22の周辺を除くトイレのドア25から入室
方向右側及び洗面台23の前面において上記(1),
(2),(3),(4),(5)のいずれの状態でも人
体の部位が入るように調整されている。床面検知エリア
24cに対応する立体的な検知エリアは、便器周辺にお
いて(1),(2),(3),(4),(5)の、及び
便器22上で(6)のいずれの状態でも人体の部位が入
るように調整されている。3つの床面検知エリア24a
〜24cに対応する立体的な検知エリアは、便器22及
び、洗面台23の位置を立体的に避ける形で構成される
ため、熱的なノイズにより誤検知することはあり得な
い。なお、本実施の形態では検知電極2a〜2c及び床
面検知エリア24a〜24cを多角形で構成している
が、角のない曲線だけの形状もしくは曲線を含む形状で
構成しても同様の効果が得られる。
More specifically, the three-dimensional detection area corresponding to the floor surface detection area 24a is located at the left side in the entry direction from the toilet door 25 except for the periphery of the toilet 22 and on the side of the wash basin 23 as described in (1) and (2) above. ), (3), (4), and (5) are adjusted so that the human body part enters. The three-dimensional detection area corresponding to the floor detection area 24b is located on the right side in the entrance direction from the toilet door 25 except for the periphery of the toilet 22 and on the front of the wash basin 23 as described in (1),
In any of the states (2), (3), (4), and (5), adjustment is made so that the part of the human body enters. The three-dimensional detection area corresponding to the floor detection area 24c is any one of (1), (2), (3), (4), and (5) around the toilet, and (6) on the toilet 22. It is adjusted so that the part of the human body enters even in the state. Three floor detection areas 24a
Since the three-dimensional detection areas corresponding to .about.24c are configured to three-dimensionally avoid the positions of the toilet 22 and the wash basin 23, erroneous detection due to thermal noise cannot occur. In the present embodiment, the detection electrodes 2a to 2c and the floor detection areas 24a to 24c are configured as polygons. However, the same effect can be obtained even if the detection electrodes 2a to 2c are configured to have only corner curves or to include curves. Is obtained.

【0049】図7に実施の形態との比較例を示すトイレ
の床面図を示す。床面検知エリア26cに対応する立体
的な検知エリアは便器22の周辺及び着座した人体を検
知するものであるが、仮に便器22の暖房便座を使用し
た場合、人体が存在しない場合でも存在するが如く、も
しくは人体が存在しても存在しないが如く誤動作する可
能性が高い。これを防ぐためには便器22を避ける形で
検知電極2a〜2cを分割すればよいが、検知電極2a
〜2cの分割によって焦電型赤外線センサ11内部の回
路数が増えるためセンサ自体の寸法及びコストが大きく
なるうえ、人体検知装置の回路数も増加するため人体検
知装置の寸法及びコストも増大することになる。これに
対し、本発明では図6の24cに示す如く検知電極2a
〜2cを非四角形状及び検知エリアを非四角錐形状にす
ることで、少ない回路数で、熱源の影響を受けることは
ない。
FIG. 7 is a floor view of a toilet showing a comparative example with the embodiment. The three-dimensional detection area corresponding to the floor surface detection area 26c is for detecting the periphery of the toilet 22 and a seated human body. However, if the heating toilet seat of the toilet 22 is used, the three-dimensional detection area exists even when the human body does not exist. It is highly possible that a malfunction occurs as if the human body is not present even if it exists. In order to prevent this, the detection electrodes 2a to 2c may be divided so as to avoid the toilet 22.
The number of circuits inside the pyroelectric infrared sensor 11 increases due to the division of ~ 2c, so that the size and cost of the sensor itself increase, and the number of circuits of the human body detection device also increases, so that the size and cost of the human body detection device also increase. become. On the other hand, in the present invention, as shown in FIG.
By forming the non-square shape of 2c and the non-square pyramid shape of the detection area, the number of circuits is small and the heat source is not affected.

