JPH01216495A - 人数検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、赤外線受光式の人数検出装置に関し、被検知
人体から発せられる赤外線を検出して人数を検出するも
のである。

〔従来の技術〕

この種の装置として、従来、第９図に示すような人数検
出装置が提案されている（特願昭６１−２８１３０１号
）、この人数検出装置は、赤外線検出素子１４と、赤外
線検出素子１４の視野を円形走査させる円形走査光学系
１３と、赤外線検出素子１４の出力信号を増幅する前置
増幅部１５と、前置増幅部１５の出力信号を人数検出に
必要な信号に変換する信号処理部１６と、信号処理部１
６の出力信号に基づいて人数を判定する判断部１７と、
判断部１７の出力信号から人数情報を出力する出力部１
８とからなり、広い検知領域内の人数を高精度に検出で
きるようにしたものである。

この人数検出装置では、判断部１７において、信号処理
部１６の出力信号に基づいて人数が判断されるのである
。信号処理部１６では、第１０図に示すように、予め検
知領域内に人体の存在しない場合の入力波形が参照波形
（第１０図（ａ））として記憶されており、入力信号（
第１Ｏ図（ｂ））は、前記参照波形と比較演算され、両
者の差分波形（第１０図（Ｃ））が求められる。この差
分波形が判断部１７に入力され、人体の有無および人数
が同時に判断されるのである。つまり、前記差分波形に
おいて、人体の存在しない部分は電圧レベルが略ゼロで
あり、人体の存在する部分には上に凸の波形が現れる。

この差分波形に対して極大点検出を行い、極大点の数を
人数としてカウントしている。また、人体が存在しない
と判断された場合には入力信号が参照波形として更新さ
れるようにすることにより、環境変化に左右されにくい
ものとなっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような人数検出装置にあっては、円形視野の半径方
向の分解能がないため、半径方向に人体が重なって存在
する場合は、これらの人体が識別できないので、正確な
人数の検出ができないという問題点があった。

この欠点を改善するためには、赤外線検出素子１４を複
数個用いて視野を半径方向に分割することが考えられる
が、円形走査をしようとすると、これらの複数の赤外線
検出素子１４を回転しなくてはならず、出力信号を取り
出すための構成が複雑になってしまう。また、赤外線検
出素子１４として、第１１図に示したような同心円上に
複数の赤外線検出部１９を有するものを用いれば、出力
信号の取り出しは比較的容易にはなるが、このような赤
外線検出素子１４を作ること自体が困難である。

本発明は、上記の点に鑑みてなしたものであり、その目
的とするところは、簡単な構成で、視野の半径方向の分
解能を向上させた人数検出装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、赤外線検出素子と、前記赤外線検出素子の視
野を円形走査させる円形走査光学系と、前記赤外線検出
素子の出力信号を増幅する前置増幅部と、前記前置増幅
部の出力信号を人数検出に必要な信号に変換する信号処
理部と、前記信号処理部の出力信号に基づいて人数を判
定する判断部と、前記判断部の出力信号から人数情報を
出力する出力部とからなる人数検出装置において、前記
円形走査光学系として、赤外線を前記赤外線検出素子に
集光する集光系と、回転中心に対して同一半径方向およ
び同一円周上にない複数個の円弧状の開口部を有した回
転板を、前記集光系に赤外線を導きうるように設置し、
前記集光系の回転周期と前記回転板の回転周期とを異な
らしめ、前記集光系が１回転したとき、前記集光系と前
記回転板との相対的位置関係が前記複数の開口部の内の
１つの開口部の円周方向の長さに対応する開き釣針ずれ
るようにしたことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明の人数検出装置は、赤外線を前記赤外線検出素子
に集光する集光系と、回転中心に対して同一半径方向お
よび同一円周上にない複数個の円弧状の開口部を有した
回転板間の相対的回転周期を異ならしめ、これらを回転
させると、前記集光系の１回転に対して、両者間の相対
的位置が複数の開口部の内の１つの開口部の円周方向の
長さに対応する開き釣針ずれ、前記１つの開口部の半径
方向の幅を有する瞬時視野を１回転してできるリング状
の視野を走査したことになる。従って、前記開口部の個
数に相当する回数だけ回転させれば、全開口部の半径方
向の幅を合計した視野が走査されたことになる。

