JPH0581669U - 人体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カットオン光学フイルタの設定波長よりも短
波長の可視光線及び近赤外線による誤動作を防いで、動
作特性が安定した人体検出装置をうる。 【構成】 赤外線検出素子７の赤外線入射側に、６μｍ
以上の赤外線を透過して、それ以下の短波長の光線を反
射するカットオン光学フイルタ８を配置した赤外線検出
器５がケース１内に配置されている。そして、ＧｅとＺ
ｎＳの各蒸着薄膜からなり、前記６μｍよりも短波長で
立上がる干渉フイルタからなるカット膜９が、ケース１
に設けられた赤外線を透過する窓部２の裏面に付着され
ている。人体が発する赤外線は窓部２、カット膜９、カ
ットオン光学フイルタ８を透過して赤外線検出素子７が
検出する。しかし、６μｍ以下の短波長の光線は、まず
カット膜９でカットし、カット膜９でカットされること
なく透過した光線を、次にカットオン光学フイルタ８で
反射して誤動作を防止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、建物のドアの開閉その他各種の目的で設置されて、人体から発する 赤外線を検出して、前記ドアを開くなど、その施設を作動またはその施設に対応 する装置などを作動させる人体検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

建物のドアその他各種の施設に設置されて人体を検出する人体検出器として、 例えば、図７に示したものが知られている。図７において、21は赤外線を透過し ない合成樹脂などからなるケース、22はケース21に赤外線の透過が可能に形成さ れた窓部で、これはケース21に設けた入射口23を赤外線を透過する窓材24で閉鎖 して構成されている。25は窓部22から入射した赤外線の検出が可能に、ケース21 内に設けられた赤外線検出器で、これは焦電型などの赤外線検出素子26と、その 赤外線入射側に配置された、例えば、６μｍ以上の長波長の赤外線を透過し、そ れ以下の短波長の可視光線及び近赤外線を反射するカットオン光学フイルタ27と で構成されている。そして、前記窓材24は、高密度ポリエチレンで形成されてお り、これは赤外線28を透過させるとともに、可視光線及び近赤外線29も透過させ る。

【０００３】 前記のように構成された人体検出装置は、その窓材24とカットオン光学フイル タ27とを透過して、赤外線検出素子26に６μｍ以上の長波長の赤外線28が入射さ れると、その赤外線28を赤外線検出素子26が検出して、その検出信号を出力する から、その信号に基づいて、例えば、建物のドアを開くものである。そして、窓 材24を透過した６μｍ以下の短波長の可視光線や近赤外線29は、カットオン光学 フイルタ27が反射して、それが赤外線検出素子に入射されることを阻止する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の人体検出器は、通常の状態で可視光線または近赤外線が窓部24を透 過して赤外線検出器25に達したときは、それを赤外線検出器25のカットオン光学 フイルタ27が反射することによって、赤外線検出器25が検出信号を出力すること を防いでいる。しかし、例えば、雲間から急に太陽が出たときの光線が窓部22を 透過してケース21内に入射、または夜間において自動車が進行方向を変えるなど したときのヘッドライトが急にケース21内に入射したときなどには、これらの可 視光線または近赤外線29がカットオン光学フイルタ27を透過し、それが赤外線検 出素子26で検出されて、信号を出力する誤動作が生じる課題がある。このような 誤動作を防ぐために、例えば、前記窓材24に顔料を混入することなどが行われて いるが、前記誤動作を十分に防ぐことは困難であるのが現状である。

【０００５】 本考案は、上記の課題を解決するものであって、カットオン光学フイルタの設 定波長よりも短波長の可視光線及び近赤外線による誤動作を防いで、動作特性が 安定した人体検出装置をうることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の人体検出装置は、ケースの一部に赤外線が透過する窓部が設けられ、 かつ設定波長以上の長波長の赤外線を透過させ、前記設定波長よりも短波長の光 線を反射するカットオン光学フイルタが、赤外線検出素子の赤外線入射側に配置 された赤外線検出器を、前記窓部を透過した赤外線を検出可能にケース内に配置 した人体検出装置において、前記光学フイルタの設定波長よりも短波長の光線を カットするカット膜が、前記窓部の少なくとも片面に設けられたことを特徴とす る。

