JP2007178204A - Human body detecting sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、設定された検知エリア内への人体の進入を赤外線エネルギーの変動によって人体を検知するデュアルエレメント焦電素子を備えた人体検知センサに係り、特にセンサ本体の設置位置方向に向かって監視エリア内に進入する人体を確実に検知することのできる人体検知センサに関するものである。 The present invention relates to a human body detection sensor equipped with a dual element pyroelectric element that detects a human body by a change in infrared energy as the human body enters the set detection area, and particularly monitors the sensor body in the direction of the installation position. The present invention relates to a human body detection sensor that can reliably detect a human body entering an area.
従来より、例えば商業ビル、公共施設、集合住宅などの様々な場所において、人体等の移動物体の特定の監視エリア内への進入を検知するため、物体から放射される赤外線を利用した人体検知センサが備えられている。この人体検知センサは、検出素子として温度変化による誘電体内の自発分極の変化(焦電効果:pyroelectric effect )が誘起する電圧を検出する焦電素子を具備し、強誘電体(例えばPZT)の温度変化によって電荷を生じる焦電効果(パイロ効果)を利用しているセンサである(詳細は非特許文献1又は非特許文献2)。
Conventionally, in various places such as commercial buildings, public facilities, and apartment buildings, a human body detection sensor using infrared rays emitted from an object to detect the entry of a moving object such as a human body into a specific monitoring area. Is provided. This human body sensor includes a pyroelectric element that detects a voltage induced by a change in spontaneous polarization (pyroelectric effect) in a dielectric due to a temperature change as a detection element, and the temperature of a ferroelectric (eg, PZT). This is a sensor that uses a pyroelectric effect (pyro effect) that generates a charge by a change (for details, Non-Patent
検知方法としては、例えば図12(a)に示すように、物の影や強風が吹く等に起因する検知エリアの背景の温度変化、外来の電波ノイズまたは太陽光等の外乱光等による誤検知をしないようにするため、建物の床面等に極性(「+」又は「−」)を有する2個一対の逆極性の検知エリア(E1)、(E2)を設定する。そして、この各検知エリアから放射される赤外線を集光してデュアルエレメント構成の焦電素子にそれぞれ入射させる。移動物体が(E1)から(E2)内へ移動した場合、まず、図12(b)に示すように、移動物体が(E1)内に進入したことにより(E1)内の赤外線エネルギー量が変化する(この場合、進入した検知エリアE1が+極性のため+側に出力する)。そして、(E1)から(E2)エリアへ移動物体が移動すると、図12(c)に示すように移動物体が(E2)内に進入したことで(E2)内の赤外線エネルギー量が変化する(この場合、E1と逆極性のため−側に出力する)。なお、移動物体が各エリア内で停止状態を維持した場合には、赤外線エネルギーの変化がないため波形が出力されない。そして、(E2)から移動物体が退去すると、図12(c)の波形は徐々に変化前に戻る。そして、図12(d)に示すように、この合成した赤外線エネルギー量の変化を焦電素子から電圧に変換して出力される電気信号により検知し、この電気信号が所定の閾値を超えた時に人体等の検知信号を出力している。また、外乱光や背景温度等赤外線エネルギー変化は、互いに打ち消し合ってキャンセルされるため、例えば図12(e)のようにほとんど出力されない。 As a detection method, for example, as shown in FIG. 12 (a), erroneous detection due to a change in the background temperature of the detection area caused by a shadow of an object or a strong wind blowing, external radio noise or ambient light such as sunlight. Therefore, two pairs of detection areas (E1) and (E2) having opposite polarities (“+” or “−”) on the floor of the building are set. And the infrared rays radiated from the respective detection areas are condensed and made incident on the pyroelectric elements having a dual element configuration. When the moving object moves from (E1) to (E2), first, as shown in FIG. 12B, the amount of infrared energy in (E1) changes due to the moving object entering (E1). (In this case, since the entering detection area E1 has a + polarity, it is output to the + side). When the moving object moves from (E1) to (E2) area, the amount of infrared energy in (E2) changes because the moving object enters (E2) as shown in FIG. In this case, it is output to the negative side because of the reverse polarity to E1). Note that when the moving object is kept stopped in each area, no waveform is output because there is no change in infrared energy. When the moving object leaves from (E2), the waveform in FIG. 12 (c) gradually returns to before the change. Then, as shown in FIG. 12 (d), the change in the synthesized infrared energy amount is detected by an electric signal output by converting the pyroelectric element into a voltage, and when the electric signal exceeds a predetermined threshold value. The detection signal of the human body etc. is output. Infrared energy changes such as ambient light and background temperature cancel each other and are therefore hardly output as shown in FIG.
