JP2015232475A - Radiation detection device and detection method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detection device and detection method that can facilitate detection of existence or absence of a detection object in a detection area without relying on a temperature difference between an ambient temperature and a temperature of the detection object.SOLUTION: A radiation detection device 1 comprises: a light reception unit 3 that includes a light reception element 31; and a determination unit 6 that executes detection processing. The detection unit 6 is configured to execute comparison processing, time-counting processing and determination processing in the detection processing. The comparison processing is processing that is configured to compare a first threshold TH1 larger than stationary noise N1 with a level of an output signal of the light reception unit 3, and the time-counting processing is processing that is configured to count a time until the level exceeds the first threshold TH1 next time since the level exceeds the first threshold TH1 as a determination time P1. The determination processing is processing that is configured to determine existence of a detection object B1 in a detection area when the determination time P1 consecutively falls within a preliminarily set setting time T1 the prescribed number of times.

Description

本発明は、一般に赤外線検知装置及び検知方法に関し、より詳細には、検知対象が放射する赤外線に基づいて検知対象の存否を検知する赤外線検知装置及び検知方法に関する。   The present invention generally relates to an infrared detection device and a detection method, and more particularly to an infrared detection device and a detection method for detecting the presence or absence of a detection target based on infrared rays emitted from the detection target.

従来、人（検知対象）が放射する赤外線に基づいて人の存否を検知する赤外線検知装置が知られており、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の従来の赤外線検知装置は、焦電素子と、電流電圧変換部と、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換部と、ディジタル処理部と、制御部とを備えている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an infrared detection device that detects the presence or absence of a person based on infrared rays radiated by a person (detection target) is known, and is disclosed in Patent Document 1, for example. The conventional infrared detection device described in Patent Document 1 includes a pyroelectric element, a current-voltage conversion unit, an A / D (Analog to Digital) conversion unit, a digital processing unit, and a control unit.

焦電素子は、検知エリアから赤外線を受光し、受光した赤外線量の変化に応じて電流信号を出力する。電流電圧変換部は、焦電素子から入力される電流信号を電圧信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部は、電流電圧変換部から入力される電圧値（アナログ値）をディジタル値に変換してディジタル処理部に出力する。そして、ディジタル処理部は、Ａ／Ｄ変換部の出力値と、予め定められている閾値とを比較することにより、検知エリア内の人の存否を判定する。   The pyroelectric element receives infrared rays from the detection area and outputs a current signal according to a change in the amount of received infrared rays. The current-voltage converter converts the current signal input from the pyroelectric element into a voltage signal. The A / D conversion unit converts the voltage value (analog value) input from the current-voltage conversion unit into a digital value and outputs the digital value to the digital processing unit. Then, the digital processing unit determines the presence or absence of a person in the detection area by comparing the output value of the A / D conversion unit with a predetermined threshold value.

特開２０１２−０１３５７８号公報JP 2012-013578 A

しかしながら、上記従来例では、例えば夏場など、赤外線検知装置の周囲温度と検知対象の温度との温度差が小さい場合に、焦電素子の出力信号が小さくなり、検知エリア内における検知対象の存否を検知し難いという問題があった。   However, in the above conventional example, when the temperature difference between the ambient temperature of the infrared detection device and the temperature of the detection target is small, such as in summer, the output signal of the pyroelectric element becomes small, and the presence or absence of the detection target in the detection area is determined. There was a problem that it was difficult to detect.

本発明は、上記の点に鑑みて為されており、周囲温度と検知対象の温度との温度差に依らず、検知エリア内における検知対象の存否を検知し易くすることのできる赤外線検知装置及び検知方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an infrared detection device capable of easily detecting the presence or absence of a detection target in a detection area, regardless of the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the detection target. An object is to provide a detection method.

本発明の赤外線検知装置は、検知エリアから放射される赤外線を受光する受光素子を含み、受光した赤外線量の微分値に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部の出力信号に基づいて、前記検知エリア内における検知対象の存否を検知する検知処理を実行する判定部とを備え、前記判定部は、前記検知処理において、定常ノイズよりも大きい第１閾値と前記受光部の出力信号のレベルとを比較する比較処理と、前記レベルが前記第１閾値を上回ってから、次に前記レベルが前記第１閾値を上回るまでの時間を判定時間として計時する計時処理と、前記判定時間が予め設定された設定時間以内であれば前記検知エリア内に前記検知対象が存在すると判定する判定処理とを実行することを特徴とする。   The infrared detection device of the present invention includes a light receiving element that receives infrared rays radiated from a detection area, outputs a signal corresponding to a differential value of the received infrared amount, and an output signal of the light receiving unit. A determination unit that executes a detection process for detecting the presence or absence of a detection target in the detection area, wherein the determination unit includes a first threshold value that is larger than stationary noise and an output signal of the light receiving unit in the detection process. A comparison process for comparing a level, a timing process for measuring a time from when the level exceeds the first threshold until the level exceeds the first threshold as a determination time, and the determination time in advance A determination process for determining that the detection target exists in the detection area is performed within a set time.

また、本発明の検知方法は、検知エリアから放射される赤外線を受光する受光素子を含む受光部を備え、受光した赤外線量の微分値に応じた信号に基づいて、前記検知エリア内における検知対象の存否を検知する検知処理を実行する赤外線検知装置による検知方法であって、前記検知処理を実行するステップは、定常ノイズよりも大きいレベルである第１閾値と前記受光部の出力信号のレベルとを比較する比較処理を実行するステップと、前記レベルが前記第１閾値を上回る時点から、次に前記レベルが前記第１閾値を上回る時点までの時間を判定時間として計時する計時処理を実行するステップと、前記判定時間が予め設定された設定時間以内であれば前記検知エリア内に前記検知対象が存在すると判定する判定処理を実行するステップとを含むことを特徴とする。   Further, the detection method of the present invention includes a light receiving unit including a light receiving element that receives infrared rays emitted from the detection area, and a detection target in the detection area based on a signal according to a differential value of the received infrared amount. In the detection method by the infrared detection device that executes the detection process for detecting the presence or absence of the noise, the step of executing the detection process includes a first threshold value that is a level larger than the stationary noise and a level of the output signal of the light receiving unit. A comparison process for comparing the two, and a time measurement process for measuring the time from when the level exceeds the first threshold to the next time when the level exceeds the first threshold as a determination time And executing a determination process for determining that the detection target exists in the detection area if the determination time is within a preset set time. Characterized in that it contains.

本発明は、周囲温度と検知対象の温度との温度差に依らず、検知エリア内における検知対象の存否を検知し易くすることができる。   The present invention can easily detect the presence / absence of a detection target in the detection area regardless of the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the detection target.

図１Ａは、実施形態に係る赤外線検知装置の概略図で、図１Ｂは、実施形態に係る赤外線検知装置及び検知方法の説明図である。FIG. 1A is a schematic diagram of an infrared detection device according to the embodiment, and FIG. 1B is an explanatory diagram of the infrared detection device and detection method according to the embodiment. 図２Ａは、検知エリアを検知対象が横切る場合を示す概略図で、図２Ｂは、検知エリアを人が横切る場合の受光部の出力信号の波形図である。FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a case where the detection target crosses the detection area, and FIG. 2B is a waveform diagram of an output signal of the light receiving unit when a person crosses the detection area. 図３Ａは、従来の赤外線検知装置に向かって検知エリア内を検知対象が移動する場合を示す概略図で、図３Ｂは、従来の赤外線検知装置に向かって検知エリア内を検知対象が移動する場合の受光部の出力信号の波形図である。FIG. 3A is a schematic diagram illustrating a case where the detection target moves in the detection area toward the conventional infrared detection device, and FIG. 3B illustrates a case where the detection target moves in the detection area toward the conventional infrared detection device. It is a wave form diagram of the output signal of the light-receiving part. 実施形態に係る赤外線検知装置及び検知方法の検知処理のフローチャート図である。It is a flowchart figure of the detection process of the infrared rays detection apparatus and detection method which concern on embodiment. 図５Ａは、実施形態に係る赤外線検知装置において、受光部の出力信号のレベルが第２閾値を下回らない場合の説明図で、図５Ｂは、実施形態に係る赤外線検知装置において、受光部の出力信号のレベルが第２閾値を下回る場合の説明図である。FIG. 5A is an explanatory diagram when the level of the output signal of the light receiving unit does not fall below the second threshold in the infrared detection device according to the embodiment, and FIG. 5B illustrates the output of the light receiving unit in the infrared detection device according to the embodiment. It is explanatory drawing when the level of a signal is less than a 2nd threshold value. 実施形態に係る赤外線検知装置において、第３閾値を用いた検知処理の説明図である。In the infrared detection device according to the embodiment, it is an explanatory diagram of a detection process using a third threshold. 図７Ａは、実施形態に係る赤外線検知装置において、デュアル型素子で構成される受光素子を示す図で、図７Ｂは、実施形態に係る赤外線検知装置において、クアッド型素子で構成される受光素子を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating a light receiving element configured by a dual-type element in the infrared detection device according to the embodiment, and FIG. 7B illustrates a light receiving element configured by a quad-type element in the infrared detection device according to the embodiment. FIG. 図８Ａは、実施形態に係る赤外線検知装置における他の構成を示す図で、図８Ｂは、実施形態に係る赤外線検知装置における他の構成での出力信号の波形図である。FIG. 8A is a diagram illustrating another configuration of the infrared detection device according to the embodiment, and FIG. 8B is a waveform diagram of an output signal in another configuration of the infrared detection device according to the embodiment.