〔実施例〕

次に、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る円形走査光学系を示
す側面図であり、第２図は、本発明の一実施例を示すブ
ロック図である。１は円形走査光学系で、後述の赤外線
検出素子の視野を円形に走査するものである。

Ａは集光系であり、モータ９の回転軸に軸支された回転
板Ａ°と、回転板Ａ“の下面に設置され、第３図に示し
た半径方向に細長い瞬時視野Ｖを形成するようなシリン
ドリカルミラー等のミラー１０とで構成される。上記瞬
時視野Ｖを円形走査させれば、円形の視野Ｆを物面上に
形成する。

Ｂは複数の開口部を有する回転板で、回転板Ａ９の下方
に対向して設置される。回転板Ｂは、回転板Ａ”と同様
にモータ９の回転軸に軸支されてはいるが、軸との接触
部はベアリング等によりスリップし易くしであるので、
外力によりモータ９の回転周期とは無関係に回転させる
ことができるようになっている。回転板Ａ、　Ｈの周縁
部には各々ギア１１．１２が形成されており、ギア１１
とギア１２とは噛み合うようになっている。これにより
、回転板Ａ′の回転はギア１１．１２を介して回転板Ｂ
へ伝えられる。いま、ギア１１．１２のギア比を調整し
て回転板Ａ°が１回転する間に、回転板Ｂは（１＋１／
４）回転するようにしておく。

また、回転板Ｂには、第４図に示すような４つの開口部
Ｋｌ、に２．に３．に４が形成されており、回転板Ｂの
中心からみた各開口部に１〜に４の開き角は等しくしで
あるとともに、同一円周上および半径方向の同一方向に
は２つ以上の開口部は存在しないようにしである。さら
に、各開口部に１〜に４と回転板Ｂの中心とを線により
結んだ場合、３６０度を約９０度づつに４分割するよう
な開き角になっている。実際の開き角は、後述の理由に
より９０度より少し小さくするとともに、各開口部に１
〜に４は回転方向に連続しないように均等に分散させて
おく。

２は焦電素子等の赤外線検出素子で、人体から放射され
る赤外線を検出するものである。３は前置増幅部で、赤
外線検出素子２の出力信号を後述の信号処理部において
信号処理ができる程度の大きさに増幅するものである。

４は信号処理部で、前置増幅部３の出力信号を人数検出
に必要な信号に変換するものである。５は判断部で、信
号処理部４の出力信号に基づいて人数を判断するもので
ある。信号処理部４では、予め検知領域内に人体が存在
しない場合の入力波形が参照波形としてメモリー内に記
憶されており、入力波形は、メモリー　−内の参照波形
と比較演算され、その差分波形により判断部５で人体の
有無および人数が同時に判断されるのである。つまり、
この差分波形に対して極大点検出を行い、極大点の数を
人数としてカウントしている。６は出力部で、判断部５
の出力信号から人数情報を出力するものである。

７は同期信号部で、円形走査光学系１より回転Ａの回転
情報を得て、この回転情報を判断部５に送る。判断部５
では、この回転情報により、前記差分波形がどの視野か
らのものかを判断するのである。

８は温度センサで、背景の温度を検出して判断部５に送
る。判断部５では、この温度情報により、人数判定のた
めの闇値を調整して、検出精度を上げるものである。

次に、本実施例の動作を説明する。円形走査光学系１に
より、視野内の赤外線情報が集光され、赤外線検出素子
２に導かれる。

ここで、円形走査光学系１の回転板Ａ°の瞬時視野Ｖと
回転板Ｂ（７）開口部Ｋｌ、に２．に３．に４との位置
関係を第５図に示す。第５図（ａ）に示す位置、つまり
、瞬時視野Ｖと開口部に１とが重なっている位置から回
転板Ａ°が１回転すると、第５図（ｂ）に示す位置、つ
まり、瞬時視野Ｖは開口部に２と重なる位置に移動して
いる。これは回転板Ｂが回転板Ａ１の１回転に対して１
７４回転だけ多く回転するからである。さらに１回転す
ると、瞬時視野Ｖは開口部に３へと移動するのである。