また、各検知エリア(E1)、(E2)をセンサ設置方向に対して縦長形状に設定することにより、人体が検知エリア(E1)、(E2)に進入した場合は、人体が検知エリア(E1)、(E2)の上下方向の殆どのスペースを占めるよう位置して通過することにより、所定閾値よりも高いレベルの信号が出力され、一方、人体に対し格段に背の低い犬、猫等の小動物が検知エリア(E1)、(E2)に進入した場合には、検知エリア(E1)、(E2)の下部の一部分のスペースを占めるだけであって所定閾値よりも低いレベルの信号が出力されることにより、小動物による誤検知動作を防止するようにしている。 In addition, by setting the detection areas (E1) and (E2) to be vertically long with respect to the sensor installation direction, when the human body enters the detection areas (E1) and (E2), the human body is detected in the detection area (E1). ) And (E2) are positioned so as to occupy most of the vertical space, and a signal having a level higher than a predetermined threshold is output. On the other hand, a dog, cat, or the like that is much shorter than the human body is output. When a small animal enters the detection areas (E1) and (E2), it only occupies a part of the space below the detection areas (E1) and (E2), and a signal having a level lower than a predetermined threshold is output. This prevents false detection operations by small animals.
そして、上記構成による人体検知をより信頼性の高いものにするための、例えば図13(a)に示すように、(E1)をY1 方向に通過する場合、各検知エリア(E1)、(E2)間をY2 方向に通過する場合、(E2)をY3 方向に通過する場合など移動物体の通過方向に応じて各検知エリアごとに所定の閾値を設け、図13(b)〜(d)に示すように、移動物体がY1 〜Y3 の何れかの方向から検知エリア内に移動してきた際の赤外線エネルギー量を検知し、この赤外線エネルギー量が所定閾値を複数回越えた場合に、人体として判別する人体検知センサなども提案されている。
ところで、この種の人体検知センサでは、特定の監視エリア内に進入する移動物体を検知するため、複数の検知エリアを設定して監視エリア内全てを監視する必要がある。よって、移動物体が検知エリア内のどの方向から進入した場合であっても検知できることが重要である。しかしながら、この種の人体検知センサにおいて、検知エリア内の赤外線エネルギーを集光する方向に対して直交する方向、すなわち検知エリアを横断する移動物体に対しては優れた検知能力を有するが、移動物体が人体検知センサの方向、すなわち検知エリアを縦断して人体検知センサの方向に進入してくる場合は、移動物体が徐々に検知エリア内に進入してくるため赤外線エネルギー量の変化が表れにくく、所定閾値を超える回数が1回であったりすることから人体であるか否かの判別に正確さを欠く性質がある。 By the way, in this type of human body detection sensor, in order to detect a moving object entering a specific monitoring area, it is necessary to set a plurality of detection areas and monitor all of the monitoring area. Therefore, it is important that a moving object can be detected from any direction in the detection area. However, this type of human body detection sensor has an excellent detection capability for a moving object that crosses the detection area in a direction orthogonal to the direction in which infrared energy is collected in the detection area, that is, a moving object. When moving in the direction of the human body detection sensor, that is, in the direction of the human body detection sensor through the detection area, the moving object gradually enters the detection area, so the change in the amount of infrared energy hardly appears. Since the number of times exceeding the predetermined threshold is one time, there is a property of lacking accuracy in determining whether or not it is a human body.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、人体等の移動物体がセンサ設置位置方向に向かって監視エリア内に進入した場合であっても確実に進入を検知することのできる人体検知センサを提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and even when a moving object such as a human body enters the monitoring area toward the sensor installation position direction, the entry can be reliably detected. The object is to provide a human body detection sensor.
上記した目的を達成するために、請求項1記載の人体検知センサは、+極性の素子と−極性の素子を一対とするデュアルエレメント構成の焦電素子を複数組備えた人体検知センサであって、
前記複数組の焦電素子は、複数の検知エリアを形成し、且つ、該複数の検知エリアにおいて前記センサ本体を中心とする略放射線上で隣接する異なる組の+極性の素子の検知エリアと−極性の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係にあり、
前記複数組の検知エリアから集光した赤外線のエネルギー変化量に基づく波形信号と予め設定した閾値とを比較し、この比較結果に基づく信号の論理合成によって人体の進入を判別することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a human body detection sensor according to
The plurality of sets of pyroelectric elements form a plurality of detection areas, and in the plurality of detection areas, the detection areas of different sets of + polar elements adjacent to each other substantially on the center of the sensor body and − At least one of the polarity detection areas has a reverse polarity relationship,
A waveform signal based on an energy change amount of infrared rays collected from the plurality of detection areas is compared with a preset threshold value, and the approach of a human body is determined by logical synthesis of signals based on the comparison result. .
