JP3002762B2 - 人体検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体から発せられる赤
外線を検知することにより人体の有無を判断し、主に照
明や空調機器等の負荷制御機器をオン・オフ制御させる
如き用途に使用される人体検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の人体検知装置としては、
焦電素子タイプの赤外線検知素子を用いた人体検知装置
が開発され、提案されている。このような人体検知装置
は、検知領域における温度の変化を赤外線検知素子で捉
える方式であるから、人体が検知領域内に頻繁に出入り
し、その検知ビームを遮ってているときには検知信号を
複数回に亙って継続して出力させることができるもの
の、人体が検知領域内で静止したり、或いは検知領域内
での動きが少ないような場合には、もはや高出力レベル
の所望の赤外線検知信号を出力させることができない。
従って、単に赤外線検知信号のオン・オフのみに基づい
て負荷制御を行っただけでは、人体が室内の検知領域内
に存在するにも拘わらず、室内の照明が消灯する等の不
具合を生じる虞れがある。そこで、従来では、上記不具
合を解消する策として、赤外線検知素子からの赤外線検
知信号の出力が途絶えたときに、照明等の負荷制御機器
をオフにするための制御信号を直ちに出力させるのでは
なく、赤外線検知信号の出力が一定時間以上途絶えたと
きに負荷制御機器がオフとなるようにタイマー設定して
いたのが実情であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものにおい
て、例えば検知領域内に比較的長時間静止した状態であ
っても照明がオフとならないようにするには、タイマー
設定時間をそれに応じて長い時間に設定しなければなら
ない。ところが、かかるタイマー設定時間を長くしたの
では、検知領域を一時的に通過しただけでの場合であっ
ても、その通過後もタイマー設定された時間だけ照明が
点灯し続けるために、電力消費等の面で無駄が発生する
難点があった。

【０００４】尚、上記のような難点を解消する策として
は、赤外線検知素子とは別に手動式の操作スイッチを人
体検知装置に設けておき、人が検知領域内に長時間存在
する場合において照明を長時間点灯させたいときには前
記操作スイッチをオンにし、また消灯させたいときには
その操作スイッチをオフにしてから検知領域外に退出さ
せるように構成することも考えられる。しかしながら、
このように手動式の操作スイッチを人体検知装置に設け
る手段では、操作スイッチのスペースが別途必要となる
ために、装置全体が大型化したり、或いは赤外線受光に
必要な部位のスペースが制限される等して充分な検知感
度を確保させることができなくなる等の難点が発生し、
上記従来の難点を適切に解決するには到らない。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みて提案されたもの
で、人体検知装置の大型化や赤外線検知感度の低下の如
き不具合を生じさせることなく、検知領域を素通りする
ようなときには比較的短時間で負荷制御機器の切換え制
御を無駄なく行えると共に、検知領域に動きの少ない状
態で長時間滞在するときには負荷制御機器をユーザーが
要望する状態に適切に継続させておくことができるよう
にすることを、その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案された請求項１に記載の本発明に係る人体検知装
置は、一箇所又は二箇所以上形成された検知領域から発
せられる赤外線を受光し且つその赤外線受光量の変化分
に対応した出力レベルの赤外線検知信号を出力する第１
の赤外線検知素子と、この第１の赤外線検知素子から出
力される赤外線検知信号に基づいて前記検知領域におけ
る人体の有無を判断し且つその判断結果に応じて所定の
負荷制御用信号を出力する信号処理手段とを備えた人体
検知装置であって、前記第１の赤外線検知素子により赤
外線検知がなされる検知領域とは異なる位置にその検知
領域とは別の赤外線検知領域を形成する第２の赤外線検
知素子を具備すると共に、前記信号処理手段は、この第
２の赤外線検知素子で人体検知がなされることによりこ
の第２の赤外線検知素子から所定の赤外線検知信号が出
力される都度、負荷制御用の信号出力状態の継続とその
継続解除とを交互に切り換えるように構成されている。

