JP4607757B2

JP4607757B2 - 人体検知センサ

Info

Publication number: JP4607757B2
Application number: JP2005375464A
Authority: JP
Inventors: 勉庄司; 直輝矢田目; 公司高橋; 恭成柴田
Original assignee: Chino Corp
Current assignee: Chino Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: JP2007178204A

Description

本発明は、設定された検知エリア内への人体の進入を赤外線エネルギーの変動によって人体を検知するデュアルエレメント焦電素子を備えた人体検知センサに係り、特にセンサ本体の設置位置方向に向かって監視エリア内に進入する人体を確実に検知することのできる人体検知センサに関するものである。

従来より、例えば商業ビル、公共施設、集合住宅などの様々な場所において、人体等の移動物体の特定の監視エリア内への進入を検知するため、物体から放射される赤外線を利用した人体検知センサが備えられている。この人体検知センサは、検出素子として温度変化による誘電体内の自発分極の変化（焦電効果：pyroelectric effect ）が誘起する電圧を検出する焦電素子を具備し、強誘電体（例えばＰＺＴ）の温度変化によって電荷を生じる焦電効果（パイロ効果）を利用しているセンサである（詳細は非特許文献１又は非特許文献２）。

検知方法としては、例えば図１２（ａ）に示すように、物の影や強風が吹く等に起因する検知エリアの背景の温度変化、外来の電波ノイズまたは太陽光等の外乱光等による誤検知をしないようにするため、建物の床面等に極性（「＋」又は「−」）を有する２個一対の逆極性の検知エリア（Ｅ１）、（Ｅ２）を設定する。そして、この各検知エリアから放射される赤外線を集光してデュアルエレメント構成の焦電素子にそれぞれ入射させる。移動物体が（Ｅ１）から（Ｅ２）内へ移動した場合、まず、図１２（ｂ）に示すように、移動物体が（Ｅ１）内に進入したことにより（Ｅ１）内の赤外線エネルギー量が変化する（この場合、進入した検知エリアＥ１が＋極性のため＋側に出力する）。そして、（Ｅ１）から（Ｅ２）エリアへ移動物体が移動すると、図１２（ｃ）に示すように移動物体が（Ｅ２）内に進入したことで（Ｅ２）内の赤外線エネルギー量が変化する（この場合、Ｅ１と逆極性のため−側に出力する）。なお、移動物体が各エリア内で停止状態を維持した場合には、赤外線エネルギーの変化がないため波形が出力されない。そして、（Ｅ２）から移動物体が退去すると、図１２（ｃ）の波形は徐々に変化前に戻る。そして、図１２（ｄ）に示すように、この合成した赤外線エネルギー量の変化を焦電素子から電圧に変換して出力される電気信号により検知し、この電気信号が所定の閾値を超えた時に人体等の検知信号を出力している。また、外乱光や背景温度等赤外線エネルギー変化は、互いに打ち消し合ってキャンセルされるため、例えば図１２（ｅ）のようにほとんど出力されない。

また、各検知エリア（Ｅ１）、（Ｅ２）をセンサ設置方向に対して縦長形状に設定することにより、人体が検知エリア（Ｅ１）、（Ｅ２）に進入した場合は、人体が検知エリア（Ｅ１）、（Ｅ２）の上下方向の殆どのスペースを占めるよう位置して通過することにより、所定閾値よりも高いレベルの信号が出力され、一方、人体に対し格段に背の低い犬、猫等の小動物が検知エリア（Ｅ１）、（Ｅ２）に進入した場合には、検知エリア（Ｅ１）、（Ｅ２）の下部の一部分のスペースを占めるだけであって所定閾値よりも低いレベルの信号が出力されることにより、小動物による誤検知動作を防止するようにしている。

