JP3098677B2 - 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、人体検知装置に関し、
特に所定の画角範囲における照度変化量を利用した人体
検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人体検知装置は非接触マンマシンインタ
ーフェースとして大変有効な手段となるが、人体を検知
する手段としては色々な手段が存在する。最も普及して
いるものとして、焦電素子を利用した人体の赤外線輻射
量の変化量を検知する手段がある。

【０００３】人体の体温は接触温度で約３６度だが、輻
射温度は約３３度である。この温度で赤外線輻射する物
体は約７〜１０μｍの波長の赤外線を発する。焦電セン
サはこの人体特有の放射される波長に感応し、壁など背
景との温度差が５〜８度以上あると、焦電センサが狙っ
た検知領域に人体が来れば感応するものである。さらに
人体には活動量があるという前提で赤外線輻射量に変動
があって初めて出力に交流信号として変化をもたらすも
のである。つまり室温が３０〜３５度にもなると殆ど感
応することはなく、感応しても限界距離は非常に短縮さ
れる。また人体が存在しても活動量がなければ、赤外線
輻射量に変化が表れないため出力信号は無くなってしま
う。

【０００４】例えば自動ドアの場合は、一般にドアの真
上に設置され真下を検知領域として取っている。つまり
検知距離は約２ｍで、検知の際はドアの前まで歩いてく
るという大きな活動量を伴い、赤外線輻射量の多い頭が
センサから数十センチの距離にくる。現在の焦電センサ
の技術では仮に周囲温度が３０度前後になったとして
も、１ｍ以内は十分検知可能であるためセンサとしての
信頼性は十分確保されている。

【０００５】しかし、家庭内でエアコンなどの家電機器
に焦電素子を利用した人体検知装置を搭載した場合、検
知距離は１０畳の部屋の対角線で約６ｍとなり、夏の空
調管理されていない時の締め切った部屋に人体が入室し
てきても感応できない。冬でも空調温度設定を高めに設
定すれば３０度近くに室温が上がる事もある。これに対
応してむやみに交流増幅器の増幅率を高く設定すると、
室温２０度前後のセンサにとって検知しやすい環境下で
は逆に無人にもかかわらず出力信号にノイズによる振幅
を持ち人体在室という誤検知を招いてしまう。

【０００６】また、検知対象の部屋内の人体の一般生活
の行動を検知しようとすると、じっと本を読んだり、寝
転がってテレビを見たり、うたた寝したり、というよう
に非常に少ない活動量もあり、この焦電センサではこの
ような人体在室状況でも退室したのと区別がつかない。
他に非接触の遠隔人体検知手段としては、赤外線輻射量
センサ、超音波測距センサ、赤外光測距センサ、小型動
画カメラによる動画二次元画像センサ、高度な音声認識
機能を有した人体音声センサなどがある。

【０００７】赤外線輻射量センサは、人体からの輻射熱
量を集熱してサーミスタなどで温度検出するものだが、
集熱器やサーミスタの熱容量の関係から非常に応答性に
劣っており、一度輻射熱量の大きい物体を検知してから
元の条件に戻っても、完全に同じ信号出力を得るのに数
秒間かかる。従って例えば部屋の人体活動状況を監視す
る場合、数秒で部屋の端から端まで横断できてしまう人
体を捕らえる事は非常に困難である。そのためこのセン
サが現在商品化されているアプリケーションに利用され
ている用途は、床面温度を測定するに留まっている。

【０００８】超音波や赤外光を使用した測距センサは、
被測定物に対してアクティブに一次波をぶつけて、反射
して返ってくる二次波を受信するまでの時間を計測する
距離測定方式である。しかし検知画角は本発明の照度変
化量センサよりはるかに狭くする必要があり、また反射
波の振幅については壁など硬い平面に対しては有効なも
のの衣服着用の人体に対しては非常に弱い反射量となり
距離が殆ど稼げなくなる。

【０００９】動画二次元画像センサや音声認識による人
体音声は人体検知装置として非常に精度が高く有効な手
段ではあるが、家電機器など低価格アプリケーションへ
の搭載を考えた場合、非常に高価格という欠点をもつ。

【００１０】そこで人体検知装置として最も有効と考え
る手段が照度変化量センサである。照度検知手段となる
ＣｄＳ光導電セルはセンサ素子として非常に安価で故障
率が最も低いセンサ素子である。また素子に付属させる
感度向上のための構造部品も、焦電センサのフレネルレ
ンズや赤外輻射センサの集熱鏡よりはるかに安価なただ
の筒ということでコスト重視の家電機器搭載には有効な
手段である。さらにエアコン等の特定の部屋内の人体活
動状況の管理に適用を考えた場合、検知可能距離が比較
的長く取れる事と、室内環境温度には全く依存しない事
が重要なファクタとなる。焦電センサや赤外輻射センサ
などは周囲温度の影響を非常に強く受けて誤検知を招い
てしまうが、照度変化量センサは全くない。

【００１１】所定の画角範囲における照度変化量を利用
した検出手段として、センサー技術（情報調査会、１９
８７年５月臨時増刊号、Vol.７、No.６）の６９頁にＣ
ｄＳ光導電セルの応用回路が記載されている。この従来
例によれば、光量一定のランプから一定の照度を受ける
ＣｄＳ照度検知センサが、その間を一定周期で遮断する
円板により断続的に受光する事でセンサ出力後の交流ア
ンプ出力は交流信号を出力しつづける。該円板が停止も
しくは不規則な回転をすると、得られる交流信号出力は
停止もしくは周波数が不規則になるので、この現象を利
用することにより他の機器を制御するのである。

【００１２】従来技術の回路ブロック図を図１に示す。
ＣｄＳ光導電セルなどの可視光の照度を検出する照度検
知手段１ｄが、入射光の検知画角１ｂを制限するフード
などの画角制限手段１ｃで限定された検知範囲１ａにお
ける照度の変化量を検出することで、通常、無人の際は
該検知範囲１ａからは安定した照度が得られるが、そこ
に人体が通過または活動状態で入ってくると照度に変化
が現れる。仮に、検知画角１ｂを広く設定すると、検知
範囲１ａが大きくなり人体の動作による照度変化量は相
対的に小さくなる。従って、高感度を要求する場合は検
知画角の設定を狭くする必要があるが、当然ながら人体
の広い活動範囲を全て検知する事は困難である。

【００１３】照度検知手段１ｄから得られた照度信号
（直流電圧信号）１ｅは明暗に応じて変化する。また、
この変化する照度信号１ｅは、交流成分だけを抽出する
コンデンサカップリングなどの微分変換手段１ｆによ
り、照度変化量信号（交流電圧信号）１ｇに変換され、
さらに交流増幅器１ｈ１ｈで振幅の大きい照度変化量信
号１ｉが生成される。該照度変化量信号１ｉが、振幅比
較部１ｊ内に設けられた上限電圧比較器１ｌで所定の上
限電圧レベル１ｋ以上、もしくは下限電圧比較器１ｎで
所定の下限電圧レベル１ｍ以下になると、検知範囲１ａ
に照度変化があったとして人体検知信号１ｏを論理信号
として出力し、被制御機器１ｐを制御する。ここで、振
幅比較部１ｊは、ハードウェアの処理もしくは演算制御
装置によるソフトウェアの処理のどちらも有り得る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では人体に関係なく機械的または自然に起因す
る外乱要素の照度変化も同等に検知し、人体検知装置と
しての信頼性が乏しい。外乱要素としては次のようなも
のが考えられる。 照度変化量を利用した人体検知装置が空調機器など特
定の動作時に振動を伴う機器に設置された場合等、照度
検知手段の光軸が振動によりぶれを起こし、人体不在で
も検知範囲の変動で照度変化を検知し人体在室と感応す
る可能性がある。従来技術で説明した通り、高感度を要
求すると画角を狭くする必要が有り、仮に１度光軸がぶ
れると５ｍ離れた壁面上では約９ｃｍの検知範囲移動が
あり、これまで検知範囲になかった別の光源を捕らえて
しまう可能性もある。

