JPH0727551B2 - 人数検出装置 - Google Patents
人数検出装置Info
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- JPH0727551B2 JPH0727551B2 JP62101336A JP10133687A JPH0727551B2 JP H0727551 B2 JPH0727551 B2 JP H0727551B2 JP 62101336 A JP62101336 A JP 62101336A JP 10133687 A JP10133687 A JP 10133687A JP H0727551 B2 JPH0727551 B2 JP H0727551B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、被検知人体から発せられる赤外線を検出して
人数を検出する赤外線受光式の人数検出装置に関するも
のである。
人数を検出する赤外線受光式の人数検出装置に関するも
のである。
（背景技術） 本発明者らは、簡単且つ安価な構成で広い検知領域を有
する高精度の人数検出装置（特願昭61−281301号）を既
に提案している。第13図は、その構成を示すブロック図
である。この人数検出装置は、赤外線検出素子２と、前
記赤外線検出素子２の視野を円形走査させる円形走査光
学系１と、前記赤外線検出素子２の出力信号を増幅する
前置増幅部３と、前記前置増幅部３の出力信号を人数検
出に必要な信号に変換する信号処理部４と、前記信号処
理部４の出力信号に基づいて人数を判定する判断部５
と、前記判断部５の出力信号から人数情報を出力する出
力部６とから成り、広い検知領域内の人数を高精度に検
出できるようにしたものである。
する高精度の人数検出装置（特願昭61−281301号）を既
に提案している。第13図は、その構成を示すブロック図
である。この人数検出装置は、赤外線検出素子２と、前
記赤外線検出素子２の視野を円形走査させる円形走査光
学系１と、前記赤外線検出素子２の出力信号を増幅する
前置増幅部３と、前記前置増幅部３の出力信号を人数検
出に必要な信号に変換する信号処理部４と、前記信号処
理部４の出力信号に基づいて人数を判定する判断部５
と、前記判断部５の出力信号から人数情報を出力する出
力部６とから成り、広い検知領域内の人数を高精度に検
出できるようにしたものである。
第14図に円形走査光学系の一例を示す。同図（ａ）に示
すように、赤外線検出素子２の受光面前面より距離Rbの
位置に回転板10を配置し、回転板10中央の回転軸11を赤
外線検出素子２の受光面の視野中心ｃ上に配置し、回転
板10をモータ等の駆動機構により回転させる。第14図
（ｂ）に示すように、回転板10に長さLa,幅Daの長方形
状のスリットＡを設け、物面Ｂから輻射された赤外線の
うちスリットＡを通過したもののみが、赤外線検出素子
２に入射するように構成する。物面上における瞬時視野
は、スリットＡの形状と相似であり、回転板10から物面
Ｂまでの距離をRaとすると、物面上の瞬時視野長Lv,及
び視野幅Dvは、次式のようになる。
すように、赤外線検出素子２の受光面前面より距離Rbの
位置に回転板10を配置し、回転板10中央の回転軸11を赤
外線検出素子２の受光面の視野中心ｃ上に配置し、回転
板10をモータ等の駆動機構により回転させる。第14図
（ｂ）に示すように、回転板10に長さLa,幅Daの長方形
状のスリットＡを設け、物面Ｂから輻射された赤外線の
うちスリットＡを通過したもののみが、赤外線検出素子
２に入射するように構成する。物面上における瞬時視野
は、スリットＡの形状と相似であり、回転板10から物面
Ｂまでの距離をRaとすると、物面上の瞬時視野長Lv,及
び視野幅Dvは、次式のようになる。
また、円形走査における放射方向において、瞬時視野が
物面Ｂを見込む視野角をθとすると、θは次式のように
なる。
物面Ｂを見込む視野角をθとすると、θは次式のように
なる。
上記の瞬時視野が赤外線検出素子２の受光面の視野中心
ｃを軸として円形走査され、したがって、円形走査方式
による物面Ｂを見込む全視野角は２θとなる。
ｃを軸として円形走査され、したがって、円形走査方式
による物面Ｂを見込む全視野角は２θとなる。
