JPH06323903A - 人体検知制御スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人が検知エリアから出た時には、速やかに制
御信号がオフになり、かつ誤動作が生じない人体検知制
御スイッチを提供する。 【構成】 検知エリア内に検知ビーム群を有して、人体
が発する赤外線を集光部５０により集光して、その変化
分を赤外線検出器１０にて検出し、その検知信号により
制御信号を出力する人体検知制御スイッチにおいて、赤
外線検出器１０が互いに独立した検知信号を出力する複
数の赤外線検知素子を有し、隣合った検知ビームが互い
に独立して検知信号を出力する検知ビーム群を備えて、
複数の上記赤外線検知素子が検知信号を出力した時に
は、上記制御信号をオンにすると共に、上記制御信号の
オフディレイタイムを短くして設定更新する一方、単一
の上記赤外線検知素子が検知信号を出力した時には、上
記制御信号をオンにすると共に、上記制御信号のオフデ
ィレイタイムを長くして設定更新する信号処理部１３を
備えた構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体が発する赤外線を
検知することにより、人の存在を検知して、照明機器等
を制御する人体検知制御スイッチの改良に関する。

【０００２】

【従来技術】人体を赤外線の変化量で検知する方法に
は、赤外線を投光し、その反射光の変化量を検知する方
法と、人体が発する赤外線の変化量を直接検知する方法
がある。この内、人体が発する赤外線の変化量を直接検
知する方法は、投光器を必要とせず、集光器の光学系の
条件を変えることによって、容易に検知エリアの設定変
更が可能であるので、防犯用の検知器以外にも照明の制
御スイッチ等にも普及して来ている。

【０００３】図４は、従来の人体が発する赤外線の変化
量を直接検知する人体検知制御スイッチの一例の構成例
を示した図である。図において、５０は人体が発する赤
外線を集光する多分割レンズ、５１は多分割レンズ５０
が集光した赤外線を検知して、検知信号を出力する赤外
線検出器、５２は赤外線検出器５１の出力を増幅する信
号増幅部、５３は信号増幅部５２で増幅された検知信号
から不要な周波数成分を除去する帯域フィルタ回路、５
４は予め設定された正または負の閾値と検知信号を比較
して、検知信号が閾値を超えれば、オン信号を出力する
と共に、予め設定されたオフディレイタイムを設定更新
して、そのオフディレイタイムが更新されること無く経
過した時にはオフ信号を出力する信号処理部、５５は信
号処理部５４からのオン信号または、オフ信号を受け
て、照明等の制御信号を出力する出力制御部である。

【０００４】このような構成の人体検知制御スイッチの
赤外線検出器５１は図５に示されるような構造になって
いる。図において、Ｅは赤外線検知素子である焦電素子
で、電気特性は＋になるように接続されている。５６は
温度補償用の電極で、電気特性は赤外線検知素子（焦電
素子）Ｅとは逆に−になるように接続されている。赤外
線検知素子Ｅの寸法Ｌ2 ×Ｌ2 と隣接する赤外線検知素
子間の間隔Ｌ1 を例示すると、Ｌ2 ×Ｌ2 ＝１．１ｍｍ
×１．１ｍｍ， Ｌ1 ＝１．５ｍｍ となっている。

【０００５】図６は、集光部である多分割レンズ５０の
構造例を示した図であり、多分割レンズ５０は、ドーム
型１６分割レンズから成っており、通常はポリエチレン
を材料としたフレネルレンズで構成されている。図にお
いて、（ａ）は上面から見た図、（ｂ）は側面から見た
図で、焦点距離を例示すると、ｆ＝１４．５ｍｍであ
り、レンズ厚を一定の薄さ（この例では０．８ｍｍ）に
して、赤外線の吸収による減衰を抑えている。

【０００６】これらの赤外線検出器５１と多分割レンズ
５０とは、赤外線検出器５１の受光面に多分割レンズ５
０の焦点が来るように構成されている。このように赤外
線検出器５１と多分割レンズ５０を構成すると、この直
下２ｍの平面においては、図７に示すような検知ビーム
のパターンが得られる。図において、黒く塗ったところ
が検知ビームを表わしており、おおよその検知ビームの
寸法及び間隔を例示すると、寸法は約２０ｃｍ×２０ｃ
ｍ、間隔も縦方向、横方向共約２０ｃｍとなっている。
また、直下１ｍの平面におけるおおよその検知ビームの
寸法及び間隔を例示すると、寸法は約１０ｃｍ×１０ｃ
ｍ、間隔は縦方向、横方向共約１４ｃｍとなっている。

【０００７】このような構成の人体検知制御スイッチで
は、赤外線検出器５１は温度の変化を検知する変化分検
知型であるので、人が検知エリア内で動いている時は、
検知信号を出力するが、人が検知エリア内に存在してい
ても動いていない時には、検知信号を出力しない。そこ
で、照明機器等の制御に使用する場合には、人が室内に
居るにも拘らず、消灯してしまうようなことが無いよう
に、検知信号が出力される度にオフディレイタイムを設
定更新して、そのオフディレイタイムが再更新されるこ
と無く経過した時に、オフ信号を出力するようになって
いる。

