JPH0412836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は移動する人体等の物体から放射され
る赤外線エネルギー量と、建造物の床面等の背景
から放射される赤外線エネルギー量との差を検出
し、自動ドアの開閉や防犯警報装置の作動を制御
する赤外線式移動物体検出装置に関するものであ
る。

＜従来の技術＞ 絶対零度（−273℃）以上のあらゆる物体はそ
の温度に応じた赤外線を放射しているが、常温状
態での人体や建造物等は波長10μｍ付近の遠赤外
線を放射している。赤外線式移動物体検出装置は
建造物の床面等に所定の検知エリアを設定し、こ
の検知エリアから放射される赤外線を光学系を用
いて、常時監視している。検知エリア内に人体等
の物体が侵入することにより生じる赤外線エネル
ギー量の変化を検出し、自動ドアの開扉信号を出
したり、あるいは防犯警報装置の発報信号を出す
ように構成されたものである。

ところで、最近自動ドアの前面に化学的な処理
を施された布製の吸塵マツトが敷設されることが
多くなつた。この吸塵マツトの布材は熱容量が小
さく、しかもその毛足が長いので、太陽光の直射
や風の緩急により急激な温度変化を起しやすい。
このため、特に直射日光が照射する屋外に検知エ
リアが設定され、この検知エリア内に敷設された
吸塵マツトの温度が周囲温度に対し異なる状況下
において、風等によつてこの吸塵マツトの温度が
変化すると、赤外線検出素子に入射する赤外線エ
ネルギー量が変化するため、赤外線式移動物体検
出装置が吸塵マツト自体の温度変化を検知して検
知エリア内に物体の移動がないにも拘らず例えば
自動開閉ドアが作動するといつた誤動作が発生す
る。この誤動作を防止するために検出感度を低く
すると、第１１図および第１２図に示すように、
温度変化に対し敏感に反応しないことによつて誤
動作の頻度は、低減するものの、例えば、検知エ
リア内の温度が検出すべき人体等の移動物体の温
度に対し温度差が小さくなつた場合に検出できな
くなつて検知不能の頻度が増大する。これを防止
するために検出感度を高くして検知能力を優先す
れば、前述の誤動作の頻度が増大するといつた矛
盾がある。

そこで、このような問題点を解消すべく自動利
得調整回路を備えた赤外線式移動物体検出装置が
本出願人によつて案出されている（特開昭59−
60587号）。この装置は、検知エリア内の温度変化
が大きい場合には、第４図に示すように検知エリ
アの温度と周囲温度との温度差が大きく、且つ第
５図に示すように検知すべき人体と背景の検知エ
リアとの温度差が検出感度に比較して著しく大き
いという条件と、検知エリア内の温度変化は人体
の移動時と異なり連続的に発生するという条件と
が生じる点に着目してなされたもので、検知エリ
アの温度変化によるノイズを検出し、このノイズ
のレベルに対応して自動利得調整回路により検出
感度を下げたり、あるいは信号自体のレベルを下
げ、温度変化の大小に拘らず信号レベルと検出感
度とを相対的に略一定に保持するようにしたもの
である。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、移動物体が連続的に検知エリア
を通過したり、又は検知エリア内に止まつて微動
したりした場合には、これの検出信号は、検知エ
リア内の温度変化によるノイズ信号と同様の信号
となり、誤動作して検出感度を低下させてしまう
ために移動物体を確実に検出できない欠点があ
る。そこで、本願と同一出願人は、検知エリアの
温度変化に起因するノイズ信号の変動に対しては
感度補正回路により検出感度を補正するとともに
物体の検知エリア内への移動に対しては感度補正
中断回路により感度補正回路の機能を一時中断す
る構成とした赤外線式移動物体検出装置を案出し
既に出願している（特開昭60−230081号）。この
装置は、感度補正中断回路により前記欠点を解消
できるものであるが、信号の入力がなくなつた後
に回路系で生じる時間遅れや減衰振動等が外乱に
よるノイズとして検知される場合があり、設定値
を定めるのに許容幅が小さいという僅かな欠点が
ある。