人数検出に当たり、物面上の瞬時視野幅Dvが人数分解能
を決定する主要因となり、人数分解能を上げるために
は、瞬時視野幅Dvは小さい方が良い。従って、スリット
Ａの開口幅Daを小さくする必要があるが、赤外線受光量
がこれに比例して小さくなり、充分なS/N比を得られな
い場合が生じる。その場合には、スリットＡの部分にシ
リンドリカルレンズを配置し、走査方向において集光作
用を持たせ、所定の瞬時視野幅Dvを得ると共に、必要は
光学利得を得るようにする。第14図において、スリット
Ａの部分に凸面シリンドリカルレンズを配した場合、赤
外線検出素子２の受光面の直径をｄとすると、物面上の
瞬時視野の視野長Lv,視野幅Dvは次式のようになる。
を決定する主要因となり、人数分解能を上げるために
は、瞬時視野幅Dvは小さい方が良い。従って、スリット
Ａの開口幅Daを小さくする必要があるが、赤外線受光量
がこれに比例して小さくなり、充分なS/N比を得られな
い場合が生じる。その場合には、スリットＡの部分にシ
リンドリカルレンズを配置し、走査方向において集光作
用を持たせ、所定の瞬時視野幅Dvを得ると共に、必要は
光学利得を得るようにする。第14図において、スリット
Ａの部分に凸面シリンドリカルレンズを配した場合、赤
外線検出素子２の受光面の直径をｄとすると、物面上の
瞬時視野の視野長Lv,視野幅Dvは次式のようになる。
上式から分かるように、瞬時視野幅Dvは、シリンドリカ
ルレンズの開口幅Daによらず、適当なRb、あるいはｄを
選択して所定の瞬時視野幅Dvを得ることができる。ま
た、シリンドリカルレンズの開口幅Daを大きくすること
により光学利得を増大させることができる。
ルレンズの開口幅Daによらず、適当なRb、あるいはｄを
選択して所定の瞬時視野幅Dvを得ることができる。ま
た、シリンドリカルレンズの開口幅Daを大きくすること
により光学利得を増大させることができる。
また、光学利得を得るための他の手段として、第15図に
示すように、凹面シリンドリカルミラーＭ′を固定した
回転板10を赤外線検出素子２の受光面の視野中心ｃを軸
として回転させることも提案されている。シリンドリカ
ルミラーＭ′のミラー面から赤外線検出素子２の受光面
までの距離をRb、シリンドリカルミラーＭ′のミラー面
から物面Ｂまでの距離をRa、シリンドリカルミラーＭ′
のミラー長をLm,ミラー幅をDm,赤外線検出素子２の受光
面直径をｄとすると、物面上の瞬時視野長Lv,及び視野
幅Dvは、シリンドリカルレンズを用いた場合と同様に次
式のようになる。
示すように、凹面シリンドリカルミラーＭ′を固定した
回転板10を赤外線検出素子２の受光面の視野中心ｃを軸
として回転させることも提案されている。シリンドリカ
ルミラーＭ′のミラー面から赤外線検出素子２の受光面
までの距離をRb、シリンドリカルミラーＭ′のミラー面
から物面Ｂまでの距離をRa、シリンドリカルミラーＭ′
のミラー長をLm,ミラー幅をDm,赤外線検出素子２の受光
面直径をｄとすると、物面上の瞬時視野長Lv,及び視野
幅Dvは、シリンドリカルレンズを用いた場合と同様に次
式のようになる。
したがって、適当なRb,あるいはｄを選択することによ
り、所定の瞬時視野幅Dvを得ることができ、シリンドリ
カルミラーＭ′のミラー幅Dmを大きくすることにより光
学利得を増大させることができる。円形走査における放
射方向において、瞬時視野が物面Ｂを見込む視野角θ
は、次式のようになる。
り、所定の瞬時視野幅Dvを得ることができ、シリンドリ
カルミラーＭ′のミラー幅Dmを大きくすることにより光
学利得を増大させることができる。円形走査における放
射方向において、瞬時視野が物面Ｂを見込む視野角θ
は、次式のようになる。
また、円形走査方式による物面Ｂを見込む全視野角は２
θとなる。
θとなる。
広い検知領域を得るためには、円形走査方式において、
物面Ｂを見込む全視野角を大きく取る必要があり、その
ためには、瞬時における受光面が物面Ｂを見込む角度θ
を大きく取る必要がある。
物面Ｂを見込む全視野角を大きく取る必要があり、その
ためには、瞬時における受光面が物面Ｂを見込む角度θ
を大きく取る必要がある。
（３），（８）式よりθを大きくするためには、スリッ
ト長あるいはシリンドリカルレンズのレンズ長であるL
