JP2015055493A - 人体検出装置、人体検出方法、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】赤外線センサ装置を用いて所定領域に存在している人体を確実に検出する。
【解決手段】赤外線センサ装置11,12は、検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出する。センサコントローラ13は、検出対象領域の外周のうち人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、その他のセル領域を含む内部領域とを識別する。センサコントローラ13は、内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、検出対象領域内に人体が存在すると判断し、外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、検出対象領域内に人体が存在しないと判断する。
【選択図】図1
【解決手段】赤外線センサ装置11,12は、検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出する。センサコントローラ13は、検出対象領域の外周のうち人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、その他のセル領域を含む内部領域とを識別する。センサコントローラ13は、内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、検出対象領域内に人体が存在すると判断し、外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、検出対象領域内に人体が存在しないと判断する。
【選択図】図1
Description
本発明は、赤外線センサ装置を用いた人体検出装置及び人体検出方法に関し、また、そのような人体検出装置を備えた電子機器に関する。
近年の社会情勢を受けて、省エネルギー機能を組み込んださまざまな電化製品及び事務機器等(以下、「電子機器」という)が開発、製造、及び販売されている。電子機器は例えば焦電型赤外線センサを内蔵し、焦電型赤外線センサの出力電圧信号が設計上決められたしきい値未満であれば、電子機器は、その近くにユーザが不在であると判断し、非動作モード(例えば節電モード)に移行する。一方、赤外線センサ装置の出力電圧信号がしきい値を超えれば、電子機器は、その近くにユーザが接近したと判断し、即座に非動作モードから動作モードに移行する。つまり、ユーザが接近したときのみ動作モードになり、ユーザが近くに存在しないときは非動作モードになることにより省エネルギーを実現する電子機器が既に知られている(特許文献1及び2を参照)。
電子機器の操作のために電子機器の近傍領域に存在しているユーザを検出できれば、省エネルギーのために最適な電力管理を実現することができる。しかし、焦電型赤外線センサは、その特性に起因して、ユーザが検出対象領域内で静止している状態を検出できないという問題がある。ユーザが電子機器の前でほぼ動作せずに(又は、焦電型赤外線センサにより検出できないほど小さい動作で)電子機器を使用している場合、ユーザが使用中であるにもかかわらず、突然、電子機器が動作モードから非動作モードに移行してしまう。このことはユーザの利便性を大幅に低下させるので好ましくない。
本発明の目的は、以上の課題を解決し、赤外線センサ装置を備えた人体検出装置であって、所定領域に存在している人体を確実に検出することができる人体検出装置を提供することにある。
本願発明の態様に係る人体検出装置によれば、
検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する赤外線センサ装置と、上記赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する制御装置とを備えた人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記制御装置は、上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別し、上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断し、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するように構成されたことを特徴とする。
検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する赤外線センサ装置と、上記赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する制御装置とを備えた人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記制御装置は、上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別し、上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断し、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するように構成されたことを特徴とする。
