JPH03238388A - 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１ 本発明は、人体から放射される赤外線により人体を検出
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、焦電素子等の赤外線検
出素子を用いて、人体と背景との赤外線のエネルギ量の
差（つまりは、人体と背景の温度差）を検出して人体を
検出するものて゛あり、近年広く普及しており、これに
伴って信頼性の改善が求められてきている。この赤外線
受光式の人体検出装置の誤動作要因としては、検知領域
内での背景の塩度変化、内部雑音、ヘッドライトや太陽
光等のエネルギの大きな外乱光の影響等が考えられる。

そこで、これらの誤動作要因を除去するために、従来か
ら種々の提案がなされている。その１つとして、４ｇＡ
の赤外線検出素子を用いて２＠の差動出力を得て人体を
検出する方法が提案されている（特開昭５８−２１３３
９６号公報あるいは特開昭５９−９４０９４号公報）。

この人体検出装置の検出動作の一例を第２図及び第３図
に基づいて説明する。この人体検出装置では、背景上に
おいて４つの検知領域Ｉ〜■を設定すると共に、これら
検知ＩＩ域Ｉ〜■からの赤外線を夫々受光する赤外線検
出素子Ａ　＋、　Ａ　−ｔ　Ｂ　＋、　Ｂ−を備え、検
知領域Ｉ、ＪＶ及び検知領域■、■毎に各々差動出力Ｖ
ａ（赤外線検出素子Ａ”、Ａ−間の出力差）及びｖｂ（
赤外線検出素子Ｂ”、Ｂ−間の出力差）を得る。第２図
（、）に示すように人体Ｍが検知領域！、ＩＩＩから検
知領域■、■に移動すると、第３図（ａ）に示す差動出
力Ｖａ、Ｖｂが得られ、また第２図（ｂ）に示すように
人体Ｍが検知領域Ｉ、■から検知領域ｆ［、ＩＶに移動
すると、第３図（ｂ）に示す差動出力Ｖ　ａ　ｔ　Ｖ　
ｂが得られる。

ところで、この人体検出装置では例えば第２図（ｃ）に
示すように人体Ｍが４つの検知領域ｌ〜■を斜めに横切
った場合、第３図（ｃ）のように差動出力＼ｌａは得ら
れるが、検知領域１１．Ｉ［ｌでは人体Ｍが同時に横切
るために出力が打ち消され、差動出力ｖｂが生じない。

そこで、この人体検出装置では人体Ｍの移動を確実に検
出するために、差動出力Ｖａ、Ｖｂの内のいずれかが出
力を生じた場合に人体が存在すると判定する必要がある
。ところが、このようにして人体Ｍを検知すると、１個
の検知領域内で生じる温度変化や１個の赤外線検出素子
に生じる内部雑音等により、差動出力Ｖａ、Ｖｂの一方
が出力を生じ、誤動作の原因になるという問題があった
。

そこで、上述の問題点を解消するために本発明者等は複
数の赤外線検出素子の出力を夫々比較して人体を検出す
る人体検出装置を提案している（特願昭６２−２４２０
９０号）、＃Ｓ４図にこの人体検出装置の全体構成を示
す。この人体検出装置は、複数の検知領域Ａ゛〜Ｄ゛で
構成され人体Ｍに比べて十分に小さい領域からの赤外線
を集光用の光学系１を通して各検知領域毎に夫々受光す
る複数の赤外線検出素子Ａ−［）からなる赤外線検出部
２と、夫々の赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力を独立に増
幅する増幅部３と、増幅出力を人体検出に適した信号に
変換する信号処理部４と、変換信号のピーク値と出力時
刻とを検出すると共にこれらを相互に比較して人体の有
無を判定する判定部５と、判定結果を出力する出力部６
とで構成されている。

この人体検出装置の動作を第５図及Ｖ第６図に基づいて
説明する。この人体検出装置では、上述のように検知領
域Ａ゛〜Ｄ゛からなる領域を人体Ｍに比べて十分に小さ
い領域に紋ることにより、この領域を通過する人体Ｍは
移動方向にかかわらず検知領域Ａ°〜Ｄ゛の全域を通過
するようにしてあり、このため人体Ｍが検知領域Ａ゛〜
Ｄ゛を通過すると、赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力のピ
ーク値ｖＡ〜■ゎはほぼ同一の値になる。従って、赤外
線検出素子Ａ−Ｄの各出力のピーク値Ｖ＾〜ｖＤがほぼ
同一の値を示すことを、人体Ｍの存在判定の第１の判定
条件とすることができる。但し、実際には人体Ｍの表面
の温度分布等により赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力のピ
ーク値にはある程度のばらつきがあり、また各出力のピ
ーク値■。〜■ゎは周囲温度によって影響を受けるので
、この存在判定に関しては各赤外線検出素子Ａ−Ｄの出
力を相対的に比較して人体Ｍの存在判定を行っている。