このようにして、回転板Ａの１回転毎に瞬時視野Ｖと重
なる開口部は順に変わっていくのである。

従って、第５図（ａ）の場合の瞬時視野は第６図のＶ、
のようになり、回転板Ａ°の１回転により、この瞬時視
野ｖ１が１回転し、リング状の視野りを形成するのであ
る。同様にして、開口部に２に対してはリング状の視野
Ｍが形成され、開口部に３に対してはリング状の視野Ｎ
が形成され、開口部に４に対してはリング状の視野Ｐが
形成されるのである。

このように、回転ｖｉ、Ａ’が４回転することにより、
全視野を走査することになる。

また、第６７図の斜線部Ｓは、回転板Ａの瞬時視野Ｖと
回転板Ｂ（７）開口部Ｋｌ、に２．に３．に４とが重な
らない部分で、不感帯となる。これは、開口部に１〜に
４の開き角を９０度より少し小さくするとともに、各開
口部に１〜に４を回転方向に連続しないように均等に分
散させていることによる。この不感帯により、異なった
視野り、Ｍ。

Ｎ、Ｐ間でお互いの波形が影響を受けないようにしてい
る。この不惑帯の幅は、人体が入って検出できなくなら
ない程度に細くしておくのが望ましい、また、この不惑
帯の部分で回転板Ａ’、Ｂの回転を一時止めるようにす
れば前記波形の影響をより完全になくすことができる。

いま、第７図のような位置に人間ｍ１−ｍ５が存在する
場合、信号処理部４で得られる差分波形は、第８図のよ
うになる。第７図と第８図の（ａ）、　　（ｂ）、　　
（ｃ）は各々対応している。また、第８図（７）　（１
）　〜（ＩＶ）は視野り、Ｍ、Ｎ、Ｐと対応している。

判断部５では、２レベルの闇値ＴＨ＋　、ＴＨｚを有し
ており、第１の閾値ＴＨ，は、ノイズ分をカントするた
めのものであり、第２の闇値Ｔ　Ｈｔは人体を検出する
ためのものである。この闇値ＴＨ，を越える山が存在す
る部分の極大値の個数をカウントするのである。第８図
（ａ）では、（ＩＩ）の部分と（１）の部分に闇値Ｔｌ
（２を越える山があり、かつ極大値が各々１つずつ存在
するので、２人の人間が存在すると判断する。このとき
同時に（Ｉ）と（ＩＶ）の部分のデータは参照波形とし
て更新される。第８図（ｂ）では、（■）の部分には闇
値Ｔ　Ｈｔを越える山が存在し、（ｒＶ）の部分の山は
闇値Ｔ　Ｈ＋は越えるが閾値Ｔ　Ｈｚは越えない。この
場合は、（Ｉ［［）の部分の極大値はカウントするが、
（ＩＶ）の部分の山はノイズと判断し、カウントしない
。なお、（１）と（ＩＩ）の部分は参照波形として更新
されるが、（ＩＶ）の部分は更新されない。第８図（Ｃ
）では、第８図（ａ）の場合と同様に、閾値ＴＨ２を越
える山が（ｎ）と（Ｉ［［）の部分に存在するので２人
と判断する。

第８図（Ｃ）のように、本実施例では、視野の同一半径
方向に人体が並んで存在する場合でも、識別できるので
ある。また、闇値Ｔ　Ｈ＋　、　Ｔ　Ｈｔは周囲温度の
変化に応じて変化させることにより、さらに精度の高い
検出ができる。

なお、視野り、Ｍ、Ｎ、Ｐの各部分で光学系の利得が異
なり、第６図の不惑帯の部分の近傍でも利得が減少する
ため、実際には、それらの各々に一対応して異なる閾値
を設定するのであるが、本実施例では簡単のため、各視
野り、Ｍ、Ｎ、Ｐで一定とした。