本発明の人体検出装置によれば、赤外線センサ装置を用いて、所定領域に存在している人体を確実に検出することができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
第1の実施形態.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る人体検出装置を備えた電子機器10の構成を示すブロック図である。電子機器10は、赤外線センサ装置11,12及びセンサコントローラ13を含む人体検出装置を備える。人体検出装置は、赤外線センサ装置11,12の検出範囲によって決まる検出対象領域(図1の外側の太点線で囲まれた領域)を有する。図1の例では、検出対象領域は、電子機器10に近接して地面に対して水平に広がっている。図1は、電子機器10及び検出対象領域を俯瞰により示している。赤外線センサ装置11,12は、検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する。センサコントローラ13は、赤外線光量の変化に基づいて検出対象領域内における人体の有無を判断する。電子機器10は、電源コントローラ14をさらに備え、電源コントローラ14は、電子機器10の電源がオンであるとき、センサコントローラ13の制御下で電子機器10を動作モード及び非動作モードのいずれかに設定する。センサコントローラ13は、検出対象領域内に人体が存在すると判断したとき、電子機器10を動作モードに設定し、検出対象領域内に人体が存在しないと判断したとき、電子機器10を非動作モードに設定する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る人体検出装置を備えた電子機器10の構成を示すブロック図である。電子機器10は、赤外線センサ装置11,12及びセンサコントローラ13を含む人体検出装置を備える。人体検出装置は、赤外線センサ装置11,12の検出範囲によって決まる検出対象領域(図1の外側の太点線で囲まれた領域)を有する。図1の例では、検出対象領域は、電子機器10に近接して地面に対して水平に広がっている。図1は、電子機器10及び検出対象領域を俯瞰により示している。赤外線センサ装置11,12は、検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する。センサコントローラ13は、赤外線光量の変化に基づいて検出対象領域内における人体の有無を判断する。電子機器10は、電源コントローラ14をさらに備え、電源コントローラ14は、電子機器10の電源がオンであるとき、センサコントローラ13の制御下で電子機器10を動作モード及び非動作モードのいずれかに設定する。センサコントローラ13は、検出対象領域内に人体が存在すると判断したとき、電子機器10を動作モードに設定し、検出対象領域内に人体が存在しないと判断したとき、電子機器10を非動作モードに設定する。
図1の人体検出装置は、以下のように構成される。
赤外線センサ装置11,12は、検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成される。赤外線センサ装置11は、互いに隣接した異なる第1の視野1〜4をそれぞれ有する複数の第1の赤外線センサ素子を含む第1の赤外線センサアレーを含む。例えば、赤外線センサ装置11は、視野1〜4が検出対象領域を放射状に分割するように構成される。赤外線センサ装置12は、互いに隣接した異なる第2の視野A〜Dをそれぞれ有する複数の第2の赤外線センサ素子を含む第2の赤外線センサアレーを含む。例えば、赤外線センサ装置12は、視野A〜Dが検出対象領域を放射状に分割するように構成される。赤外線センサ装置11,12は、互いに所定距離を有して電子機器10の筐体に設けられ、第1の視野1〜4と第2の視野A〜Dとは互いに交差する。各セル領域は、第1の視野1〜4のいずれか1つと第2の視野A〜Dのいずれか1つとが交差した領域である。
センサコントローラ13は、検出対象領域の外周のうち人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別する。例えば、図1の検出対象領域の外周のうち、電子機器10の筐体に近接した部分において人体が通過することはない。従って、この部分に沿って位置したセル領域は、外周領域ではなく、内部領域のセル領域として識別される。図1の例では、センサコントローラ13は、赤外線センサ装置11の視野1〜4のうち赤外線センサ装置12から最も遠隔した視野1に含まれるセル領域を、外周領域のセル領域として識別する。また、センサコントローラ13は、赤外線センサ装置12の視野A〜Dのうち赤外線センサ装置11から最も遠隔した視野Aに含まれるセル領域を、外周領域のセル領域として識別する。また、センサコントローラ13は、外周領域のセル領域以外のセル領域を内部領域のセル領域として識別する。
センサコントローラ13は、図18の人体検出処理を実行し、検出対象領域内における人体の有無を判断する。センサコントローラ13は、内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、検出対象領域内に人体が存在すると判断する。センサコントローラ13は、外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、検出対象領域内に人体が存在しないと判断する。これにより、ユーザが電子機器10の前で静止し、赤外線センサ装置11,12が赤外線光量の変化を検出できないときであっても、人体検出装置は誤って人体が存在しないと判断することはなく、検出対象領域に存在している人体を確実に検出することができる。人体検出処理の詳細については、図18を参照して後述する。
