JPH05322649A - Human body detector - Google Patents

Human body detector

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Publication number
JPH05322649A
JPH05322649A JP13102892A JP13102892A JPH05322649A JP H05322649 A JPH05322649 A JP H05322649A JP 13102892 A JP13102892 A JP 13102892A JP 13102892 A JP13102892 A JP 13102892A JP H05322649 A JPH05322649 A JP H05322649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
human body
detection
infrared
fresnel lens
detection element
Prior art date
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Pending
Application number
JP13102892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Kojima
豊 小島
Shinji Kirihata
慎司 桐畑
Makoto Taniguchi
良 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP13102892A priority Critical patent/JPH05322649A/en
Publication of JPH05322649A publication Critical patent/JPH05322649A/en
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  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a human body detector which can be simplified in structure and downsized and yet can decide movement and moving direction of human body easily and accurately. CONSTITUTION:An infrared ray detecting element 1 comprises a plurality of detecting element faces 17a-17d and a detected signal output means whereas a condenser comprises a Fresnel lens array 2 formed into a dome and a field of view limiting means 3. The field of view limiting means 3 limits the field of view of each of the detecting element faces 17a-17d so that an infrared ray detecting region formed through the Fresnel lens array 2 is divided into a plurality of regions A-D and different infrared ray detecting regions are constituted for the plurality of detecting element faces 17a-17d of the infrared ray detecting element 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は人体から発する赤外線を
検出するための人体検知装置、更に詳しくは室内の天井
面等に設置されて、人体検知の有無によって室内の照明
や空調等の各種設備をオン・オフ制御させる等の用途に
適用される人体検知装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a human body detecting device for detecting infrared rays emitted from a human body, and more specifically, it is installed on a ceiling surface of a room or the like, and various equipments such as indoor lighting and air conditioning depending on the presence or absence of human body detection. The present invention relates to a human body detection device applied to applications such as turning on and off.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の人体検知装置の基本的な原理
は、人体から発する赤外線、特に遠赤外線を赤外線検出
素子で検知させることにより、これを検知視野の背景と
の温度差の変化分として捉え、人体が存在すると判断す
るものである。ただ単に赤外線検知素子で赤外線を検知
させるようにしただけでは、その情報量が乏しく、人体
の存在を確実に検知することができない。例えば、検知
領域内で人体の動きが停止した場合には、もはや人体は
継続して存在しているとは認識されず、人体検知装置が
照明自動制御スイッチとして用いられている場合には、
人体が室内に存在するにも拘わらず、照明が消えてしま
うといった不具合が発生する。
2. Description of the Related Art The basic principle of this type of human body detecting device is to detect infrared rays emitted from the human body, particularly far infrared rays, by an infrared ray detecting element, and use this as a change in the temperature difference from the background of the detection visual field. It grasps and judges that the human body exists. Even if the infrared ray detecting element is made to detect infrared rays, the amount of information is insufficient and the presence of the human body cannot be surely detected. For example, when the movement of the human body stops within the detection area, it is no longer recognized that the human body is still present, and when the human body detection device is used as an automatic lighting control switch,
Even if the human body is present in the room, there is a problem that the lighting is turned off.

【0003】人体の存在検知を確実にするためには、赤
外線検知の情報量の増大を図り、検知領域内における人
体の移動の有無やその方向等を同時に検出できるように
することが望まれる。そこで、従来では、赤外線検知の
情報量の増大を図る手段として、独立した複数の赤外線
検知素子を用いることにより、これら複数の赤外線検知
素子の各々で人体から発せられる赤外線を検出させ、各
赤外線検知素子における赤外線検出のタイミングや出力
状況を判断することにより、検知領域に入ってきたもの
が人体であるか否かを判断するようにしたものも提案さ
れるに至っている。
In order to reliably detect the presence of a human body, it is desirable to increase the amount of information for infrared detection so that the presence or absence of movement of the human body within the detection area and its direction can be detected at the same time. Therefore, conventionally, as a means for increasing the information amount of infrared detection, by using a plurality of independent infrared detection elements, each of the infrared detection elements to detect the infrared rays emitted from the human body, each infrared detection There has also been proposed a device in which it is determined whether or not an object that has entered the detection area is a human body by determining the timing of infrared detection and the output state of the element.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の相互に独立した複数の赤外線検知素子を用いる手段
では、それら赤外線検知素子毎に各種制御回路や集光器
を設ける必要があるため、装置全体の構成の煩雑化や大
型化を招来し、製作コストも高価となる難点があった。
また、従来では、赤外線検知信号に基づいて人体の移動
やその移動方向等を演算処理する場合にあっても、それ
ら赤外線検知信号は、相互に独立した赤外線検出素子か
ら出力されるものであるから、その信号処理が面倒で、
過誤判断が生じ易いものとなっていた。
However, in the conventional means using a plurality of infrared detecting elements which are independent of each other, it is necessary to provide various control circuits and a condenser for each infrared detecting element. However, there is a problem in that the construction becomes complicated and large, and the manufacturing cost becomes high.
Further, conventionally, even when the movement of the human body and the moving direction thereof are arithmetically processed based on the infrared detection signal, those infrared detection signals are output from infrared detection elements independent of each other. , Its signal processing is troublesome,
It was easy to make an error judgment.

