JP2999534B2 - 物体検知器 - Google Patents

物体検知器

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、赤外線を発する物体の検知技術に係り、詳
しくは人体を検知する物体検知器に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より物体を検知する種々のセンサが使用されてい
るが、人体を検知するセンサとしては、焦電型センサが
主として実用に供されている。
しかし、この焦電型センサは、人体の発する熱の時間
的変化を検知する方式を採っており、その結果、静止状
態にある人体の検知は困難であり、例えばエレベータの
前で待っている人を検知するような場合、エレベータの
前に殆ど静止している乗客(人体)を検知するためには
不向きである。
〔発明が解決しようとする課題〕
静止状態の検知対象物の検知を行うには、人体が発す
る赤外線エネルギーを検知計測し、その値により検知対
象物の検知をする方法が考えられる。しかし、検知対象
物が人体である場合、着衣との関係で問題を有してい
る。
即ち、一般に人体の露出部分は、生活環境で30〜35℃
の体表温度を保っているが、着衣部分はその時の気温に
よって大きく影響を受け、衣服の表面温度はその時の気
温より2〜3℃高温の状態に成っている。従って、例え
ば検出レベルを「30℃以上」と高く固定すると、気温が
20℃のように低い場合は、表面温度が22〜23℃である着
衣部分の検出は殆ど不可能である。一方、検出レベルを
「20℃以上」と低く固定すると、気温が20℃を越えたと
き、壁面等の背景も20℃以上と成り、人体と誤検出する
不具合を発生する。
本発明は、上記問題に鑑みて創案されたものであり、
人間の静動に関係なく、また、その場の雰囲気温度に関
係なく、検知器と対向位置した検知対象物を確実に検知
することができる新規な物体検知器を提供することを目
的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
人体の検出において、着衣部分も含めて検知対象物と
した場合、検出レベルを常時人体が置かれている雰囲気
の気温を基準として、2〜3℃高温の部分を検出する方
式で判断することにより人体を検知対象物とする検出の
目的を達成することができる。
即ち、本発明に係る物体検知器は、検知対象物を含む
対向位置物が放射する赤外線エネルギーを検知測定する
温度測定部と、その場の雰囲気温度を薄膜黒体を介して
検知測定する気温測定部と、前記温度測定部の検出値と
気温測定部の検出値を比較する温度比較手段と、該温度
比較手段に入力する温度測定部と気温測定部からの検知
温度差が予め設定した温度差以上であるとき、「検知対
象物あり」と判定する判定手段とを設けて成り、検知対
象物の有無を判定することを要旨とするものである。ま
た、前記判定手段は、温度比較手段に入力する温度測定
部と気温測定部からの検知温度差が予め設定した温度差
以内であるとき、「検知対象物あり」と判定するように
構成することも可能である。
なお、前記温度測定部及び前記気温測定部を同一の箱
体内に一体収容したものでも、別々の箱体内に収容した
ものであってもよい。
更に、検知対象物を含む対向位置物が放射する赤外線
エネルギーを検知測定する温度測定部は、サーミスタボ
ロメータ,サーモパイル等の温度センサー、一方、雰囲
気温度を検知測定する気温測定部は、赤外窓に貼着した
薄膜黒体と対向して固設したサーモパイル,サーミス
タ,白金抵抗線及びダイオード等の気温センサによって
実施することができる。
尚、温度測定部及び/又は気温測定部の測定値が、予
め設定した値を越えたとき異常出力を出力する異常出力
手段を付加することが好ましい。
〔作用〕
上記構成によれば、気温測定部の赤外窓に貼着した薄
膜黒体が気温に敏感に応答して温度が変わる性質を有す
るため、温度測定部と共に被検出物である人体の温度と
気温との温度差を得ることができ、この温度差を設定値
と比較することにより、人体を検知することができる。
特に、この物体検知器は、人体のある雰囲気温度及び
壁等の変化を気温測定部からの入力値によって吸収する
構成に成り、検出レベルを気温に対応して自動的にシフ
トさせる構造に成るため、気温や壁面の温度に変化が生
