JP2012132834A - 人体検知装置及び人体検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の領域内に継続的に留まっている人の有無のみを選択的に検知することが可能な人体検知装置を提供する。
【解決手段】 人体検知装置１は、赤外線の変化量に応じた電気信号を出力するデュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２と、出力された電気信号が閾値を超えた場合に検知信号を出力する比較部２２と、検知信号が出力される度に、検知信号が出力されてからの経過時間を計時する第２タイマ２４と、該第２タイマ２４により計時された経過時間に基づいて、所定の時間（例えば３秒）よりも短い時間間隔で検知信号が出力される事象が繰り返して発生したか否かを判定し、該事象が繰り返して発生したと認められた場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人（着席している人）がいると判定する状態判定部２５とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、赤外線式の人体検知装置、及び、人体検知方法に関する。

人体から入射される赤外線の変化量に応じた電気信号を出力する焦電型赤外線センサを利用して、人の有無を検知する赤外線式人体検知装置が従来から知られており、例えば、防犯用の侵入検知装置や照明用自動スイッチ等に使用されている。このような赤外線式人体検知装置として、特許文献１には、閾値を超えるようなレベルの大きい背景ノイズが発生した場合にも誤検出を抑制することができる物体検出装置が開示されている。この物体検知装置では、背景ノイズの波形が、立上り・立下りともに緩やかな特性を示すのに対し、人体検出信号の波形は、立上り・立下りとも鋭く、背景ノイズの波形とは明らかに異なった特性を示すことに着目し、所定の検知エリアから放射される赤外線の変動量に応じた赤外線検出部の検出出力が、第１の閾値と第２の閾値との間に継続して含まれている時間に基づいて、所定の検知エリアに物体が存在するか否かが判定される。

また、特許文献２には、赤外線量の変化を検出する都度、移動物体の速度に応じた適切な判定時間を設定することができ、誤報防止と失報防止とを両立した人体検知器が開示されている。この人体検知器では、赤外線の変化量が人体検知用の閾値を超える変化を検出した後に所定の判定時間を計時し、この判定時間内に、赤外線の変化量が人体検知用の閾値を超える変化が検知されたときに人体と判定している。より具体的には、この人体検知器では、まず、設定された監視領域から検出された赤外線の変化量が所定の正常範囲を逸脱してから正常範囲に復帰するまでの変動時間が計時される。次に、人体検知用の閾値を超える変化を最初に検出したときに計時された変動時間を用いて判定時間が設定される。そして、設定された判定時間内に、人体検知用の閾値を超える変化が検知されると人体と判定される。

特開２００４−１１７２５０号公報 特開２００１−８６２６２号公報

ところで、近年、ＣＯ_２排出量削減等の観点から、電気機器の低消費電力化（省エネルギー化）が社会的に求められている。そのために、例えば、人体検知装置で人の有無を検知し、人がいるときに電源をオンし、人がいなくなると電源を自動的にオフする電気機器などが実用化されている。その際に、例えば、後ろを歩いて通り過ぎるような人は検知することなく、所定の領域内に着席している人の有無のみを検知したいというような要望がある。しかしながら、上述した特許文献１，２記載の検知装置では、着席している人と後ろを通り過ぎる人とを区別することができないため、着席中の人のみならず、後ろを通り過ぎる人も検知してしまう。その結果、不必要な状況で、電気機器の電源がオンされ、省エネルギー効果が低減してしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、所定の領域内に継続的に留まっている人の有無のみを選択的に検知することが可能な人体検知装置及び人体検知方法を提供することを目的とする。

本願の発明者達は、上記の問題点につき鋭意検討を重ねた結果、例えば、人が椅子に着席しているときや、人が離席状態から着席状態に移る際には、赤外線センサの出力の変動が一定時間持続し、一方、少し離れたところを人や小動物などが通り過ぎる際には、赤外線センサの出力が短時間で収束して定常状態に戻るとの知見を得た。

そこで、本発明に係る人体検知装置は、赤外線の変化量に応じた電気信号を出力する赤外線センサと、赤外線センサから出力された電気信号が閾値を超えた場合に検知信号を出力する比較手段と、検知信号が出力される度に、検知信号が出力されてからの経過時間を計時する計時手段と、計時手段により計時された経過時間に基づいて、所定の時間よりも短い時間間隔で検知信号が出力される事象が繰り返して発生したか否かを判定し、該事象が繰り返して発生したと認められた場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定する判定手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る人体検知方法は、赤外線の変化量に応じた電気信号を出力する赤外線センサから出力された電気信号が閾値を超えた場合に検知信号を出力する比較ステップと、検知信号が出力される度に、検知信号が出力されてからの経過時間を計時する計時ステップと、計時ステップにおいて計時された経過時間に基づいて、所定の時間よりも短い間隔で検知信号が出力される事象が繰り返して発生したか否かを判定し、該事象が繰り返して発生したと認められた場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定する判定ステップとを備えることを特徴とする。

上述したように、例えば、人が椅子に着席しているときや、人が離席状態から着席状態に移る際には、赤外線センサの出力の変動が一定時間持続する（すなわち検知信号が繰り返して出力される）。一方、少し離れたところを人や小動物などが通り過ぎる際には、赤外線センサの出力が短時間で収束して定常状態に戻る（すなわち検知信号が出力されなくなる）。本発明に係る人体検知装置又は人体検知方法によれば、検知信号が出力される度に、検知信号が出力されてからの経過時間が計時され、所定の時間よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力された場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定される。すなわち、赤外線センサの出力変動が持続している場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定される。よって、例えば、着席している人と後ろを通り過ぎる人とを判別し、後ろを通過する人を検知することなく、所定の領域内に着席している人の有無のみを検知することができる。すなわち、所定の領域内に継続的に留まっている人の有無のみを選択的に検知することが可能となる。なお、本発明に係る人体検知装置又は人体検知方法によれば、単発で発生するノイズも除去することができるため、ノイズによる誤検知も低減することができる。