【0005】本発明は上記の点に鑑みて提案されたもの
で、構成の簡易化及び小型化が図れ、しかも人体の移動
やその移動方向等も容易且つ正確に判断処理することが
できる人体検知装置を提供することを、その目的として
いる。
The present invention has been proposed in view of the above points, and has a simplified structure and a reduced size, and can detect a human body in which the movement of the human body and its moving direction can be easily and accurately determined. The purpose is to provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案された請求項1に記載の本発明に係る人体検知装
置は、人体から発する赤外線を集光器で集光させて赤外
線検知素子で検出し、所定の検知信号を出力する人体検
知装置において、前記赤外線検知素子は、複数の検知素
子面と検知信号出力手段とを有するとともに、前記集光
器は、ドーム状に形成されたフレネルレンズアレーと、
このドーム状のフレネルレンズアレーよりも内側に設け
られた視野限定手段とからなり、この視野限定手段は、
フレネルレンズアレーを介して形成される赤外線検知領
域を複数に分割して赤外線検知素子の複数の検知素子面
ごとに異なる赤外線検知領域を構成すべく各検知素子面
の視野を制限するように設けられている。
SUMMARY OF THE INVENTION A human body detecting apparatus according to the present invention as set forth in claim 1 proposed for achieving the above object is an infrared ray detecting element by collecting infrared rays emitted from a human body by a condenser. In the human body detection device for detecting a predetermined detection signal and outputting the predetermined detection signal, the infrared detection element has a plurality of detection element surfaces and detection signal output means, and the condenser is a dome-shaped Fresnel. A lens array,
The dome-shaped Fresnel lens array is provided inside the field-of-view limiting means, and the field-of-view limiting means is
The infrared detection area formed via the Fresnel lens array is divided into a plurality of areas, and the infrared detection areas are formed so as to form different infrared detection areas for each of the plurality of detection element surfaces of the infrared detection element. ing.

【0007】また、請求項2に記載の本発明に係る人体
検知装置は、上記請求項1の構成において、前記視野限
定手段が、フレネルレンズアレーのフレネルレンズを透
過した赤外線を反射するミラーにより構成されたもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the human body detection device according to the first aspect, wherein the visual field limiting means is a mirror that reflects infrared rays transmitted through the Fresnel lens of the Fresnel lens array. It was done.

【0008】請求項3に記載の本発明に係る人体検知装
置は、上記請求項2の構成において、前記視野限定手段
のミラーが、赤外線検知素子の複数の検知素子面の各手
前側空間部どうしを仕切るように設けられている。
According to a third aspect of the present invention, in the human body detection device according to the second aspect, the mirror of the field-of-view limiting means is provided between the front space portions of the plurality of detection element surfaces of the infrared detection element. It is provided so as to partition.

【0009】[0009]

【作用】上記構成を特徴とする請求項1記載の本発明に
係る人体検知装置においては、赤外線検知素子の視野が
視野限定手段で制限されることによって、赤外線検知素
子の各検知素子面ごとに異なった領域での赤外線検知が
行われるために、1つの赤外線検知素子の使用であるに
も拘わらず、複数の検知領域で赤外線検出を行わせ、情
報量の増大化が図れる。即ち、複数の検知素子面のうち
何れか1つの検知素子面に対応する検知領域内に人体が
存在する場合において、例えばその人体が他の検知領域
に移動すると、先の検知素子面での人体検知がなされな
くなると同時に、その人体検出は他の検知素子面で行わ
れることとなり、このような検知領域の変化によって、
人体の移動、並びにその移動方向を判別することができ
ることとなる。尚、複数のフレネルレンズを備えたドー
ム状のフレネルレンズアレーによれば、何れの検知素子
面に対しても、それに対応するフレネルレンズで赤外線
を集光させて、感度のよい人体検知を行わせることが可
能であり、集光用のレンズを複数の検知素子面の各々に
対応させて逐一設けるような必要はない。
In the human body detecting apparatus according to the present invention having the above-mentioned structure, the field of view of the infrared detecting element is limited by the visual field limiting means so that each detecting element surface of the infrared detecting element is different. Since infrared rays are detected in different areas, it is possible to increase the amount of information by causing infrared rays to be detected in a plurality of detection areas despite the use of one infrared detection element. That is, when a human body exists in the detection area corresponding to any one of the plurality of detection element surfaces, for example, when the human body moves to another detection area, the human body on the previous detection element surface At the same time as the detection is stopped, the human body detection will be performed on the surface of another detection element.
It becomes possible to determine the movement of the human body and the movement direction thereof. According to the dome-shaped Fresnel lens array provided with a plurality of Fresnel lenses, infrared rays are condensed by any of the corresponding Fresnel lenses on any of the detection element surfaces to perform human body detection with high sensitivity. It is not necessary to provide a condenser lens for each of the plurality of sensing element surfaces one by one.