センサコントローラ13は、外周領域のセル領域のうちの互いに隣接した複数(例えば2つ)のセル領域において赤外線光量の変化を検出したとき、外周領域のセル領域から入射した赤外線光量が変化したと判断してもよい。これにより、外周領域のセル領域から入射する赤外線光量の変化を確実に検出することができる。この場合、赤外線センサ装置11,12の視野1〜4,A〜Dは、外周領域に人体が存在するとき、人体が互いに隣接した2つのセル領域を占有するように構成されている。
図2は、図1の赤外線センサ装置11,12の構成を示す側面図である。赤外線センサ装置11,12は、層状に一体構成された、レンズ21、回路基板22、及びパッケージ23を備える。レンズ21は光学マイクロレンズである。回路基板22は、赤外線センサ素子及び信号処理回路を備える(図3)。パッケージ23は、絶縁体と、絶縁体から一部が露出するように設けられた電源端子、接地端子、出力信号端子などの電極と備える。回路基板22は、レンズ21及びパッケージ23により挟まれて保護されている。
図3は、図2の回路基板22の詳細構成を示す上面図である。回路基板22は、4つの赤外線センサ素子S1〜S4を含む赤外線センサアレー31と、信号処理回路32とを備える。赤外線センサ素子S1〜S4は、回路基板22の中央において、直線上に配置される。検出対象領域から赤外線センサ装置11,12に到来する赤外線は、レンズ21(図2)により集光され、赤外線センサ素子S1〜S4に入射する。各赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧は、信号処理回路32に送られる。信号処理回路32は、赤外線センサアレー31の周辺領域に配置される。
図4は、図1の赤外線センサ装置11の視野1〜4を示す概略図である。前述のように、赤外線センサ装置11は、視野1〜4が検出対象領域を放射状に分割するように構成される。従って、赤外線センサ装置11のレンズ21及び赤外線センサ素子S1〜S4は、視野1〜4から到来した赤外線が赤外線センサ素子S1〜S4にそれぞれ入射するように構成される。例えば、視野1〜4は互いに共通部分を持たず、排他的に構成される。赤外線センサ装置12及びその視野A〜Dも、赤外線センサ装置11及びその視野1〜4と同様に構成される。
図5は、図3の信号処理回路32の詳細構成を示すブロック図である。信号処理回路32は、増幅器41−1〜41−4、スイッチSW1〜SW4、基準電圧源E1,E2、比較器42、プレレジスタPR1〜PR4、レジスタR1〜R4、及びインターフェース回路を備える。
図6は、図3の赤外線センサ素子S1〜S4の動作を説明するための波形図である。視野1〜4(又は視野A〜D)から入射する赤外線光量が変化したとき、赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4が増大するのか、それとも減少するのかは、人体の温度と背景の温度の関係に依存する。「人体の温度<背景の温度」である場合、赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4は、視野1〜4(又は視野A〜D)から入射する赤外線光量が変化したときのみ増大し、予め決められた上限しきい値を超える。一方、「人体の温度>背景の温度」である場合、赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4は、視野1〜4(又は視野A〜D)から入射する赤外線光量が変化したときのみ減少し、予め決められた下限しきい値未満になる。
再び図5を参照すると、赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4は、増幅器41−1〜41−4によりそれぞれ増幅される。増幅器41−1〜41−4の出力端子には、スイッチSW1〜SW4が接続される。スイッチSW1〜SW4は、センサコントローラ13の制御下で動作し、常に、各増幅器41−1〜41−4の出力信号のうちの1つのみを比較器42に送る。以下、比較器42に送られる増幅器41−1〜41−4の出力信号を、検出電圧V2と呼ぶ。基準電圧源E1は予め決められた上限しきい値電圧Vth1を発生し、基準電圧源E2は予め決められた下限しきい値電圧Vth2を発生する。比較器42は、検出電圧V2が上限しきい値電圧Vth1以下かつ下限しきい値電圧Vth2以上(ウインドウ幅)の範囲内にあるか否かを判断するウインドウコンパレータである。V2>Vth1又はV2<Vth2のとき、比較器42の出力信号V3はハイレベルになり、Vth2≦V2≦Vth1のとき、比較器42の出力信号V3はローレベルになる。検出電圧V2が上限しきい値Vth1を超えるか、それとも下限しきい値Vth2未満になるかは、人体の温度と背景の温度の関係に依存する。「人体の温度<背景の温度」である場合、赤外線光量が変化したとき、検出電圧V2は上限しきい値Vth1を超える。「人体の温度>背景の温度」である場合、赤外線光量が変化したとき、検出電圧V2は下限しきい値Vth2未満になる。