そして、上記構成による人体検知をより信頼性の高いものにするための、例えば図１３（ａ）に示すように、（Ｅ１）をＹ₁方向に通過する場合、各検知エリア（Ｅ１）、（Ｅ２）間をＹ₂方向に通過する場合、（Ｅ２）をＹ₃方向に通過する場合など移動物体の通過方向に応じて各検知エリアごとに所定の閾値を設け、図１３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、移動物体がＹ₁〜Ｙ₃の何れかの方向から検知エリア内に移動してきた際の赤外線エネルギー量を検知し、この赤外線エネルギー量が所定閾値を複数回越えた場合に、人体として判別する人体検知センサなども提案されている。
奥田晋也、金田重郎、芳賀博英著、「情報処理学会研究報告（アナログセンサ型焦電センサによる人間の室内位置・身長の判別法の提案）」、社団法人情報処理学会（２００４）高野将一、伊藤顕著、「光アライアンス（人体検知センサモジュール−焦電素子型赤外線センサと測距センサの人体検知への応用）」、日本工業出版（株）（２００３）

ところで、この種の人体検知センサでは、特定の監視エリア内に進入する移動物体を検知するため、複数の検知エリアを設定して監視エリア内全てを監視する必要がある。よって、移動物体が検知エリア内のどの方向から進入した場合であっても検知できることが重要である。しかしながら、この種の人体検知センサにおいて、検知エリア内の赤外線エネルギーを集光する方向に対して直交する方向、すなわち検知エリアを横断する移動物体に対しては優れた検知能力を有するが、移動物体が人体検知センサの方向、すなわち検知エリアを縦断して人体検知センサの方向に進入してくる場合は、移動物体が徐々に検知エリア内に進入してくるため赤外線エネルギー量の変化が表れにくく、所定閾値を超える回数が１回であったりすることから人体であるか否かの判別に正確さを欠く性質がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、人体等の移動物体がセンサ設置位置方向に向かって監視エリア内に進入した場合であっても確実に進入を検知することのできる人体検知センサを提供することを目的とするものである。

上記した目的を達成するために、請求項１記載の人体検知センサは、＋極性の素子と−極性の素子を一対とするデュアルエレメント構成の焦電素子を複数組備えた人体検知センサであって、
前記焦電素子は、前記＋極性の素子の検知エリアと前記−極性の素子の検知エリアで構成される１組の検知エリアを前記センサ本体を中心とする略放射線上に複数配置し、且つ隣接する異なる組の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係となるよう前記センサ本体に設けられ、
前記各検知エリアから集光した赤外線のエネルギー変化量に基づく波形信号が予め設定した第１の閾値を超えたか否かの状態と、前記波形信号が前記第１の閾値を超え、且つ当該第１の閾値よりも高い検知レベルに設定された第２の閾値を超えた前記波形信号の出力回数が所定時間以内に複数回あるか否かの状態と、前記波形信号が前記第１の閾値以上前記第２の閾値以下の状態のとき前記第１の閾値を超えた前記波形信号の出力回数が複数回あるか否かの状態と、前記波形信号が前記第１の閾値以上前記第２の閾値以下の状態のとき前記第１の閾値を超えた前記波形信号の出力回数が所定時間以内に複数回あるか否かの状態と、に基づく前記波形信号の論理合成によって人体の進入を判別することを特徴とする。

本発明の人体検知センサによれば、デュアルエレメント構成の焦電素子の複数組がセンサ本体を中心に複数の検知エリアを形成し、且つ、複数の検知エリアにおいてセンサ本体を中心とする略放射線上で隣接する＋極性の素子の検知エリアと異なる組の−極性の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係に配置されているため、センタ本体に向かって進入する人体を確実に検知することができ、高性能の人体検知センサを提供することができる。

以下、本発明の最良の形態について、添付した図面を参照しながらそれぞれ説明する。図１は本発明に係る人体検知センサの概略構成を示すブロック図、図２は本発明に係る人体検知センサの概略を説明するための概念図、図３は本発明に係る人体検知センサの検知エリアを説明するための説明図、図４（ａ）は本発明に係る人体検知センサの概略配光図、図４（ｂ）は本発明に係る人体検知センサの第１焦電素子の配光図、図４（ｃ）は本発明に係る人体検知センサの第２焦電素子の配光図、図５（ａ）〜（ｆ）は本発明に係る人体検知センサの検知エリアＡ、Ｂにおいて人体検知した際に変化する赤外線エネルギーの波形図、図６は本発明に係る人体検知センサの動作を説明するためのフローチャート図、図７は本発明に係る人体検知センサの第２形態を説明するための説明図、図８は本発明に係る人体検知センサの第３形態を説明するための説明図、図９は図８に示した配置図と異なる配置例を示す説明図、図１０は本発明に係る人体検知センサの応用例１を説明するための説明図、図１１は本発明に係る人体検知センサの応用例２を説明するための説明図である。