また、検知エリア内の温度が周囲温度と異なつ
て温度変化を起こし易い状態にありながらも風等
がなくてノイズ信号として検出されていない場合
において、例えば突風が吹いて温度変動が発生す
ると、検出感度が低下していないのでこの突風に
よる温度変化を検知する誤動作が生じる。このよ
うな事態に対応できる程度にまで応答速度を速く
すると、肝心の移動物体をも検出できなくなる。

＜発明の目的＞ 本発明は、このような問題点に鑑みなされたも
ので、検知エリア内の状況を的確に把握して適切
な検出感度に自動的に設定でき、検知エリア内の
温度変化に対し誤動作することのない優れた検知
能力を有する赤外線式移動物体検出装置を提供す
ることを目的とするものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の赤外線式移動物体検出装置は、前記目
的を達成するために、所定の検知エリアから放射
される赤外線光束を集光する光学系と、赤外光を
測定波長として前記光学系から入射した熱放射エ
ネルギーをその変動量に応じた電気信号に変換す
る光導電効果型赤外光センサまたは熱型光センサ
からなる赤外線検出素子と、この赤外線検出素子
の出力電気信号を増幅する増幅回路と、この増幅
回路の増幅信号が所定のレベルを超えた時にトリ
ガ信号を出力するレベル検出回路と、このレベル
検出回路からのトリガ信号を受けて自動ドアの開
閉等を制御する制御器に作動信号を出力する出力
回路とを備えた赤外線式移動物体検出装置におい
て、光起電力効果型光センサまたは光導電効果型
可視光センサからなりこれの検知エリアへの対向
面に入射する光束の密度に比例する電気信号を出
力する照度検出素子と、この照度検出素子の出力
の変動量に応じた検出信号を出力する照度検出回
路と、この照度検出回路の検出信号に基づき前記
増幅回路または前記レベル検出回路を制御して検
出感度を前記検出信号に対応するよう補正する感
度補正回路とを具備して成る構成を要旨とするも
のである。

＜作用＞ 前記構成としたことにより、赤外線検出素子と
は個別に検知エリアに向け配設された照度検出素
子からは、これの検知エリアへの対向面に入射す
る単位面積当りの光束に比例する電気信号、つま
り該照度検出素子の周囲の照度に比例する電気信
号が出力され、この電気信号の変動量に応じた検
出信号が照度検出回路から出力される。従つて、
照度検出回路から出力する検出信号は、太陽光等
の直射による検知エリアの照度に対応し、この照
度に対応した検出信号に基づいて増幅回路の増幅
度またはレベル検出回路の検出基準レベル等が可
変される。この照度は、第３図に示すように周囲
温度と検知エリアの温度との温度差に対し比例関
係にあり、更に、周囲温度と検知エリアの温度と
の温度差は、前述の第５図および第４図でそれぞ
れ示したように人体と検知エリアとの温度差およ
び検知エリアの温度変化に対し比例関係にある。
従つて、照度を検出することにより検知エリアの
状態を的確に把握することができるから、この照
度により自動的に可変される検出感度は検知エリ
アの温度変動に対し最適値に設定されることにな
り、誤動作や検知不能状態の生じることがない。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を詳述する。

一実施例を示した第１図において、所定の検知
エリアから放射された赤外線光束は光学系１によ
り集光され、赤外線検出素子２に入射する。赤外
線検出素子２は焦電検出器、サーミスタ・ボロメ
ータ、熱電堆等の熱型光センサまたは光導電効果
型赤外光センサからなり、赤外光を測定波長とし
て入射した熱放射エネルギーをその変動量に応じ
た電気信号に変換する。増幅回路３で増幅された
増幅信号はレベル検出回路４で信号強度、すなわ
ち赤外線光束の変動量が監視され、レベル検出回
路４は所定の検出感度を超える変動を検知すると
所定時間長を有するトリガ信号を出力する。レベ
ル検出回路４のトリガ信号によつて出力回路５が
作動して制御器６に作動信号を出力し、制御器６
は自動ドアの開扉信号等を出力する。