【0050】また、図7に示す比較例の如く床面検知エ
リア26aが四角形状であると洗面台23との間に大き
な非検知エリアを発生するため、この位置に人体が存在
する場合検知できない可能性が高い。これを防ぐために
は検知電極数を増やす必要があり、上記同様の課題を発
生する。これに対し、本発明では検知電極を非四角形状
及び検知エリアを非四角錐形状とすることで、少ない回
路数で、細かい検知空間もくまなくカバーすることが出
来る。なお、上記の例で検知電極数及び検知エリア数が
少ない方が寸法や形状の面から好ましいと説明したが、
逆に検知電極が少なすぎる場合、例えば1つの非四角形
状の検知電極及び検知エリアで任意の検知空間を検知す
る場合、検知エリアから受ける全熱エネルギーに対して
人体から受ける熱エネルギーの割合が小さくなりすぎる
ため、特に検知エリアの端部で人体の検知が困難とな
る。逆に、検知精度を上げるためには極めて小さい空間
の検知しかできない。これら寸法、コスト、検知精度、
検知空間の大きさへの影響を考慮すると実用的な検知電
極及び検知エリアの数は2以上4以下の間である。
Further, if the floor surface detection area 26a has a square shape as in the comparative example shown in FIG. 7, a large non-detection area is generated between the floor surface detection area 26a and the wash basin 23, so that a human body cannot be detected at this position. Probability is high. In order to prevent this, it is necessary to increase the number of detection electrodes, and the same problem as described above occurs. On the other hand, in the present invention, the detection electrode is formed in a non-square shape and the detection area is formed in a non-square pyramid shape, so that a small number of circuits can cover a small detection space. In the above example, it has been described that a smaller number of sensing electrodes and a smaller number of sensing areas are preferable in terms of size and shape.
Conversely, if the number of detection electrodes is too small, for example, when detecting an arbitrary detection space with one non-square detection electrode and the detection area, the ratio of the heat energy received from the human body to the total heat energy received from the detection area is small. This makes it difficult to detect a human body particularly at the end of the detection area. Conversely, only a very small space can be detected in order to increase the detection accuracy. These dimensions, cost, detection accuracy,
Considering the effect on the size of the detection space, the number of practical detection electrodes and detection areas is between 2 and 4, inclusive.

【0051】また、比較例の如く検知電極が四角形状で
あると、各検知電極の実面積が大きくなるため、これと
同等面積の補償電極を赤外線の入光しない位置に形成す
るためには焦電型赤外線センサ11中に大きな焦電体が
必要になり、寸法的な制約が発生し、焦電型赤外線セン
サ11が大型化することになる。これに対し、本発明で
は検知電極2a〜2cを非四角形状及び床面検知エリア
24a〜24cを非四角錐形状とすることで、上記いず
れの人体状態でも検知するという条件を満たしながら、
四角形状の検知電極に比べ、実質的な検知電極の面積を
小さくすることが可能なため、同一面積の補償電極3a
〜3c面積と併せて、焦電体1の寸法を小さく抑えるこ
とが可能となる。すなわち焦電型赤外線センサ11及び
人体検知装置21の小型化が可能である。
Further, when the detection electrodes are square as in the comparative example, the actual area of each detection electrode becomes large. Therefore, in order to form a compensating electrode having the same area at a position where infrared rays do not enter, focus is required. Since a large pyroelectric body is required in the electric infrared sensor 11, dimensional restrictions occur, and the pyroelectric infrared sensor 11 becomes large. On the other hand, in the present invention, the detection electrodes 2a to 2c are formed in a non-square shape and the floor detection areas 24a to 24c are formed in a non-square pyramid shape.
Since it is possible to reduce the substantial area of the detection electrode as compared with the square detection electrode, the compensation electrode 3a having the same area is used.
The size of the pyroelectric body 1 can be suppressed to be small in addition to the area of up to 3c. That is, the pyroelectric infrared sensor 11 and the human body detection device 21 can be reduced in size.

