JP3387206B2

JP3387206B2 - 人体検出装置

Info

Publication number: JP3387206B2
Application number: JP10577394A
Authority: JP
Inventors: 正史長田; 賢一伊藤; 洋俊大塚; 正彦福田; 彰日高; 仁一鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-05-19
Filing date: 1994-05-19
Publication date: 2003-03-17
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JPH07311280A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は人体の放射する赤外線
を集光して所定領域内の各領域での人体の有無を確認す
る人体検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人体検出装置においては、人体から放射
される遠赤外線を捉える赤外線素子により、人体の有無
を判別する方式が一般的である。

【０００３】従来の人体検出装置は、複数の所望エリア
からの人体有無情報を得たい場合、複数のそれぞれ一対
の赤外線素子とフレネルレンズとを用いて人体の放射す
る赤外線を複数のエリアから検出する方法がしばしば使
用されている。このような方法は、例えば図１５、図１
６に示すような特公平２−３６０９８公報に放射エネル
ギー収集装置として記載されている。

【０００４】図１５は光学系の実施例を示す平面図、図
１６は実施例の集光エリアを説明するためのエリア平面
図であり、１０１は集光レンズである複合ミラーであ
り、１０２〜１０６は複合ミラー１０１を横方向に５分
割する各々の単ミラー、１０７は赤外検出器である放射
エネルギー検出素子アレイで、１０７ａ〜１０７ｅはそ
れぞれの単ミラー１０２〜１０６に対応して、Ａ〜Ｅの
各エリアより集光する赤外線を検出する第一素子〜第五
素子である。

【０００５】また、各単ミラー１０２〜１０６のそれぞ
れに検知するエリア範囲が１／２ずつ重なるようにし
て、検出エリアを５個の各単ミラーで６方向のエリアＺ
１〜Ｚ６に６分割し、この各６エリア内の人体有無を、
各エリアの数よりミラーの数を１つ少ない構成で識別す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したとうり、
従来の人体検出装置では、所望の検出エリアを分割する
のに数多くの構成部品を必要とするために、部品点数が
少なく、低価格で、小型・軽量化された人体検出装置を
得ることができない。また、所望の検出エリアを複数の
集光領域に分割したとき、この分割した前後の集光域領
間数の多少による集光域領間の差別化ができないため
に、この差別化された各集光領域に対応して制御しなけ
ればならない各種装置に利用することができないという
問題点があった。また、後述するように、従来の周波数
分析による人体検出装置では、ノイズ防止のために設定
された閾値と人体の移動距離や移動速度によって変化す
る検出波高値との関係から赤外線の出力波形の検出がで
きなかったり、また、人の移動が近距離の時には、検出
した赤外線の周波数に変化が生じないため、赤外線の出
力波形の検出ができなかったりするという問題点があっ
た。また、各赤外線検出器間の検知感度のバラッキや取
付ズレを吸収せずに、各赤外線検出器からの出力波形を
比較して各領域内の人体有無を判別しているために、複
数のエリアのそれぞれにいる人を判別できないという問
題点があった。

【０００７】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたもので、部品点数が少なく、小形・軽
量化された経済的で、しかも、前後の集光領域間数の多
少によって差別化された各集光領域に対して制御するこ
とが必要な各種装置に利用できる人体検出装置を提供す
ることを目的とする。また、ノイズ防止のために設定さ
れた閾値と人体の移動距離や移動速度によって変化する
波高値との関係から生じる検出不能を防止して赤外線出
力波形を正確に検出すると共に、人体の移動距離が短い
ために、時間変動が不明確になり、波形の周波数が変化
しな単発波形の赤外線出力波形でも、正確に検出して所
定検出エリア内の人体位置を正確に判別する信頼性の高
い人体検出装置を提供することを目的とする。また、各
赤外線検出器の検知感度のバラッキや取付ズレを吸収し
て、複数の領域のそれぞれにいる人体の有無を正確に判
別する信頼性の高い人体検出装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る人体検出
装置においては、人体が放射する赤外線を検出する赤外
線検出器、およびこの赤外線検出器と対で設けられ、そ
の赤外線検出エリアを複数領域に分割する集光レンズ、
からなる複数個の赤外線検出手段と、これら複数個の赤
外線検出手段からの出力に基づいて前記各領域における
人体有無を特定する存在領域特定手段と、を備え、前記
複数個の赤外線検出手段が、等しい集光距離を有し、か
つその検出エリアの一部を互に重複させた第１の検出エ
リアと、この第１の検出エリアよりも短い集光距離を有
し、かつ前記第１の検出エリアの全てに重複させた第２
の検出エリアと、を具備したものである。

【０００９】また、複数個の赤外線検出手段が、等しい
集光距離を有し、かつその検出エリアの一部を互に重複
させた第１の検出エリアと、この第１の検出エリアより
も短い集光距離を有し、かつ前記第１の検出エリアの全
てに重複させた第２の検出エリアと、この第２の検出エ
リアよりも短い集光距離を有し、かつ前記第１および第
２の検出エリアの全てに重複させた第３の検出エリア
と、を具備したものである。