なお、以下に説明する人体検知センサにおいて、人体が人体検知センサに向かって進入しない場合（例えば監視エリア内の横断など）の検知動作及び構成は従来の人体検知センサと同様である。従って、以下に説明する最良の形態では説明を省略し、人体が人体検知センサに向かって進入した場合についてのみ説明する。

まず、図１〜図５を参照しながら、本例の第１形態である人体検知センサの概略について説明する。第１形態では、図２に示すように、監視対象となる監視エリア全体を監視するため例えば建物の壁の上方や天井に設置され、監視エリア内の赤外線を受光する焦電素子として＋極性の素子と−極性の素子の両極性を一対としたデュアルエレメント構成の焦電素子である第１焦電素子と第２焦電素子の２つを具備し、人体検知センサを中心とした場合に、第１焦電素子の検知エリアＡが第２焦電素子の検知エリアＢの外側に配置される例について説明する。

図１に示すように、人体検知センサ１は、集光手段１１、第１及び第２の焦電素子１２（１２ａ、１２ｂ）、第１及び第２の信号処理手段１３（１３ａ、１３ｂ）、第１及び第２の状態比較手段１４（１４ａ、１４ｂ）、及び判別制御手段１５とで概略構成されている。なお、図中一点鎖線内の構成（第１焦電素子１２ａ、第１信号処理手段１３ａ、第１比較手段１４ａ）と（第２焦電素子１２ｂ、第２信号処理手段１３ｂ、第２比較手段１４ｂ）とは同一構成である。

集光手段１１は、例えば多分割レンズや集光ミラーなどで構成される監視エリア内の赤外線を集光する。集光手段１１は、図３と図４に示すように、監視エリア内に＋極性の素子の検知エリアと−極性の素子の検知エリアを一対とした検知エリアＡ及びＢがセンサ本体を中心とする略同心円状に複数の検知エリアを形成し、且つ、該複数の検知エリアにおいて前記センサ本体を中心とする略放射線上で隣接する異なる組の＋極性の素子の検知エリアと−極性の素子の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係に配置（人体検知で使用するため、間隔は少なくとも人体の肩幅以下にすることが好ましい）するような形状に形成され、この検知エリアＡ及びＢから赤外線を集光する。また、集光手段１１には、集光した赤外線の光学経路を制限して各素子ごとに集光する第１焦電素子用集光領域と第２焦電素子用集光領域を設けるための遮蔽用壁１１ａが設けられている。
なお、検知エリアＡ、Ｂの配置数や配置エリアの大小は、集光手段１１の分割数によって設定可能であるため、人体検知センサ１の設置場所や監視エリアの大きさなどによって所望の検知エリアを設定することができる。また、遮蔽部材１１ａは、集光手段１１側に形成される必要なく、他の機構要素側に設けても同様の効果を奏する。

焦電素子１２（１２ａ、１２ｂ）は、＋極性の素子と−極性の素子の両極性を一対としたデュアルエレメント構成の焦電素子からなり、焦電効果を利用して＋極性の素子の検知エリアと−極性の素子の検知エリア内から赤外線を集光手段１１を介してそれぞれ受光する。そして、受光した赤外線のエネルギー変化量を電圧に変換して、この電圧信号を信号処理手段１３（１３ａ、１３ｂ）に出力する。

信号処理手段１３（１３ａ、１３ｂ）は、第１焦電素子１２ａ及び第２焦電素子１２ｂから出力された電圧信号を増幅し、この増幅した電圧信号のレベルに応じた波形を生成する。そして、この波形の波形信号を状態比較手段１４（１４ａ、１４ｂ）に出力する。

