JP6010936B2 - 赤外線センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は赤外線センサを用いた赤外線センサ装置に関する。

人体が近くにいるときだけ稼動させる機能を組み込むことで省エネ等を実現する家電製品が存在する。また、防犯・セキュリティー分野においても、対象エリアに人体の侵入を検知すると警報を発し、様々な処理を行なう製品が存在する。

このような製品には、人体動作を検知するためのセンサとして赤外線センサ（主に焦電型センサ）が一般的に使用されている（例えば特許文献１を参照）。特許文献１には、人体検知センサ（赤外線センサ）の前に赤外線減衰フィルタを設置し、その赤外線減衰フィルタを調整することで赤外線センサの感度を制御し、人体検出エリアを設定する方法が開示されている。

通常、人体動作を検知するために一般的に使用されている赤外線センサは単体で使用されている。このような使用方法において、赤外線センサが人体動作を検出するエリアは人体と背景の温度差に依存する。つまり、人体が赤外線センサから離れれば離れるほど、又は人体近傍背景と人体の温度差が小さくなればなるほど、人体の動作によって赤外線センサの受光熱量の変化量、すなわち赤外線センサの感度は低下する。人体動作の検出が行なわれるエリアは人体近傍と人体の温度差に依存してしまうという問題があった。

図３１は、赤外線センサと、人体と、検出エリア背景との温度の関係を説明するための図である。
対象物体から人体に受け渡される赤外線熱量Ｑは以下の（式１）で記述できる。

上記（式１）において、σ＝５.６７×１０^-8［Ｗ・ｍ^-2・Ｋ^-4］はステファン・ボルツマン定数、Ｓ₁はセンサの受光面積、Ｆ₁₂はセンサの対象物体に対する形態係数、Ｔ₁はセンサ表面温度、Ｔ₂は対象物体表面温度、ε₁はセンサ輻射係数、ε₂は対象物体輻射係数である。

ここで、図３１左図のように、人体１０２が赤外線受光エリア１０４に存在しない場合は、赤外線センサ１０１は背景から以下の（式２）で表現される赤外線熱量Ｑ₁を受ける。また、図３１右図のように、人体１０２が赤外線受光エリア１０４に存在する場合は、赤外線センサ１０１は人体１０２と背景１０３から以下の（式３）で表現される赤外線熱量Ｑ₂を受ける。

上記（式２），（式３）において、σ＝５.６７×１０^-8［Ｗ・ｍ^-2・Ｋ^-4］はステファン・ボルツマン定数、Ｓ₁はセンサの受光面積、Ｆ₁₂ ⁽⁰⁰⁾はセンサの背景に対する形態係数、Ｆ₁₂ ⁽⁰¹⁾はセンサの背景に対する形態係数、Ｆ₁₂ ⁽¹⁾はセンサの人体に対する形態係数、ε₁はセンサ輻射係数、ε₂ ⁽⁰⁾は背景物体輻射係数、ε₂ ⁽¹⁾は人体輻射係数、Ｔ₁はセンサ表面温度、Ｔ₂は人体表面温度、Ｔ₃は背景表面温度である。

図３２は、赤外線センサのセンサ検出エリアを人体が横切ったときに赤外線センサが受光する赤外線熱量の変化を説明するための図である。

図３２に示されるように、人体１０２が赤外線センサ１０１の視野（赤外線受光エリア１０４）の外から視野内に侵入すると、赤外線センサ１０１が受ける赤外線熱量は、上記（式２）で示された赤外線熱量Ｑ₁から上記（式３）で示された赤外線熱量Ｑ₂に変化する。

赤外線センサ１０１の受光熱量の変化量Ｑ₂−Ｑ₁の値は、「人体１０２と赤外線センサ１０１の距離」と、「人体温度Ｔ₂と背景温度Ｔ₃との温度差」の二つのパラメータに依存する。なお、赤外線センサ１０１と人体１０２との間の距離が近いほど、人体１０２の動作によって生じる変化量Ｑ₂−Ｑ₁の値は大きくなる。また、人体温度Ｔ₂と背景温度Ｔ₃との温度差Ｔ₂−Ｔ₃が大きいほど、変化量Ｑ₂−Ｑ₁の値は大きくなる。

一般的には、赤外線センサ１０１は、赤外線熱量の変化量Ｑ₂−Ｑ₁の値が所定のしきい値を超えていれば、人体１０２の動作を検出したと判断する。変化量Ｑ₂−Ｑ₁の値は、上述のように、「赤外線センサ１０１と人体１０２との距離」と、「人体温度Ｔ₂と背景温度Ｔ₃との温度差」に依存する。

したがって、変化量Ｑ₂−Ｑ₁のしきい値が一意的に決定されていれば、赤外線センサ１０１が人体１０２の動作を検出するエリア１０４は、人体温度Ｔ₂と背景温度Ｔ₃との温度差Ｔ₂−Ｔ₃に依存することが分かる。つまり、温度差Ｔ₂−Ｔ₃が変化すると、赤外線センサ１０１が人体１０２の動作を検出するエリア１０４の大きさも変化する。

図３３は、人体温度Ｔ₂と背景温度Ｔ₃との温度差が変化することによってセンサ検出エリアの大きさが変化する様子を説明するための図である。
図３３に示されるように、例えば、温度差Ｔ₂−Ｔ₃＝５℃のときの赤外線受光エリア１０４ａは、温度差Ｔ₂−Ｔ₃＝３℃のときの赤外線受光エリア１０４ｂよりも大きくなる。

このように、従来の赤外線センサ装置は、人体温度と背景温度との温度差が変化することによってセンサ検出エリアの大きさが変化する。なお、人体近傍の背景温度を検出するために温度センサと赤外線センサをモジュール化し、温度センサにより検出された背景温度にしたがって赤外線センサの信号増幅率を制御することで人体動作の検出エリアを一定に保つことができる。しかし、この場合、モジュールが設置されている場所が背景と同一温度でなければならない。例えば、モジュールが発熱物体の上に設置されている場合は、人体近傍の背景温度を正確に検出することができないという問題があった。