【0052】なお、図7に示す比較例は一例であり、一
部非四辺形状の検知電極及び検知エリアを使用した他の
構成等も可能である。しかし、検知エリアの形状が複雑
でノイズ源等が更に多数存在すれば上記のような課題が
間違いなく発生する。逆に、本発明に依れば、複雑な形
状や多数の熱源が存在するトイレ以外の検知エリアでも
高精度の人体検知が可能である。
The comparative example shown in FIG. 7 is an example, and other configurations using a partially non-quadrilateral sensing electrode and sensing area are also possible. However, if the shape of the detection area is complicated and there are more noise sources and the like, the above-mentioned problem definitely occurs. Conversely, according to the present invention, highly accurate human body detection is possible even in a detection area other than a toilet where a complicated shape or a large number of heat sources exist.

【0053】以上の理由により、検知電極2a〜2cを
非四辺形状に、床面検知エリア24a〜24cを非四角
錐形状にすることで、熱源等のノイズを受けず、可能な
限り少ない回路数で、必要な床面検知エリア24a〜2
4cをくまなく検知可能となり、人体検知装置21の高
精度化、小型化、低コスト化につながることは明らかで
ある。
For the above reasons, the detection electrodes 2a to 2c are formed in a non-quadrilateral shape, and the floor detection areas 24a to 24c are formed in a non-square pyramid shape. The required floor detection areas 24a to 24a
It is clear that the entire body 4c can be detected, which leads to higher precision, smaller size, and lower cost of the human body detection device 21.

【0054】以上のように構成された実施の形態におけ
る焦電型赤外線センサ11によれば、以下の作用を有す
る。
According to the pyroelectric infrared sensor 11 of the embodiment configured as described above, the following operations are provided.

【0055】焦電効果を有する焦電体1とこの焦電体1
上に形成された2以上の検知電極2a〜2cと各検知電
極2a〜2cに対応したそれぞれ電気的に独立した回路
を同一パッケージ内に備え、検知電極2a〜2cの外形
を非四辺形状とするとともに、且つすべて異なる構成を
有している。この構成により、熱源のノイズの影響を受
けず、任意の検知空間の形状にくまなく床面検知エリア
を設定可能な人体検知方法及び人体検知装置21を提供
できるという作用を有する。
Pyroelectric body 1 having pyroelectric effect and pyroelectric body 1
The two or more sensing electrodes 2a to 2c formed above and electrically independent circuits respectively corresponding to the sensing electrodes 2a to 2c are provided in the same package, and the outer shape of the sensing electrodes 2a to 2c is made into a non-quadrilateral shape. And all have different configurations. This configuration has an effect of being able to provide the human body detection method and the human body detection device 21 that are not affected by the noise of the heat source and that can set the floor surface detection area to any shape of the detection space.

【0056】以上のように構成された実施の形態におけ
る人体検知方法によれば以下の作用を有する。
According to the human body detecting method in the embodiment configured as described above, the following operations are provided.

【0057】任意の検知空間に対し、焦電型赤外線セン
サ11を用い、2以上4以下の重複せず且つ非四角錐形
状の立体的検知エリアを構成し、各検知エリアに応じた
それぞれ独立した出力のうち少なくとも1以上の出力を
用いて人体の状態を判定する。この構成により、小型、
低コストで検知空間内に存在する熱源の影響を受けず、
複雑な形状の検知空間でも、検知空間内に存在するあら
ゆる状態の人体を高い精度で検出可能な人体検知装置2
1を提供できるという作用を有する。
Using a pyroelectric infrared sensor 11 for an arbitrary detection space, two or more and four or less non-overlapping, non-square pyramid-shaped three-dimensional detection areas are formed, and independent detection areas corresponding to the respective detection areas are formed. The state of the human body is determined using at least one of the outputs. With this configuration, small size,
Inexpensive and unaffected by heat sources in the sensing space,
A human body detecting device 2 capable of detecting a human body in any state existing in a detection space with high accuracy even in a detection space having a complicated shape.
1 can be provided.