【０００７】請求項２に記載の本発明に係る人体検知装
置は、上記請求項１の構成において、前記第１の赤外線
検知素子と第２の赤外線検知素子とは、複数の集光用レ
ンズ部を形成した一つの集光用レンズを介して所定の各
検知領域からの赤外線受光が行えるように設けられてい
る。

【０００８】上記請求項１又は２に記載の本発明に係る
人体検知装置では、請求項３に記載の通り、第１の赤外
線検知素子と第２の赤外線検知素子との双方又は何れか
一方が、人体から発する遠赤外線を検知する焦電型の赤
外線検知素子で構成される。また請求項４に記載の通
り、上記第２の赤外線検知素子を近赤外線投光手段と共
に設けられた近赤外線検知素子で構成することもでき
る。

【０００９】

【作用】上記構成を特徴とする請求項１記載の本発明に
係る人体検知装置においては、第１の赤外線検知素子で
赤外線検知がなされる検知領域に人体が侵入したときに
は、第１の赤外線検知素子から赤外線検知信号が出力さ
れるため、信号処理手段からは負荷制御用信号が出力さ
れる（又はその出力が停止される）。また、上記の人体
がその検知領域内に長時間存在するときには、第２の赤
外線検知素子で赤外線検知がなされる赤外線検知領域を
人体の一部（手等）で遮ればよい。これによって、人体
の一部が第２の赤外線検知素子で検知されると、信号処
理手段は負荷制御用信号の出力状態（又は出力を停止し
た状態）を継続させることとなる。従って、その後人体
が上記の検知領域内で静止状態、又は動作が少ない状態
で長時間存在することにより第１の赤外線検知素子では
その人体検知ができない状況になったとしても、負荷制
御機器の動作状態は所望のまま維持される。即ち、第１
の赤外線検知素子から人体検知の旨の赤外線検知信号が
出力されなくなったからといって直ちに又は短時間の一
定時間後に、照明器具が不当にオフとされるようなこと
はなくなる。

【００１０】更に、上記の後に人体が検知領域から退出
し、負荷制御機器の動作状態を切換え変更させたいとき
（例えば照明器具をオフさせる）には、第２の赤外線検
知素子で赤外線検知がなされる赤外線検知領域を再度人
体の一部で遮ればよい。このようにして第２の赤外線検
知素子で２回目の人体検知がなされると、信号処理手段
からの負荷制御用の信号出力状態の継続が解除された状
態に切り換わる。従って、所定の検知領域から人体が実
際に退出し、第１の赤外線検知素子による人体検出が行
われなくなったときには、負荷制御用の信号出力を適切
に停止させることができる（又は停止状態から信号出力
状態にさせることができる）。人体が退出しているにも
拘わらず、例えば照明器具がオンのままとなるようなこ
とはない。

【００１１】また、上記した構成の人体検知装置では、
第１の赤外線検知素子と第２の赤外線検知素子との二つ
の赤外線検知素子から出力される赤外線検知信号に基づ
く所定の負荷制御用信号の出力制御を、一つの信号処理
手段で兼用させて実行させることができるから、全体の
回路構成を簡素にし、また小型化が図れることとなる。

