JP2927437B2 - 人体検知装置 - Google Patents

人体検知装置

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JP2927437B2
JP2927437B2 JP63308182A JP30818288A JP2927437B2 JP 2927437 B2 JP2927437 B2 JP 2927437B2 JP 63308182 A JP63308182 A JP 63308182A JP 30818288 A JP30818288 A JP 30818288A JP 2927437 B2 JP2927437 B2 JP 2927437B2
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貴司 堀井
秀和 姫澤
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、人体から放射される赤外線量と床面等の背
景から放射される赤外線量の差を、人体の移動、若しく
は、その身体の一部分の動きにより検出する赤外線受光
式の人体検知装置に関するものである。
[従来の技術] 赤外線受光式の人体検知装置は、人体の背景の温度差
を赤外線のエネルギー量の差として焦電素子等の赤外線
検出素子を用いて検出することにより、人体を検知する
装置であり、近年広く普及するようになった。ところ
で、従来のほとんどの人体検知装置は、主として徒歩な
どで移動する人体を検知するものであった。第12図は従
来の代表的な人体検知装置の検知領域を示しており、同
図(a)は当該検知領域を側面から見た図、同図(b)
は上面から見た図である。ここでは、ラウンドタイプ
(全周検知型)の人体検知装置を採り上げた。図中、11
は外周検知領域、12は内周検知領域、13は直下検知領域
である。
ところで、この人体検知装置においては、一般に、検
知領域の間隔が通常の人体の大きさに比較して大きく設
定されている。第12図に示す例では、通常、外周検知領
域11の直径l1が10m程度、内周検知領域12の直径l2が6m
程度であるが、この場合、床面上における外周検知領域
11の間隔l3及び内周検知領域12の間隔l4はそれぞれl3
1.5m程度、l4=1m程度となる。また、床面上における外
周検知領域11と、内周検知領域12との間隔l5はl5=2.0
〜2.5m程度となる。この従来の人体検知装置は、徒歩、
駆け足、忍び足等で移動する人体を検知することを主た
る目的としている。したがって、上記検知領域の間隔が
人体の大きさに比べて大きくても、人体の移動に伴い、
いずれかの検知領域を人体が横切ることにより、人体検
知出力を発生することができる。
[発明が解決しようとする課題] ところが、例えば、会議室や応接室等で着席中の人体
を検知する場合には、人体全体の移動を期待することは
できないため、身体の一部、例えば東部、腕部、手等の
微小な動きを検知する必要が生じる。しかしながら、従
来の人体検知装置では、検知領域の間隔が広いために、
上述のような身体の一部の微小な動きを検知することは
できない。例えば、第12図において、外周検知領域11
と、内周検知領域12との中間地点付近に人体等のターゲ
ットTが着席している場合、その頭部や腕部、手等の人
体の一部の微小な動きを検知することは困難である。す
なわち、従来の人体検知装置は、人体全体の移動を検知
する用途には適しているが、会議室や応接室等の室内で
着席している人体の有無を検知する用途には不適当であ
ると言える。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、人体の一部の微小な動きを検
知するのに適した人体検知装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第
1図(a)に示すように、検知領域からの赤外線を集光
する複眼構成の光学系1と、前記光学系1にて集光され
た赤外線を受光する複数の赤外線検出素子A〜Dと、前
記複数の赤外線検出素子A〜Dの各出力を各々増幅する
増幅部3と、前記増幅部3にて増幅された赤外線検出素
子A〜Dの各出力により人体の有無を判定する処理判断
部4と、前記処理判断部4の判定結果を出力する出力部
5とを有して成る人体検知装置であって、第1図(b)
