JPH0236391A - 人体検出装置 - 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、人体から放射される赤外線量と床面等の背景
から放射される赤外線量の差を人体の移動により検出す
る赤外線受光式の人体検出装置に関するものである。

〔従来の技術〕

赤外線受光式の人体検出装置は、人体と背景の温度差を
赤外線のエネルギー量の差として焦電素子等の赤外線検
出素子を用いて検出することにより、人体を検出する装
置であり、近年広く普及するようになったが、それとと
もに、信顛性の改善が要求されている。赤外線受光式の
人体検出装置の誤動作要因としては、検知エリア内での
背景の温度変化や内部雑音、ヘッドライトや太陽光等の
エネルギーの大きな外乱光の影響などが考えられ、これ
らの誤動作要因を除去するために、従来、種々の提案が
なされている。

その一つとして、４個の赤外線検出素子を用いて２組の
差動出力を得る方式の人体検出装置が提案されている（
特開昭５８−２１３３９６号公報、特開昭５９−９４０
９４号公報）。この人体検出装置の検出動作の一例を第
６図、および第７図に示す。物面上に４個の赤外線検出
素子Ａ”　、Ａ、Ｂ゛、Ｂ−による４つの検知領域Ｉ〜
■が設定され、検知領域Ｉ、■および検知領域■、■に
より各々の差動出力ｖＡ　（赤外線検出素子Ａ゛Ａ−間
の出力）、ｖｌｌ　（赤外線検出素子Ｂ’、Ｂ−間の出
力）が得られる。第６図（ａ）の場合には、人体Ｍが検
知領域Ｉ、■から検知領域■、■に移動し、第７図（ａ
）のような差動出力ｖＡ、■、がともに得られる。第６
図（ｂ）の場合には、人体Ｍが検知領域Ｉ、■から検知
領域■、■に移動し、第７図（ｂ）のような差動出力ｖ
Ａ、■、がともに得られる。ところが、第６図（Ｃ）の
場合、第７図（Ｃ）のように、差動出力ｖＡは得られる
が、差動出力Ｖ、については検知領域■、■を人体Ｍが
同時に横切るため出力が打ち消され、差動出力ｖｌｌは
出力されない。従って、人体Ｍの移動を確実に検出する
ためには、差動出力ｖＡＶ＝の内いずれかが出力を生じ
た 場合に人体検出出力を出す必要がある。

ところが、このようにすると、１個の検知領域内で生じ
る温度変化等により差動出力Ｖ　Ａ　、Ｖ　！＋の一方
が出力を生じ、誤動作の原因になるという問題点があっ
た。

そこで、本発明者らは、複数の赤外線検出素子を用い、
各々の赤外線検出素子の出力を比較することにより信鎖
性の高い人体検出装置を提案している（特願昭６２−２
４２０９０号）。第８図に、この人体検出装置の全体構
成のブロック図を示す。検知領域からの赤外線を受光系
１により集光し、集光された赤外線を複数の赤外線検出
素子Ａ〜Ｄからなる赤外線検出素子部２を用いて受光し
、各々の出力を増幅部３により独立に増幅した上で信号
処理部４により信号処理し、判断部５により、ピーク値
と出力時刻とを検出し、これらを相互に比較して人体の
有無を判定し、この判定結果を出力部６から出力すると
いうものである。

この人体検出装置による検出動作を第３図および第４図
に基づき説明する。まず、赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出
力に着目する。赤外線検出素子Ａ〜Ｄに対応する各検知
領域Ａ“〜Ｄ“は人体Ｍに比べ十分に小さな領域に絞ら
れている。人体Ｍの移動時には、移動方向にかかわらず
人体Ｍは検知領域Ａ゛〜Ｄ′の全域を通過すると考えら
れるから、赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力におけるピー
ク値は略同様な値が得られる。実際には人体表面の温度
分布等により、各出力におけるピーク値にはある程度ば
らつきが生じる。また、ピーク値■、〜Ｖ、は周囲温度
によっても影響を受ける。従って、各ピーク値Ｖヶ〜Ｖ
、について相対的な比較を行えばよい。即ち、ピーク値
ｖ４〜■、における最大値をＶ　ｍａ、ｌとすると、Ｖ
　ｓｍｘを基準として闇値を設定し、他のピーク値が全
て闇値を越えた場合に人体が存在すると判定する。Ｖ　
Ｔ＊ｍＸと闇値の比をＳとすると、他のピーク値Ｖｉ（
ｉ＝ＡＢ、Ｃ，Ｄ）に対して人体存在の判定条件は次式
を満たせばよい。