スイッチSW1〜SW4は、「SW1→SW2→SW3→SW4→SW1→…」の順番でオンされる。これにより、比較器42は、赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4にそれぞれ対応する検出電圧V2がウインドウ幅に入っているか否かを、時分割で評価する。比較器42の出力信号V3は、プレレジスタPR4,PR3,PR2,PR1に格納される。プレレジスタPR4,PR3,PR2,PR1はシフトレジスタを構成する。赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4にそれぞれ対応する比較器42の出力信号V3がプレレジスタPR1〜PR4に格納されたとき、プレレジスタPR1〜PR4のデータはレジスタR1〜R4に一括転送される。インターフェース回路43は、センサコントローラ13から読み出し要求信号が送られたとき、レジスタR1〜R4のデータをセンサコントローラ13にシリアル転送する。
以下、図7〜図12を参照して、図1の人体検出装置の基本的動作について説明する。
図7は、図1の赤外線センサ装置11の視野1に人体51が進入する場合を示す概略図である。図8は、図7の状況下における赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4を示す波形図である。視野1に人体51が進入するやいなや、赤外線センサ素子S1に入射する赤外線光量が変化するので、赤外線センサ素子S1の出力電圧V1−1が変化している。
図9は、図7の状況下における信号処理回路32の動作を説明するためのタイミングチャートである。図9は、図8の短い期間T1における信号処理回路32内の各信号の挙動を示す。図9において、「SW1〜SW4」は、センサコントローラ13からスイッチSW1〜SW4に供給される制御信号を示し、ハイレベルのときスイッチSW1〜SW4は閉じ、ローレベルのときスイッチSW1〜SW4は開く。前述のように、赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4にそれぞれ対応する比較器42の出力信号V3がプレレジスタPR1〜PR4に格納されたとき、プレレジスタPR1〜PR4のデータはレジスタR1〜R4に一括転送される。図9によれば、赤外線センサ素子S1の出力電圧V1−1に対応する検出電圧V2のみが上限しきい値電圧Vth1を超えるので、レジスタR1のデータのみがハイレベルになり、レジスタR2〜R4のデータはローレベルになる。
図10は、図1の赤外線センサ装置11の視野1〜4に人体51が進入し、立ち止まる場合、通りすぎる場合、及び赤外線センサ装置11から遠ざかる場合を示す概略図である。ここで、図10の視野2及び視野3における人体51の存在を検出することを試みる。第1の場合において、人体51は視野1を通過して視野2及び視野3に進入し、そこで静止する。第2の場合において、人体は視野1〜4を通りすぎる。第3の場合において、視野1を通過して視野2及び視野3に進入し、赤外線センサ装置11から遠ざかる方向に進む。図11は、図10の状況下で人体51が立ち止まる場合及び赤外線センサ装置11から遠ざかる場合における赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4を示す波形図である。図12は、図10の状況下で人体51が通りすぎる場合における赤外線センサ素子S1〜S4の出力電圧V1−1〜V1−4を示す波形図である。図11によれば、1つの赤外線センサ装置11の検出結果だけでは、人体51が立ち止まる場合及び赤外線センサ装置11から遠ざかる場合を区別することができず、従って、視野2及び視野3における人体51の有無を判断することが困難である。図11の赤外線センサ装置11は、人体51の横方向の動きを検出することはできるが、縦方向の動きを検出することが困難だからである。
次に、図13〜図18を参照して、図1の人体検出装置による人体の検出について説明する。ここでは、人体は、検出対象領域において横方向に動くだけでなく、縦方向にも動く可能性がある。
図13は、図1の赤外線センサ装置11,12の検出対象領域に人体51が進入する場合を示す概略図である。ここでは、人体51が外周領域の左から内部領域の内部に移動して静止する。人体51が検出対象領域の外部から内部領域に移動するとき、人体51は必ず外周領域を通過する。次に、人体51は外周領域と内部領域をまたがって移動した後で、内部領域に進む。図14は、図13の状況下で人体51が外周領域を移動している場合における赤外線センサ装置11,12の出力信号を示す図である。図15は、図13の状況下で人体51が外周領域及び内部領域にまたがって移動している場合における赤外線センサ装置11,12の出力信号を示す図である。図16は、図13の状況下で人体51が内部領域を移動している場合における赤外線センサ装置11,12の出力信号を示す図である。図17は、図13の状況下で人体51が内部領域において静止している場合における赤外線センサ装置11,12の出力信号を示す図である。
図1の人体検出装置は、以下のように動作する。
まず、電子機器10は、電源投入及び初期化処理の完了後、ただちに非動作モードに移行する。電源投入時に人体がすでに内部領域に存在する場合、内部領域のセル領域のいずれかから入射する赤外線光量の変化を検出したとき、センサコントローラ13は、電子機器10を動作モードに設定する。