【００１０】

【００１１】また、一部が互いに重複する検出エリアを
有する各赤外線検出器で、人体が放射する赤外線をそれ
ぞれに検出するようにしたものにおいて、前記各赤外線
検出手段の出力波形のピーク時刻およびピーク符号とを
検出し、かつ確定する赤外線処理手段と、この確定した
ピーク時刻およびピーク符号とを、そのピーク時刻前後
のある一定時間だけ記憶するピーク情報記憶手段を、こ
のピーク情報記憶手段の記憶したピーク符号と予め設定
されたピーク符号の判定基準とを各ピーク発生時刻前後
の所定時間の範囲内で比較して各検出エリア内の人体の
有無を判定する波形一致度判定手段と、この判定結果に
基いて前記各検出エリア内の人体位置を特定する存在領
域特定手段と、を備えたものである。

【００１２】

【作用】上記のように構成された人体検出装置において
は、人体が放射する赤外線の検出エリアを、等しい集光
距離を有し、かつその検出エリアの一部を互に重複させ
た第１の検出エリアと、この第１の検出エリアよりも短
い集光距離を有し、かつ第１の検出エリアの全てに重複
させた第２の検出エリアとの組合わせによって複数の集
光領域に分割し、これらの分割した各集光領域より赤外
線を各赤外線検出器が重畳して検出するようにしたの
で、少ない赤外線検出器で所定検出エリア内の各集光領
域をより細分化すると共に、この装置の手前側の集光領
域を他の集光領域より更に細分化し、この細分化した各
集光領域から赤外線を検出する。

【００１３】また、人体が放射する赤外線の検出エリア
を、等しい集光距離を有し、かつその検出エリアの一部
を互に重複させた第１の検出エリアと、この第１の検出
エリアよりも短い集光距離を有し、かつ第１の検出エリ
アの全てに重複させた第２の検出エリアと、この第２の
検出エリアよりも短い集光距離を有し、かつ第１および
第２の検出エリアの全てに重複させた第３の検出エリア
との組合わせによって複数の集光領域に分割し、これら
の分割した各集光領域より赤外線を各赤外線検出器が重
畳して検出するようにしたので、少ない赤外線検出器で
所定検出エリア内の各集光領域をさらにより細分化する
と共に、この装置の手前側の集光領域から順次粗くなる
ように集光領域を細分化し、この細分化した各集光領域
から赤外線を検出する。

【００１４】

【００１５】また、人体が放射する赤外線を、それぞれ
互いに重複する検出エリアからそれぞれ重畳して検出
し、前記各赤外線検出手段の出力波形のピーク時刻およ
びピーク符号とを検出し、かつ確定する赤外線処理手段
と、この確定したピーク時刻およびピーク符号とを、そ
のピーク時刻前後のある一定時間だけ記憶するピーク情
報記憶手段を、このピーク情報記憶手段の記憶したピー
ク符号と予め設定されたピーク符号の判定基準とを各ピ
ーク発生時刻前後の所定時間の範囲内で比較して各検出
エリア内の人体の有無を判定する波形一致度判定手段
と、この判定結果に基いて前記各検出エリア内の人体位
置を特定するようにしたので、各赤外線検出器の検知感
度バラツキや取付ズレを吸収して、人体が放射する赤外
線を精度良く、正確に比較する。

【００１６】

【実施例】

実施例１．図１〜図５は本発明の第１の実施例を示す図
である。

【００１７】図１は全体構成を示す構成ブロック図で、
１は焦電素子、サーモパイル素子等で構成され、人体か
ら放射される赤外線を捉えて電気信号に変換する赤外線
検出器、２は複数の部分検出エリアに分割され、赤外線
検出器１と一対に配設され、この赤外線検出器１上に焦
点を結び赤外線を集光するフレネルレンズ等による集光
レンズ、３は集光レンズ２が集光する赤外線の有効検出
エリアを示す符号である。４は赤外線検出器１の電気信
号出力を帯域増幅する増幅器、５はこの増幅器４からの
出力信号を信号処理する赤外線処理手段で、６は赤外線
処理手段５と後述する存在領域特定手段７とを内蔵する
マイクロコンピュータである。なお、赤外線検出手段
（図示せず）は、集光レンズ２と赤外線検出器１とをそ
れぞれ１対で構成したものである。

【００１８】また、上記の赤外線検出器１、集光レンズ
２、有効検出エリア３、増幅器４、赤外線処理手段５の
各々を組合せたものを一対セットとし、計三対セットで
全体を構成し、それぞれのセットにＡ〜Ｃまでの副番記
号を付けるものとする。例えば、図１に示すように各有
効検出エリアは３Ａ，３Ｂ，３Ｃと表される。なお、７
は上記マイクロコンピュータ６の内部に構成され、上記
各々の赤外線処理手段５Ａ，５Ｂ，５Ｃからの出力を受
け、この出力と予め設定された判定基準とを比較して人
体の存在エリアを特定する存在領域特定手段である。