a、または、シリンドリカルミラーＭ′のミラー長Lmを
大きく取れば良い。しかしながら、赤外線検出素子２の
入射光に対する指向感度特性上、入射光と受光面視野中
心ｃのなす角度が大きくなるにつれて、感度は低下し、
ある角度以上では、感度は零となる。赤外線検出素子２
として用いられる焦電素子の指向感度特性の一例を第16
図に示す。この図から明らかなように、円形走査光学系
において、物面上を見込む全視野角は赤外線検出素子２
の指向感度特性により制限を受け、十分広く取れず、さ
らには、視野面において、周辺部ほど感度が低下し検知
領域内で感度の不均一性を生じるという問題点があっ
た。
ト長あるいはシリンドリカルレンズのレンズ長であるL
a、または、シリンドリカルミラーＭ′のミラー長Lmを
大きく取れば良い。しかしながら、赤外線検出素子２の
入射光に対する指向感度特性上、入射光と受光面視野中
心ｃのなす角度が大きくなるにつれて、感度は低下し、
ある角度以上では、感度は零となる。赤外線検出素子２
として用いられる焦電素子の指向感度特性の一例を第16
図に示す。この図から明らかなように、円形走査光学系
において、物面上を見込む全視野角は赤外線検出素子２
の指向感度特性により制限を受け、十分広く取れず、さ
らには、視野面において、周辺部ほど感度が低下し検知
領域内で感度の不均一性を生じるという問題点があっ
た。
本発明者らは、これらの問題点を解決すべく、第17図に
示すように、一方向が連続的な曲率変化を有する凹面
で、これと垂直な他の方向が凸面である変形鞍形ミラー
Ｍ″を、凸面の形成方向を半径方向として回転させるこ
とにより、半径方向の視野を広げることを提案した（特
願昭61−281302号参照）。これにより、均一な感度分布
で広い検知領域を有する人数検出装置を提供することが
できたが、より小形で光学利得の大きい光学系を有する
人数検出装置が望まれている。
示すように、一方向が連続的な曲率変化を有する凹面
で、これと垂直な他の方向が凸面である変形鞍形ミラー
Ｍ″を、凸面の形成方向を半径方向として回転させるこ
とにより、半径方向の視野を広げることを提案した（特
願昭61−281302号参照）。これにより、均一な感度分布
で広い検知領域を有する人数検出装置を提供することが
できたが、より小形で光学利得の大きい光学系を有する
人数検出装置が望まれている。
（発明の目的） 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、簡単且つ安価な構成で、均一
な感度分布で広い検知領域を有し、光学利得の大きな小
型の人数検出装置を提供するにある。
その目的とするところは、簡単且つ安価な構成で、均一
な感度分布で広い検知領域を有し、光学利得の大きな小
型の人数検出装置を提供するにある。
（発明の開示） 本発明に係る人数検出装置にあっては、上記の目的を達
成するために、第１図乃至第13図に示すように、赤外線
検出素子２と、反射面を前記赤外線検出素子２に向けた
ミラーＭを前記赤外線検出素子２の視野中心ｃを軸とし
て回転させて前記赤外線検出素子２の視野を円形走査さ
せる円形走査光学系１と、前記赤外線検出素子の出力信
号を増幅する前置増幅部３と、前記前置増幅部３の出力
信号を人数検出に必要な信号に変換する信号処理部４
と、前記信号処理部４の出力信号に基づいて人数を判定
する判断部５と、前記判断部５の出力信号から人数情報
を出力する出力部６とから成る人数検出装置において、
前記ミラーＭの円形走査方向についての反射面は連続的
な曲率変化を有する凹面であり、円形走査の半径方向に
ついての反射面は物面までの距離に比べて充分に小さい
焦点距離を有する凹面であって、該凹面の円形走査の半
径方向についての中心位置が前記ミラーの回転中心と略
一致していることを特徴とするものである。
成するために、第１図乃至第13図に示すように、赤外線
検出素子２と、反射面を前記赤外線検出素子２に向けた
ミラーＭを前記赤外線検出素子２の視野中心ｃを軸とし
て回転させて前記赤外線検出素子２の視野を円形走査さ
せる円形走査光学系１と、前記赤外線検出素子の出力信
号を増幅する前置増幅部３と、前記前置増幅部３の出力
信号を人数検出に必要な信号に変換する信号処理部４
と、前記信号処理部４の出力信号に基づいて人数を判定