【００１５】最近の家庭内の機器にはカラフルで頻度
の高い点滅を伴う表示素子をもつものが多く、オーディ
オ機器、家電機器、クリスマスツリー、特に電話機には
光輝度フラッシュ点滅機能を備えたものもある。これら
は照度変化としては小さいものの感度を高めれば感応の
可能性もある。 自ら発光するもの以外でも、振り子時計や水槽内の熱
帯魚の動き、鳥カゴの小鳥、扇風機の羽根、屋外の木の
葉の揺れによる影、ベビーベッド上のメリーゴーランド
等の人体以外で照度変化を生み出す要因がある。 太陽の上昇下降で、日向だったところが日陰になった
り、その逆もある。また、急に曇って部屋全体が暗くな
る場合もある。 窓の外で大型トラックが通過し、部屋内照度が一瞬低
下する場合もある。

【００１６】以上のように、従来技術の照度変化量を利
用した人体検知装置ではこれらの外乱要素を全く除去す
る事はできず、人体検知装置としては誤検知が多いもの
であった。また従来技術の項に記載したが、検知能力を
高感度にするためには画角範囲の絞り込みが有効だが、
画角範囲を狭くすれば２つの大きな問題点を伴う。第一
点として、照度検知手段の光軸が実際にどこを向いて設
定され、どのあたりに検知範囲があるかが誤検知防止に
は非常に大切な要素となるが、それを確認する手段がな
い。検知範囲が広ければ多少予想もしない誤検知要素が
検知範囲に含まれていても、相対面積比率は非常に小さ
くなり誤検知要素の影響度合が小さくなる。つまり検知
範囲を狭くすれば、外乱要素が検知範囲内に存在しない
ように照度検知手段の光軸を設定する必要がある。しか
し上記課題のにも記載したが、角度設定は非常に微妙
で１度ずらすと５ｍ先では９cmのずれとなり、光軸設定
が非常に困難であった。

【００１７】第二点として、検知したい部屋内全域に満
遍なく検知範囲を敷き詰めるために、複数系統の照度変
化量センサを必要とする。仮に１系統のセンサで管理す
る画角を10度とすれば左右方向と奥行き方向の両方向に
ラダーで検知範囲を並べると１００系統以上も必要とな
り、実用的には非現実的である。

【００１８】さらに電気的にも課題がある。照度検知手
段として有用なＣｄＳ光導電セルは、一般的な電気回路
使用方法として抵抗器で電源線にプルアップし、照度の
明暗に応じてＣｄＳ光導電セルの直流抵抗値が変化し、
中点には受光照度に応じた直流電圧信号が得られる構成
が取られる。このシステムではこの信号の交流成分を非
常に高い増幅率で増幅してから使用される。従って、電
源線に重畳された電気的ノイズ成分の影響を大きく受け
てしまう。当然の事ながら電気回路により電源線重畳ノ
イズを除去する手段はあるが、モーターやリレーなど大
電流で大きなパルス性ノイズを伴う電子部品への電源供
給が同じ電源線から取られた場合は上記除去手段にも限
界がある。

【００１９】また、見逃せないノイズ発生要因がある。
ＣｄＳ光導電セル自身から発生するノイズで、受光する
照度が非常に明るいか非常に暗い場合には通常の生活照
度受光時に比べはるかに多い重畳ノイズを発生してしま
う。この場合は電源線と違い、交流成分除去の電気回路
手段では本来の照度変化量検知手段にはならない。

【００２０】そこで、本発明は、ハードウェアとソフト
ウェアの両面から照度変化量を利用した人体検知装置に
対する外乱の誤動作を取り除き、さらに検知対象の部屋
内全域を効率よく検知し、光軸設定の面で微妙で困難で
あった設置方法を効率よく行える人体検知装置を提供す
ることを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、次の構成によ
り前記課題を解決するものである。本発明に係る人体検
知装置は、入射光の照度を検知する照度検知手段と、照
度を検知する範囲を限定する画角制限手段と、検知した
照度信号の変化量だけを抽出する微分変換手段と、該照
度変化量信号を増幅する増幅手段と、増幅された照度変
化量信号を所定の振幅と比較する振幅比較部とを備えた
人体検知装置において、前記増幅手段に人体特有の活動
周波数だけを通過させるフィルタを設けたことを特徴と
するものである。

【００２２】本発明に係る人体検知装置は、入射光の照
度を検知する照度検知手段と、照度を検知する範囲を限
定する画角制限手段と、検知した照度信号の変化量だけ
を抽出する微分変換手段と、該照度変化量信号を増幅す
る増幅手段と、増幅された照度変化量信号を演算制御装
置に入力する入力手段とを備えた人体検知装置におい
て、前記増幅手段に人体特有の活動周波数だけを通過さ
せるフィルタを設け、かつ、前記演算制御装置は前記入
力手段により入力された照度変化量信号を所定の上限電
圧レベルと比較する上限電圧レベル比較手段および／又
は該照度変化量信号を所定の下限電圧レベルと比較する
下限電圧レベル比較手段とを有することを特徴とするも
のである。

【００２３】本発明に係る人体検知装置は、前記演算制
御装置が、前記入力手段により入力された照度変化量信
号を所定のサンプリング周期ごとに記憶し、入力履歴と
して管理する履歴管理手段と、該入力履歴を微分演算し
て管理する微分履歴管理手段と、微分演算して求めた微
分極値の間隔を所定の上限周波数および下限周波数に相
当するサンプリング回数値と比較する比較処理部とを有
することを特徴とするものである。

【００２４】本発明に係る人体検知装置は、前記演算制
御装置が、照度検知手段から得られた照度信号を演算制
御装置に入力する入力手段と、電源からの交流信号を演
算制御装置に入力する入力手段と、前記照度信号と所定
の照度値との比較処理およびその比較結果により照度変
化量信号と比較する所定の電圧レベルへの切り替え処理
ならびに電源からの交流信号のノイズに対するミュート
処理を行う比較制御処理部とを有することを特徴とする
ものである。

【００２５】本発明に係る人体検知装置は、前記演算制
御装置が、前記入力手段により入力された照度変化量信
号を所定のサンプリング周期ごとに記憶し、入力履歴と
して管理する履歴管理手段と、該入力履歴を微分演算し
て管理する微分履歴管理手段と、照度検知手段から得ら
れた照度信号を演算制御装置に入力する入力手段と、該
入力手段により入力された照度信号を所定のサンプリン
グ周期ごとに記憶し、入力履歴として管理する履歴管理
手段と、前記照度信号履歴から入感した照度変化量信号
の時間的前後の照度信号データを抽出し比較を行う比較
処理部とを有することを特徴とするものである。