【００１９】図２は所定のエリアを複数の部分検出エリ
アに分割するフレネルレンズよりなる各集光レンズ２
Ａ，２Ｂ，２Ｃの正面図であり、ここでは集光レンズ２
Ａを例に説明する。集光レンズ２Ａは横６方向、縦３方
向の計１８方向に分割された２Ａ₁ 〜２Ａ₁₈のレンズで
構成されている。この分割された集光レンズ２Ａ₁ 〜２
Ａ₁₈は所定のエリアを３Ａ₁ 〜３Ａ₁₈の各集光領域に分
割する。これにより赤外線検出器１Ａは１８分割された
各集光領域から集光した赤外線の信号を受信することに
なる。

【００２０】図３は集光レンズ２Ａによって得られる検
出エリア３Ａの上面図（ａ）と側面図（ｂ）を示し、ま
た集光レンズ２Ａ₁ 〜２Ａ₁₈に対応した各集光領域３Ａ
₁ 〜３Ａ₁₈を示す。なお、他の集光レンズ２Ｂ，２Ｃも
同様に有効検出エリア３Ｂ，３Ｃに対する集光領域３Ｂ
₁ 〜３Ｂ₁₈，３Ｃ₁ 〜３Ｃ₁₈を有するものである。

【００２１】図４はある所望の赤外線検出領域８におい
て、各赤外線検出器１Ａ、１Ｃの各有効検出エリア３Ａ
と３Ｃを一部重畳させて配光した参考図であり、これに
より３っのエリア９ａ，９ｂ，９ｃ内での人体有無の識
別が可能となる。具体的には、検出エリア３Ａの集光領
域３Ａ₁₃〜３Ａ₁₈と検出エリア３Ｃの集光領域３Ｃ₁〜
３Ｃ₆ との部分（集光領域は図示しない）が重複するよ
うにする。

【００２２】図５は第１の実施例の最も特徴的な図であ
り、図４に示した互いに重複した検出エリア３Ａ，３Ｃ
に対し、この二対の検出エリアより短い集光距離の検出
エリア３Ｂをさらに重複させたものである。すなわち、
検出エリア３Ａと検出エリア３Ｃの重複エリア部分に検
出エリア３Ｂの集光領域３Ｂ₇ 〜３Ｂ₁₂部分をさらに重
複させると共に、この検出エリア３Ｂの他の集光領域３
Ｂ₁ 〜３Ｂ₆ と集光領域３Ｂ₁₃〜３Ｂ₁₈をれぞれ検出エ
リア３Ａと検出エリア３Ｃに均等に重複させたものであ
る。なお、ａ〜ｆはこれらの各６エリアの領域符号であ
る。

【００２３】この結果、図５から明らかなように、所定
の赤外線検出領域８を、赤外線検出器からみて近距離位
置では、ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅの横５方向、遠距離位置で
はａ・ｆ・ｅの横３方向の各検出エリアに細分化するこ
とが可能となる。

【００２４】次にこの実施例の動作を図１と図５を用い
て説明する。まず、室内等の所望赤外線検出領域８での
人体の動きによって人体から放射される遠赤外線量の検
出エリア３Ａから３Ｃ内における分布が変化する。この
赤外線変化は集光レンズ２Ａ〜２Ｃにより赤外線検出器
１Ａ〜１Ｃに導かれ、電気信号の変換して増幅器４Ａ〜
４Ｃを介してマイクロコンピュータ６内部の赤外線処理
手段５Ａ〜５Ｃに入力される。この赤外線処理手段は信
号の有無等の判断処理を行い各々の検知エリア３Ａ〜３
Ｃ内の人体の存在を確定する。

【００２５】ここで、人体等の被検出体が検出エリア３
Ａ〜３Ｃ内の領域ａに位置する場合には、赤外線検出器
１Ａのみが赤外線信号を得るため、赤外線処理手段５Ａ
のみから人体の存在確定信号が出力される。この出力は
存在領域特定手段７に入力され、最終的にａの領域に人
が存在することが確定されることになる。

【００２６】すなわち、赤外線処理手段５Ａから人体の
存在確定信号が出力された場合、検知エリア３Ａ内に存
在することを意味するため、領域でいうとａ・ｂ・ｃ・
ｆの各範囲内を示すことになる。しかし、ｂ・ｃ・ｆの
領域は同時に赤外線検出器１Ｂ、１Ｃのそれぞれの検知
エリア３Ｂ，３Ｃと重複している領域でもあるが、赤外
線処理手段５Ｂ，５Ｃから存在確定信号が出力されない
ため、最終的に存在領域特定手段７で確定される領域は
ａと判断される。

【００２７】上記と同じように、例えば赤外線処理手段
５Ａ，５Ｂが反応した場合は、領域ｂが確定され、ま
た、赤外線処理手段５Ａ，５Ｂ，５Ｃの全てが反応した
場合は、領域ｃが確定され、また、赤外線処理手段５
Ａ，５Ｃが反応した場合は、領域ｆが確定される。この
ようにしてａ〜ｆまでの各領域の確定が可能となる。