Ｖ　ｉ　／　Ｖ□、〉Ｓ　　　　・　・　・０次に、出
力時刻ＬＡ−１，に着目する。人体が検知領域Ａ°〜Ｄ
°を移動する場合、移動方向６ごかかわらず、全ての検
知領域Ａ′〜Ｄ“に同時に侵入することはない。即ち、
各赤外線検出素子Ａ〜Ｄの出力時刻１Ａ−１，には、時
間差が存在する。この時間差は検知領域Ａ′〜Ｄ′の広
さおよび人体の移動速度を考慮することによりある範囲
に限定できる。出力時刻１Ａ−１，間の時間差をΔむと
すると、次式を満足することが人体存在の条件になる。

Ｔ、　　　＜　Δ　む　＜Ｔ、　　　　　　　　　　・
　　・　　・　■但し、Ｔ、　、Ｔ、は各々時間差の上
限および下限である。第４図の例では、（ａ）、（ｂ）
、（Ｃ）のいずれの場合においても、Δ１＝１．−１、
とじて時間差が求まり、このΔもが０式を満足するか否
かを判定すればよい。

以上の判定条件■、■により人体の有無を検出すること
により、全般的な温度変化や太陽光等の外乱光、あるい
は局所的な変化や内部雑音等の影響による誤動作を防止
し、信頬性の高い人体検出装置となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような人体検出装置にあっては、各赤外線
検出素子Ａ−Ｄからのピーク値と出力時刻を各々１組ず
つ取り込んで、判断部５により、それらを相互に比較す
ることにより、人体の有無を判定していた。従って、そ
の判定結果を出力した後は、前記ピーク値と出力時刻の
データはクリアされていた。

例えば、第５図のように、赤外線検出素子Ａの出力とし
て、人体によるピーク値ＶＡ、出力時刻ｔａを有した出
力の前に、ノイズによるピーク値ＶＡ　“、出力時刻１
Ａ　＋を有した出力が存在するような場合、判断部５で
は、赤外線検出素子Ａの出力としてノイズによるピーク
値ＶＡ　“、出力時刻ｔＡ　Ｔのデータを用い、他の赤
外線検出素子Ｂ〜Ｄのデータとともに、これらの相互関
係により、人体の有無を判定することになる。従って、
この場合は、例えば出力時刻に関する判定条件■により
、人体なしと判定されるのである。そして、この判定結
果が出力された時点で、これらのデータは一旦クリアー
される。赤外線検出素子Ａからの人体によるピーク値Ｖ
Ａ、出力時刻ｔＡのデータは、次の判定のときに用いら
れることになるが、このときは他の赤外線検出素子Ｂ−
Ｄのデータがクリアーされているので、人体なしと判定
され、結局失報してしまうことになる。という問題点が
あった。

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、ノイズ等による出力が生じた場合で
あっても、人体の有無を確実に検出することのできる人
体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〕

本発明の人体検知装置は、検知領域からの赤外線を集光
する光学系と、前記光学系にて集光された赤外線を受光
する複数の赤外線検出素子と、前記複数の赤外線検出素
子の各出力を各々増幅する増幅部と、前記増幅部にて増
幅された赤外線検出素子の各出力を人体検出に適した信
号に処理する信号処理部と、前記信号処理部により処理
された赤外線検出素子の各出力よりピーク値と出力時刻
を検出し、これらを相互に比較して人体の有無を判定す
る判断部と、前記判断部の判定結果を出力する出力部と
を有して成る人体検出装置であって、前記各々の赤外線
検出素子の所定期間内におけるピーク値と出力時刻を各
々記憶する記憶部を有し、前記判断部では前記記憶部に
記憶された所定期間内の各赤外線検出素子のピーク値と
出力時刻を用いて人体の有無を判定するようにしたこと
を特徴とするものである。