する判断部５と、前記判断部５の出力信号から人数情報
を出力する出力部６とから成る人数検出装置において、
前記ミラーＭの円形走査方向についての反射面は連続的
な曲率変化を有する凹面であり、円形走査の半径方向に
ついての反射面は物面までの距離に比べて充分に小さい
焦点距離を有する凹面であって、該凹面の円形走査の半
径方向についての中心位置が前記ミラーの回転中心と略
一致していることを特徴とするものである。
本発明にあっては、このように、円形走査光学系１に用
いるミラーＭにおける円形走査の半径方向についての反
射面は物面までの距離に比べて充分に小さい焦点距離を
有する凹面としたので、赤外線検出素子２の受光面Ｓか
ら見た光路は、第５図に示すように、ミラーＭの反射面
にて反射し、ミラーＭの前面で一度集光された後、再び
発散して円形走査の放射方向に広がるものであり、した
がって非常に広い視野を得ることができるものである。
つまり、変形鞍形ミラーＭ″を用いた従来例にあって
は、円形走査の半径方向についての反射面を凸面とする
ことにより放射方向についての視野を広げており、この
反射面を凹面とした場合には、放射方向についての視野
は狭くなると考えていたが、本発明のように、物面まで
の距離に比べて充分に小さい焦点距離を有する凹面とし
た場合には、物面からの赤外線がミラーＭの前面で一度
集光されるので、放射方向についての視野を広げること
ができるのである。また、この凹面の円形走査の半径方
向についての中心位置がミラーＭの回転中心と略一致す
るようにしたので、第８図（ａ）に示すように、従来例
（同図（ｂ））に比べて、走査光学系を飛躍的に小形化
することができるものである。
いるミラーＭにおける円形走査の半径方向についての反
射面は物面までの距離に比べて充分に小さい焦点距離を
有する凹面としたので、赤外線検出素子２の受光面Ｓか
ら見た光路は、第５図に示すように、ミラーＭの反射面
にて反射し、ミラーＭの前面で一度集光された後、再び
発散して円形走査の放射方向に広がるものであり、した
がって非常に広い視野を得ることができるものである。
つまり、変形鞍形ミラーＭ″を用いた従来例にあって
は、円形走査の半径方向についての反射面を凸面とする
ことにより放射方向についての視野を広げており、この
反射面を凹面とした場合には、放射方向についての視野
は狭くなると考えていたが、本発明のように、物面まで
の距離に比べて充分に小さい焦点距離を有する凹面とし
た場合には、物面からの赤外線がミラーＭの前面で一度
集光されるので、放射方向についての視野を広げること
ができるのである。また、この凹面の円形走査の半径方
向についての中心位置がミラーＭの回転中心と略一致す
るようにしたので、第８図（ａ）に示すように、従来例
（同図（ｂ））に比べて、走査光学系を飛躍的に小形化
することができるものである。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１ 第１図は本発明の一実施例に用いるミラーＭの形状を示
す斜視図である。このミラーＭは、Ｘ−Ｘ′線方向の反
射面は凹面で、Ｘ−Ｘ′線に直交する方向の反射面は連
続的な曲率変化を有する凹面であり、全体としてトーリ
ックミラーを変形した形状を有する。第２図は、第１図
のミラーＭのＸ−Ｘ′線についての断面を示す図であ
り、斜線を施した部分がミラー面である。ミラーＭの反
射面を赤外線検出素子２の受光面Ｓに向けると共に、赤
外線検出素子２の視野中心ｃを軸として、ミラーＭをＸ
−Ｘ′線方向を半径方向として回転駆動させることによ
り、赤外線検出素子２の視野を円形走査させることがで
きる。Ｘ−Ｘ′線方向の凹面は瞬時視野を放射方向に拡
大する作用を有し、Ｘ−Ｘ′線に直交する方向の反射面
は走査方向での集光作用を有する。物面側の点B1から入
射する入射光は、ミラー端点M1を介して受光面Ｓに入射
し、物面側の点B2から入射する入射光は、ミラー端点M2
を介して受光面Ｓに入射するものとする。点B1からミラ
ー端点M1への入射光がＸ軸に垂直であるとすると、点B2
からミラー端点M2への入射光とＹ軸のなす角θが瞬時視
野におえる放射方向についての瞬時視野角となる。ミラ
ー面は円弧状とし、その曲率中心をＮとする。受光面Ｓ
はミラー面の中央直下に配置する。すなわち、第２図に