【００２８】また、図５のエリア分布図に示すとおり、
領域ａとｅは赤外線検出器から遠いまたは近いエリア群
の各々に存在する２エリア構成となっている。なお、こ
れらの領域ａとｅとが遠・近どちらに属するかの判別は
検出エリア３Ａ，３Ｃ内に構成された集光領域３Ａ₁ 〜
３Ａ₁₂と３Ｃ₇ 〜３Ｃ₁₈からの信号情報を分析すること
により可能となる。即ち、領域ａを例にとって説明する
と、赤外線検出器から近い領域のａは検出エリア３Ａの
集光領域３Ａ₁ 〜３Ａ₆ 、遠い領域のａは集光領域３Ａ
₇ 〜３Ａ₁₂からそれぞれ信号が発信されるために、これ
らを信号処理する事により判断可能となる。

【００２９】以上説明したとおり、このような集光装置
を採用すれば、所定の検出エリアを計三対セットの赤外
線検出手段で、少なくとも近距離で横方向を５分割し、
かつ、遠距離で横方向を３分割し、この計８分割した集
光領域内の人体有無を判断するようにしたので、近くの
集光領域を細かく、遠くの集光領域を粗く細分化して各
集光領域間の差別化を図り、この差別化した各集光領域
に対して制御することが必要な各種装置に利用できるよ
うになる。即ち、例えば、人に対して吹出し気流を制御
するエアコン等に利用すれば、気流の広がりに対応した
きめ細かな制御が可能になると共に、部品点数が少な
く、小形・軽量化された、経済的な人体検出装置が得ら
れる。

【００３０】実施例２．図６〜図７は本発明の第２の実
施例を示す図である。

【００３１】図６は全体構成を示す構成ブロック図で、
図１の実施例１で構成したブロック図に、赤外線検出器
１Ｄと、これと対の集光レンズ２Ｄによって形成される
有効検出エリア３Ｄと、増幅器４Ｄと、マイクロコンピ
ュータ６に内蔵された赤外線処理手段５Ｄとを追加し、
計４対の赤外線検出装置で構成したものである。

【００３２】図７は本実施例の最も特徴的な検出エリア
を示す図であり、赤外線検出器１Ａ、１Ｄの集光距離が
同一である検出エリア３Ａ、３Ｄの一部を互いに重複さ
せると共に、この重複部を中心にして、集光距離が異な
る赤外線検出器１Ｂの検出エリア３Ｂと赤外線検出器１
Ｃの検出エリア３Ｃとを前述の検出エリア３Ａと３Ｄの
重複エリア部にさらに重複させるように配設させる。従
って、検出エリア３Ａ，３Ｄの重複部分は、赤外線検出
器から遠い距離においてのみ存在し、その中間距離にあ
っては検出エリア３Ａ，３Ｄの重複部分に検出エリア３
Ｃが重複され、その近い距離にあっては、さらに検出エ
リア３Ｂが重複されることになる。

【００３３】これらにより、図７のａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ
・ｆ・ｇ・ｈ・ｉ・ｊ・ｋに示すように距離方向を含め
て少なくとも全体のエリアを１１の異なるエリアに分割
することが可能となる。

【００３４】この図から明らかなように、手前の赤外線
検出器に近距離では、ａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｅ・ｆ・ｇの横
７方向、中間距離ではａ・ｈ・ｉ・ｊ・ｇの横５方向、
遠距離ではａ・ｋ・ｇの横３方向のエリア領域に区別が
可能となる。

【００３５】また、これら各検知エリア３の異なる集光
領域から人体等の赤外線を集光する手段としては、各々
の集光レンズ２の光軸を変える、すなわち所望領域に向
かって、一つの集光レンズで縦横方向の各々の集光領域
に対応してレンズの光軸を変える等の方法もあるが、こ
れらについて特定するものではない。このことは第１実
施例についても同じである。

【００３６】次にこの実施例の動作を図６と図７を用い
て説明する。ブロック図に関しては実施例１の図１に示
した動作と内容的には略同様であり、室内等の所望赤外
線検出領域８での人体の動きによって人体から放射され
る遠赤外線量の変化は集光レンズ２Ａ〜２Ｄにより赤外
線検出器１Ａ〜１Ｄに導かれ、電気信号の変換して増幅
器４Ａ〜４Ｄを介してマイクロコンピュータ６内部の赤
外線処理手段５Ａ〜５Ｄに入力される。この赤外線処理
手段は信号の有無判断等の処理を行い、各々の検知エリ
ア３Ａ〜３Ｄ内の人体の放射する赤外線の状態を確定す
る。

【００３７】ここで、人体等の被検出体が検出エリア３
Ａ〜３Ｄ内の領域ａに位置する場合には、赤外線検出器
１Ａのみが赤外線信号を得るため、赤外線処理手段５Ａ
のみから人体の存在確定信号が出力され、この出力が存
在領域特定手段７に入力され、最終的に領域ａに人が存
在することを確定する。

【００３８】すなわち、赤外線処理手段５Ａから人体の
存在確定信号が出力された場合、検知エリア３Ａ内のど
こかに人が存在することを意味する。即ち、領域でいう
とａ・ｂ・ｃ・ｄ・ｈ・ｉ・ｋの範囲内のどこかを意味
することになる。しかし、ｂ・ｃ・ｄ・ｈ・ｉ・ｋの領
域は検知エリア３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが重畳されているにも
かかわらず赤外線処理手段５Ｂ，５Ｃ，５Ｄからは存在
確定信号が出力されていないため、最終的に存在領域特
定手段７は人体が存在する領域はａであると判断する。