【００２６】本発明に係る人体検知装置は、前記演算制
御装置が、前記上限電圧レベル比較手段および前記下限
電圧レベル比較手段から得られた検知信号に基づいて前
記増幅手段の増幅率を制御する比較制御部を有すること
を特徴とするものである。

【００２７】本発明に係る人体検知装置は、前記演算制
御装置が、さらに前記入力手段により入力された照度変
化量信号を前記所定の上限電圧レベルより高く設定され
た上部微小信号検知レベルと比較する上部微小信号検知
レベル比較手段と、該照度変化量信号を前記所定の下限
電圧レベルより低く設定された下部微小信号検知レベル
と比較する下部微小信号検知レベル比較手段とを有する
ことを特徴とするものである。

【００２８】本発明に係る人体検知装置は、前記照度検
知手段が複数設けられ、各照度検知手段の検知領域が重
畳しないように画角制限手段を設定し、かつ、各照度検
知手段から得られた各照度信号を前記演算制御装置に入
力することを特徴とするものである。

【００２９】本発明に係る人体検知装置は、前記照度検
知手段が複数設けられ、該複数の照度検知手段が検知画
角を狭くして遠距離領域を対象としたものと、検知画角
を広くして近距離領域を対象としたものからなり、か
つ、遠距離領域を対象とした照度検知手段の検知領域同
士および近距離領域を対象とした照度検知手段の検知領
域同士が重畳しないことを特徴とするものである。

【００３０】本発明に係る人体検知装置は、前記照度検
知手段が検知する光の光軸に対して略平行な光軸を有す
る光を発する発光手段を備え、かつ、前記演算制御装置
は照度検知手段と発光手段の各光軸が略平行に連動する
ように前記発光手段を制御する制御部を有することを特
徴とするものである。

【００３１】本発明に係る人体検知装置は、前記照度検
知手段に伝播する振動を検知する振動検知手段と、検知
した振動信号の変化量だけを抽出する微分変換手段と、
該振動変化量信号を増幅する増幅手段とを備え、該増幅
手段は振動変化量信号の特定周波数のみ通過させるフィ
ルタが設けられ、かつ、前記演算制御装置は照度検知手
段から得られる照度変化量信号と振動検知手段から得ら
れる振動変化量信号とを比較する比較手段を有すること
を特徴とするものである。

【００３２】

【作用】本発明に係る人体検知装置によれば、照度変化
量信号を増幅する増幅手段に特定周波数通過フィルタが
設けられているので、人体特有の活動周波数のみが通過
する。

【００３３】本発明に係る人体検知装置によれば、さら
に演算制御装置のソフトウェアでも周波数について解析
するために、ＡＤ変換器によりディジタル信号で取込
み、入力信号履歴が取込みタイミングとなるサンプリン
グ周期でシフトレジスタにより管理する。入力信号の波
長を解析するためにまず入力信号履歴のデータ列を微分
処理し微分値がゼロとなる波形極点を検索し、さらに前
後の微分値の符号が＋から−となる波の山頂だけに絞
り、次の山頂までのサンプリング数から相対的に人体活
動周波数として管理する。それが所定の周波数範囲の時
だけ入力信号を有効とする。

【００３４】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
信号の直流信号と直流電源線交流成分の交流信号も演算
制御装置に取込み、照度信号の直流電圧が電源電圧か接
地電圧に非常に近い場合や直流電源線交流成分信号が所
定の振幅より大きい場合、入力された照度変化量信号の
存在を無効とする。

【００３５】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
信号の入力履歴も所定のサンプリング周期ごとに管理す
る手段を設けることで、照度変化量信号としてパルス信
号を入力した際に該照度変化量信号入力履歴からその時
間的前後の照度信号データを抽出し、比較をして、前後
の照度の差の絶対値が所定差分値以上になれば、部屋の
照度の大きな変化があったとして、入感した照度変化量
信号のパルスの存在を無視する。

【００３６】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
変化量信号を交流増幅する増幅手段の増幅率を演算制御
装置から制御することにより、室内無人の場合、小型可
動機器等による照度変化量信号の入力を抑えるために増
幅率を低く設定し、一方人体入室という大きな照度変化
量信号を所定時間継続して入力すれば、以後在室状態で
あると認識するために増幅率を高く設定する。

【００３７】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
変化量信号が所定の上限電圧レベルと下限電圧レベルの
幅を上回る振幅であれば検知信号として有効とする基本
構成に対して、所定上限電圧レベルよりやや高い電圧設
定の上部微小信号検知レベルと所定下部電圧レベルより
やや低い電圧設定の下部微小信号検知レベルとを設ける
ことにより、有効とされた検知信号でかつ両微小信号検
知レベル間という小さい振幅であれば、所定振幅以下の
微小信号として扱い、さらに所定の周波数解析手段によ
りその微小信号周波数を周期毎に所定サンプリング数の
時間継続で検出し、周期毎の周波数変動幅が所定の周波
数変動範囲に入っていれば、機械的サイクル運動による
照度変化が発生していると判断してその期間の照度変化
量信号を無効とする。

【００３８】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
検知手段とそれに付属する画角制限手段および微分変換
手段からなる構成を複数組設け、それらが検知する画角
同士が相互に重畳領域を有しないように画角制限手段の
光軸を設定することにより、検知しようとする人体が直
接検知できる領域にいなくても、照度検知手段が感応す
る程度の照度であれば必ず人体のいずれかの方向に影が
発生し、その影は人体の動きに関連して同様に活動量を
持つので、検知領域内で人体の影を捕らえて人体を検知
する。さらに、各照度検知手段から独立して照度信号を
演算制御装置に取り込むことにより、各照度信号結果が
全て時間的に関連のある変化を得た場合、室内全体の照
度が変化したと判断し、人体検知から除外する。

【００３９】本発明に係る人体検知装置によれば、画角
を狭くして遠距離を管轄する照度検知手段と、画角を広
くして近距離を管轄する照度検知手段とを設けることに
より、検知対象の部屋が三次元的な検知領域となる。

【００４０】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
検知手段が検知する光の光軸に対して略平行な光軸を有
する光を発する発光手段を備え、さらに照度検知手段と
発光手段の各光軸が略平行に連動するように発光手段を
制御する制御部を備えることにより、照度検知手段の光
軸は発光手段から発せられる光の点でモニタできる。

【００４１】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
検知手段に伝播する振動を検知する振動検知手段と、照
度検知手段から得られた照度変化量信号と振動検知手段
によって得られた振動変化量信号とを比較する比較手段
を備えることで、両信号に時間的関連が検出されればそ
の間の照度変化量信号のパルスの存在を無視する。

【００４２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は、本発明にかかる人体検知装置の第
１の実施例を示す回路ブロック図である。なお、従来技
術の回路ブロック図を示した図１と重複する図内番号は
同等の機能を有するものである。以下、図３から図１０
の中に記載された図内番号で重複しているものは、同等
の機能を有する。

【００４３】図２に示すように、第１の実施例は、ハー
ドウェア処理により人体を検知する装置である。すなわ
ち、入射光の照度を検知するＣｄＳ光導電セルなどの照
度検知手段１ｄが、入射光の検知画角１ｂを制限するフ
ードなどの画角制限手段１ｃで限定された検知範囲１ａ
における照度の変化量を検出する。この照度検知手段１
ｄから得られた照度信号（直流電圧信号）１ｅは明暗に
応じて変化する。また、この変化する照度信号１ｅは、
交流成分だけを抽出するコンデンサカップリングなどの
微分変換手段１ｆにより、照度変化量信号（交流電圧信
号）１ｇに変換され、さらに交流増幅器１ｈ（増幅手段
に相当）で振幅の大きい照度変化量信号２ａが生成され
る。