以上のような基本構成を備えた赤外線式移動物
体検出装置に対し以下の構成を付設したことを特
徴とする。即ち、フオトトランジスタ、フオトダ
イオード太陽電池等の光起電力効果型光センサま
たはCdSセル等の光導電効果型可視光センサから
なる照度検出素子７が、検知エリアに向けて赤外
線検出素子２に並設されており、この照度検出素
子７からは、これの検知エリアへの対向面に入射
する単位面積当りの光束に比例する電気信号、つ
まり該照度検出素子７の周囲の照度に比例する電
気信号が出力され、この電気信号の変動量に応じ
た照度検出信号が照度検出信号８から出力され
る。従つて、照度検出回路８から出力する検出信
号は、太陽光等の直射による検知エリアの照度に
対応し、この照度に対応した照度検出信号に基づ
いて感度補正回路９が、増幅回路３およびレベル
検出回路４それぞれ制御して検出感度を可変す
る。

次に、前記構成とした実施例装置の作用につい
て説明すると、検知エリアに温度変化が発生する
最も大きな要因は、太陽光の直射による検知エリ
アの温度上昇である。照度を検出すれば、前述の
第３図、第４図および第５図から明らかなよう
に、この照度は、周囲温度と検知エリアの温度と
の温度差、人体と検知エリアとの温度差および検
知エリアの温度変化に対しそれぞれ比例関係にあ
るから、検知エリアの状態を的確に検知できる。
この照度検出信号に対応して増幅回路３の増幅度
およびレベル検出回路４の検出基準レベルがそれ
ぞれ可変され、検出感度が、照度の変化に対応し
て第２図に示すように可変される。従つて、照度
が大きくなつて検知エリアの温度および周囲温度
と検知エリアの温度との温度差が大きくなつてい
る状態では検出感度が低下しているから、突風等
による瞬間的な温度変化に伴う赤外線エネルギー
量の変化を検出する誤動作は生じない。また、従
来装置においてはノイズとして検出できなかつた
無風状態時における検知エリアの温度変化を起こ
し易い状態をも照度により検知して検出感度が低
下するので、前述の突風等による温度変化を検知
することがない。

また、検知エリア内の温度上昇により検出感度
が低下している状態において、移動物体が検知エ
リアを連続的に通過したり、あるいは検知エリア
内に止つて微動した場合には、検知エリアと移動
物体の太陽光に対する反射率あるいは反射の位置
が異なることにより照度が低下するので検出感度
が低下することがなく、移動物体を確実に検出す
ることができる。即ち、検知エリアの状況に応じ
て検出感度を可変しているため、誤動作や検知不
能の発生頻度は極めて少なくなる。

また、前記実施例では、感度補正回路９を、照
度検出信号に対応して増幅回路３の増幅度とレベ
ル検出回路４の検出基準レベルとをそれぞれ可変
する構成としたが、増幅度又は検出基準レベルの
いずれか一方のみを可変する構成としても、前記
実施例と略同様の効果を得ることができる。さら
にまた、感度補正回路９を、照度検出信号に対応
して増幅回路３およびレベル検出回路４のいずれ
か一方またはその両方の周波数特性を可変する構
成としてもよい。すなわち、第６図に実線の曲線
で示した外乱によるノイズ信号の周波数成分は、
同図に破線で示した人体等の移動物体の検出信号
の周波数成分よりも低い周波数帯域にある。した
がつて、たとえば通常時は第７図の１点鎖線の曲
線で示す周波数帯域の増幅度を有する増幅回路３
を、照度検出信号に対応して同図に実線の曲線で
示すように周波数帯域の低域の増幅度を低下さ
せ、検出感度を低下させるようにする。これによ
り、外乱ノイズのある状態においても移動物体の
検出信号に対しては大きな増幅度で増幅される。
この場合も、従来装置のようにノイズ信号により
検出感度を可変するものと異なり、検知エリア内
の照度により周波数帯域の低域の利得を低下させ
て検出感度を可変しているから、従来の問題点を
解消できる。