【００３９】上記と同じように、赤外線処理手段５Ａ、
５Ｂより存在信号が出力された場合は、領域ｂが確定さ
れ、また、赤外線処理手段５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ全て
が出力した場合は、領域ｄが確定され、このようにして
少なくても１１エリアのどの領域に人がいるのかを確定
することが可能である。

【００４０】また、図の７エリア分布図に示すように、
領域ａとｇは赤外線検出器から遠・中・近距離の各検出
エリア群の各々に存在する３エリアの構成となってい
る。しかし、これらは第１の実施例でも述べたように検
出エリア３Ａ，３Ｄ内に細分化されて構成された各集光
領域からの赤外線信号情報を分析することによって分別
することができる。

【００４１】以上の構成と処理により、近距離で横方向
を７分割、中間距離で横方向を５分割、遠距離で横方向
を３分割し、この計１５分割した各領域内にいる人体の
有無を判断することができるようにしたので、近くの集
光領域を細かく、これより中間の集光領域をより粗く、
これよりさらに遠い集光領域をより粗く、と順次粗くな
るように細分化して各集光領域間の差別化を図り、この
差別化した各集光領域に対して制御することが必要な各
種装置に利用できるようになる。即ち、特に、人に対し
て吹出し気流を制御するエアコン等に利用すれば、気流
の広がりに対応したさらにきめの細かい制御が可能にな
ると共に、部品点数が少なく、小形・軽量化された、経
済的な人体検出装置が得られる。

【００４２】実施例３．図８〜図１０はこの発明の第３
の実施例を示すものであり、図８は全体構成を示す構成
ブロック図、図９は検出エリア３内を人が移動する時の
説明図、図１０はこの時の増幅器４からの出力波形図で
ある。

【００４３】図８に示すように赤外線処理手段５には赤
外線検出器１からの出力を増幅した赤外線波形が増幅器
４を介して入力され、この入力された波形は赤外線処理
手段５で処理される。この赤外線処理手段５には、出力
波形のピークを後述する判別基準に基づいて確定するピ
ーク確定手段１１と、この確定したピークの符号を後述
する判別基準に基づいて判定する符号判定手段１２及び
ピークの発生時刻を計時する時刻計時手段１３を有し、
少なくとも１つ以上のピークを検出したとき、次のステ
ップである存在領域特定手段７にピークの発生時刻とピ
ークの符号とを送る仕組みとしている。なお、判別基準
とては、検出した赤外線の変化がプラス→０→マイナス
のときはプラスピーク（極大）と判断し、マイナス→０
→プラスのときはマイナスピーク（極小）と判断する

【００４４】図９は複数領域から赤外線を集光する検出
エリア３に対し、人体が矢印の方向へ移動し、その移動
停止点がａまでの長い移動とｂまでの短い移動をした時
の説明図である。この移動時の増幅器４からの出力波形
例を図１０に示し、図１０中の（ａ）は長い移動、
（ｂ）は短い移動をした時の出力波形を各々表してい
る。図１０中の記号Ｐ_P1〜Ｐ_P4はプラスピーク、Ｐ_N1〜
Ｐ_N4はマイナスピークを示すものであり、プラスピーク
は、人がそのエリアに入ったことを意味し、マイナスピ
ークは人がそのエリアから出ていったことを意味する。

【００４５】図１０に示したような赤外線の出力波形を
受け、人体有無を判断する場合、所定値以上の波高値、
または波形の時間的変動等の分析、即ち周波数分析を行
って、人体有無の判断を行う方法が一般的である。しか
し、波高値は人体の移動速度や集光距離に依存し、また
周波数も人体の移動速度や移動距離によっても依存する
ため、人体の移動速度や移動距離や赤外線の集光距離が
常に安定していなければ、赤外線の出力波形が正確に判
断されないという問題点があった。

【００４６】即ち、図示はしないが、ノイズを除去する
ために設けられたしきい値以下の波高値の場合や、ある
いは、図１０の（ｂ）に示すような人体の移動が短い場
合、即ち、人体からの赤外線の出力波形がプラスとマイ
ナスの判別をする波形０基準を切らないために、時間変
動が不明確になり、時間変動を加味した周波数の分析が
できなくなる単発波形のような場合には、ノイズとして
判断してしまい、そのエリアに人がいても、いないと判
断して処理されていた。従って、各赤外線検出器１から
の出力波形のピークのみに着目すれば、常に赤外線の出
力波高値が、ノイズを除去するために設けたしきい値を
越えるようになるので、赤外線の出力波形を常に有効に
検出するようになる。また、図１０（ｂ）に示したよう
な時間変動が不明確になる単発波形であっても、当然、
有効な波形として受け付けることになる。