【００４４】前記交流増幅器１ｈには、人体特有の活動
周波数だけを通過させる特定周波数通過フィルタ２ｂが
設けられており、このフィルタ２ｂを通過した照度変化
量信号１ｉは、振幅比較部１ｊで比較処理される。すな
わち、照度変化量信号１ｉが、振幅比較部１ｊ内に設け
られた上限電圧比較器１ｌで所定の上限電圧レベル１ｋ
以上、もしくは下限電圧比較器１ｎで所定の下限電圧レ
ベル１ｍ以下になると、検知範囲１ａに照度変化があっ
たとして人体検知信号１ｏを論理信号として出力し、被
制御機器１ｐを制御する。

【００４５】図３は、本発明にかかる人体検知装置の第
二の実施例を示す回路ブロック図である。図３に示すよ
うに、第二の実施例は、ソフトウェア処理により人体を
検知する装置である。すなわち、第一の実施例と異なる
点は、ソフトウェア処理を行う演算制御装置３ａに、特
定周波数通過フィルタ２ｂを通過した照度変化量信号１
ｉを演算制御装置３ａに入力するＡＤ変換器（入力手段
に相当）と、入力された照度変化量信号を所定の上限電
圧レベル４ｂ（基準上限値）と比較する上限電圧比較回
路４ｃ（上限電圧レベル比較手段に相当）と、該照度変
化量信号を所定の下限電圧レベル４ｄ（基準下限値）と
比較する下限電圧比較回路４ｅ（下限電圧レベル比較手
段に相当）とが設けられていることである。

【００４６】図４は、本発明にかかる人体検知装置の第
３の実施例を示す回路ブロック図である。図４に示すよ
うに、第３の実施例は、ソフトウェア処理により人体を
検知する装置である。所定の振幅に増幅され人体特有の
活動量だけを検知対象として特定周波数フィルタをかけ
られた照度変化量信号１ｉは、演算制御装置３ｄでソフ
トウェアにより処理される。ＡＤ変換器３ｂでディジタ
ル信号に加工され、ソフトウェアにより該照度変化量信
号の周波数を解析する。そのために入力される信号履歴
を所定の時間間隔（以下、サンプリング周期とする）で
所定回数分過去のデータまでシフトレジスタ３ｃにより
管理し、該信号の時間的変化状況を把握する。

【００４７】さらに該入力信号の時間微分値を計算する
が、サンプリング周期で該信号を取込んでいるため、各
履歴データ間の差分だけで算出できる。その計算結果
は、シフトレジスタ３ｃ（履歴管理手段に相当）のデー
タ格納数から１少ない格納数の微分処理結果格納レジス
タ４ａ（微分履歴管理手段に相当）で管理する。各微分
値レジスタから、データがゼロでかつ前後が正から負に
変化している値（以下、微分極値とする）が格納されて
いるアドレスを古いものから検索し、そのアドレスを記
憶しておく。次回同条件のデータが格納されたレジスタ
が検索された場合、その間のサンプリング回数が入力さ
れた信号の周波数の相対値として扱われる。

【００４８】さらに微分極値の間隔を、所定の上限周波
数５ａに相当するサンプリング回数値と比較し、少なけ
れば所定の上限周波数５ａを上回ったとして、最新の微
分極値の存在を無視し次回の微分極値まで検索を継続す
る。これによりソフトウェアにより人体の活動以外の周
波数を高域カットするフィルタとする事ができ、カット
オフ周波数における急峻な分離が可能となる。同様に微
分極値の間隔を、所定の下限周波数６ａに相当するサン
プリング回数値と比較し、多ければ所定の下限周波数６
ａを下回ったとして、直前の微分極値の存在を無視し最
新の微分極値から検索を開始する。これによりソフトウ
ェアにより人体の活動以外の周波数を低域カットするフ
ィルタとする事ができ、カットオフ周波数における急峻
な分離が可能となる。上記の微分極値の検索や所定サン
プリング回数値との比較、暫定人体検知信号４ｆの処理
は、比較処理部４ｇで行われる。

【００４９】人体の動きを検知した時の照度変化量信号
は、一般に３〜１５Ｈｚ程度であり、人体そのものの動
きの周波数より高くなる。例えば、腕を動かす場合、さ
らに衣服のしわ、腕の影、腕の表面照度の変化など複数
の要素が一度に変化し、結果として、腕が動く周波数よ
り高い周波数を検知することになる。したがって、ＡＤ
変換器におけるサンプリング周波数は５〜６倍程度の８
０Ｈｚ前後が妥当となり、家電機器に搭載される一般的
なワンチップマイコン程度の処理能力にそれほど負担の
ナい処理速度となる。

【００５０】図５は、本発明にかかる人体検知装置の第
４の実施例を示す回路ブロック図である。図５に示すよ
うに、第４の実施例は、ソフトウェア処理により人体を
検知する装置である。これまでは照度検知手段からの照
度信号の交流成分だけを演算制御装置に入力して、振幅
や周波数の解析により人体検知を判定していたが、さら
に該照度信号７ｂをＡＤ変換するＡＤ変換器７ｃと、コ
ンデンサカップリング等の交流成分抽出器８ｄにより、
電源コンセントからの信号を直流電源回路８ｂで直流に
した電源信号８ｃから抽出した交流成分をＡＤ変換する
ＡＤ変換器８ｅとを設けることで、電気的ノイズ混入情
報も加味する。

【００５１】照度検知手段１ｄとして有効なＣｄＳ光導
電セルを用いた場合、非常に高い照度や非常に低い照度
の入光時には、照度信号（直流信号）に通常の数倍のホ
ワイトノイズが重畳してしまう。照度変化量信号の抽出
は照度信号の交流成分を非常に高い増幅率で行われるた
め、照度検知手段１ｄ自身から発生する交流ノイズ成分
は致命的ともいえる。

【００５２】その照度信号の抽出にしても、ＣｄＳ光導
電セルを所定値の抵抗器により直流電源線にプルアップ
した中点から得られるもので、つまり電源電圧値を基準
にした抵抗分割値である。その基準値にノイズが混入さ
れていれば自ずと抵抗分割値もノイズが混入してしま
う。直流電源線は常に、交流成分値ゼロで直流成分だけ
というのが理想であるが、本人体検知装置が搭載される
機器の各電気回路も同じ直流電源線から電源供給される
場合が多々ある。特に大電流で逆起電力を伴うようなＬ
（コイル）成分を持つ電子部品に電源供給する場合は、
直流電源線を非常に汚してしまいノイズ発生源となる。

【００５３】このような電子部品に対しては、いわゆる
スナバ回路という逆起電力を吸収する回路が付加される
が、ＣＲ（コンデンサと抵抗器）でパルス性ノイズを緩
和する程度の対策か、ダイオード逆接続でダイオード順
電圧以上のパルス性ノイズをクランプするだけで、該順
電圧の約０．６Ｖのパルス性ノイズは残存してしまう。
仮にＣｄＳ光導電セルの直流抵抗値とプルアップ抵抗値
が等しいとしたら、照度変化量信号は電源ノイズだけで
約３００mVも発生し後続の増幅回路を通さなくても十二
分に人体検知信号以上の振幅が混入してしまう事にな
る。ＴＴＬやＣＭＯＳのゲートＩＣの電源線も比較的小
さいノイズではあるものの、同様にパルス性ノイズの発
生源といえる。