本発明の実施形態に係る赤外線検知装置１は、図１Ａに示すように、受光部３と、判定部６とを備えている。受光部３は、検知エリアＡ１（図２Ａ参照）から放射される赤外線を受光する受光素子３１を含み、受光した赤外線量の微分値に応じた信号を出力する。判定部６は、受光部３の出力信号に基づいて、検知エリアＡ１内における検知対象Ｂ１の存否を検知する検知処理を実行する。   As shown in FIG. 1A, the infrared detection device 1 according to the embodiment of the present invention includes a light receiving unit 3 and a determination unit 6. The light receiving unit 3 includes a light receiving element 31 that receives infrared rays emitted from the detection area A1 (see FIG. 2A), and outputs a signal corresponding to the differential value of the received infrared rays. Based on the output signal of the light receiving unit 3, the determination unit 6 performs a detection process for detecting whether or not the detection target B1 is present in the detection area A1.

判定部６は、検知処理において、比較処理と、計時処理と、判定処理とを実行する。比較処理は、図１Ｂに示すように、定常ノイズＮ１よりも大きい第１閾値ＴＨ１と受光部３の出力信号のレベルとを比較する処理である。計時処理は、受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回ってから、次に受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回るまでの時間を判定時間Ｐ１として計時する処理である。判定処理は、所定回数連続して判定時間Ｐ１が予め設定された設定時間Ｔ１以内であれば検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定する処理である。   The determination unit 6 performs a comparison process, a time measurement process, and a determination process in the detection process. As shown in FIG. 1B, the comparison process is a process of comparing the first threshold value TH1 larger than the stationary noise N1 with the level of the output signal of the light receiving unit 3. The time measuring process is a process of measuring the time from when the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1 until the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1 as the determination time P1. It is. The determination process is a process for determining that the detection target B1 exists in the detection area A1 if the determination time P1 is within a preset time T1 set in advance a predetermined number of times.

また、本発明の実施形態に係る検知方法は、検知エリアＡ１から放射される赤外線を受光する受光素子３１を含む受光部３を備える赤外線検知装置１による検知方法である。この検知方法は、受光した赤外線量の微分値に応じた信号に基づいて、検知エリアＡ１内における検知対象Ｂ１の存否を検知する検知処理を実行するステップを有している。   In addition, the detection method according to the embodiment of the present invention is a detection method by the infrared detection device 1 including the light receiving unit 3 including the light receiving element 31 that receives infrared rays emitted from the detection area A1. This detection method includes a step of executing a detection process for detecting the presence or absence of the detection target B1 in the detection area A1 based on a signal corresponding to the differential value of the received infrared ray amount.

そして、検知処理を実行するステップは、上記の比較処理を実行するステップと、上記の計時処理を実行するステップと、上記の判定処理を実行するステップとを含む。   And the step which performs a detection process includes the step which performs said comparison process, the step which performs said timing process, and the step which performs said determination process.

以下、本実施形態の赤外線検知装置１及び検知方法について詳細に説明する。但し、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。   Hereinafter, the infrared detection device 1 and the detection method of the present embodiment will be described in detail. However, the configuration described below is only an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment, and the technical idea according to the present invention is not deviated from this embodiment. Various changes can be made in accordance with the design or the like as long as they are not.

本実施形態の赤外線検知装置１は、図１Ａに示すように、レンズ２と、受光部３と、フィルタ４と、信号処理部５と、判定部６とを備えている。   As shown in FIG. 1A, the infrared detection device 1 of the present embodiment includes a lens 2, a light receiving unit 3, a filter 4, a signal processing unit 5, and a determination unit 6.

レンズ２は、例えばフレネルレンズであり、受光部３の受光素子３１に対向して配置される。レンズ２は、検知エリアＡ１（図２Ａ参照）から放射される赤外線を集光して受光素子３１に照射するように構成されている。なお、レンズ２の設計を適宜変更することにより、所望の検知エリアＡ１を設定することができる。   The lens 2 is, for example, a Fresnel lens, and is disposed to face the light receiving element 31 of the light receiving unit 3. The lens 2 is configured to collect infrared rays emitted from the detection area A1 (see FIG. 2A) and irradiate the light receiving element 31. A desired detection area A1 can be set by appropriately changing the design of the lens 2.

受光部３は、レンズ２を介して検知エリアＡ１から放射される赤外線を受光する受光素子３１を有している。受光素子３１は、焦電素子であり、受光した赤外線量の変化に応じて電流信号を出力する。つまり、受光部３は、検知エリアＡ１から放射される赤外線を受光する受光素子３１を含み、受光した赤外線量の微分値に応じた信号（電流信号）を出力するように構成されている。   The light receiving unit 3 includes a light receiving element 31 that receives infrared rays emitted from the detection area A <b> 1 through the lens 2. The light receiving element 31 is a pyroelectric element, and outputs a current signal according to a change in the amount of received infrared light. That is, the light receiving unit 3 includes a light receiving element 31 that receives infrared rays emitted from the detection area A1, and is configured to output a signal (current signal) corresponding to a differential value of the received infrared amount.

本実施形態の赤外線検知装置１では、受光素子３１として、互いに逆極性（正極性と負極性）となる２つの電極対（つまり、４つのエレメント）を有する、いわゆるクアッド（Quad）型素子を採用している。その他、受光素子３１としては、互いに逆極性となる２つのエレメントを有する、いわゆるデュアル（Dual）型素子を採用してもよい。また、受光素子３１としては、正極性又は負極性となる１つのエレメントで構成される素子を採用してもよい。   In the infrared detecting device 1 of the present embodiment, a so-called quad-type element having two electrode pairs (that is, four elements) having opposite polarities (positive and negative polarities) is adopted as the light receiving element 31. doing. In addition, as the light receiving element 31, a so-called dual type element having two elements having opposite polarities may be employed. Moreover, as the light receiving element 31, you may employ | adopt the element comprised by one element used as positive polarity or negative polarity.

なお、受光部３は、例えば抵抗（図示せず）やＦＥＴ（Field Effect Transistor）を用いることで、受光した赤外線量の微分値に応じた電圧信号を出力するように構成されていてもよい。この構成を採用する場合は、後述する変換回路５１は不要である。さらに、受光部３は、例えばオペアンプ（operational amplifier、図示せず）を用いることで、受光した赤外線量の微分値に応じた信号を増幅して出力するように構成されていてもよい。この構成を採用する場合は、後述する増幅回路５２は不要である。   The light receiving unit 3 may be configured to output a voltage signal corresponding to the differential value of the received infrared amount by using, for example, a resistor (not shown) or an FET (Field Effect Transistor). When this configuration is adopted, the conversion circuit 51 described later is not necessary. Further, the light receiving unit 3 may be configured to amplify and output a signal corresponding to the differential value of the received infrared light amount by using, for example, an operational amplifier (not shown). When this configuration is adopted, an amplifier circuit 52 described later is not necessary.

フィルタ４は、バンドパスフィルタ（Band-Pass Filter：ＢＰＦ）で構成されている。フィルタ４は、検知対象Ｂ１の移動に伴って変化する受光部３の出力信号の周波数帯域を通過帯域とするように設計される。本実施形態の赤外線検知装置１では、検知対象Ｂ１が人であるので、フィルタ４は、人の移動に伴って変化する受光部３の出力信号の周波数帯域（例えば、０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚ）を通過帯域とするように設計されている。勿論、検知対象Ｂ１に応じてフィルタ４の設計を変更してもよい。   The filter 4 is composed of a band-pass filter (BPF). The filter 4 is designed so that the frequency band of the output signal of the light receiving unit 3 that changes with the movement of the detection target B1 is a pass band. In the infrared detection device 1 of the present embodiment, since the detection target B1 is a person, the filter 4 uses the frequency band (for example, 0.1 Hz to 10 Hz) of the output signal of the light receiving unit 3 that changes with the movement of the person. Designed to be a passband. Of course, the design of the filter 4 may be changed according to the detection target B1.