【００１２】請求項２に記載の本発明に係る人体検知装
置では、第１の赤外線検知素子と第２の赤外線検知素子
とを一つの集光用レンズを共用させた状態で所定の赤外
線受光を行わせることができるため、人体検知装置全体
の一層小型化が図れることとなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明に係る人体検知装置Ｋの構
造の一例を示す断面図、図２はその人体検知装置Ｋのハ
ード構成の一例を示すブロック図である。この人体検知
装置Ｋは、壁面Ｗに取付けてその側方に位置する人体の
検知を可能とするタイプのもので、人体から発する遠赤
外線を検知してその検知信号を出力する第１の赤外線検
知素１Ａ、並びに第２の赤外線検知素子１Ｂ、ドーム状
に形成された集光用レンズ２、二つの赤外線検知素子１
Ａ、１Ｂの各々から出力される赤外線検知信号の処理を
行う回路ブロック３ａ、及び負荷制御機器の一例として
の照明器具（図４のＲで示す）のオン・オフ制御を行う
ための信号（例えばリレー制御信号）を出力するための
負荷制御信号出力回路ブロック３ｂ等を具備している。
これら負荷制御信号出力回路ブロック３ｂや回路ブロッ
ク３ａには、後述の図２に示すような信号処理手段９が
組み込まれている。尚、回路ブロック３ａには、この人
体検知装置Ｋが作動しているか否かを表示するための発
光素子４、この発光素子４から各赤外線検知素子１Ａ、
１Ｂへの光の入射を防止するための遮蔽板５等も設けら
れている。これら各回路機器は、壁面Ｗに取付けられる
ベース６ａ及びカバー６ｂで形成されたハウジングケー
ス６内に収容されているが、集光用レンズ２や赤外線検
知素子１Ａ、１Ｂ等は板バネ７等で押圧されて回転角度
が変更可能なドーム状のガイド体８に取付けられ、後述
する検知領域の位置調整ができるように構成されてい
る。

【００１４】集光用レンズ２の一例としては、遠赤外線
を透過させるポリエチレン樹脂等で形成されたフレネル
レンズアレーが適用され、この集光用レンズ２は、図３
に示すように、中心部に一つのレンズ部２Ａ１を部分的
に形成すると共に、その外周部分を４つのレンズ部２Ａ
２〜２Ａ５と１つのレンズ部２Ｂとの計５つのレンズ部
に区画している。これらの各レンズ部は受光した赤外線
を個々に集光させるもので、これらのうちレンズ部２Ａ
１〜２Ａ３は、図４及び図５に示すように、三つの略水
平方向の検知領域Ａ（Ａ１〜Ａ３）を第１の赤外線検知
素子１Ａで形成させるためのものである。また、レンズ
部２Ａ４、２Ａ５は、それよりも下向きに傾斜した二つ
の検知領域Ａ（Ａ４、Ａ５）を第１の赤外線検知素子１
Ａで形成させるためのものである。これに対し、最上位
置のレンズ部２Ｂは、上向きに急傾斜した一つの検知領
域Ｂを、第２の赤外線検知素子１Ｂで形成させるための
ものである。

【００１５】第１及び第２の赤外線検知素子１Ａ、１Ｂ
の一例としては、何れも赤外線受光によって電圧値が変
化する焦電素子を使用したタイプのものが適用され、赤
外線の受光量の変化分に応じた出力レベルの赤外線検知
信号を出力するように構成されている。

【００１６】図２において、第１及び第２の赤外線検知
素子１Ａ、１Ｂには信号処理手段９が接続されている。
この信号処理手段９では、第１の赤外線検知素子１Ａと
第２の赤外線検知素子１Ｂとの各々から出力される赤外
線検知信号が帯域増幅回路９０ａ、９０ｂで増幅された
後に、個別のレベル検出回路９１ａ、９１ｂを介して演
算回路９２に入力されるように構成されている。レベル
検出回路９１ａ、９１ｂは、予め設定された閾値を超え
る出力レベルの赤外線検知信号が出力されたときにの
み、所定の信号を演算回路９２に入力させるもので、例
えば検知領域Ａ１内で静止したままの人体から輻射され
る遠赤外線の受光では、第１の赤外線検知素子１Ａから
出力される赤外線検知信号の出力レベルは所定の閾値を
超えず、演算回路９２にはその旨の信号は入力されな
い。演算回路９２は、レベル検出回路９１ａ、９１ｂの
各々からの信号入力の時期的条件に基づいて、予め定め
られたアルゴリズムに基づき出力制御回路９３の駆動を
行い、リレー出力回路９４から照明器具Ｒのオン・オフ
切換えを行うためのリレー制御信号の出力とその停止と
を制御するものである。尚、かかる演算回路９２におけ
る具体的な信号処理動作については後述する。