【００５４】そこでソフトウェアによる対策手法だが、
入力された照度信号の直流電圧値が所定の高照度上限値
を上回るか所定の低照度下限値を下回れば、照度変化量
信号にホワイトノイズが重畳されているとして、照度変
化量信号の振幅と比較するための所定の上限電圧レベル
７ｄを若干上昇させ、所定の下限電圧レベル７ｅも若干
下降させる事で、人体不在として処理される振幅限界値
が広げられる事になる。

【００５５】また電源線交流成分の入力により、電源線
交流成分にパルス性ノイズが混入している際には入力さ
れる照度変化量をミュートさせてしまう。ミュート処理
は、電気回路により交流信号線をオープンコレクタのト
ランジスタなどで接地短絡する手法もあるが、ここでは
所定の上限電圧レベルを電源電圧レベルに設定し所定の
下限電圧レベルを接地電圧レベルに設定する事で同等の
ソフトウェア的処理ができる。

【００５６】図５には省略したが、電源線交流成分が生
成された後演算制御装置に入力される前に、交流増幅回
路を追加する場合もある。さらに、図５に記載されてい
ないが、入力される電源線交流成分信号と照度変化量信
号の両方をシフトレジスタにより入力履歴を取り、電源
線に重畳されたパルス性ノイズの前後何発かのサンプリ
ング数分ミュートさせる手法や、パルス性ノイズが混入
している間をミュートせずに照度変化量信号入力履歴か
ら直線補間してデータを生成する手法もある。

【００５７】上記の照度信号の高照度上限値や低照度下
限値との比較処理および比較結果により照度変化量信号
の振幅と比較する所定の上限電圧レベルや所定の下限レ
ベルの切替え処理、さらには電源線交流成分のパルス性
ノイズ存在に対するソフトウェア的ミュート処理やデー
タ補間処理などは、比較制御処理部７ｆで行われる。

【００５８】図６は、本発明にかかる人体検知装置の第
５の実施例を示す回路ブロック図である。図６に示すよ
うに、第５の実施例は、ソフトウェア処理により人体を
検知する装置である。本実施例では、照度信号７ｂを演
算制御装置９ａに入力するためにＡＤ変換器７ｃを設
け、さらに照度変化量信号と同様に入力信号履歴を管理
するシフトレジスタ９ｂが構成されている。これにより
照度変化量信号に所定の振幅で信号パルスが得られた時
の時間的前後の照度データを比較ができ、前後照度デー
タ間に所定の差が生じた場合は部屋全体の照度が変化し
たとして照度変化量信号の入力信号を無効とする。もし
人体が通過して生じる照度変化であれば、検知後の照度
は検知前の照度にほぼ近い値となる。

【００５９】この対策により、急に空が曇ったり、窓外
に大型トラックが停車したり、無人でテレコントロール
によるブラインドやカーテンの開閉、さらにはたそがれ
時に自動で街灯が点灯するなどして、急に室内照度が変
化してしまう状況にも誤検知する事が低減される。上記
の照度信号履歴から入力した照度変化量信号の時間的前
後の照度信号データを抽出し比較を行った結果、照度変
化量信号を有効にするか無効にするかを決定づける処理
は、比較処理部９ｃで行われる。

【００６０】さらに照度検知手段が複数系統で構成され
るシステムにおいては、全ての照度検知手段から照度信
号を独立して演算制御装置に取込む構成を取る。この場
合照度変化量信号は、交流増幅の過程で加算増幅器とい
うような各交流信号のミキシングにより１本化する回路
構成も取れる。このような構成において全てもしくは大
半の照度信号が、時間的経過の中で同じタイミングで関
連して暗い状態から明るい状態またはその逆の状態の変
化を検出した場合、部屋全体の照度が変化したものとし
てそのタイミングで発生した照度変化量信号の存在を無
視する。ここでは照度信号が各々どのぐらい変化したか
絶対レベルでも相対レベルでも比較する必要はなく、暗
から明か、明から暗という変化方向が必要となる。なぜ
なら複数の照度検知手段のうち部屋の奥の方に向いてい
るものは窓に近いものより比較的変動が少ない場合もあ
り、極端な場合屋外の照度変化に対して室内照度変化が
全くない領域を検知対象としているセンサも有り得るか
らである。

【００６１】図７は、本発明にかかる人体検知装置の第
６の実施例を示す回路ブロック図である。図７に示すよ
うに、第６の実施例は、ソフトウェア処理により人体を
検知する装置である。本実施例では、演算制御装置１０
ａからの制御信号１０ｂによって、交流増幅器１０ｃの
増幅率が論理制御され、検知状況に応じて増幅率は可変
される。人体検知状況に応じて交流増幅回路の増幅率高
低を制御する制御信号を出力する処理は、比較制御部１
０ｄで行われる。

【００６２】不在の待機中には人体以外に照度変化を引
起こす物体の活動までむやみに検出する事を避けるため
に、交流増幅器１０ｃの増幅率を演算制御装置１０ａに
より低く設定し、大きな照度変化量信号が所定サンプリ
ング数以上連続して感応レベルを保持すれば人体検知対
象の部屋内に人体が入室したとして増幅率を高く設定す
る。それにより在室中の人体の微妙な動きを捕らえる事
ができ、部屋を退室したのか静止状態に近い活動量の少
ない人体状況を判別する。増幅率が高く設定されている
状態でしかも照度変化量信号に所定サンプリング数以上
連続して感応がなければ、部屋から人体が退室したもの
と判断し、交流増幅器１０ｃの増幅率を低く設定しなお
す。

【００６３】また、照度変化量信号の振幅が所定値より
大きいかどうか判別するために設けられた電圧比較器用
の所定の上限電圧レベル４ｂと所定の下限電圧レベル４
ｄの両外にさらに上部微小信号検知レベル１１ａと下部
微小信号検知レベル１１ｃを設定する。さらに、上部微
小信号検知レベル１１ａ以下であるか否かを比較する電
圧比較器１１ｂ（上部微小信号検知レベル比較手段に相
当）と、下部微小信号検知レベル１１ｃ以上であるか否
かを比較する電圧比較器１１ｄ（下部微小信号検知レベ
ル比較手段に相当）を備えることにより、所定の上限電
圧レベル以上上部微小信号レベル以下、あるいは所定の
下限電圧レベル以下下部微小信号レベル以上という振幅
で所定サンプリング数が時間継続的に安定し、かつ何等
かの周波数検知手段により該照度変化量信号の周波数を
解析し、所定の周波数変動範囲内であれば、該所定サン
プリング数の継続時間分の信号の存在を無視する。周波
数検知手段としては本発明かかる第３の実施例の手法の
利用も有り得る。

【００６４】これは機械的に駆動する物体、例えば、振
り子時計、送風機の羽根、ベビーベッドのメリーゴーラ
ンドなどにより照度変化をもたらす状態を検知した事に
対する外乱誤検知除去策であり、逆に周波数解析の結
果、周波数の変動幅が非常に大きいという事であれば、
機械的駆動物体とは認めず人体を検知したと判断するも
のである。