次に、電子機器10の電源投入時に人体は内部領域に存在せず、その後、人体が検出対象領域の外部から内部領域に進入する場合を考える。人体が内部領域に進入するためには、外周領域を必ず通らなければいけない。従って、人体が検出対象領域の外部から内部領域に進入する場合、外周領域の隣接した2つのセル領域から入射する赤外線光量の変化を検出し、次いで、内部領域のセル領域のいずれかから入射する赤外線光量の変化を検出する。センサコントローラ13は、この条件が満たされたとき、人体が内部領域に存在すると判断し、電子機器10を非動作モードから動作モードに移行させる。
逆に、人体が内部領域から検出対象領域の外部に立ち去る場合を考える。この場合、人体は外周領域を必ず通過する。従って、人体が内部領域から検出対象領域の外部に立ち去る場合、内部領域のセル領域のいずれかから入射する赤外線光量の変化を検出し、次いで、外周領域の隣接した2つのセル領域から入射する赤外線光量の変化を検出する。なお、人体が電子機器10を使用中に、内部領域と外周領域とを短時間に往復することがある。この場合、電子機器10が非動作モードと動作モードとを短時間で繰り返すことは利便性にかける。ゆえに、外周領域のセル領域から入射する赤外線光量の変化を検出してから一定時間にわたってすべてのセル領域で赤外線光量の変化を検出しなくなったときに限って、センサコントローラ13は電子機器10を動作モードから非動作モードに移行させる。
以上の動作をまとめると、以下のようになる。
図18は、図1のセンサコントローラ13によって実行される人体検出処理を示すフローチャートである。ステップS11において、電子機器10の電源がオンになる。ステップS12において、センサコントローラ13は、電子機器10を非動作モードに設定する。ステップS13において、センサコントローラ13は、内部領域で人体を検出したかか否かを判断し、YESのときはステップS14に進み、NOのときはステップS18に進む。ステップS14において、センサコントローラ13は、電子機器10を動作モードに設定する。ステップS15において、センサコントローラ13は、外周領域で人体を検出したかか否かを判断し、YESのときはステップS16に進み、NOのときはステップS14に戻る。ステップS16において、センサコントローラ13は、一定時間にわたって非検出の状態が継続したかか否かを判断し、YESのときはステップS17に進み、NOのときはステップS18に進む。ステップS17において、センサコントローラ13は、電子機器10を非動作モードに設定する。ステップS18において、センサコントローラ13は、外周領域で人体を検出したかか否かを判断し、YESのときはステップS13に戻り、NOのときはステップS12に戻る。
以上説明した人体検出方法を要約すると、以下のようになる。センサコントローラ13は、人体が外周領域から内部領域に移動して再び外周領域に入るまでは、人体が検出対象領域に存在し続けると判断する。センサコントローラ13は、人体が内部領域から外周領域に移動して外周領域より立ち去った後、一定時間にわたってすべてのセル領域で赤外線光量の変化を検出しなくなったときに限って、検出対象領域に人体が存在しないと判断する。
図13の人体検出方法のアルゴリズムは、センサコントローラ13内に実装される。
図13の人体検出方法のアルゴリズムは、内部領域と外周領域との間の移動を検出できる限りにおいては、様々な変更が可能である。
以上説明した人体検出方法によれば、検出対象領域に存在している人体を確実に検出することができる。
図19は、本発明の第1の実施形態の変形例に係る人体検出装置を備えた電子機器10の構成を示すブロック図である。図1の人体検出装置では、検出対象領域の外周のうち、電子機器10のに近接した部分において人体が通過することはないと仮定し、この部分に沿って位置したセル領域は、外周領域ではなく、内部領域のセル領域として識別した。従って、図1の人体検出装置では、内部領域の面積を広くすることができた。しかしながら、人体がこの部分のセル領域を通過する可能性があるのであれば、人体が通過する可能性のあるセル領域を外周領域のセル領域として識別してもよい。図19の人体検出装置は、図1の例とは異なる外周領域及び内部領域を有するように構成されている。図19によれば、内部領域に対してすべての方向に外周領域のセル領域が設けられている。外周領域のセル領域は、図1及び図19の例に限らず、検出対象領域の外周のうち人体が通過可能な部分に沿って位置していればよい。
また、図1の例では、検出対象領域が地面に対して水平に広がるように、各赤外線センサ装置11,12の赤外線センサアレーを地面に対して水平に配置した。赤外線センサ装置11,12は、その視野が共通領域を持つという条件を満たしさえすれば、赤外線センサ装置11,12を任意の場所及び向きに設置することが可能である。例えば、赤外線センサ装置11,12を地面に対して垂直方向に配置することも可能である。
また、図1の例では、各赤外線センサ装置11,12は4つの赤外線センサ素子S1〜S4を備えていたが、他の個数の赤外線センサ素子を備えていてもよい。
また、内部領域は複数のセル領域により構成され、各セル領域に座標を割り当てることができる。従って、センサコントローラ13は、人体が内部領域内のどこに静止しているのか、また、人体が内部領域内にてどのような方向に移動しているのかを認識できる。センサコントローラ13は、これらの情報を用いて、より細やかに電子機器10を制御してもよい。例えば、電子機器10が照明機器であるとする。この場合、内部領域内において人体が照明機器に近づいていく動作を検出したとき、人体検出装置は照明を段階的に明るくするように制御することができる。逆に、内部領域内において人体が照明機器から遠ざかっていく動作を検出したとき、人体検出装置は照明を段階的に暗くするように制御するもできる。