【００１７】次に、上記構成の人体検知装置Ｋの使用
例、作用について説明する。先ず、この人体検知装置Ｋ
は、例えば図４に示すように、壁面Ｗの床面から高さＨ
（例えば１．２ｍ程度）の位置に取付け、同図に示すよ
うに複数の検知領域Ａ（Ａ１〜Ａ５）及びＢを形成させ
た状態で使用する。このような状態において、先ず図５
に示す人体Ｍが人体検知装置Ｋの前方を単に横切っただ
けでは、検知領域Ａ１〜Ａ５の各々に人体Ｍが侵入する
都度、第１の赤外線検知素子１Ａからは所定の閾値を超
える赤外線検知信号が断続的に出力されるに過ぎない。
第２の赤外線検知素子１Ｂによって形成される検知領域
Ｂは急傾斜の上向き状態であるから、人体Ｍが人体検知
装置Ｋにかなり接近しなければ、第２の赤外線検知素子
１Ｂによって人体検知がなされない。従って、上記のよ
うに単に人体Ｍが人体検知装置Ｋから離れた位置を通過
しただけのときには、図６に示すように、第１の赤外線
検知素子１Ａから最初の検知信号Ｓ１が出力された時点
で、照明器具Ｒを点灯させるためのリレー制御信号が出
力されるが、人体Ｍが検知領域Ａ１〜Ａ５を通過し終わ
ると、やはり第１の赤外線検知素子１Ａからの継続的な
赤外線検知信号の出力が終了するために、その最終の検
知信号Ｓ２の出力時から予め設定された一定時間Ｔ１が
経過した時点で、リレー制御信号の出力がオフとなり、
照明器具Ｒが消灯する。

【００１８】次いで、上記とは異なり、例えば人体検知
装置Ｋが玄関口に設置されているような場合において、
来客者との対応時に照明器具Ｒの点灯状態を継続させて
おきたい場合がある。このような場合には、先ず検知領
域Ａ１〜Ａ５の何れかに進入した人体Ｍが人体検知装置
Ｋに接近し、検知領域Ｂを手で遮ればよい。かかる場合
には、図７に示すように、先ず検知領域Ａ１〜Ａ５の何
れかの領域への人体Ｍの進入によって第１の赤外線検知
素子１Ａから赤外線検知信号が出力された時点でリレー
制御信号が出力状態となって照明器具Ｒが点灯する。次
いで、人体Ｍの手が第２の赤外線検知素子１Ｂで検知さ
れてその検知信号Ｓａが出力されると、これを受信した
図２の演算回路９２は第１の赤外線検知素子１Ａからの
赤外線検知信号の出力状況とは関係なく、リレー出力回
路９４からのリレー制御信号の出力状態を維持させるべ
く制御する。従って、人体Ｍが検知領域Ａ１〜Ａ５の何
れかの領域に静止すること等に原因し、その後第１の赤
外線検知素子１Ａから赤外線検知信号が出力されなくな
ったとしても、リレー制御信号の出力状態を継続させ、
照明器具Ｒを点灯させておくことができる。その結果、
この人体検知装置Ｋでは、照明器具Ｒを長時間点灯させ
んとして図６で示した設定時間Ｔ１を長時間に設定する
必要がなくなり、単なる人体Ｍの通過のときには、照明
器具Ｒを人体Ｍの通過後短時間で消灯させることができ
ることとなる。