本実施形態の赤外線検知装置１では、受光部３と信号処理部５との間にフィルタ４を設けているが、判定部６と受光部３との間に設けられていればよい。例えば、後述するＡ／Ｄ変換回路５３の前段にフィルタ４を設ける場合は、フィルタ４はアナログ回路で設計されていればよい。また、Ａ／Ｄ変換回路５３の後段にフィルタ４を設ける場合は、フィルタ４はディジタル回路で設計されていればよい。その他、本実施形態の赤外線検知装置１がＡ／Ｄ変換回路５３を備えない場合は、フィルタ４はアナログ回路で設計されていればよい。   In the infrared detection device 1 of the present embodiment, the filter 4 is provided between the light receiving unit 3 and the signal processing unit 5, but it may be provided between the determination unit 6 and the light receiving unit 3. For example, when the filter 4 is provided before the A / D conversion circuit 53 described later, the filter 4 may be designed as an analog circuit. Further, when the filter 4 is provided in the subsequent stage of the A / D conversion circuit 53, the filter 4 may be designed as a digital circuit. In addition, when the infrared detection device 1 of the present embodiment does not include the A / D conversion circuit 53, the filter 4 only needs to be designed with an analog circuit.

信号処理部５は、変換回路５１と、増幅回路５２と、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路５３とを備えている。変換回路５１は、受光部３の出力する電流信号を電圧信号に変換するように構成されている。ここで、変換回路５１は、基準電圧を発生する基準電源（図示せず）を有している。そして、変換回路５１の出力は、基準電圧を動作点として、受光部３の出力する電流信号の変化に応じて動作点から変化する。なお、以下では、動作点（基準電圧）にあるときの変換回路５１の出力を零として説明する。増幅回路５２は、変換回路５１の出力する電圧信号を増幅して出力するように構成されている。Ａ／Ｄ変換回路５３は、増幅回路５２の出力するアナログ電圧信号をディジタル電圧信号に変換して出力するように構成されている。   The signal processing unit 5 includes a conversion circuit 51, an amplification circuit 52, and an A / D (Analog to Digital) conversion circuit 53. The conversion circuit 51 is configured to convert a current signal output from the light receiving unit 3 into a voltage signal. Here, the conversion circuit 51 has a reference power supply (not shown) that generates a reference voltage. The output of the conversion circuit 51 changes from the operating point according to the change of the current signal output from the light receiving unit 3 with the reference voltage as the operating point. In the following description, it is assumed that the output of the conversion circuit 51 at the operating point (reference voltage) is zero. The amplifier circuit 52 is configured to amplify and output the voltage signal output from the conversion circuit 51. The A / D conversion circuit 53 is configured to convert the analog voltage signal output from the amplifier circuit 52 into a digital voltage signal and output the digital voltage signal.

判定部６は、例えばマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成としており、メモリ（図示せず）に記憶されているプログラムを実行することにより検知処理を実行する。検知処理とは、受光部３の出力信号に基づいて、検知エリアＡ１内における検知対象Ｂ１の存否を検知する処理である。また、判定部６は、後述する判定時間Ｐ１を計時するために用いられるカウンタ６１を備えている。カウンタ６１は、マイコンに内蔵のカウンタであってもよいし、外付けのカウンタＩＣ（Integrated Circuit）であってもよい。   The determination unit 6 has, for example, a microcomputer as a main component, and executes detection processing by executing a program stored in a memory (not shown). The detection process is a process of detecting the presence or absence of the detection target B1 in the detection area A1 based on the output signal of the light receiving unit 3. Moreover, the determination part 6 is provided with the counter 61 used in order to time the determination time P1 mentioned later. The counter 61 may be a counter built in the microcomputer or an external counter IC (Integrated Circuit).

判定部６は、検知処理において、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定すると、ハイレベルの検知信号を出力する。また、判定部６は、検知処理において、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在しないと判定している間は、検知信号をローレベルとする。この検知信号は、例えばテレビやエアコン、照明器具などの機器の制御に用いられる。例えば、照明器具に検知信号を用いる場合であれば、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１がいない間は光源を消灯させ、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると光源を点灯させるといった制御が可能である。   When the determination unit 6 determines that the detection target B1 exists in the detection area A1 in the detection process, the determination unit 6 outputs a high-level detection signal. Further, the determination unit 6 sets the detection signal to a low level while determining that the detection target B1 does not exist in the detection area A1 in the detection process. This detection signal is used to control devices such as a television, an air conditioner, and a lighting fixture. For example, if a detection signal is used for a lighting fixture, the light source can be turned off while the detection target B1 is not in the detection area A1, and the light source can be turned on when the detection target B1 exists in the detection area A1. It is.

なお、本実施形態の赤外線検知装置１における「受光部３の出力信号」は、受光部３からフィルタ４及び信号処理部５を介して判定部６に入力される信号である。また、本実施形態の赤外線検知装置１がフィルタ４や信号処理部５を備えていない場合は、「受光部３の出力信号」は、受光部３から判定部６に直接入力される信号である。   The “output signal of the light receiving unit 3” in the infrared detection device 1 of the present embodiment is a signal input from the light receiving unit 3 to the determination unit 6 via the filter 4 and the signal processing unit 5. Further, when the infrared detection device 1 of the present embodiment does not include the filter 4 or the signal processing unit 5, the “output signal of the light receiving unit 3” is a signal directly input from the light receiving unit 3 to the determination unit 6. .

ここで、従来の赤外線検知装置１００の検知処理について図面を用いて簡単に説明する。但し、以下の説明では、従来の赤外線検知装置１００は、判定部６を除いて同様の構成を備えていると仮定する。また、以下の説明では、「受光部３の出力信号のレベル」は、絶対値を表している。   Here, detection processing of the conventional infrared detection device 100 will be briefly described with reference to the drawings. However, in the following description, it is assumed that the conventional infrared detection device 100 has the same configuration except for the determination unit 6. In the following description, “level of the output signal of the light receiving unit 3” represents an absolute value.

例えば、図２Ａに示すように、検知対象Ｂ１が検知エリアＡ１を横切る場合、検知対象Ｂ１が検知エリアＡ１内に入ると、検知対象Ｂ１の放射する赤外線により、受光部３が受光する赤外線量が急峻に変化する。このため、受光部３の出力信号は、図２Ｂに示すように、振幅の大きい波形となる。つまり、受光部３の出力信号のレベルが大きく変化する。そして、従来の赤外線検知装置１００は、受光部３の出力信号のレベルが、予め設定されている閾値ＴＨ０を上回ると、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定する。なお、「上回る」とは、例えば比較対象が閾値ＴＨ０であれば、受光部３の出力信号のレベルが、閾値ＴＨ０よりも小さいレベルから閾値ＴＨ０よりも大きいレベルに移行することである。   For example, as shown in FIG. 2A, when the detection target B1 crosses the detection area A1, when the detection target B1 enters the detection area A1, the amount of infrared light received by the light receiving unit 3 is increased by the infrared rays emitted from the detection target B1. It changes abruptly. For this reason, the output signal of the light receiving unit 3 has a waveform with a large amplitude as shown in FIG. 2B. That is, the level of the output signal of the light receiving unit 3 changes greatly. Then, when the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the preset threshold value TH0, the conventional infrared detection device 100 determines that the detection target B1 exists in the detection area A1. Note that “exceeding” means that, for example, when the comparison target is the threshold value TH0, the level of the output signal of the light receiving unit 3 shifts from a level smaller than the threshold value TH0 to a level larger than the threshold value TH0.

一方、図３Ａに示すように、従来の赤外線検知装置１００に向かって検知対象Ｂ１が検知エリアＡ１内を移動する場合（以下、単に「検知対象Ｂ１が近付く場合」と称する）、受光部３が受光する赤外線量は緩やかに変化する。このため、受光部３の出力信号は、図３Ｂに示すように、検知対象Ｂ１が検知エリアＡ１を横切る場合と比較して、振幅の小さい波形となる。つまり、受光部３の出力信号のレベルが小さく変化する。この場合、受光部３の出力信号のレベルが閾値ＴＨ０を上回らない可能性が高く、従来の赤外線検知装置１００は、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定し難い。   On the other hand, as shown in FIG. 3A, when the detection target B1 moves in the detection area A1 toward the conventional infrared detection device 100 (hereinafter, simply referred to as “the detection target B1 approaches”), the light receiving unit 3 The amount of received infrared light changes slowly. For this reason, as shown in FIG. 3B, the output signal of the light receiving unit 3 has a waveform with a smaller amplitude than when the detection target B1 crosses the detection area A1. That is, the level of the output signal of the light receiving unit 3 changes small. In this case, there is a high possibility that the level of the output signal of the light receiving unit 3 does not exceed the threshold value TH0, and it is difficult for the conventional infrared detection device 100 to determine that the detection target B1 exists in the detection area A1.

