JP2016191611A - 人体検知装置及びそれに用いるプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】感度の向上を図ることが可能な人体検知装置及びそれに用いるプログラムを提供する。
【解決手段】焦電素子２は、複数の検出部２４が第１方向Ｄ１に並んで配置されている。
複数の検出部２４のうち隣り合う検出部２４どうしは、表面電極２５の極性が異なる。レンズアレイ３は、複数のレンズ３１を備える。信号処理回路４は、電圧信号を出力する。判定装置５の判定部５３は、第１比較部５１において電圧信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を越えたと判定されたときに人体検知信号を出力し、かつ、第２比較部５２において、電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を越えたと判定されてから次に第２閾値ＴＨ２を越えたと判定されるまでの判定時間Ｔ１が所定の複数回だけ連続して設定時間以内のときに人体検知信号を出力する。焦電素子２は、複数の検出部２４それぞれの第１方向Ｄ１における長さよりも第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２における長さが長い。
【選択図】図１

Description

本発明は、人体検知装置及びそれに用いるプログラムに関し、より詳細には、人体から放射される赤外線を検出する焦電素子を備える赤外線式人体検知装置及びそれに用いるプログラムに関する。

この種の人体検知装置としては、焦電素子と、焦電素子の受光面の前方に配置される光学系と、を備えた赤外線式人体検知器が知られている（特許文献１）。

焦電素子は、出力電圧極性が異なる複数個の素子エレメントを備えている。光学系は、ミラーと、レンズ本体と、を備えている。レンズ本体は、複数個のレンズを備えている。

上述の赤外線式人体検知器では、焦電素子の出力が増幅部により増幅された後、帯域フィルタを通され、比較回路において基準レベル以上の出力が得られているか否かが判定される。これにより、赤外線式人体検知器では、人の存否ないし動きを検知することができる。

特開２０００−３２９８６０号公報

人体検知装置においては、人が検知エリア外から検知エリア内に入るときに人の動きを検知できないことがあり、感度の向上が望まれていた。

本発明の目的は、感度の向上を図ることが可能な人体検知装置及びそれに用いるプログラムを提供することにある。

本発明の人体検知装置は、焦電素子と、レンズアレイと、信号処理回路と、判定装置と、を備える。前記焦電素子は、複数の検出部が第１方向に並んで配置されている。前記複数の検出部のうち隣り合う検出部どうしは、それぞれの表面電極の極性が異なる。前記レンズアレイは、前記焦電素子に赤外線を集光する複数のレンズを備え、前記複数のレンズが前記第１方向に沿って並ぶように配置されている。前記信号処理回路は、前記焦電素子の出力信号を信号処理して前記出力信号に比例した電圧信号を出力するように構成されている。前記判定装置は、第１閾値と前記電圧信号のレベルとを比較する第１比較部と、前記第１閾値よりも低い第２閾値と前記電圧信号のレベルとを比較する第２比較部と、判定部と、を備える。前記判定部は、前記第１比較部において前記電圧信号のレベルが前記第１閾値を越えたと判定されたときに人体検知信号を出力するように構成され、かつ、前記第２比較部において、前記電圧信号のレベルが前記第２閾値を越えたと判定されてから次に前記第２閾値を越えたと判定されるまでの判定時間が所定の複数回だけ連続して設定時間以内のときに人体検知信号を出力するように構成されている。前記焦電素子は、前記複数の検出部の受光面の面積が同じであり、正面視において前記複数の検出部それぞれの前記第１方向における長さよりも前記第１方向に直交する第２方向における長さが長い。

