JPH06242257A - 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、近くに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、測距センサ５の出力が検出状態から非検出状態
に変わったとき、測距センサ５を作動停止状態にするこ
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、能動型センサの出力が検出状態から非検出状
態に変わったとき、能動型センサを作動停止状態にする
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】また、この発明は、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、能動型センサの出力が検出状
態のときに、一時的に検出状態が非検出状態に変わって
も、この非検出状態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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】

【作用】この発明により、人が第１検知エリアに入り、
この第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、人
が第２検知エリアに入って静止すると、能動型センサが
この静止する人体の存在を検出する。また、人が第１検
知エリアから出ると、能動型センサが人体の存在を検出
しないので、制御手段は、能動型センサの作動を停止さ
せる。

【００１３】また、能動型センサが作動を開始して、人
体を検出している状態すなわち検出状態のときに、一時
的に能動型センサの検出状態が非検出状態になっても、
直ちに能動型センサを作動停止状態にしない。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】

【実施例】次に、この発明の実施例を、図面を用いて説
明する。

【００１７】［実施例１］図１は、この発明の実施例１
を示すブロック図である。実施例１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、タイマ６とを備えて
いる。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】タイマ６は、所定時間すなわち短時間を測
定する時間測定装置であり、制御回路３の制御で、リセ
ットされてスタートされる。

【００２５】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。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の出力に基づいて、タイマ６をスター
トさせる。

【００２６】次に、この実施例１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１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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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）。

【００３０】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の点灯を続させる。

【００３１】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）。

【００３２】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。

【００３３】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。この後、制御回路３は、時間Ｔ６で出力を
「Ｌ」にする。この制御出力により、駆動回路２は、照
明器具３２を消灯させる（ステップＳ５）。

【００３４】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。また、人１０１がトイレから出
るときには、照明器具３２が自動的に消灯する。

【００３５】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。このときには、ステップＳ４で、
ケースＡが選択される。この後、制御回路３は、タイマ
６のリセット及びスタートをする（ステップＳ６）。

【００３６】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Ｓ７）、焦電型センサ４も同じく検
出しないとき（ステップＳ８）、タイマ６がタイムアッ
プになると（ステップＳ９）、制御回路３は、測距セン
サ５の作動を停止させて、照明器具３２を消灯させる
（ステップＳ５）。

【００３７】なお、ステップＳ７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Ｓ８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Ｓ６に戻る。

【００３８】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。

【００３９】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。このときには、ステップＳ４で、ケ
ースＣが選択される。この後、測距センサ５が検出状態
（ステップＳ１０）、または、焦電型センサ４が検出状
態になるまでステップＳ１０とこれに続くステップＳ１
１を繰り返す。

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

【００４１】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。

【００４２】このように、実施例１は、焦電型センサ４
と測距センサ５とを用い、焦電型センサ４が検出状態に
なり、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が非検出状態になり、続いて焦電型センサ
４も非検出状態となると、人１０１がトイレから出たと
判断し、直ちに照明器具３２が消灯されるので、電気を
節約し経済的になる。

【００４３】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。

【００４４】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
うかが確実に検出できる。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】さらに、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。

【００４８】［実施例２］図１１は、この発明の実施例
２を示すブロック図である。実施例２の人体検知装置
は、実施例１にタイマ７を付加したものである。

【００４９】タイマ７は、所定時間すなわち短時間を測
定する時間測定装置であり、制御回路３の制御で、リセ
ットされてスタートされる。

【００５０】この実施例２は、次のように動作する。こ
こでも、図３に示すように、トイレの照明をオン、オフ
させる場合を例とする。

【００５１】人１０１がトイレを利用するときには、図
１２，１３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のときにトイレの中に
入ると、実施例１と同じようにステップＳ２１，２２，
２３の処理が行われる。