本発明に係る人体検知装置では、上記判定手段が、所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態において、第１の所定時間継続して検知信号が出力されない場合、さらに第２の所定時間継続して前記検知信号が出力されないときには、所定の領域内に留まっている人がいないと判定し、該第２の所定時間が経過する前に検知信号が出力された場合には、該検知信号が出力された時点から第３の所定時間が経過するまでの間、第４の所定時間よりも短い時間間隔で検知信号が出力される事象が繰り返して発生したと認められた場合に、所定の領域内に留まっている人がいると判定し、第３の所定時間が経過するまでの間、当該事象が繰り返して発生しなかった場合に、所定の領域内に留まっている人がいないと判定することが好ましい。

また、本発明に係る人体検知方法では、上記判定ステップにおいて、所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態において、第１の所定時間継続して検知信号が出力されない場合、さらに第２の所定時間継続して検知信号が出力されないときには、所定の領域内に留まっている人がいないと判定し、該第２の所定時間が経過する前に検知信号が出力された場合には、該検知信号が出力された時点から第３の所定時間が経過するまでの間、第４の所定時間よりも短い時間間隔で検知信号が出力される事象が繰り返して発生したと認められた場合に、所定の領域内に留まっている人がいると判定し、第３の所定時間が経過するまでの間、当該事象が繰り返して発生しなかった場合に、所定の領域内に留まっている人がいないと判定することが好ましい。

この場合、所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態において、第１の所定時間継続して検知信号が出力されず、かつ、さらに第２の所定時間継続して検知信号が出力されないときに、所定の領域内に留まっている人がいないと判定される。一方、第１の所定時間継続して検知信号が出力されなかった場合であっても、その後、第２の所定時間が経過する前に検知信号が出力された場合には、該検知信号が出力された後、第３の所定時間が経過するまでの間、第４の所定時間よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力された場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定される。すなわち、赤外線センサの出力変動が第３の所定時間の間、持続している場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定される。一方、第３の所定時間が経過するまでの間、第４の所定時間よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力されなかった場合には、所定の領域内に留まっている人がいないと判定される。よって、所定の領域内に留まっている人がいる状態から、所定の領域内に留まっていた人がいなくなったか否か（例えば着席していた人が離席したか否か）を確実に判定することが可能となる。

本発明に係る人体検知装置では、上記判定手段は、所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態において、検知信号が出力された場合に、該検知信号が出力された時点から第５の所定時間が経過するまでの間、第６の所定時間よりも短い時間間隔で検知信号が出力される事象が繰り返して発生したと認められた場合に、所定の領域内に留まっている人がいると判定し、第５の所定時間が経過するまでの間、当該事象が繰り返して発生しなかった場合に、所定の領域内に留まっている人がいないと判定することが好ましい。

また、本発明に係る人体検知方法では、上記判定ステップにおいて、所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態において、検知信号が出力された場合に、該検知信号が出力された時点から第５の所定時間が経過するまでの間、第６の所定時間よりも短い時間間隔で検知信号が出力される事象が繰り返して発生したと認められた場合に、所定の領域内に留まっている人がいると判定し、前記第５の所定時間が経過するまでの間、当該事象が繰り返して発生しなかった場合に、所定の領域内に留まっている人がいないと判定することが好ましい。

この場合、所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態において、検知信号が出力された場合、該検知信号が出力された後、第５の所定時間が経過するまでの間、第６の所定時間よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力された場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定される。すなわち、赤外線センサの出力変動が第５の所定時間の間、持続している場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定される。一方、第５の所定時間が経過するまでの間、第６の所定時間よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力されなかった場合には、所定の領域内に留まっている人がいないと判定される。よって、所定の領域内に留まっている人がいない状態から、所定の領域に人が入ってきて留まったか否か（例えば人が着席したか否か）を確実に判定することが可能となる。

本発明に係る人体検知装置は、判定手段による判定結果を出力する出力手段を備えることが好ましい。

また、本発明に係る人体検知方法は、判定ステップでの判定結果を出力する出力ステップを備えることが好ましい。

この場合、判定結果、すなわち、所定の領域内に留まっている人（例えば着席している人）の有無のみが出力される。すなわち、後ろを通り過ぎる人などがいたとしても、排除することができる。そのため、例えば、出力された判定結果に応じて電気機器の電源をオン・オフするように構成した場合、不必要な状況で電気機器の電源がオンされ、省エネルギー効果が低減してしまうことを防止することが可能となる。

本発明に係る人体検知装置では、所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態にあるときに、比較手段が、閾値を、所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態にあるときよりも低くすることが好ましい。

また、本発明に係る人体検知方法では、所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態にあるときに、比較ステップにおいて、閾値を、所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態にあるときよりも低くすることが好ましい。

この場合、所定の領域内に留まっている人がいるときに、留まっている人がいないときよりも閾値が低くされ、検知感度が高められる。例えば、着席状態では、頭を動かす程度の小さな動きについても検出したいが、感度を高くすると、離席状態でノイズを拾い易くなってしまう。そこで、人が離席状態から着席状態に移るときには、大きな動きとなり、赤外線センサの出力も大きくなることに着眼し、着席状態のときには、離席状態のときよりも閾値を下げることによって、着席状態では感度を上げて小さな動きも検知可能としつつ、離席状態では感度を下げてノイズの影響を低減することが可能となる。