本発明のプログラムは、コンピュータを、上述の人体検知装置に用いる判定装置として機能させる。

本発明の人体検知装置においては、感度の向上を図ることが可能となる。

図１Ａは、実施形態の人体検知装置の概略構成図である。図１Ｂは、焦電素子の概略正面図である。図１Ｃは、実施形態における焦電素子及びレンズアレイの概略横断面図である。図１Ｄは、実施形態における判定装置の動作説明図である。 図２Ａは、実施形態の人体検知装置の検知エリアの説明図である。図２Ｂは、実施形態における赤外線受光経路の説明図である。 図３Ａは、実施形態における赤外線受光経路と人の体軸の揺れとの関係説明図である。図３Ｂは、比較例における赤外線受光経路と人の体軸の揺れとの関係説明図である。 図４は、実施形態における判定装置のフローチャートである。 図５は、実施形態の第１変形例における焦電素子の概略正面図である。 図６Ａは、実施形態の第２変形例における焦電素子の概略正面図である。図６Ｂは、実施形態の第２変形例における赤外線受光経路の説明図である。

下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

以下では、本実施形態の人体検知装置１について、図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、２Ａ、２Ｂ及び３Ａに基づいて説明する。

人体検知装置１は、焦電素子２と、レンズアレイ３と、信号処理回路４と、判定装置５と、を備える。焦電素子２は、複数の検出部２４が第１方向Ｄ１に並んで配置されている。
複数の検出部２４のうち隣り合う検出部２４どうしは、それぞれの表面電極２５の極性が異なる。レンズアレイ３は、焦電素子２に赤外線を集光する複数のレンズ３１を備え、複数のレンズ３１が第１方向Ｄ１に沿って並ぶように配置されている。信号処理回路４は、焦電素子２の出力信号を信号処理して出力信号に比例した電圧信号を出力するように構成されている。判定装置５は、第１閾値ＴＨ１と電圧信号のレベルとを比較する第１比較部５１と、第１閾値ＴＨ１よりも低い第２閾値ＴＨ２と電圧信号のレベルとを比較する第２比較部５２と、判定部５３と、を備える。判定部５３は、第１比較部５１において電圧信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を越えたと判定されたときに人体検知信号を出力するように構成され、かつ、第２比較部５２において、電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を越えたと判定されてから次に第２閾値ＴＨ２を越えたと判定されるまでの判定時間Ｔ１が所定の複数回だけ連続して設定時間以内のときに人体検知信号を出力するように構成されている。焦電素子２は、複数の検出部２４の受光面２４１の面積が同じであり、正面視において複数の検出部２４それぞれの第１方向Ｄ１における長さよりも第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２における長さが長い。以上説明した構成の人体検知装置１では、感度の向上を図ることが可能となる。本明細書において、信号処理回路４から出力される「電圧信号」は、一定の基準電圧レベルとの大／小によって＋／−の極性（符号）及び瞬時値が決まる信号である。図１Ｄは、人体検知装置１の検知エリア７外の人１００（図２Ａ参照）が人体検知装置１に向かって歩いて検知エリア７内に入ったときの電圧信号の波形の一例を、基準電圧レベルをゼロレベルとして模式的に示してある。「電圧信号のレベル」とは、電圧信号の瞬時値の絶対値を意味する。また、第１閾値ＴＨ１及び第２閾値ＴＨ２は、絶対値である。第２閾値ＴＨ２は、例えば、第１閾値ＴＨ１の２分の１から３分の１の間の範囲に設定してあるのが好ましい。本実施形態の人体検知装置１では、一例として、第１閾値ＴＨ１を０．６Ｖ、第２閾値ＴＨ２を０．３Ｖに設定してある。また、「電圧信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を越えた」とは、電圧信号のレベルが第１閾値ＴＨ１よりも低いレベルから第１閾値ＴＨ１よりも高いレベルへ変化したこと意味する。また、「電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を越えた」とは、電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２よりも低いレベルから第２閾値ＴＨ２よりも高いレベルへ変化したこと意味する。設定時間Ｔ１は、人１００が検知エリア７外から人体検知装置１に近づく向きに０．５ｍ／ｓの速度で歩行して検知エリア７内に入ったときの電圧信号の周期に基づいて設定してある。「電圧信号の周期」は、実験結果から求めた代表値である。設定時間Ｔ１は、一例として３秒に設定してある。所定の複数回は、一例として２回に設定してある。「人体検知信号」は、一例として一定時間だけハイレベルとなるパルス信号としてある。したがって、判定装置５の出力は、人体検知信号が出力されていないときはローレベルであり、人体検知信号が出力されているときはハイレベルである。