【０００７】 前記カットオン光学フイルタにおける設定波長は任意にすることが可能であっ て、例えば、５〜８μｍを挙げることができる。また、ケースの窓部は、ケース に設けた赤外線入射口に窓材を固着して構成、またはケースの一部を窓材として 形成するなど任意であり、かつこの窓部は、その両面を平滑に形成、または可視 光線や近赤外線を反射や散乱可能に片面や両面を粗面に形成、あるいはフレネル レンズに形成するなど任意である。この窓部に設けるカット膜は、赤外線検出器 のカットオン光学フイルタの前記設定波長よりも、短波長の可視光線や近赤外線 を反射、吸収、散乱などでカットすることが可能な素材であるＧｅ、Ｓｉ、Ｐｂ Ｔｅ、ＰｂＳｅなどからなる単層の赤外半導体膜、またはＧｅとＺｎＳの各薄膜 やＰｂＴｅとＺｎＳの各薄膜などを組み合わせて積層形成され、かつカットオン 光学フイルタの設定波長よりも短波長で立上がる多層膜干渉フイルタなどで構成 する。

【０００８】 前記カット膜は、真空蒸着、スパッタ、電着、メッキなどの任意の手段で形成 することができ、かつこのカット膜は、窓部の表裏のいずれか一方の面、または 両面に形成するものである。前記窓部を透過した赤外線を赤外線検出器に入射さ せる形式は任意で、例えば、窓部を透過した赤外線を直接に赤外線検出器に入射 させる方式、または窓部を透過した赤外線を、ケース内に配置したミラーで反射 してから赤外線検出器に入射させる方式を挙げることができる。

【０００９】

【作用】

前記本考案の人体検出装置は、窓部に照射された光線において、少なくとも前 記カットオン光学フイルタの前記設定波長よりも長波長の赤外線は窓部及びカッ トオン光学フイルタを透過して赤外線検出素子に入射するから、その赤外線を赤 外線検出素子が検出して、その検出信号を出力する。そして、前記窓に照射され た光線において、前記設定波長よりも短波長の可視光線または近赤外線は、その ほとんどを窓部に設けたカット膜が反射、吸収、散乱などでカットするから、窓 部を透過して赤外線検出器に到達する可視光線または近赤外線はなくなるか、極 めて少量になる。この窓部を透過した少量の可視光線または近赤外線は、赤外線 検出器のカットオン光学フイルタが反射して、その可視光線または近赤外線が赤 外線検出素子に入射されることを阻止するものである。このように、設定波長以 下の短波長の可視光線または近赤外線は、まず窓部に設けたカット膜でカットす る。次に、カット膜を透過した少量の可視光線または近赤外線をカットオン光学 フイルタで反射することによって、赤外線検出器の誤動作を防ぐものである。

【００１０】

【実施例】

本考案の人体検出装置の第１実施例を図１〜２について説明する。図１〜２に おいて、１は赤外線を透過しない合成樹脂などからなるケース、２はケース１の 一部に赤外線の透過が可能に形成された窓部で、これはケース１に設けられた入 射口３を、高密度ポリエチレンで形成された窓材４で閉鎖し構成されている。５ は窓部２から入射した赤外線の検出が可能にケース１内に設けられた赤外線検出 器である。この赤外線検出器５は、ホルダ６に焦電型などの赤外線検出素子７を 配置し、かつこの赤外線検出素子７の赤外線入射側に、６μｍ以上の長波長の赤 外線を透過し、それ以下の可視光線及び近赤外線を反射するカットオン光学フイ ルタ８を配置して構成されている。

【００１１】 ９は前記窓材４の裏面に付着されたカット膜で、このカット膜９は、ＧｅとＺ ｎＳの各蒸着薄膜を組合わせて積層し、かつカットオン光学フイルタ８の前記設 定波長６μｍよりも短波長で立上がるように形成した干渉フイルタで構成されて いる。10は赤外線、11は可視光線及び近赤外線である。そして、図２は、カット オン光学フイルタ８と干渉フイルタで構成されたカット膜９の各分光スペクトル の関係模式図で、そのａがカットオン光学フイルタ８の分光スペクトル、ｂがカ ット膜９の分光スペクトルである。

【００１２】 前記のように構成した人体検出装置の窓部３に、人体が発する赤外線10が照射 されると、その赤外線10は窓材４及びカット膜９を透過し、かつカットオン光学 フイルタ８を透過して赤外線検出素子７に入射するから、その赤外線10を赤外線 検出素子７が検出して信号を出力する。この赤外線検出素子７が出力した信号に 基づいてドアを開くなどする。そして、６μｍよりも短波長の可視光線や近赤外 線11が窓部２に照射されると、その光線のほとんどを窓部２のカット膜９が反射 して、ケース１内に入射することを阻止する。