今、赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力のピーク値Ｖ、〜■
ｌの最大値をＶ　ｗａｘ、最小値をＶａｉｎとすると、
ＶｍａにとＶ　ｗｉｎとの比が所定値Ｓ（０＜Ｓ＜１）
より大きければ、各ピーク値ｖＡ〜ＶＤのばらつきが小
さく、人体Ｍが存在すると判定する。つまり、この人体
Ｍの存在判定の第１の判定条件を式で表すと次のように
なる。

ＶＩＩＩｉｎ／　Ｖｍａｘ＞　Ｓ　　　　＝４１）但し
、０＜Ｓ＜１ また、ｋ体Ｍが検知領域Ａ゛〜Ｄ゛を通過する場合には
、移動方向にかかわらず全ての検知領域Ａ〜Ｄ゛に同時
に侵入することは有り得ない。つまりは、各赤外線検出
素子Ａ−Ｄの出力信号が立ち上がる時刻（以下、この時
刻を出力時刻と呼ｒ）ｔ＾〜ｔゎには時間差が存在する
。従って、出力時刻ｔ＾〜ｔＤに時間差が存在すること
を、人体Ｍの存在判定の第２の判定条件とすることがで
きる。なお、上記時間差は検知領域Ａ゛〜Ｄ゛の広さ及
び人体Ｍの移動速度を考慮すれば、ある範囲に限定され
る。

従って、出力時刻ｔ＾〜１．の時間差を、ｄｔとすると
、次式で示す人体Ｍの存在判定の第２の判定条件が得ら
れる。

Ｔｗｉｎ＜　Ａｔ＜　Ｔｍａｘ　　　　・−（２）但し
、Ｔ　ｓｉｎ、　Ｔ　ｗ＋ａｘは大々時間差の下限値及
び上限値である。例えば、第６図（ａ）〜（ｅ）に示す
赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力が得られた場合には、いず
れの場合にも時間差７ｊｔ＝ｔＩＪ−ｔ＾とじて求まる
。

即ち、この人体検出装置においては、赤外線検出素子Ａ
−Ｄの各出力のピーク値Ｖ、〜Ｖ［＋が略−定であり、
且つ各出力の出力時刻ｔ＾〜１．に所定範囲のばらつき
がある場合に人体Ｍが存在すると判定するのである。こ
のようにして人体Ｍの有無を判定すると、全般的な温度
変化や太陽光等の外乱光、あるいは局所的な温度変化や
内部雑音等の影響による誤動作を防止でき、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１ ところで、この人体検出装置では各赤外線検出素子Ａ−
Ｄの出力時刻はそれらの出力レベルが所定の判定値を越
えた時点として判定部５が検出していたー。ここで、人
体Ｍが検知領域Ａ゛〜Ｄ゛を通過する場合に要する時間
は人体Ｍの移動速度に反比例し、人体Ｍの存在判定の第
２の判定条件（（２）式）の下限値Ｔ引ｎは最高速度で
移動する人体Ｍにて得られる赤外線検出素子Ａ−Ｄの出
力時間差をもとにして設定することになる。従って、こ
のような出力時刻の検出方法では高速で移動する人体Ｍ
を正確に検出するために上記判定値は低く設定する必要
がある。なお、この人体検出装置では例えば時速３６０
艷（秒速０　、１　ｍ）から時速３６ｉ（秒速１０−）
て゛移動する人体Ｍを検出するようにしである。

また、次の理由によっても上記判定値を低く設定する必
要がある。例えば、外乱光等により赤外線が同時に赤外
線検出素子Ａ−Ｄに入射され、かつ光源が各赤外線検出
素子Ａ−Ｄの検知領域の中心から大きくずれた位置にあ
り、赤外線入射光量に差がある場合、第７図に示す赤外
線検出素子Ａ〜Ｄの出力が得られる。ここで、判定値を
＼７ｔｈに設定しであると、出力時刻に時間差が生じ（
ｔ＾〜ｔＩ＋）、ピーク値＼ｌＡ〜＼１４、が第１の判
定条件を満足すると、上述した第２の判定条件も満足す
るので、外乱光によｒ）誤動作する。しかし、判定値を
第７図中ｖｔｈ’で示すように低くすると、赤外Ｍ検出
素子Ａ−Ｄの各出力時刻にはｔ　、　１〜１ｏ”で示す
ように時間差が無くなり、（２）式の判定条件を病足し
なくなり、このため外乱光による誤動作を防止できる。