【０００８】従って、人が検知エリア内に留まる時は、
人体が１つの検知ビームから出たとしても、必ず隣の検
知ビームに入り、検知信号が出力されて、オン信号を出
力すると共に、予め設定されたオフディレイタイムを更
新するので、制御信号がオフになることは無い。図８は
このような状況を示したものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、通常、オフ
ディレイタイムは数分間程度に設定されているが、人が
検知エリアから出た時でも、制御信号がオフになるのは
オフディレイタイム経過後であり、照明機器等の制御に
用いられている場合には、人が居ないにもかかわらず、
数分間、照明が点灯し続けると言うことになり、これを
避ける為にオフディレイタイムを短くすると、誤動作
（人が居るにも拘らず消灯する）を生じると言う不具合
いがあった。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みて提案されるのも
ので、人が検知エリアから出た時には、速やかに制御信
号がオフになり、かつ誤動作が生じない人体検知制御ス
イッチを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に
提案される本発明による人体検知制御スイッチは、検知
エリア内に検知ビーム群を有して、人体が発する赤外線
を集光部により集光して、その変化分を赤外線検出器に
て検出し、その検知信号により制御信号を出力する人体
検知制御スイッチにおいて、上記赤外線検出器が互いに
独立した検知信号を出力する複数の赤外線検知素子を有
し、隣合った検知ビームが互いに独立して検知信号を出
力する検知ビーム群を備えて、複数の上記赤外線検知素
子が検知信号を出力した時には、上記制御信号をオンに
すると共に、上記制御信号のオフディレイタイムを短く
して設定更新する一方、単一の上記赤外線検知素子が検
知信号を出力した時には、上記制御信号をオンにすると
共に、上記制御信号のオフディレイタイムを長くして設
定更新する信号処理部を備えた構成となっている。

【００１２】

【作用】本発明による人体検知制御スイッチでは、赤外
線検出器が互いに独立した検知信号を出力する複数の赤
外線検知素子を備え、検知エリア内の人が大きく動い
て、複数の上記赤外線検知素子が検知信号を出力した時
には、制御信号をオンにすると共に、この制御信号のオ
フディレイタイムを短くして設定更新する。一方、検知
エリア内の人が僅かに動いて、単一の上記赤外線検知素
子が検知信号を出力した時には、上記制御信号をオンに
すると共に、上記制御信号のオフディレイタイムを長く
して設定更新する。従って、人が検知エリアから出た時
には、速やかに制御信号がオフになり、かつ人が検知エ
リア内に居るにも拘らず消灯するような誤動作が生じな
い人体検知制御スイッチを実現出来る。

【００１３】

【実施例】以下に、添付図を参照して本発明の実施例を
説明する。図１は本発明による人体検知制御スイッチの
一実施例の構成例図である。図４の従来例と同様のとこ
ろは、同一符号を付して説明を省略する。図において、
１０は互いに独立した検知信号を出力する複数の赤外線
検知素子からなる赤外線検出器、１１は赤外線検出器１
０の複数の赤外線検知素子の出力を個別に増幅する信号
増幅部、１２は信号増幅部１１で増幅された複数の検知
信号から、個別に不要な周波数成分を除去する帯域フィ
ルタ回路、１３は複数の検知信号が入力された時には、
制御信号をオンにすると共に、制御信号のオフディレイ
タイムを短くして設定更新する一方、単一の検知信号が
入力された時には、制御信号をオンにすると共に、制御
信号のオフディレイタイムを長くして設定更新する信号
処理部である。赤外線検出器１０の構造は図５と多分割
レンズ５０の外観は図６と検知ビームのパターンは図７
とそれぞれ同様なので説明を省略する。

【００１４】図２は、人体Ｆが検知エリアに入り、一
旦、位置Ｐで留まり、その後、検知エリア外へ出た場合
を示した図で、図中、「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ｄ」は、図
５に示した４個の赤外線検知素子Ｅが各々担当する検知
ビームを表わしている。図２において、人体Ｆが検知エ
リアに入り、位置Ｐ迄移動すると、検知ビーム「Ａ」
「Ｂ」「Ｃ」「Ｄ」は各々人体Ｆを検知して、各々を担
当する赤外線検知素子Ｅからは互いに独立に検知信号が
出力される。これらの複数の検知信号は、個別に信号増
幅部１１と帯域フィルタ回路１２にて処理され、信号処
理部１３に入力される。

【００１５】信号処理部１３では、これらの複数の検知
信号と予め設定されている閾値とを個別に比較して、複
数の検知信号が閾値を超えた時には、制御信号をオンに
する（既に制御信号がオンの時は、引続きオン状態とな
る。）と共に、制御信号のオフディレイタイムを短く
（１分以内が望ましい）して設定更新する。人体Ｆが位
置Ｐに留まり、殆ど静止した状態（例えば、椅子に座っ
た状態）で、人体Ｆの一部が動くと、検知ビーム「Ａ」
「Ｂ」「Ｃ」「Ｄ」の何れか一つ（人体Ｆの動きが小さ
い場合は、一つである可能性が高い。）がその動きを赤
外線の変化として検知して、その検知ビームを担当する
赤外線検知素子Ｅからは検知信号が出力される。この検
知信号は、信号増幅部１１と帯域フィルタ回路１２にて
処理され、信号処理部１３に入力される。