【0010】請求項2に記載の本発明に係る人体検知装
置においては、視野限定手段が赤外線を反射するミラー
で構成されているために、フレネルレンズを透過する赤
外線が、赤外線検知素子の検知素子面に直接集光される
角度とは異なる角度で入射された場合であっても、ミラ
ーの反射により検知素子面で受光させることが可能とな
る。従って、1つのフレネルレンズで検知素子面に集光
させることができる検知ビームの数を2倍に増加させ得
ることとなる。
In the human body detecting apparatus according to the present invention as set forth in claim 2, since the field-of-view limiting means is composed of a mirror that reflects infrared rays, the infrared rays passing through the Fresnel lens are the detecting elements of the infrared ray detecting elements. Even when the light is incident at an angle different from the angle at which the light is directly condensed on the surface, it is possible to receive the light on the detection element surface by the reflection of the mirror. Therefore, the number of detection beams that can be focused on the detection element surface by one Fresnel lens can be doubled.

【0011】請求項3に記載の本発明に係る人体検知装
置においては、複数の検知素子面の各手前側の空間部ど
うしがミラーで仕切られているために、異なる検知領域
間で検知ビームが交差することを確実に防止でき、異な
る検知領域の相互間における人体移動を正確に検出する
ことが可能となる。
In the human body detecting apparatus according to the present invention as defined in claim 3, since the space portions on the front sides of the plurality of detection element surfaces are partitioned by the mirror, the detection beams are generated between different detection areas. It is possible to reliably prevent the intersection, and it is possible to accurately detect the movement of the human body between the different detection areas.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図1は、本発明に係る人体検知装置の断
面図、図2はその要部分解斜視図、図3は要部底面図、
図4は要部半裁断面図、図5は赤外線検出素子の構造を
示す断面図、図6はその要部平面図、図7は赤外線検出
素子の回路図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a human body detection device according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of its essential parts, FIG. 3 is a bottom view of its essential parts,
FIG. 4 is a half-cut sectional view of an essential part, FIG. 5 is a sectional view showing the structure of the infrared detecting element, FIG. 6 is a plan view of the essential part, and FIG. 7 is a circuit diagram of the infrared detecting element.

【0013】図1に示す人体検知装置は、人体から発す
る遠赤外線を検知してその検知信号を出力する赤外線検
知素子1、集光器としてのドーム状に形成されたフレネ
ルレンズアレー2及び視野限定手段としてのミラー3、
並びに赤外線検出素子1から出力される検知信号を増
幅、演算処理するための回路ブロック4等を具備してい
る。これら各部は、室内の天井面Tに取付けて使用され
るベース5aと本体カバー5bで形成されるハウジング
ケース5内に適宜収容され、フレネルレンズアレー2は
このハウジングケース5の下面側に設けられた開口窓5
cから下向き状に突設されている。尚、同図中、6は天
井面Tへの取付用のネジ、7は人体検知装置への電力供
給の他、オン・オフ制御対象となる照明器具等への信号
送出に利用される配線である。
The human body detection apparatus shown in FIG. 1 detects an infrared ray emitted from a human body and outputs a detection signal, an infrared detecting element 1, a dome-shaped Fresnel lens array 2 as a condenser, and a limited field of view. Mirror 3, as a means
In addition, a circuit block 4 for amplifying and processing the detection signal output from the infrared detection element 1 is provided. Each of these parts is properly accommodated in a housing case 5 formed by a base 5a and a main body cover 5b which are attached to the ceiling surface T in the room, and the Fresnel lens array 2 is provided on the lower surface side of the housing case 5. Open window 5
It projects downward from c. In the figure, 6 is a screw for mounting on the ceiling surface T, 7 is a wire used for supplying electric power to the human body detection device and for transmitting a signal to a lighting fixture or the like which is an ON / OFF control target. is there.