本発明に係る人体検知装置は、増幅率を可変することができ、赤外線センサから出力される電気信号を増幅する増幅器と、所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態にあるときに、増幅器の増幅率を、所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態にあるときよりも大きくする切替手段とを備えることが好ましい。

また、本発明に係る人体検知方法は、所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態にあるときに、赤外線センサから出力される電気信号を増幅する増幅器の増幅率を、所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態にあるときよりも大きくする切替ステップを備えることが好ましい。

この場合、所定の領域内に留まっている人がいるときに、留まっている人がいないときよりも増幅器の増幅率が大きくされ、検知感度が高められる。よって、例えば、着席状態のときには、離席状態のときよりも増幅率を上げることによって、着席状態では感度を上げて小さな動きも検知可能としつつ、離席状態では感度を下げてノイズの影響を低減することが可能となる。

本発明に係る人体検知装置では、上記赤外線センサとして、極性が逆になるように直列に接続された２つの焦電素子を有するデュアルタイプの焦電型赤外線センサが好適に用いられる。

本発明によれば、所定の時間よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力された場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定する構成としたので、所定の領域内に継続的に留まっている人の有無のみを選択的に検知することが可能となる。

実施形態に係る人体検知装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る人体検知装置による判定状態の状態遷移図である。 実施形態に係る人体検知装置による、着席状態における人体検知処理（着席状態処理）の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る人体検知装置による、離席判定状態における人体検知処理（離席判定処理）の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る人体検知装置による、離席状態における人体検知処理（離席状態処理）の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る人体検知装置による、着席判定状態における人体検知処理（着席判定処理）の処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る人体検知装置による、着席判定処理・離席判定処理を説明するための図（離席判定）である。 実施形態に係る人体検知装置による、着席判定処理・離席判定処理を説明するための図（着席判定）である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１を用いて、実施形態に係る人体検知装置１の構成について説明する。図１は、人体検知装置１の構成を示すブロック図である。

人体検知装置１は、検知可能領域に存在する人のうち、所定の領域内に継続的に留まっている人の有無のみを選択的に検知するものである。例えば、人体検知装置１は、机の上におかれたパーソナルコンピュータのモニタなどと接続して、または内蔵して用いられる。このような場合、人体検知装置１は、机に備え付けられている椅子の後ろを歩いて通り過ぎるような人は検知することなく、机の前の椅子に着席している人の有無のみを選択的に検知し、その検知結果に応じて、モニタの電源を自動的にオン・オフする。なお、以下、「着席、離席」という文言を、「所定の領域内に留まっている、所定の領域内に留まっていない」ことの例示として用いる。

そのために、人体検知装置１は、人体（人体の一部を含む）などから入射される赤外線の変化量に応じた電気信号を出力する赤外線検出器１０、及び、該赤外線検出器１０から出力された電気信号（出力信号）を処理して、所定の領域内に継続的に留まっている人（例えば着席している人）の有無を検知する信号処理ユニット２０を備えている。赤外線検出器１０は、集光部１１、デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２、増幅部１３、及び、帯域フィルタ（バンドパスフィルタ）１４を有している。また、信号処理ユニット２０は、Ａ／Ｄ変換部２１、比較部２２、第１タイマ２３、第２タイマ２４、状態判定部２５、出力部２６、及び切替部２７を有している。以下、各構成について詳細に説明する。

集光部１１は、多分割レンズを備えている。人体から発せられた赤外線は、集光部１１の多分割レンズによって集光され、デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２に入力される。

デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２は、極性が逆になるように直列に接続された２つの焦電素子を有しており、この２つの焦電素子それぞれに入射される赤外線の変化量の差動信号を検出信号として出力する。すなわち、デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２は、特許請求の範囲に記載の赤外線センサに相当する。デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２は、増幅部１３に接続されており、デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２から出力された電気信号は増幅部１３に入力される。

増幅部１３は、デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２から入力される電気信号を増幅するものであり、動的に増幅率（ゲイン）を変えることができるプログラマブル・ゲイン・アンプが好適に用いられる。増幅部１３は、特許請求の範囲に記載の増幅器に相当する。ここで、外付けのプログラマブル・ゲイン・アンプを用いる場合には、設定を受け付けるために設けられているアンプ側の入力ポートと、マイクロプロセッサの出力ポートとを接続し、マイクロプロセッサのポート出力（Ｈｉ，Ｌｏ）を制御することにより、増幅率を切替える。なお、切替えの詳細については後述する。一方、マイコン内蔵型のプログラマブル・ゲイン・アンプを用いる場合には、マイコンのレジスタ（設定）をソフト的に書換えることで、増幅率を変更する。増幅部１３で増幅された電気信号は、帯域フィルタ１４に出力される。

帯域フィルタ１４は、増幅部１３から出力される電気信号のうち人体の検出に不要な周波数成分（ノイズ成分）を除去する。本実施形態では、通過帯域が１Ｈｚ〜３０Ｈｚの帯域フィルタを用いた。なお、Ａ／Ｄ変換後にデジタルフィルタを用いてフィルタリング処理を施すことによりノイズを除去する構成としてもよい。帯域フィルタ１４から出力された電気信号（出力信号）は、信号処理ユニット２０に出力される。

