JPH028781A - 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！ＩｆＡ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、信頼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
５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）ｖａ　　（赤外線検出素子Ｂ”、Ｂ−間の出力）が
得られる。第５図（ａ）の場合には、人体Ｍが検知領域
■、■から検知領域■、■に移動し、差動出力ＶＡ％Ｖ
ｌがともに得られる。第５図（ｂ）の場合には、人体Ｍ
が検知領域！、■から検知領域■、■に移動し、差動出
力ＶＡ、Ｖｌがともに得られる。ところが、第５図（ｃ
）の場合、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Ｖ、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Ｖ
Ａ％Ｖｌ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　ｌ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頼
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６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■、〜ｖＤについて相
対的な比較を行えばよい。即ち、ピーク値ｖＡ〜■。に
おける最大値を■□８とすると、■□、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。■、□と閾値の比を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／　Ｖ　ｍａｗ　　＞　Ｓ　　　　　・　・　・０
次に、出力時刻ｔａ−ｔｏに着目する６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Ａ１〜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。出力時刻む、〜ｔ９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＜Ｔ、　　　　・・・■ 但し、Ｔ、、Ｔ！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、Δｔｗｊ、−ｔＡとして時間差が求ま
り、このΔｔ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、信頼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、上記のよ
うに、信鎖性を向上するために、複数の赤外線検出素子
Ａ−Ｄの各出力部てを用いて人体の有無を判定している
ので、複数の赤外線検出素子の内、例え１個でも出力が
生じない場合には、他の３個の赤外線検出素子の出力が
生じていても、人体がないと判定してしまうのである。

従って、赤外線検出素子の寿命や破損当による故障、あ
るいは、回路の異常等により、１個でも赤外線検出素子
の出力が生じなくなると、人体の検出ができず失報して
しまう危険性があった。

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、複数の赤外線検出素子を用いた人体
検知装置に関し１、複数の赤外線検出素子のうち、故障
等により出力しないものがあっても、失報せず、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〕

本発明の人体検出装置は、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
検出素子の異常を診断する自己診断部を具備し、前記判
断部では、前記自己診断部の診断結果により異常と診断
された赤外線検出素子がある場合は、他の赤外線検出素
子の出力のみにより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、自己診断部により、複数の赤
外線検出素子のうち、故障等のために正常に動作してい
ないものがあれば、それを検出し、その検出信号を判断
部に送り、判断部では検出された赤外線検出素子の出力
は用いずに、残りの正常の赤外線検出素子の出力だけを
用いて人体の有無を判定しようとするものである。

前記自己診断部では、予め設定した期間内に闇値をこえ
る出力がない場合に、そき赤外線検出素子が異常である
と診断するのである。

〔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ック図である。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ｌの焦点
面上に配置することにより、物面上には光学系１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ＶＡ〜■Ｄと出力が予め
設定した閾値ＶＴを越える出力時刻ｔａ−ｔｏ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は自己診断部で、複数の赤外線検出素子Ａ〜Ｄのうち
、素子の寿命や破損等による故障あるいは、回路の異常
等のために出力を生じなくなった赤外線検出素子を検出
し、この結果を判断部に出力するものである。

自己診断部７での具体的な処理過程を第２図および第４
図に示す。予め設定しておいた期間Ｔ内において各赤外
線検出素子Ａ−Ｄの出力をチエツクする。ある時点ｔ、
（ｔ＜Ｔ）における赤外線検出素子Ｋ　（Ｋ＝Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄ）（７）出力ｘＫが予め設定しておいた閾値ＶＴ
を越えたとき、その赤外線検出素子用のカウンタＣＫを
インクリメントする。この処理を各赤外線検出素子Ａ−
Ｄの出力について期間Ｔの間、繰り返し実行する。期間
Ｔの終了後、各カウンタＣＫの内容を調べ、あるカウン
タＣ１Ｉ　′の値がＯで他のカウンタＣＫの値が所定値
以上であるとき、その赤外線検出素子Ｋ。

は異常であると判定するのである。つまり、他の赤外線
検出素子からは頻繁に出力がでているのに赤外線検出素
子に°からは出力が出ていないのは故障等の原因により
、その赤外線検出素子に’が正常に動作していないと判
断するのである。

例えば、第４図に示す波形が各赤外線検出素子Ａ−Ｄの
出力として期間Ｔ内に頻繁に得られる場合を考える。赤
外線検出素子Ａ、Ｂ、Ｃについては閾値ＶＴを越える出
力が得られているが、赤外線検出素子りには出力が生じ
ていない。従って、カウンタＣ９の値は０で、他のカウ
ンタＣ＾、Ｃ１、ｃｃの値は所定値以上となり、赤外線
検出素子りの出力が異常である可能性が高いと判断し、
自己診断部７では、赤外線検出素子りの出力が異常であ
るという信号を判断部６に送る。

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Ａ１〜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■、〜■。は周囲温度によっても影
響を受ける。従って、各ピーク値■４〜ＶＤについて相
対適な比較を行えばよい。即ち、ピーク値ＶＡ−Ｖ、に
おける最大値をＶ　ｍａｘとすると、■□つを基準とし
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　ｌｌｌｍＸ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。

Ｖ　ｉ／　Ｖ　ｍ□　〉Ｓ　　　　・　・　・０次に、
出力時刻ｔａ−ｔＤに着目する。人体が検知ｔＩ域八へ
〜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ＬＡ−１．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＜Ｔ！　　　　　・・・■ 但し、Ｔ、、Ｔ、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−１Ａとして時間差が求ま
り、このΔｔ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■、■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、故障等により異常状態にある赤外線検出素子が
存在する場合は、自己診断部７により検出され、どの赤
外線検出素子が異常であるかの信号（例えば、赤外線検
出素子りが異常であるという信号）が判断部に送られる
。判断部５では、残りの正常な赤外線検出素子Ａ−Ｃの
出力のみを用いて、上記の判定条件■、■より人体の有
無を判定する。

本実施例によれば、通常は４つの赤外線検出素子Ａ−Ｄ
の各出力部てを用いて、誤報をなくした信顛性の高い人
体検出を行い、故障等によりいずれかの赤外線検出素子
が正常に動作しなくなった場合は、４つの赤外線検出素
子Ａ−Ｄの各出力部てを用いずに、正常な赤外線検出素
子のみの出力を用いて人体検出を行うので、失報するこ
ともないのである。

（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
外線検出素子の異常を診断する自己診断部を具備し、前
記判断部では、前記自己診断部の診断結果により異常と
診断された赤外線検出素子がある場合は、他の赤外線検
出素子の出力のみにより人体の有無を判定するようにし
た複数の赤外線検出素子のうち、故障等により出力しな
いものがあっても、失報せず、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
および波形図、 第４図は、同上の動作説明のための波形図、第５図は、
同上の動作説明のための検知領域を示模式図および波形
図、 第６図は、従来例を示すブロック図である。 １・・・光学系　　　　　　２−・−赤外線検出素子部
Ａ−Ｄ−・−赤外線検出素子 ３−増幅部 ５−・判断部 ７−・−自己診断部 ４−・−信号処理部 ６−・−出力部 −ｏｉ　　　ｒす 抄動力向 第５ｖＡ 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）１１６
図

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異常を診
   断する自己診断部を具備し、前記判断部では、前記自己
   診断部の診断結果により異常と診断された赤外線検出素
   子がある場合は、他の赤外線検出素子の出力のみにより
   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。