従って、上述のような外乱光による誤動作を防止するた
めにも判定値は低く設定する必要がある。

しかしながら、上述のように出力時刻を検出するための
判定値を低く設定すると、例えば第８図に示す上うな出
力時刻が異なり、且つピーク値が略一定である雑音が判
定部５に入力されると、第１及び第２の判定条件を共に
満足する場合があり、このため雑音により誤動作する可
能性があった。

つまりは、判定値を低く設定すると、雑音に反応してし
まうのである。

本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、雑音による誤動作の可能性が少ない
人体検出装置を提供することにある。

［題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は赤外線検出素子の
各出力のピーク値が略一定であると共に、そのピーク値
が所定レベル以上であり、且つ各出力の出力時刻に所定
範囲のばらつきがある場合に人体が存在すると判定する
判定部を備えている。

［作用］ 本発明は、上述のように判定部が複数の赤外線検出素子
の各出力のピーク値が略一定であり、且つ出力の出力時
刻に所定範囲のばらつきがあるか否かを判定することに
加えて、赤外線検出素子の出力のピーク値が所定レベル
以上あるか否かを判定することにより、赤外線検出素子
の出力よりもピーク値が低い雑音を赤外線検出素子の出
力とは判定しないようにして、出力時刻が異なり、且つ
ピーク値が略一定の雑音により誤動作しないようにした
ものである。

［実施例］ 本実施例の人体検出装置は構成的にはｖＬＪ４図に示す
従来の人体検出装置と同じで、本実施例の場合には判定
部５による人体Ｍの存在判定方法に特徴を有するもので
ある。なお、以下の説明では赤外線検出素子を４＠用い
た場合について説明するが、赤外線検出素子の個数が４
９Ａ以外の場合であっても本発明を適用できる。

まず、本実施例の具体的な構成に関して説明を加えてお
く。本実施例では赤外線検出素子としては常温で動作可
能で安価な焦電素子を用いである。

なお、焦電素子の他にはサーモパイルを用いることもで
きる。光学系１としては、ミラーまたはレンズを用い、
さらに具体的には多分割ミラーや多分割レンズを用いで
ある。赤外線検出素子Ａ−Ｄは、光学系１の焦点面上に
配置してあり、背景上には光学系１を通して４つの検知
領域Ａ°〜Ｄ゛が赤外＃Ｉ検出素子Ａ−Ｄの配置と同じ
配置で形成されることになる。ここで、検知領域Ａ゛〜
Ｄ゛を人体Ｍが通過すると、各赤外線検出素子Ａ−Ｄか
らは人体Ｍと背景との温度差の変化に応じた出力が生じ
る。信号処理部４は帯域フィルタ、マルチプレクサ及び
Ａ／Ｄ変換器を備え、帯域フィルタにて赤外線検出素子
Ａ−Ｄの出力における必要な周波数成分のみを抽出し、
マルチプレクサ及びＡ／Ｄ変換器により帯域フィルタを
通過した各々の赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力を順次ＡＩ
Ｄ’ｌ検する。

ところで、本実施例の判定部５においても、上記信号処
理部４で処理された赤外線検出素子Ａ〜Ｄの各出力から
出力時刻ｔ＾〜ｔＤ及びピーク値■８〜Ｖ１１を求め、
上述した（１）、（２）式の判定条件を満足するか否か
を判定するのであるが、本実施例の場合にはこれに加え
て赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力のピーク値が所定レベル
以上あるか否かを判定する。つまり、人体Ｍが検知領域
Ａ′〜Ｄ′を通過した際の赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力
のピーク値よりも雑音のピーク値は十分に小さい。よっ
て、赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力と雑音とをそれらのピ
ーク値から識別することが可能である。そこで、本実施
例では各赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力のピーク値が所定
レベル以上であるか否かを検出し、所定レベル以下であ
ると赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力ではないと判定し、雑
音による影響を除去するようにしである。但し、人体Ｍ
は検知領域Ａ゛〜Ｄ゛を均等に通過するとは限らず、赤
外線検出素子Ａ−Ｄの出力にはある程度のばらつきを生
じる。そこで、本実施例の場合には所定個数（２個）の
赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力のピーク値が所定レベル（
Ｖｘ）を越えた場合に、赤外線検出素子Ａ〜Ｄの出力で
あると判定するようにしである。つまり、本実施例では
上記条件を人体Ｍの存在判定の第３の判定条件としたも
ので、この判定条件を式で表すと次のようになる。