本発明の人体検知センサによれば、デュアルエレメント構成の焦電素子の複数組がセンサ本体を中心に複数の検知エリアを形成し、且つ、複数の検知エリアにおいてセンサ本体を中心とする略放射線上で隣接する+極性の素子の検知エリアと異なる組の−極性の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係に配置されているため、センタ本体に向かって進入する人体を確実に検知することができ、高性能の人体検知センサを提供することができる。 According to the human body detection sensor of the present invention, a plurality of sets of pyroelectric elements having a dual element configuration form a plurality of detection areas centering on the sensor body, and the plurality of detection areas are substantially on the radiation centered on the sensor body. Since at least one of the -polarity detection areas of a set different from the detection area of the adjacent + polarity element is arranged in a reverse polarity relationship, it is possible to reliably detect a human body entering toward the center body. Therefore, a high-performance human body detection sensor can be provided.
以下、本発明の最良の形態について、添付した図面を参照しながらそれぞれ説明する。図1は本発明に係る人体検知センサの概略構成を示すブロック図、図2は本発明に係る人体検知センサの概略を説明するための概念図、図3は本発明に係る人体検知センサの検知エリアを説明するための説明図、図4(a)は本発明に係る人体検知センサの概略配光図、図4(b)は本発明に係る人体検知センサの第1焦電素子の配光図、図4(c)は本発明に係る人体検知センサの第2焦電素子の配光図、図5(a)〜(f)は本発明に係る人体検知センサの検知エリアA、Bにおいて人体検知した際に変化する赤外線エネルギーの波形図、図6は本発明に係る人体検知センサの動作を説明するためのフローチャート図、図7は本発明に係る人体検知センサの第2形態を説明するための説明図、図8は本発明に係る人体検知センサの第3形態を説明するための説明図、図9は図8に示した配置図と異なる配置例を示す説明図、図10は本発明に係る人体検知センサの応用例1を説明するための説明図、図11は本発明に係る人体検知センサの応用例2を説明するための説明図である。 The best mode of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a human body detection sensor according to the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining an outline of the human body detection sensor according to the present invention, and FIG. 3 is a detection of the human body detection sensor according to the present invention. FIG. 4 (a) is a schematic light distribution diagram of the human body detection sensor according to the present invention, and FIG. 4 (b) is a light distribution of the first pyroelectric element of the human body detection sensor according to the present invention. FIG. 4 (c) is a light distribution diagram of the second pyroelectric element of the human body detection sensor according to the present invention, and FIGS. 5 (a) to 5 (f) are detection areas A and B of the human body detection sensor according to the present invention. FIG. 6 is a flowchart for explaining the operation of the human body detection sensor according to the present invention, and FIG. 7 is a second embodiment of the human body detection sensor according to the present invention. FIG. 8 is an explanatory diagram for the third type of human body detection sensor according to the present invention. FIG. 9 is an explanatory view showing an arrangement example different from the arrangement shown in FIG. 8, and FIG. 10 is an explanatory view for explaining an application example 1 of the human body detection sensor according to the present invention. 11 is explanatory drawing for demonstrating the application example 2 of the human body detection sensor which concerns on this invention.
なお、以下に説明する人体検知センサにおいて、人体が人体検知センサに向かって進入しない場合(例えば監視エリア内の横断など)の検知動作及び構成は従来の人体検知センサと同様である。従って、以下に説明する最良の形態では説明を省略し、人体が人体検知センサに向かって進入した場合についてのみ説明する。 In the human body detection sensor described below, the detection operation and configuration when the human body does not enter the human body detection sensor (for example, crossing within the monitoring area) are the same as those of the conventional human body detection sensor. Accordingly, the description of the best mode described below is omitted, and only the case where the human body enters the human body detection sensor will be described.