に示すように、複眼構成の光学系1と複数の赤外線検出
素子A〜Dによって形成される多数の検知領域A′〜
D′をすべて該検知領域の大きさと同程度の間隔で密に
隣接させ、且つ検知領域A′〜D′の大きさを検知すべ
き人体の一部分と同程度の大きさに設定したことを特徴
とするものである。
また、光学系1として多面分割ミラーや多分割レンズ
のような複眼構成の光学系を用いて、第2図に示すよう
に、検知領域A′〜D′を広い領域に分散配置すること
により、赤外線検出素子A〜Dの個数よりも多くの検知
領域を形成することができる。
[作用] 本発明にあっては、複眼構成の光学系1と複数の赤外
線検出素子A〜Dによって形成される多数の検知領域
A′〜D′をすべて該検知領域の大きさと同程度の間隔
で密に隣接させ、且つ検知領域A′〜D′の大きさを検
知すべき人体の一部分と同程度の大きさに設定したの
で、会議室や応接室等の室内で着席している人体を検知
対象とする場合でも、人体の一部分が検知領域A′〜
D′内を微小に移動した場合に、赤外線検出素子A〜D
から出力を得て、人体の有無を確実に判定することがで
きる。また、本発明にあっては、多面分割ミラーや多分
割レンズのような複眼構成の光学系1と複数の赤外線検
出素子A〜Dを用いて多数の検知領域A′〜D′を形成
しているので、光学系1の分割数に赤外線検出素子A〜
Dの個数を乗じた個数の非常に多くの検知領域を形成す
ることができるものである。
[実施例1] 第1図(a)は本発明の第1実施例を示すブロック図
である。図中、1は光学系であり、ミラー又はレンズを
用いて検知領域からの赤外線を集光する。本発明では、
多面分割ミラー又は多分割レンズのような複眼構成の光
学系を用いて、複数の検知領域から赤外線を集光する。
2は赤外線検出素子部であり、例えば4個の焦電素子
等よりなる赤外線検出素子A〜Dを光学系1の焦点面に
配置してある。本実施例では、赤外線検出素子A〜Dが
4個の場合を例示しているが、赤外線検出素子A〜Dの
個数は4個に限定されるものではない。また、赤外線検
出素子A〜Dは、焦電素子に限定されるものではなく、
サーモパイルを用いても良い。赤外線検出素子A〜Dを
光学系1の焦点面上に配置することにより、物面上には
光学系1を通じて複数の検知領域A′〜D′が焦点面上
の赤外線検出素子A〜Dと同じ配置で形成され、検知領
域A′〜D′内における人体の移動により各々の赤外線
検出素子A〜Dが背景との温度差の変化として出力を生
じる。
3は増幅部であり、赤外線検出素子A〜Dの出力を増
幅する。本実施例では、、赤外線検出素子A及びB、C
及びDをそれぞれ1組と考えて、それぞれの組の中で2
個の素子を極性を逆にして直列に接続している。この場
合、物面上での検知領域A′〜D′における検知極性は
第1図(b)に示すようになる。
4は処理判断部であり、増幅部3で増幅された赤外線
検出素子A,B及びC,Dの出力からピーク値VPが予め設定し
た閾値VTを越えるか否かを比較して、人間の有無を判定
するものである。
5は出力部であり、処理判断部4からの判断結果を外
部に出力するものである。
[実施例2] 第2図は本発明の第2実施例における検知領域の配置
を示している。本実施例では、個々の赤外線検出素子A
〜Dによって形成される検知領域A′〜D′を正方形状
とし、且つ4個の赤外線検出素子A〜Dを1グループと
考え、その中の隣接する2個の赤外線検出素子A,B及び
C,Dの極性が逆になるように各素子を接続してある。第
2図において+と記載された領域は、人体の一部分が入
ると赤外線検出素子A又はDがプラスの出力を発生する
領域であり、−と記載された領域は、人体の−部分が入
ると赤外線検出素子B又はCがマイナスの出力を発生す
る領域である。点線で示す円内の領域Sにおいて、人体
の一部分(頭部、腕部、肩部、手等)の微小な動きがあ
ると、その動きは+領域と−領域を交互に往復するよう
な動きとなるので、検知領域内においては、赤外線量の
変化を生じることになり、検知出力が得られることにな
る。
本実施例では、検知領域の形状を正方形としたが、こ
の大きさは検知すべき人体の一部分の微小な動きと同程
度の大きさにすると、最も効率良く検知出力が得られ
る。正方形の一辺の大きさをlとした場合、一例として
l=10〜20〔cm〕程度にすれば、人体の一部分の微小な
動きを検知するのに適するものである。