出力される波形としては、図３に示すように、人体が各検知エリアＡ、Ｂから人体検知センサ１に向かってＹ₁〜Ｙ₃の各方向から進入した場合、図５に示すように各進入方向によって波形（ａ）〜（ｆ）として出力される。人体が検知エリアＡに進入した場合、波形（ａ）〜（ｃ）が出力される。波形（ａ）は、＋極性の検知エリアに人体が進入した場合の波形であり＋方向に出力する。一方、波形（ｃ）は、波形（ａ）と逆極性である−極性の検知エリアに人体が進入した場合の波形であり−方向に出力される。また、波形（ｂ）は、＋極性または−極性の検知エリア内を完全に通過しないがどちらの検知エリア上も多少は通過する場合であり、＋極性または−極性の検知エリアを通過した際に波形（ａ）または（ｃ）よりも微弱な波形が出力される。
一方、検知エリアＢは、検知エリアＡよりも人体検知センサ１側で、且つ、検知エリアの並びが逆極性になってるため検知エリアＡを通過後に検知エリアＢに進入する。従って、Ｙ₁の方向から進入した場合、人体の進入により検知エリアＡで波形（ａ）が出力後に検知エリアＢに人体が進入すると、検知エリアＢで波形（ａ）と逆極性の波形（ｄ）が出力される。また、Ｙ₃の方向から進入した場合、人体の進入により検知エリアＡで波形（ｃ）が出力後に検知エリアＢに人体が進入すると、検知エリアＢで波形（ｃ）と逆極性の波形（ｆ）が出力される。さらに、Ｙ₂の方向から進入した場合、人体の進入により検知エリアＡで波形（ｂ）が出力後に検知エリアＢに人体が進入すると、検知エリアＢで波形（ｂ）と逆極性の波形（ｅ）が出力される。なお、検知エリアＡから検知エリアＢに人体が進入した際の検知エリアＢから出力される波形は、検知エリアＡ、Ｂの配置位置関係や人体の進入速度等によって様々である。

状態比較手段１４（１４ａ、１４ｂ）は、信号処理手段１３ａ、１３ｂのそれぞれから出力された波形信号が予め設定した高い閾値Ｈ（−Ｈ）または低い閾値Ｌ（−Ｌ）を超えているか否か、各素子１２ａ、１２ｂの波形信号の出力が所定時間以内に閾値を超えている回数などを比較し、この比較結果に基づいて下記表１に示した各状態Ａ０（Ｂ０）〜Ａ４（Ｂ４）に状態分けを行い、この状態に応じた状態比較信号を判別処理手段に出力する。

各状態について説明すると、まず、第１焦電素子１２ａの波形信号をＡ、第２焦電素子１２ｂの波形信号をＢとし、出力した波形信号が「閾値Ｌ（−Ｌ）以下」のときはＡ０（Ｂ０）、「閾値Ｌ（−Ｌ）以上閾値Ｈ（−Ｈ）以下の回数が１回または閾値Ｌ（−Ｌ）以上閾値Ｈ（−Ｈ）以下の回数が所定時間以外で複数回」のときはＡ１（Ｂ１）、「閾値Ｌ（−Ｌ）以上閾値Ｈ（−Ｈ）以下の回数が所定時間以内で複数回」のときはＡ２（Ｂ２）、「閾値Ｈ（−Ｈ）以上の回数が１回」のときはＡ３（Ｂ３）、「所定時間以内で閾値Ｈ（−Ｈ）以上の回数が複数回」のときはＡ４（Ｂ４）と、出力された各波形により状態分けされる。なお、第１焦電素子１２ａや第２焦電素子１２ｂの波形出力の状態がＡ２（Ｂ２）、Ａ３（Ｂ３）の場合は、検知エリアＡで人体を検知してから検知エリアＢが人体を検知するまでの時間として検知間隔時間（各検知エリアとの間隔によって自由に設定可能である）を設定している。

判別制御手段１５は、上述した各状態比較手段１４ａ、１４ｂから出力された状態比較信号を上記表１に示すような論理合成を行って人体の有無を判別し、この判別結果に基づいて例えば人体を検知したことを示す検知信号を外部に出力したり不図示の警報装置を駆動させるなど判別結果に応じた各種制御を行う。

次に、上記構成の人体検知センサ１の動作について図６及び上記表１を参照しながら説明する。まず、第１焦電素子１２ａの動作について説明すると、図６に示すように、第１焦電素子１２ａが検知した検知エリアＡの波形出力が閾値Ｌ以上であるか否かを判別する（ＳＴ１）。波形出力が閾値Ｌ以上であると判別されると（ＳＴ１−Ｙｅｓ）、次に波形出力が閾値Ｈ以上であるか否かの判別を行う（ＳＴ２）。一方、波形出力が閾値Ｌ以下である場合（ＳＴ１−Ｎｏ）、状態Ａ０（Ｂ０）と判別される。