上記問題は、人体を検出するための赤外線センサ装置に限らず、背景と一定の温度差をもつ物体の移動を検出するための赤外線センサ装置で生じる。すなわち、従来の赤外線センサは、物体の移動が赤外線センサから所望の距離範囲外で起きた場合であっても、物体と背景との温度差の大きさによっては、物体の移動が赤外線センサから所望の距離範囲内で起きたと誤判定してしまうことがある。

本発明は、物体と背景との温度差にかかわらず、物体の移動が赤外線センサから所望の距離範囲の検出エリア内で起きたかどうかを判断できる赤外線センサ装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる赤外線センサ装置は、赤外線受光エリアが一平面において放射状に分割されてなる複数の分割エリアに対して、物体が前記複数の分割エリアにまたがるように前記分割エリアごとに設けられた複数の赤外線センサと、前記赤外線センサの出力に基づいて前記赤外線受光エリア内における前記複数の分割エリアにまたがる物体の移動の有無を前記分割エリアごとに検出する検出部と、前記赤外線受光エリアでの前記分割エリアの配列における、前記検出部によって前記複数の分割エリアにまたがる物体の移動が検出された前記分割エリアの配置パターンに基づいて、移動物体が前記赤外線センサから所定の距離範囲の検出エリア内にあるか否かを判定する判定部と、を備えたものである。

本発明の赤外線センサ装置は、赤外線受光エリアが一平面において放射状に分割されてなる複数の分割エリアについて、赤外線受光エリアでの分割エリアの配列における、物体の移動が検出された分割エリアの配置パターンに基づいて、移動物体が赤外線センサから所定の距離範囲の検出エリア内にあるか否かを判定するようにしたので、物体の移動が所望の検出エリア内で起きたかどうかを判断できる。

本発明の一実施例を説明するための構成図である。 同実施例の赤外線受光エリアが一平面において放射状に分割されてなる複数の分割エリアを説明するための図である。 赤外線受光エリア内に人体が存在している状態を概略的に示す図である。 図３におけるＸ−Ｘ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体の位置と時間との関係を示す図である。 図４の時刻ｔ０から時刻ｔ２のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。 図４の時刻ｔ０から時刻ｔ２のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。 ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２２〜Ｖ２８が時分割多重化されるときの出力電圧Ｖ３１の経時変化を示す図である。 スイッチＳＷ１〜ＳＷ９の切り替えタイミングを説明するための図である。 増幅器の出力電圧Ｖ４１とウインドウコンパレータの出力信号Ｖ５１，Ｖ５２の経時変化と、一連の評価終了時の検出上限レジスタ及び検出下限レジスタの値を示す図である。 赤外線受光エリアのうち、赤外線センサから所定の距離範囲に位置する検出エリアの例を示す図である。 図１０におけるＡ−Ａ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体４０Ａの位置と時間との関係を示す図である。 図１１の時刻ｔ０から時刻ｔ６のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。 図１１の時刻ｔ０から時刻ｔ６のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。 図１０におけるＢ−Ｂ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体４０Ｂの位置と時間との関係を示す図である。 図１４の時刻ｔ０から時刻ｔ６のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。 図１４の時刻ｔ０から時刻ｔ６のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。 図１０の人体４０Ａについて時刻ｔ０から時刻ｔ１の間の赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧について一連の評価が終了した時の検出上限レジスタ及び検出下限レジスタの値を示す図である 図１０の人体４０Ｂについて時刻ｔ０から時刻ｔ１の間の赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧について一連の評価が終了した時の検出上限レジスタ及び検出下限レジスタの値を示す図である。 赤外線受光エリア外に人体４０Ａ，４０Ｂが位置している状態を示す図である。 図１９におけるＡ−Ａ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体４０Ａの位置と時間との関係を示す図である。 図２０の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。 図２０の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。 図１９におけるＢ−Ｂ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体４０Ｂの位置と時間との関係を示す図である。 図２３の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。 図２３の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。 図１９の人体４０Ａに対する、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間の赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧について一連の評価が終了した時の検出上限レジスタ及び検出下限レジスタの値を示す図である。 図１９の人体４０Ｂに対する、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間の赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧について一連の評価が終了した時の検出上限レジスタ及び検出下限レジスタの値を示す図である。 本発明の他の実施例を説明するための構成図である。 図１９の人体４０Ａの移動に対する、図２０の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときの増幅器出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８及び判定部３０の出力と時間との関係を示す図である。 図１９の人体４０Ｂの移動に対する、図２０の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときの増幅器出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８及び判定部３０の出力と時間との関係を示す図である。 赤外線センサと、人体と、検出エリア背景との温度の関係を説明するための図である。 赤外線センサのセンサ検出エリアを人体が横切ったときに赤外線センサが受光する赤外線熱量の変化を説明するための図である。 人体温度Ｔ₂と背景温度Ｔ₃との温度差が変化することによってセンサ検出エリアの大きさが変化する様子を説明するための図である。

図１は、本発明の一実施例を説明するための構成図である。図２は、同実施例の赤外線受光エリアが一平面において放射状に分割されてなる複数の分割エリアを説明するための図である。

ライン状に並べられた赤外線センサＳ１〜Ｓ８が配置されている。赤外線センサＳ１〜Ｓ８は等間隔かつ排他的視野をもつ。すなわち、赤外線センサＳ１〜Ｓ８は共通した領域を視野にしない。

図２に示されるように、赤外線受光エリア１０は、上方から見た平面で放射状に複数の分割エリア１〜８に分割されている。分割エリア１〜８は赤外線センサＳ１〜Ｓ８が赤外線を受光する領域である。分割エリア１〜８の番号は赤外線センサＳ１〜Ｓ８の数字番号に対応している。