信号処理ユニット２０は、上述したように、赤外線検出器１０から入力される出力信号を処理して、所定の領域内に継続的に留まっている人（例えば着席している人）の有無を検知するものである。信号処理ユニット２０は、Ａ／Ｄ変換部２１、及び、該Ａ／Ｄ変換部２１を介して入力される出力信号に対して演算処理を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムやデータを記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、及びデータがバックアップされているバックアップＲＡＭなどにより構成されている。信号処理ユニット２０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムが、マイクロプロセッサによって実行されることにより、比較部２２、第１タイマ２３、第２タイマ２４、状態判定部２５、出力部２６、及び、切替部２７の機能が実現される。なお、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどはそれぞれ独立したチップから構成されていてもよいし、これらが１つのチップに収められたマイクロコンピュータ（マイコン）により構成されていてもよい。

Ａ／Ｄ変換部２１は、Ａ／Ｄコンバータにより構成され、赤外線検出器１０（帯域フィルタ１４）から出力された出力信号（アナログ信号）を所定のサンプリング周期でデジタルデータに変換する。なお、デジタル変換された出力信号は、比較部２２に出力される。

比較部２２は、デジタル変換された赤外線検出器１０の出力信号の値と、予め設定された所定の閾値とを比較し、出力信号の値が該閾値よりも大きい場合に、人体が検知されたことを示す検知信号を出力する。すなわち、比較部２２は、特許請求の範囲に記載の比較手段として機能する。なお、ここで、赤外線検出器１０（デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２）の出力信号は、定常状態に対してプラス方向とマイナス方向へ変化するため（図７，８参照）、閾値は、定常状態のプラス側の第１閾値（図７，８中の第１閾値）と、マイナス側の第２閾値（図７，８中の第２閾値）の２つ設定される。よって、比較部２２では、デジタル変換された赤外線検出器１０の出力信号の値が第１閾値を超えた場合、及び、第２閾値を下回った場合に検知信号が出力される。なお、出力信号の絶対値をとって、プラス側の第１閾値のみと比較する構成としてもよい。比較部２２によって生成された検知信号は状態判定部２５に出力される。

状態判定部２５は、図２に示されるように、４つの判定状態（着席状態１００、離席判定状態１１０、離席状態１２０、着席判定状態１３０）を取り、該４つの判定状態の間を遷移して、着席している人の有無を判定する。ここで、着席状態１００は、所定の領域内に留まっている人（ここでは着席している人）がいると判定された状態であり、離席判定状態１１０は、所定の領域内に留まっていた人（着席している人）がいなくなったか否か（離席したか否か）を判定している状態である。また、離席状態１２０は、所定の領域内に留まっている人（着席している人）がいないと判定された状態であり、着席判定状態１３０は、所定の領域に人が入ってきて留まったか否か（着席したか否か）を判定している状態である。

状態判定部２５は、着席状態１００、離席判定状態１１０、着席判定状態１３０において、検知信号が出力されてからの経過時間、及び、判定状態が着席状態１００から離席判定状態１１０に移行してからの経過時間を計時する第１タイマ２３と、離席判定状態１１０及び着席判定状態１３０において、検知信号が出力される度に、該検知信号が出力されてからの経過時間を計時する第２タイマ２４（特許請求の範囲に記載の計時手段に相当）とを有している。状態判定部２５は、検知信号、及び第１タイマ２３、第２タイマ２４の状態に基づいて、所定の領域内に継続的に留まっている人（着席している人）の有無を判定する。

状態判定部２５は、着席状態１００において検知信号が出力された場合、第１タイマ２３に第１の所定時間（例えば２０秒）をセットする。そして、検知信号が出力されてから、第１の所定時間経過前（すなわち第１タイマ２３がタイムアウトする前、２０秒以内）に新たな検知信号が出力された場合、継続して着席している人がいると判定し、着席状態１００を保持する。また、新たな検知信号が出力された際に、状態判定部２５は、第１タイマ２３に第１の所定時間（２０秒）を再びセットする。一方、状態判定部２５は、前回検知信号が出力されてから、第１の所定時間（２０秒間）継続して検知信号が出力されない場合（すなわち第１タイマ２３がタイムアウトした場合）、離席判定状態１１０に移行する。

状態判定部２５は、離席判定状態１１０に移行したときに、まず、第１タイマ２３に第２の所定時間（例えば１０秒）をセットする。そして、状態判定部２５は、離席判定状態１１０に移行した後、第２の所定時間（１０秒間）継続して検知信号が出力されない場合（すなわち第１タイマ２３がタイムアウトした場合）、離席状態１２０に移行する。一方、状態判定部２５は、離席判定状態１１０に移行した後、第２の所定時間経過前（１０秒以内）に検知信号が出力された場合、第１タイマ２３に第３の所定時間（例えば５秒）をセットするとともに、第２タイマ２４に第４の所定時間（例えば３秒）をセットする。そして、状態判定部２５は、第４の所定時間が経過する前（３秒以内）に検知信号が出力された場合、第２タイマ２４に第４の所定時間（３秒）を再びセットする。一方、第４の所定時間（３秒間）検知信号が出力されない場合（すなわち第２タイマ２４がタイムアウトした場合）、離席状態１２０に移行する（図７参照）。また、状態判定部２５は、第３の所定時間（５秒）が経過したとき（すなわち第１タイマ２３がタイムアウトしたとき）に、第２タイマ２４がタイムアウトしていない場合、すなわち、第３の所定時間（５秒）が経過するまで、第４の所定時間（３秒）よりも短い間隔で繰り返して検知信号が出力されていた場合、着席状態１００に移行する（図８参照）。

状態判定部２５は、離席状態１２０にあるときに、検知信号が出力された場合には、着席判定状態１３０に移行する。一方、判定状態部２５は、検知信号が出力されない場合には、検知信号が出力されるまで、離席状態１２０を保持する。