図２Ａでは、本実施形態の人体検知装置１の検知エリア７を一点鎖線で模式的に示してある。検知エリア７は、一例として、平面視において人体検知装置１を中心とした扇形の範囲に設定してある。この扇形は、一例として、中心角を１６０度、半径を２ｍに設定してある。言い換えれば、検知エリア７は、水平視野角を１６０度、最大検知距離を２ｍに設定してある。扇形の中心角は、主にレンズアレイ３の形状によって決まる。扇形の半径は、第１閾値ＴＨ１の値などによって変化する。扇形の半径は、第１閾値ＴＨ１を低くするほど長くなり、第１閾値ＴＨ１を高くするほど短くなる。

図２Ａでは、人１００が検知エリア７外から人体検知装置１へ向かって検知エリア７内へ入るときの向きを矢印で模式的に示してある。

図２Ｂは、人体検知装置１の正面側に想定した半円筒の仮想スクリーン上の複数の赤外線受光経路７１を模式的に示してある。仮想スクリーンは、検知エリア７に相当する扇形の弧の位置に想定してある。したがって、人体検知装置１と仮想スクリーンとの距離は、２ｍに設定してある。図２Ｂの横軸は、焦電素子２の受光面２０の中心２０１に立てた法線Ｈ１を含む仮想水平面上において法線Ｈ１と法線Ｈ１から傾いた直線とのなす角度である。

本願発明者らは、従来の人体検知装置において人が検知エリア外から検知エリア内に入るときの感度を向上させるという技術的課題を解決するために、人の動きに着目して、人の動きについて鋭意研究した。その結果、本願発明者らは、人がまっすぐ歩くときに体軸が左右に揺れる傾向があるという知見を得た。また、本願発明者らは、検知エリアの外にいる人が人体検知装置へ向かって検知エリア内へ入って移動するときに、焦電素子の出力信号が周期的に変化するという知見を得た。

また、本願発明者らは、従来の赤外線式人体検知器において、感度を向上させるために、比較回路で用いる基準レベルを低く設定することを考えた。しかしながら、この場合には、人とは異なる熱源（例えば、エアコンディショナ等）の影響で検知精度が低下してしまうという知見を得た。

そこで、人体検知装置１における判定装置５は、検知精度を低下させることなく感度を向上させるために、第１閾値ＴＨ１と第２閾値ＴＨ２とを用いて検知処理を行うように構成されている。より詳細には、判定装置５は、電圧信号のレベルが第１閾値ＴＨ１よりも低い場合のみ、電圧信号のレベルの時系列的な変化に基づいて検知処理を行うように構成されている。

人体検知装置１の各構成要素については、以下に、より詳細に説明する。

焦電素子２は、１枚の焦電体基板２３に２個の検出部２４が形成されたデュアル素子２ａである。より詳細には、デュアル素子２ａは、１枚の焦電体基板２３に、２個の検出部２４が１×２のアレイ状に配列されている。

焦電体基板２３の正面視形状は、長方形状である。焦電体基板２３は、焦電性を有する基板である。焦電体基板２３は、例えば単結晶のＬｉＴａＯ_３基板により構成されている。

複数の検出部２４それぞれの正面視形状は、長方形状である。複数の検出部２４の各々は、焦電体基板２３の表面２３１に形成された表面電極２５と、焦電体基板２３の裏面２３２に形成された裏面電極２６と、焦電体基板２３において表面電極２５と裏面電極２６とで挟まれた部分２３３と、を含むコンデンサである。図１Ｂでは、複数の検出部２４それぞれにおいてレンズアレイ３側に位置する表面電極２５の極性を、“＋”、“−”の符号で示してある。複数の検出部２４それぞれの受光面２４１は、表面電極２５の表面である。焦電素子２は、隣り合う２個の検出部２４どうしが逆並列に接続されている。焦電素子２は、第１出力端子と、第２出力端子と、を備え、第１出力端子と第２出力端子との間で２個の検出部２４が逆並列に接続されている。