そして、波形出力が閾値Ｈ以上であると判別されると（ＳＴ２−Ｙｅｓ）、次に閾値Ｈ以上の波形出力が所定時間以内で複数回あるか否かを判別する（ＳＴ３）。一方、波形出力が閾値Ｈ以下であると判別されると（ＳＴ２−Ｎｏ）、次に閾値Ｌ以上の波形出力が複数回であるか否かを判別する（ＳＴ４）。このとき、閾値Ｌ以上の波形出力が複数回でない場合は（ＳＴ４−Ｎｏ）、状態Ａ１（Ｂ１）と判別される。一方、閾値Ｌ以上の波形出力が複数回であると判別されると（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、次に閾値Ｌ以上の波形出力が所定時間以内で複数回出力されているか否かを判別する（ＳＴ５）。このとき、閾値Ｌ以上の波形出力が所定時間以内で複数回出力されていない場合は（ＳＴ５−Ｎｏ）、状態Ａ１（Ｂ１）と判別される。一方、閾値Ｌ以上の波形出力が所定時間以内で複数回出力されている場合は（ＳＴ５−Ｙｅｓ）、状態Ａ２（Ｂ２）と判別される。

ＳＴ３において、所定時間以内で閾値Ｈ以上の波形出力が２回以上であるか否かを判別し、所定時間以内で閾値Ｈ以上の波形出力が複数回でないと判別されると（ＳＴ３−Ｎｏ）、状態Ａ３（Ｂ３）と判別される。また、所定時間以内で閾値Ｈ以上の波形出力が複数回であると判別されると（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、状態Ａ４（Ｂ４）と判別される。なお、所定時間以内、以外に関わらず閾値Ｈ以上が１回の場合、所定時間以外で閾値Ｈ以上の波形出力が複数回の場合は、それぞれ状態Ａ３（Ｂ３）と判別される。

そして、上記第１焦電素子１２ａと同様に第２焦電素子１２ｂの波形信号についても比較して各波形出力に応じた状態判別を行う（Ｂ０〜Ｂ４）。そして、上記表１に基づいて第１焦電素子１２ａ及び第２焦電素子１２ｂのそれぞれの波形出力の状態を論理合成し、人体が監視エリア内に進入したか否かの判別を行い、この判別結果に基づいて各種制御を行う。なお、第１焦電素子１２ａや第２焦電素子１２ｂの波形出力の状態がＡ２（Ｂ２）、Ａ３（Ｂ３）の場合は、各波形出力が検知間隔時間外か検知間隔時間内かに応じて、表１の論理合成に基づいて人体の進入の有無を判別している。

次に、本例の人体検知センサ１の第２形態として、上述した第１形態における２つの焦電素子をさらに２つ増やして４つの焦電素子を備えた人体検知センサ１について説明する。なお、以下に説明する第２形態の人体検知センサ１において、第１形態の人体検知センサ１と同一の構成部分については説明は省略し、異なる構成部分についてのみ説明する。

第２形態では、図１における一点鎖線の構成を４つ用いて、第３の焦電素子として第３焦電素子１２ｃ、第４の焦電素子として第４焦電素子１２ｄを備えた構成である。検知エリアの配置としては、図７に示すように、第３焦電素子１２ｃの検知エリアとして検知エリアＣ、第４焦電素子１２ｄの検知エリアとして検知エリアＤをそれぞれ第１形態と同様に隣接する検知エリアの極性が全て逆極性になるように配置する。そして、検知エリアＡと検知エリアＢとの論理合成（表１に基づく）、検知エリアＣと検知エリアＤとの論理合成（表１に準ずる）により人体の進入の有無を検知している。このように、第２形態では、第１、第２焦電素子１２ａ、１２ｂと第３、第４焦電素子１２ｃ、１２ｄとを組み合わせることで、第１形態に比べてより広範囲で密な監視エリアを設定することが可能となり、より確実に人体検知を行うことができる。