示すように、Ｘ−Ｙ座標を取り、点M1の座標を（X1,
Y1）、点M2の座標を（X2,Y2）、受光面Ｓの座標を（Xs,
Ys）とすると、 X2＝−X1 …（９） Xs＝Ｏ …（10） となるように設定する。これにより、ミラーＭを走査光
学系の回転板に効率的に配置でき、小形で光学利得の大
きい光学系を提供できる。ミラーＭの断面形状は、その
Ｘ軸方向の長さと、受光面Ｓの位置と、所望の瞬時視野
角θとを設定することにより、一意的に定まり、曲率中
心Ｎが決定される。
す斜視図である。このミラーＭは、Ｘ−Ｘ′線方向の反
射面は凹面で、Ｘ−Ｘ′線に直交する方向の反射面は連
続的な曲率変化を有する凹面であり、全体としてトーリ
ックミラーを変形した形状を有する。第２図は、第１図
のミラーＭのＸ−Ｘ′線についての断面を示す図であ
り、斜線を施した部分がミラー面である。ミラーＭの反
射面を赤外線検出素子２の受光面Ｓに向けると共に、赤
外線検出素子２の視野中心ｃを軸として、ミラーＭをＸ
−Ｘ′線方向を半径方向として回転駆動させることによ
り、赤外線検出素子２の視野を円形走査させることがで
きる。Ｘ−Ｘ′線方向の凹面は瞬時視野を放射方向に拡
大する作用を有し、Ｘ−Ｘ′線に直交する方向の反射面
は走査方向での集光作用を有する。物面側の点B1から入
射する入射光は、ミラー端点M1を介して受光面Ｓに入射
し、物面側の点B2から入射する入射光は、ミラー端点M2
を介して受光面Ｓに入射するものとする。点B1からミラ
ー端点M1への入射光がＸ軸に垂直であるとすると、点B2
からミラー端点M2への入射光とＹ軸のなす角θが瞬時視
野におえる放射方向についての瞬時視野角となる。ミラ
ー面は円弧状とし、その曲率中心をＮとする。受光面Ｓ
はミラー面の中央直下に配置する。すなわち、第２図に
示すように、Ｘ−Ｙ座標を取り、点M1の座標を（X1,
Y1）、点M2の座標を（X2,Y2）、受光面Ｓの座標を（Xs,
Ys）とすると、 X2＝−X1 …（９） Xs＝Ｏ …（10） となるように設定する。これにより、ミラーＭを走査光
学系の回転板に効率的に配置でき、小形で光学利得の大
きい光学系を提供できる。ミラーＭの断面形状は、その
Ｘ軸方向の長さと、受光面Ｓの位置と、所望の瞬時視野
角θとを設定することにより、一意的に定まり、曲率中
心Ｎが決定される。
第３図において、ミラー面を示す円弧上で始径▲
▼から角度ｔの点をMtとする。物面上の点Ｐからの入射
光が点Mtを介して、受光面Ｓに入射するものとし、点Mt
における法線ntを元に、受光面Ｓからミラー面における
点Mtまでの距離Rbと、点Mtから物面上の点Ｐまでの距離
Raが求まる。ここで、距離Rbは、ミラー面の点Mtの位置
によって変動する。すなわち、 Rb＝Rb（ｔ） …（11） である。ミラーＭの走査方向についての凹面は円弧状と
して、物面上の点Ｐからの入射光を受光面Ｓに集光させ
るためには、ミラー面上の点Mtにおいて、次式を満たす
焦点距離ftを有する凹面を走査方向に形成すればよい。
▼から角度ｔの点をMtとする。物面上の点Ｐからの入射
光が点Mtを介して、受光面Ｓに入射するものとし、点Mt
における法線ntを元に、受光面Ｓからミラー面における
点Mtまでの距離Rbと、点Mtから物面上の点Ｐまでの距離
Raが求まる。ここで、距離Rbは、ミラー面の点Mtの位置
によって変動する。すなわち、 Rb＝Rb（ｔ） …（11） である。ミラーＭの走査方向についての凹面は円弧状と
して、物面上の点Ｐからの入射光を受光面Ｓに集光させ
るためには、ミラー面上の点Mtにおいて、次式を満たす
焦点距離ftを有する凹面を走査方向に形成すればよい。
焦点距離ftを持つためには、ミラー面上の点Mtにおい
て、曲率半径Rtが、 Rt＝2ft …（13） となるように、凹面を形成すればよい。ミラー面上、点
MtはミラーＭの走査方向の中央にあり、線分▲▼
の延長線上に凹面曲率中心Ntを置き、線分▲▼
が曲率半径Rtに一致するような凹面を形成すれば良い。
て、曲率半径Rtが、 Rt＝2ft …（13） となるように、凹面を形成すればよい。ミラー面上、点
MtはミラーＭの走査方向の中央にあり、線分▲▼
の延長線上に凹面曲率中心Ntを置き、線分▲▼
が曲率半径Rtに一致するような凹面を形成すれば良い。