焦電素子２の受光面２０は、複数の検出部２４それぞれの受光面２４１を内包する最小の凸多角形の外周線で囲まれた領域の表面を意味する。焦電素子２の受光面２０の中心２０１を通る法線Ｈ１は、焦電素子２の光軸とみなすことができる。

レンズアレイ３における複数のレンズ３１の各々で制御する制御対象の赤外線は、例えば、５μｍ〜２５μｍの波長域の赤外線である。

レンズアレイ３の材料としては、例えば、ポリエチレンを採用することができる。レンズアレイ３は、例えば、成形法により形成することができる。成形法としては、例えば、射出成形法、圧縮成形法等を採用することができる。レンズアレイ３の材料としては、例えば、白色顔料が添加されたポリエチレンを採用することができる。白色顔料としては、例えば、二酸化チタン、亜鉛華（酸化亜鉛）等の無機顔料を採用するのが好ましい。

レンズアレイ３における複数のレンズ３１の各々は、集光レンズであり、凸レンズにより構成されている。複数のレンズ３１の各々は、フレネルレンズにより構成されていてもよい。

レンズアレイ３において赤外線が入射する第１面３０１は、複数のレンズ３１それぞれの入射面の一群により構成されている。第１面３０１は、半円柱面の一部により構成されている。レンズアレイ３において赤外線が出射する第２面３０２は、複数のレンズ３１それぞれの出射面の一群により構成されている。第２面３０２は、凹凸を有している。

レンズアレイ３は、焦電素子２の前方に配置される。「焦電素子２の前方」とは、焦電素子２の受光面２０の中心２０１を通る法線Ｈ１に沿った方向における前方を意味する。

レンズアレイ３は、複数のレンズ３１それぞれの焦電素子２側での焦点が同じ位置となるように設計してあるのが好ましい。

人体検知装置１の検知エリア７は、複数の赤外線受光経路７１等により決まる。複数の赤外線受光経路７１の各々は、レンズ３１を通して検出部２４に入射する赤外線束を赤外線の進む方向と反対の方向に延長したときに形成される３次元領域である。言い換えれば、赤外線受光経路７１は、焦電素子２の検出部２４の受光面２４１上に像をつくるために使われる赤外線束が通ることができる赤外線通過領域を意味する。更に言えば、赤外線受光経路は、人体からの赤外線を検出する有効領域である。なお、複数の赤外線受光経路７１は、光学的に規定される経路であり、実際に目に見える経路ではない。

複数の赤外線受光経路７１は、焦電素子２とレンズアレイ３とで略決めることが可能である。より詳細には、人体検知装置１の検知エリア７には、各レンズ３１ごとに、検出部２４の数の赤外線受光経路７１が形成される。よって、図１Ｃに示すようにレンズアレイ３におけるレンズ３１の数が５で、焦電素子２における検出部２４の数が２の場合には、図２Ａ及び２Ｂに示すように１０個の赤外線受光経路７１を形成することができる。人体検知装置１では、赤外線受光経路７１の正面視形状（図２Ｂ参照）が検出部２４の正面視形状と略相似形となるように、その赤外線受光経路７１を決めるレンズ３１の形状を設定してある。したがって、赤外線受光経路７１の正面視形状は、長方形状である。赤外線受光経路７１は、検出部２４から離れるほど、赤外線束が通ることのできる断面積が大きくなっている。図２Ａ及び２Ｂでは、複数の赤外線受光経路７１のそれぞれに、赤外線受光経路７１が対応する検出部２４の表面電極２５の極性を、“＋”、“−”の符号で示してある。要するに、複数の赤外線受光経路７１のそれぞれには、検出部２４に１対１で対応した極性があるとみなすことができる。

人体検知装置１は、焦電素子２と信号処理回路４と判定装置５とを収納したパッケージを備えるのが好ましい。パッケージは、焦電素子２が収納されるパッケージ本体と、パッケージ本体における焦電素子２の前方に形成された窓孔を塞ぐ赤外線透過部材と、複数の端子と、を備える。パッケージは、ＣＡＮパッケージでもよいし、表面実装型パッケージでもよい。複数の端子は、人体検知信号の取り出し用の端子と、給電用の端子と、グラウンド用の端子と、を含んでいる。赤外線透過部材としては、例えば、シリコン基板、ゲルマニウム基板等を用いることができる。赤外線透過部材は、適宜の光学フィルタ膜、反射防止膜等を備えているのが好ましい。