〔作用］ 本発明の人体検出装置は、各々の赤外線検出素子の所定
期間内におけるピーク値と出力時刻を各々記憶する記憶
部を有し、この記憶部で、前記所定期間内の各赤外線検
出素子の出力のピーク値と出力時刻を記憶しておき、前
記各赤外線検出素子のうち、ある特定の素子が闇値を越
えたときに、例えばその時点から所定時間遡って、記憶
部に記憶させた他の赤外線検出素子のピーク値および出
力時刻のデータの全てを、前記特定の素子のピーク値お
よび出力時刻のデータと相互に比較することにより人体
の有無を判定するので、人体による出力の近傍にノイズ
による出力があっても、人体による出力のピーク値と出
力時刻が無視されることがないのである。

〔実施例〕

以下、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を示すブロフク図である。本
実施例は赤外線検出素子が４個の場合を示すものである
が、本発明は、４個以外の個数の赤外線検出素子を用い
た場合にも適用できる。

１は光学系で、ミラーまたはレンズを用いて検知領域か
らの赤外線を集光する。本実施例の場合は、多分割ミラ
ーまたは多分割レンズを用いて、複数の検知領域から赤
外線を集光する。２は赤外線検出素子部であり、４個の
焦電素子等よりなる赤外線検出素子Ａ−Ｄを光学系１の
焦点面上に配置する。赤外線検出素子Ａ−Ｄとしては、
常温で動作可能な焦電素子を用いたが、サーモパイルを
用いてもよい。赤外線検出素子Ａ−Ｄを光学系１の焦点
面トに配置することにより、第３図のように、物面上に
は光学系ｌを通じて複数の検知領域Ａ′〜Ｄ“が焦点面
上の赤外線検出素子Ａ−Ｄの配置と同じ配置で形成され
、検知領域Ａ°〜Ｄ“内における人体の移動により、各
々の赤外線検出素子Ａ〜Ｄが背景との温度差の変化とし
て出力を生じる。３は増幅部で、各赤外線検出素子Ａ−
Ｄの出力を各々独立に増幅する。４は信号処理部で、帯
域フィルタを設け、各々の出力において必要な周波数成
分のみを抽出し、帯域フィルタを通過した各々の出力は
マルチプレクサとＡ／Ｄ変換器を用いて順次Ａ／Ｄ変換
される。

５は判断部で、信号処理部４で処理された赤外線検出素
子Ａ−Ｄの各出力からピーク値■８〜■。と出力が予め
設定した閾値■１を越える出力時刻ｔＡｘＬｏを検出し
、これらを相互に比較して人体の有無を判定するもので
ある。

６は出力部で、判断部５からの判定結果を出力するもの
である。

７は記憶部で、各赤外線検出素子Ａ−Ｄのデータを各々
記憶する記憶部７Ａ〜７Ｄからなる。記憶部７Ａ〜７Ｄ
は各赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力のうち、少なくとも所
定期間に現れる波形のピーク値および出力時刻を各々記
憶しておく。

ここで、記憶部７と記憶部７に記憶されたデータを用い
て判断部６により、人体の有無を判定する過程を、第２
図のフローチャートを用いて説明する。赤外線検出素子
Ａ−Ｄのうち、いずれかの素子にの出力のピーク値■３
が閾値■７を超えたとき、その時刻（つまり出力時刻）
ｔｘとピーク値■、を対にして記憶部７Ｋに記憶させる
。そして、出力時刻む、から、人体の有無の判定条件に
用いた時間Ｔ　ｓ　ａ　Ｘの期間遡って、所定期間（（
１−Ｔ□Ｘ）〜ＬＫ）内にある他の素子のデータ（ピー
ク値■、“および出力時刻ｔｘ’）を記憶部７に’　　
（Ｋ”＝Ａ−Ｄ、但しに以外）から抽出する。ここで赤
外線検出素子にのデータ（ピーク値ＶＸ、出力時刻ｔｘ
）を他の赤外線検出素子のデータ（ピーク値■、゛およ
び出力時刻ｔｘ　“）と比較することにより、人体の有
無を判定する。