第2の実施形態.
図20は、本発明の第2の実施形態に係る人体検出装置を備えた電子機器10Aの構成を示すブロック図である。電子機器10Aは、赤外線センサ装置11A及びセンサコントローラ13Aを含む人体検出装置と、電源コントローラ14とを備える。人体検出装置は、図のような2つの1次元赤外線センサアレーである赤外線センサ装置11,12を備えることに限定されず、例えば1つの2次元赤外線センサアレーである赤外線センサ装置11Aを備えてもよい。赤外線センサ装置11Aは、検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成される。図20の人体検出装置であっても、図18の人体検出処理を図1の人体検出装置と同様に実行することができる。
図20は、本発明の第2の実施形態に係る人体検出装置を備えた電子機器10Aの構成を示すブロック図である。電子機器10Aは、赤外線センサ装置11A及びセンサコントローラ13Aを含む人体検出装置と、電源コントローラ14とを備える。人体検出装置は、図のような2つの1次元赤外線センサアレーである赤外線センサ装置11,12を備えることに限定されず、例えば1つの2次元赤外線センサアレーである赤外線センサ装置11Aを備えてもよい。赤外線センサ装置11Aは、検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成される。図20の人体検出装置であっても、図18の人体検出処理を図1の人体検出装置と同様に実行することができる。
本発明の態様に係る人体検出装置、人体検出方法、及び電子機器によれば、以下の構成を備えたことを特徴とする。
本発明の第1の態様に係る人体検出装置によれば、
検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する赤外線センサ装置と、上記赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する制御装置とを備えた人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記制御装置は、上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別し、上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断し、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するように構成されたことを特徴とする。
検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する赤外線センサ装置と、上記赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する制御装置とを備えた人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記制御装置は、上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別し、上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断し、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するように構成されたことを特徴とする。
本発明の第2の態様に係る人体検出装置によれば、第1の態様に係る人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、互いに隣接した異なる第1の視野をそれぞれ有する複数の第1の赤外線センサ素子を含む第1の赤外線センサアレーと、互いに隣接した異なる第2の視野をそれぞれ有する複数の第2の赤外線センサ素子を含む第2の赤外線センサアレーとを含み、上記各第1の視野と上記各第2の視野とは互いに交差し、上記各セル領域は、上記第1の視野のいずれか1つと上記第2の視野のいずれか1つとが交差した領域であることを特徴とする。
上記赤外線センサ装置は、互いに隣接した異なる第1の視野をそれぞれ有する複数の第1の赤外線センサ素子を含む第1の赤外線センサアレーと、互いに隣接した異なる第2の視野をそれぞれ有する複数の第2の赤外線センサ素子を含む第2の赤外線センサアレーとを含み、上記各第1の視野と上記各第2の視野とは互いに交差し、上記各セル領域は、上記第1の視野のいずれか1つと上記第2の視野のいずれか1つとが交差した領域であることを特徴とする。
本発明の第3の態様に係る人体検出装置によれば、第2の態様に係る人体検出装置において、
上記第1の赤外線センサアレーは、上記複数の第1の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成され、
上記第2の赤外線センサアレーは、上記複数の第2の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成されたことを特徴とする。