[実施例3] 第3図は本発明の第3実施例における赤外線検出素子
A〜Dの配置を示す図である。本実施例にあっては、4
個の赤外線検出素子A〜Dを、図示のように「田の字」
型に配置し、且つ隣り合う素子間に間隔を設けてある。
赤外線検出素子A〜Dの間の間隔は、各素子に配置され
た電極の間隔に相当するが、素子の製造上、いくらかの
間隔は生じる。この場合、床面上には、第4図に示すよ
うな検知領域A′〜D′が形成される。ここでは、赤外
線検出素子A〜Dの各素子の極性が全て同じ(例えばプ
ラス)となるように直列接続しているものとする。人体
等のターゲットTが第4図の矢印で示すように、検知領
域A′とB′との間で微小に移動、又は振動した場合、
赤外線検出素子全体としての出力波形は、第5図に示す
ようになる。最初の正のピークP1はターゲットTが検知
領域A′に入ったことを示し、最初の負のピークP2はタ
ーゲットTが検知領域A′から出たことを示し、2番目
の正のピークP3はターゲットTが検知領域B′に入った
ことを示し、2番目の負のピークP4はターゲットTが検
知領域B′から出たことを示す。すなわち、赤外線検出
素子AとBの間に間隔を設けたため、床面上の検知領域
A′とB′の間にも間隔が生じ、ターゲットTの検知が
可能となる。本実施例において、ターゲットTが例えば
検知領域A′とC′との間を移動又は振動した場合にお
いても、上記と同様の動作により、人体検知を行うこと
ができる。
[実施例4] 第6図は本発明の第4実施例における検知領域の配置
を示している。本実施例にあっては、赤外線検出素子A,
Bの極性がプラス、赤外線検出素子C,Dの極性がマイナス
となるように、各素子を直列に接続してある。この場
合、ターゲットTが検知領域A′とB′の間を移動又は
振動した場合の出力波形は、第5図に示すものと同様に
なる。また、ターゲットTが検知領域A′とC′の間を
移動又は振動した場合の出力波形は、第7図に示すよう
になる。図中、最初の正のピークP5はターゲットTが検
知領域A′に入ったことを示し、最初の負のピークP6
ターゲットTが検知領域A′から出たことを示し、2番
目の負のピークP7はターゲットTが検知領域C′に入っ
たことを示し、2番目の正のピークP8はターゲットTが
検知領域C′から出たことを示す。いずれの場合におい
ても、前述の実施例3の場合と同様の動作により人体検
知が可能であるが、さらに、本実施例にあっては、ター
ゲットTの移動又は振動の速度が速い場合においても、
ターゲットTを検知しやすいという効果がある。つま
り、ターゲットTの移動又は振動の速度が速い場合に
は、第5図のピークP2,P3及び第7図のピークP6,P7が近
接するため、第5図においては、合成波形の振幅が小さ
くなるが、第7図においては、合成波形の振幅が大きく
なるため、本実施例では速度の速いターゲットTを検知
しやすい。
[実施例5] 第8図は本発明の第5実施例における検知領域の配置
を示している。上述の実施例3及び4においては、各検
知領域A′〜D′が明確に設定され、それぞれの間隔も
明確に設定されていた。ところで、本検知装置の光学系
1における収差や、ピントのずれ等の原因で、第8図に
示すように、検知領域A′〜D′にボケが生じ、その境
界が不明瞭になる場合がある。図中、検知領域PA′〜
PD′は、それぞれ検知領域A′〜D′のボケにより生じ
た領域である。
ここで、各赤外線検出素子A〜Dは、素子A,Bの極性
がプラス、素子C,Dの極性がマイナスとなるように直列
接続してある。ターゲットTが検知領域A′,B′の間を
微小に移動又は振動する場合、検知領域A′,B′共に同
じ極性のため、出力波形は鈍りを生じ、第9図に示すよ
うになる。図中、は素子Aからの出力波形、は素子
Bからの出力波形、は素子A,Bの出力を合成した波形
である。ターゲットTが検知領域A′,B′の間で微小振
動すると、出力波形は区間T1の繰り返しとなる。一方、
ターゲットTが検知領域A′,C′の間を微小に移動又は
振動する場合には、検知領域A′,C′は逆の極性である
ため、出力波形には鈍りを生じるが、第10図に示すよう
に、ピーク対ピーク値は大きくなる。図中、は素子A
からの出力波形、は素子Cからの出力波形、は素子
A,Cの出力を合成した波形である。ターゲットTが検知
領域A′,C′の間で微小振動すると、出力波形は区間T2