検知エリア７における複数の赤外線受光経路７１は、上述のように、焦電素子２とレンズアレイ３とで略決めることが可能であるが、人体検知装置１がパッケージを備えている場合、赤外線透過部材の大きさ及び形状、窓孔の開口形状等にも依存することがある。

信号処理回路４は、電流電圧変換回路４１と、電圧増幅回路４２と、を備える。これにより、信号処理回路４は、焦電素子２の出力信号を信号処理して出力信号に比例した電圧信号を出力するように構成されている。

電流電圧変換回路４１は、焦電素子２から出力される出力信号である電流信号を電圧信号に変換して出力する回路である。電流電圧変換回路４１は、オペアンプを備える。電流電圧変換回路４１は、オペアンプの反転入力端子と出力端子との間に、コンデンサが接続されている。オペアンプの反転入力端子は、焦電素子２を介して接地されている。オペアンプの非反転入力端子は、オペアンプの動作点を上述の基準電圧レベルに設定するための基準電圧源を介して接地されている。基準電圧レベルは、アナロググラウンド電圧である。基準電圧源は、一例として、バンドギャップリファレンス回路の出力からアナロググラウンド電圧を生成して出力するように構成されている。オペアンプの出力端子は、電圧増幅回路４２に接続されている。人体検知装置１では、隣り合う２つの赤外線受光経路７１との間の中心線上を人１００が移動したときに、当該中心線に直交し人１００を通る鉛直線Ｌ２（図３Ａ参照）に対して人１００の体軸が傾くと、焦電素子２の出力信号が変化する傾向にある。より詳細には、人１００の体軸が“＋”の極性の赤外線受光経路７１側に動くと焦電素子２の出力信号の符号が正となる傾向にあり、人１００の体軸が“−”の極性の赤外線受光経路７１側に動くと焦電素子２の出力信号の符号が負となる傾向にある。したがって、人体検知装置１では、人１００が検知エリア７外から人体検知装置１に近づく向きに移動するときに、人１００の体軸の揺れに応じて、電圧信号の符号が“＋”になる期間と“−”になる期間とが交互に現れやすい。

ところで、上述したように、複数の検出部２４の各々は、正面視形状が長方形状である。これにより、人体検知装置１では、複数の検出部２４の各々の正面視形状が正方形状である場合（図３Ｂ参照）に比べて、人１００の体軸が左右に揺れたときに、互いに極性が異なり隣り合う２つ赤外線受光経路７１のうちの一方の赤外線受光経路７１と人１００との重なる面積が大きくなる傾向にある（図３Ａ参照）。よって、人体検知装置１では、互いに極性の異なる２つの検出部２４のうちの一方の検出部２４へ入射する赤外線量と他方の検出部２４へ入射する赤外線量との差が大きくなり、焦電素子２の出力信号のレベルが高くなる。これにより、人体検知装置１では、検知精度の向上及び高感度化を図ることが可能となる。また、人体検知装置１では、検出部２４の形状を正方形状とした比較例の人体検知装置と比べて、レンズ３１の面積を大きくすることなく、検出部２４へ入射する赤外線量を多くすることが可能となる。これにより、人体検知装置１では、小型化を図りながらも、高感度化を図ることが可能となる。

電圧増幅回路４２は、電流電圧変換回路４１から出力された電圧信号のうち所定の周波数帯域（例えば、０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚ）の電圧信号を増幅して出力する回路である。

ところで、本実施形態の人体検知装置１では、判定装置５をマイクロコンピュータにより構成してある。このため、信号処理回路４が、Ａ／Ｄ変換器（analog to digital convertor）４３を備えている。Ａ／Ｄ変換器４３は、電圧増幅回路４２から出力されるアナログの電圧信号をディジタルの電圧信号に変換して出力するように構成されている。