まず、図1〜図5を参照しながら、本例の第1形態である人体検知センサの概略について説明する。第1形態では、図2に示すように、監視対象となる監視エリア全体を監視するため例えば建物の壁の上方や天井に設置され、監視エリア内の赤外線を受光する焦電素子として+極性の素子と−極性の素子の両極性を一対としたデュアルエレメント構成の焦電素子である第1焦電素子と第2焦電素子の2つを具備し、人体検知センサを中心とした場合に、第1焦電素子の検知エリアAが第2焦電素子の検知エリアBの外側に配置される例について説明する。 First, an outline of a human body detection sensor according to the first embodiment of the present example will be described with reference to FIGS. In the first mode, as shown in FIG. 2, in order to monitor the entire monitoring area to be monitored, for example, it is installed above the wall of the building or on the ceiling, and has a positive polarity as a pyroelectric element that receives infrared rays in the monitoring area. In the case of having a first pyroelectric element and a second pyroelectric element, which are pyroelectric elements having a dual element configuration in which both polarities of the element and the -polar element are paired, and centering on a human body detection sensor, An example in which the detection area A of the first pyroelectric element is arranged outside the detection area B of the second pyroelectric element will be described.
図1に示すように、人体検知センサ1は、集光手段11、第1及び第2の焦電素子12(12a、12b)、第1及び第2の信号処理手段13(13a、13b)、第1及び第2の状態比較手段14(14a、14b)、及び判別制御手段15とで概略構成されている。なお、図中一点鎖線内の構成(第1焦電素子12a、第1信号処理手段13a、第1比較手段14a)と(第2焦電素子12b、第2信号処理手段13b、第2比較手段14b)とは同一構成である。
As shown in FIG. 1, the human
集光手段11は、例えば多分割レンズや集光ミラーなどで構成される監視エリア内の赤外線を集光する。集光手段11は、図3と図4に示すように、監視エリア内に+極性の素子の検知エリアと−極性の素子の検知エリアを一対とした検知エリアA及びBがセンサ本体を中心とする略同心円状に複数の検知エリアを形成し、且つ、該複数の検知エリアにおいて前記センサ本体を中心とする略放射線上で隣接する異なる組の+極性の素子の検知エリアと−極性の素子の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係に配置(人体検知で使用するため、間隔は少なくとも人体の肩幅以下にすることが好ましい)するような形状に形成され、この検知エリアA及びBから赤外線を集光する。また、集光手段11には、集光した赤外線の光学経路を制限して各素子ごとに集光する第1焦電素子用集光領域と第2焦電素子用集光領域を設けるための遮蔽用壁11aが設けられている。
なお、検知エリアA、Bの配置数や配置エリアの大小は、集光手段11の分割数によって設定可能であるため、人体検知センサ1の設置場所や監視エリアの大きさなどによって所望の検知エリアを設定することができる。また、遮蔽部材11aは、集光手段11側に形成される必要なく、他の機構要素側に設けても同様の効果を奏する。
The
Note that the number of detection areas A and B and the size of the arrangement area can be set according to the number of divisions of the light condensing means 11, so that the desired detection area depends on the installation location of the human
焦電素子12(12a、12b)は、+極性の素子と−極性の素子の両極性を一対としたデュアルエレメント構成の焦電素子からなり、焦電効果を利用して+極性の素子の検知エリアと−極性の素子の検知エリア内から赤外線を集光手段11を介してそれぞれ受光する。そして、受光した赤外線のエネルギー変化量を電圧に変換して、この電圧信号を信号処理手段13(13a、13b)に出力する。 The pyroelectric element 12 (12a, 12b) is composed of a pyroelectric element having a dual element configuration in which both of a positive polarity element and a negative polarity element are paired, and detects a positive polarity element using the pyroelectric effect. Infrared rays are received through the light collecting means 11 from within the detection area of the area and the negative polarity element. And the energy change amount of the received infrared rays is converted into a voltage, and this voltage signal is output to the signal processing means 13 (13a, 13b).