状態判定部２５は、着席判定状態１３０に移行したときに、第１タイマ２３に第５の所定時間（例えば５秒）をセットするとともに、第２タイマ２４に第６の所定時間（例えば３秒）をセットする。そして、状態判定部２５は、第６の所定時間が経過する前（３秒以内）に検知信号が出力された場合、第２タイマ２４に第６の所定時間（３秒）を再びセットする。一方、第６の所定時間（３秒間）検知信号が出力されない場合（すなわち第２タイマ２４がタイムアウトした場合）、離席状態１２０に移行する（図７参照）。また、状態判定部２５は、第５の所定時間（５秒）が経過したとき（すなわち第１タイマ２３がタイムアウトしたとき）に、第２タイマ２４がタイムアウトしていない場合、すなわち、第５の所定時間（５秒）が経過するまで、第６の所定時間（３秒）よりも短い間隔で繰り返して検知信号が出力されていた場合、着席状態１００に移行する（図８参照）。なお、状態判定部２５によって判定された結果（判定状態）は、出力部２６へ出力される。

出力部２６は、着席している人の有無を示す信号、及び／又は、上述した４つの判定状態を示す信号を、例えば外部に接続されている電子機器等（図示省略）に出力する。すなわち、出力部２６は、特許請求の範囲に記載の出力手段として機能する。

切替部２７は、上述した４つの判定状態に応じて、増幅部１３の増幅率を切替える。より具体的には、切替部２７は、着席状態１００にあるときに、増幅部１３の増幅率を、離席状態１２０にあるときよりも大きくなるように切替える。また、切替部２７は、離席判定状態１１０、着席判定状態１３０にあるときに、増幅部１３の増幅率を、着席状態１００での増幅率と離席状態１２０での増幅率との間になるように切替える。すなわち、切替部２７は、特許請求の範囲に記載の切替手段として機能する。このように増幅率が切替えられることにより、着席状態１００では、離席状態１２０よりも検知感度が高く設定される。また、離席判定状態１１０、着席判定状態１３０では、検知感度が、着席状態１００と離席状態１２０との間に設定される。これにより、着席状態１００では、例えば頭を動かす程度の小さな動きについても検知でき、かつ、離席状態１２０ではノイズを拾い難くなる。

また、増幅部１３の増幅率の切替えに代えて、又は加えて、上述した比較部２２の閾値を切替えてもよい。より具体的には、着席状態１００にあるときに、比較部２２の閾値は、離席状態１２０にあるときよりも低く（定常時の出力値に近く）なるように切替えられる。また、離席判定状態１１０、着席判定状態１３０にあるときに、比較部２２の閾値は、着席状態１００での閾値と離席状態１２０での閾値との間になるように切替えられる。このように閾値が切替えられることにより、着席状態１００では、離席状態１２０よりも検知感度が高く設定される。また、離席判定状態１１０、着席判定状態１３０では、検知感度が、着席状態１００と離席状態１２０との間に設定される。なお、比較部２２の閾値を切替える構成にした場合には、増幅部１３として、増幅率が固定の例えばオペアンプなどを利用した増幅器を用いるとともに、切替部２７を省略する構成としてもよい。

次に、図３〜８を併せて用いて、人体検知装置１の動作及び人体検知方法について説明する。ここで、図３は、人体検知装置１による、着席状態１００における人体検知処理（着席状態処理）の処理手順を示すフローチャートであり、図４は、離席判定状態１１０における人体検知処理（離席判定処理）の処理手順を示すフローチャートである。図５は、離席状態１２０における人体検知処理（離席状態処理）の処理手順を示すフローチャートであり、図６は、着席判定状態１３０における人体検知処理（着席判定処理）の処理手順を示すフローチャートである。また、図７は、着席判定処理・離席判定処理を説明するための図（離席判定）であり、図８は、人体検知装置１による、着席判定処理・離席判定処理を説明するための図（着席判定）である。なお、各処理は、信号処理ユニット２０において、所定の周期で繰り返して実行される。

まず、図３を参照しつつ、着席状態１００における人体検知処理（着席状態処理）について説明する。まず、ステップＳ１００では、比較部２２の閾値が低レベル（すなわち高感度）に切替えられる。なお、比較部２２の閾値の切替えに代えて、又は加えて、増幅器１３の増幅率が大きくなるように切替えてもよい。

次に、ステップＳ１０２では、第１タイマ２３に第１の所定時間（例えば２０秒）がセットされる。続くステップＳ１０４では、検知信号が出力されたか否かについての判断が行われる。ここで、検知信号が出力された場合には、ステップＳ１０２に処理が移行し、再び、第１タイマ２３に第１の所定時間（例えば２０秒）がセットされる。一方、検知信号が出力されていないときには、ステップＳ１０６に処理が移行する。

ステップＳ１０６では、第１タイマ２３の値がディクリメントされる。その後、ステップＳ１０８では、第１タイマ２３の値がゼロになったか否か（すなわち、第１タイマ２３がタイムアウトしたか否か）についての判断が行われる。ここで、第１タイマ２３の値がゼロになっていない場合（第１タイマ２３がタイムアウトしていない場合）には、ステップＳ１０４に処理が移行し、上述したステップＳ１０４以降の処理が再度実行される。一方、第１タイマ２３の値がゼロになったとき、すなわち、例えば２０秒間検知信号が出力されず、第１タイマ２３がタイムアウトしたときには、着席していた人が離席したか否かを判定する離席判定状態１１０へ移行する。

次に、図４を参照しつつ、離席判定状態１１０における人体検知処理（離席判定処理）について説明する。まず、ステップＳ２００では、比較部２２の閾値が中間レベル（すなわち中間感度）に切替えられる。なお、比較部２２の閾値の切替えに代えて、又は加えて、増幅器１３の増幅率を中間レベルに切替えてもよい。

