JPH04339291A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は検知領域内の放射温度及
び温度変化により人の存在を検出する人体検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、人体から放射される赤外線をサー
モパイル等の赤外線検出器等を用いて検出することによ
って、検知領域内の人の存在を検出するようにした人体
検出装置が知られている。このサーモパイルは検知領域
から放射される赤外線の絶対強度を直流信号に変換して
出力するものであ。この人体検出装置は図４（ａ）に示
すように検知領域内に人が存在しないとき、赤外線検出
器の出力をＶとし、これより高く設定された基準電圧Ｖ
ｒｅｆ　を越える値が得られると、検知領域内に人が存
在すると判断している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら検知領域
内の物体又は人から放射される絶対温度を検出する直流
特性を有するサーモパイルでは、人がこの検知領域内に
入ったとき、例えば暖房装置が起動されたり、人の存在
による周囲温度の上昇及び床面温度の上昇等があれば、
出力Ｖが変化する。そして図４（ｂ）で示すように暖房
装置の起動や周囲温度及び床面温度が上昇した後、人が
この検知領域から出ていっても、赤外線検出器の出力電
圧Ｖが基準電圧Ｖｒｅｆ　よりも高くなる場合がある。 このため検知領域内に人が存在しないにもかかわらず、
人体検出装置は人が存在すると判断し、これ以降同じ検
知領域内に人が出入りしても正確な人の検出が行えない
という問題点を有していた。

【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、検知領域内の人体以外の熱源体
により検出温度が上昇しても、誤検知状態から自動的に
復帰できる人体検出装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は放射赤外線によ
り人の存在を検出する人体検出装置であって、検知領域
内の放射温度を検出する直流特性を有する第１の赤外線
検出素子と、該検知領域の放射温度変化を検出する交流
特性を有する第２の赤外線検出素子と、検知領域内に人
が停留する予想最大限の時間を設定する最長時間設定手
段と、第１の赤外線検出素子の出力が基準電圧を越え、
第２の赤外線検出素子より交流出力が検出されたときに
検知領域内に人が存在すると判定する人体存在検出手段
と、第１の赤外線検出素子の出力が基準電圧以下で、第
２の赤外線検出素子の交流出力が検出されないときに人
の不存在を判定する人体不存在検出手段と、人体存在検
出手段及び人体不存在検出手段から人の存在及び不存在
を示す信号が検出されず第２の赤外線検出素子より交流
出力が検出されないとき、最長時間設定手段で設定され
た時間が経過すれば第１の赤外線検出素子の出力信号レ
ベルに基づいて基準電圧を設定する基準電圧設定手段と
、を具備することを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、第１
の赤外線検出素子で検知領域内の物体及び人から放射さ
れる絶対放射温度を検出し、第２の赤外線検出素子では
同一検知領域内の放射温度変化を検出している。２つの
赤外線検出素子から直流及び交流信号により人の存在及
び不存在を検出する。そしてこれらが検出されず交流信
号が得られないときには、最長時間設定手段で設定した
時間後に、新たな周囲温度に相当する基準電圧を第１の
赤外線検出素子から得られる値に基づいて自動的に設定
する。次に再び人が検知領域内に停留する際に第１の赤
外線検出素子の出力が基準電圧を越え交流信号が得られ
れば、実際に人が存在していると判断するようにしてい
る。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例による人体検出装置
の全体構成を示すブロック図である。第１の赤外線検出
素子１（以下検出器１という）は、検知領域内の物体及
び人からの絶対放射温度を検出する直流特性を有する検
出器であり、例えばサーモパイルを用いる。検出器１の
前面には検知領域を特定するためフレネルレンズ１ａが
設けられている。フレネルレンズ１ａは検知領域内から
放射される赤外線を検出器１に集光するためのレンズで
ある。検出器１の出力は増幅器２を介しＡ／Ｄコンバー
タ３に与えられる。一方、第２の赤外線検出素子４（検
出器４）は、熱源の放射温度変化を検出する交流特性を
有する検出器であり、例えば焦電素子を用いる。検出器
４にも検出器１と同様のフレネルレンズ４ｂが設けられ
ている。フレネルレンズ１ａ及び４ａは同一の検知領域
からの赤外線を集光するよう設置されている。検出器４
の出力は増幅器５を介し帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）６
に与えられる。ＢＰＦ６は例えば　０．２〜１０Ｈｚの
通過帯域を有するフィルタであって、その出力はＡ／Ｄ
コンバータ３に与えられる。Ａ／Ｄコンバータ３は増幅
器２及びＢＰＦ６のアナログの出力信号を夫々デジタル
信号に変換するものであり、その出力はマイクロコンピ
ュータ（ＣＰＵ）７に与えられる。