また、例えば夏場など、周囲温度と検知対象Ｂ１の温度（検知対象Ｂ１が人であれば体温）との温度差が小さい場合（以下、単に「温度差が小さい場合」と称する）にも、受光部３の出力信号は、振幅の小さい波形となる。なお、周囲温度とは、従来の赤外線検知装置１００（または本実施形態の赤外線検知装置１）が置かれる環境の気温である。この場合は、検知対象Ｂ１が検知エリアＡ１を横切る場合でも、受光部３の出力信号のレベルが閾値ＴＨ０を上回らない可能性が高い。したがって、周囲温度と検知対象Ｂ１の温度との温度差が小さい場合では、従来の赤外線検知装置１００は、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定し難く、仮に判定できたとしても検知エリアＡ１が非常に狭くなるという課題があった。   In addition, for example, in the summer, light is received even when the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the detection target B1 (or body temperature if the detection target B1 is a person) is small (hereinafter simply referred to as “temperature difference is small”). The output signal of the unit 3 has a waveform with a small amplitude. The ambient temperature is the temperature of the environment where the conventional infrared detection device 100 (or the infrared detection device 1 of the present embodiment) is placed. In this case, even when the detection target B1 crosses the detection area A1, there is a high possibility that the level of the output signal of the light receiving unit 3 does not exceed the threshold value TH0. Therefore, when the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the detection target B1 is small, it is difficult for the conventional infrared detection device 100 to determine that the detection target B1 exists in the detection area A1. There was a problem that A1 became very narrow.

ここで、受光部３の出力信号の振幅が小さい場合でも、受光部３の出力信号のレベルが閾値ＴＨ０を上回るように、閾値ＴＨ０を小さくすることが考えられる。しかしながら、この場合は、検知対象Ｂ１とは異なる熱源（例えば、エアコン等）からの赤外線の放射により、受光部３の出力信号のレベルが増大して閾値ＴＨ０を上回ると、検知エリア内Ａ１に検知対象Ｂ１が存在すると誤って判定する虞がある。このため、単に閾値ＴＨ０を小さくするという手法は採用することができない。   Here, even when the amplitude of the output signal of the light receiving unit 3 is small, it is conceivable to reduce the threshold value TH0 so that the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the threshold value TH0. However, in this case, if the level of the output signal of the light receiving unit 3 increases and exceeds the threshold value TH0 due to infrared radiation from a heat source (for example, an air conditioner) different from the detection target B1, the detection is detected in the detection area A1. There is a risk of erroneously determining that the target B1 exists. For this reason, the method of simply reducing the threshold value TH0 cannot be employed.

そこで、本実施形態の赤外線検知装置１では、判定部６は、検知対象Ｂ１（ここでは、人）の移動に伴って受光部３の出力信号が周期的に変化することに着目して、検知エリアＡ１内における検知対象Ｂ１の存否を検知する検知処理を実行している。   Therefore, in the infrared detection device 1 of the present embodiment, the determination unit 6 detects that the output signal of the light receiving unit 3 periodically changes as the detection target B1 (here, a person) moves. The detection process which detects the presence or absence of the detection target B1 in the area A1 is executed.

以下、本実施形態の赤外線検知装置１における判定部６の実行する検知処理（言い換えれば、本実施形態の検知方法）について図４を用いて説明する。但し、以下の説明では、検知対象Ｂ１が近付く場合、及び温度差が小さい場合の何れかにおいて、受光部３の出力信号が図１Ｂに示す波形であると仮定する。   Hereinafter, the detection process (in other words, the detection method of the present embodiment) executed by the determination unit 6 in the infrared detection device 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. However, in the following description, it is assumed that the output signal of the light receiving unit 3 has the waveform shown in FIG. 1B when the detection target B1 approaches or when the temperature difference is small.

先ず、判定部６は、受光部３の出力信号のレベルと、予め設定されている第１閾値ＴＨ１とを比較する比較処理を実行する（Ｓ１）。ここで、第１閾値ＴＨ１は、受光部３の出力信号に重畳する可能性のある定常ノイズＮ１（図１Ｂ参照）よりも大きく、閾値ＴＨ０よりも小さい値である。そして、受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回ると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、判定部６は、カウンタ６１を起動してカウントを開始させる（Ｓ３）。ここでは、図１Ｂに示すように、時刻ｔ１に受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回っている。受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回らない間は（Ｓ２：Ｎｏ）、判定部６は、上記の比較処理を継続する。   First, the determination unit 6 performs a comparison process that compares the level of the output signal of the light receiving unit 3 with a preset first threshold value TH1 (S1). Here, the first threshold TH1 is larger than the stationary noise N1 (see FIG. 1B) that may be superimposed on the output signal of the light receiving unit 3, and smaller than the threshold TH0. When the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1 (S2: Yes), the determination unit 6 activates the counter 61 to start counting (S3). Here, as shown in FIG. 1B, at the time t1, the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1. While the level of the output signal of the light receiving unit 3 does not exceed the first threshold value TH1 (S2: No), the determination unit 6 continues the above comparison process.

その後、判定部６は、カウンタ６１のカウントを開始してから、予め設定している設定時間Ｔ１に相当するカウント数に達するまで、受光部３の出力信号のレベルと第１閾値ＴＨ１とを比較する比較処理を継続する（Ｓ４）。ここで、設定時間Ｔ１は、検知対象Ｂ１の移動に伴って変化する受光部３の出力信号の周期に基づいて設定される。例えば、検知対象Ｂ１が人であれば、人の移動に伴って変化する受光部３の出力信号の周波数は、およそ０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚである。したがって、人の移動に伴って変化する受光部３の出力信号の周期は、およそ０．１秒〜１０秒であるので、設定時間Ｔ１は、例えばその周期の最大値の半分の値（つまり、５秒）に設定される。   Thereafter, the determination unit 6 compares the level of the output signal of the light receiving unit 3 with the first threshold value TH1 until the count number corresponding to the preset set time T1 is reached after the counter 61 starts counting. The comparison process is continued (S4). Here, the set time T1 is set based on the cycle of the output signal of the light receiving unit 3 that changes with the movement of the detection target B1. For example, if the detection target B1 is a person, the frequency of the output signal of the light receiving unit 3 that changes with the movement of the person is approximately 0.1 Hz to 10 Hz. Therefore, since the period of the output signal of the light receiving unit 3 that changes with the movement of the person is approximately 0.1 seconds to 10 seconds, the set time T1 is, for example, a value that is half the maximum value of the period (that is, 5 seconds).

カウンタ６１によるカウントを開始してから設定時間Ｔ１を経過する前に、受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回ると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、判定部６は、カウンタ６１のカウントを終了させる（Ｓ６）。ここでは、図１Ｂに示すように、時刻ｔ２に受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回っている。このとき、カウンタ６１のカウント数から計算される時間が判定時間Ｐ１（図１Ｂ参照）となる。ここでは、判定時間Ｐ１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間である。   If the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1 (S5: Yes) before the set time T1 elapses after the counter 61 starts counting, the determination unit 6 counts the counter 61. End (S6). Here, as shown in FIG. 1B, at the time t2, the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1. At this time, the time calculated from the count number of the counter 61 becomes the determination time P1 (see FIG. 1B). Here, the determination time P1 is a time from time t1 to time t2.

この場合、カウンタ６１によるカウントの開始から設定時間Ｔ１が経過する前に、受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回っているので、判定時間Ｐ１が設定時間Ｔ１以内である。したがって、判定部６は、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定し（Ｓ７）、ハイレベルの検知信号を出力する。   In this case, since the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1 before the set time T1 elapses from the start of counting by the counter 61, the determination time P1 is within the set time T1. Therefore, the determination unit 6 determines that the detection target B1 exists in the detection area A1 (S7), and outputs a high-level detection signal.

一方、受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回らなければ（Ｓ５：Ｎｏ）、カウンタ６１によるカウントの開始から設定時間Ｔ１が経過するまでの間は（Ｓ８：Ｎｏ）、上記の‘Ｓ４’，‘Ｓ５’のフローを繰り返す。そして、受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回ることなく設定時間Ｔ１が経過する（つまり、判定時間Ｐ１が設定時間Ｔ１よりも長い）場合（Ｓ８：Ｙｅｓ）、判定部６は、カウンタ６１のカウントを終了させる（Ｓ９）。そして、判定部６は、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在しないと判定し（Ｓ１０）、検知信号をローレベルとする。以下、判定部６は、上記の‘Ｓ１’〜‘Ｓ１０’のフローを繰り返す。   On the other hand, if the level of the output signal of the light receiving unit 3 does not exceed the first threshold value TH1 (S5: No), until the set time T1 elapses from the start of counting by the counter 61 (S8: No), the above-mentioned The flow of “S4” and “S5” is repeated. When the set time T1 elapses without the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeding the first threshold TH1 (that is, the determination time P1 is longer than the set time T1) (S8: Yes), the determination unit 6 Then, the counting of the counter 61 is ended (S9). And the determination part 6 determines with the detection target B1 not existing in detection area A1 (S10), and makes a detection signal low level. Thereafter, the determination unit 6 repeats the above-described flow of “S1” to “S10”.