また、本実施例では、視野を４分割したが、これ以外の
分割も可能で、例えばｎ分割であれば、回転板Ａ゛と回
転板Ｂの回転比が１：１八となるように設定すればよい
。

〔発明の効果〕

以上のように、赤外線検出素子と、前記赤外線検出素子
の視野を円形走査させる円形走査光学系と、前記赤外線
検出素子の出力信号を増幅する前置増幅部と、前記前置
増幅部の出力信号を人数検出に必要な信号に変換する信
号処理部と、前記信号処理部の出力信号に基づいて人数
を判定する判断部と、前記判断部の出力信号から人数情
報を出力する出力部とからなる人数検出装置において、
前記円形走査光学系として、赤外線を前記赤外線検出素
子に集光する集光系と、回転中心に対して同一半径方向
および同一円周上にない複数個の円弧状の開口部を有し
た回転板を、前記集光系に赤外線を導きうるように設置
し、前記集光系の回転周期と前記回転・板の回転周期と
を異ならしめ、前記集光系が１回転したとき、前記集光
系と前記回転板との相対的位置関係が前記複数の開口部
の内の１つの開口部の円周方向の長さに対応する開き魚
介ずれるようにしたので、簡単な構成で、視野の半径方
向の分解能を向上させた人数検出装置が提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る円形走査光学系を示
す側面図、 第２図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第３図
は、同上に係る視野を示す模式図、第４図は、同上に係
る回転板Ｂを示す平面図、第５図は、同上の動作を説明
するための平面図、第６図は、同上に係る視野を示す模
式図、第７図は、同上の動作を説明する模式図、第８図
は、同上に係る波形図、 第９図は、従来例を示すブロック図、 第１０図は、同上に係る波形図、 第１工図は、他の従来例に係る赤外線検出素子の平面図
、 １・−円形走査光学系　　２−・赤外線検出素子３・−
前置増幅部　　　　４−・信号処理部５−・・判断部　
　　　　　６−・出力部７−・−同値信号部　　　　８
−・・温度センサ９−モータ　　　　　　１０ミラー １１−ギア　　　　　　１２−・−ギアＡ−−−集光系
　　　　　　Ａ１・・−・回転板Ｂ−・−回転板 特許出願人　　松下電工株式会社 代理人　　　　弁理士　竹光　敏丸（ほか２名）第１図 第３図 ！４図 第６図 第７図 （α′） 第７図 （ｂ） （ｂ′） 第７図 （Ｃ′〕 第９図 第１０図 第１１図 手続補正書（ハ） 亀 １、羽生のノリＲ 昭和６３年特許願第０４１１２２号 ２、発明の名称 人数検出装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名
　称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　　　　　三　　　好　　　俊　　　夫４、代
理人 住　　所　　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
６、補正の対象 明細書の第１１頁第２０行目乃至第１２頁第１行目の「
第７図と・・・各々対応している。」を「第７図（ａ）
、（ｂ）は第８図（ａ）に、第７図（Ｃ）、　　（ｄ）
は第８図（ｂ）に、第７図（ｅ）、（ｆ）は第８図（Ｃ
）に各々対応している。 ｊと補正する。 代理人　　　　弁理士　竹光　敏丸 １７図 （ａ） （ｂ） ８１７図 （Ｃ） （ｄ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外線検出素子と、前記赤外線検出素子の視野を
   円形走査させる円形走査光学系と、前記赤外線検出素子
   の出力信号を増幅する前置増幅部と、前記前置増幅部の
   出力信号を人数検出に必要な信号に変換する信号処理部
   と、前記信号処理部の出力信号に基づいて人数を判定す
   る判断部と、前記判断部の出力信号から人数情報を出力
   する出力部とからなる人数検出装置において、前記円形
   走査光学系として、赤外線を前記赤外線検出素子に集光
   する集光系と、回転中心に対して同一半径方向および同
   一円周上にない複数個の円弧状の開口部を有した回転板
   を、前記集光系に赤外線を導きうるように設置し、前記
   集光系の回転周期と前記回転板の回転周期とを異ならし
   め、前記集光系が１回転したとき、前記集光系と前記回
   転板との相対的位置関係が前記複数の開口部の内の１つ
   の開口部の円周方向の長さに対応する開き角分ずれるよ
   うにしたことを特徴とする人数検出装置。