【０００８】ＣＰＵ７には、Ａ／Ｄコンバータ３の両チ
ャンネルの出力と最長時間設定手段、本実施例ではディ
ップスイッチ８の出力が与えられる。ＣＰＵ７は動作手
順をプログラムメモリ内に保持しており、後述するよう
に基準電圧設定手段７ａ、人体存在検出手段７ｂ及び人
体不存在検出手段７ｃの機能を有している。ディップス
イッチ８は、検知領域内に人が停留すると予想される最
大限の時間である最小静止時間Ｔｍを設定するものであ
る。

【０００９】次にこの人体検出装置の動作について図２
のタイムチャート及び図３のフローチャートを用いて説
明する。図２は図１のａ〜ｃの各部の波形を示しており
、検出器１の検知領域内に人が出入りする場合には図２
（ａ）に示すように、検出器１より直流レベルが変化す
る信号が得られる。（ｂ）は検出器４の出力する交流波
形を示し、（ｃ）はＣＰＵ７の出力波形である。図３の
フローチャートはこの人体検出装置を設置した場所に人
が出入りするときのＣＰＵ７の信号処理手順を示してい
る。

【００１０】例えば、現金自動預金支払機（ＡＴＭ）に
本実施例の人体検出装置を設置した場合を考える。設置
時にはディップスイッチ８で最長静止時間Ｔｍを予め設
定する。最長静止時間Ｔｍは検出器４の交流出力がなく
なる時点からの所定の経過時間を表すもので、例えばＡ
ＴＭが設置された場所では１分程度とする。動作を開始
する時刻ｔ０には、まずステップ１１においてＣＰＵ７
は人がいないと判定しその出力をＬとする。そして周囲
温度より規定温度だけ高くした基準温度を設定し、検出
器１の出力換算の基準電圧として電圧Ｖｒｅｆ１を設定
する（ステップ１２）。ステップ１３において検出器４
と共に検出器１からの出力電圧Ｖ（ｔ０）を読込み、ス
テップ１４においてＣＰＵ７の出力は人が存在しないこ
とを示すＬレベルとなっているか否かをチェックする。 時刻ｔ０では検知領域内に人がいないので、人以外の物
体から放射される放射温度は低い値となる。検出器１の
出力電圧Ｖ（ｔ０）は例えば人体検出装置が設置された
床面の温度を表すものであり、同じ場所に設置された暖
房装置も動作していないものとする。また検出器４から
も図２（ｂ）に示すように交流出力は得られない。従っ
てこの検知領域に人が侵入しないかぎりステップ１５か
らステップ１３に戻り、ＣＰＵ７は出力をＬレベルに保
持する。

【００１１】次にステップ１３，１４，１５のループに
おいて、時刻ｔ１で人がこの検知領域に入ると、人体か
らの放射熱により検出器１の出力が図２（ａ）に示すよ
うに上昇し、最初の基準電圧Ｖｒｅｆ１より高い電圧が
出力される。 又検出器４からもこの検知領域で人が動くことにより図
２（ｂ）に示す交流出力が得られる。ＢＰＦ６の通過帯
域は人の動きに対応した周波数に設定されており、１０
Ｈｚ以下の速さで変化する温度変化の信号は検知領域内
の人から放射されたものと判断する。この場合はステッ
プ１５からステップ１６へ進み、図２（ｃ）に示すよう
にＣＰＵ７は人の存在を表すＨレベルの信号を出力する
。そして以後はステップ１３，１４，１５，１６　のル
ープを繰り返し、ＣＰＵ７はＨレベルを保持する。