の波形と、区間T2の極性を反転した波形の繰り返しとな
る。したがって、検知領域A′〜D′の極性を第11図に
示すように設定すれば、光学系1における収差やピント
のボケによって検知領域A′〜D′にボケを生じても、
検知性能を大きく損なうことはなくなる。
[発明の効果] 本発明によれば、複眼構成の光学系と複数の赤外線検
出素子を備える赤外線受光式の人体検知装置において、
複眼構成の光学系と各赤外線検出素子により形成される
多数の検知領域をすべて該検知領域の大きさと同程度の
間隔で密に隣接させ、且つ検知領域の大きさを検知すべ
き人体の一部分と同程度の大きさに設定したので、人体
全体の移動が無い場合でも、人体の一部の微小な動きを
検知することにより、人体の有無を判定することがで
き、しかも複眼構成の光学系と複数の赤外線検出素子を
有するので、簡単な構成でありながら広い領域に非常に
多数の検知領域を形成することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明の第1実施例を示すブロック図、
同図(b)は同上の物面上での検知領域を示す図、第2
図は本発明の第2実施例の物面上での検知領域の全体を
示す図、第3図は本発明の第3実施例における赤外線検
出素子の配置を示す図、第4図は同上における検知領域
を示す図、第5図は同上の動作波形図、第6図は本発明
の第4実施例における検知領域の配置を示す図、第7図
は同上の動作波形図、第8図は本発明の第5実施例にお
ける検知領域の配置を示す図、第9図及び第10図は同上
の動作波形図、第11図は本発明の第6実施例における検
知領域の配置を示す図、第12図(a)は従来の人体検知
装置の検知領域を示す側面図、同図(b)は同上の検知
領域を示す平面図である。 1は光学系、2は赤外線検出素子部、3は増幅部、4は
処理判断部、5は出力部、A〜Dは赤外線検出素子であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井狩 素生 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 桐畑 慎司 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−94094(JP,A) 特開 昭62−14028(JP,A) 特開 昭62−222128(JP,A) 実開 昭63−108462(JP,U) 米国特許4321594(US,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検知領域からの赤外線を集光する複眼構成
    の光学系と、前記光学系にて集光された赤外線を受光す
    る複数の赤外線検出素子と、前記複数の赤外線検出素子
    の出力を増幅する増幅部と、前記増幅部にて増幅された
    赤外線検出素子の出力により人体の有無を判定する処理
    判断部と、前記処理判断部の判定結果を出力する出力部
    とを有して成る人体検知装置であって、複眼構成の光学
    系と複数の赤外線検出素子によって形成される多数の検
    知領域をすべて該検知領域の大きさと同程度の間隔で密
    に隣接させ、且つ検知領域の大きさを検知すべき人体の
    一部分と同程度の大きさに設定したことを特徴とする人
    体検知装置。
JP63308182A 1988-12-06 1988-12-06 人体検知装置 Expired - Lifetime JP2927437B2 (ja)

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US4321594A (en) 1979-11-01 1982-03-23 American District Telegraph Company Passive infrared detector

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US4321594A (en) 1979-11-01 1982-03-23 American District Telegraph Company Passive infrared detector

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