次に、ステップＳ２０２では、第１タイマ２３に第２の所定時間（例えば１０秒）がセットされる。続くステップＳ２０４では、検知信号が出力されたか否かについての判定が行われる。ここで、検知信号が出力された場合には、ステップＳ２１０に処理が移行する。一方、検知信号が出力されていないときには、ステップＳ２０６に処理が移行する。

ステップＳ２０６では、第１タイマ２３の値がディクリメントされる。その後、ステップＳ２０８では、第１タイマ２３の値がゼロになったか否か（すなわち、第１タイマ２３がタイムアウトしたか否か）についての判断が行われる。ここで、第１タイマ２３の値がゼロになっていない場合（第１タイマ２３がタイムアウトしていない場合）には、ステップＳ２０４に処理が移行し、上述したステップＳ２０４以降の処理が再度実行される。一方、第１タイマ２３の値がゼロになったとき、すなわち、例えば１０秒間検知信号が出力さることなく、第１タイマ２３がタイムアウトしたときには、着席している人がいないと判定され、離席状態１２０へ移行する。

第２の所定時間（例えば１０秒）が経過する前に検知信号が出力された場合、ステップＳ２１０では、第１タイマ２３に第３の所定時間（例えば５秒）がセットされる。続くステップＳ２１２では、第２タイマ２４に第４の所定時間（例えば３秒）がセットされる。

次に、ステップＳ２１４では、第１タイマ２３の値がゼロになったか否か（すなわち、第１タイマ２３がタイムアウトしたか否か）についての判断が行われる。ここで、第１タイマ２３の値がゼロになっていない場合（第１タイマ２３がタイムアウトしていない場合）には、ステップＳ２１６に処理が移行する。一方、第１タイマ２３の値がゼロになったとき、すなわち、図８に示されるように、第４の所定時間（３秒）よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力されることにより、第２タイマ２４がタイムアウトすることなく第１タイマ２３がタイムアウトしたときには、着席している人がると判定され、上述した着席状態１００へ移行する。

第１タイマ２３がタイムアウトしていない場合、ステップＳ２１６では、第２タイマ２４の値がゼロになったか否か（すなわち、第２タイマ２４がタイムアウトしたか否か）についての判断が行われる。ここで、第２タイマ２４の値がゼロになっていない場合（第２タイマ２４がタイムアウトしていない場合）には、ステップＳ２１８に処理が移行する。一方、第２タイマ２４の値がゼロになったとき、すなわち、図７に示されるように、第４の所定時間（３秒間）検知信号が出力されず、第２タイマ２４がタイムアウトしたときには、着席している人がいないと判定され、離席状態１２０へ移行する。

第１タイマ２３及び第２タイマ２４が共にタイムアウトしていない場合、ステップＳ２１８において、第１タイマ２３がディクリメントされるとともに、ステップＳ２２０において、第２タイマ２４がディクリメントされる。

続いて、ステップＳ２２２では、検知信号が出力されたか否かについての判断が行われる。ここで、検知信号が出力された場合には、ステップＳ２１２に処理が移行し、第２タイマ２４に第４の所定時間（例えば３秒）が再びセットされた後、上述したステップＳ２１４以降の処理が再度実行される。一方、検知信号が出力されていないときには、ステップＳ２１４に処理が移行し、上述したステップＳ２１４以降の処理が再度実行される。

続いて、図５を参照しつつ、離席状態１２０における人体検知処理（離席処理）について説明する。まず、ステップＳ３００では、比較部２２の閾値が高レベル（すなわち低感度）に切替えられる。なお、比較部２２の閾値の切替えに代えて、又は加えて、増幅器１３の増幅率を低レベルに切替えてもよい。

次に、ステップＳ３０２では、検知信号が出力されたか否かについての判断が行われる。ここで、検知信号が出力された場合には、人が着席したか否かを判定する着席判定状態１３０へ移行する。一方、検知信号が出力されていないときには、検知信号が出力されるまで、本ステップが繰り返して実行される。

次に、図６を参照しつつ、着席判定状態１３０における人体検知処理（着席判定処理）について説明する。まず、ステップＳ４００では、比較部２２の閾値が中間レベル（すなわち中間感度）に切替えられる。なお、比較部２２の閾値の切替えに代えて、又は加えて、増幅器１３の増幅率を中間レベルに切替えてもよい。

次に、ステップＳ４０２では、第１タイマ２３に第５の所定時間（例えば５秒）がセットされる。続くステップＳ４０４では、第２タイマ２４に第６の所定時間（例えば３秒）がセットされる。

次に、ステップＳ４０６では、第１タイマ２３の値がゼロになったか否か（すなわち、第１タイマ２３がタイムアウトしたか否か）についての判断が行われる。ここで、第１タイマ２３の値がゼロになっていない場合（第１タイマ２３がタイムアウトしていない場合）には、ステップＳ４０８に処理が移行する。一方、第１タイマ２３の値がゼロになったとき、すなわち、図８に示されるように、第４の所定時間（３秒）よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力されることにより、第２タイマ２４がタイムアウトすることなく第１タイマ２３がタイムアウトしたときには、着席している人がいると判定され、上述した着席状態１００へ移行する。

第１タイマ２３がタイムアウトしていない場合、ステップＳ４０８では、第２タイマ２４の値がゼロになったか否か（すなわち、第２タイマ２４がタイムアウトしたか否か）についての判断が行われる。ここで、第２タイマ２４の値がゼロになっていない場合（第２タイマ２４がタイムアウトしていない場合）には、ステップＳ４１０に処理が移行する。一方、第２タイマ２４の値がゼロになったとき、すなわち、図７に示されるように、第６の所定時間（３秒間）検知信号が出力されず、第２タイマ２４がタイムアウトしたときには、着席している人がいないと判定され、離席状態１２０へ移行する。