【００４７】次に、各赤外線検出器１からの赤外線出力
波形に基づいて、ピーク確定手段１１が少なくても１つ
以上のピークを確定した場合、この確定したピークの符
号がプラスかマイナスかを符号判定手段１２が判定す
る。この判定した各ピーク符号と予め設定されたピーク
符号の判定基準とを比較して存在領域特定手段７は、実
施例１で説明したようにどのエリアに人がいるのかを判
断する。なお、一般的なノイズ処理としては、Ｈ／Ｗあ
るいはＳ／Ｗでノイズを除去したり、あるいは、ピーク
のレベルに最低限必要なスレッショルド（しきい値）を
設け、ノイズ処理するのが一般的であるが、これらのノ
イズ処理の内どちらを選ぶかを特定するものではない。

【００４８】以上説明したとおり、各赤外線検出器から
の出力波形のピーク（極大・極小）に基づいて各領域の
人体有無を判断するようにしたので、ノイズ防止のため
に設定されたしきい値と人体の移動距離や移動速度によ
って変化する波高値との関係から生じる赤外線出力波形
の検出不能を防止して正確に検出するようになると共
に、人体の移動距離が短いために、時間変動が不明確に
なり、波形の周波数が変化しない単発波形の赤外線出力
波形でも正確に検出するようになるために、所定検出エ
リア内の人体有無を正確に判別する信頼性の高い人体検
出装置を得ることができるできるようになる。

【００４９】実施例４．図１１〜図１４はこの発明の第
４の実施例を示すものであり、図１１は全体構成を示す
構成ブロック図、図１２は存在領域特定手段７の内容を
説明する概略フローチャート、図１３は移動人体が１
人、すなわち複数領域内の１カ所の領域で人体の移動が
あったときの出力波形例、図１４は移動人体が２人、す
なわち複数の領域で人体の移動があったときの出力波形
の例である。なお、この図１３、図１４の波形図に用い
た検出エリアは実施例１で示した図５のものを用いてい
る。

【００５０】図１１において各々の赤外線処理手段５に
よって確定されたピーク情報は、存在領域特定手段７に
渡される。存在領域特定手段７の内部構成は、各赤外線
処理手段５からのピーク時刻およびピーク符号とを、そ
のピーク時刻前後のある一定時間だけ記憶するピーク情
報記憶手段２１と、このピーク情報記憶手段２１の記憶
したピーク符号と予め設定されたピーク符号の判定基準
とを各ピーク発生時刻前後の所定時間の範囲内で比較し
て各検出エリア内の人体有無を判定する波形一致度判定
手段２２と、この判定結果に基づいて各エリアの人体存
在情報を出力する存在領域出力手段２３とからなる。な
お、この存在領域出力手段２３の出力結果に基づいて表
示手段２４は各領域の人体有無を表示する。

【００５１】この存在領域特定手段７の動作フローを、
図１２のフローチャート図、図１３、図１４の出力波形
図を用いて説明する。

【００５２】Ｆ１では赤外線処理手段５は各赤外線検出
装置からの赤外線の出力波形を処理し、出力波形ピーク
有無を判断する。もし、出力波形にピークがなければ、
即ちＮであれば終了し、ピークがあれば、即ちＹであれ
ばＦ２以下の処理を実行する。

【００５３】なお、Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４はピーク情報記憶
手段２１が実行するフローの部分ブロックである。Ｆ２
では、ピークの確定情報として、（例えば図１３に示す
３２）の情報を受け取った時には、図１３に示すように
ある一定時間の遅れ時間３０を設けてＦ３以下の処理を
実行する。なお、これを実行せずに検出エリア３Ａでプ
ラスピークが確定した時点３２から過去の一定時間範囲
で各検出エリアから各赤外線検出器１が検出した赤外線
の出力波形を比較した場合、図１３に示すように検出エ
リア３Ｂからの出力波形のピーク３３を救えない、即
ち、各々の赤外線検出器の検知感度のバラッキや取り付
けズレに起因して生じる各赤外線出力波形の検出ズレを
吸収するために、波形一致度判定手段２２に遅れ時間３
０を含む比較時間範囲３１を設ける。

【００５４】Ｆ３ではこの遅れ時間３０と過去の一定時
間を含めた比較時間範囲３１内で各赤外線検出器が検出
した赤外線のピークを記憶バッファ内で比較する。即ち
例えば検出エリア３Ａのピーク３２が確定すれば、この
ピークを確定した時刻から遅れ時間３０が経過してから
の過去の比較時間範囲３１内で、検出エリア３Ｂからの
出力波形にピークがあるかどうかを比較する。

【００５５】Ｆ４では、この比較結果で他の各エリアか
ら検出した赤外線にもピークがあるかどうかを判断す
る。もしあると判断した時、即ち、例えば図１３の例に
示すように検出エリア３Ｂのピーク３３があるときは、
Ｙと判断してＦ５以下の処理に進む。また、他の各検出
エリアからの赤外線にピークが存在しなければＮと判断
してＦ６に進む。

【００５６】Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７は波形一致度判定手段２
２が実行するフローの部分ブロックである。Ｆ５では、
比較時間範囲３１内に各検出エリアからの各赤外線を受
け、その各赤外線のピークの符号を調べる。この調べた
符号が同じであれば、即ちＹであればＦ６、Ｎであれば
Ｆ７以下の処理に進む。