第８図は本発明の他の実施例を示し、同図にお
いて第１図と同一若しくは同等のものには同一の
符号を付してあり、装置の周囲温度を検出するた
めのシリコンダイオード、サーミスタ、熱電対等
からなる温度検出素子１０と、この温度検出素子
１０の温度の変動量に対応する駆動を電気信号に
変換し増幅して出力する温度検出回路１１とを付
加し、感度補正回路１２を、照度検出信号と温度
検出信号とにより増幅回路３の増幅度およびレベ
ル検出回路４の検出基準レベルをそれぞれ可変す
る構成とした点において第１図のものと相違して
いる。

前記温度検出回路１１により、第９図に示すよ
うに同一の照度に対し周囲温度が高い場合は検出
感度を低く、且つ周囲温度が低い場合には検出感
度が高くなるよう温度補正を付加している。これ
は検知エリアの太陽光（特に可視光線）の反射率
が設置場所や季節によつて異なるのを補正するた
めである。照度が高く検知エリアの温度変化も大
きくなる条件は、太陽光のエネルギが大きいこと
であり、これは太陽光照度に比例している。例え
ば太陽光照度が高い夏期においては冬期に比し同
一の照度に対し周囲温度が高くなる。従つて、周
囲温度を検出して照度による検出感度の可変を第
９図の範囲内で補正することで、更に正確で安定
した装置となる。尚、この実施例においても感度
補正回路１２により増幅回路３の増幅度およびレ
ベル検出回路４の検出基準レベルをそれぞれ可変
する場合について説明しているが、増幅度又は検
出基準レベルの何れか一方のみを可変しても実施
例と略同一の効果を得られるのは言うまでもな
い。

また、第１０図は本発明の更に他の実施例を示
し、同図において第１図および第８図と同一若し
くは同等のものには同一の符号を付してある。感
度補正回路１３は、増幅回路３の増幅信号のうち
ノイズレベル検出回路１３ａにより検出されたノ
イズ信号の変動量に対応して増幅回路３の増幅度
を可変するもので、いわゆるノイズ信号を検知し
て検出感度を低下させる既存の外乱検知回路と略
同一構成のものであり、これに照度検出回路８か
らの照度検出信号で照度補正を加えて従来装置の
欠点を解消したものである。

なお、本発明は、前記各実施例にのみ限定され
るものではなく、請求の範囲内で種々の実施態様
が考えられるのは勿論であり、例えば、図示して
いないが、照度検出素子７の光学系としては、独
自に設ける他に赤外線検出素子２の光学系１を共
用しても良く、或いは照度検出素子７自体の指向
特性を利用してもよい。また、照度または温度に
よる増幅回路３、レベル検出回路４の制御は連続
的または段階的の何れでもよい。

＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明の赤外線式移動物体
検出装置によると、検知エリアに向け配設した照
度検出素子の周囲の照度に対応して検出感度を可
変する構成としたので、検知エリアの状態に最も
適した検知感度に自動的に可変され、検知エリア
の瞬間的な温度変化等の極めて激しい温度変化の
条件下においても誤動作することがないととも
に、いかなる状態においても移動物体を確実に検
出することができるパーフエクトな赤外線式移動
物体検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の赤外線式移動物体検出装置の
一実施例のブロツク図、第２図は第１図の検出照
度と検出感度との関係図、第３図は照度と、周囲
温度と検知エリアの温度との温度差の関係図、第
４図は周囲温度と検知エリアの温度との温度差と
検知エリアの温度変化との関係図、第５図は周囲
温度と検知エリアの温度との温度差と人体と検知
エリアとの温度差との関係図、第６図はノイズ信
号と移動物体の検知信号の各周波数成分の説明
図、第７図は第１図において感度補正回路により
増幅回路の周波数特性を可変する場合の周波数と
増幅回路の増幅度との関係を示す周波数特性図、
第８図は本発明の他の実施例のブロツク図、第９
図は第８図の周囲温度に対する検出照度と検出感
度との関係図、第１０図は本発明の更に他の実施
例のブロツク図、第１１図および第１２図はそれ
ぞれ従来装置における検出感度に対する検知不能
頻度と誤動作の頻度の説明図である。 １……光学系、２……赤外線検出素子、３……
増幅回路、４……レベル検出回路、５……出力回
路、６……制御器、７……照度検出素子、８……
照度検出回路、９，１２，１３……感度補正回
路、１１……温度検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の検知エリアから放射される赤外線光束
   を集光する光学系と、赤外光を測定波長として前
   記光学系から入射した熱放射エネルギーをその変
   動量に応じた電気信号に変換する光導電効果型赤
   外光センサまたは熱型光センサからなる赤外線検
   出素子と、この赤外線検出素子の出力電気信号を
   増幅する増幅回路と、この増幅回路の増幅信号が
   所定のレベルを超えた時にトリガ信号を出力する
   レベル検出回路と、このレベル検出回路からのト
   リガ信号を受けて自動ドアの開閉等を制御する制
   御器に作動信号を出力する出力回路とを備えた赤
   外線式移動物体検出装置において、光起電力効果
   型光センサまたは光導電効果型可視光センサから
   なりこれの検知エリアへの対向面に入射する光束
   の密度に比例する電気信号を出力する照度検出素
   子と、この照度検出素子の出力の変動量に応じた
   検出信号を出力する照度検出回路と、この照度検
   出回路の検出信号に基づき前記増幅回路または前
   記レベル検出回路を制御して検出感度を前記検出
   信号に対応するよう補正する感度補正回路とを具
   備して成ることを特徴とする赤外線式移動物体検
   出装置。 ２ 感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に
   対応して増幅回路の増幅度を可変する構成とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   赤外線式移動物体検出装置。 ３ 感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に
   対応してレベル検出回路の検出基準レベルを可変
   する構成としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の赤外線式移動物体検出装置。 ４ 感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に
   対応して増幅回路の増幅度およびレベル検出回路
   の検出基準レベルをそれぞれ可変する構成とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   赤外線式移動物体検出装置。 ５ 感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に
   対応して増幅回路の周波数特性を可変する構成と
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の赤外線式移動物体検出装置。 ６ 感動補正回路を、照度検出回路の検出信号に
   対応してレベル検出回路の周波数特性を可変する
   構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の赤外線式移動物体検出装置。 ７ 感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に
   対応して増幅回路およびレベル検出回路のそれぞ
   れの周波数特性を可変する構成としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の赤外線式移
   動物体検出装置。 ８ 感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に
   対応して増幅回路の増幅度およびレベル検出回路
   の検出基準レベルの少なくとも一方の可変と前記
   増幅回路およびレベル検出回路の少なくとも一方
   の周波数特性の可変とをおこなう構成としたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の赤外
   線式移動物体検出装置。 ９ 感度補正回路を、検知エリアの周囲温度を検
   出してその変動量に応じた電気信号に変換する温
   度検出回路の検出信号と照度検出回路の検出信号
   とに対応して、増幅回路の増幅度、レベル検出回
   路の検出基準レベル、前記増幅回路およびレベル
   検出回路のそれぞれの周波数特性のうちの少なく
   とも一つを可変する構成としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の赤外線式移動物体
   検出装置。