上述のように、本実施形態の赤外線検知装置１では、判定部６は、受光部３の出力信号に基づいて検知エリアＡ１内における検知対象Ｂ１の存否を検知する検知処理において、比較処理と、計時処理と、判定処理とを実行する。比較処理は、定常ノイズＮ１よりも大きい第１閾値ＴＨ１と、受光部３の出力信号のレベルとを比較する処理である。比較処理は、上記の‘Ｓ１’，‘Ｓ２’，‘Ｓ４’，‘Ｓ５’のフローに相当する。計時処理は、受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回ってから、次に受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回るまでの時間を判定時間Ｐ１として計時する処理である。計時処理は、上記の‘Ｓ３’〜‘Ｓ６’のフローに相当する。判定処理は、所定回数連続して判定時間Ｐ１が予め設定された設定時間Ｔ１以内であれば、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定する処理である。ここでは、所定回数は１回である。判定処理は、上記の‘Ｓ３’〜‘Ｓ１０’のフローに相当する。   As described above, in the infrared detection device 1 of the present embodiment, the determination unit 6 performs a comparison process in the detection process for detecting the presence or absence of the detection target B1 in the detection area A1 based on the output signal of the light receiving unit 3. Time measurement processing and determination processing are executed. The comparison process is a process of comparing the first threshold value TH1 larger than the stationary noise N1 and the level of the output signal of the light receiving unit 3. The comparison process corresponds to the above-described flow of “S1”, “S2”, “S4”, and “S5”. The time measuring process is a process of measuring the time from when the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1 until the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1 as the determination time P1. It is. The time measurement process corresponds to the flow of the above-described “S3” to “S6”. The determination process is a process for determining that the detection target B1 exists in the detection area A1 if the determination time P1 is within a preset time T1 set in advance for a predetermined number of times. Here, the predetermined number of times is one. The determination process corresponds to the above-described flow of “S3” to “S10”.

言い換えれば、本実施形態の検知方法は、上記の検知処理を実行するステップにおいて、上記の比較処理を実行するステップと、上記の計時処理を実行するステップと、上記の判定処理を実行するステップとを有している。   In other words, in the detection method of the present embodiment, in the step of executing the detection process, a step of executing the comparison process, a step of executing the timing process, and a step of executing the determination process have.

つまり、本実施形態の赤外線検知装置１及び検知方法は、検知対象Ｂ１の移動に伴う受光部３の出力信号の周期的な変化に基づいて、検知エリアＡ１内における検知対象Ｂ１の存否を検知している。このため、本実施形態の赤外線検知装置１及び検知方法は、検知対象Ｂ１が近付く場合、及び温度差が小さい場合の何れにおいても、検知対象Ｂ１の存否を検知することができる。言い換えれば、本実施形態の赤外線検知装置１及び検知方法は、周囲温度と検知対象Ｂ１の温度との温度差に依らず、検知エリアＡ１内における検知対象Ｂ１の存否を検知し易くすることができる。   That is, the infrared detection device 1 and the detection method of the present embodiment detect the presence / absence of the detection target B1 in the detection area A1 based on the periodic change of the output signal of the light receiving unit 3 accompanying the movement of the detection target B1. ing. For this reason, the infrared detection device 1 and the detection method of the present embodiment can detect the presence or absence of the detection target B1 when the detection target B1 approaches or when the temperature difference is small. In other words, the infrared detection device 1 and the detection method of the present embodiment can easily detect the presence / absence of the detection target B1 in the detection area A1 regardless of the temperature difference between the ambient temperature and the temperature of the detection target B1. .

また、本実施形態の赤外線検知装置１及び検知方法は、受光部３の出力信号のレベルが単に第１閾値ＴＨ１を上回っただけでは、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定しない。したがって、本実施形態の赤外線検知装置１及び検知方法は、検知対象Ｂ１とは異なる熱源（例えば、エアコン等）からの赤外線の放射により、検知エリア内Ａ１に検知対象Ｂ１が存在すると誤って判定する可能性を極力排除することができる。   In addition, the infrared detection device 1 and the detection method of the present embodiment do not determine that the detection target B1 exists in the detection area A1 if the level of the output signal of the light receiving unit 3 simply exceeds the first threshold value TH1. Therefore, the infrared detection device 1 and the detection method of the present embodiment erroneously determine that the detection target B1 exists in the detection area A1 due to infrared radiation from a heat source (for example, an air conditioner) different from the detection target B1. The possibility can be eliminated as much as possible.

ところで、上記の所定回数は２回以上であってもよい。つまり、判定部６は、判定処理において、少なくとも２回以上連続して判定期間Ｐ１が設定時間Ｔ１以内であれば、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定してもよい。例えば、判定部６は、図１Ｂに示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの判定時間Ｐ１と、時刻ｔ２から次に受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回る時刻ｔ３までの判定時間Ｐ２との両方について判定処理を実行する。そして、判定部６は、２つの判定時間Ｐ１，Ｐ２の何れもが設定時間Ｔ１以内であれば、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定する。この構成では、検知対象Ｂ１の移動に伴う受光部３の出力信号の周期的な変化をより精度良く判定することができる。   By the way, the predetermined number of times may be two or more times. That is, in the determination process, the determination unit 6 may determine that the detection target B1 exists in the detection area A1 if the determination period P1 is within the set time T1 continuously at least twice. For example, as shown in FIG. 1B, the determination unit 6 determines the determination time P1 from time t1 to time t2, and from time t2 to time t3 when the level of the output signal of the light receiving unit 3 next exceeds the first threshold value TH1. The determination process is executed for both the determination time P2. Then, the determination unit 6 determines that the detection target B1 exists in the detection area A1 if both of the two determination times P1 and P2 are within the set time T1. With this configuration, it is possible to more accurately determine a periodic change in the output signal of the light receiving unit 3 accompanying the movement of the detection target B1.

勿論、本実施形態の検知方法は、上記の判定処理を実行するステップを有していてもよい。すなわち、本実施形態の検知方法は、判定処理を実行するステップにおいて、少なくとも２回以上連続して判定時間Ｐ１が設定時間Ｔ１以内であれば、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定してもよい。   Of course, the detection method of the present embodiment may include a step of executing the above determination process. That is, the detection method of this embodiment determines that the detection target B1 exists in the detection area A1 if the determination time P1 is within the set time T1 at least twice continuously in the step of executing the determination process. May be.

また、判定部６は、受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回るとカウントを開始するカウンタ６１を備えている。そして、カウンタ６１は、設定時間Ｔ１に相当するカウント数に達する前に受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回ると、カウント値をリセットしてからカウントを再開する。この構成では、判定部６は、連続して判定時間Ｐ１，Ｐ２，…を容易に計時することが可能である。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。   The determination unit 6 includes a counter 61 that starts counting when the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1. If the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1 before reaching the count corresponding to the set time T1, the counter 61 resets the count value and restarts counting. In this configuration, the determination unit 6 can easily measure the determination times P1, P2,... Continuously. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary.

ところで、例えば、図５Ａに示すように、時刻ｔ４において受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回り、その後、ノイズが重畳するなどして、時刻ｔ５において受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回ったとする。この場合、検知対象Ｂ１の存在に依らずノイズの影響により受光部３の出力信号が変化しているが、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間を判定時間Ｐ１とすると、判定部６は、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると誤って判定する虞がある。   By the way, for example, as shown in FIG. 5A, the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1 at time t4, and then noise is superimposed. Assume that the level exceeds the first threshold TH1. In this case, the output signal of the light receiving unit 3 changes due to the influence of noise regardless of the presence of the detection target B1, but if the time from time t4 to time t5 is the determination time P1, the determination unit 6 If the detection target B1 exists in A1, there is a risk of erroneous determination.