【００５７】Ｆ６では、比較時間内３１に、各エリアか
ら検出される各赤外線のピーク符号が同じであるため、
同じエリアから赤外線を検出していることになるので、
同一領域を選ぶことになる。即ち図１３の確定信号３７
に示すように、検知器１Ａ，１Ｂが検知エリア３Ａ，３
Ｂの重複した領域からそれぞれ赤外線を重畳して検出し
たことになるため、領域「ｆ］を確定し、Ｆ８以下の処
理に進む。

【００５８】Ｆ７では、比較時間内３１に検出した赤外
線のピーク符号が異符号であるため、同じエリアから赤
外線を検出しないことになるので、複数領域を選ぶ。即
ち複数エリアと判断し、図１４の確定信号４４，４５に
示すように検知エリア３Ａ，３Ｂが各々独立している領
域からそれぞれ検出していることになるため、領域
「ａ」「ｅ」を確定し、Ｆ８に進む。

【００５９】Ｆ８，Ｆ９は存在領域出力手段２３が実行
するフローの部分ブロックである。Ｆ８ではピークが検
出されると必ず、上記Ｆ４〜Ｆ７の波形一致度判定手段
２２が確定した今回の領域が、前回のピーク発生時の領
域と同じかどうか、即ち、新集光領域なのかどうかを判
定する工程であり、ＹであればＦ９以下、ＮであればＦ
１０以下の処理に進む。

【００６０】Ｆ９は新集光領域の出力を表示する実行表
示出力変更指令の工程である。これを図１３を用いて説
明すると、検知エリア３Ａで検出されたピーク３２に対
しては検知エリア３Ｂで検出されたピーク３３が、逆に
ピーク３３に対してはピーク３２が比較時間範囲３１内
にあるため領域「ｆ」が確定される。ピーク３４，３５
に対しても同様である。従って新しい集光領域の情報が
入ってこないので領域「ｆ」の表示出力を保持する。

【００６１】次に検出エリア３Ａにピーク３６が入って
来たとき、検出エリア３Ｂ側にピークが無いために、こ
こで初めて集光領域「ｆ」を消し、集光領域「ａ」を立
てるような表示出力の確定信号３８を出してＦ１０以下
に処理に進む。

【００６２】Ｆ１０は表示手段３４等への出力信号を生
成する表示ドライバであり、これによって人体の存在領
域が明かとなり、モニタ表示、あるいはエアコンの風向
制御等、その存在領域を対象として制御する制御機構に
利用することが可能となる。

【００６３】以上説明した通り、この第４の実施例によ
れば、各出力波形のピーク符合と予め設定されたピーク
符合の判定基準とを各ピーク発生時刻前後の所定時間の
範囲内で比較して各領域の人体有無を特定するので、各
赤外線装置の検知感度バラッキや取付ズレを吸収して、
簡単なアルゴリズムにより、各検出エリア内の各領域の
それぞれにいる人体の有無を正確に判別する信頼性の高
い人体検出装置を得ることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、人体が放射する赤外線の検出エリアを、等しい集光
距離を有し、かつその検出エリアの一部を互に重複させ
た第１の検出エリアと、この第１の検出エリアよりも短
い集光距離を有し、かつ第１の検出エリアの全てに重複
させた第２の検出エリアとの組合わせによって複数の集
光領域に分割し、これらの分割した各集光領域より赤外
線を各赤外線検出器が重畳して検出するようにしたの
で、少ない赤外線検出器で所定検出エリア内の各集光領
域をより細分化すると共に、この装置の手前側の集光領
域を他の集光領域より更に細分化し、この細分化した各
集光領域から赤外線を検出するために、部品点数が少な
く、小形・軽量化された経済的で、しかも、前後の集光
領域数の多少によって差別化された各集光領域に対して
制御することが必要な各種装置に利用できる人体検出装
置が得られる。

【００６５】また、人体が放射する赤外線の検出エリア
を、等しい集光距離を有し、かつその検出エリアの一部
を互に重複させた第１の検出エリアと、この第１の検出
エリアよりも短い集光距離を有し、かつ第１の検出エリ
アの全てに重複させた第２の検出エリアと、この第２の
検出エリアよりも短い集光距離を有し、かつ第１および
第２の検出エリアの全てに重複させた第３の検出エリア
との組合わせによって複数の集光領域に分割し、これら
の分割した各集光領域より赤外線を各赤外線検出器が重
畳して検出するようにしたので、少ない赤外線検出器で
所定検出エリア内の各集光領域をさらにより細分化する
と共に、この装置の手前側の集光領域から順次粗くなる
ように集光領域を細分化し、この細分化した各集光領域
から赤外線を検出するために、部品点数が少なく、コス
トパフォーマンスが優れ、小形・軽量化された経済的
で、しかも、前後の集光領域数の多少によって差別化さ
れた各集光領域に対して制御することが必要な各種装置
に利用できる人体検出装置が得られる。

