JPH01114785A - 赤外線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は人体から放射される赤外線を検出することによ
り人体の有無を検出する人体検出装置に好適な赤外線検
出装置に係り、特に、静止人体等の検出精度の向上を図
った赤外線検出装置に関する。

（従来の技術） 一般に、この種の赤外線検出装置は部屋内部の人体等赤
外線源の有無を検出して、例えば照明灯等の電気器具を
自動的に０Ｎ−ＯＦＦ制御する場合等に使用されている
。

しかし、これら赤外線検出装置ではこれらに組み込まれ
ているサーモバイルやサーミスタボロメータ等のＤＣ（
直流）特性を有する赤外線センサ素子（以下ＤＣ特性型
赤外線センサ素子という）がそのセンサ視野内に入る全
物体から放射される赤外線の入射量に応じた電気出力を
例えばプラス側の一方に出力させるので、センサ視野内
の全物体のうち、人体等所定の赤外線源を検出する場合
にはセンサ視野をフレネルレンズや凹面ｖＬ等により相
当絞り、しかも、センサ視野内に人体が占有する割合が
大きくなるように使用する必要がある。

また、静止人体を検出する場合にはＤＣ特性型赤外線セ
ンサ素子自体を例えばヒンサ走査用のモータ等により回
転させて、そのセンサ視野を走査する必要があり、この
場合のＤＣ特性型赤外線セン帯す素子の出力例を第３図
（Ａ＞、（Ｂ）に示す。

第３図（△）、（Ｂ）中符号ａはＤＣＣ特性型赤外線ラ
ンサ素子センサ視野内に静止人体等の検出体が入ったと
きの検出出力を示し、ｂは静止人体等検出体以外の物体
の放射率の差や空気調和機等による温度差のために出力
されるノイズ、Ｃは静止人体等検出体の有無を判定する
際に基準となる判定レベルであり、この判定レベルＣは
ノイズｂのピークｌａ（最高値）よりも高く、かつ検出
出力ａの最高値よりも低いレベルに設定され、この判定
レベルＣを検出出力ａが超えたときに静止人体が存在す
ることを検出し、超えないときに静止人体の不存在を検
出し、ノイズｂにより誤動作しないように設定されてい
る。

なお、ｔｒは人体等の存在に応答したときのＤＣｖｒ性
型赤外型赤外線センサ検出用ノＪａが零のグランドレベ
ルｄ（８低値）から最高値（ピーク値）に立ち上がり、
あるいは最高値からグランドレベルｄに立ち下がるまで
の応答時間をいう。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の赤外線検出装置ではＤ
Ｃ特性型赤外線センサ素子の出力が入射赤外線のみによ
らず周囲温度の変動や、ＤＣ特性型赤外線センサ素子を
回転させる走査用モータからの伝導熱によるＤＣ特性型
赤外線センサ素７自体の温度変化によっても変動するの
で、静止人体等検出体の検出精度が低いという問題があ
る。

すなわら、ＤＣ特性型赤外線センサ素子のセンサ視野内
に人体等の赤外線源が存在しない場合のＤＣ特性型赤外
線センサ素子の出力のグランドレベルｄが零レベルに一
致するのは、ＤＣ特性型赤外Ｊｌ　ｔンサ素子自体の温
度とそのセンサ視野内における静止人体の背景温度とが
等しいときである。

したがって、例えば赤外線検出装置が設置された部屋等
で暖房が開始された場合のＤＣ特性型赤外線センサ素子
の周囲温度変化やセンサ走査用モータの発熱の伝熱によ
りＤＣ特性型赤外線センサ素子自体が昇温し、第３図（
Ｂ）に示すようにＤＣＣ特性型赤外線ランサ素子出力の
グランドレベルｄ自体がプラス側へ全体的に偏位し、あ
るいはマイナス側へ偏位する場合があり、グランドレベ
ルｄがプラス側へ偏位した場合には設定１＠ｃが偏位％
ｅ分だけ見かけ一ヒ低くなるので、例えばノイズＣのピ
ーク値が設定Ｗｉｅを超えてしまうときがあり、このと
きにはノイズＣを静止人体存在の検出出力として誤って
出力し、誤動作するという問題がある。

そこで本発明は上記事情を考慮してなされたもので、そ
の目的は周囲温度の変化等による誤動作を防止して人体
等の検出精廓の向上を図った赤外線検出装置を提供する
ことにある。

〔発明の構成） （問題点を解決するための手段） 本発明は、赤外線検出装置を設けた部屋の暖房開始等に
より、ＤＣ特性型赤外線センサ素子の周囲温度等が変化
した場合にはＤＣ特性型赤外線センサ素子の出力のグラ
ンドレベルｄ自体が変動するが、人体の存在を検出した
ときの検出出力ａのグランドレベルｄ（最低値）とピー
ク値（最高値）との差ｆは殆ど変動しないことに着目し
てなされたものである。