上記第1の赤外線センサアレーは、上記複数の第1の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成され、
上記第2の赤外線センサアレーは、上記複数の第2の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成されたことを特徴とする。
本発明の第4の態様に係る人体検出装置によれば、第2又は第3の態様に係る人体検出装置において、
上記第1及び第2の赤外線センサアレーは、地面に対して水平又は垂直に設けられたことを特徴とする。
上記第1及び第2の赤外線センサアレーは、地面に対して水平又は垂直に設けられたことを特徴とする。
本発明の第5の態様に係る人体検出装置によれば、第1〜第4のいずれか1つの態様に係る人体検出装置において、
上記制御装置は、上記外周領域のセル領域のうちの互いに隣接した複数のセル領域において赤外線光量の変化を検出したとき、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量が変化したと判断することを特徴とする。
上記制御装置は、上記外周領域のセル領域のうちの互いに隣接した複数のセル領域において赤外線光量の変化を検出したとき、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量が変化したと判断することを特徴とする。
本発明の第6の態様に係る電子機器によれば、第1〜第5のいずれか1つの態様に係る人体検出装置を備えた電子機器であって、
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする。
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする。
本発明の第7の態様に係る電子機器によれば、第3の態様に係る人体検出装置を備えた電子機器であって、
上記電子機器は筐体を備え、
上記第1及び第2の赤外線センサアレーは、互いに所定距離を有して上記筐体に設けられ、
上記制御装置は、上記複数の第1の視野のうち上記第2の赤外線センサアレーから最も遠隔した第1の視野に含まれるセル領域と、上記複数の第2の視野のうち上記第1の赤外線センサアレーから最も遠隔した第2の視野に含まれるセル領域とを、上記外周領域のセル領域として識別し、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を内部領域のセル領域として識別し、
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする。
上記電子機器は筐体を備え、
上記第1及び第2の赤外線センサアレーは、互いに所定距離を有して上記筐体に設けられ、
上記制御装置は、上記複数の第1の視野のうち上記第2の赤外線センサアレーから最も遠隔した第1の視野に含まれるセル領域と、上記複数の第2の視野のうち上記第1の赤外線センサアレーから最も遠隔した第2の視野に含まれるセル領域とを、上記外周領域のセル領域として識別し、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を内部領域のセル領域として識別し、
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする。
本発明の第8の態様に係る人体検出方法によれば、
検出対象領域内から赤外線センサ装置に入射する赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する人体検出方法において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記人体検出方法は、
上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別するステップと、
上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断するステップと、
上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するステップとを含むことを特徴とする。
検出対象領域内から赤外線センサ装置に入射する赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する人体検出方法において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記人体検出方法は、
上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別するステップと、
上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断するステップと、
上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するステップとを含むことを特徴とする。
本発明の人体検出装置は、プリンタ複合機及び照明機器など、ユーザの存在に応じて動作モード及び非動作モードの間で切り換え可能な任意の電子機器に適用可能である。
1〜4,A〜D…視野、
10,10A…電子機器、
11,12,11A…赤外線センサ装置、
13,13A…センサコントローラ、
14…電源コントローラ、
21…レンズ、
22…回路基板、
23…パッケージ、