信号処理手段13(13a、13b)は、第1焦電素子12a及び第2焦電素子12bから出力された電圧信号を増幅し、この増幅した電圧信号のレベルに応じた波形を生成する。そして、この波形の波形信号を状態比較手段14(14a、14b)に出力する。
The signal processing means 13 (13a, 13b) amplifies the voltage signals output from the first
出力される波形としては、図3に示すように、人体が各検知エリアA、Bから人体検知センサ1に向かってY1 〜Y3 の各方向から進入した場合、図5に示すように各進入方向によって波形(a)〜(f)として出力される。人体が検知エリアAに進入した場合、波形(a)〜(c)が出力される。波形(a)は、+極性の検知エリアに人体が進入した場合の波形であり+方向に出力する。一方、波形(c)は、波形(a)と逆極性である−極性の検知エリアに人体が進入した場合の波形であり−方向に出力される。また、波形(b)は、+極性または−極性の検知エリア内を完全に通過しないがどちらの検知エリア上も多少は通過する場合であり、+極性または−極性の検知エリアを通過した際に波形(a)または(c)よりも微弱な波形が出力される。
一方、検知エリアBは、検知エリアAよりも人体検知センサ1側で、且つ、検知エリアの並びが逆極性になってるため検知エリアAを通過後に検知エリアBに進入する。従って、Y1 の方向から進入した場合、人体の進入により検知エリアAで波形(a)が出力後に検知エリアBに人体が進入すると、検知エリアBで波形(a)と逆極性の波形(d)が出力される。また、Y3 の方向から進入した場合、人体の進入により検知エリアAで波形(c)が出力後に検知エリアBに人体が進入すると、検知エリアBで波形(c)と逆極性の波形(f)が出力される。さらに、Y2 の方向から進入した場合、人体の進入により検知エリアAで波形(b)が出力後に検知エリアBに人体が進入すると、検知エリアBで波形(b)と逆極性の波形(e)が出力される。なお、検知エリアAから検知エリアBに人体が進入した際の検知エリアBから出力される波形は、検知エリアA、Bの配置位置関係や人体の進入速度等によって様々である。
As shown in FIG. 3, when the human body enters from the respective detection areas A and B toward the human
On the other hand, the detection area B is closer to the human
状態比較手段14(14a、14b)は、信号処理手段13a、13bのそれぞれから出力された波形信号が予め設定した高い閾値H(−H)または低い閾値L(−L)を超えているか否か、各素子12a、12bの波形信号の出力が所定時間以内に閾値を超えている回数などを比較し、この比較結果に基づいて下記表1に示した各状態A0(B0)〜A4(B4)に状態分けを行い、この状態に応じた状態比較信号を判別処理手段に出力する。
The state comparison unit 14 (14a, 14b) determines whether or not the waveform signals output from the
各状態について説明すると、まず、第1焦電素子12aの波形信号をA、第2焦電素子12bの波形信号をBとし、出力した波形信号が「閾値L(−L)以下」のときはA0(B0)、「閾値L(−L)以上閾値H(−H)以下の回数が1回または閾値L(−L)以上閾値H(−H)以下の回数が所定時間以外で複数回」のときはA1(B1)、「閾値L(−L)以上閾値H(−H)以下の回数が所定時間以内で複数回」のときはA2(B2)、「閾値H(−H)以上の回数が1回」のときはA3(B3)、「所定時間以内で閾値H(−H)以上の回数が複数回」のときはA4(B4)と、出力された各波形により状態分けされる。なお、第1焦電素子12aや第2焦電素子12bの波形出力の状態がA2(B2)、A3(B3)の場合は、検知エリアAで人体を検知してから検知エリアBが人体を検知するまでの時間として検知間隔時間(各検知エリアとの間隔によって自由に設定可能である)を設定している。
Each state will be described. First, when the waveform signal of the first
判別制御手段15は、上述した各状態比較手段14a、14bから出力された状態比較信号を上記表1に示すような論理合成を行って人体の有無を判別し、この判別結果に基づいて例えば人体を検知したことを示す検知信号を外部に出力したり不図示の警報装置を駆動させるなど判別結果に応じた各種制御を行う。 The discrimination control means 15 performs the logical synthesis as shown in Table 1 above on the state comparison signals output from the state comparison means 14a and 14b described above to determine the presence or absence of a human body. Based on the determination result, for example, the human body Various controls are performed in accordance with the determination result, such as outputting a detection signal indicating that the signal is detected to the outside or driving an alarm device (not shown).