【００１３】 しかし、例えば、図２に示した分光スペクトルａ、ｂの各立上がり波長間の波 長の光線は、カット膜９を透過してケース１内に入射するが、それは少量である から、その光線をカットオン光学フイルタ８が反射して、赤外線検出器素子７に 入射することを確実に阻止し、誤動作を防止するものである。したがって、例え ば、雲間から急に太陽が出たときの光線が窓部２に照射、または夜間において自 動車が進行方向を変えるなどしたときのヘッドライトが急に窓部２に照射された 場合にも、その光線が赤外線検出素子７で検出されて誤動作することを確実に防 止することが可能である。

【００１４】 図３は第２実施例を示すものである。この第２実施例は、ケース１に設けた窓 材４の裏面が粗面12にされて、表面側にＧｅの単層からなる約０．９ｍｍの厚さ のカット膜9aが形成されている。他の構成は、前記第１実施例と同じであるから 同符号を付して示した。この人体検出装置も、人体から発する赤外線10は窓材４ とカット膜9aを透過し、かつカットオン光学フイルタ８を透過して赤外線検出素 子８で検出される。そして、窓材４に照射された可視光線及び近赤外線11を前記 Ｇｅからなるカット膜9aが吸収、散乱するなどして、ケース１内に入射されるこ とを阻止するから、誤動作を防ぐことが可能である。

【００１５】 前記Ｇｅからなるカット膜9aが可視光線及び近赤外線11をカットすることは、 図４におけるＧｅの分光スペクトルから明らかである。このカット膜9aを、Ｇｅ に代えてＳｉで構成しても可視光線及び近赤外線をカットできることも、図４の Ｓｉの分光スペクトルから明らかである。この図４において、ＧｅまたはＳｉの 表示に続いて示した数字は、その膜厚を示すものである。なお、図４には示して いないが、カット膜9aをＰｂＴｅ、ＰｂＳｅなどで構成しても、同様な効果を奏 する。

【００１６】 しかも、この第２実施例の窓材４は裏面を粗面12にしており、この粗面12の粗 さを適度に選択することによって、窓材４における赤外線領域の透過率をほとん ど減衰させることなく、可視光線及び近赤外線11を散乱させて、それらの透過率 を大きく低下させる。したがって、前記カット膜9aの可視光線及び近赤外線11の カット効果と粗面12による可視光線及び近赤外線11のカット効果とが相まって、 その可視光線及び近赤外線11がケース１内に入射することを一層確実に阻止する ことができ、誤動作をより効果的に防ぐことが可能である。

【００１７】 前記粗面12の程度を選択することで、前記のように、赤外線領域の透過率をほ とんど減衰させることなく、可視光線及び近赤外線の透過率を大きく低下させう ることは、窓材４の構成材である高密度ポリエチレンの表面の状態を種々に変化 させて実験した結果から判明した。この実験は、高密度ポリエチレンからなる厚 さ１mmの板を使用して行い、表面が平滑な板をサンプルＡ、表面の粗さをかなり 大きくした板をサンプルＢ、表面の粗さをかなり小さくした板をサンプルＣ、表 面の粗さを、前記第２実施例の窓材４の粗面12と同じにした板をサンプルＤとし た。

【００１８】 そして、前記サンプルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのそれぞれにおける赤外線領域（２０μ ｍ、１０μｍ、3500cm^-1）の透過率と、可視光線及び近赤外線領域（２μｍ、１ μｍ）の透過率とを各分光器で測定するとともに、1700〜 250cm^-1におけるエネ ルギ効率（＝Ｓ）と4000〜3000cm^-1におけるエネルギ効率（＝Ｓ）、及びＳ／Ｎ を求めた結果は、次に示した表１のとおりであった。この表１において、Ｒａは 中心線粗さ、ＲＭＳは自乗平均平方根粗さ、Ｒmax は最大高さをそれぞれ示し、 これらの数値が小さいほど鏡面研磨に近く、大きくなるほど粗くなる。そして、 Ｉo は黒体光源の強度、Ｔは各サンプル板の透過率をそれぞれ示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】 前記表１において、サンプルＢは表面を粗くしすぎているから、可視光線及び 近赤外線領域の透過率と共に赤外線領域の透過率も、サンプルＡに比して大きく 減衰している。また、サンプルＣは粗さが不足しているから、可視光線及び近赤 外線領域の透過率の減衰率が小さい。これらに対して、サンプルＤは赤外線領域 の透過率の減衰が、サンプルＡのそれと比してほとんどないが、可視光線及び近 赤外線領域の透過率は大きく減衰していることが判明する。したがって、前記の ように、第２実施例の窓材４は、赤外線10を十分に透過させ、可視光線及び近赤 外線11の透過量を、粗面12で大きく減衰させることが可能である。