次に、本例の人体検知センサ１の第３形態として、上述した第１形態の人体検知センサ１に焦電素子に１つ焦電素子を増やして３つの焦電素子を具備した構成例について説明する。なお、以下に説明する第３形態の人体検知センサ１において、第１形態の人体検知センサ１と同一の構成部分については説明は省略し、異なる構成部分についてのみ説明する。

第３形態では、図１における一点鎖線の構成を３つ用いて、第３の焦電素子として第３焦電素子１２ｃを備えた構成である。検知エリアの配置としては、図８や図９に示すように、第３焦電素子１２ｃの検知エリアとして検知エリアＣを第１形態と同様にセンサ本体を中心とする略放射線上で隣接する検知エリアの極性が全て逆極性になるように配置する。そして、図８のような配置の場合は、検知エリアＡ−検知エリアＢとの間で論理合成（表１に基づく）、検知エリアＢ−検知エリアＣとの間で論理合成（表１に準ずる）、検知エリアＡ−検知エリアＣとの間で論理合成（表１に準ずる）に基づいて人体の進入の有無を検知している。また、図９のような配置の場合は、検知エリアＡ−検知エリアＢとの間で論理合成（表１に準ずる）、検知エリアＢ−検知エリアＣとの間で論理合成（表１に準ずる）の何れかに基づいて人体の進入の有無を検知している。このように第１、第２焦電素子１２ａ、１２ｂに第３焦電素子１２ｃを組み合わせて、第１形態における検知エリアＡ、検知エリアＢに加えて検知エリアＣを配置することで、より正確な人体検知を実現することができる。なお、図８に示すような配置例の場合、検知エリアＡ−検知エリアＣとの間は検知エリアＡ、検知エリアＢとの間よりも間隔が広くなっているため、検知検知エリアＡ−検知エリアＣとの間の検知間隔時間は、検知エリアＡ、検知エリアＢとの間における検知間隔時間よりも長く設定されている。

次に、図１０と図１１を参照しながら、上記構成の人体検知センサ１を用いた応用例を、応用例１、応用例２としてそれぞれ具体的に説明する。

（応用例１）
応用例１として、夜間等における監視エリア内への進入者の顔や姿を撮像して記録メディアなどに記録する装置などに採用される例である。従来では、遠くの人体を撮像するために比較的光量を多くして遠くまで撮像できるようにしていた。しかし、この状態でカメラから近距離に近接した人体を撮像すると、光量の関係でハレーションを起こしてしまい撮像した顔や姿がぼやけて確認しにくいという問題があった。
そこで、人体が進入した際の進入場所に応じて人体とカメラとの遠近間隔を測り、画像撮像時のライトの光量調整を行うため、図１０に示すように、本例の人体検知センサ１の検知エリアである検知エリアＡ、Ｂを例えばｘ１〜ｘ４のようにそれぞれ交互にエリア分けして配置し、配置した全エリアを監視エリアＸ１〜Ｘ０、Ｘ１〜Ｘ２としている。光量の調整方法としては、Ｘ０〜Ｘ１の間に人体が進入した場合、第１焦電素子１２ａのみで検知していることになるため、カメラから遠い位置に人体を検知していることになるので、通常通りの光量で照射する。また、Ｘ１〜Ｘ２の間に人体が進入した場合、第１焦電素子１２ａ及び／又は第２焦電素子１２ｂで検知していることになるため、カメラから近い位置に人体を検知していることになるので、光量を抑えてエリア位置に応じて光量調整を行う。
従って、ｘ１〜ｘ４のエリア間に人体が進入した際の進入場所に応じて光量調整が行えるので、撮像時のハレーションを起こすことなく確実に人体の撮像が可能となる。

（応用例２）
応用例２では、検知エリア内に進入する小動物による誤報検知を改善するため、図１１に示すように、本例の人体検知センサ１の検知エリアである検知エリアＡ、Ｂを例えばｘ１〜ｘ４のようにそれぞれ交互にエリア分けして配置し、各エリアの大きさを小動物が１エリア内に入る程度の領域に設定し、且つ、両エリアにまたがって入らないように所定間隔（領域間隔としては小動物が入れる程度の大きさ）を設ける。これにより、片方のエリアのみで検知した場合は小動物であると判別し、各エリアｘ１〜ｘ４のうち少なくとも２つのエリアに亘って検知した場合にのみ人体であると検知する。これにより、人体と小動物との判別が可能となり、小動物が検知エリア内への進入に伴う誤報検知を改善することができる。