【0058】以上のように構成された実施の形態におけ
る人体検知装置21によれば以下の作用を有する。
According to the human body detecting device 21 in the embodiment configured as described above, the following operations are provided.

【0059】同一パッケージ内に2以上4以下のそれぞ
れ独立した出力を有し且つ非四辺形状の検知電極2a〜
2cを備えた焦電型赤外線センサ11と、光学的に検知
エリアを制御するための赤外線透過のレンズ12と、焦
電型赤外線センサ11への入光を変調する手段と、各床
面検知エリアに応じた出力のうち少なくとも1以上の出
力を用いて人体の状態を判定する手段とを備える構成を
有している。この構成により小型、低コストでありなが
ら、検知空間内に存在する熱源の影響を受けず、複雑な
形状の検知空間でも、検知空間内に存在するあらゆる状
態の人体を高い精度で検出できるという作用を有する。
Non-quadrilateral sensing electrodes 2a to 2 having independent outputs of 2 to 4 in the same package.
Pyroelectric infrared sensor 11 provided with 2c, a lens 12 for transmitting infrared light for optically controlling the detection area, means for modulating light incident on the pyroelectric infrared sensor 11, and each floor detection area Means for judging the state of the human body using at least one output among the outputs corresponding to. With this configuration, despite its small size and low cost, it is not affected by the heat source existing in the detection space, and it can detect humans in any state in the detection space with high accuracy even in a detection space of complicated shape. Having.

【0060】[0060]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、熱源の
ノイズの影響を受けず、任意の検知空間の形状にくまな
く検知エリアを設定可能な人体検知方法及び人体検知装
置を提供することができ、焦電型赤外線センサ及び人体
検知装置を小型可できる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a human body detecting method and a human body detecting apparatus capable of setting a detection area all over an arbitrary detection space shape without being affected by noise of a heat source. The size of the pyroelectric infrared sensor and the human body detection device can be reduced.

【0061】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
の効果に加えて低コストな人体検知方法及び人体検知装
置を提供できる。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1
In addition to the effects described above, a low-cost human body detection method and a human body detection device can be provided.

【0062】請求項3に記載の発明によれば、小型、低
コストで検知空間内に存在する熱源の影響を受けず、複
雑な形状の検知空間でも、検知空間内に存在する人体を
高い精度で検出可能な人体検知装置を提供できる。
According to the third aspect of the present invention, the human body existing in the detection space is highly accurate even in a detection space having a complicated shape without being affected by a heat source existing in the detection space at a small size and at low cost. Can provide a human body detection device that can be detected by a human body.

【0063】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
の効果に加えて、あらゆる状態の人体でも高精度に検知
できる人体検知装置を提供できる。
According to the invention set forth in claim 4, according to claim 1
In addition to the effects described above, it is possible to provide a human body detection device that can detect a human body in any state with high accuracy.

【0064】請求項5に記載の発明によれば、小型、低
コストでありながら、検知空間内に存在する熱源の影響
を受けず、複雑な形状の検知空間でも、検知空間内に存
在するあらゆる状態の人体を高い精度で検出できる。
According to the fifth aspect of the present invention, despite being small in size and low in cost, it is not affected by a heat source existing in the detection space, and even if the detection space has a complicated shape, it can be used in any detection space. The human body in the state can be detected with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態における焦電型赤外線センサの断面
FIG. 1 is a sectional view of a pyroelectric infrared sensor according to an embodiment;

【図2】実施の形態における焦電型赤外線センサの上面
透視図
FIG. 2 is a top perspective view of a pyroelectric infrared sensor according to the embodiment.

【図3】実施の形態における人体検知装置の断面図FIG. 3 is a cross-sectional view of the human body detection device according to the embodiment.

