JPH06242255A - 人体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサの寿命を延ばすことを可能にすると共
に、近くの熱源による誤動作を防止する人体検知装置を
提供する。 【構成】 あらかじめ定められた第１検知エリアを移動
する人体の存在を検出する焦電型センサ４と、第１検知
エリア内であって、第１検知エリアより狭い第２検知エ
リアで静止する人体の存在を検出する測距センサ５と、
焦電型センサ４の検出出力により測距センサ５を作動状
態にし、焦電型センサ４及び測距センサ５の検出出力に
基づいて、あらかじめ設定されている複数の遅延時間の
中から１つの遅延時間を選択し、この遅延時間後に測距
センサ５を作動停止状態にすると共に遅延時間の間を人
体の存在検出とすることにより、焦電型センサ４及び測
距センサ５の検出出力に基づいて人体の存在を検出する
制御回路３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、人体の存在を検出す
る人体検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】人体検知装置には、人体からの放射熱を
利用して、人体の存在を検出するものがある。この装置
では、人体からの放射熱を、センサとして使用されてい
るサーモパイルが受ける。そして、この装置は、サーモ
パイルからの検出出力により、人体の存在を検出する。
このような人体検知装置が特開昭６４ー６６５８８号公
報に記載されている。

【０００３】また、人体検知装置には、人体の存在を検
出するセンサに発光素子と受光素子とを用いているもの
がある。そして、この装置は、発光素子からの光をスリ
ット（帯）状にし、このスリット状のビーム光を射出す
る。このビーム光の反射光を複数の受光素子で受光し、
各受光素子からの電流の変化に基づいて、人体の存在を
検出する。このような人体検知装置が特開平２ー１２６
７１９号公報に記載されている。

【０００４】これらの人体検知装置を用いることによ
り、移動する人体や静止している人体の存在が検出され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、サーモパイ
ルを用いる人体検知装置では、この装置の近くに暖房装
置などの熱源があると、この熱で人体の検出状態とな
り、誤動作が発生する。

【０００６】また、スリット状のビーム光を用いる人体
検知装置では、この光を射出する投光手段やスリット状
の反射光を集光する集光手段の光学系が複雑になり、生
産コストの上昇を招く。さらに、この装置では、センサ
の発光素子が常に光を射出しているので、発光素子の寿
命が短くなる。

【０００７】この発明の目的は、このような欠点を除
き、センサの寿命を延ばすことを可能にすると共に、近
くの熱源による誤動作を防止する人体検知装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、その目的を
達成するため、あらかじめ定められた第１検知エリアを
移動する人体の存在を検出する受動型センサと、第１検
知エリア内であって、第１検知エリアより狭い第２検知
エリアで静止する人体の存在を検出する能動型センサ
と、受動型センサの検出出力により能動型センサを作動
状態にし、受動型センサ及び能動型センサの検出出力に
基づいて、あらかじめ設定されている複数の遅延時間の
中から１つの遅延時間を選択し、この遅延時間後に能動
型センサを作動停止状態にすると共に遅延時間の間を人
体の存在検出とすることにより、受動型センサ及び能動
型センサの検出出力に基づいて人体の存在を検出する制
御手段とを有する。

【０００９】この発明では、受動型センサは、人体から
の赤外線に基づいて人体の存在を検出する焦電型センサ
である。

【００１０】さらに、この発明では、能動型センサは、
測定した距離の変化に基づいて人体の存在を検出する測
距センサである。

【００１１】

【作用】この発明により、人が第１検知エリアに入り、
第１検知エリアを移動すると、受動型センサがこの移動
する人体の存在を検出する。この検出結果を受けて、制
御手段は、能動型センサの作動を開始させる。この後、
制御手段は、受動型センサの検出出力と能動型センサの
検出出力とに基づいて、複数の遅延時間の中から１つを
選択し、この遅延時間後に能動型センサの作動を停止さ
せる。

【００１２】また、受動型センサとして焦電型センサを
用いることにより、人体が移動しているとき、人体が発
生する赤外線に基づいて、この移動する人体の存在を検
出する。