じて(エアコンディショナ等の使用により、昼夜の違い
により又は季節の違いにより常時変化している)室内の
気温が変わっても安定的に検知対象物である人体を検出
することができる。
〔実施例〕
以下、本発明に係る物体検知器の一実施例を図面に従
って説明する。
第1図は、本発明に係る物体検知器のセンサ部の構成
を示す原理図であり、1は例えば箱体A等の前面の一部
に構成した物体検知器のセンサ部である。放物反射鏡面
を有する赤外線集光鏡2の前面開孔部には赤外線透過材
料から成る赤外窓3を設けると共に、該赤外集光鏡2の
光軸上焦点位置には、サーミスタボロメータ,サーモパ
イル等の温度センサ4から成る温度測定部を固設して、
赤外線集光鏡2の前方に位置する人体を含む検知対象物
Fが放射する赤外線エネルギーφmにより、その表面温
度tmを検知測定する。そして、上記温度センサ4は、検
知対象物Fの温度tmによって決まる電圧出力Vmを出力す
る。
Vm=f(tm) …(1) fは関数 また、5は上記赤外窓3の一部に貼着した薄膜黒体6
と対向して固設したサーモパイル等の気温センサであ
り、薄膜黒体6を介して検知対象物(人体)F方向の雰
囲気温度toを検知測定する気温測定部を構成してある。
上記赤外窓3に貼着した薄膜黒体6は、気温に敏感に応
答して温度が変わる性質を有し、熱放射φoを放出する
もので,該放射φoを入力した気温センサ5は、気温to
によって決まる電圧出力Voを出力する。
Vo=g(to) …(2) gは関数 これより検知対象物Fの温度tmと気温toとの温度差
を、Vm,Voを変数として、 tm−to=h(Vm,Vo) …(3) hは関数 を得ることにより気温の変化を排除する。この温度差を
設定値と比較することにより、人体を検知することがで
きるものである。なお、上記実施例では、温度測定部を
構成する温度センサ4と、気温測定部を構成する気温セ
ンサ5とを共にテレビ受像機等の箱体A内に一体収容し
たものを説明したが、温度センサ4と気温センサ5とを
別々の箱体内に収容したものであってもよいことは勿論
である。
次に、本発明の検知回路について説明する。
第2図は、上記センサ部1からの出力により検知対象
物Fの有無を判定する物体検知回路を示すものであり、
第3図の出力値を示すグラフを参照しながら構成及び各
部の作用を説明する。
温度測定部は、サーモパイル4a等の温度センサによっ
て構成され、前記赤外線集光鏡2を透過した検知対象物
(人体)Fから放射する赤外線エネルギーφmを電圧出
力Vmに変換し、集積素子ICIによって出力(第3図
(a)参照)する。
気温測定部は、上記温度測定部と同一のサーモパイル
5a等の気温センサによって構成され、上記気温検出用の
薄膜黒体6から放射された赤外線エネルギーφoを電圧
出力Voに変換し、集積素子IC2によって出力し、これ
を後段の集積素子IC3によって極性を反転して出力′
(第3図(b)参照)する。集積素子IC3は、上記出力
及び′の和を出力する差分検出回路7であり、該出
力(第3図(c)参照)を後段の集積素子IC4に入力
するように構成してある。この集積素子IC4は、予め設
定した検出電圧設定回路8からのしきい値Vbとの比較に
より、該しきい値Vbを越えたときにのみ信号を出力する
比較回路9を構成するもので、該信号出力によってトラ
ンジスタTrによって構成したスイッチング回路10を駆動
して「検知対象物(人体)あり」の信号を出力(第3
図(d)参照)する。
なお、第3図(c)におけるVaは、湯飲み又はやかん
などの明らかに「人」ではないと判断される高温度のも
のを検出するために予め定めた設定値である。このVaは
異常出力のしきい値でもある。
異常検出回路11,12の後段に接続した発光ダイオードD
iは、上記温度測定部の測定値φm、又は気温測定部の
測定値φoが、予め設定した値を越えたとき、点灯して
「異常」を出力する異常出力回路13を構成してある。
尚、第3図は、検知対象物付近の気温が変化している
状態での人体の検出例を示すものである。
本実施例においては検知対象物付近の雰囲気温度の測
定にサーモパイルを気温センサとして使用したが、物体
検知器の箱体の外側にサーミスタ,白金抵抗線及びダイ
オード等の気温センサを配置することによっても同様の
効果が得られることはいうまでもない。
〔発明の効果〕