そこで、判定部６は、計時処理において、受光部３の出力信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を下回らなければ、判定時間Ｐ１の計時を終了しないように構成されているのが好ましい。第２閾値ＴＨ２は、図５Ａに示すように、第１閾値ＴＨ１よりも小さい値である。また、「下回る」とは、例えば比較対象が第２閾値ＴＨ２であれば、受光部３の出力信号のレベルが、第２閾値ＴＨ２よりも大きいレベルから第２閾値ＴＨ２よりも小さいレベルに移行することである。   Therefore, it is preferable that the determination unit 6 is configured not to end the measurement of the determination time P1 unless the level of the output signal of the light receiving unit 3 falls below the second threshold value TH2 in the time measurement process. As shown in FIG. 5A, the second threshold value TH2 is a value smaller than the first threshold value TH1. Further, “below” means that, for example, if the comparison target is the second threshold TH2, the level of the output signal of the light receiving unit 3 shifts from a level greater than the second threshold TH2 to a level smaller than the second threshold TH2. That is.

図５Ａに示す例では、時刻ｔ４から時刻ｔ５の間では、受光部３の出力信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を下回っていないので、判定部６は、時刻ｔ５の時点で判定時間Ｐ１の計時を終了しない（図５Ａの破線で囲まれた範囲を参照）。その後、受光部３の出力信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を下回り、時刻ｔ６において第１閾値ＴＨ１を上回ると、判定部６は、時刻ｔ６の時点で判定時間Ｐ１の計時を終了する。そして、判定部６は、時刻ｔ４から時刻ｔ６までの時間を判定時間Ｐ１とする。   In the example shown in FIG. 5A, since the level of the output signal of the light receiving unit 3 does not fall below the second threshold TH2 between time t4 and time t5, the determination unit 6 counts the determination time P1 at time t5. Is not terminated (see the range surrounded by the broken line in FIG. 5A). Thereafter, when the level of the output signal of the light receiving unit 3 falls below the second threshold value TH2 and exceeds the first threshold value TH1 at time t6, the determination unit 6 finishes counting the determination time P1 at time t6. And the determination part 6 makes the time from the time t4 to the time t6 the determination time P1.

この構成では、ヒステリシスを設けることにより、ノイズの影響により受光部３の出力信号のレベルが変化したとしても、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると誤って判定するのを防止することができる。   In this configuration, by providing hysteresis, it is possible to prevent erroneous determination that the detection target B1 exists in the detection area A1 even if the level of the output signal of the light receiving unit 3 changes due to the influence of noise. .

なお、図５Ｂに示す例では、受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回る時刻ｔ７から、次に受光部３の出力信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を上回る時刻ｔ９までの間において、受光部３の出力信号のレベルが正極性のみで変化している。この場合でも、時刻ｔ８において、受光部３の出力信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を下回っているので、判定部６は、時刻ｔ７から時刻ｔ９までの時間を判定時間Ｐ１とする。   In the example shown in FIG. 5B, from time t7 when the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the first threshold value TH1, until time t9 when the level of the output signal of the light receiving unit 3 next exceeds the first threshold value TH1. , The level of the output signal of the light receiving unit 3 changes only with positive polarity. Even in this case, since the level of the output signal of the light receiving unit 3 is lower than the second threshold value TH2 at time t8, the determination unit 6 sets the time from time t7 to time t9 as the determination time P1.

勿論、本実施形態の検知方法は、上記の計時処理を実行するステップを有していてもよい。すなわち、本実施形態の検知方法は、計時処理を実行するステップにおいて、受光部３の出力信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を下回らなければ、判定時間Ｐ１の計時を終了しなくてもよい。   Of course, the detection method of the present embodiment may include a step of executing the above-described timing process. That is, in the detection method of the present embodiment, in the step of executing the time measurement process, if the level of the output signal of the light receiving unit 3 does not fall below the second threshold value TH2, the time measurement of the determination time P1 may not be terminated.

また、判定部６は、検知処理において、受光部３の出力信号のレベルが第３閾値ＴＨ３を上回ると、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定してもよい。第３閾値ＴＨ３は、図６に示すように、第１閾値ＴＨ１よりも大きい値である。ここでは、第３閾値ＴＨ３は、閾値ＴＨ０と同値であってもよい。例えば、図６に示すように、時刻ｔ１０において受光部３の出力信号のレベルが第３閾値ＴＨ３を上回ると仮定する。この場合、判定部６は、判定処理を実行することなく、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定する。この構成では、従来の赤外線検知装置１００と同様に、検知対象Ｂ１が検知エリアＡ１を横切る場合に、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると直ぐに判定することができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。   In the detection process, the determination unit 6 may determine that the detection target B1 exists in the detection area A1 when the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the third threshold value TH3. As shown in FIG. 6, the third threshold TH3 is a value larger than the first threshold TH1. Here, the third threshold TH3 may be the same value as the threshold TH0. For example, as shown in FIG. 6, it is assumed that the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the third threshold value TH3 at time t10. In this case, the determination unit 6 determines that the detection target B1 exists in the detection area A1 without executing the determination process. In this configuration, similarly to the conventional infrared detection device 100, when the detection target B1 crosses the detection area A1, it can be immediately determined that the detection target B1 exists in the detection area A1. Note that whether or not to adopt the configuration is arbitrary.

勿論、本実施形態の検知方法は、上記の検知処理を実行するステップを有していてもよい。すなわち、本実施形態の検知方法は、検知処理において、受光部３の出力信号のレベルが第３閾値ＴＨ３を上回ると、検知エリアＡ１内に検知対象Ｂ１が存在すると判定してもよい。   Of course, the detection method of the present embodiment may include a step of executing the above detection processing. That is, in the detection method of the present embodiment, when the level of the output signal of the light receiving unit 3 exceeds the third threshold value TH3 in the detection process, it may be determined that the detection target B1 exists in the detection area A1.

また、本実施形態の赤外線検知装置１は、判定部６と受光部３との間に設けられ、検知対象Ｂ１の移動に伴って変化する受光部３の出力信号の周波数帯域を通過帯域とするフィルタ４を備えている。このため、本実施形態の赤外線検知装置１は、定常ノイズＮ１や、例えば周囲温度の変化などに起因して検知対象Ｂ１とは無関係に生じる外乱を、受光部３の出力信号から予め除去することができる。なお、フィルタ４を備えるか否かは任意である。   In addition, the infrared detection device 1 of the present embodiment is provided between the determination unit 6 and the light receiving unit 3, and uses the frequency band of the output signal of the light receiving unit 3 that changes as the detection target B1 moves as the pass band. A filter 4 is provided. For this reason, the infrared detection device 1 of the present embodiment removes in advance from the output signal of the light receiving unit 3 the stationary noise N1 and the disturbance that occurs regardless of the detection target B1 due to, for example, a change in ambient temperature. Can do. Note that whether or not the filter 4 is provided is arbitrary.

また、本実施形態の赤外線検知装置１では、受光素子３１として焦電素子を用いているが、他の素子であってもよい。例えば、受光素子３１は、熱起電力効果を利用するサーモパイル（thermopile）素子であってもよい。また、受光素子３１は、例えばフォトダイオード等の量子型素子であってもよい。つまり、受光素子３１は、受光した赤外線量の変化を検知するのではなく、受光した赤外線量の総量を検知する素子であってもよい。この構成では、受光素子３１の出力信号は、赤外線量の変化に応じた信号ではなく、赤外線量の総量に応じた信号となる。したがって、この構成では、受光部３は、受光素子３１の出力信号を微分演算する回路を別途備えるのが好ましい。   In the infrared detecting device 1 of the present embodiment, a pyroelectric element is used as the light receiving element 31, but another element may be used. For example, the light receiving element 31 may be a thermopile element that uses a thermoelectromotive force effect. The light receiving element 31 may be a quantum element such as a photodiode. That is, the light receiving element 31 may be an element that does not detect a change in the amount of received infrared rays but detects the total amount of received infrared rays. In this configuration, the output signal of the light receiving element 31 is not a signal corresponding to a change in the amount of infrared rays but a signal corresponding to the total amount of infrared rays. Therefore, in this configuration, it is preferable that the light receiving unit 3 includes a circuit that performs a differential operation on the output signal of the light receiving element 31.

つまり、本実施形態の赤外線検知装置１において、受光素子３１は、受光した赤外線量の総量に応じた信号を出力する素子であってもよい。そして、受光部３は、受光素子３１の出力信号の微分値を演算して出力するように構成されていてもよい。この構成では、焦電素子以外の素子を受光素子３１として用いることが可能である。また、この構成では、受光部３の出力信号は、受光した赤外線量の微分値に応じた信号となるので、受光素子３１が焦電素子である場合と同様に、判定部６で受光部３の出力信号を処理することが可能である。   That is, in the infrared detection device 1 of the present embodiment, the light receiving element 31 may be an element that outputs a signal corresponding to the total amount of received infrared light. And the light-receiving part 3 may be comprised so that the differential value of the output signal of the light receiving element 31 may be calculated and output. In this configuration, an element other than the pyroelectric element can be used as the light receiving element 31. In this configuration, since the output signal of the light receiving unit 3 is a signal corresponding to the differential value of the received infrared amount, the determination unit 6 uses the light receiving unit 3 as in the case where the light receiving element 31 is a pyroelectric element. Can be processed.