Ｑ≧Ｐ 但し、ＱｌｉＶＡ−ｖＤ＞ｖＫｔ−膚たｔａａ以下、本
実施例の判定部５による人体Ｍの存在判定方法について
第１図の７０−チャートに基づいて説明する。本実施例
の判定部５では各赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力の出力時
刻をそれらの出力レベルが所定の判定値を越えた時点か
ら検出する。

但し、この判定値は高速で移動する人体Ｍを確実で検出
できると共に、外乱光等により赤外線が同時に赤外線検
出素子Ａ−Ｄに入射され、かつ赤外線入射光量に差があ
った場合にも誤動作を生じない値、例えば第７図中のＶ
ｔｈ’に設定しである。

そして、この各赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力の出力時刻
がまず第２の判定条件（（２）式）を満たすか否かを判
定する。ここで、上記判定条件を満たさない場合には人
体Ｍは存在しないと判定する。、第２の判定条件を膚す
場合には、各赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力のピーク値を
夫々求めて、第１の判定条件（（１）式〉を満足するか
否かを判定する。この場合にも、上記判定条件を満足し
ないと、人体Ｍは存在しないと判定する。そして、上記
第１の判定条件を満足した場合には、第３の判定条件を
満すか否かを判断する。つまり、各赤外線、検出素子Ａ
−Ｄの出力のピーク値Ｖ、〜ｖｔｌが所定レベルＶＬを
越えるか否かを検出し、所定レベルＶ）＋を越える赤外
線検出素子Ａ−Ｄの個数が所定個数（Ｐ）以上である場
合に、人体Ｍが存在すると判定する。

例えば、第７図の赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力が人体Ｍ
によるものであるとした場合、判定部５では夫々の出力
のピーク値■。〜＼ｌｔｌが所定レベル■Ｋを越えるか
否かを検出する。そして、この出力が人体Ｍによるもの
であると判定すべきものである場合には、例えば上記判
定個数（Ｐ）を１または２とし、所定レベルｖ、、を越
える赤外線検出素子Ａ−Ｄの所定個数（Ｐ）以上のとき
、第３の判定条件を満足するようにすれば良い。今、第
８図に示すように出力時刻（図中１Ａ″〜ｔｔ、″で示
す）が異なり、且つピーク値（図中ｖＡ”〜ｖ［４”で
示す）が略一定の雑音が判定ｓ５に入力されたとしても
、図より明らかなように雑音であると上記第３の判定条
件を膚たさないので、この雑音による誤動作を防止でき
る。つまり、本実施例では第１〜第３の判定条件をすべ
て満たした場合に、人体Ｍが存在すると判定して、出力
部６から判定結果として人体検出出力（例えば、警報）
を出力するのである。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、判定部が複数の赤外線検出素子
の各出力のピーク値が略一定であり、且つ出力の出力時
刻に所定範囲のばらつきがあるか否かを判定することに
加えて、赤外線検出素子の出力のピーク値が所定レベル
以上あるか否かを判定するので、赤外線検出素子の出力
よりもピーク値が低い雑音を人体による赤外線検出素子
の出力とは判定せず、従って出力時刻が異なり、且つピ
ーク値が略一定の雑音による誤動作を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の人体の存在判定方法を示す
７０−チャート、第２図は従来例の人体検出方法の説明
図、第３図は同上の出力波形図、第４図は他の従来例の
構成を示すブロック図、第５図は同上の人体検出方法の
説明図、第６図は同上の出力波形図、第７図は出力時刻
を検出する方法の説明図、第８図は同上の問題点の説明
図である。 ５は判定部、Ａ−Ｄは赤外線検出素子である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の検知領域で構成され人体に比べて十分に小
   さい領域からの赤外線を各検知領域毎に夫々受光する複
   数の赤外線検出素子と、これら赤外線検出素子の各出力
   のピーク値が略一定であると共に、そのピーク値が所定
   レベル以上であり、且つ各出力の出力時刻に所定範囲の
   ばらつきがある場合に人体が存在すると判定する判定部
   とを備えて成る人体検出装置。