【図4】実施の形態における人体検知装置の下面透視図FIG. 4 is a bottom perspective view of the human body detection device according to the embodiment;

【図5】実施の形態における人体検知装置を設置したト
イレの断面図
FIG. 5 is a cross-sectional view of a toilet provided with the human body detection device according to the embodiment.

【図6】実施の形態における人体検知装置を設置したト
イレの床面図
FIG. 6 is a floor view of a toilet provided with the human body detection device according to the embodiment.

【図7】実施の形態との比較例を示すトイレの床面図FIG. 7 is a floor view of a toilet showing a comparative example with the embodiment.

【図8】暖房便座の影響を受けず連続的に人体を検知す
ることを目的に本願出願人が開示したトイレ内人体検知
装置における人体検知を示す説明図
FIG. 8 is an explanatory diagram showing human body detection in a toilet human body detection device disclosed by the present applicant for the purpose of continuously detecting a human body without being affected by a heated toilet seat.

【図9】従来例における人体検知装置の床面検知エリア
を示す説明図
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a floor detection area of a human body detection device in a conventional example.

【図10】従来例における側面視検知エリアを示す説明
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a side view detection area in a conventional example.

【図11】従来例における正面視検知エリアを示す説明
FIG. 11 is an explanatory view showing a front view detection area in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 焦電体 2a 検知電極 2b 検知電極 2c 検知電極 3a 補償電極 3b 補償電極 3c 補償電極 4 プリント基板 5 オペアンプ 6 帰還抵抗 7 ハーメチックベース 8 入出力ピン 9 金属キャップ 10 赤外線透過窓 11 焦電型赤外線センサ 12 レンズ 13 チョッパー 14 DCモーター 15 赤外線入射窓 16 信号処理回路 17 判定処理回路 18 入出力端子 19 プリント基板 20 外装ケース 21 人体検知装置 22 便器 23 洗面台 24a 床面検知エリア 24b 床面検知エリア 24c 床面検知エリア 25 トイレのドア 26a 床面検知エリア 26b 床面検知エリア 26c 床面検知エリア 27 人体検知装置 28a 左サイド検知エリア 28b センター検知エリア 28c 右サイド検知エリア 29 便座 30 人体検知装置 31 測距センサの床面検知エリア 31a 測距センサの側面検知エリア 31b 測距センサの正面検知エリア 32 焦電型赤外線センサの床面検知エリア 32a 焦電型赤外線センサの側面視検知エリア 32b 焦電型赤外線センサの正面視検知エリア 32c 焦電型赤外線センサの正面視検知エリア 32d 焦電型赤外線センサの側面視検知エリア 33 焦電型赤外線センサの床面検知エリア 33a 焦電型赤外線センサの正面視検知エリア 33b 焦電型赤外線センサの正面視検知エリア 33c 焦電型赤外線センサの側面視検知エリア 34 焦電型赤外線センサの床面検知エリア 34a 焦電型赤外線センサの側面視検知エリア 35 便座 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pyroelectric body 2a Detection electrode 2b Detection electrode 2c Detection electrode 3a Compensation electrode 3b Compensation electrode 3c Compensation electrode 4 Printed circuit board 5 Operational amplifier 6 Feedback resistance 7 Hermetic base 8 Input / output pin 9 Metal cap 10 Infrared transmission window 11 Pyroelectric infrared sensor DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Lens 13 Chopper 14 DC motor 15 Infrared incident window 16 Signal processing circuit 17 Judgment processing circuit 18 Input / output terminal 19 Printed circuit board 20 Outer case 21 Human body detecting device 22 Toilet bowl 23 Washing stand 24a Floor detecting area 24b Floor detecting area 24c Floor Surface detection area 25 Toilet door 26a Floor detection area 26b Floor detection area 26c Floor detection area 27 Human body detector 28a Left side detection area 28b Center detection area 28c Right side detection area 29 Toilet seat 30 Human body detector 31 Floor detection area of distance measurement sensor 31a Side detection area of distance measurement sensor 31b Front detection area of distance measurement sensor 32 Floor detection area of pyroelectric infrared sensor 32a Side view detection area of pyroelectric infrared sensor 32b Pyroelectric Detection area 32c front-view detection area of pyroelectric infrared sensor 32d side-view detection area of pyroelectric infrared sensor 33 floor detection area of pyroelectric infrared sensor 33a front view of pyroelectric infrared sensor Detection area 33b Front view detection area of pyroelectric infrared sensor 33c Side view detection area of pyroelectric infrared sensor 34 Floor detection area of pyroelectric infrared sensor 34a Side view detection area of pyroelectric infrared sensor 35 Toilet seat