本発明に係る物体検知器は、以上のように構成したか
ら、検知対象物である人体のある雰囲気温度及び壁等の
変化を気温測定部からの入力値によって吸収する構造に
成り、検出レベルを気温に対応して自動的にシフトさせ
る構成に成るため、室内の温度雰囲気が変わっても安定
的に人体を検出することができる等の特徴を有するもの
であり、本発明実施後の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る物体検知器のセンサ部の構成を示
す原理図、 第2図は物体検出回路の一実施例を示す回路図、 第3図は第2図における各部の出力値を示すグラフであ
る。 1……センサ部、2……赤外線集光鏡 3……赤外窓、4……温度センサ 5……気温センサ 4a,5a……サーモパイル 6……薄膜黒体、7……差分検出回路 8……検出電圧設定回路、9……比較回路 10……スイッチング回路 11,12……異常出力回路 13……異常出力回路 A……箱体、F……検知対象物 IC1〜4……集積素子、Tr……トランジスタ Di……発光ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01V 8/12 G01V 9/04 J (56)参考文献 特開 平2−189491(JP,A) 特開 平1−170888(JP,A) 特開 昭53−66199(JP,A) 実開 平2−6287(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01J 1/02 G01J 1/42 - 1/44 G01J 5/02 G01V 9/04 G08B 13/19 - 13/191 G08B 17/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】検知対象物を含む対向位置物が放射する赤
    外線エネルギーを検知測定する温度測定部と、 その場の雰囲気温度を薄膜黒体を介して検知測定する気
    温測定部と、 前記温度測定部の検出値と気温測定部の検出値を比較す
    る温度比較手段と、 該温度比較手段に入力する温度測定部と気温測定部から
    の検知温度差が予め設定した温度差以上であるとき、
    「検知対象物あり」と判定する判定手段とを設けて成
    り、検知対象物の有無を判定することを特徴とする物体
    検知器。
  2. 【請求項2】検知対象物を含む対向位置物が放射する赤
    外線エネルギーを検知測定する温度測定部と、 その場の雰囲気温度を薄膜黒体を介して検知測定する気
    温測定部と、 前記温度測定部の検出値と気温測定部の検出値を比較す
    る温度比較手段と、 該温度比較手段に入力する温度測定部と気温測定部から
    の検知温度差が予め設定した温度差以内であるとき、
    「検知対象物あり」と判定する判定手段とを設けて成
    り、検知対象物の有無を判定することを特徴とする物体
    検知器。
  3. 【請求項3】前記温度測定部及び前記気温測定部とを同
    一の箱体内にまとめたことを特徴とする請求項1又は2
    記載の物体検知器。
  4. 【請求項4】検知対象物を含む対向位置物が放射する赤
    外線エネルギーを検知測定する温度測定部は、サーミス
    タボロメータ,サーモパイル等の温度センサであること
    を特徴とする請求項1又は2記載の物体検知器。
  5. 【請求項5】雰囲気温度を検知測定する気温測定部は、
    赤外窓に貼着した薄膜黒体と対向して固設したサーモパ
    イル,サーミスタ,白金抵抗線及びダイオード等の気温
    センサであることを特徴とする請求項1又は2記載の物
    体検知器。
  6. 【請求項6】温度測定部の測定値が、予め設定した値を
    越えたとき異常出力を出力する異常出力手段を付加した
    ことを特徴とする請求項1又は2記載の物体検知器。
  7. 【請求項7】気温測定部の測定値が、予め設定した値を
    越えた時異常出力を出力する異常出力手段を付加したこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の物体検知器。
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