【００６５】入力された照度変化量信号は、所定の上限
電圧レベル４ｂ以上であるかを比較する上限電圧比較回
路４ｃ、所定の下限電圧レベル４ｄ以下であるかを比較
する下限電圧比較回路４ｅ、上部微小信号検知レベル１
１ａ以下であるかを比較する電圧比較器１１ｂ、下部微
小信号検知レベル１１ｃ以上であるかを比較する電圧比
較器１１ｄで必要に応じて個別に処理されて比較器選択
信号１１ｅとして出力される。また、所定の振幅より大
きくても周波数が変動範囲内で所定サンプリング数の時
間以上継続すれば過去のデータまでさかのぼって照度変
化量信号の存在を無視する処理は、比較制御部１０ｄで
行われる。

【００６６】図８は、本発明にかかる人体検知装置の第
７の実施例を示す回路ブロック図である。図８に示すよ
うに、本実施例の特徴は、所定の大きさの部屋内を全域
にわたって人体検知対象とした場合、照度検知手段１ｄ
とそれに付属する画角制御手段１ｃ、および照度変化量
を抽出する微分変換手段１ｆを共に同数の複数組で構成
し、それらが検知する検知画角１ｂ同士が相互に重畳領
域を持たず、むしろ検知領域１ａ間に隙間を設け、その
隙間間隔が検知最長距離において人体の肩幅程度に各画
角制限手段１ｃの光軸を設定することで、仮に直接人体
を検知しなくても照度検知手段１ｄが感応する照度があ
れば必ず検知対象の人体１２ａの影１２ｂが発生し、人
体の活動量にリンクした影を検知する事で、各照度検知
手段１ｄが検知する画角範囲を高感度を目的に狭くして
も、比較的少数組でまばらに配置しても検知領域１ａを
部屋全域に広げる事が可能であるということである。

【００６７】また、複数系統の照度検知手段１ｄから得
られた照度信号１４ａを個別に全て演算制御装置１４ｂ
に入力し、照度変化量信号がパルス的に感応した際全て
の照度信号を比較し、全てもしくは大半の照度信号が時
間軸方向で同タイミングの変動が確認されれば、検知対
象部屋内の全体の照度が変化したと判断して人体検知か
ら除外して処理する。ここでは照度の絶対レベルの比較
は行わず、変化のタイミングと明暗の順序だけを比較す
る。上記の、照度変化量信号の感応時点での全ての照度
信号について変化のタイミングと明暗の順序を比較する
処理は、演算制御装置１４ｂ内の比較制御部（図示せ
ず）で行われる。

【００６８】図９は、本発明にかかる人体検知装置の第
８の実施例を示す回路ブロック図である。第７の実施例
は、照度検知手段の光軸から見て左右方向に複数組並べ
るものであるため、検知対象の部屋全域を複数の検知領
域で埋めつくそうとすると、高感度を要求すれば検知画
角が狭くなり、非常に多数の照度検知手段を必要とす
る。本実施例は、図９に示すように、奥行き方向にも検
知領域を設けて二次元検知を行うものである。すなわ
ち、人体の表面積に対する１つの検知領域面積の相対比
率を手前の領域も同一にすることで、奥の領域の検知画
角に対して手前の領域の検知画角を広げるものである。

【００６９】他の人体検知手段、例えば人体からの赤外
線輻射量を検知する赤外輻射センサや焦電センサなど
は、距離の二乗に反比例し距離が離れると赤外線輻射量
が極端に低下し距離の影響を非常に受ける。しかし、こ
の照度変化量を利用した人体検知装置は、距離の要素は
関係なく検知領域に対する被検知物つまり人体の表面積
の相対比率が重要で、この関係を保てば近距離では画角
を広げる事が可能である事を利用したものである。

【００７０】本実施例は、この手法により遠距離に検知
領域１ａを設定する場合は検知画角１ｂを狭くし、近距
離に検知領域１３ａを設定する場合は検知画角１３ｂを
広げる事により、照度検知手段１ｄ，１３ｄの数を低減
する事が可能になるというものである。検知画角の設定
に関しては色々な方法があるが、例えば照度検知手段の
前方に所定の内径と長さの円筒を接合する方法や、画角
に合わせた円錐形のホーンを接合する方法、さらには凸
レンズにより光屈折率を利用する方法などがある。図９
では、画角制限手段として円筒が利用されている。すな
わち、検知画角を狭くする場合は長い円筒１ｃを用い、
広げる場合は短い円筒１３ｃを用いる。

【００７１】図１０は、本発明にかかる人体検知装置の
第９の実施例を示す回路ブロック図である。図１０に示
すように、本実施例は、照度検知手段１ｄの光軸１５ａ
と略平行な光軸１５ｃを有するスポットレーザービーム
等の画角が著しく狭い可視光を発する投光器１５ｄ（発
光手段に相当）を備え、該照度検知手段１ｄと該投光器
１５ｄは光軸を可変する際連動する手段を有し、照度検
知手段の光軸がどこに設定しているかを可視光の点１５
ｂでモニタすることができる。

【００７２】検知領域が広ければ、多少予想もしない誤
検知要素が検知範囲に含まれていても相対面積比率は非
常に小さくなり誤検知要素の影響度合が小さくなるが、
検知領域を狭くすれば外乱要素の表面積比率が高くなる
ため、外乱要素が検知範囲内に存在しないように照度検
知手段の光軸を微妙に設定する必要がある。しかも角度
設定は非常に微妙で１度ずらすと５ｍ先では９cmのずれ
となり、光軸設定が非常に困難であった。つまりどこに
光軸が向いているか可視光でモニタできる事が非常に有
効な対策となる。

【００７３】本実施例では、可視光の投光器を利用した
が、ライフルなどに使われるスコープなども有効であ
る。しかし光学系で対応すると非常にコストが高くな
り、形状も大きくなる。さらには本人体検知装置を空調
機に搭載を考えた場合、設置位置からスコープを覗くと
いう作業も困難となるため、投光器で対応するほうがよ
り有効な手段といえる。図１０に示された１５ｅは、必
要に応じて演算制御装置１５ｆからの制御で投光器１５
ｄの発光を行うための制御信号であり、投光器単独で発
光制御スイッチを設けてもよい。

【００７４】図１１は、本発明にかかる人体検知装置の
第１０の実施例を示す回路ブロック図である。照度変化
量を利用した人体検知装置では、前述したように、光軸
が少しでもブレると遠距離では検知領域が大幅に移動
し、被検知物が無かったりあっても活動量の持たない場
合でも、活動量のある物体が存在していると判断する場
合がある。光軸のブレが起こる最大要因が振動である。

【００７５】従って、図１１に示すように、照度検知手
段１ｄの光軸と検知画角１ｂを設定する画角制限手段１
ｃに振動を検知する振動検知手段１６ａを密着させ、そ
の振動検知手段１６ａからの振動信号を微分変換手段１
６ｂにより振動変化量信号（交流電圧信号）とする。さ
らにこの振動変化量信号は交流増幅器１６ｃにより増幅
され、特定周波数通過フィルタにかけられて、該振動変
化量信号１６ｅは演算制御装置１６ｆに入力される。振
動変化量信号１６ｅが入力されると誤検知で照度変化量
信号も入力される確率が高いが、その際の照度変化量信
号の存在を無視する。

【００７６】ここで、図１０に示された特定周波数通過
フィルタ１６ｄは、照度変化量信号の特定周波数通過フ
ィルタ２ｂほど周波数幅が狭く、非通過域での減衰量で
はなく、電気的な雑音をある程度除去するためのもので
ある。つまり、いくら高い周波数で振動が発生しても除
去しないわけにはいかないからである。