検出部２０と判定部３０が備えられている。検出部２０は、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力に基づいて赤外線受光エリア１０内における物体の移動の有無を分割エリア１〜８ごとに検出する。判定部３０は、赤外線受光エリア１０での分割エリア１〜８の配列における、検出部２０によって物体の移動が検出された分割エリアの配置パターンに基づいて、移動物体が赤外線センサＳ１〜Ｓ８から所定の距離範囲の検出エリア内にあるか否かを判定する。

検出部２０は、ダミーセンサＳ９、ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ９、スイッチＳＷ１〜ＳＷ９、増幅器ＯＰ、ウインドウコンパレータＷＣ、検出上限レジスタＲＥＧＵ、検出下限レジスタＲＥＧＤを備えている。

ダミーセンサＳ９は赤外線センサＳ１〜Ｓ８と同一の構造をもつ。また、ダミーセンサＳ９は、赤外線受光エリア１０からの赤外線の受光が遮光されている。

ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ９は、赤外線センサＳ１〜Ｓ８又はダミーセンサＳ９に対応して設けられている。ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ９には、赤外線センサＳ１〜Ｓ８又はダミーセンサＳ９の出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１９が入力される。

スイッチＳＷ１〜ＳＷ８は、ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８を時分割多重に切り替えて出力電圧Ｖ３１として増幅器ＯＰの非反転入力端子（＋）に入力させる。スイッチＳＷ９は、増幅器ＯＰの反転入力端子（−）へのハイパスフィルタＨＰＦ９の出力電圧Ｖ２９の入力と遮断を切り替える。

増幅器ＯＰは、分割エリア１〜８に対応させて、赤外線センサＳ１〜Ｓ８に接続されたハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と、ダミーセンサＳ９に接続されたハイパスフィルタＨＰＦ９の出力電圧Ｖ２９との電圧差を増幅する。すなわち、増幅器ＯＰは、出力電圧Ｖ３１と出力電圧Ｖ２９との電圧差を増幅する。

ウインドウコンパレータＷＣは、増幅器ＯＰの出力電圧Ｖ４１が検出上限電圧（Ｖ２Ｕ）よりも大きい又は検出下限電圧（Ｖ２Ｄ）未満のときに物体の移動を検出した信号（例えばＨ信号）を分割エリア１〜８に対応させて出力する。また、ウインドウコンパレータＷＣは、出力電圧Ｖ４１が検出上限電圧以下且つ検出下限電圧以上のときに物体の移動を検出しなかった信号（例えばＬ信号）を分割エリア１〜８に対応させて出力する。検出上限電圧についての信号は出力信号Ｖ５１に出力される。検出下限電圧についての信号は出力信号Ｖ５２に出力される。

検出上限レジスタＲＥＧＵは、分割エリア１〜８に対応させてウインドウコンパレータＷＣの出力信号Ｖ５１の信号を記憶する。検出上限レジスタＲＥＧＤは、分割エリア１〜８に対応させてウインドウコンパレータＷＣの出力信号Ｖ５２の信号を記憶する。

判定部３０は、レジスタＲＥＧＵ，ＲＥＧＤに記憶されたＨ信号の配置パターンに基づいて、移動物体が赤外線センサＳ１〜Ｓ８から所定の距離範囲の検出エリア内にあるか否かを判定する。すなわち、判定部３０は、赤外線受光エリア１０での分割エリア１〜８の配列における、検出部２０によって物体の移動が検出された分割エリアの配置パターンに基づいて、この判定を行なう。

この実施例の赤外線センサ装置は、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力信号に基づく信号を増幅し、それらを処理することで赤外線受光エリア１０内での物体の動作の有無を判定するものである。物体として人体が赤外線センサ装置の前を移動したときを例に挙げて、この実施例のこの実施例の動作を下記に説明する。

赤外線センサＳ１〜Ｓ９はセンサ素子温度に依存した電圧を出力する熱型赤外線センサである。分割エリア１〜８を人体が通過したときの赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧の変化は図３２に示した熱量変化と同様である。

図３は、赤外線受光エリア１０内に人体４０が存在している状態を概略的に示す図である。図４は、図３におけるＸ−Ｘ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体の位置と時間との関係を示す図である。図５は、図４の時刻ｔ０から時刻ｔ２のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。図６は、図４の時刻ｔ０から時刻ｔ２のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。なお、図５において、電圧Ｖ１１〜Ｖ１８が重なる位置では各電圧が認識されやすいように、線が少しずらして描画されている。図６においても同様である。

図３の状態では、人体４０は分割エリア１，２にちょうどまたがって位置している。この状態では、赤外線センサＳ１，Ｓ２のみが人体４０から赤外線を受光している。人体４０が図３の位置から矢印方向へ分割エリア３，４にちょうどまたがる位置まで移動した状況を考える。

図４に示されるように、人体４０が分割エリア１，２のみに位置するときの時刻をｔ０とする。人体４０が分割エリア２，３のみに位置するときの時刻をｔ１とする。人体４０が分割エリア３，４のみに位置するときの時刻をｔ２とする。

人体４０が時刻ｔ０の位置から時刻ｔ２の位置へ移動したとき、赤外線センサ１〜８の出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８の経時変化は図５に示されるように振舞う。具体的に説明すると、時刻ｔ０から時刻ｔ１の範囲においては、赤外線センサＳ１の視野に入る人体４０の割合は時間が経過するにつれ単調減少する。時刻ｔ１において、人体４０は赤外線センサ１の視野から完全に存在しなくなる。したがって、赤外線センサ１の出力電圧Ｖ１１は、時刻ｔ０から時刻ｔ１にかけて単調減少し、時刻ｔ１以降は変化しない。