【００１３】さらに、能動型センサとして測距センサを
用いることにより、人体が静止しているとき、測定した
距離の変化に基づいて、静止する人体の存在を検出す
る。

【００１４】

【実施例】次に、この発明の実施例を、図面を用いて説
明する。

【００１５】図１は、この発明の一実施例を示すブロッ
ク図である。この実施例の人体検知装置は、電源回路１
と、駆動回路２と、制御手段としての制御回路３と、受
動型センサとしての焦電型センサ４と、能動型センサと
しての測距センサ５と、短時間タイマ６と、中時間タイ
マ７と、長時間タイマ８とを備えている。

【００１６】この人体検知装置の電源回路１は、商用電
源１１の交流電圧から直流電圧を生成して、この直流電
圧を各回路に供給する。また、電源回路１は、商用電源
１１からの交流電圧を駆動回路２に供給する。

【００１７】駆動回路２は、制御回路３からの制御出力
により、電源回路１からの交流電圧を負荷１２に供給す
る。すなわち、駆動回路２は、負荷１２に対して、電源
回路１からの交流電圧をオン、オフするスイッチのよう
に作動する。

【００１８】焦電型センサ４は、焦電素子（図示を省
略）を備えている。焦電素子は、定常状態で分極すると
共に、空気中の電荷の付着により、電気的中性を保って
いる。この状態のときに、焦電素子が人体の発生する遠
赤外線を吸収すると、焦電素子の温度が上昇して、分極
状態が変化する。この変化により、焦電素子が付着電荷
を開放するので、電流が一時的に発生する。焦電型セン
サ４は、焦電素子が発生する電流により、人体の存在を
検出する。しかし、焦電素子が電荷を開放すると、付着
している電荷が分極と一致するので、電流が発生しな
い。この結果、焦電型センサ４は、移動する人体の存在
だけを検出する。

【００１９】また、焦電型センサ４は、人体が発生する
遠赤外線により、人体の存在を検出するので、広範囲に
渡って人体の存在を検出できる。すなわち、図２に示す
ように、焦電型センサ４の検知エリア２１が広くなる。
しかし、焦電型センサ４は、人体からの遠赤外線を効率
よく集光するために、多分割されたレンズ（図示を省
略）又はミラー（図示を省略）を用いているので、検知
エリア２１内で人体の存在を検出する部分が粗くなる。
しかも、一定以上の大きさの人体の存在や、一定以上の
速さで移動する人体の存在を検出する。

【００２０】測距センサ５は、赤外線発光ＬＥＤ（Ligh
t Emitting Diode）と、ＰＳＤ（Position Sensitive D
evice）とを備えている。なお、赤外線発光ＬＥＤとＰ
ＳＤとは、図１中に示されていない。測距センサ５は、
赤外線発光ＬＥＤからの赤外線の反射光をＰＳＤで受光
すると、この反射光の位置ずれから、このセンサと反射
位置との距離を測定する。すなわち、測距センサ５は、
人が存在しないときの距離と、人が存在するときの距離
とを比較し、これらの距離情報の変化に基づいて人体の
存在を検出する。したがって、測距センサ５は、赤外光
の反射を利用しているので、測距センサ５による距離検
出は、狭い範囲でしか行われない。すなわち、図２に示
すように、測距センサ５の検知エリア２２は、焦電型セ
ンサ４に比べて狭くなる。

【００２１】測距センサ５のこのような作動は、制御回
路３からの制御出力により制御される。すなわち、測距
センサ５は、制御回路３から「Ｈ（ハイ）」の制御出力
を受け取ると、赤外線発光ＬＥＤから赤外線を発光し
て、人体の存在を検出することが可能な作動状態にな
り、制御出力が「Ｌ（ロー）」のときに、作動停止状態
になる。

【００２２】短時間タイマ６は、所定の遅延時間、すな
わち短時間を測定する時間測定装置であり、中時間タイ
マ７は、短時間タイマ６の所定時間より長い時間、すな
わち中時間を測定する時間測定装置である。また、長時
間タイマ８は、中時間タイマ７の測定時間より長い時
間、すなわち長時間を測定する時間測定装置である。そ
して、これらのタイマ６，７，８は、制御回路３の制御
で、リセットされてスタートされる。