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01V 8/12 H01L 37/02 H01L 37/02 G01V 9/04 A Fターム(参考) 2G065 AA04 AB02 BA13 BA32 BB06 BB37 BC14 BC17 BC35 BD06 CA01 DA20 2G066 AC13 BA02 BA22 BA34 BB01 BC15 CA08 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01V 8/12 H01L 37/02 H01L 37/02 G01V 9/04 A F term (Reference) 2G065 AA04 AB02 BA13 BA32 BB06 BB37 BC14 BC17 BC35 BD06 CA01 DA20 2G066 AC13 BA02 BA22 BA34 BB01 BC15 CA08

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】焦電効果を有する焦電体と、前記焦電体上
に形成された2以上の検知電極と、これらの各検知電極
に対応したそれぞれ電気的に独立した回路を同一パッケ
ージ内に備え、前記検知電極の外形が非四辺形状であっ
て且つすべて異なることを特徴とする焦電型赤外線セン
サ。
1. A pyroelectric body having a pyroelectric effect, two or more detection electrodes formed on the pyroelectric body, and electrically independent circuits respectively corresponding to the respective detection electrodes are provided in the same package. Wherein the external shape of the detection electrode is a non-quadrilateral shape and all are different.
【請求項2】検知電極の数が4以下であることを特徴と
する請求項1記載の焦電型赤外線センサ。
2. The pyroelectric infrared sensor according to claim 1, wherein the number of detection electrodes is four or less.
【請求項3】任意の検知空間に対し、焦電型赤外線セン
サを用い、2以上4以下の重複せず且つ非四角錐形状の
立体的検知エリアを構成し、各検知エリアに応じたそれ
ぞれ独立した出力のうち少なくとも1以上の出力を用い
て人体の状態を判定することを特徴とする人体検知方
法。
3. A non-overlapping and non-quadrangular pyramid-shaped three-dimensional detection area of at least 2 and no more than 4 is formed by using a pyroelectric infrared sensor for an arbitrary detection space. A human body detection method comprising: determining a state of a human body by using at least one or more of the outputs.
【請求項4】検知空間のうち人体の身長以下のいずれの
場所に人体がいかなる体勢で存在しても、前記立体的検
知エリアのうち少なくとも1以上の検知エリアの一部に
人体の一部もしくは全部が入るようにしたことを特徴と
する請求項3記載の人体検知方法。
4. A part of at least one of the three-dimensional detection areas, wherein at least one of the three-dimensional detection areas includes a part of the human body, 4. The human body detecting method according to claim 3, wherein the whole is inserted.
【請求項5】同一パッケージ内に2以上4以下のそれぞ
れ独立した出力を有し且つ非四辺形状の検知電極を備え
た焦電型赤外線センサと、光学的に検知エリアを制御す
るための赤外線透過レンズと、焦電型赤外線センサへの
入光を変調する手段と、各検知エリアに応じた出力のう
ち少なくとも1以上の出力を用いて人体の状態を判定す
る手段とを備えることを特徴とする人体検知装置。
5. A pyroelectric infrared sensor having two to four independent outputs and having a non-quadrilateral detection electrode in the same package, and infrared transmission for optically controlling the detection area. A lens, means for modulating light incident on the pyroelectric infrared sensor, and means for determining a state of a human body by using at least one output among outputs corresponding to each detection area. Human body detection device.
JP2000119009A 2000-04-20 2000-04-20 Pyroelectric infrared sensor and method and device for detecting human body using it Pending JP2001304957A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000119009A JP2001304957A (en) 2000-04-20 2000-04-20 Pyroelectric infrared sensor and method and device for detecting human body using it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000119009A JP2001304957A (en) 2000-04-20 2000-04-20 Pyroelectric infrared sensor and method and device for detecting human body using it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001304957A true JP2001304957A (en) 2001-10-31