次に、上記構成の人体検知センサ1の動作について図6及び上記表1を参照しながら説明する。まず、第1焦電素子12aの動作について説明すると、図6に示すように、第1焦電素子12aが検知した検知エリアAの波形出力が閾値L以上であるか否かを判別する(ST1)。波形出力が閾値L以上であると判別されると(ST1−Yes)、次に波形出力が閾値H以上であるか否かの判別を行う(ST2)。一方、波形出力が閾値L以下である場合(ST1−No)、状態A0(B0)と判別される。
Next, the operation of the human
そして、波形出力が閾値H以上であると判別されると(ST2−Yes)、次に閾値H以上の波形出力が所定時間以内で複数回あるか否かを判別する(ST3)。一方、波形出力が閾値H以下であると判別されると(ST2−No)、次に閾値L以上の波形出力が複数回であるか否かを判別する(ST4)。このとき、閾値L以上の波形出力が複数回でない場合は(ST4−No)、状態A1(B1)と判別される。一方、閾値L以上の波形出力が複数回であると判別されると(ST4−Yes)、次に閾値L以上の波形出力が所定時間以内で複数回出力されているか否かを判別する(ST5)。このとき、閾値L以上の波形出力が所定時間以内で複数回出力されていない場合は(ST5−No)、状態A1(B1)と判別される。一方、閾値L以上の波形出力が所定時間以内で複数回出力されている場合は(ST5−Yes)、状態A2(B2)と判別される。 If it is determined that the waveform output is greater than or equal to the threshold value H (ST2-Yes), it is then determined whether or not there are multiple waveform outputs greater than or equal to the threshold value H within a predetermined time (ST3). On the other hand, if it is determined that the waveform output is equal to or less than the threshold value H (ST2-No), it is next determined whether or not the waveform output equal to or more than the threshold value L is multiple times (ST4). At this time, when the waveform output equal to or greater than the threshold value L is not a plurality of times (ST4-No), it is determined as the state A1 (B1). On the other hand, if it is determined that the waveform output equal to or greater than the threshold L is a plurality of times (ST4-Yes), it is then determined whether or not the waveform output equal to or greater than the threshold L is output a plurality of times within a predetermined time (ST5). ). At this time, when the waveform output equal to or greater than the threshold value L is not output a plurality of times within a predetermined time (ST5-No), it is determined as the state A1 (B1). On the other hand, when the waveform output equal to or greater than the threshold value L is output a plurality of times within the predetermined time (ST5-Yes), it is determined as the state A2 (B2).
ST3において、所定時間以内で閾値H以上の波形出力が2回以上であるか否かを判別し、所定時間以内で閾値H以上の波形出力が複数回でないと判別されると(ST3−No)、状態A3(B3)と判別される。また、所定時間以内で閾値H以上の波形出力が複数回であると判別されると(ST3−Yes)、状態A4(B4)と判別される。なお、所定時間以内、以外に関わらず閾値H以上が1回の場合、所定時間以外で閾値H以上の波形出力が複数回の場合は、それぞれ状態A3(B3)と判別される。 In ST3, it is determined whether or not the waveform output equal to or higher than the threshold value H is two or more within a predetermined time, and if it is determined that the waveform output equal to or higher than the threshold value H is not a plurality of times within a predetermined time (ST3-No). The state is determined as state A3 (B3). If it is determined that the waveform output equal to or greater than the threshold value H is a plurality of times within a predetermined time (ST3-Yes), it is determined that the state is A4 (B4). It should be noted that if the threshold value H is equal to or greater than one time regardless of other than within the predetermined time, and the waveform output equal to or greater than the threshold value H is multiple times other than the predetermined time, the state is determined as state A3 (B3).
そして、上記第1焦電素子12aと同様に第2焦電素子12bの波形信号についても比較して各波形出力に応じた状態判別を行う(B0〜B4)。そして、上記表1に基づいて第1焦電素子12a及び第2焦電素子12bのそれぞれの波形出力の状態を論理合成し、人体が監視エリア内に進入したか否かの判別を行い、この判別結果に基づいて各種制御を行う。なお、第1焦電素子12aや第2焦電素子12bの波形出力の状態がA2(B2)、A3(B3)の場合は、各波形出力が検知間隔時間外か検知間隔時間内かに応じて、表1の論理合成に基づいて人体の進入の有無を判別している。
Then, similarly to the first
次に、本例の人体検知センサ1の第2形態として、上述した第1形態における2つの焦電素子をさらに2つ増やして4つの焦電素子を備えた人体検知センサ1について説明する。なお、以下に説明する第2形態の人体検知センサ1において、第1形態の人体検知センサ1と同一の構成部分については説明は省略し、異なる構成部分についてのみ説明する。