【００２３】制御回路３は、焦電型センサ４及び測距セ
ンサ５の制御をする。制御回路３は、焦電型センサ４か
らの焦電型センサ出力と、測距センサ５からの測距セン
サ出力とから、人体の存在を検出して制御出力を生成
し、この制御出力を駆動回路２に送る。また、制御回路
３は、焦電型センサ４を常に作動させ、焦電型センサ４
が人体の存在を検出すると、測距センサ５を作動させる
制御をする。

【００２４】制御回路３は、焦電型センサ４及び測距セ
ンサ５の検出状態により、タイマ６〜８の中のどのタイ
マをスタートさせるかを決める。そして、制御回路３
は、タイマ６，７，８が作動している間、「Ｈ」の制御
出力を発生する。さらに、制御回路３は、タイマ６，
７，８が時間の測定を終了して、タイムアップになる
と、「Ｌ」の出力を発生する。

【００２５】次に、この実施例を用いてトイレの照明を
オン、オフさせる場合を例として、実施例の動作を説明
する。ここでは、図３に示すように、人体検知装置は、
トイレの天井３０に取り付けられていると共に、トイレ
の便器３１の上方に取り付けられている。また、照明器
具３２が負荷１２として用いられている。

【００２６】人体検知装置がトイレの天井３０に取り付
けられたとき、人体検知装置の焦電型センサ４の検知エ
リア２１は、トイレ内全体に及ぶ。また、測距センサ５
の検知エリア２２は、便器３１の周辺である。そして、
制御回路３の制御により、焦電型センサ４だけが常に作
動している。

【００２７】このような状態の場合、人１０１がトイレ
を利用しようとするときには、図４，５に示す処理がさ
れる。すなわち、人１０１が、図６に示すように、時間
Ｔ１のときにトイレのドア３０Ａを開けて中に入ると、
焦電型センサ４が人１０１の存在を検出して（ステップ
Ｓ１）、「Ｈ」の状態の出力を制御回路３に送る。な
お、ステップＳ１で焦電型センサ４が人体の存在を検出
しないとき、処理は元に戻る。

【００２８】制御回路３は、この焦電型センサ出力によ
り、「Ｈ」の出力を駆動回路２及び測距センサ５に送
る。この制御出力により、測距センサ５が作動を開始
し、駆動回路２は、照明器具３２の点灯を開始させる
（ステップＳ２）。

【００２９】人１０１が時間Ｔ２で測距センサ５の検知
エリア２２に入ると、測距センサ５が「Ｈ」の出力を発
生して制御回路３に送る（ステップＳ３）。この後、時
間Ｔ３で、人１０１が便器３１の前で止まるか、便器３
１に腰を掛けると、焦電型センサ４が静止した人１０１
を検出しないので、焦電型センサ４の出力が「Ｌ」にな
る。しかし、「Ｈ」の測距センサ出力が既に制御回路３
に加えられているので、制御回路３は、「Ｈ」の出力を
駆動回路２に送り続ける。この制御出力により、駆動回
路２は、照明器具３２の点灯を続けさせる。

【００３０】人１０１がトイレから出るために時間Ｔ４
で動くと、焦電型センサ４が「Ｈ」の出力を制御回路３
に送る。このとき、制御回路３は、焦電型センサ４及び
測距センサ５の検出状態に基づいて、ケースＡ，Ｂ，Ｃ
の中のどれかを選択する（ステップＳ４）。

【００３１】ここで、ケースＡとは、次の状態である。
焦電型センサ４が最初の人体の検出状態になっても、続
いて測距センサ５が検出状態にならないことである。ケ
ースＢとは、焦電型センサ４が検出状態になったとき、
続いて測距センサ５が検出状態になり、この後、測距セ
ンサ５が非検出状態になると、続いて焦電型センサ４が
検出状態になることである。このケースＢが人１０１の
通常の行動として設定されている。また、ケースＣと
は、焦電型センサ４が最初の検出状態になると、続いて
測距センサ５が検出状態になるが、このとき、測距セン
サ５が検出状態から一時的に非検出状態に変化すること
である。

【００３２】ステップＳ１とステップＳ３で、焦電型セ
ンサ４と測距センサ５とは、人体の存在を検出してい
る。人１０１が時間Ｔ５で測距センサ５の検知エリア２
２外に出ると、測距センサ５が「Ｌ」の出力を制御回路
３に送り（ステップＳ３）、ステップＳ４でケースＢが
選択される。そして、制御回路３は、短時間タイマ６の
リセット及びスタートをする（ステップＳ５）。