【００１２】図２（ａ）で示すように時刻ｔ２で人がＡ
ＴＭの前で所定の動作を完了し、この検知領域内から退
出したものとする。このとき検出器４からの交流出力は
なくなる。しかしＡＴＭに人が停留し、人体の熱により
床面温度やＡＴＭ機器の表面温度が上昇したか、又は暖
房装置などを起動したことより検出温度が上昇したとす
れば、図２（ａ）で示すように検出器１の出力電圧Ｖ（
ｔ２）は最初の電圧Ｖ（ｔ０）より高くなる。この電圧
Ｖ（ｔ２）は最初の基準の電圧Ｖｒｅｆ１より少し大き
いので、実際には検知領域内に人が存在しないにもかか
わらずＣＰＵ７がＨレベルの信号を続けて出力する。こ
の場合、ステップ１４からステップ１７に分岐し、検出
器１の出力電圧がＶｒｅｆ１より高いのでステップ１８
に進む。そして検出器４は交流信号を出力しなくなるの
でステップ１９に移る。そして静止時間Ｔの測定を開始
し、静止時間Ｔが最長静止時間Ｔｍと比較する（ステッ
プ２０）　。時刻ｔ２の直後では静止時間Ｔは最長静止
時間Ｔｍに達していないため、元のステップ１３に戻り
ＣＰＵ７の出力がＨレベルに保持されたままとなる。こ
のＣＰＵ７の出力は人が検知領域に停留していることを
示すものである。このような誤検知の状態は、人の動き
が生じないため、検出器４からの交流出力は０となるに
も係わらず、検知領域の周囲温度が人の停留により上昇
したために起こった結果である。

【００１３】さてステップ１９では時刻ｔ２から静止時
間Ｔの測定が行われ、ステップ２０において最長静止時
間Ｔｍと比較される。もし静止時間Ｔが最長静止時間Ｔ
ｍ未満であれば、ステップ１３に戻って同様の処理を繰
り返し、図２（ｃ）に示すようにＣＰＵ７はＨレベルの
出力を保持する。時刻ｔ２から最長静止時間Ｔｍ以上経
過した時刻ｔ３では、ステップ２０からステップ２１に
進み、ＣＰＵ７の出力をＬレベルにすると共に、図２（
ａ）に示すように電圧Ｖ（ｔ２）より更にΔＶだけ高い
電圧Ｖｒｅｆ２を基準電圧として更新し（ステップ２２
）、ステップ１３に戻る。

【００１４】次に時刻ｔ３から無人の状態が暫く続き、
時刻ｔ４で新たに人が入ってきたとき、検出器１及び検
出器４から、図２（ａ），（ｂ）の時刻ｔ１からの波形
と同様な出力波形が得られる。このときにはステップ１
３，　１４，　１５を経てステップ１６に進み、再びＣ
ＰＵ７より人が存在する旨のＨレベルの信号が出力され
る。又時刻ｔ５でこの人が退出したとき検出器１の出力
レベルは電圧Ｖｒｅｆ２よりは低く、電圧Ｖ（ｔ２）と
同程度になり、検出器４からの交流出力もなくなる。従
ってステップ１４，１７からステップ２３へ進み、人が
存在しなくなった旨の出力がＣＰＵ７から出力部９へ与
えられる。従って検知領域内の周囲温度が既に変化して
いても、時刻ｔ４に人が入ってきた際、基準電圧を自動
的に更新して人の有無を正確に検知できる。こうすれば
従来手動によりＣＰＵ７をリセットしなければ検知する
ことができなかった誤検知後の人の存在を、本実施例で
は自動的に補正して検出することができる。