他の素子のなかで所定期間（（ｔｘ　　’ｒｓｍｘ　）
〜ｔｘｌ内に複数のデータを有するものが有る場合は、
あらゆる組合せについて判定をおこなうようにする。前
記所定期間はＴ　ｍ　ｓ　ｘを基に定めたが、これに限
るものではない。

この人体検出装置による検出動作を第３図に基づき説明
する。まず、赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力に着目する
。赤外線検出素子Ａ−Ｄに対応する各検知領域Ａ°〜Ｄ
゛は人体Ｍに比べ十分に小さな領域に絞られている。人
体Ｍの移動時には、移動方向にかかわらず人体Ｍは検知
領域Ａ′〜Ｄ°の全域を通過すると考えられるから、赤
外線検出素子Ａ−Ｄの各出力におけるピーク値は略同様
な値が得られる。実際には人体表面の温度分布等により
、各出力におけるピーク値にはある程度ばらつきが生じ
る。また、ピーク値■、〜ＶＤは周囲温度によっても影
響を受ける。従って、各ピーク値■、〜■。について相
対的な比較を行えばよい。即ち、ピーク値■、〜■。に
おける最大値を■、１つとすると、Ｖ　ｍｍｘを基準と
して闇値を設定し、他のピーク値が全て闇値を越えた場
合に人体が存在すると判定する。Ｖ　ｓａｗと闇値の比
をＳとすると、他のピーク値Ｖｉ　　（ｉ＝Ａ、Ｂ、Ｃ
，Ｄ）に対して人体存在の判定条件は次式を満たせばよ
い。

■ｉ／■、、ｘ＞Ｓ　　　・・・０ 次に、出力時刻１Ａ−１，に着目する。人体が検知領域
Ａ°〜Ｄ′を移動する場合、移動方向にかかわらず、全
ての検知領域Ａ“〜Ｄ°に同時に侵入することはない。

即ち、各赤外線検出素子Ａ〜Ｄの出力時刻ｔａ”’ｔｏ
には、時間差が存在する。この時間差は検知領域Ａ°〜
Ｄ“の広さおよび人体の移動速度を考慮することにより
ある範囲に限定できる。出力時刻Ｌａ””Ｌｏ間の時間
差をΔｔとすると、次式を満足することが人体存在の条
件になる。

Ｔ、〈Δｔ＜Ｔｇ　　　　・・・■ 但し、Ｔ、、Ｔ２は各々時間差の上限および下限である
。第３図の例では、（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）のいずれの
場合においても、Δ１＝１Ｄ−１０として時間差が求ま
り、このΔｔが■式を満足するか否かを判定すればよい
。ここで、図では、出力時刻を便宜上波形の立ち上がり
の時点にしているが、実際には波形が闇値を超えた時刻
を用いているのである。

以上の判定条件■、■を共に満足するときに人体の存在
を検出したことになる。

ここで、判断部６および記憶部７の動作について、第５
図を用いて詳しく説明する。第５図に示すように、赤外
線検出素子Ａからは、ノイズによるデータ（出力時刻ｔ
Ａ　　“、ピーク値■、゛）および人体によるデータ（
出力時刻ｔＡ、ピーク値■Ａ）が得られ、赤外線検出素
子Ｂ−Ｄからは、人体によるデータ（出力時刻し８、ピ
ーク値■。