【0014】上記各部のうち、赤外線検知素子1として
は、例えば焦電式のものが適用されるが、人体から発せ
られる赤外線の波長帯域の光線を受光して温度上昇を来
すことにより電圧又は抵抗値等が変化し、その検知が行
えるものであれば、何れのタイプのものも適用可能であ
る。赤外線検知素子1の具体的な構造としては、例えば
図5に示すように、上部に開口窓10を形成して赤外線
透過フィルタ11を設けたケースカバー12aとベース
12bで形成されたシールドケース12内に、複数の端
子13に接続された赤外線検知用の半導体チップ14が
設けられている。半導体チップ14の表面部には、図6
に示すように、赤外線受光部として機能する4つの検知
素子面17(17a〜17d)、並びに温度補償部15
a〜15dが設けられている。この温度補償部15a〜
15dは、周囲温度の急激な変動に原因する出力の発生
を防止するためのもので、検知素子面17a〜17dの
個々に対応して設けられるが、開口窓10を介して外部
からは見えない位置に設定されている。
Of the above-mentioned respective parts, as the infrared detecting element 1, for example, a pyroelectric type is applied. However, when the infrared ray emitted from the human body receives light rays in the wavelength band of the infrared ray, the voltage or Any type can be applied as long as the resistance value and the like can be changed and can be detected. As a specific structure of the infrared detection element 1, for example, as shown in FIG. 5, in a shield case 12 formed by a case cover 12a having an opening window 10 formed in the upper part and provided with an infrared transmission filter 11 and a base 12b. In addition, a semiconductor chip 14 for infrared detection connected to the plurality of terminals 13 is provided. As shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the four sensing element surfaces 17 (17a to 17d) functioning as infrared ray receiving sections, and the temperature compensating section 15
a to 15d are provided. This temperature compensation unit 15a-
Reference numeral 15d is for preventing the generation of an output due to a rapid change in ambient temperature, and is provided corresponding to each of the sensing element surfaces 17a to 17d, but is not visible from the outside through the opening window 10. Set to the position.

【0015】前記の4つの検知素子面17a〜17d
は、細幅の接続部16・・を介して相互に接続され、図
7に示すような回路構成とされている。即ち、同図に示
すように、赤外線検知素子1は、4つの検知素子面17
a〜17dの各々で赤外線検知がなされると、その検知
信号が増幅用FETで増幅され、S1〜S4の各端子か
ら出力されるように構成されている。FETドレインD
及びグランド用の端子Gは、共用されている。
The above-mentioned four sensing element surfaces 17a to 17d
Are connected to each other via the narrow connecting portions 16 ... And have a circuit configuration as shown in FIG. That is, as shown in the figure, the infrared detection element 1 has four detection element surfaces 17
When infrared rays are detected by each of a to 17d, the detection signal is amplified by the amplifying FET and output from each terminal of S1 to S4. FET drain D
And the terminal G for ground are shared.

【0016】図8は、上記赤外線検知素子1から出力さ
れる赤外線検知信号を処理する回路部4のハード構成を
示すものである。同図に示すように、赤外線検知素子1
の4つの検知素子面17a〜17dで各々赤外線が検知
されることにより出力される4種類の検知信号は、各々
FETで増幅された後に、個別のバンドパスフィルタ4
0、及びレベル検出回路41を介して演算回路42に入
力される。演算回路42は、各入力の発生の順番、間
隔、時間的経過を計数し、予め決められたアルゴリズム
に基づいて出力制御回路43の駆動を行い、リレー出力
回路44を制御するように構成されている。尚、人体の
移動とその方向検知以外に、焦電素子固有の問題点であ
る急激な周囲温度の変化によるポップコーンノイズ現象
の対策として、演算回路42にパルスカウンタ機能を設
けることにより不用意な作動を防止するように構成する
ことも可能である。
FIG. 8 shows a hardware configuration of the circuit section 4 for processing the infrared detection signal output from the infrared detection element 1. As shown in the figure, the infrared detection element 1
The four types of detection signals output by the detection of infrared rays on the four detection element surfaces 17a to 17d are amplified by the FETs, respectively, and then the individual bandpass filters 4
It is input to the arithmetic circuit 42 via 0 and the level detection circuit 41. The arithmetic circuit 42 is configured to count the order of occurrence of each input, the interval, and the lapse of time, drive the output control circuit 43 based on a predetermined algorithm, and control the relay output circuit 44. There is. In addition to the movement of the human body and its direction, as a countermeasure against the popcorn noise phenomenon due to a sudden change in ambient temperature, which is a problem peculiar to the pyroelectric element, a careless operation is provided by providing a pulse counter function in the arithmetic circuit 42. It is also possible to configure so as to prevent.