【００６６】

【００６７】また、この発明によれば、人体が放射する
赤外線を、それぞれ互いに重複する検出エリアからそれ
ぞれ重畳して検出し、前記各赤外線検出手段の出力波形
のピーク時刻およびピーク符号とを検出し、かつ確定す
る赤外線処理手段と、この確定したピーク時刻およびピ
ーク符号とを、そのピーク時刻前後のある一定時間だけ
記憶するピーク情報記憶手段を、このピーク情報記憶手
段の記憶したピーク符号と予め設定されたピーク符号の
判定基準とを各ピーク発生時刻前後の所定時間の範囲内
で比較して各検出エリア内の人体の有無を判定する波形
一致度判定手段と、この判定結果に基いて前記各検出エ
リア内の人体位置を特定するようにしたので、各赤外線
検出器の検知感度バラツキや取付ズレを吸収して、人体
が放射する赤外線を精度良く、正確に比較するために、
検出エリア内の人体位置を正確に判別する信頼性の高い
人体検出装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る人体検出装置の全体構
成ブロック図である。

【図２】本発明の実施例１に係る人体検出装置の集光レ
ンズの正面図である。

【図３】本発明の実施例１に係る人体検出装置の一対の
検出エリアの正面図と側面図である。

【図４】本発明の実施例１に係る人体検出装置の二対の
検出エリア分割図である。

【図５】本発明の実施例１に係る人体検出装置の三対の
検出エリア分割図である。

【図６】本発明の実施例２に係る人体検出装置の全体構
成ブロック図である。

【図７】本発明の実施例２に係る人体検出装置の検出エ
リアを示す図である。

【図８】本発明の実施例３に係る人体検出装置の全体構
成ブロック図である。

【図９】本発明の実施例３に係る人体検出装置の検出エ
リア内を人体が移動する説明図である。

【図１０】本発明の実施例３に係る人体検出装置の人体
が移動した時の出力波形図である。

【図１１】本発明の実施例４に係る人体検出装置の全体
構成ブロック図である。

【図１２】本発明の実施例４に係る人体検出装置の概略
フローチャート図である。

【図１３】本発明の実施例４に係る人体検出装置の人体
１人時の出力波形図である。

【図１４】本発明の実施例４に係る人体検出装置の人体
２人時の出力波形図である。

【図１５】従来の人体検出装置の光学系の構成図であ
る。

【図１６】従来の人体検出装置の集光エリア平面図であ
る。

【符号の説明】

１赤外線検出器２集光レンズ３検出エリア５赤外線処理手段６マイクロコンピュータ７存在領域特定手段８所望赤外線検出領域１１ピーク確定手段１２符号判定手段１３時刻計時手段２１ピーク情報記憶手段２２波形一致度判定手段２３存在領域出力手段３１比較時間範囲３２〜３６ピーク４０〜４３ピーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福田正彦鎌倉市大船二丁目14番40号三菱電機株式会社住環境研究開発センター内 (72)発明者日高彰鎌倉市大船二丁目14番40号三菱電機株式会社住環境研究開発センター内 (72)発明者鈴木仁一静岡市小鹿三丁目18番１号三菱電機株式会社静岡製作所内 (56)参考文献特開平２−154190（ＪＰ，Ａ) 特開平２−61587（ＪＰ，Ａ) 特開平４−324392（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01V 8/14 G01V 8/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】人体が放射する赤外線を検出する赤外線
検出器、およびこの赤外線検出器と対で設けられ、その
赤外線検出エリアを複数領域に分割する集光レンズから
なる複数個の赤外線検出手段と、これら複数個の赤外線
検出手段からの出力に基づいて前記各領域における人体
有無を特定する存在領域特定手段と、を備え、前記複数
個の赤外線検出手段が、等しい集光距離を有し、かつそ
の検出エリアの一部を互いに重複させた第１の検出エリ
アと、この第１の検出エリアよりも短い集光距離を有
し、かつ前記第１の検出エリアの全てに重複させた第２
の検出エリアと、を具備したことを特徴とする人体検出
装置。
【請求項２】複数個の赤外線検出手段が、等しい集光
距離を有し、かつその検出エリアの一部を互いに重複さ
せた第１の検出エリアと、この第１の検出エリアよりも
短い集光距離を有し、かつ前記第１の検出エリアの全て
に重複させた第２の検出エリアと、この第２の検出エリ
アよりも短い集光距離を有し、かつ前記第１および第２
の検出エリアの全てに重複させた第３の検出エリアと、
を具備したことを特徴とする請求項１記載の人体検出装
置。
【請求項３】一部が互いに重複する検出エリアを有す
る各赤外線検出器で、人体が放射する赤外線をそれぞれ
に検出するようにしたものにおいて、前記各赤外線検出
手段の出力波形のピーク時刻およびピーク符号とを検出
し、かつ確定する赤外線処理手段と、この確定したピー
ク時刻およびピーク符号とを、そのピーク時刻前後のあ
る一定時間だけ記憶するピーク情報記憶手段を、このピ
ーク情報記憶手段の記憶したピーク符号と予め設定され
たピーク符号の判定基準とを各ピーク発生時刻前後の所
定時間の範囲内で比較して各検出エリア内の人体の有無
を判定する波形一致度判定手段と、この判定結果に基い
て前記各検出エリア内の人体位置を特定する存在領域特
定手段と、を備えたことを特徴とする人体検出装置。