【００１９】次いで、検知領域Ｂを上記のようにして手
で遮った後に、この検知領域Ｂを再度遮ると、第２の赤
外線検知素子１Ｂからは第２回目の赤外線検知信号Ｓｂ
が出力されるが、かかる２回目の信号出力がなされる
と、その時点で演算回路９はリレー制御信号の継続的な
出力状態を解除する。従って、検知領域Ｂを手で遮った
後に、第１の赤外線検知素子１Ａで人体Ｍの検知がなさ
れなくなったときには、図７に示すように予め設定され
た一定時間Ｔ２が経過した時点でリレー制御信号の出力
がオフとされ、照明器具Ｒが消灯することとなる。人体
が退出した後にも照明器具Ｒが無駄に長時間点灯し続け
るといった無駄を適切に無くすることができる。

【００２０】尚、リレー制御信号の出力制御に際して
は、例えば図７に示すように、一定時間Ｔ２の経過によ
りリレー制御信号の出力がオフになった後において、第
１の赤外線検知素子１Ａから再度赤外線検知信号Ｓ３が
出力されると、リレー制御信号の出力がオンとなるよう
にしてもよいが、本発明はこれに限定されない。例え
ば、図８に示すように、第２の赤外線検知素子１Ｂから
検知信号Ｓｂが出力される後に、第１の赤外線検知素子
１Ａから検知信号Ｓ４が引き続き出力されること予定さ
れているような場合には、その検知信号Ｓ４の出力時点
から一定時間Ｔ２が計時されてリレー制御信号の出力が
オフとなるようにしてもよい。また、かかる場合には、
第１の赤外線検知素子１Ａから赤外線検知信号Ｓ５が出
力されたとしても、予め設定された一定時間Ｔ３の間
は、リレー制御信号出力のオフ状態が維持されるように
してもよい。このように、本発明では、リレー制御信号
の具体的な制御態様は限定されないことは勿論のこと、
負荷制御機器の具体的な種類も照明器具には限定され
ず、本発明でいう負荷制御用信号の具体的な種類等も一
切問わない。

【００２１】図９は本発明に係る人体検知装置Ｋａの他
の実施例を示す側面断面図、図１０はその正面図であ
る。この人体検知装置Ｋａは、近赤外線を投光する発光
ＬＥＤ１０、１０が遮蔽筒１１、１１内に配置された状
態で設けられていると共に、上記図１で示した焦電型の
赤外線検知素子１Ｂに代えて、前記発光ＬＥＤ１０、１
０から投光されて人体によって反射されてきた近赤外線
を検知することによりその検知信号を出力するホトダイ
オード等の近赤外線検知素子１Ｂ’が具備されたもので
ある。かかる構成によれば、第１の赤外線検知素子１Ａ
で形成される検知領域Ａａとは別に、近赤外線検知素子
１Ｂ’では発光ＬＥＤ１０、１０に接近した位置に検知
領域Ｂａを形成することができ、やはりこの検知領域Ｂ
ａを人体の一部で遮ることにより、負荷制御用信号の出
力状態の継続とその継続解除とを交互に切り換えるよう
に構成することができる。また、図９では、集光用レン
ズ２ａとして、図１で示したドーム状のフレネルレンズ
２に代えて、凸状レンズを複数連接したアクリル樹脂製
等のレンズアレーを使用しているが、本発明ではかかる
タイプの集光用レンズであってもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項１乃至４に記載の本発明に係る人体検知装置によれ
ば、人体が動きの少ない状態で所定の検知領域内で長時
間滞在するときには、第２の赤外線検知素子で人体の一
部を検知させることにより、負荷制御機器を所望の状態
に継続させておくことができるために、例えば所定の検
知領域に人体が存在するにも拘わらず照明器具がオフと
なるような不具合を適切に解消することができるという
格別な効果が得られる。また、請求項１乃至４に記載の
本発明では、負荷制御機器を所望の状態に継続させてお
くための手段として、従来のように所定のタイマー設定
時間を長くするような必要もなくなるため、検知領域を
人体が単に通過するだけの場合に、例えば照明器具が長
時間点灯し続けるといった無駄も解消することができる
という効果も得られる。さらに重要な効果として、請求
項１乃至４に記載の本発明では、第１の赤外線検知素子
とは別に第２の赤外線検知素子を追加して設けているも
のの、この第２の赤外線検知素子による非接触式の人体
検知手段では、手動式の操作スイッチを設ける場合のよ
うに大きな取付けスペースを要さず、人体検知装置の大
型化や検知領域の縮小化による検知感度の低下等を適切
に防止できるばかりか、第２の赤外線検知素子と第１の
赤外線検知素子との各々から出力される検知信号の処理
を共通した回路で処理することができるので、装置全体
の回路構成も簡素にでき、製作コストの上昇をも抑制す
ることができるという実益がある。特に、請求項２に記
載の本発明によれば、第１及び第２の赤外線検知素子に
対して一つの集光用レンズで所定の赤外線受光を行わせ
る構成であるから、装置全体の構成の一層の簡素化が図
れるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る人体検知装置の具体的構造の一例
を示す側面断面図。