【0017】図1に示すドーム状のフレネルレンズアレ
ー2は、赤外線を透過させるポリエチレン樹脂等で形成
されたもので、赤外線集光用のフレネルレンズ20をそ
の周面部に多数形成したものである。フレネルレンズ2
0・・の具体的な態様としては、例えば図2及び図3に
示すように、フレネルレンズアレー2を外周部2Aと内
周部2Bの2つに区分した上で、一方の外周部2Aには
フレネルレンズ20(20A)が計12箇所等間隔で形
成され、また他方の内周部2Bにはフレネルレンズ20
(20B)が計8箇所等間隔で形成されている。尚、同
図中『+』で示す部分は、各フレネルレンズ20の中心
である。
The dome-shaped Fresnel lens array 2 shown in FIG. 1 is made of polyethylene resin or the like that transmits infrared rays, and has a large number of Fresnel lenses 20 for condensing infrared rays formed on its peripheral surface. Fresnel lens 2
As a specific mode of 0 ..., For example, as shown in FIGS. 2 and 3, the Fresnel lens array 2 is divided into an outer peripheral portion 2A and an inner peripheral portion 2B, and one of the outer peripheral portions 2A is Has 12 Fresnel lenses 20 (20A) formed at equal intervals in total, and the Fresnel lens 20 (20A) is formed on the other inner peripheral portion 2B.
(20B) are formed at eight places at equal intervals. The part indicated by "+" in the figure is the center of each Fresnel lens 20.

【0018】これら各フレネルレンズ20の焦点は、ド
ーム形状のフレネルレンズアレー2の曲率中心に設定さ
れるが、厳密には、赤外線検知素子1の4つの検知素子
面17a〜17dの位置に設定される。即ち、本実施例
では、後述するように、検知領域がA〜Dの4領域に区
分されるもので(図3参照)、例えば領域Aに相当する
位置のフレネルレンズ20・・の各焦点は何れも検知素
子面17aに、領域Bに相当する位置のフレネルレンズ
20・・の各焦点は検知素子面17bに、以下同様に領
域C、Dに相当する位置のフレネルレンズ20・・の焦
点は検知素子面17c、17dの位置となるように設定
されている。
The focus of each of these Fresnel lenses 20 is set at the center of curvature of the dome-shaped Fresnel lens array 2, but strictly speaking, it is set at the positions of the four detection element surfaces 17a to 17d of the infrared detection element 1. It That is, in this embodiment, as will be described later, the detection area is divided into four areas A to D (see FIG. 3), and, for example, the respective focal points of the Fresnel lens 20 ... In each case, the focal points of the Fresnel lens 20 ... At the position corresponding to the area B on the detection element surface 17a are the focal points of the Fresnel lens 20 ... At the position corresponding to the areas C and D. The positions are set to the positions of the sensing element surfaces 17c and 17d.

【0019】尚、各フレネルレンズ20・・の焦点距離
を17mm、検知素子面17a〜17dにおける受光面
積を1mm角、床面から天井面までの高さを2700m
mとした場合、40度の方向の検知ビームの床面におけ
る投影パターンは、 2700/cos40°≒3525 3525/17=207 の計算より、ドーム形状のフレネルレンズアレー2の直
径が約200mmの大きさとなり、室内設置に適切な大
きさとすることができる。
The focal length of each Fresnel lens 20 ... Is 17 mm, the light receiving area on the detection element surfaces 17a to 17d is 1 mm square, and the height from the floor surface to the ceiling surface is 2700 m.
When m, the projection pattern of the detection beam in the direction of 40 degrees on the floor surface is calculated as 2700 / cos 40 ° ≈3525 3525/17 = 207, and the diameter of the dome-shaped Fresnel lens array 2 is about 200 mm. Therefore, the size can be made suitable for indoor installation.

【0020】視野限定手段としてのミラー3は、フレネ
ルレンズアレー2よりも内側で、赤外線検知素子1の開
口窓10に近接した状態に設けられており、4つの検知
素子面17a〜17dの各視野を制限することにより、
検知素子面17a〜17dにおける赤外線検知領域をA
〜Dの四つの領域に区分する機能を発揮するものであ
る。このミラー3は、例えば図3の領域Aに相当するフ
レネルレンズ20を透過して集光されてきた光線が、他
の領域B〜Dに相当する検知素子面17b〜17dで受
光されることを防止して、領域Aに対応する検知素子面
17aで適正に受光されるように、赤外線検知素子1の
4つの検知素子面17a〜17dの各手前側の空間部ど
うしを仕切るように設けられている。
The mirror 3 as the field limiting means is provided inside the Fresnel lens array 2 and in a state of being close to the opening window 10 of the infrared detecting element 1, and the respective visual fields of the four detecting element surfaces 17a to 17d. By limiting
The infrared detection area on the detection element surfaces 17a to 17d is set to A
It has a function of being divided into four areas of ~ D. In this mirror 3, for example, the light rays transmitted through the Fresnel lens 20 corresponding to the area A in FIG. 3 and condensed are received by the detection element surfaces 17b to 17d corresponding to the other areas B to D. It is provided so as to partition the space portions on the front side of the four detection element surfaces 17a to 17d of the infrared detection element 1 so that the detection element surface 17a corresponding to the area A can be properly received. There is.