31…赤外線センサアレー、
32…信号処理回路、
41−1〜41−4…増幅器、
42…比較器、
43…インターフェース回路、
E1,E2…基準電圧源、
SW1〜SW4…スイッチ、
PR1〜PR4…プレレジスタ、
R1〜R4…レジスタ、
S1〜S4…赤外線センサ素子。
10,10A…電子機器、
11,12,11A…赤外線センサ装置、
13,13A…センサコントローラ、
14…電源コントローラ、
21…レンズ、
22…回路基板、
23…パッケージ、
31…赤外線センサアレー、
32…信号処理回路、
41−1〜41−4…増幅器、
42…比較器、
43…インターフェース回路、
E1,E2…基準電圧源、
SW1〜SW4…スイッチ、
PR1〜PR4…プレレジスタ、
R1〜R4…レジスタ、
S1〜S4…赤外線センサ素子。
Claims (8)
- 検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する赤外線センサ装置と、上記赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する制御装置とを備えた人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記制御装置は、上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別し、上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断し、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するように構成されたことを特徴とする人体検出装置。 - 上記赤外線センサ装置は、互いに隣接した異なる第1の視野をそれぞれ有する複数の第1の赤外線センサ素子を含む第1の赤外線センサアレーと、互いに隣接した異なる第2の視野をそれぞれ有する複数の第2の赤外線センサ素子を含む第2の赤外線センサアレーとを含み、上記各第1の視野と上記各第2の視野とは互いに交差し、上記各セル領域は、上記第1の視野のいずれか1つと上記第2の視野のいずれか1つとが交差した領域であることを特徴とする請求項1記載の人体検出装置。
- 上記第1の赤外線センサアレーは、上記複数の第1の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成され、
上記第2の赤外線センサアレーは、上記複数の第2の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成されたことを特徴とする請求項2記載の人体検出装置。 - 上記第1及び第2の赤外線センサアレーは、地面に対して水平又は垂直に設けられたことを特徴とする請求項2又は3記載の人体検出装置。
- 上記制御装置は、上記外周領域のセル領域のうちの互いに隣接した複数のセル領域において赤外線光量の変化を検出したとき、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量が変化したと判断することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の人体検出装置。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載の人体検出装置を備えた電子機器であって、
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする電子機器。 - 請求項3記載の人体検出装置を備えた電子機器であって、
上記電子機器は筐体を備え、
上記第1及び第2の赤外線センサアレーは、互いに所定距離を有して上記筐体に設けられ、
上記制御装置は、上記複数の第1の視野のうち上記第2の赤外線センサアレーから最も遠隔した第1の視野に含まれるセル領域と、上記複数の第2の視野のうち上記第1の赤外線センサアレーから最も遠隔した第2の視野に含まれるセル領域とを、上記外周領域のセル領域として識別し、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を内部領域のセル領域として識別し、
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする電子機器。 - 検出対象領域内から赤外線センサ装置に入射する赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する人体検出方法において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において2次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記人体検出方法は、
上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別するステップと、
上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断するステップと、
上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するステップとを含むことを特徴とする人体検出方法。
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