第１閾値ＴＨ１は、人１００が検知エリア７内の赤外線受光経路７１を横切ったときの電圧信号に基づいて予め設定してある。つまり、第１閾値ＴＨ１は、横切り検知用の閾値である。また、第２閾値ＴＨ２は、人１００が検知エリア７外から人体検知装置１に向かって歩いている人１００が検知エリア７内に入ったときの電圧信号に基づいて予め設定してある。つまり、第２閾値ＴＨ２は、近づき検知用の閾値である。第２閾値ＴＨ２は、定常ノイズのレベルよりも高い値に設定してある。

判定装置５は、コンピュータ（例えば、マイクロコンピュータ）に所定のプログラムを実行させることにより実現することができる。所定のプログラムは、例えば、コンピュータのメモリに記憶されていればよい。判定装置５は、判定時間Ｔ１を計時するために用いられるカウンタを備えている。カウンタは、コンピュータに内蔵されているカウンタにより構成することができる。所定のプログラムは、コンピュータを、人体検知装置１に用いる判定装置５として機能させるためのプログラムである。よって、コンピュータにプログラムを実行させることにより、コンピュータにより、人体検知装置１に用いる判定装置５を実現することができる。より詳細には、プログラムは、マイクロコンピュータを、人体検知装置１に用いる判定装置５の第１比較部５１、第２比較部５２及び判定部５３として機能させるためのプログラムである。

判定装置５による検知処理のアルゴリズムについては、図４に示したフローチャートに基づいて説明する。「検知処理」とは、信号処理回路４から出力される電圧信号に基づいて検知エリア７内の人を検知する処理である。

判定装置５は、信号処理回路４から出力される電圧信号のレベルと第１閾値ＴＨ１及び第２閾値ＴＨ２とを比較する比較処理を実行する（Ｓ１）。判定装置５は、Ｓ１において電圧信号のレベルが第２ＴＨ２以下と判定した場合（case１）、比較処理を継続する。また、判定装置５は、Ｓ１において電圧信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を越えたと判定された場合（case２）、人体検知信号を出力し（Ｓ２）、Ｓ１へ戻る。また、判定装置５は、Ｓ１において電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を越え、かつ、第１閾値ＴＨ１を越えていないと判定された場合（case３）、カウンタにカウント動作を開始させる（Ｓ３）。なお、図１Ｄでは、時刻ｔ１のときに電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を越えている。

判定装置５は、Ｓ３においてカウンタのカウント動作を開始してからも、信号処理回路４から出力される電圧信号のレベルと第１閾値ＴＨ１及び第２閾値ＴＨ２とを比較する比較処理を実行する（Ｓ４）。判定装置５は、Ｓ４において電圧信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を越えたと判定された場合（case４）、人体検知信号を出力し（Ｓ５）、Ｓ１へ戻る。また、判定装置５は、Ｓ４において電圧信号のレベルが第２ＴＨ２以下と判定した場合（case５）、カウンタのカウント値が設定時間に相当するカウント値に達していなければ（Ｓ６のＮｏ）、比較処理（Ｓ４）を継続する。一方、判定装置５は、カウンタのカウント値が設定時間に相当するカウント値に達していれば（Ｓ６のＹｅｓ）、カウンタのカウント動作を終了させてカウント値をゼロにリセットし（Ｓ７）、Ｓ１へ戻る。

また、判定装置５は、Ｓ４において電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を越え、かつ、第１閾値ＴＨ１を越えていないと判定された場合（case６）、カウンタにカウント動作を終了させてカウント値をリセットさせ（Ｓ８）、カウント動作を開始させる（Ｓ９）。なお、図１Ｄでは、時刻ｔ２のときに電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を越えている。したがって、図１Ｄでは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間が判定時間Ｔ１となる。