Next, as a second form of the human
第2形態では、図1における一点鎖線の構成を4つ用いて、第3の焦電素子として第3焦電素子12c、第4の焦電素子として第4焦電素子12dを備えた構成である。検知エリアの配置としては、図7に示すように、第3焦電素子12cの検知エリアとして検知エリアC、第4焦電素子12dの検知エリアとして検知エリアDをそれぞれ第1形態と同様に隣接する検知エリアの極性が全て逆極性になるように配置する。そして、検知エリアAと検知エリアBとの論理合成(表1に基づく)、検知エリアCと検知エリアDとの論理合成(表1に準ずる)により人体の進入の有無を検知している。このように、第2形態では、第1、第2焦電素子12a、12bと第3、第4焦電素子12c、12dとを組み合わせることで、第1形態に比べてより広範囲で密な監視エリアを設定することが可能となり、より確実に人体検知を行うことができる。
In the second mode, the configuration of the fourth
次に、本例の人体検知センサ1の第3形態として、上述した第1形態の人体検知センサ1に焦電素子に1つ焦電素子を増やして3つの焦電素子を具備した構成例について説明する。なお、以下に説明する第3形態の人体検知センサ1において、第1形態の人体検知センサ1と同一の構成部分については説明は省略し、異なる構成部分についてのみ説明する。
Next, as a third form of the human
第3形態では、図1における一点鎖線の構成を3つ用いて、第3の焦電素子として第3焦電素子12cを備えた構成である。検知エリアの配置としては、図8や図9に示すように、第3焦電素子12cの検知エリアとして検知エリアCを第1形態と同様にセンサ本体を中心とする略放射線上で隣接する検知エリアの極性が全て逆極性になるように配置する。そして、図8のような配置の場合は、検知エリアA−検知エリアBとの間で論理合成(表1に基づく)、検知エリアB−検知エリアCとの間で論理合成(表1に準ずる)、検知エリアA−検知エリアCとの間で論理合成(表1に準ずる)に基づいて人体の進入の有無を検知している。また、図9のような配置の場合は、検知エリアA−検知エリアBとの間で論理合成(表1に準ずる)、検知エリアB−検知エリアCとの間で論理合成(表1に準ずる)の何れかに基づいて人体の進入の有無を検知している。このように第1、第2焦電素子12a、12bに第3焦電素子12cを組み合わせて、第1形態における検知エリアA、検知エリアBに加えて検知エリアCを配置することで、より正確な人体検知を実現することができる。なお、図8に示すような配置例の場合、検知エリアA−検知エリアCとの間は検知エリアA、検知エリアBとの間よりも間隔が広くなっているため、検知検知エリアA−検知エリアCとの間の検知間隔時間は、検知エリアA、検知エリアBとの間における検知間隔時間よりも長く設定されている。
In the third embodiment, the configuration of the third
次に、図10と図11を参照しながら、上記構成の人体検知センサ1を用いた応用例を、応用例1、応用例2としてそれぞれ具体的に説明する。
Next, application examples using the human
(応用例1)
応用例1として、夜間等における監視エリア内への進入者の顔や姿を撮像して記録メディアなどに記録する装置などに採用される例である。従来では、遠くの人体を撮像するために比較的光量を多くして遠くまで撮像できるようにしていた。しかし、この状態でカメラから近距離に近接した人体を撮像すると、光量の関係でハレーションを起こしてしまい撮像した顔や姿がぼやけて確認しにくいという問題があった。
そこで、人体が進入した際の進入場所に応じて人体とカメラとの遠近間隔を測り、画像撮像時のライトの光量調整を行うため、図10に示すように、本例の人体検知センサ1の検知エリアである検知エリアA、Bを例えばx1〜x4のようにそれぞれ交互にエリア分けして配置し、配置した全エリアを監視エリアX1〜X0、X1〜X2としている。光量の調整方法としては、X0〜X1の間に人体が進入した場合、第1焦電素子12aのみで検知していることになるため、カメラから遠い位置に人体を検知していることになるので、通常通りの光量で照射する。また、X1〜X2の間に人体が進入した場合、第1焦電素子12a及び/又は第2焦電素子12bで検知していることになるため、カメラから近い位置に人体を検知していることになるので、光量を抑えてエリア位置に応じて光量調整を行う。
従って、x1〜x4のエリア間に人体が進入した際の進入場所に応じて光量調整が行えるので、撮像時のハレーションを起こすことなく確実に人体の撮像が可能となる。
(Application 1)
Application example 1 is an example that is employed in a device that captures the face and figure of an intruder entering a monitoring area at night or the like and records the image on a recording medium or the like. Conventionally, in order to image a distant human body, a relatively large amount of light can be captured so that it can be imaged far. However, when a human body close to a short distance from the camera is imaged in this state, there is a problem that halation occurs due to the amount of light, and the captured face and figure are blurred and difficult to check.
Therefore, in order to measure the distance between the human body and the camera according to the place where the human body has entered and to adjust the light amount of the light at the time of image capture, as shown in FIG. Detection areas A and B, which are detection areas, are alternately divided into areas such as x1 to x4, for example, and all the arranged areas are set as monitoring areas X1 to X0 and X1 to X2. As a light amount adjustment method, when a human body enters between X0 and X1, since it is detected only by the first
Therefore, since the light amount can be adjusted according to the place where the human body enters between the areas x1 to x4, the human body can be reliably imaged without causing halation during imaging.