【００７７】

【発明の効果】本発明に係る人体検知装置によれば、太
陽の日射量変化や太陽の上昇下降に伴うゆっくりした照
度変化により非常に低い周波数の照度変化量信号が発生
しても、あるいは雷など瞬時の照度変化や機械駆動によ
る高速な動きにより非常に高い周波数が発生したとして
も、照度変化量信号を増幅する増幅手段に特定周波数フ
ィルタが設けられているので、人体検知に対応する所定
の周波数だけを抽出することができ、人体以外の機器や
自然現象による外乱誤検知を大幅に低減することができ
る。

【００７８】本発明に係る人体検知装置によれば、電気
的雑音発生要因を信号入力することにより、照度変化量
信号が雑音に侵されて信頼性の低い信号であるか否かを
検知することができ、電気的雑音の混入に対する誤検知
を低減することができる。

【００７９】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
信号履歴から入感した照度変化量信号の時間的前後の照
度信号データを抽出し、比較することにより、照明器具
や窓外の影響により部屋全体の照度が変化したことを検
知することができ、人体以外の機器や自然現象による外
乱誤検知を大幅に低減することができる。

【００８０】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
変化量信号を交流増幅する増幅手段の増幅率を演算制御
装置から制御することにより、人体在室時には、人体の
より細かな動きを検知することができ、一方人体不在時
には、小型可動機器によりもたらされる照度変化の検知
を抑制することができ、人体以外の機器や自然現象によ
る外乱誤検知を大幅に低減することができる。

【００８１】本発明に係る人体検知装置によれば、所定
上限電圧レベルよりやや高い電圧設定の上部微小信号検
知レベルと所定下部電圧レベルよりやや低い電圧設定の
下部微小信号検知レベルとを設けることにより、人体が
活動していると検知するおそれがある照度変化をもたら
す機器が存在していたとしても、安定した周波数で照度
変化が検知されれば人体の動きとは認めず、周期性のあ
る機械的動きと判断することができ、人体以外の機器や
自然現象による外乱誤検知を大幅に低減することができ
る。

【００８２】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
検知手段とそれに付属する画角制限手段および微分変換
手段からなる構成を複数組設け、それらが検知する画角
同士が相互に重畳領域を有しないように画角制限手段の
光軸を設定することにより、直接人体を検知しなくても
照度検知手段が感応する照度があれば必ず影が発生し、
人体の活動量にリンクして影を検知することで人体を検
知したをすることができ、検知領域を密接して配置する
必要がなくなり、比較的少量系統の照度検知手段で部屋
全域を検知対象とすることができる。さらに、各照度検
知手段から独立して照度信号を演算制御装置に取り込む
ことにより、照明器具や窓外の影響により部屋全体の照
度が変化したことを検知することができ、人体以外の機
器や自然現象による外乱誤検知を大幅に低減することが
できる。

【００８３】本発明に係る人体検知装置によれば、画角
は狭くして遠距離を管轄とする照度検知手段と、画角を
広くして近距離を管轄とする照度検知手段とを設けるこ
とにより、少ない照度検知手段でより効率よく検知領域
を配置することができる。

【００８４】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
検知手段が検知する光の光軸に対して略平行な光軸を有
する光を発する発光手段を備え、さらに照度検知手段と
発光手段の各光軸が略平行に連動するように発光手段を
制御する制御部を備えることにより、照度検知手段の光
軸は発光手段から発せられる光の点でモニタでき、ユー
ザーによる任意の光軸調整が容易になる。

【００８５】本発明に係る人体検知装置によれば、照度
検知手段に伝播する振動を検知する振動検知手段と、照
度検知手段から得られた照度変化量信号と振動検知手段
によって得られた振動変化量信号とを比較する比較手段
を備えることで、両信号に時間的関連が検出されればそ
の間の照度変化量信号のパルスの存在を無視し、これに
より、機器自身の振動、設置不安定による振動、地震に
よる振動等が発生した場合、検知光軸がぶれて人体不在
にもかかわらず照度変化量信号を検知するというおそれ
がなくなり、人体以外の機器や自然現象による外乱誤検
知を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】照度変化量を利用した人体検知装置の従来技術
の回路ブロック図である。

【図２】本発明による人体検知装置の第１の実施例を示
す回路ブロック図である。

【図３】本発明による人体検知装置の第２の実施例を示
す回路ブロック図である。

【図４】本発明による人体検知装置の第３の実施例を示
す回路ブロック図である。

【図５】本発明による人体検知装置の第４の実施例を示
す回路ブロック図である。

【図６】本発明による人体検知装置の第５の実施例を示
す回路ブロック図である。

【図７】本発明による人体検知装置の第６の実施例を示
す回路ブロック図である。

【図８】本発明による人体検知装置の第７の実施例を示
す回路ブロック図である。

【図９】本発明による人体検知装置の第８の実施例を示
す回路ブロック図である。

【図１０】本発明による人体検知装置の第９の実施例を
示す回路ブロック図である。

【図１１】本発明による人体検知装置の第１０の実施例
を示す回路ブロック図である。

【符号の説明】

１ａ 検知領域 １ｂ 検知画角 １ｃ 画角制限手段 １ｄ 照度検知手段 １ｅ 照度信号 １ｆ 微分変換手段 １ｇ 照度変化量信号 １ｈ 交流増幅器 １ｉ 照度変化量信号 １ｊ 振幅比較部 １ｏ 人体検知信号 １ｐ 被制御機器 ２ｂ 特定周波数通過フィルタ ３ａ 演算制御装置 ３ｂ ＡＤ変換器 ３ｃ シフトレジスタ ４ａ 微分処理結果格納レジスタ ８ｂ 直流電源回路（各電子回路に電源供給） ８ｃ 直流電源信号 ９ｂ シフトレジスタ ９ｃ 比較処理部 １５ｄ 投光器 １６ａ 振動検知手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01V 8/10 G01J 5/30 G01V 8/12