（11），（12），（13）式より、 となり、Rb（ｔ）は連続的に変化し、曲率半径Rtも連続
的に変化させる必要がある。さらに、ピントの合わせる
物面Ｂを、水平面に平行な面とし、ミラー面上の点Mtか
らピントの合致した平面までの距離をＲとすると、距離
Ｒと距離Raの関係は、線分▲▼と法線ntのなす角
をθＭ，線分▲▼と受光面視野中心ｃのなす角を
θＦとすると、 となり、距離Raも連続的に変化する。このように、ピン
トの合わせる面をも考慮に入れて曲率半径を連続的に変
化させてミラーＭの走査方向の凹面を形成すれば良い。
的に変化させる必要がある。さらに、ピントの合わせる
物面Ｂを、水平面に平行な面とし、ミラー面上の点Mtか
らピントの合致した平面までの距離をＲとすると、距離
Ｒと距離Raの関係は、線分▲▼と法線ntのなす角
をθＭ，線分▲▼と受光面視野中心ｃのなす角を
θＦとすると、 となり、距離Raも連続的に変化する。このように、ピン
トの合わせる面をも考慮に入れて曲率半径を連続的に変
化させてミラーＭの走査方向の凹面を形成すれば良い。
第４図に本実施例のミラーＭの放射方向についての断面
形状の具体例を示す。受光面視野中心ｃからミラー端点
M1,M2までの距離を各々15mm、受光面Ｓからミラー端点M
1までの視野中心方向距離を30mm、凹面曲率半径を28.5m
mとし、円弧の始径▲▼が水平面となす角を76.71
75°とすると、物面上の点B2からの入射光が視野中心ｃ
となす角は71.6464°となり、ミラーＭを介して物面Ｂ
を見込む角度は71.6464°となり、走査光学系における
物面Ｂに対する全視野角は、143.2928°となる。第５図
に本実施例のミラーＭによる物面Ｂからの集光状況を示
す。
形状の具体例を示す。受光面視野中心ｃからミラー端点
M1,M2までの距離を各々15mm、受光面Ｓからミラー端点M
1までの視野中心方向距離を30mm、凹面曲率半径を28.5m
mとし、円弧の始径▲▼が水平面となす角を76.71
75°とすると、物面上の点B2からの入射光が視野中心ｃ
となす角は71.6464°となり、ミラーＭを介して物面Ｂ
を見込む角度は71.6464°となり、走査光学系における
物面Ｂに対する全視野角は、143.2928°となる。第５図
に本実施例のミラーＭによる物面Ｂからの集光状況を示
す。
第６図はミラーＭの連続的に曲率が変化する走査方向の
凹面の曲率半径を示したものであり、ミラー面上の位置
は、始径▲▼からの角度ｔにより表している。ミ
ラーＭの端点M1,M2における曲率半径はそれぞれ64.2108
mm、45.4898mmである。また、走査方向についてのミラ
ー幅は30mmとした。
凹面の曲率半径を示したものであり、ミラー面上の位置
は、始径▲▼からの角度ｔにより表している。ミ
ラーＭの端点M1,M2における曲率半径はそれぞれ64.2108
mm、45.4898mmである。また、走査方向についてのミラ
ー幅は30mmとした。
第７図に上記走査光学系の直下3mの床面に人体が直立し
た場合の人体からの入射パワーの計算結果を示す。横軸
は、視野中心ｃからの人体の水平距離であり、縦軸は、
入射パワーの相対値である。黒丸でプロットした特性
は、第17図に示す変形鞍形ミラーＭ″を用いた場合の特
性であり、白丸でプロットした特性は、第１図に示すミ
ラーＭを用いた場合の特性である。第７図を見れば、本
実施例のミラーＭを用いることにより、光学利得が飛躍
的に向上していることが分かる。
た場合の人体からの入射パワーの計算結果を示す。横軸
は、視野中心ｃからの人体の水平距離であり、縦軸は、
入射パワーの相対値である。黒丸でプロットした特性
は、第17図に示す変形鞍形ミラーＭ″を用いた場合の特
性であり、白丸でプロットした特性は、第１図に示すミ
ラーＭを用いた場合の特性である。第７図を見れば、本
実施例のミラーＭを用いることにより、光学利得が飛躍
的に向上していることが分かる。
第８図に、ミラーＭを回転板10に配置した状況を示す。
同図（ａ）に示すように、ミラーＭを設置する場合、回
転板10を円形とすると、最低で42.4mmの直径を有する円
板となる。これに対し、第17図に示す変形鞍形ミラー
Ｍ″では、最低で72.1mmの直径を有する回転板10が必要
となる（同図（ｂ）参照）。すなわち、本発明のミラー