なお、受光素子３１を２つのエレメントで構成する場合には、各エレメントの出力の差分信号を受光部３の出力信号としてもよい。つまり、各エレメントは、空間的に互いに配置が異なるので、各エレメントの出力の時間的変化も異なっている。このため、各エレメントの出力の差分信号を、受光した赤外線量の微分値に応じた信号と見做すことが可能である。この場合、受光素子３１の出力信号を微分演算する回路は不要である。   When the light receiving element 31 is composed of two elements, a difference signal between the outputs of each element may be used as the output signal of the light receiving unit 3. That is, since the elements are spatially different from each other, the temporal changes in the outputs of the elements are also different. For this reason, the difference signal of the output of each element can be regarded as a signal corresponding to the differential value of the received infrared ray amount. In this case, a circuit for differentiating the output signal of the light receiving element 31 is unnecessary.

また、本実施形態の赤外線検知装置１では、受光素子３１は、既に述べたように、複数のエレメントで構成されていてもよい。例えば、受光素子３１は、図７Ａに示すように、第１エレメント３１１及び第２エレメント３１２から構成されるデュアル型素子であってもよい。そして、第１エレメント３１１と第２エレメント３１２とは、互いに異なる極性であるのが望ましい。図７Ａに示す例では、第１エレメント３１１が正極性（図７Ａに示す‘＋’）、第２エレメント３１２が負極性（図７Ａに示す‘−’）である。   In the infrared detection device 1 of the present embodiment, the light receiving element 31 may be composed of a plurality of elements as described above. For example, the light receiving element 31 may be a dual element including a first element 311 and a second element 312 as shown in FIG. 7A. The first element 311 and the second element 312 preferably have different polarities. In the example shown in FIG. 7A, the first element 311 has positive polarity (“+” shown in FIG. 7A), and the second element 312 has negative polarity (“−” shown in FIG. 7A).

その他、受光素子３１は、図７Ｂに示すように、第１エレメント３１１、第２エレメント３１２、第３エレメント３１３、第４エレメント３１４から構成されるクアッド型素子であってもよい。そして、各エレメント３１１〜３１４のうち、少なくとも２つのエレメントは、互いに異なる極性であるのが望ましい。図７Ｂに示す例では、第１エレメント３１１及び第３エレメント３１３が正極性（図７Ｂに示す‘＋’）、第２エレメント３１２及び第４エレメント３１４が負極性（図７Ｂに示す‘−’）である。   In addition, as shown in FIG. 7B, the light receiving element 31 may be a quad-type element including a first element 311, a second element 312, a third element 313, and a fourth element 314. Of the elements 311 to 314, at least two elements preferably have different polarities. In the example shown in FIG. 7B, the first element 311 and the third element 313 are positive (“+” shown in FIG. 7B), and the second element 312 and the fourth element 314 are negative (“−” shown in FIG. 7B). It is.

つまり、受光素子３１は、複数のエレメントで構成され、複数のエレメントのうち少なくとも２つのエレメントは、互いに異なる極性であるのが好ましい。この構成では、検知エリアＡ１内を検知対象Ｂ１が移動する場合に、検知対象Ｂ１の移動に伴って受光部３の出力信号が正極性と負極性とで交互に変化する波形となり、周期的に変化する信号を得やすいという利点がある。   That is, it is preferable that the light receiving element 31 includes a plurality of elements, and at least two of the plurality of elements have different polarities. In this configuration, when the detection target B1 moves in the detection area A1, the output signal of the light receiving unit 3 changes alternately between positive polarity and negative polarity as the detection target B1 moves, and periodically. There is an advantage that it is easy to obtain a changing signal.

また、本実施形態の赤外線検知装置１では、上記のように受光素子３１が複数のエレメントで構成されている場合は、複数のエレメントの各々に対応する検知エリアが以下のように設定されているのが好ましい。つまり、互いに異なる極性の複数のエレメントの各々に対応する検知エリアは、検知対象Ｂ１が検知エリアＡ１内を移動する一方向に沿って、交互に並ぶように設定されているのが好ましい。   Further, in the infrared detection device 1 of the present embodiment, when the light receiving element 31 is composed of a plurality of elements as described above, detection areas corresponding to each of the plurality of elements are set as follows. Is preferred. That is, it is preferable that the detection areas corresponding to each of the plurality of elements having different polarities are set to be alternately arranged along one direction in which the detection target B1 moves within the detection area A1.

例えば、受光素子３１が図７Ｂに示す各エレメント３１１〜３１４で構成されている場合における検知エリアＡ１を図８Ａに示す。図８Ａに示すように、検知エリアＡ１は、正極性の第１検知エリアＡ１１と、負極性の第２検知エリアＡ１２（または第４検知エリアＡ１４）と、正極性の第３検知エリアＡ１３とで構成される。第１検知エリアＡ１１は、第１エレメント３１１に対応する検知エリアであり、第２検知エリアＡ１２は、第２エレメント３１２に対応する検知エリアである。また、第３検知エリアＡ１３は、第３エレメント３１３に対応する検知エリアであり、第４検知エリアＡ１４は、第４エレメント３１４に対応する検知エリアである。そして、各検知エリアＡ１１〜Ａ１４は、検知対象Ｂ１が検知エリアＡ１内を移動する一方向（図８Ａにおける左右方向）に沿って、交互に並ぶように設定されている。なお、各検知エリアＡ１１〜Ａ１４は、受光素子３１の各エレメント３１１〜３１４の配置や、レンズ２の設計を適宜変更することで設定可能である。   For example, FIG. 8A shows a detection area A1 in the case where the light receiving element 31 includes the elements 311 to 314 shown in FIG. 7B. As shown in FIG. 8A, the detection area A1 includes a positive first detection area A11, a negative second detection area A12 (or fourth detection area A14), and a positive third detection area A13. Composed. The first detection area A11 is a detection area corresponding to the first element 311 and the second detection area A12 is a detection area corresponding to the second element 312. The third detection area A13 is a detection area corresponding to the third element 313, and the fourth detection area A14 is a detection area corresponding to the fourth element 314. The detection areas A11 to A14 are set so as to be alternately arranged along one direction (the left-right direction in FIG. 8A) in which the detection target B1 moves within the detection area A1. The detection areas A11 to A14 can be set by appropriately changing the arrangement of the elements 311 to 314 of the light receiving element 31 and the design of the lens 2.

以下、図８Ａ，図８Ｂを参照しながら、検知対象Ｂ１が近付く場合における、受光部３の出力信号の変化について説明する。先ず、正極性の第１検知エリアＡ１１内を検知対象Ｂ１が移動する。このとき、第１検知エリアＡ１１での赤外線量に変化が生じるため、受光部３の出力信号は正極性に振れる。次に、検知対象Ｂ１が負極性の第２検知エリアＡ１２（または第４検知エリアＡ１４）内に進入する。このとき、第１検知エリアＡ１１での赤外線量の変化が落ち着き、第２検知エリアＡ１２（または第４検知エリアＡ１４）での赤外線量に変化が生じるため、受光部３の出力信号は負極性に振れる。その後、検知対象Ｂ１が正極性の第３検知エリアＡ１３内に進入する。このとき、第１検知エリアＡ１１及び第２検知エリアＡ１２（または第４検知エリアＡ１４）での赤外線量の変化が落ち着き、第３検知エリアＡ１３での赤外線量に変化が生じるため、受光部３の出力信号は正極性に振れる。この場合、判定部６は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間を判定時間Ｐ１、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの時間を判定時間Ｐ２とする。   Hereinafter, a change in the output signal of the light receiving unit 3 when the detection target B1 approaches will be described with reference to FIGS. 8A and 8B. First, the detection target B1 moves in the positive first detection area A11. At this time, since a change occurs in the amount of infrared rays in the first detection area A11, the output signal of the light receiving unit 3 swings to a positive polarity. Next, the detection target B1 enters the negative second detection area A12 (or the fourth detection area A14). At this time, the change in the amount of infrared rays in the first detection area A11 is settled, and the amount of infrared rays in the second detection area A12 (or the fourth detection area A14) is changed, so that the output signal of the light receiving unit 3 has a negative polarity. Swing. Thereafter, the detection target B1 enters the positive third detection area A13. At this time, the change in the amount of infrared light in the first detection area A11 and the second detection area A12 (or the fourth detection area A14) is settled, and the change in the amount of infrared light in the third detection area A13 occurs. The output signal swings positively. In this case, the determination unit 6 sets the time from time t11 to time t12 as determination time P1, and the time from time t12 to time t13 as determination time P2.