また、時刻ｔ０から時刻ｔ１の範囲において、赤外線センサＳ２の視野に入る人体４０の割合はほぼ変化しない。したがって、赤外線センサＳ２の出力電圧Ｖ１２もほぼ変化しない。上記のように考えると、時刻ｔ０から時刻ｔ２の範囲において、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８の経時変化は図５に記載のとおりになることが分かる。

赤外線センサＳ１〜Ｓ８の直後には、例えばカットオフ周波数が１Ｈｚ（ヘルツ）程度のハイパスフィルＨＰＦ１〜ＨＰＦ８が配置されている。赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８が増加方向に変化しているとき、ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８は、電圧値Ｖ１を基準にして増加方向に変化する。

逆に、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８が減少方向に変化しているとき、ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８は、電圧値Ｖ１を基準にして減少方向に変化する。また、出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８が静止しているとき、ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８は、電圧値Ｖ１と等しくなろうとする。

図５及び図６を参照して、ハイパスフィルタＨＰＦ１の出力電圧Ｖ２１について考える。時刻ｔ０から時刻ｔ１において、赤外線センサＳ１の出力電圧Ｖ１１は、減少方向に変化する。したがって、ハイパスフィルタＨＰＦ１の出力電圧Ｖ２１は、時刻ｔ０から時刻ｔ１において、減少方向へ変化する。

また、赤外線センサＳ１の出力電圧Ｖ１１は、時刻ｔ１以降では変化しない。したがって、ハイパスフィルタＨＰＦ１の出力電圧Ｖ２１は、時刻ｔ１以降ではハイパスフィルタの時定数したがってゆっくりと電圧値Ｖ１に戻っていく。

ハイパスフィルタＨＰＦ２〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２２〜Ｖ２８についても同様に考えれば、ハイパスフィルタＨＰＦ２〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２２〜Ｖ２８の経時変化は図６に示されたようになる。

図７は、ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２２〜Ｖ２８が時分割多重化されるときの出力電圧Ｖ３１の経時変化を示す図である。図８は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ９の切り替え時期を説明するための図である。

図７上図に示されたように、例えば時刻ｔ０から時間Ｔが経過すると、まずスイッチＳＷ１とＳＷ９がオン状態になる。このとき、スイッチＳＷ２〜ＳＷ８はオフ状態である。スイッチＳＷ１，ＳＷ９がオン状態である期間をφ１とする。期間φ１では、図７下図に示されたように、出力電圧Ｖ３１は出力電圧Ｖ２１と等しくなる（図１も参照。）。

スイッチＳＷ１が一定時間オン状態を保つと（期間φ１が終了すると）、スイッチＳＷ１はオフ状態となり、次にスイッチＳＷ２がオンになる。このとき、スイッチＳＷ９はオン状態である。スイッチＳＷ１，ＳＷ３〜ＳＷ８はオフ状態である。スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ９がオン状態である期間をφ２とする。期間φ２では、図７下図に示されたように、出力電圧Ｖ３１は出力電圧Ｖ２２と等しくなる（図１も参照。）。

出力電圧Ｖ３１として、出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８が順番に与えられる。これらの状況を示したものが図７の下図である。期間φ１から期間φ８までの間に、スイッチＳＷ１〜ＳＷ９のオン状態の時期とオフ状態の時期を示した図が図８である。各スイッチＳＷ１〜ＳＷ９とも、Ｈのときにオン状態であり、Ｌのときにオフ状態が保持される。

ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と、ハイパスフィルタＨＰＦ９の出力電圧Ｖ２９との電圧差は、一定時間Ｔごとに時分割多重化され、その後、増幅器ＯＰによって増幅される。増幅器ＯＰは、増幅器ＯＰの入力オフセットを同時に増幅するのを防ぐために、オートゼロ機能を備えていることが好ましい。

図９は、増幅器ＯＰの出力電圧Ｖ４１とウインドウコンパレータＷＣの出力信号Ｖ５１，Ｖ５２の経時変化と、一連の評価終了時の検出上限レジスタＲＥＧＵ及び検出下限レジスタＲＥＧＤの値を示す図である。

増幅器ＯＰの出力電圧Ｖ４１は、出力電圧Ｖ３１と出力電圧Ｖ２９との電圧差を増幅したものになる（図９上図参照）。出力電圧Ｖ４１はウインドウコンパレータＷＣに入力される。ウインドウコンパレータＷＣは、検出上限電圧に関する出力信号Ｖ５１と、検出下限電圧に関する出力信号Ｖ５２を出力する。

図９に示されるように、ウインドウコンパレータＷＣは、出力電圧Ｖ４１が検出上限電圧Ｖ２Ｕを超えると、出力信号Ｖ５１としてＨ信号を出力し、出力信号Ｖ５２としてＬ信号を出力する。また、出力電圧Ｖ４１が検出下限電圧Ｖ２Ｄを下回ると、ウインドウコンパレータＷＣは、出力信号Ｖ５１としてＬ信号を出力し、出力信号Ｖ５２としてＨ信号を出力する。出力電圧Ｖ４１が検出上限電圧Ｖ２Ｕと検出下限電圧Ｖ２Ｄの間である場合は、ウインドウコンパレータＷＣは、出力信号Ｖ５１，Ｖ５２として両方ともＬ信号を出力する。

出力信号Ｖ５１の値（Ｈ又はＬ）は検出上限レジスタＲＥＧＵに格納される。出力信号Ｖ５１の値は検出下限レジスタＲＥＧＤに格納される。検出上限レジスタＲＥＧＵと検出下限レジスタＲＥＧＤは、ここではそれぞれ８ビット構成である。検出上限レジスタＲＥＧＵと検出下限レジスタＲＥＧＤには、分割エリア１〜８についての一連の評価結果の一回分が格納される。