【００５２】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Ｓ２４）。

【００５３】ここで、ケースＡ，Ｃは、実施例１と同じ
状態である。

【００５４】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。しか
し、ケースＢでも、次のようなことが発生する可能性が
ある。例えば図１４に示すように、焦電型センサ４の出
力が、時間Ｔ１１で「Ｈ」になり、時間Ｔ１２で再び
「Ｌ」になることがある。そして、時間Ｔ１１と時間Ｔ
１２との間に、すなわち短時間の間に、測距センサ５の
出力が「Ｌ」になる。この後で、測距センサ５が時間Ｔ
１３で再び「Ｈ」になる。このような変化もケースＢに
含まれる。

【００５５】ステップＳ２１とステップＳ２３で、焦電
型センサ４と測距センサ５とは、人体の存在を検出す
る。したがって、ステップＳ２４でケースＢが選択され
る。制御回路３は、タイマ７のリセット及びスタートを
する（ステップＳ２５）。このとき、測距センサ５は、
「Ｌ」を出力している。

【００５６】この後、測距センサ５が「Ｈ」を出力しな
いで（ステップＳ２６）、焦電型センサ４が「Ｌ」の出
力を発生し（ステップＳ２７）、タイマ７がタイムアッ
プになると（ステップＳ２８）、制御回路３は、測距セ
ンサ５の作動を停止させて、照明器具３２を消灯させる
（ステップＳ２９）。このとき、タイマ７の時間を越え
る連続した焦電型センサ４の「Ｈ」出力の後で「Ｌ」を
出力すると、ステップＳ２９に進む。また、タイマ７の
時間を越えずに焦電型センサ４が「Ｌ」を出力したとき
（時間Ｔ１１，Ｔ１２のとき）は、ステップＳ２３に戻
る。

【００５７】なお、ステップＳ２４でケースＡが選択さ
れると、実施例１と同じようにステップＳ３０〜ステッ
プＳ３３の処理が行われ、ステップＳ２４でケースＣが
選択されると、実施例１と同じようにステップＳ３４，
３５の処理が行われる。

【００５８】このように、実施例２は、焦電型センサ４
と測距センサ５とを用い、さらに、タイマ６，７を用い
て、焦電型センサ４が検出状態になり、続いて測距セン
サ５が一時的に非検出状態になっても、人１０１がトイ
レ内に居ると判断し、測距センサ５が作動状態に保たれ
るので、人１０１の検出が確実に行われる。

【００５９】また、焦電型センサ４及び測距センサ５が
所定時間以上、非検出状態になると、人１０１がトイレ
内に居ないと判断し、照明器具３２を消灯するので、電
気の節約ができる。

【００６０】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によ
り、受動型センサが検出状態に変わった後で、能動型セ
ンサが検出状態になり、この能動型センサが再び非検出
状態に変わると、制御手段がこの能動型センサを作動停
止状態にするので、能動型センサの作動状態の時間を短
くし、能動型センサの寿命を延ばすことが可能になる。

【００６１】また、能動型センサが検出状態のときに、
この検出状態が一時的に非検出状態変わっても、制御手
段が能動型センサを作動状態に保つので、人体の存在検
出が確実にできる。

【００６２】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。

【００６３】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】この発明の実施例１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】実施例１の処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【図５】実施例１の処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【図６】実施例１の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。

【図１１】この発明の実施例２を示すブロック図であ
る。

【図１２】実施例２の処理の流れを示すフローチャート
である。

【図１３】実施例２の処理の流れを示すフローチャート
である。

【図１４】トイレ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 (4)

【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、前記能動型センサの出力が検出状態から
   非検出状態に変わったとき、前記能動型センサを作動停
   止状態にすることにより、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】 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、前記能動型センサの出力が検出状態のと
   きに、一時的に前記検出状態が非検出状態に変わって
   も、この非検出状態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。
3. 【請求項３】 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又は２記載の人体検知装置。
4. 【請求項４】 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、２又は３記載の人体検知装
   置。