すなわち本発明は、赤外線の入射量に応じた電気出力を
出力するサーモバイルやサーミスタボロメータ等のＤＣ
特性を有する赤外線センサ素子と、この赤外線センサ素
子の出力の所定時間における最高値と最低値との差を求
め、この差が設定値を超えたことを検出したときに赤外
線源の存在を判定する判定手段とを有することを特徴と
する。

（作用） ＤＣ特性型赤外線センサ素子の出力が判定手段に与えら
れると、この判定手段はＤＣ特性型赤外線センサ素子の
出力の所定時間における最低値（グランドレベル）と最
高値との差を求めると共に、この差が設定値を超えるこ
とを検出したときには赤外線源が存在することを判定し
、上記差が設定値を超えないことを検出したときには赤
外線源が不存在であることを判定する。各判定結果は例
えば表示装置に適宜表示される。

したがって本発明によれば、周囲温度等の変化によって
も変動しないＤＣ特性型赤外線センサ素子の出力のグラ
ンドレベル（最低値）と最高値との差に基づいて人体等
の赤外線源の有無を検出するので、赤外線検出装置の周
囲温度等の変化による誤動作を防止し、検出精度の向上
を図ることかできる。

（実施例） 以下本発明の実施例を第１図および第２図に基づいて説
明する。

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示しており、赤
外線センサ１にはサーモバイルやサーミスタボロメータ
等のＤＣ（直流）特性を有するＤＣ特性型赤外線センサ
素子２と、赤外線センサ１内に入射された入射赤外線を
ＤＣ特性型赤外線センサ素子２に集光するフレネルレン
ズ３とが内蔵されている。

また、赤外線センサ１は走査用モータ４の出力軸により
回転自在に支持され、走査用［−夕４の運転を制御する
制御パネル５での適宜制御操作により赤外線センサ１が
出力軸周りに所要速度で回転し、もしくは所要角度で揺
動し、ＤＣ特性型赤外線センサ素子２のセンサ視野を走
査するようになっており、そのセンサ視野内に人体等検
出体が占める割合が大きくなるように図っている。。

ＤＣ特性型赤外線センサ素子２は上記したように赤外線
入射量に対応した電気出力を例えばプラス側の一方に出
力するＤＣ（直流）特性を有し、その出力端にはアンプ
６が接続され、ここでＤＣ特性型赤外線センサ索子２か
らの電気出力（検出出力）が増幅される。

アンプ６の出力端は、商用周波数等の電気的ノイズ成分
をカットするフィルタ７に接続され、フィルタ７の出力
端はア犬ログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄコ
ンバータ８を介して例えばマイクロコンピュータよりな
る判定手段９に電気的に接続され、判定手段９は図示し
ない表示装置に接続されている。

判定手段９は第２図のフローチャートで示す手順に従っ
て第３図（Ａ）、＜８）で示すＤＣ特性型赤外線センサ
素子の出力の所定時間における最低値（グランドレベル
ｄ）とＲＢ値とのｆｉｆを求め、この差ｆが設定値を超
えｌζことを検出したときに人体等の赤外線源の存在を
判定する一方、上記差ｆが設定値を超えないことを検出
したときに人体等の不存在を判定するものであり、各判
定結末を表示装置（図示せず）により適宜表示させるよ
うになっている。

すなわち、第３図（Ａ）に示すように人体等を検出した
ときのＤＣ特性型赤外線センサ素子２の検出出力ａは応
答時間ｔｒ内に零のグランドレベルｄからピーク値（Ｒ
高値）まで立ちＬがり、さらに、次の応答時間ｔｒ内に
再びピーク値からグランドレベルｄまで立ち上がる軌跡
を示す。

また、赤外線検出装置を設けた部屋の暖房開始等により
ＤＣ特性型赤外線センサ素子２の周囲温度等が変化した
場合にはＤＣ特性型赤外線センサ素子２のグランドレベ
ルｄ自体が変動するが、グランドレベルｄとピーク値と
の差ｆは第３図（＾）。

（Ｂ）に示すように殆ど変動しない。

したがって、応答時間ｔｒの２倍の時間を所定時間とし
、この所定時間内において、人体等がＤＣ特性型赤外線
センサ素子２のセンサ視野内に入ったときの検出出力ａ
の最高値（ピーク値）と、人体等がセンサ視野から出た
ときの検出出力ａの卑低値（グランドレベルｄ）との差
、すなわら、検出出力ａのグランドレベルｄ（最低値）
とピークｆＩｉ（最高値）との差ｆを求める一方、この
差ｆよりも低く、かつグランドレベルｄとノイズｂとの
差ｆよりも高いレベルを判定レベルとして設定し、この
設定値をＤＣ特性型赤外線センサ索子２の出力が超すか
否かにより人体等の有無を判定すれば、周囲温度の変化
等により影響されることなく人体等の赤外線源を正確に
検出することができる。