上述のように、この構成では、検知対象Ｂ１が近付く場合に、受光部３の出力信号が正極性と負極性とで交互に周期的に変化し易い。このため、この構成では、検知対象Ｂ１の移動に伴う受光部３の出力信号の周期的な変化を捉え易く、検知エリアＡ１内における検知対象Ｂ１の存在を速やかに判定し易いという利点がある。   As described above, in this configuration, when the detection target B1 approaches, the output signal of the light receiving unit 3 is likely to change periodically alternately between positive polarity and negative polarity. For this reason, this configuration has an advantage that it is easy to catch a periodic change in the output signal of the light receiving unit 3 accompanying the movement of the detection target B1, and it is easy to quickly determine the presence of the detection target B1 in the detection area A1.

なお、本実施形態の赤外線検知装置１及び検知方法は、人を検知対象Ｂ１としているが、検知対象Ｂ１を人に限定する趣旨ではない。つまり、本実施形態の赤外線検知装置１及び検知方法は、人以外の熱を発する（赤外線を放射する）移動体を検知対象Ｂ１とすることも可能である。   In addition, although the infrared detection apparatus 1 and the detection method of this embodiment set the person as the detection target B1, it does not mean that the detection target B1 is limited to the person. That is, in the infrared detection device 1 and the detection method of the present embodiment, a moving body that emits heat (radiates infrared rays) other than a person can be set as the detection target B1.

また、本実施形態の赤外線検知装置１では、判定部６は、ディジタル信号である受光部３の出力信号を処理する構成であるが、アナログ信号を処理する構成であってもよい。この場合、判定部６は、例えば第１閾値ＴＨ１などの閾値電圧を生成する回路や、生成した閾値電圧と受光部３の出力信号の電圧とを比較する回路などを備えていればよい。また、この場合、Ａ／Ｄ変換回路５３は不要である。   In the infrared detection device 1 of the present embodiment, the determination unit 6 is configured to process the output signal of the light receiving unit 3 that is a digital signal, but may be configured to process an analog signal. In this case, for example, the determination unit 6 may include a circuit that generates a threshold voltage such as the first threshold TH1, a circuit that compares the generated threshold voltage and the voltage of the output signal of the light receiving unit 3, and the like. In this case, the A / D conversion circuit 53 is not necessary.

１ 赤外線検知装置
３ 受光部
３１ 受光素子
３１１〜３１４ 第１〜第４エレメント
４ フィルタ
６ 判定部
６１ カウンタ
Ｂ１ 検知対象
Ｎ１ 定常ノイズ
Ｐ１ 判定時間
Ｔ１ 設定時間
ＴＨ１ 第１閾値
ＴＨ２ 第２閾値
ＴＨ３ 第３閾値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Infrared detector 3 Light receiving part 31 Light receiving element 311-314 1st-4th element 4 Filter 6 Judgment part 61 Counter B1 Detection target N1 Stationary noise P1 Judgment time T1 Setting time TH1 1st threshold value TH2 2nd threshold value TH3 3rd threshold value

Claims (10)

検知エリアから放射される赤外線を受光する受光素子を含み、受光した赤外線量の微分値に応じた信号を出力する受光部と、
前記受光部の出力信号に基づいて、前記検知エリア内における検知対象の存否を検知する検知処理を実行する判定部とを備え、
前記判定部は、前記検知処理において、定常ノイズよりも大きい第１閾値と前記受光部の出力信号のレベルとを比較する比較処理と、前記レベルが前記第１閾値を上回ってから、次に前記レベルが前記第１閾値を上回るまでの時間を判定時間として計時する計時処理と、所定回数連続して前記判定時間が予め設定された設定時間以内であれば前記検知エリア内に前記検知対象が存在すると判定する判定処理とを実行することを特徴とする赤外線検知装置。 Including a light receiving element that receives infrared rays radiated from the detection area, and a light receiving unit that outputs a signal corresponding to a differential value of the amount of received infrared rays;
A determination unit that executes a detection process for detecting the presence or absence of a detection target in the detection area based on an output signal of the light receiving unit;
In the detection process, the determination unit compares the first threshold value that is larger than the stationary noise with the level of the output signal of the light receiving unit, and after the level exceeds the first threshold value, The time-counting process that counts the time until the level exceeds the first threshold as the determination time, and the detection target is present in the detection area if the determination time is within a preset time continuously for a predetermined number of times Then, the infrared detection apparatus characterized by performing the determination process determined. 前記所定回数は、２回以上であることを特徴とする請求項１記載の赤外線検知装置。   The infrared detection apparatus according to claim 1, wherein the predetermined number of times is two or more. 前記判定部は、前記レベルが前記第１閾値を上回るとカウントを開始するカウンタを備え、
前記カウンタは、前記設定時間に相当するカウント数に達する前に前記レベルが前記第１閾値を上回ると、カウント値をリセットしてからカウントを再開することを特徴とする請求項２記載の赤外線検知装置。 The determination unit includes a counter that starts counting when the level exceeds the first threshold,
3. The infrared detection according to claim 2, wherein the counter restarts counting after resetting the count value when the level exceeds the first threshold before reaching the count corresponding to the set time. 4. apparatus. 前記判定部は、前記計時処理において、前記レベルが前記第１閾値よりも小さい第２閾値を下回らなければ、前記判定期間の計時を終了しないことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の赤外線検知装置。   The determination unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination unit does not end the measurement of the determination period unless the level falls below a second threshold value that is smaller than the first threshold value. The infrared detection device according to item. 前記判定部は、前記検知処理において、前記レベルが前記第１閾値よりも大きい第３閾値を上回ると、前記検知エリア内に前記検知対象が存在すると判定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の赤外線検知装置。   The said determination part determines with the said detection target existing in the said detection area, if the said level exceeds the 3rd threshold value larger than the said 1st threshold value in the said detection process. The infrared detection device according to any one of the above. 前記判定部と前記受光部との間に設けられ、前記検知対象の移動に伴って変化する前記受光部の出力信号の周波数帯域を通過帯域とするフィルタを備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の赤外線検知装置。   2. A filter provided between the determination unit and the light receiving unit and having a frequency band of an output signal of the light receiving unit that changes with the movement of the detection target as a pass band. The infrared detection device according to any one of 5. 前記受光素子は、受光した赤外線量の総量に応じた信号を出力する素子であり、
前記受光部は、前記受光素子の出力信号の微分値を演算して出力するように構成されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の赤外線検知装置。 The light receiving element is an element that outputs a signal corresponding to the total amount of received infrared rays,
The infrared detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is configured to calculate and output a differential value of an output signal of the light receiving element. 前記受光素子は、複数のエレメントで構成され、
前記複数のエレメントのうち少なくとも２つのエレメントは、互いに異なる極性であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の赤外線検知装置。 The light receiving element is composed of a plurality of elements,
The infrared detection device according to claim 1, wherein at least two elements of the plurality of elements have different polarities. 互いに異なる極性である複数のエレメントの各々に対応する検知エリアは、前記検知対象が前記検知エリア内を移動する一方向に沿って、交互に並ぶように設定されることを特徴とする請求項８記載の赤外線検知装置。   9. The detection area corresponding to each of a plurality of elements having different polarities is set to be alternately arranged along one direction in which the detection target moves in the detection area. The infrared detection device described. 検知エリアから放射される赤外線を受光する受光素子を含む受光部を備え、受光した赤外線量の微分値に応じた信号に基づいて、前記検知エリア内における検知対象の存否を検知する検知処理を実行する赤外線検知装置による検知方法であって、
前記検知処理を実行するステップは、
定常ノイズよりも大きい第１閾値と前記受光部の出力信号のレベルとを比較する比較処理を実行するステップと、前記レベルが前記第１閾値を上回ってから、次に前記レベルが前記第１閾値を上回るまでの時間を判定時間として計時する計時処理を実行するステップと、所定回数連続して前記判定時間が予め設定された設定時間以内であれば前記検知エリア内に前記検知対象が存在すると判定する判定処理を実行するステップとを含むことを特徴とする検知方法。 A light receiving unit including a light receiving element that receives infrared rays radiated from the detection area is provided, and detection processing for detecting the presence / absence of a detection target in the detection area is executed based on a signal corresponding to a differential value of the amount of received infrared rays. A detection method using an infrared detection device,
The step of executing the detection process includes:
Performing a comparison process of comparing a first threshold value greater than stationary noise with the level of the output signal of the light receiving unit; and after the level exceeds the first threshold value, the level is then set to the first threshold value. A step of performing a timing process that counts the time until the time is exceeded as a determination time, and determines that the detection target exists in the detection area if the determination time is within a set time set in advance for a predetermined number of times. And a step of executing a determination process.
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