【００２１】 また、図５は前記サンプルＡ、Ｄの赤外線領域における各分光スペクトルを表 し、図６はサンプルＡ、Ｄの可視光線及び近赤外線領域における各分光スペクト ルを表すものである。この図５〜６からもサンプルＤが、赤外線を十分に透過さ せるが、可視光線及び近赤外線を散乱させて、窓材４を透過する可視光線及び近 赤外線の量を大きく減少させることが判明する。

【００２２】 なお、窓材４の前記粗面12に代えて、窓材４をフレネルレンズにすることによ っても、粗面12と同様な効果を奏することが可能である。この窓材４を構成する 素材も、高密度ポリエチレンに限定することなく、他の赤外線を透過させる任意 の素材を選択して使用することが可能である。

【００２３】

【考案の効果】

本考案の人体検出装置は、上記のように、設定波長以上の長波長の赤外線を透 過し、前記設定波長よりも短波長の光線を反射するカットオン光学フイルタを、 赤外線検出素子の赤外線入射側に配置した赤外線検出器をケース内に配置すると ともに、ケースに設けた赤外線を透過する窓部の片面または両面に、前記設定波 長よりも短波長の光線をカットするカット膜を設けている。したがって、人体か ら発せられた赤外線は、前記窓部とカット膜とを支障なく透過してケース内に入 射し、前記カットオン光学フイルタを透過するから、その赤外線を赤外線検出素 子で検出することが可能である。

【００２４】 しかし、窓部に照射された前記設定波長よりも短波長の可視光線及び近赤外線 は、窓部に設けたカット膜が反射、吸収、散乱などしてまずカットして、窓部を 透過することを阻止するから、ケース内に入射する前記可視光線及び近赤外線を なくするか、または極めて少量にすることが可能である。そして、カット膜でカ ットされることなくケース内に入射した少量の可視光線または近赤外線を、次に 赤外線検出器のカットオン光学フイルタが反射するから、その可視光線または近 赤外線が赤外線検出素子に入射されることを確実に阻止することができる。この ため、例えば、雲間から急に出た太陽の光線が窓部に照射、または夜間に自動車 が進行方向を変えるなどしたときのヘッドライトが急に窓部に照射された場合に も、その光線が赤外線検出素子で検出されて誤動作することを確実に防止するこ とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】第１実施例のカットオン光学フイルタとカット
膜の各分光スペクトルの関係模式図である。

【図３】第２実施例の断面図である。

【図４】カット膜構成材ＧｅとＳｉの各分光スペクトル
図である。

【図５】第２実施例の粗面の赤外線領域の分光スペクト
ル図である。

【図６】第２実施例の粗面の可視光線及び近赤外線領域
の分光スペクトル図である。

【符号の説明】

１：ケース、２：窓部、５：赤外線検出器、７：赤外線
検出素子、８：カットオン光学フイルタ、９・9a：カッ
ト膜。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年５月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】第１実施例のカットオン光学フイルタとカット
膜の各分光スペクトルの関係模式図である。

【図３】第２実施例の断面図である。

【図４】カット膜構成材ＧｅとＳｉの各分光スペクトル
図である。

【図５】第２実施例の粗面の赤外線領域の分光スペクト
ル図である。

【図６】第２実施例の粗面の可視光線及び近赤外線領域
の分光スペクトル図である。

【図７】従来例の断面図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースの一部に赤外線が透過する窓部が
   設けられ、かつ設定波長以上の長波長の赤外線を透過さ
   せ、前記設定波長よりも短波長の光線を反射するカット
   オン光学フイルタを、赤外線検出素子の赤外線入射側に
   配置した赤外線検出器が、前記窓部を透過した赤外線を
   検出可能にケース内に配置された人体検出装置におい
   て、前記光学フイルタの設定波長よりも短波長の光線を
   カットするカット膜が、前記窓部の少なくとも片面に設
   けられたことを特徴とする人体検出装置。