検出上限レジスタＲＥＧＵと検出下限レジスタＲＥＧＤに格納されたデータは、判定部３０に入力される。判定部３０は、それらのデータにおけるＨ信号の配置パターンに基づいて赤外線受光エリア１０の所定の距離範囲の検出エリア内に人体４０が存在するかどうかを判定する。すなわち、判定部３０は、赤外線受光エリア１０での分割エリア１〜８の配列における、検出部２０によって物体の移動が検出された分割エリアの配置パターンに基づいて、この判定を行なう。

次に、判定部３０の判定動作の例について説明する。
図１０は、赤外線受光エリアのうち、赤外線センサから所定の距離範囲に位置する検出エリアの例を示す図である。

例えば、検出エリア１０Ａは、赤外線センサＳ１〜Ｓ８から１ｍ（メートル）以内の範囲に設定される。検出エリア１０Ａ内の人体動作が検出される場合、赤外線センサＳ１〜Ｓ８から１ｍ程度離れた地点に人体が存在するときにちょうど複数の分割エリア（図１０では分割エリア１〜３）を人体がまたぐ程度に、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の視野が調節される（図１０の人体４０Ａを参照。）。

赤外線センサＳ１〜Ｓ８の前に光学レンズ等が設置されることにより、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の視野は任意に調節され得る。なお、図１０において、符号４０Ａ，４０Ｂは人体を表わしている。人体の頭部は衣服等に覆われていないので、人体動作の検出には人体の頭部の動作が検出されるのが一般的である。図１０において、人体４０Ｂは検出エリア１０Ａ外の赤外線受光エリア１０Ｂに位置している。

図１１は、図１０におけるＡ−Ａ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体４０Ａの位置と時間との関係を示す図である。図１２は、図１１の時刻ｔ０から時刻ｔ６のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。図１３は、図１１の時刻ｔ０から時刻ｔ６のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。

図１０の状態では、人体４０Ａは分割エリア１，２，３にちょうどまたがって位置している。この状態では、赤外線センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３のみが人体４０Ａから赤外線を受光している。人体４０Ａが図１０の位置から矢印方向へ図１１の時刻ｔ０から時刻ｔ６のように移動したとする。このとき、センサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８の経時変化は図１２に示されるようになる。また、ハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８の経時変化は図１３に示されるようになる。

図１４は、図１０におけるＢ−Ｂ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体４０Ｂの位置と時間との関係を示す図である。図１５は、図１４の時刻ｔ０から時刻ｔ６のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。図１６は、図１４の時刻ｔ０から時刻ｔ６のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。

図１０の状態では、人体４０Ｂは分割エリア１，２にちょうどまたがって位置している。この状態では、赤外線センサＳ１，Ｓ２のみが人体４０Ｂから赤外線を受光している。人体４０Ｂが図１０の位置から矢印方向へ図１４の時刻ｔ０から時刻ｔ６のように移動したとする。このとき、センサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８の経時変化は図１５に示されるようになる。また、ハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８の経時変化は図１６に示されるようになる。

図１７は、図１０の人体４０Ａについて時刻ｔ０から時刻ｔ１の間の赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧について一連の評価が終了した時の検出上限レジスタ及び検出下限レジスタの値を示す図である。図１８は、図１０の人体４０Ｂについて時刻ｔ０から時刻ｔ１の間の赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧について一連の評価が終了した時の検出上限レジスタ及び検出下限レジスタの値を示す図である。

まず、人体４０Ａについて考える。図１０に示されるように、時刻ｔ０において人体４０Ａは分割エリア１，２，３の３つをちょうどまたがって位置している。したがって、時刻ｔ０から時刻ｔ１になるまでに一連の増幅及び変換処理が実施されたとき、図１７に示されるように、検出上限レジスタＲＥＧＵには分割エリア１〜８の順にＨ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌが格納される。また、検出下限レジスタＲＥＧＤには分割エリア１〜８の順にＬ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌが格納される。ここで、Ｈ信号が示された分割エリア１，４は、人体４０Ａの移動が検出された分割エリアである。

判定部３０が検出上限レジスタＲＥＧＵ及び検出下限レジスタＲＥＧＤについてビットごと（分割エリア１〜８ごと）にＯＲ演算を行なうと、分割エリア１〜８の順にＨ，Ｌ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌの信号配置パターンが得られる。人体４０Ａは分割エリア１〜８のうち３つ分をちょうどまたがる位置に存在していたので、時刻ｔ０から時刻ｔ１までに一連の増幅及び変換処理が実施されれば、判定部３０はＨ信号の間に２つのＬ信号が挟まれた信号配置パターンを得る。

次に、人体４０Ｂについて考える。図１０に示されるように、時刻ｔ０において人体４０Ｂは分割エリア１，２の２つをちょうどまたがって位置している。したがって、時刻ｔ０から時刻ｔ１になるまでに一連の増幅及び変換処理が実施されたとき、図１８に示されるように、検出上限レジスタＲＥＧＵには分割エリア１〜８の順にＨ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌが格納される。また、検出下限レジスタＲＥＧＤには分割エリア１〜８の順にＬ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌが格納される。ここで、Ｈ信号が示された分割エリア１，３は、人体４０Ａの移動が検出された分割エリアである。

判定部３０が検出上限レジスタＲＥＧＵ及び検出下限レジスタＲＥＧＤについてビットごとにＯＲ演算を行なうと、分割エリア１〜８の順にＨ，Ｌ，Ｈ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌ，Ｌの信号配置パターンが得られる。人体４０Ｂは分割エリア１〜８のうち２つ分をちょうどまたがる位置に存在していたので、時刻ｔ０から時刻ｔ１までに一連の増幅及び変換処理が実施されれば、判定部３０はＨ信号の間に１つのＬ信号が挟まれた信号配置パターンを得る。