【００１６】信号処理部１３では、この単一の検知信号
と予め設定されている閾値とを比較して、検知信号が閾
値を超えた時には、制御信号をオンにする（既に制御信
号がオンの時は、引続きオン状態となる。）と共に、制
御信号のオフディレイタイムを長く（数分程度）して設
定更新する。人体Ｆが位置Ｐから移動して検知エリア外
へ出る場合、上記の人体Ｆが検知エリアに入った場合と
同様に、検知ビーム「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ｄ」は各々人
体Ｆを検知して、各々を担当する赤外線検知素子Ｅから
は互いに独立に検知信号が出力される。これらの複数の
検知信号は、個別に信号増幅部１１と帯域フィルタ回路
１２にて処理され、信号処理部１３に入力される。

【００１７】信号処理部１３では、これらの複数の検知
信号と予め設定されている閾値とを個別に比較して、複
数の検知信号が閾値を超えた時には、制御信号をオンに
する（既に制御信号がオンの時は、引続きオン状態とな
る。）と共に、制御信号のオフディレイタイムを短く
（１分以内が望ましい）して設定更新する。図３はこの
ような検知信号とオフディレイタイムと制御信号の関係
を示したタイムチャート（閾値は省略）である。

【００１８】上記のような動作の人体検知制御スイッチ
を照明機器の制御に用いると、人が椅子等に座って殆ど
静止状態で、身体の一部が時々動く程度でも、オフディ
レイタイムが長いので、照明機器は消灯されることが無
い。一方、人が室外へ出て行く時は、複数の検知信号が
必ず出力されるので、短いオフディレイタイム（１分以
内）が経過すると照明機器は消灯される。

【００１９】

【発明の効果】本発明による人体検知制御スイッチによ
れば、複数の赤外線検知素子の検知信号の個数により人
の動きを判断して、オフディレイタイムの長短を決定し
ているので、人が検知エリア内に居る場合には、確実に
制御信号をオンにし続け、検知エリア外へ出た場合に
は、速やかに制御信号をオフにする。その為、照明機器
等の制御を便利にかつ効率的に行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による人体検知制御スイッチの一実施例
の構成例図である。

【図２】人体Ｆが検知エリアへ入り、位置Ｐに留まった
後、検知エリア外へ出る状況を示した図である。

【図３】検知信号とオフディレイタイムと制御信号の関
係を示したタイムチャートである。

【図４】従来の人体検知制御スイッチの一例の構成例図
である。

【図５】赤外線検出器の構造例図である。

【図６】（ａ），（ｂ）は多分割レンズの構造例図であ
る。

【図７】人体検知制御スイッチの直下２ｍの平面におけ
る検知ビームのパターンの一例を示した図である。

【図８】従来の人体検知制御スイッチにおける、検知信
号とオフディレイタイムと制御信号の関係を示した図で
ある。

【符号の説明】

１０・・・赤外線検出器 １３・・・信号処理部 ５０・・・多分割レンズ（集光部） Ｅ・・・赤外線検知素子（焦電素子） Ｆ・・・人体

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】これらの赤外線検出器５１と多分割レンズ
５０とは、赤外線検出器５１の受光面に多分割レンズ５
０の焦点が来るように構成されているこのように赤外線
検出器５１と多分割レンズ５０を構成すると、この直下
２ｍの平面においては、図７に示すような検知ビームの
パターンが得られる。図において、黒く塗ったところが
検知ビームを表わしており、おおよその検知ビームの寸
法及び間隔を例示すると、寸法は約２０ｃｍ×２０ｃ
ｍ、間隔も縦方向、横方向共約２８ｃｍとなっている。
また、直下１ｍの平面におけるおおよその検知ビームの
寸法及び間隔を例示すると、寸法は約１０ｃｍ×１０ｃ
ｍ、間隔は縦方向、横方向共約１４ｃｍとなっている。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検知エリア内に検知ビーム群を有して、人
   体が発する赤外線を集光部により集光して、その変化分
   を赤外線検出器にて検出し、その検知信号により制御信
   号を出力する人体検知制御スイッチにおいて、 上記赤外線検出器が互いに独立した検知信号を出力する
   複数の赤外線検知素子を有し、隣合った検知ビームが互
   いに独立して検知信号を出力する検知ビーム群を備え
   て、複数の上記赤外線検知素子が検知信号を出力した時
   には、上記制御信号をオンにすると共に、上記制御信号
   のオフディレイタイムを短くして設定更新する一方、単
   一の上記赤外線検知素子が検知信号を出力した時には、
   上記制御信号をオンにすると共に、上記制御信号のオフ
   ディレイタイムを長くして設定更新する信号処理部を備
   えたことを特徴とする人体検知制御スイッチ。