【００１５】ここでＣＰＵ７は、ステップ１８〜２２に
おいて最長時間設定手段で設定された時間が経過したと
き、検出器１の出力信号レベルに基づいて、基準電圧を
設定する基準電圧設定手段７ａの機能を達成している。 又ＣＰＵ７はステップ１５，１６　は第１の赤外線検出
素子の出力が基準電圧を越え、第２の赤外線検出素子よ
り交流出力が検出されたときに検知領域内に人が存在す
ると判定する人体存在検出手段７ｂの機能を達成してお
り、ステップ１７，２３は第１の赤外線検出素子の出力
が基準電圧以下で、第２の赤外線検出素子の交流出力が
検出されないときに人の不存在を判定する人体不存在検
出手段７ｃの機能を達成している。尚本実施例では最長
時間設定手段としてディップスイッチ８を用いたが、可
変抵抗器やロータリスイッチであってもよい。又本実施
例の基準の電圧Ｖｒｅｆ１は人体検出装置が設置される
環境により決定されるものであり、第２の基準の電圧Ｖ
ｒｅｆ２はＡＴＭや他の機器で予想される人の最長静止
時間Ｔｍを経過した後の周囲温度を設定したものであり
、これらの値は各人体検出装置の設置される場所によっ
て異なるものである。又本実施例は直流型の特性を有す
る第１の赤外線検出素子としてサーモパイルを用いてい
るが、サーミスタボロメータ等を用いても同様に構成す
ることができる。又第２の赤外線検出素子に代えてマイ
クロ波素子を用いても同様の効果が得られる。

【００１６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、サーモパイル等の直流特性を有する第１の赤外線検
出素子と、焦電素子等の交流特性を有する第２の赤外線
検出素子を合わせて設けたことにより、検知領域内で人
が静止しても人の停留を正確に検出できる。第１及び第
２の赤外線検出素子の出力が共に低下する時点より、最
長時間設定手段で設定した時間を越えたとき検出される
第１の赤外線検出素子の出力に基づいて、基準電圧を自
動的に補正している。そのため検知領域内の人体以外か
ら放射される放射温度が変化しても、人の有無を正確に
検出できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における人体検出装置の全体
構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例の動作を示すタイムチャートである。

【図３】本実施例の動作を示すフローチャートである。

【図４】従来の人体検出装置の動作の一例を示すタイム
チャートである。

【符号の説明】

１，４　　赤外線検出素子 １ａ，４ａ　　フレネルレンズ ２，５　　増幅器 ３　　Ａ／Ｄコンバータ ６　　帯域通過フィルタ ７　　ＣＰＵ ７ａ　　基準電圧設定手段 ７ｂ　　人体存在検出手段 ７ｃ　　人体不存在検出手段 ８　　ディップスイッチ ９　　出力部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放射赤外線により人の存在を検出する
   人体検出装置であって、検知領域内の放射温度を検出す
   る直流特性を有する第１の赤外線検出素子と、該検知領
   域の放射温度変化を検出する交流特性を有する第２の赤
   外線検出素子と、前記検知領域内に人が停留する予想最
   大限の時間を設定する最長時間設定手段と、前記第１の
   赤外線検出素子の出力が基準電圧を越え、前記第２の赤
   外線検出素子より交流出力が検出されたときに前記検知
   領域内に人が存在すると判定する人体存在検出手段と、
   前記第１の赤外線検出素子の出力が前記基準電圧以下で
   、前記第２の赤外線検出素子の交流出力が検出されない
   ときに人の不存在を判定する人体不存在検出手段と、前
   記人体存在検出手段及び前記人体不存在検出手段から人
   の存在及び不存在を示す信号が検出されず前記第２の赤
   外線検出素子より交流出力が検出されないとき、前記最
   長時間設定手段で設定された時間が経過すれば前記第１
   の赤外線検出素子の出力信号レベルに基づいて前記基準
   電圧を設定する基準電圧設定手段と、を具備することを
   特徴とする人体検出装置。