【００３３】測距センサ５が非検出状態のとき（ステッ
プＳ６）、「Ｈ」の焦電型センサ出力が制御回路３に加
えられているので（ステップＳ７）、制御回路３は、
「Ｈ」の出力を駆動回路２に送り続け、ステップＳ５に
戻る。これにより、駆動回路２は、照明器具３２の点灯
を続けさせる。

【００３４】人１０１が時間Ｔ６でトイレから出ると、
焦電型センサ４の検知エリア２１外になるので、焦電型
センサ４が「Ｌ」の出力を制御回路３に送る（ステップ
Ｓ７）。この焦電型センサ出力が加えられ、タイマ６が
タイムアップすると（ステップＳ８）、制御回路３は、
時間Ｔ７で出力を「Ｌ」にする。この制御出力により、
測距センサ５が作動停止の状態になると共に、駆動回路
２が照明器具３２を消灯させる（ステップＳ９）。

【００３５】なお、ステップＳ６で、測距センサ５が人
体の存在を検出すると、処理は、ステップＳ３に戻り、
ステップＳ７で、焦電型センサ４が人体の存在を検出す
ると、処理は、ステップＳ５に戻る。

【００３６】これにより、人１０１がトイレ内に居ると
きには、照明器具３２が自動的に点灯し、トイレ内を明
るく保つことができる。

【００３７】ところで、図７（ａ）に示すように、人１
０１が測距センサ５に検出されないで、トイレから出る
ときや、図７（ｂ）に示すように、人１０１が焦電型セ
ンサ４の検知エリア２２内で静止するときがある。この
とき、図８に示すように、焦電型センサ４が時間Ｔ３で
出力を「Ｌ」にした後でも、測距センサ５の出力が
「Ｌ」の状態である。すなわち、焦電型センサ４が検出
状態から非検出状態に変化し、かつ、測距センサ５が１
回も人体検出をしない状態になる。

【００３８】この場合、ステップＳ４では、ケースＡが
選択される。この後、制御回路３は、中時間タイマ７の
リセット及びスタートをする（ステップＳ１０）。

【００３９】そして、測距センサ５が人体の存在を検出
しないで（ステップＳ１１）、焦電型センサ４も同じく
検出しないとき（ステップＳ１２）、中時間タイマ７が
タイムアップになると（ステップＳ１３）、制御回路３
は、測距センサ５の作動を停止させ、照明器具３２を消
灯させる（ステップＳ９）。

【００４０】なお、ステップＳ１１で、測距センサ５が
人体の存在を検出すると、処理は、ステップＳ３に戻
り、ステップＳ１２で、焦電型センサ４が人体の存在を
検出すると、処理は、ステップＳ１０に戻る。

【００４１】これにより、図８に示すような出力が発生
しても、図７（ａ），（ｂ）に示すように、人１０１が
トイレ内に居る可能性があるので、照明器具３２が直ち
に消されることがない。

【００４２】また、図９に示すように、便器３１に座っ
た人１０１が体を動かして、測距センサ５の検知エリア
２２から外れることがある。このとき、図１０に示すよ
うに、時間Ｔ８から時間Ｔ９の間に、測距センサ５の出
力が「Ｌ」になる。すなわち、焦電型センサ４が最初の
人体検出をした後、測距センサ５が検出状態から非検出
状態に変化する。

【００４３】この場合、ステップＳ４では、ケースＣが
選択される。この後、制御回路３は、長時間タイマ８の
リセット及びスタートをする（ステップＳ１４）。

【００４４】そして、測距センサ５が人体の存在を検出
しないで（ステップＳ１５）、焦電型センサ４も同じく
検出しないとき（ステップＳ１６）、長時間タイマ８が
タイムアップになると（ステップＳ１７）、制御回路３
は、測距センサ５の作動を停止させ、照明器具３２を消
灯させる（ステップＳ９）。

【００４５】なお、ステップＳ１５で、測距センサ５が
人体の存在を検出すると、処理は、ステップＳ３に戻
り、ステップＳ１６で、焦電型センサ４が人体の存在を
検出すると、処理は、ステップＳ３に戻る。