このように、人体４０Ａと人体４０Ｂで示した例で分かるように、Ｈ信号に挟まれるＬ信号の個数により、人体が赤外線センサＳ１〜Ｓ８からどの距離で動作したのかを認識することができる。この実施例では人体動作の検出エリア１０Ａが赤外線センサＳ１〜Ｓ８から１ｍ以内なので、上記の例では、２つのＨ信号に挟まれるＬ信号の個数が２個以上であれば、人体が検出エリア１０Ａ内で動作したということが分かる。

すなわち、２つのＨ信号の間に幾つのＬ信号が挟まれるかという方法で赤外線センサＳ１〜Ｓ８から人体までの距離を認識する方法を採用したこの実施例は、従来技術の懸念事項であった背景と人体の表面温度差によって検出エリアの範囲が変化してしまうという問題を解決できる。

人体と背景の温度差が大きいときは、出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８の変化量が大きくなるだけで、２つのＨ信号に挟まれるＬ信号の個数は変化しない。つまり、検出上限電圧Ｖ２Ｕと検出下限電圧Ｖ２Ｄを充分超えられる程度に背景と人体の温度差があれば、背景と人体の表面温度差によって検出エリア１０Ａの範囲が変化することはない。

さらに、この実施例では赤外線センサＳ１〜Ｓ８の直後にハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８が設置されている。ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力信号Ｖ２１〜Ｖ２８は、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の視野（赤外線受光エリア１０）に人体が存在しないとき又は人体が静止しているとき、電圧Ｖ１となる。出力信号Ｖ２１〜Ｖ２８は、赤外線受光エリア１０内で人体が動作したときのみ、電圧値Ｖ１に対して変化する。

つまり、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の直後にハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８が設置されていることにより、純粋に人体の動き（物体の移動）のみを検出することができる。これにより、赤外線センサ特有のＤＣ（直流電流）オフセットや、背景温度のむらの影響を除去することができる。

以上をまとめる。複数の赤外線センサをライン状に並べ、ダミーセンサを配置し、赤外線センサとダミーセンサの出力にハイパスフィルタをそれぞれ設置し、赤外線センサとダミーセンサの電圧差を増幅する回路を考える。増幅された上記電圧差がある一定以上であればＨ信号を出力し、そうでなければＬ信号を出力して２値化する回路構成において、人体がちょうど１ビット分（分割エリア１つ分）を移動するまでに、一連の変換及び評価処理を行なう。

評価処理によって得られた検出上限レジスタと検出下限レジスタに格納された信号情報について、各ｂｉｔのＯＲ演算を行なう。得られた信号情報について、２つのＨ信号に挟まれるＬ信号の個数によって人体が赤外線センサの検出エリア内で動作したかどうかを判断する。２つのＨ信号に挟まれるＬ信号によって人体と赤外線センサの距離を識別する方法は、従来技術の懸念事項であった背景と人体の温度差によって検出範囲が変動してしまうという問題を解決した。

上記の判定部３０の判定動作の例では、初期状態（時刻ｔ０）で人体４０Ａ又は４０Ｂが赤外線センサＳ１〜Ｓ８の赤外線受光エリア１０内で静止している場合を考えた。
次に、初期状態では人体がＳ１〜Ｓ８の赤外線受光エリア１０外に存在し、その後赤、赤外線受光エリア１０内に入ってくる場合を考える。

図１９は、赤外線受光エリア外に人体４０Ａ，４０Ｂが位置している状態を示す図である。図２０は、図１９におけるＡ−Ａ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体４０Ａの位置と時間との関係を示す図である。図２１は、図２０の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。図２２は、図２０の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。

図２３は、図１９におけるＢ−Ｂ位置での概略的な断面図と、その断面において移動する人体４０Ｂの位置と時間との関係を示す図である。図２４は、図２３の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときのセンサ出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８と時間との関係を示す図である。図２５は、図２３の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときのハイパスフィルタ出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８と時間との関係を示す図である。

図２６は、図１９の人体４０Ａについて時刻ｔ３から時刻ｔ４の間の赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧について一連の評価が終了した時の検出上限レジスタ及び検出下限レジスタの値を示す図である。図２７は、図１９の人体４０Ｂについて時刻ｔ２から時刻ｔ３の間の赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧について一連の評価が終了した時の検出上限レジスタ及び検出下限レジスタの値を示す図である。

図１及び図１０から図１８を参照して説明した判定部３０上記の判定動作と同様に考えると、人体４０Ａの位置に対して、出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８の経時変化は図２１に示されたようになり、出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８の経時変化は図２２に示されたようになる。

図１９の人体４０Ａはちょうど３つの分割エリアにまたがる大きさである。したがって、一連の増幅及び変換処理が終了された時に検出上限レジスタＲＥＧＵに格納される値は、図２６に示されたように、連続するＨ信号の個数が最大４個になる。

他方、図１９の人体４０Ｂはちょうど２つの分割エリアにまたがる大きさである。したがって、一連の増幅及び変換処理が終了した時に検出上限レジスタＲＥＧＵに格納される値は、図２７に示されたように、連続するＨ信号の個数が最大３個になる。

図１０に示された場合のように、初期状態から人体４０Ａ，４０Ｂが赤外線センサＳ１〜Ｓ８の赤外線受光エリア１０に位置している場合、判定部３０は、Ｈ信号に挟まれるＬ信号の個数で人体４０Ａ，４０Ｂと赤外線センサＳ１〜Ｓ８の距離を認識できる。

これに対し、図１９に示されたように初期状態では人体４０Ａ，４０Ｂが赤外線センサＳ１〜Ｓ８の赤外線受光エリア１０外に位置している場合、判定部３０は、連続するＨ信号の個数で人体４０Ａ，４０Ｂと赤外線センサＳ１〜Ｓ８の距離を認識できる。