次に判定手段９に内蔵されている判定プログラムを第２
図のフローチャートに基づいて説明する。

なお第２図中８１〜Ｓ９はフローチャートの各ステップ
を示す。

まずＳｌで、判定手段９はＡ／Ｄコンバータ８によりデ
ィジタル化されたＤＣ特性型赤外線センサ素子２の出力
を読み込み、Ｓ２で、この入力の中から最高値を抽出す
るために入力が最高値より大であるか否か判断し、ＹＥ
ＳであるときにはＳ３で最高値を更新し、ＮＯの場合に
はＳ４で入力の中から最低値を抽出するために入力が最
低値より小さいか否か判断し、ＹＥＳの場合にはＳ５で
最低値を更新し、ＤＣ特性型赤外線センサ素子２の出力
の中から＠高値と最低値とを抽出する。

この最高値と最低値はＳ６で相互に比較されて差が求め
られ、この差が設定値を超すか否か判断し、Ｎｏの場合
にはＳ７で人体等不存在の［Ｏ１４出力を出力し、ＹＥ
Ｓの場合には人体等存在の旧Ｇｌ＋出力を出力し、応答
時間ｔｒの２倍の所定時間を経過した後に、再びＳｌに
戻り、以下上記作用を繰り返す。

次に本実施例の作用を説明する。

赤外線センサ１は走査用モータ４によりその出力軸周り
に所要速度で回転し、あるいは所要角度で揺動を繰り返
し、ＤＣ特性型赤外線センサ素子２のセンサ視野を走査
する。

そして、人体等検出体の赤外線源から放射された赤外線
はセンサ視野に入ったときに赤外線センサ１のフレネル
レンズ３により集光されてＤＣ特性型赤外線センサ素子
２に入射され、このＤＣ特性型赤外線センサ素子２から
は大剣赤外線の変化間に対応した電気出力が出力され、
この出力はアンプ６により増幅されてから、フィルタ７
により商用周波数等の電気的ノイズをカットし、さらに
、Ａ／Ｄコンバータ８によりディジタル信号に変換され
て判定手段９に与えられる。

判定手段９はディジタル信号の入力の中から応答時間ｔ
ｒの２倍の所定時間における最高値と最低値とをそれぞ
れ抽出して両者の差を求めると共に、この差が設定値を
超えることを検出したときには人体等の検出体存在の旧
ＧＨ出力を出力する一方、この差が設定値を超えないこ
とを検出したときには人体等不存在のＬ（Ｅ出力を出力
し、判定手ｇ２９の各判定結果を図示しない表示装置に
与えて適宜表示させる。

したがって本実施例では赤外線センサ１の周囲温度等の
変化により、ＤＣ特性型赤外線センサ素子２の出力のグ
ランドレベルｄが変動した場合でも、この変動に影響さ
れないグランドレベルｄ（最低値）とＲ高値との差によ
り人体等の有無を判定するので、周囲温度等の変化に拘
らず、正確に静止人体等検出体を検出することができ、
検出精度の向上を図ることができる。

なお、上記実施例では赤外線センサ１を走査用モータ４
により回転もしくは揺動させてＤＣ特性型赤外ｍｔ−ン
サ素子２のけンサ視野を走査している場合について述べ
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
センサ視野を走査させないものでもよく、また、フレネ
ルレンズ３に代えて凹面鏡により赤外線を焦電型赤外線
センナ素子２に集光させてもよく、さらに、ＤＣ特性型
赤外線センサ素子２を静止させてフレネルレンズ３や凹
面鏡等の集光系を回転もしくは揺動させることによりＤ
Ｃ特性型赤外線センサ素子２のセンサ視野を走査させる
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、周囲温度等の変化によっ
ても殆ど変動しないＤＣ特性型赤外線センサ素子の出力
の所定時間における最高値と最低値との差に基づいて人
体等検出体の赤外線源の有無を判断するので、周囲温度
等の変化による誤動作を防止して赤外線源の検出精度の
向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る赤外線検出Ｖｔｎの一実施例の全
体構成を示すブロック図、第２図は第１図で示す判定手
段の判定プログラムを示すフローチャート、第３図（Ａ
）、（Ｂ）は−段重なりＣ特性型赤外線センサ素子の出
力波形図である。 １・・・赤外線センサ、２・・・ＤＣ特性型赤外線セン
サ素子、９・・・判定手段。 出願人代理人　　　波　多　野　　　久第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、赤外線の入射量に応じた電気出力を出力するサーモ
   パイルやサーミスタボロメータ等のＤＣ特性を有する赤
   外線センサ素子と、この赤外線センサ素子の出力の所定
   時間における最高値と最低値との差を求め、この差が設
   定値を超えたことを検出したときに赤外線源の存在を判
   定する判定手段とを有することを特徴とする赤外線検出
   装置。 ２、所定時間がＤＣ特性を有する赤外線センサ素子の応
   答時間の２倍に設定されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の赤外線検出装置。