Ｍを用いることにより、光学系を著しく小形にすること
ができる。
同図（ａ）に示すように、ミラーＭを設置する場合、回
転板10を円形とすると、最低で42.4mmの直径を有する円
板となる。これに対し、第17図に示す変形鞍形ミラー
Ｍ″では、最低で72.1mmの直径を有する回転板10が必要
となる（同図（ｂ）参照）。すなわち、本発明のミラー
Ｍを用いることにより、光学系を著しく小形にすること
ができる。
ここで、前記光学系を用いる人数検出装置の全体構成を
第13図のブロック図に基づいて説明する。円形走査光学
系１にて集光された赤外線エネルギーは、赤外線検出素
子２にて受光され、電気信号に変換される。赤外線検出
素子２の出力は前置増幅部３で増幅された後、信号処理
部４内の帯域フィルターに入力して、不安定な低周波成
分と不必要な高周波成分をカットし、S/N比を向上させ
る。帯域フィルターの出力はA/D変換されて、判断部５
を構成するマイクロコンピュータに出力される。このマ
イクロコンピュータは円形走査光学系１の回転に同期し
て１回転毎にA/D変換された波形を逐次取り込む。判断
部５においては、予め検知領域内に人体が存在しない場
合の出力波形が参照波形データとしてメモリー内に記憶
されており、入力波形は、メモリー内の参照波形と比較
され、人体の有無及び人数が同時に判断される。本実施
例では、入力波形データと参照波形データとで比較演算
を行い、その結果を新たに比較処理波形データとし、比
較処理波形データにおいて、極大値を検出し、極大値の
数を人数としてカウントしている。比較処理波形データ
において、検出人数が０の場合には、現在の入力波形デ
ータが参照波形データとして更新され、メモリー内に記
憶される。このように参照波形データを用いて入力波形
データと比較演算を行うことにより、検知領域内の環境
変化に左右されることなく、高精度な人数検出を行うこ
とができる。出力部６においては、判断部５から与えら
れた人数情報を元に、人数情報を表示するようになって
いる。会議室などでは、室外に人数あるいは混雑度を表
示することにより、室外で他者が室内使用状況を把握で
きるようにする。また、個人が使用している部屋におい
ては、人数情報「０人」，「１人」，「２人以上」を元
に、室内状況を“不在1"、“在室”、“来客”として室
外に表示することにより、他者が容易かつ端的に室内状
況を把握することができる。さらに、人数情報を元に、
空調などの各種環境施設を安定且つ有効に動作させるこ
とができる。
第13図のブロック図に基づいて説明する。円形走査光学
系１にて集光された赤外線エネルギーは、赤外線検出素
子２にて受光され、電気信号に変換される。赤外線検出
素子２の出力は前置増幅部３で増幅された後、信号処理
部４内の帯域フィルターに入力して、不安定な低周波成
分と不必要な高周波成分をカットし、S/N比を向上させ
る。帯域フィルターの出力はA/D変換されて、判断部５
を構成するマイクロコンピュータに出力される。このマ
イクロコンピュータは円形走査光学系１の回転に同期し
て１回転毎にA/D変換された波形を逐次取り込む。判断
部５においては、予め検知領域内に人体が存在しない場
合の出力波形が参照波形データとしてメモリー内に記憶
されており、入力波形は、メモリー内の参照波形と比較
され、人体の有無及び人数が同時に判断される。本実施
例では、入力波形データと参照波形データとで比較演算
を行い、その結果を新たに比較処理波形データとし、比
較処理波形データにおいて、極大値を検出し、極大値の
数を人数としてカウントしている。比較処理波形データ
において、検出人数が０の場合には、現在の入力波形デ
ータが参照波形データとして更新され、メモリー内に記
憶される。このように参照波形データを用いて入力波形
データと比較演算を行うことにより、検知領域内の環境
変化に左右されることなく、高精度な人数検出を行うこ
とができる。出力部６においては、判断部５から与えら
れた人数情報を元に、人数情報を表示するようになって
いる。会議室などでは、室外に人数あるいは混雑度を表
示することにより、室外で他者が室内使用状況を把握で
きるようにする。また、個人が使用している部屋におい
ては、人数情報「０人」，「１人」，「２人以上」を元