このように、状況によって人体４０Ａ，４０Ｂと赤外線センサＳ１〜Ｓ８の距離を認識する方法は異なるが、しきい値以上変化したビットの位置、すなわち人体の移動が検出された分割エリアの配置パターンに基づいて人体４０Ａ，４０Ｂと赤外線センサＳ１〜Ｓ８の距離を識別するという基本構成は同じである。

なお、判定部３０は、図１及び図１０から図１８を参照して説明した判定動作と、図１及び図１９から図２７を参照して説明した判定動作の両方を行なってもよい。さらに、人体の移動が検出された分割エリアの配置パターンに基づく他の判定動作を行なってもよい。

図１にしめされた実施例では、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力を時分割多重化するが、本発明の赤外線センサ装置は、増幅器及びウインドウコンパレータを赤外線センサごとに備えているようにしてもよい。

図２８は、本発明の他の実施例を説明するための構成図である。
この実施例は、図１に示された実施例と比較して、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８とレジスタＲＥＧＵ，ＲＥＧＤを備えていない。さらに、この実施例は、赤外線センサＳ１〜Ｓ８に対応して増幅器ＯＰ１〜ＯＰ８及びウインドウコンパレータＷＣ１〜ＷＣ８を備えている。

増幅器ＯＰ１〜ＯＰ８の非反転入力端子（＋）には、対応するダミーセンサＳ１〜Ｓ８に接続されたハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８が入力される。増幅器ＯＰ１〜ＯＰ８の反転入力端子（−）には、ダミーセンサＳ９に接続されたハイパスフィルタＨＰＦ９の出力電圧Ｖ２９がそれぞれ入力される。増幅器ＯＰ１〜ＯＰ８はオートゼロ機能を備えていることが好ましい。

増幅器ＯＰ１〜ＯＰ８の出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８は、対応するウインドウコンパレータＷＣ１〜ＷＣ８に入力される。ウインドウコンパレータＷＣ１〜ＷＣ８は、増幅器ＯＰ１〜ＯＰ８の出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８が検出上限電圧（Ｖ２Ｕ）よりも大きい又は検出下限電圧（Ｖ２Ｄ）未満のときに物体の移動を検出した信号（例えばＨ信号）を出力する。また、ウインドウコンパレータＷＣ１〜ＷＣ８は、出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８が検出上限電圧以下且つ検出下限電圧以上のときに物体の移動を検出しなかった信号（例えばＬ信号）を出力する。

検出上限電圧についての信号は出力信号Ｖ４１Ｕ〜Ｖ４８Ｕに出力される。検出下限電圧についての信号は出力信号Ｖ４１Ｄ〜Ｖ４８Ｄに出力される。出力信号Ｖ４１Ｕ〜Ｖ４８Ｕ，号Ｖ４１Ｄ〜Ｖ４８Ｄは判定部３０に入力される。

次に、この実施例の動作について説明する。
例えば図１９に示されたように人体４０Ａ，４０Ｂが初期状態では赤外線センサＳ１〜Ｓ８の赤外線受光エリア１０外に位置しており、その後、人体４０Ａ，４０Ｂが初期状態から右に移動して赤外線受光エリア１０内に入ることを考える。

さらに、人体４０Ａは検出エリア１０Ａ内を移動し、人体４０Ｂは検出エリア１０Ａ外を移動するので、人体４０Ａの動作のみを検出することを考える。分割エリア１〜８に対する人体４０Ａの位置と時刻ｔ０〜ｔ７との関係は図２０に示された関係と同じであるとする。この場合、赤外線センサＳ１〜Ｓ８の出力電圧Ｖ１１〜Ｖ１８の経時変化は図２１と同じである。また、ハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８の経時変化は図２２と同じである。

図２９は、図１９の人体４０Ａの移動に対する、図２０の時刻ｔ０から時刻ｔ７のとき
の増幅器出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８及び判定部３０の出力と時間との関係を示す図である。
増幅器ＯＰ１〜ＯＰ８は、出力電圧Ｖ２９に対する出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８の電圧差を
増幅する。増幅器ＯＰ１〜ＯＰ８の出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８の経時変化は図２９に示され
たようになる。

図１９に示されたように、赤外線受光エリア１０において、人体４０Ａは分割エリア１〜８のうちちょうど３つをまたぐ大きさである。したがって、人体４０Ａが赤外線受光エリア１０内を移動する際、人体４０Ａは、分割エリア１〜８のうち最大４つをまたぐことになる。

そのため、図２９に示されるように、ある時刻において、検出上限電圧Ｖ２Ｕを超える出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８は最大４つである。また、ある時刻において、検出下限電圧Ｖ２Ｄを超える出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８は最大４つである。

判定部３０は、ある時刻において、ウインドウコンパレータＷＣ１〜ＷＣ８の検出上限電圧についての出力信号Ｖ４１Ｕ〜Ｖ４８ＵのうちＨ信号が４つ以上である場合、又は出力信号Ｖ４１Ｄ〜Ｖ４８ＤのうちＨ信号が４つ以上である場合に、赤外線受光エリア１０のうち検出エリア１０Ａで人体４０Ａの移動を検出した信号（Ｈ信号）を出力する（図２９下図参照。）。

また、図１９に示された人体４０Ｂに関しては、赤外線受光エリア１０において、人体４０Ｂは分割エリア１〜８のうちちょうど２つをまたぐ大きさである（図２３を参照。）。したがって、人体４０Ｂが赤外線受光エリア１０内を移動する際、人体４０Ｂは、分割エリア１〜８のうち最大３つをまたぐことになる。人体４０Ｂの移動時におけるハイパスフィルタＨＰＦ１〜ＨＰＦ８の出力電圧Ｖ２１〜Ｖ２８の経時変化は、図２５と同じである。