）、（出力時刻ＬＣ、ピーク値Ｖ、）、（出力時刻ｔＩ
ｌ、ピーク値■。）が得られた場合を考える。

まず、ノイズによるデータ（出力時刻むＡピーク値■、
゛）が記憶部７Ａに記憶される。この時、記憶部７Ｂ〜
７Ｄにはデータが記憶されていないので、人体は存在し
ないと判定する。赤外線検出素子Ｂのデータ（出力時刻
ｊｌ、ピーク値ＶＢ）、赤外線検出素子Ｃのデータ（出
力時刻も。、ピーク値ＶＣ）に対しても、各々そのデー
タを記憶部７Ｂ、７Ｃに記憶するが、データのない素子
が存在するので、人体は存在しないと判定する。次に、
赤外線検出素子Ｃのデータ（出力時刻しわ、ピーク値■
。）が記憶部７Ｄに記憶されると、各赤外線検出素子Ａ
−Ｄによるデータが一応出揃ったことになるが、赤外線
検出素子Ａのデータ（出力時刻ｔＡ　ｌ、ピーク値■、
“）が所定期間（（ｔｏ−Ｔ＠□）〜ｔｏ）内にないの
で、結局人体は存在しないと判定する。次に、赤外線検
出素子Ａのデータ（出力時刻ＬＡ、ピーク値■。

）が記憶部７Ａに記憶されると、赤外線検出素子Ａのデ
ータ（出力時刻ＬＡ、ピーク値ＶＡ）は、所定期間（（
ｔＡ−’ｒ□Ｘ）〜ＬＡ）内にある他の各赤外線検出素
子Ｂ−Ｄのデータと相互に比較して、前記判定条件を満
足するので、人体有りと判定するのである。

つまり、従来例の場合は、出力時刻ｔｏの時点で、人体
なしと判定した時に、各赤外線検出素子の全データをク
リアーしていたが、本実施例の場合は、最も新しいデー
タの出力時刻から遡って、所定期間のデータを記憶して
おき、これらのデータを人体の有無の判定に用いるので
、失報することがないのである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、検知領域からの赤外線を
集光する光学系と、前記光学系にて集光された赤外線を
受光する複数の赤外線検出素子と、前記複数の赤外線検
出素子の各出力を各々増幅する増幅部と、前記増幅部に
て増幅された赤外線検出素子の各出力を人体検出に適し
た信号に処理する信号処理部と、前記信号処理部により
処理された赤外線検出素子の各出力よりピーク値と出力
時刻を検出し、これらを相互に比較して人体の有無を判
定する判断部と、前記判断部の判定結果を出力する出力
部上を有して成る人体検出装置であって、前記各々の赤
外線検出素子の所定期間内におけるピーク値と出力時刻
を各々記憶する記憶部を有し、前記判断部では前記記憶
部に記憶された所定期間内の各赤外線検出素子のピーク
値と出力時刻を用いて人体の有無を判定するようにした
ので、ノイズ等による出力が生じた場合であっても、人
体の有無を確実に検出することのできる人体検出装置が
提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、同上の動作説明のためのフローチャート、 第３図は、同上の動作説明のための検知領域を示模式図
、 第４図は、同上に係る波形図、 第５図は、同上の動作を説明するための一例を示す波形
図、 第６図は、従来例の動作説明のための検知領域を示模式
図、 第７図は、 第８図は、 １・・−光学系 Ａ−Ｄ−・−赤外線検出素子 ３・−・増幅部 ５−判断部 ７・〜記憶部 同上に係る波形図、 他の従来例を示すブロック図である。 ２・−赤外線検出素子部 ４−・−信号処理部 ６−・出力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）検知領域からの赤外線を集光する光学系と、前記
   光学系にて集光された赤外線を受光する複数の赤外線検
   出素子と、前記複数の赤外線検出素子の各出力を各々増
   幅する増幅部と、前記増幅部にて増幅された赤外線検出
   素子の各出力を人体検出に適した信号に処理する信号処
   理部と、前記信号処理部により処理された赤外線検出素
   子の各出力よりピーク値と出力時刻を検出し、これらを
   相互に比較して人体の有無を判定する判断部と、前記判
   断部の判定結果を出力する出力部とを有して成る人体検
   出装置であって、前記各々の赤外線検出素子の所定期間
   内におけるピーク値と出力時刻を各々記憶する記憶部を
   有し、前記判断部では前記記憶部に記憶された所定期間
   内の各赤外線検出素子のピーク値と出力時刻を用いて人
   体の有無を判定するようにしたことを特徴とする人体検
   出装置。