第１タイマ２３及び第２タイマ２４が共にタイムアウトしていない場合、ステップＳ４１０において、第１タイマ２３がディクリメントされるとともに、ステップＳ４１２において、第２タイマ２４がディクリメントされる。

続いて、ステップＳ４１４では、検知信号が出力されたか否かについての判断が行われる。ここで、検知信号が出力された場合には、ステップＳ４０４に処理が移行し、第２タイマ２４に第６の所定時間（例えば３秒）が再びセットされた後、上述したステップＳ４０６以降の処理が再度実行される。一方、検知信号が出力されていないときには、ステップＳ４０６に処理が移行し、上述したステップＳ４０６以降の処理が再度実行される。

本実施形態によれば、検知信号が出力される度に、検知信号が出力されてからの経過時間が計時され、所定の時間よりも短い時間間隔（例えば３秒以内）で検知信号が繰り返して出力された場合に、着席している人がいると判定される。すなわち、赤外線検出器１０（デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２）の出力変動が持続している場合に、着席している人がいると判定される。よって、例えば、着席している人と後ろを通り過ぎる人とを判別し、後ろを通過する人を検知することなく、着席している人の有無のみを選択的に検知することが可能となる。なお、本実施形態によれば、単発で発生するノイズも除去することができるため、ノイズによる誤検知も低減することができる。

より具体的には、本実施形態によれば、着席状態１００において、第１の所定時間（例えば２０秒）継続して検知信号が出力されず、かつ、さらに第２の所定時間（例えば１０秒）継続して検知信号が出力されないときに、着席している人がいないと判定される。一方、第１の所定時間（２０秒）継続して検知信号が出力されなかった場合であっても、その後、第２の所定時間（１０秒）が経過する前に検知信号が出力された場合には、該検知信号が出力された後、第３の所定時間（例えば５秒）が経過するまでの間、第４の所定時間（例えば３秒）よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力された場合に、着席している人がいると判定される。すなわち、赤外線検出器１０（デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２）の出力変動が第３の所定時間の間（５秒間）持続している場合に、着席している人がいると判定される。一方、第３の所定時間（５秒）が経過するまでの間、第４の所定時間（３秒）よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力されなかった場合には、着席している人がいないと判定される。よって、着席していた人がいなくなったか（離席したか）否かを確実に判定することが可能となる。

また、本実施形態によれば、離席状態１２０において、検知信号が出力された場合、該検知信号が出力された後、第５の所定時間（例えば５秒）が経過するまでの間、第６の所定時間（例えば３秒）よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力された場合に、着席している人がいると判定される。すなわち、赤外線検出器１０（デュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２）の出力変動が第５の所定時間の間（５秒間）、持続している場合に、着席している人がいると判定される。一方、第５の所定時間（５秒）が経過するまでの間、第６の所定時間（３秒）よりも短い時間間隔で検知信号が繰り返して出力されなかった場合には、着席している人がいないと判定される。よって、着席している人がいない状態（離席状態１２０）から、人が入ってきて着席したか否かを確実に判定することが可能となる。

また、本実施形態によれば、判定結果、すなわち、着席している人の有無のみが出力される。すなわち、後ろを通り過ぎる人などがいたとしても、排除することができる。そのため、例えば、出力された判定結果に応じて電気機器の電源をオン・オフするように構成した場合、不必要な状況で電気機器の電源がオンされ、省エネルギー効果が低減してしまうことを防止することが可能となる。

また、本実施形態によれば、着席状態１００にあるときに、離席状態１２０よりも比較部２２の閾値が低くされ、検知感度が高められる。すなわち、着席状態１００のときには、離席状態１２０のときよりも比較部２２の閾値を下げることによって、着席状態１００では感度を上げて小さな動きも検知可能としつつ、離席状態１２０では感度を下げてノイズの影響を低減することが可能となる。

また、本実施形態によれば、着席状態１００にあるときに、離席状態１２０よりも増幅部１３の増幅率を大きくして、検知感度を高めることもできる。この場合、例えば、着席状態１００のときには、離席状態１２０のときよりも増幅率を上げることによって、着席状態１００では感度を上げて小さな動きも検知可能としつつ、離席状態１２０では感度を下げてノイズの影響を低減することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、極性が逆になるように直列に接続された２つの焦電素子を有するデュアルタイプ焦電型赤外線センサ１２を用いたが、焦電素子が１つのシングルタイプ焦電型赤外線センサや、素子が４つのクアッドタイプの焦電型赤外線センサなどを用いてもよい。

また、上述した第１タイマ２３、第２タイマ２４それぞれにセットされる第１〜第６の所定時間の値は例示であり、上記実施形態に限られることなく、適用される環境、システム等に応じて、任意に設定することができる。

また、上記実施形態では、赤外線検知器１０からの出力信号と閾値とを比較して検知信号を出力する際に、ＣＰＵとソフトウェアとによって実現された比較部２２おいてソフト的に処理をしたが、Ａ／Ｄ変換前の電気信号をコンパレータに入力して閾値と比較することにより、ハード的に処理をする構成としてもよい。