Family

ID=18630060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000119009A Pending JP2001304957A (en) 2000-04-20 2000-04-20 Pyroelectric infrared sensor and method and device for detecting human body using it

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001304957A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012039374A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Necトーキン株式会社 Pyroelectric infrared detecting device, and method for replacing pyroelectric element in pyroelectric infrared detecting device
JP2013088427A (en) * 2011-10-17 2013-05-13 yun fei Li Digital type human body infrared receiver
JP2018194397A (en) * 2017-05-16 2018-12-06 株式会社クボタ Measuring apparatus

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012039374A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Necトーキン株式会社 Pyroelectric infrared detecting device, and method for replacing pyroelectric element in pyroelectric infrared detecting device
CN103119406A (en) * 2010-09-24 2013-05-22 Nec东金株式会社 Pyroelectric infrared detecting device, and method for replacing pyroelectric element in pyroelectric infrared detecting device
JPWO2012039374A1 (en) * 2010-09-24 2014-02-03 Necトーキン株式会社 Pyroelectric infrared detector and method for replacing pyroelectric element in pyroelectric infrared detector
CN103119406B (en) * 2010-09-24 2015-06-10 Nec东金株式会社 Pyroelectric infrared detecting device, and method for replacing pyroelectric element in pyroelectric infrared detecting device
US9097581B2 (en) 2010-09-24 2015-08-04 Nec Tokin Corporation Pyroelectric infrared detecting device, and method for replacing pyroelectric element in pyroelectric infrared detecting device
TWI500911B (en) * 2010-09-24 2015-09-21 Nec Tokin Corp Pyroelectric type infrared detection device and replacing method of pyroelectric element in pyroelectric type infrared detection device
JP2013088427A (en) * 2011-10-17 2013-05-13 yun fei Li Digital type human body infrared receiver
JP2018194397A (en) * 2017-05-16 2018-12-06 株式会社クボタ Measuring apparatus
JP7034604B2 (en) 2017-05-16 2022-03-14 株式会社クボタ measuring device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9140609B2 (en) Infrared presence detector for detecting a presence of an object in a surveillance area
KR101909358B1 (en) Motion detection
CA2230979C (en) Split field-of-view uncooled infrared sensor
JPH0312358B2 (en)
JP2000504132A (en) Dynamic adjustment of fire detection criteria
GB2319080A (en) Infra red detector
US5468960A (en) Pyroelectric infrared detector
JP2001304957A (en) Pyroelectric infrared sensor and method and device for detecting human body using it
JP2002148354A (en) Human body detector
JP3222579B2 (en) Infrared sensor
JP2556098B2 (en) Human body detection device
JP3089512B2 (en) Infrared detector
CN112179495B (en) Automatic detection system based on thermal signal
JPH0863679A (en) System for detecting abnormality of person in toilet room
JPH11223552A (en) Human-body detector for inside toilet and its self-diagnosing method
JPH03135739A (en) Infrared detecting device
JP2003004862A (en) Human body detector
JPH0654356B2 (en) Hot wire detector
KR200450730Y1 (en) Passive Infrared Detector
JPH02144688A (en) Device for detecting the number of persons
KR20020084566A (en) Apparatus for detecting minute movement using infrared sensor and spatial filter
JP2675833B2 (en) Security sensor function diagnosis method
JP2566784Y2 (en) Hot wire detector
JP2001021667A5 (en)
JPH11123179A (en) Infrared clinical thermometer