判定装置５は、Ｓ９においてカウンタのカウント動作を開始してからも、信号処理回路４から出力される電圧信号のレベルと第１閾値ＴＨ１及び第２閾値ＴＨ２とを比較する比較処理を実行する（Ｓ１０）。判定装置５は、Ｓ１０において電圧信号のレベルが第１閾値ＴＨ１を越えたと判定された場合（case７）、人体検知信号を出力し（Ｓ１１）、Ｓ１へ戻る。また、判定装置５は、Ｓ１０において電圧信号のレベルが第２ＴＨ２以下と判定した場合（case８）、カウンタのカウント値が設定時間に相当するカウント値に達していなければ（Ｓ１２のＮｏ）、比較処理（Ｓ１０）を継続する。一方、判定装置５は、カウンタのカウント値が設定時間に相当するカウント値に達していれば（Ｓ１２のＹｅｓ）、カウンタのカウント動作を終了させてカウント値をゼロにリセットし（Ｓ１３）、Ｓ１へ戻る。

また、判定装置５は、Ｓ１０において電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を越え、かつ、第１閾値ＴＨ１を越えていないと判定された場合（case９）、カウンタにカウント動作を終了させてカウント値をリセットさせ（Ｓ１４）、人体検知信号を出力し（Ｓ１５）、Ｓ１へ戻る。なお、図１Ｄでは、時刻ｔ３のときに電圧信号のレベルが第２閾値ＴＨ２を越えている。したがって、図１Ｄでは、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間が判定時間Ｔ１となる。

人体検知装置１の第１変形例としては、焦電素子２を図５に示すクワッド素子２ｃにより構成した例がある。

クワッド素子２ｃは、１枚の焦電体基板２３に、４個の検出部２４が１×４のアレイ状に配列されている。クワッド素子２ｃにおける複数の検出部２４それぞれの平面視形状は、長方形である。クワッド素子２ｃは、隣り合う検出部２４どうしが逆並列に接続されている。クワッド素子２ｃにおいてデュアル素子２ａと同様の構成要素には同一の符号を付してある。

第１変形例では、レンズアレイ３におけるレンズ３１ごとに４つの赤外線受光経路７１が形成されるので、隣り合う赤外線受光経路７１間の間隔を小さくすることが可能となる。
また、人体検知装置１の第２変形例としては、焦電素子２を図６Ａに示すデュアル素子２ｂにより構成した例がある。以下、実施形態の人体検知装置１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

デュアル素子２ｂにおける複数（２個）の検出部２４のうち隣り合う検出部２４どうしは、第１方向Ｄ１を左右方向とするとき左右非対称であり、正面視において一方の検出部２４を１８０度回転させた形状と他方の検出部２４の形状とが左右対称である。図６Ａでは、一方の検出部２４の形状をＬ形、他方の検出部２４の形状を逆Ｌ形としてある。

図６Ｂは、第２変形例の正面側に想定した半円筒の仮想スクリーン上の複数の赤外線受光経路７１を模式的に示してある。

デュアル素子２ｂの複数の検出部２４の形状は、第１変形例におけるクワッド素子２ｃに適用してもよい。

人体検知装置１は、例えば、配線器具に適用することができる。配線器具は、例えば、電源端子と、負荷端子と、電源端子と負荷端子との間に接続されたスイッチング素子と、を備え、電源端子と負荷端子との間に、外部回路を接続して使用する埋込型配線器具である。外部回路は、例えば、電源（例えば、商用電源）と制御対象負荷との直列回路である。配線器具は、人体検知装置１からの人体検知信号の有無に基づいてスイッチング素子をオン、オフ制御することで、負荷のオン、オフを制御することができる。制御対象負荷としては、例えば、照明負荷、換気扇等が挙げられる。

配線器具は、例えば、制御対象負荷が照明負荷であるとすれば、照明負荷を設置している室内に人体検知装置１の検知エリアを設定しておくことによって、室内に人が存在するか存在しないかに応じて照明負荷を点灯、消灯させることが可能になる。

人体検知装置１は、配線器具に限らず、種々の機器に適用することができる。機器としては、例えば、テレビ、デジタルサイネージ（電子看板）、照明器具、空気清浄器、エアコンディショナ、コピー機、ファクシミリ（facsimile：ＦＡＸ）、防犯機器等が挙げられる。機器は、屋内に配置される機器に限らず、屋外に配置される機器でもよい。