【００４６】これにより、図１０に示すような出力が発
生しても、図９に示すように、人１０１がトイレ内に居
る可能性があるので、照明器具３２が直ちに消されるこ
とがない。

【００４７】このように、この実施例は、焦電型センサ
４と測距センサ５とを用い、さらに短時間タイマ６と中
時間タイマ７と長時間タイマ８とを用いているので、人
１０１が通常と異なる行動をトイレ内でとっても、照明
器具３２が直ちに消灯されることが防止できる。

【００４８】また、トイレ内に人１０１が居るとき、照
明器具３２が自動的に点灯され、トイレ内が明るく保た
れる。このとき、焦電型センサ４が人１０１を検出した
後に、測距センサ５が作動するので、測距センサ５の赤
外線発光ＬＥＤの寿命を延ばすことができると共に、電
力の消費を抑えることができる。

【００４９】さらに、焦電型センサ４と測距センサ５と
を使い分けているので、トイレ内に人１０１が居るかど
うかを確実に検出できる。

【００５０】なお、この実施例では、能動型センサとし
て測距センサ５を用いたが特にこれに限定されることな
く、例えばＰＳＤの代わりにフォトダイオードやフォト
トランジスタを用いた能動型センサでもよい。このとき
には、反射光の有無を調べて人体の存在を検出する。

【００５１】また、赤外線反射型の能動型センサではな
く、超音波を用いた能動型センサでもよい。このときに
は、反射波の有無を調べて人体の存在を検出したり、反
射時間から距離を調べてもよい。

【００５２】さらに、この実施例の動作では、負荷１２
としてトイレの照明器具を用いたが、特にトイレや照明
器具に限定されない。例えば、換気扇、空調機、各種の
警報装置などを負荷１２として用いてもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明は、複
数の遅延時間を設定し、受動型センサと能動型センサと
の検出出力に基づいて、１つの遅延時間を選択してい
る。この遅延時間を例えば人の異なる行動に対応して設
定すれば、人が存在するのに能動型センサを作動停止状
態にすることを防ぐので、人体の存在検出を確実に行う
ことができる。

【００５４】また、この発明は、受動型センサが人体の
存在を検出した後で、能動型センサが作動するので、能
動型センサの寿命を延ばすことを可能にする。

【００５５】さらに、この発明は、人体からの放射熱を
焦電型センサで利用しているが、微分型であるために、
または、静止する人体の検知には利用していないので、
近くの熱源による誤動作を防ぎ、人体の存在の検出精度
を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】焦電型センサ及び測距センサの検知エリアを示
す図である。

【図３】人体検知装置をトイレに取り付けたときの状態
を示す図である。

【図４】処理の流れを示すフローチャートである。

【図５】処理の流れを示すフローチャートである。

【図６】処理の流れを示すタイムチャートである。

【図７】トイレが使用される様子を示す図である。

【図８】図７の使用状態を示すタイムチャートである。

【図９】トイレが使用される様子を示す図である。

【図１０】図９の使用状態を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

３ 制御回路 ４ 焦電型センサ ５ 測距センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 あらかじめ定められた第１検知エリアを
   移動する人体の存在を検出する受動型センサと、 前記第１検知エリア内であって、前記第１検知エリアよ
   り狭い第２検知エリアで静止する人体の存在を検出する
   能動型センサと、 前記受動型センサの検出出力により前記能動型センサを
   作動状態にし、前記受動型センサ及び前記能動型センサ
   の検出出力に基づいて、あらかじめ設定されている複数
   の遅延時間の中から１つの遅延時間を選択し、この遅延
   時間後に前記能動型センサを作動停止状態にすると共に
   前記遅延時間の間を人体の存在検出とすることにより、
   前記受動型センサ及び前記能動型センサの検出出力に基
   づいて人体の存在を検出する制御手段とを有することを
   特徴とする人体検知装置。
2. 【請求項２】 前記受動型センサは、人体からの赤外線
   に基づいて人体の存在を検出する焦電型センサであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の人体検知装置。
3. 【請求項３】 前記能動型センサは、測定した距離の変
   化に基づいて人体の存在を検出する測距センサであるこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載の人体検知装置。