【図２】本発明に係る人体検知装置の信号処理を行うた
めのハード構成の一例を示すブロック図。

【図３】（ａ）は集光用レンズの一例を示す正面図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図。

【図４】本発明に係る人体検知装置の使用状態の一例を
示す正面図。

【図５】本発明に係る人体検知装置の使用状態の一例を
示す平面図。

【図６】本発明に係る人体検知装置における信号処理の
一例を示すタイムチャート。

【図７】本発明に係る人体検知装置における信号処理の
他の例を示すタイムチャート。

【図８】本発明に係る人体検知装置における信号処理の
他の例を示すタイムチャート。

【図９】本発明に係る人体検知装置の具体的構造の他の
例を示す側面断面図。

【図１０】図９に示す人体検知装置の正面図。

【符号の説明】

１Ａ 第１の赤外線検知素子 １Ｂ 第２の赤外線検知素子 １Ｂ’近赤外線検知素子（第２の赤外線検知素子） ２，２ａ 集光用レンズ ９ 信号処理手段 １０ 発光ＬＥＤ Ａ（Ａ１〜Ａ５） 検知領域 Ｂ 検知領域 Ｋ，Ｋａ 人体検知装置 Ｍ 人体 Ｒ 照明器具（負荷制御機器） Ｗ 壁面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−247684（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−297090（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−31078（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−234091（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−5128（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01V 8/20 H01L 37/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一箇所又は二箇所以上形成された検知領域
   から発せられる赤外線を受光し且つその赤外線受光量の
   変化分に対応した出力レベルの赤外線検知信号を出力す
   る第１の赤外線検知素子と、この第１の赤外線検知素子
   から出力される赤外線検知信号に基づいて前記検知領域
   における人体の有無を判断し且つその判断結果に応じて
   所定の負荷制御用信号を出力する信号処理手段とを備え
   た人体検知装置であって、 前記第１の赤外線検知素子により赤外線検知がなされる
   検知領域とは異なる位置にその検知領域とは別の赤外線
   検知領域を形成する第２の赤外線検知素子を具備し、 前記信号処理手段は、この第２の赤外線検知素子で人体
   検知がなされることによりこの第２の赤外線検知素子か
   ら所定の赤外線検知信号が出力される都度、負荷制御用
   の信号出力状態の継続とその継続解除とを交互に切り換
   えるように構成されていることを特徴とする人体検知装
   置。
2. 【請求項２】請求項１において、上記第１の赤外線検知
   素子と第２の赤外線検知素子とは、複数の集光用レンズ
   部を形成した一つの集光用レンズを介して所定の各検知
   領域からの赤外線受光が行えるように設けられている人
   体検知装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、上記第１の赤外
   線検知素子と第２の赤外線検知素子との双方又は何れか
   一方が、人体から発する遠赤外線を検知する焦電型の赤
   外線検知素子である人体検知装置。
4. 【請求項４】請求項１又は２において、上記第２の赤外
   線検知素子は、近赤外線投光手段と共に設けられた近赤
   外線検知素子である人体検知装置。