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光の照度を検知する照度検知手段
   と、 照度を検知する範囲を限定する画角制限手段と、 検知した照度信号の変化量だけを抽出する微分変換手段
   と、 該照度変化量信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段に設けられ人体特有の活動周波数だけを通過
   させるフィルタと、 増幅されフィルタを通過した前記照度変化量信号を処理
   して人体を検知する演算制御装置と、 を備え、 前記演算制御装置は、 入力された前記照度変化量信号をＡＤ変換する第１のＡ
   Ｄ変換手段と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の上限電圧レベルと比較する上限電圧レベル比較手段
   と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の下限電圧レベルと比較する下限電圧レベル比較手段
   と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を所定のサンプリング周期ごとに記憶し、入力履歴と
   して管理する履歴管理手段と、 該入力履歴を微分演算して管理する微分履歴管理手段
   と、 微分演算した微分値がゼロとなる波形極点を検索し、前
   後の微分値の符号が＋から−となる波の山頂だけに絞
   り、次の山頂までのサンプリング回数を、所定の上限周
   波数および下限周波数に相当するサンプリング回数値と
   比較し、人体の活動以外の周波数を高域カットおよび低
   域カットし、前記照度変化量信号の振幅と前記周波数に
   より人体検知を判定する比較制御処理手段と、 を有することを特徴とする人体検知装置。
2. 【請求項２】 入射光の照度を検知する照度検知手段
   と、 照度を検知する範囲を限定する画角制限手段と、 検知した照度信号の変化量だけを抽出する微分変換手段
   と、 該照度変化量信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段に設けられ人体特有の活動周波数だけを通過
   させるフィルタと、 増幅されフィルタを通過した前記照度変化量信号を処理
   して人体を検知する演算制御装置と、 を備え、 前記演算制御装置は、 入力された前記照度変化量信号をＡＤ変換する第１のＡ
   Ｄ変換手段と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の上限電圧レベルと比較する上限電圧レベル比較手段
   と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の下限電圧レベルと比較する下限電圧レベル比較手段
   と、 前記照度検知手段から得られた照度信号をＡＤ変換する
   第２のＡＤ変換手段と、 前記第２のＡＤ変換手段により変換された照度信号と所
   定の照度上限値と照度下限値を比較し、該照度上限値を
   上回るか前記照度下限値を下回る場合に、前記上限電圧
   レベルを上昇させ、且つ前記下限電圧レベルを下降さ
   せ、前記照度変化量信号の振幅により人体検知を判定す
   る比較制御処理手段と、 を有することを特徴とする人体検知装置。
3. 【請求項３】 入射光の照度を検知する照度検知手段
   と、 照度を検知する範囲を限定する画角制限手段と、 検知した照度信号の変化量だけを抽出する微分変換手段
   と、 該照度変化量信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段に設けられ人体特有の活動周波数だけを通過
   させるフィルタと、 増幅されフィルタを通過した前記照度変化量信号を処理
   して人体を検知する演算制御装置と、 前記照度信号を抽出するための基準電圧値を供給する直
   流電源と、 該直流電源の電源信号から交流成分を抽出する交流成分
   抽出手段と、 を備え、 前記演算制御装置は、 入力された前記照度変化量信号をＡＤ変換する第１のＡ
   Ｄ変換手段と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の上限電圧レベルと比較する上限電圧レベル比較手段
   と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の下限電圧レベルと比較する下限電圧レベル比較手段
   と、 前記交流成分抽出手段からの交流成分をＡＤ変換する第
   ３のＡＤ変換手段と、 前記第３のＡＤ変換手段からの交流成分にパルス性ノイ
   ズが混入している場合、前記第１のＡＤ変換手段からの
   照度変化量信号をミュートし、前記照度変化量信号の振
   幅により人体検知を判定する比較制御処理手段と、 を有することを特徴とする人体検知装置。
4. 【請求項４】 入射光の照度を検知する照度検知手段
   と、 照度を検知する範囲を限定する画角制限手段と、 検知した照度信号の変化量だけを抽出する微分変換手段
   と、 該照度変化量信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段に設けられ人体特有の活動周波数だけを通過
   させるフィルタと、 増幅されフィルタを通過した前記照度変化量信号を処理
   して人体を検知する演算制御装置と、 を備え、 前記演算制御装置は、 入力された前記照度変化量信号をＡＤ変換する第１のＡ
   Ｄ変換手段と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の上限電圧レベルと比較する上限電圧レベル比較手段
   と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の下限電圧レベルと比較する下限電圧レベル比較手段
   と、 前記照度検知手段から得られた照度信号をＡＤ変換する
   第２のＡＤ変換手段と、 該第２のＡＤ変換手段により変換された照度信号を所定
   のサンプリング周期ごとに記憶し、入力履歴として管理
   する照度信号履歴管理手段と、 前記照度信号履歴管理手段から入力された照度信号の時
   間的前後の照度信号データを抽出し比較を行い、所定の
   差が生じた場合に前記第１のＡＤ変換手段からの照度変
   化量信号を無効とし、前記照度変化量信号の振幅により
   人体検知を判定する比較制御処理手段と、 を有することを特徴とする人体検知装置。
5. 【請求項５】 入射光の照度を検知する照度検知手段
   と、 照度を検知する範囲を限定する画角制限手段と、 検知した照度信号の変化量だけを抽出する微分変換手段
   と、 該照度変化量信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段に設けられ人体特有の活動周波数だけを通過
   させるフィルタと、 増幅されフィルタを通過した前記照度変化量信号を処理
   して人体を検知する演算制御装置と、 を備え、 前記演算制御装置は、 入力された前記照度変化量信号をＡＤ変換する第１のＡ
   Ｄ変換手段と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の上限電圧レベルと比較する上限電圧レベル比較手段
   と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、人体不在として処理される振幅限界値である所定
   の下限電圧レベルと比較する下限電圧レベル比較手段
   と、 前記上限電圧レベル比較手段および前記下限電圧レベル
   比較手段から得られた検知信号に基づいて、人体不在の
   場合よりも人体検知の場合の方を、前記増幅手段の増幅
   率を高く設定し、前記照度変化量信号の振幅により人体
   検知を判定する比較制御処理手段と、 を有することを特徴とする人体検知装置。
6. 【請求項６】 前記演算制御装置は、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、前記所定の上限電圧レベルより高く設定された上
   部微小信号検知レベルと比較する上部微小信号検知レベ
   ル比較手段と、 前記第１のＡＤ変換手段により変換された照度変化量信
   号を、前記所定の下限電圧レベルより低く設定された下
   部微小信号検知レベルと比較する下部微小信号検知レベ
   ル比較手段と、 を有し、 前記比較制御処理手段は、前記第１のＡＤ変換手段によ
   り変換された照度変化量信号が、前記上限電圧レベル以
   上上部微小信号検知レベル以下、あるいは前記下限電圧
   レベル以下下部微小信号検知レベル以上という振幅であ
   り、さらに該振幅の所定サンプリング数が時間継続的に
   安定して検出され、所定の周波数変動範囲内であれば、
   前記所定サンプリング数の継続時間分の信号の存在を無
   視することを特徴とする請求項１記載の人体検知装置。
7. 【請求項７】 入射光の照度を検知する照度検知手段
   と、 照度を検知する範囲を限定する画角制限手段と、 検知した照度信号の変化量だけを抽出する微分変換手段
   と、 該照度変化量信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段に設けられ人体特有の活動周波数だけを通過
   させるフィルタと、 増幅されフィルタを通過した前記照度変化量信号を処理
   して人体を検知する演算制御装置と、 を備え、 前記照度検知手段が複数設けられ、各照度検知手段の検
   知画角が重畳領域を持たず、検知領域間に隙間を設け、
   該隙間間隔が検知最長距離において人体の肩幅程度であ
   るように前記画角制限手段を設定したことを特徴とする
   人体検知装置。
8. 【請求項８】 入射光の照度を検知する照度検知手段
   と、 照度を検知する範囲を限定する画角制限手段と、 検知した照度信号の変化量だけを抽出する微分変換手段
   と、 該照度変化量信号を増幅する増幅手段と、 該増幅手段に設けられ人体特有の活動周波数だけを通過
   させるフィルタと、 増幅されフィルタを通過した前記照度変化量信号を処理
   して人体を検知する演算制御装置と、 を備え、 前記照度検知手段が複数設けられ、 被検知物の表面積に対する遠距離領域を対象とした照度
   検知手段の検知領域面積と近距離領域を対象とした照度
   検知手段の検知領域面積の相対比率が同一となるよう
   に、遠距離領域を対象とした照度検知手段に対して、近
   距離領域を対象とした前記照度検知手段の検知画角を広
   くし、かつ、遠距離領域を対象とした照度検知手段に対
   して、近距離領域を対象とした照度検知手段の検知領域
   同士が重畳しないようにしたことを特徴とする人体検知
   装置。