【0021】次に、上記構成の人体検知装置の使用例、
並びに作用について説明する。先ず、この人体検知装置
を図1に示すように室内の天井面Tに取付けた状態にお
いて、その下方に人体が存在すると、人体から発せられ
る遠赤外線がフレネルレンズ20を介して集光され、検
知素子面17a〜17dの何れかで検知されることとな
る。その際、例えば図4に示すように、フレネルレンズ
20で集光されて直接検知素子面17で受光される光軸
K以外として、それとは異なる角度で入射されてミラー
3で反射されることにより検知素子面17で受光される
光軸K1もある。従って、人体検知ビームの総数はその
フレネルレンズ20の総数以上の数に増加させることが
できる。本実施例の場合には、例えば図9に示すよう
に、人体検知可能なポイントP(検知ビーム)の総数を
36にすることができる。その結果、かかる人体検知が
可能なポイント数の増加により、検知ビームどうしの間
隔も狭めることができ、緻密な人体検知が可能となる。
Next, a usage example of the human body detecting device having the above-mentioned structure,
And the operation will be described. First, when the human body detecting device is attached to the ceiling surface T in the room as shown in FIG. 1, when a human body is present below the human body detecting device, far infrared rays emitted from the human body are collected through the Fresnel lens 20 and detected. It will be detected on any of the element surfaces 17a to 17d. At that time, for example, as shown in FIG. 4, except for the optical axis K that is condensed by the Fresnel lens 20 and directly received by the detection element surface 17, it is incident at a different angle and reflected by the mirror 3. There is also an optical axis K1 that is received by the sensing element surface 17. Therefore, the total number of human body detection beams can be increased to a number larger than the total number of Fresnel lenses 20. In the case of this embodiment, for example, as shown in FIG. 9, the total number of points P (detection beams) capable of detecting a human body can be set to 36. As a result, due to the increase in the number of points at which the human body can be detected, the interval between the detection beams can be narrowed, and precise human body detection can be performed.

【0022】尚、図9は8畳の部屋に適用した一例を示
すものであるが、例えばそれよりも広い12畳の部屋に
適用する場合には、図10に示すように人体検知装置の
取付け角度を図9に示す場合に対し45度回転させ、室
内全域の検知が行えるようにすればよい。
FIG. 9 shows an example applied to a room of 8 tatami mats. For example, when it is applied to a room of 12 tatami mats wider than that, as shown in FIG. The angle may be rotated by 45 degrees with respect to the case shown in FIG. 9 so that the entire room can be detected.

【0023】次いで、赤外線検知に際しはは、ミラー3
によって各検知素子面17a〜17dの視野が制限され
ているために、例えば検知領域Aに人体が存在する場合
には、その人体検知が検知素子面17aで行われ、また
同様に検知領域B〜Dの各々に人体が存在する場合に
は、検知素子面17b〜17dの各々で人体検知がなさ
れる。結局、これら4つの検知素子面17a〜17dは
独自の検知領域で人体検知を行うことにより、独自の検
知信号を出力することとなる。従って、図8で示した演
算回路42では、例えば検知素子面17aから検知領域
Aにおける人体検知信号を受信した後に、他の検知素子
面17bから検知領域Bにおける人体検知信号を受信し
た場合にあっては、人体が領域Aから領域Bへ移動した
ものと判別でき、人体の存在判断の情報量が増加した分
だけ、人体検知判断の正確度を高めることが可能とな
る。
Next, when detecting infrared rays, the mirror 3 is used.
Since the field of view of each of the detection element surfaces 17a to 17d is limited by the detection element surface 17a to 17d, for example, when a human body exists in the detection area A, the human body detection is performed on the detection element surface 17a, and similarly, the detection area B to When a human body exists in each of D, the human body is detected on each of the detection element surfaces 17b to 17d. Eventually, these four detection element surfaces 17a to 17d output their own detection signals by performing human body detection in their own detection areas. Therefore, in the arithmetic circuit 42 shown in FIG. 8, for example, when a human body detection signal in the detection area A is received from the detection element surface 17a and then a human body detection signal in the detection area B is received from another detection element surface 17b. In this case, it can be determined that the human body has moved from the area A to the area B, and the accuracy of the human body detection determination can be increased by the amount of the information amount of the human body presence determination increased.