図３０は、図１９の人体４０Ｂの移動に対する、図２０の時刻ｔ０から時刻ｔ７のときの増幅器出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８及び判定部３０の出力と時間との関係を示す図である。
図３０に示されたように、人体４０Ｂが赤外線受光エリア１０内で移動したとき（図１９を参照。）、ある時刻において検出上限電圧Ｖ２Ｕを越える出力電圧Ｖ３１〜Ｖ３８は３個以下である。

上述のように、判別部３０は、出力信号Ｖ４１Ｕ〜Ｖ４８ＵのうちＨ信号が４つ以上である場合、又は出力信号Ｖ４１Ｄ〜Ｖ４８ＤのうちＨ信号が４つ以上である場合に、赤外線受光エリア１０のうち検出エリア１０Ａで人体４０Ａの移動を検出した信号（Ｈ信号）を出力する。したがって、判別部３０の出力信号ＯＵＴは、赤外線受光エリア１０内の人体４０Ｂの移動に関してＨ信号にはならない。

このように、図２８に示された実施例の赤外線センサ装置は、動作している人体４０Ａ，４０Ｂと赤外線センサＳ１〜Ｓ８との距離を認識することで、検出エリア１０Ａ内の人体４０Ａの動作を検出することができる。

以上、本発明の実施例が説明されたが、本発明は、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、上記実施例では、赤外線受光エリア１０内における人体４０Ａ，４０Ｂの移動を検出しているが、本発明はこれに限定されない。本発明の赤外線センサ装置の検出対象は人体以外の物体であってもよい。

また、上記実施例では上方から見た平面で赤外線受光エリア１０が放射状に分割されているが、本発明において赤外線受光エリアが分割される平面は、上方から見た平面に限定されず、いずれの方向から見た平面であってもよい。

また、本発明の赤外線センサ装置において、検出部の構成は上記実施例の検出部２０の構成に限定されない。本発明の赤外線センサ装置における検出部は、赤外線センサの出力に基づいて赤外線受光エリア内における物体の移動の有無を分割エリアごとに検出できる構成であれば、どのような構成であってもよい。

また、本発明の赤外線センサ装置において、判定部の判定方法は上記実施例の検出部３０の判定方法に限定されない。本発明の赤外線センサ装置における判定部は、赤外線受光エリアでの分割エリアの配列における、検出部によって物体の移動が検出された分割エリアの配置パターンに基づいて移動物体が赤外線センサから所定の距離範囲の検出エリア内にあるか否かを判定できる方法であれば、どのような判定方法を用いてもよい。

１〜８ 分割エリア
１０ 赤外線受光エリア
１０Ａ 検出エリア
２０ 検出部
３０ 判定部
Ｓ１〜Ｓ８ 赤外線センサ
Ｓ９ ダミーセンサ
ＨＰＦ１〜ＨＰＦ９ ハイパスフィルタ
ＯＰ，ＯＰ１〜ＯＰ８ 増幅器
ＷＣ，ＷＣ１〜ＷＣ８ ウインドウコンパレータ
ＲＥＧＵ 検出上限レジスタ
ＲＥＧＤ 検出下限レジスタ

特開２００９−２８８４９８号公報

Claims (6)

1. 赤外線受光エリアが一平面において放射状に分割されてなる複数の分割エリアに対して、物体が前記複数の分割エリアにまたがるように前記分割エリアごとに設けられた複数の赤外線センサと、
   前記赤外線センサの出力に基づいて前記赤外線受光エリア内における前記複数の分割エリアにまたがる物体の移動の有無を前記分割エリアごとに検出する検出部と、
   前記赤外線受光エリアでの前記分割エリアの配列における、前記検出部によって前記複数の分割エリアにまたがる物体の移動が検出された前記分割エリアの配置パターンに基づいて、移動物体が前記赤外線センサから所定の距離範囲の検出エリア内にあるか否かを判定する判定部と、を備えた赤外線センサ装置。
2. 前記判定部は、前記複数の分割エリアにまたがる物体の移動が検出された前記分割エリアが連続する個数に基づいて前記判定を行なう請求項１に記載の赤外線センサ装置。
3. 前記判定部は、前記複数の分割エリアにまたがる物体の移動が検出された複数の前記分割エリアの間に挟まれた、物体の移動が検出されなかった前記分割エリアの個数に基づいて前記判定を行なう請求項１に記載の赤外線センサ装置。
4. 前記検出部は、前記赤外線センサと同一の構造をもち、且つ前記赤外線受光エリアからの赤外線の受光が遮光されたダミーセンサと、
   前記赤外線センサ及び前記ダミーセンサごとに設けられ、前記赤外線センサ又は前記ダミーセンサの出力が入力される複数のハイパスフィルタと、
   前記分割エリアに対応させて、前記赤外線センサに接続された前記ハイパスフィルタの出力電圧と、前記ダミーセンサに接続された前記ハイパスフィルタの出力電圧との電圧差を増幅する増幅器と、
   増幅された前記電圧差が、検出上限電圧よりも大きい又は検出下限電圧未満のときに物体の移動を検出した信号を出力し、検出上限電圧以下且つ検出下限電圧以上のときに物体の移動を検出しなかった信号を出力し、かつそれらの信号を前記分割エリアに対応させて出力するウインドウコンパレータと、を備えている請求項１から３のいずれか一項に記載の赤外線センサ装置。
5. 前記検出部は、前記赤外線センサに接続された前記ハイパスフィルタの出力電圧を時分割多重に切り替えて１つの前記増幅器に入力させる複数のスイッチと、前記分割エリアに対応させて前記ウインドウコンパレータの出力信号を記憶するレジスタと、を備えている請求項４に記載の赤外線センサ装置。
6. 前記検出部は、前記赤外線センサに接続された前記ハイパスフィルタごとに前記増幅器及びウインドウコンパレータを備えている請求項４に記載の赤外線センサ装置。

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