(応用例2)
応用例2では、検知エリア内に進入する小動物による誤報検知を改善するため、図11に示すように、本例の人体検知センサ1の検知エリアである検知エリアA、Bを例えばx1〜x4のようにそれぞれ交互にエリア分けして配置し、各エリアの大きさを小動物が1エリア内に入る程度の領域に設定し、且つ、両エリアにまたがって入らないように所定間隔(領域間隔としては小動物が入れる程度の大きさ)を設ける。これにより、片方のエリアのみで検知した場合は小動物であると判別し、各エリアx1〜x4のうち少なくとも2つのエリアに亘って検知した場合にのみ人体であると検知する。これにより、人体と小動物との判別が可能となり、小動物が検知エリア内への進入に伴う誤報検知を改善することができる。
(Application example 2)
In application example 2, in order to improve false alarm detection by a small animal entering the detection area, as shown in FIG. 11, detection areas A and B, which are detection areas of the human
このように、上述した人体検知センサ1は、+極性と−極性の両極性を一対としたデュアルエレメント構成の焦電素子を用いて複数の検知エリアを形成し、且つ、複数の検知エリアにおいてセンサ本体を中心とする略放射線上で隣接する異なる組の+極性の素子の検知エリアと−極性の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係になるように配置する。そして、各検知エリアA、Bのそれぞれから出力された波形信号と予め設定された閾値とを比較してそれぞれ状態比較し、この比較結果に基づいた状態比較信号を基に論理合成して検知エリア内への人体の進入の有無を判別する。
これにより、人体が人体検知センサ1に向かって進入した場合であっても、各検知エリアから出力される波形信号に基づいて検知エリア内に人体が進入したか否かを判別できるので、確実に人体検知を行うことができる。
As described above, the human
Thus, even when the human body enters the human
ところで、上述した形態では、監視エリアの外側から順に検知エリアA、検知エリアB(第2形態では検知エリアC、検知エリアD)のように配置される例について説明したが、センサ本体を中心とする略同心円状に複数の検知エリアを形成し、且つ、複数の検知エリアにおいてセンサ本体を中心とする略放射線上で隣接する異なる組の+極性の素子の検知エリアと−極性の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係にあれば、人体検知センサ1の配置場所や配置位置によって各検知エリアの位置を自由に設定することができる。
By the way, in the above-described embodiment, an example in which the detection area A and the detection area B (the detection area C and the detection area D in the second embodiment) are sequentially arranged from the outside of the monitoring area has been described. A plurality of detection areas are formed in a substantially concentric shape, and at least of the detection areas of the + polarity elements and the -polarity detection areas of different pairs adjacent to each other on the substantially radiation centering on the sensor body in the plurality of detection areas. If one of the areas has a reverse polarity relationship, the position of each detection area can be freely set according to the arrangement location or arrangement position of the human
以上、本願発明における最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。 As mentioned above, although the best form in this invention was demonstrated, this invention is not limited with the description and drawing by this form. That is, it is a matter of course that all other forms, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this form are included in the scope of the present invention.
1 人体検知センサ
11 集光手段
12(12a、12b) 焦電素子
13(13a、13b) 信号処理手段
14(14a、14b) 状態比較手段
15 判別処理手段
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記複数組の焦電素子は、複数の検知エリアを形成し、且つ、該複数の検知エリアにおいて前記センサ本体を中心とする略放射線上で隣接する異なる組の+極性の素子の検知エリアと−極性の素子の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係にあり、
前記複数組の検知エリアから集光した赤外線のエネルギー変化量に基づく波形信号と予め設定した閾値とを比較し、この比較結果に基づく信号の論理合成によって人体の進入を判別することを特徴とする人体検知センサ。 A human body detection sensor comprising a plurality of pyroelectric elements having a dual element configuration in which a + polar element and a -polar element are paired,
The plurality of sets of pyroelectric elements form a plurality of detection areas, and in the plurality of detection areas, the detection areas of different sets of + polar elements adjacent to each other substantially on the center of the sensor body and − At least one of the detection areas of the polar element is in a reverse polarity relationship,
A waveform signal based on an energy change amount of infrared rays collected from the plurality of detection areas is compared with a preset threshold value, and the approach of a human body is determined by logical synthesis of signals based on the comparison result. Human body detection sensor.
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