【0024】図11は、人体検知の処理判断を行う場合
の一例を示すもので、同図に示すように、例えば領域A
〜Dのうち、何れかの領域で検知信号が出力されている
場合において、それらの信号が所定の一定時間内に継続
して出力され、各信号どうしの時間間隔(同図のT1〜
T4)が所定の一定時間以下である限りは、その室内に
人体が存在するものと判断できる。従って、かかる場合
には、その初期段階において、室内の照明器具等の所定
の制御装置を稼働状態にするための信号をリレー出力回
路44から出力させればよい。
FIG. 11 shows an example of the case where the human body detection processing judgment is performed. As shown in FIG.
In the case where the detection signal is output in any one of the areas D to D, those signals are continuously output within a predetermined fixed time, and the time interval between the signals (T1 in the same figure.
As long as T4) is equal to or less than a predetermined fixed time, it can be determined that a human body exists in the room. Therefore, in such a case, at the initial stage, the relay output circuit 44 may output a signal for operating a predetermined control device such as a lighting fixture in the room.

【0025】図12は、上記とは異なる処理判断例を示
すもので、領域A〜Dの何れにおいても検知信号が継続
して出力されず、しかも最終に出力された信号Sの時点
から一定の時間Tが経過する迄に継続した検知信号の出
力が無い場合には、もはや人が室外へ退去したものと判
断できる。従って、リレー出力回路44からはその時点
で照明器具等をオフとするための信号を出力させればよ
い。図11及び図12では説明の便宜上、最も簡易な制
御例について説明したが、その信号処理に際しては検知
領域A〜D間の移動等を勘案した高精度の人体検知を行
うことが可能である。
FIG. 12 shows an example of processing determination different from the above, in which the detection signal is not continuously output in any of the areas A to D, and moreover, it is constant from the time of the signal S finally output. If there is no continuous output of the detection signal until the time T elapses, it can be determined that the person has left the room. Therefore, the relay output circuit 44 may output a signal for turning off the lighting fixture or the like at that time. Although the simplest control example is described in FIGS. 11 and 12 for convenience of description, it is possible to perform high-precision human body detection in consideration of movement between the detection areas A to D in the signal processing.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項1乃至3記載の本発明に係る人体検知装置によれば、
検知領域を考慮した人体検出が行えることにより、人体
の通過以外に、移動、並びに存在の状態等を的確に判断
し、照明器具等の制御用スイッチ等として誤動作を防止
した適正な使用が行えることは勿論のこと、独立した複
数の検知領域での人体検知が1つの赤外線検知素子で行
えるために、従来の複数の赤外線検知素子を用いる手段
に比較すると、集光器を複数の赤外線検知素子に個別に
対応させて設けるような必要がなく、装置全体の構成の
簡素化、並びに小型化が図れ、体裁の良好なものに仕上
げることができ、しかもその製造コストも廉価にできる
という格別な効果が得られる。また、1つの赤外線検知
素子から複数の検知領域毎の検知信号を出力させるよう
にしたことにより、これら複数の検知信号の統合処理が
容易に行えて利便である。更に、本発明では、フレネル
レンズアレーと視野限定手段を用いることにより検知領
域を複数領域に区分しているために、検知領域が互いに
重複し合うような無駄も発生せず、広い領域で効率のよ
い人体検知が行えるという利点もある。
As can be understood from the above description, according to the human body detecting apparatus of the present invention as set forth in claims 1 to 3,
Being able to detect the human body in consideration of the detection area, it is possible to properly determine the state of movement and presence other than the passage of the human body, and to perform proper use as a control switch for lighting equipment etc. to prevent malfunction. Needless to say, since the human body can be detected in a plurality of independent detection areas by using one infrared detection element, the concentrator has a plurality of infrared detection elements as compared with the conventional means using a plurality of infrared detection elements. It is not necessary to provide them individually, and it is possible to simplify the overall structure of the device, downsize it, and finish it in a good appearance, and at the same time, it is possible to reduce the manufacturing cost. can get. Further, since the detection signal for each of the plurality of detection areas is output from one infrared detection element, it is convenient because the integration processing of the plurality of detection signals can be easily performed. Further, in the present invention, since the detection area is divided into a plurality of areas by using the Fresnel lens array and the field-of-view limiting means, there is no waste such that the detection areas overlap each other, and the efficiency can be improved in a wide area. There is also an advantage that good human body detection can be performed.

【0027】特に、請求項2に記載の本発明に係る人体
検知装置によれば、フレネルレンズを透過する赤外線
が、検知素子面に直接集光される角度とは異なる角度で
入射された場合であっても、ミラーの反射により検知素
子面で受光させることが可能となるため、レンズ数の少
ないフレネルレンズアレーを用いても、より緻密な検知
ビームで検知領域を構成することが可能となり、人体の
検出感度の向上が実現できる。
In particular, according to the human body detecting apparatus of the present invention as set forth in claim 2, when the infrared rays transmitted through the Fresnel lens are incident at an angle different from the angle at which the infrared rays are directly condensed on the detecting element surface. Even if there is, it is possible to receive the light on the detection element surface by the reflection of the mirror, so even if a Fresnel lens array with a small number of lenses is used, it is possible to configure the detection area with a more precise detection beam. The detection sensitivity of can be improved.