実施形態、第１変形例及び第２変形例に記載した材料、数値等は、好ましい例を示しているだけであり、それに限定する主旨ではない。また、本願発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。

例えば、判定装置５は、第１比較部５１を第１基準電源と第１コンパレータとで構成し、第２比較部５２を第２基準電源と第２コンパレータとで構成し、判定部５３をクロックパルス発生回路とカウンタと制御回路と判定回路とで構成してもよい。第１基準電源は、第１閾値ＴＨ１を出力するように構成される。第１コンパレータは、信号処理回路４から出力される電圧信号のレベルと第１閾値ＴＨ１とを比較する。第２基準電源は、第２閾値ＴＨ２を出力するように構成される。第２コンパレータは、信号処理回路４から出力される電圧信号のレベルと第２閾値ＴＨ２とを比較する。クロックパルス発生回路は、一定周期のクロックパルスを出力するように構成される。カウンタは、クロックパルスをカウントする。制御回路は、カウンタのカウント動作の開始及び終了とカウント値のゼロへのリセットとを制御するように構成される。判定回路は、第１コンパレータから出力される第１出力信号と第２コンパレータから出力される第２出力信号とカウンタのカウント値から計算した判定時間Ｔ１とに基づいて、検知エリア７内に人が存在するか否かを判定するように構成される。また、判定回路は、検知エリア７内に人が存在すると判定したときに人体検知信号を出力するように構成される。この場合、信号処理回路４のＡ／Ｄ変換器４３は、不要である。

また、焦電素子２は、電流検出モードで使用され出力信号として電流信号を出力する焦電素子に限らず、電圧検出モードで使用され出力信号として電圧信号を出力する焦電素子でもよく、この場合、電流電圧変換回路４１は、不要である。

１ 人体検知装置
２ 焦電素子
３ レンズアレイ
４ 信号処理回路
５ 判定装置
２４ 検出部
２５ 表面電極
３１ レンズ
５１ 第１比較部
５２ 第２比較部
５３ 判定部
２４１ 受光面
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
ＴＨ１ 第１閾値
ＴＨ２ 第２閾値
Ｔ１ 判定時間

Claims (4)

1. 焦電素子と、レンズアレイと、信号処理回路と、判定装置と、を備え、
   前記焦電素子は、複数の検出部が第１方向に並んで配置されており、
   前記複数の検出部のうち隣り合う検出部どうしは、それぞれの表面電極の極性が異なり、
   前記レンズアレイは、前記焦電素子に赤外線を集光する複数のレンズを備え、前記複数のレンズが前記第１方向に沿って並ぶように配置されており、
   前記信号処理回路は、前記焦電素子の出力信号を信号処理して前記出力信号に比例した電圧信号を出力するように構成され、
   前記判定装置は、第１閾値と前記電圧信号のレベルとを比較する第１比較部と、前記第１閾値よりも低い第２閾値と前記電圧信号のレベルとを比較する第２比較部と、判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記第１比較部において前記電圧信号のレベルが前記第１閾値を越えたと判定されたときに人体検知信号を出力するように構成され、かつ、前記第２比較部において、前記電圧信号のレベルが前記第２閾値を越えたと判定されてから次に前記第２閾値を越えたと判定されるまでの判定時間が所定の複数回だけ連続して設定時間以内のときに人体検知信号を出力するように構成されており、
   前記焦電素子は、前記複数の検出部の受光面の面積が同じであり、正面視において前記複数の検出部それぞれの前記第１方向における長さよりも前記第１方向に直交する第２方向における長さが長い、
   ことを特徴とする人体検知装置。
2. 前記複数の検出部の各々は、正面視形状が長方形状である、
   ことを特徴とする請求項１記載の人体検知装置。
3. 前記複数の検出部のうち隣り合う検出部どうしは、前記第１方向を左右方向とするとき左右非対称であり、正面視において一方の検出部を１８０度回転させた形状と他方の検出部の形状とが左右対称である、
   ことを特徴とする請求項１記載の人体検知装置。
4. コンピュータを、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の人体検知装置に用いる判定装置として機能させるためのプログラム。

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