上記実施形態では、着席している人の有無を示す信号、及び／又は、上述した４つの判定状態を示す信号を、例えば外部に接続されている電子機器等に出力する構成とした。そのため、例えば、着席状態１００及び離席判定状態１１０では、電気機器の電源をオンし、離席状態１２０及び着席判状態１３０では、電気機器の電源をオフすることで、人体検知装置１が接続された電気機器の低消費電力化を図ることができる。なお、着席判定状態１３０では、着席状態１００であると判定されるまでに第５の所定時間（例えば５秒）必要であるが、着席したときに遅滞無く電気機器を起動したい場合には、着席判定状態１３０に遷移したときに電気機器の電源をオンしてもよい。なおこの場合、その後、離席状態１２０であると判定された場合には、離席状態１２０に遷移して電源がオフされる。よって、短時間で電源をオフの状態に戻すことができるため、低消費電力状態を維持することができる。

１ 人体検知装置
１０ 赤外線検出器
１１ 集光部
１２ デュアルタイプ焦電型赤外線センサ
１３ 増幅部
１４ 帯域フィルタ
２０ 信号処理ユニット
２１ Ａ／Ｄ変換部
２２ 比較部
２３ 第１タイマ
２４ 第２タイマ
２５ 状態判定部
２６ 出力部
２７ 切替部

Claims (13)

1. 赤外線の変化量に応じた電気信号を出力する赤外線センサと、
   前記赤外線センサから出力された電気信号が閾値を超えた場合に検知信号を出力する比較手段と、
   前記検知信号が出力される度に、前記検知信号が出力されてからの経過時間を計時する計時手段と、
   前記計時手段により計時された経過時間に基づいて、所定の時間よりも短い時間間隔で前記検知信号が出力される事象が繰り返して発生したか否かを判定し、該事象が繰り返して発生したと認められた場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定する判定手段と、を備えることを特徴とする人体検知装置。
2. 前記判定手段は、前記所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態において、第１の所定時間継続して前記検知信号が出力されない場合、さらに第２の所定時間継続して前記検知信号が出力されないときには、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定し、該第２の所定時間が経過する前に前記検知信号が出力された場合には、該検知信号が出力された時点から第３の所定時間が経過するまでの間、第４の所定時間よりも短い時間間隔で前記検知信号が出力される事象が繰り返して発生したと認められた場合に、前記所定の領域内に留まっている人がいると判定し、前記第３の所定時間が経過するまでの間、当該事象が繰り返して発生しなかった場合に、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定することを特徴とする請求項１に記載の人体検知装置。
3. 前記判定手段は、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態において、前記検知信号が出力された場合に、該検知信号が出力された時点から第５の所定時間が経過するまでの間、第６の所定時間よりも短い時間間隔で前記検知信号が出力される事象が繰り返して発生したと認められた場合に、前記所定の領域内に留まっている人がいると判定し、前記第５の所定時間が経過するまでの間、当該事象が繰り返して発生しなかった場合に、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定することを特徴とする請求項２に記載の人体検知装置。
4. 前記判定手段による判定結果を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の人体検知装置。
5. 前記比較手段は、前記所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態にあるときに、前記閾値を、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態にあるときよりも低くすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の人体検知装置。
6. 増幅率を可変することができ、前記赤外線センサから出力される電気信号を増幅する増幅器と、
   前記所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態にあるときに、前記増幅器の増幅率を、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態にあるときよりも大きくする切替手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の人体検知装置。
7. 前記赤外線センサは、極性が逆になるように直列に接続された２つの焦電素子を有するデュアルタイプの焦電型赤外線センサであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の人体検知装置。
8. 赤外線の変化量に応じた電気信号を出力する赤外線センサから出力された電気信号が閾値を超えた場合に検知信号を出力する比較ステップと、
   前記検知信号が出力される度に、前記検知信号が出力されてからの経過時間を計時する計時ステップと、
   前記計時ステップにおいて計時された経過時間に基づいて、所定の時間よりも短い間隔で前記検知信号が出力される事象が繰り返して発生したか否かを判定し、該事象が繰り返して発生したと認められた場合に、所定の領域内に継続的に留まっている人がいると判定する判定ステップと、を備えることを特徴とする人体検知方法。
9. 前記判定ステップでは、前記所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態において、第１の所定時間継続して前記検知信号が出力されない場合、さらに第２の所定時間継続して前記検知信号が出力されないときには、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定し、該第２の所定時間が経過する前に前記検知信号が出力された場合には、該検知信号が出力された時点から第３の所定時間が経過するまでの間、第４の所定時間よりも短い時間間隔で前記検知信号が出力される事象が繰り返して発生したと認められた場合に、前記所定の領域内に留まっている人がいると判定し、前記第３の所定時間が経過するまでの間、当該事象が繰り返して発生しなかった場合に、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定することを特徴とする請求項８に記載の人体検知方法。
10. 前記判定ステップでは、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態において、前記検知信号が出力された場合に、該検知信号が出力された時点から第５の所定時間が経過するまでの間、第６の所定時間よりも短い時間間隔で前記検知信号が出力される事象が繰り返して発生したと認められた場合に、前記所定の領域内に留まっている人がいると判定し、前記第５の所定時間が経過するまでの間、当該事象が繰り返して発生しなかった場合に、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定することを特徴とする請求項９に記載の人体検知方法。
11. 前記判定ステップでの判定結果を出力する出力ステップを備えることを特徴とする請求項１０に記載の人体検知方法。
12. 前記比較ステップでは、前記所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態にあるときに、前記閾値を、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態にあるときよりも低くすることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の人体検知方法。
13. 前記所定の領域内に留まっている人がいると判定された状態にあるときに、前記赤外線センサから出力される電気信号を増幅する増幅器の増幅率を、前記所定の領域内に留まっている人がいないと判定された状態にあるときよりも大きくする切替ステップを備えることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の人体検知方法。
    

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