【0028】また、請求項3に記載の本発明に係る人体
検知装置によれば、異なる検知領域間で検知ビームが交
差することをミラーによって確実に防止でき、異なる検
知領域の相互間における人体移動を正確に検出すること
が可能となる。
According to the human body detecting apparatus of the third aspect of the present invention, it is possible to reliably prevent the detection beams from crossing between different detection areas by the mirror, and to move the human body between the different detection areas. Can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る人体検知装置の一実施例を示す全
体断面図。
FIG. 1 is an overall sectional view showing an embodiment of a human body detecting device according to the present invention.

【図2】赤外線検知を行うための要部を構成する部材の
一例を示す分解斜視図。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example of a member constituting a main part for performing infrared detection.

【図3】赤外線検知を行うための要部の構造を示す平面
図。
FIG. 3 is a plan view showing a structure of a main part for performing infrared detection.

【図4】赤外線検知を行うための要部の構造を示す半裁
断面図。
FIG. 4 is a half-cut sectional view showing a structure of a main part for performing infrared detection.

【図5】赤外線検知素子の一例を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing an example of an infrared detection element.

【図6】赤外線検知素子の半導体チップのパターン状態
の一例を示す平面図。
FIG. 6 is a plan view showing an example of a pattern state of a semiconductor chip of an infrared detection element.

【図7】赤外線検知素子の回路構成の一例を示す説明
図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a circuit configuration of an infrared detection element.

【図8】赤外線検知素子から出力される信号の処理回路
の一例を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a processing circuit of a signal output from an infrared detection element.

【図9】(a)は人体検知領域の一例を示す平面図、
(b)はその側面図。
FIG. 9A is a plan view showing an example of a human body detection area,
(B) is the side view.

【図10】人体検知領域の他の例を示す平面図。FIG. 10 is a plan view showing another example of a human body detection area.

【図11】赤外線検知信号の出力状態の一例を示すタイ
ムチャート。
FIG. 11 is a time chart showing an example of an output state of an infrared detection signal.

【図12】赤外線検知信号の出力状態の他の例を示すタ
イムチャート。
FIG. 12 is a time chart showing another example of the output state of the infrared detection signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 赤外線検知素子 2 フレネルレンズアレー 3 ミラー(視野限定手段) 10 開口窓 11 赤外線透過フィルタ 14 半導体チップ 15a〜15d 温度補償部 17a〜17d 検知素子面 20 フレネルレンズ A〜D 赤外線検知領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Infrared detection element 2 Fresnel lens array 3 Mirror (field-of-view limiting means) 10 Opening window 11 Infrared transmission filter 14 Semiconductor chip 15a-15d Temperature compensation part 17a-17d Detection element surface 20 Fresnel lens A-D infrared detection area

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】人体から発する赤外線を集光器で集光させ
て赤外線検知素子で検出し、所定の検知信号を出力する
人体検知装置において、 前記赤外線検知素子は、複数の検知素子面と検知信号出
力手段とを有するとともに、 前記集光器は、ドーム状に形成されたフレネルレンズア
レーと、このドーム状のフレネルレンズアレーよりも内
側に設けられた視野限定手段とからなり、 この視野限定手段は、フレネルレンズアレーを介して形
成される赤外線検知領域を複数に分割して赤外線検知素
子の複数の検知素子面ごとに異なる赤外線検知領域を構
成すべく各検知素子面の視野を制限するように設けられ
ていることを特徴とする人体検知装置。
1. A human body detection device which collects infrared rays emitted from a human body by a condenser and detects the infrared rays with an infrared detection element and outputs a predetermined detection signal, wherein the infrared detection element has a plurality of detection element surfaces and a detection element. The concentrator includes a dome-shaped Fresnel lens array and a field-of-view limiting unit provided inside the dome-shaped Fresnel lens array. Limits the field of view of each sensing element surface so that the infrared sensing area formed via the Fresnel lens array is divided into a plurality of infrared sensing areas to form different infrared sensing areas for each sensing element surface. A human body detection device, which is provided.
【請求項2】請求項1において、上記視野限定手段が、
フレネルレンズアレーのフレネルレンズを透過した赤外
線を反射するミラーにより構成されたものである人体検
知装置。
2. The field-of-view limiting means according to claim 1,
A human body detection device that is configured by a mirror that reflects infrared rays that have passed through the Fresnel lens array.
【請求項3】請求項2において、上記視野限定手段のミ
ラーは、赤外線検知素子の複数の検知素子面の各手前側
空間部どうしを仕切るように設けられている人体検知装
置。
3. The human body detection device according to claim 2, wherein the mirror of the visual field limiting means is provided so as to partition the front space portions of the plurality of detection element surfaces of the infrared detection element.
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