このように、上述した人体検知センサ１は、＋極性と−極性の両極性を一対としたデュアルエレメント構成の焦電素子を用いて複数の検知エリアを形成し、且つ、複数の検知エリアにおいてセンサ本体を中心とする略放射線上で隣接する異なる組の＋極性の素子の検知エリアと−極性の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係になるように配置する。そして、各検知エリアＡ、Ｂのそれぞれから出力された波形信号と予め設定された閾値とを比較してそれぞれ状態比較し、この比較結果に基づいた状態比較信号を基に論理合成して検知エリア内への人体の進入の有無を判別する。
これにより、人体が人体検知センサ１に向かって進入した場合であっても、各検知エリアから出力される波形信号に基づいて検知エリア内に人体が進入したか否かを判別できるので、確実に人体検知を行うことができる。

ところで、上述した形態では、監視エリアの外側から順に検知エリアＡ、検知エリアＢ（第２形態では検知エリアＣ、検知エリアＤ）のように配置される例について説明したが、センサ本体を中心とする略同心円状に複数の検知エリアを形成し、且つ、複数の検知エリアにおいてセンサ本体を中心とする略放射線上で隣接する異なる組の＋極性の素子の検知エリアと−極性の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係にあれば、人体検知センサ１の配置場所や配置位置によって各検知エリアの位置を自由に設定することができる。

以上、本願発明における最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術等はすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本発明に係る人体検知センサの概略構成を示すブロック図である。本発明に係る人体検知センサの概略を説明するための概念図である。図３は本発明に係る人体検知センサの検知エリアを説明するための説明図である。（ａ）本発明に係る人体検知センサの概略配光図である。（ｂ）本発明に係る人体検知センサの第１焦電素子の配光図である。（ｃ）本発明に係る人体検知センサの第２焦電素子の配光図である。（ａ）〜（ｆ）本発明に係る人体検知センサの検知エリアＡ、Ｂにおいて人体検知した際に変化する赤外線エネルギーの波形図である。本発明に係る人体検知センサの動作を説明するためのフローチャート図である。本発明に係る人体検知センサの第２形態を説明するための説明図である。本発明に係る人体検知センサの第３形態を説明するための説明図である。本発明に係る人体検知センサの第３形態の他の異なる配置例を示す説明図である。本発明に係る人体検知センサの応用例１を説明するための説明図である。本発明に係る人体検知センサの応用例２を説明するための説明図である。（ａ）〜（ｄ）一般的な人体検知センサの検知方法を説明するための説明図である。（ａ）〜（ｄ）図１２の人体検知センサと他方法の検知方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１人体検知センサ
１１集光手段
１２（１２ａ、１２ｂ）焦電素子
１３（１３ａ、１３ｂ）信号処理手段
１４（１４ａ、１４ｂ）状態比較手段
１５判別処理手段

Claims

＋極性の素子と−極性の素子を一対とするデュアルエレメント構成の焦電素子を複数組備えた人体検知センサであって、
前記焦電素子は、前記＋極性の素子の検知エリアと前記−極性の素子の検知エリアで構成される１組の検知エリアを前記センサ本体を中心とする略放射線上に複数配置し、且つ隣接する異なる組の検知エリアの少なくとも一方のエリアが逆極性の関係となるよう前記センサ本体に設けられ、
前記各検知エリアから集光した赤外線のエネルギー変化量に基づく波形信号が予め設定した第１の閾値を超えたか否かの状態と、前記波形信号が前記第１の閾値を超え、且つ当該第１の閾値よりも高い検知レベルに設定された第２の閾値を超えた前記波形信号の出力回数が所定時間以内に複数回あるか否かの状態と、前記波形信号が前記第１の閾値以上前記第２の閾値以下の状態のとき前記第１の閾値を超えた前記波形信号の出力回数が複数回あるか否かの状態と、前記波形信号が前記第１の閾値以上前記第２の閾値以下の状態のとき前記第１の閾値を超えた前記波形信号の出力回数が所定時間以内に複数回あるか否かの状態と、に基づく前記波形信号の論理合成によって人体の進入を判別することを特徴とする人体検知センサ。