に、室内状況を“不在1"、“在室”、“来客”として室
外に表示することにより、他者が容易かつ端的に室内状
況を把握することができる。さらに、人数情報を元に、
空調などの各種環境施設を安定且つ有効に動作させるこ
とができる。
実施例２ 第９図は本発明の他の実施例に係る人数検出装置に用い
るミラーＭの放射方向についての断面図である。このミ
ラーＭは、放射方向についての凹面に楕円形状を用いて
おり、放射方向についての瞬時視野角を広げている。物
面側の点B1からの入射光はミラー端点M1を介して受光面
Ｓに入射し、物面側の点B2からの入射光はミラー端点M2
を介して受光面Ｓに入射するものとする。ここで、第９
図に示すように、Ｘ−Ｙ座標を取り、点M1の座標を
（X1,Y1）、点M2の座標を（X2,Y2）、受光面Ｓの座標を
（Xs,Ys）とすると、 X2＝−X1 …（16） Xs＝０ …（17） となるように設定すれば、すなわち、ミラー端点M1,M2
の中央に視野中心ｃを置き、視野中心ｃ上に赤外線検出
素子２の受光面Ｓを配置すれば、走査光学系の回転板に
ミラーＭを効率的に配置でき、小形で光学利得の大きい
光学系を提供することができる。
るミラーＭの放射方向についての断面図である。このミ
ラーＭは、放射方向についての凹面に楕円形状を用いて
おり、放射方向についての瞬時視野角を広げている。物
面側の点B1からの入射光はミラー端点M1を介して受光面
Ｓに入射し、物面側の点B2からの入射光はミラー端点M2
を介して受光面Ｓに入射するものとする。ここで、第９
図に示すように、Ｘ−Ｙ座標を取り、点M1の座標を
（X1,Y1）、点M2の座標を（X2,Y2）、受光面Ｓの座標を
（Xs,Ys）とすると、 X2＝−X1 …（16） Xs＝０ …（17） となるように設定すれば、すなわち、ミラー端点M1,M2
の中央に視野中心ｃを置き、視野中心ｃ上に赤外線検出
素子２の受光面Ｓを配置すれば、走査光学系の回転板に
ミラーＭを効率的に配置でき、小形で光学利得の大きい
光学系を提供することができる。
ｎ１,n２は、ミラーＭの端点M1,M2における法線ベクト
ルであり、物面側の点B1からミラー端点M1へ入射する光
線と、物面側の点B2からミラー端点M2へ入射する光線と
の交点をＱとすると、凹面は点S,Qを２つの焦点とする
楕円形状にすれば良いことが分かる。点S,Qを結ぶ線分
▲▼の中点をＮとすると、点Ｎが楕円形状の中心と
なる。この楕円形状は、ミラーＭのＸ軸方向の長さと、
受光面Ｓの位置と、所望の瞬時視野角θとから一意的に
定まる。
ルであり、物面側の点B1からミラー端点M1へ入射する光
線と、物面側の点B2からミラー端点M2へ入射する光線と
の交点をＱとすると、凹面は点S,Qを２つの焦点とする
楕円形状にすれば良いことが分かる。点S,Qを結ぶ線分
▲▼の中点をＮとすると、点Ｎが楕円形状の中心と
なる。この楕円形状は、ミラーＭのＸ軸方向の長さと、
受光面Ｓの位置と、所望の瞬時視野角θとから一意的に
定まる。
第10図は本実施例のミラーＭの放射方向についての断面
形状の具体例を示す。視野中心ｃからミラー端点M1,M2
までの水平方向距離を各々15mm、受光面Ｓからミラー端
点M1までの鉛直方向距離を30mmとする。楕円形状の焦点
は、点S,Qであり、点Ｑはミラー端点M1の直下22mmに位
置する。楕円形状は次式で示される。
形状の具体例を示す。視野中心ｃからミラー端点M1,M2
までの水平方向距離を各々15mm、受光面Ｓからミラー端
点M1までの鉛直方向距離を30mmとする。楕円形状の焦点
は、点S,Qであり、点Ｑはミラー端点M1の直下22mmに位
置する。楕円形状は次式で示される。
点S,Qを通る直線をＸ軸とし、楕円形状の中心Ｎを原点
とするＸ−Ｙ座標をとることにより、この楕円形状は、
ａ＝27.7705〔mm〕、ｂ＝26.4377〔mm〕となる。この楕
円形上の任意の点Ｍ（X,Y）は、αをパラメータとして
次式で表される。
とするＸ−Ｙ座標をとることにより、この楕円形状は、
ａ＝27.7705〔mm〕、ｂ＝26.4377〔mm〕となる。この楕
円形上の任意の点Ｍ（X,Y）は、αをパラメータとして
次式で表される。
Ｘ＝a/cosα …（19） Ｙ＝ｂ・sinα …（20） 点M1でα＝47.2436°、点M2でα＝118.041°である。放
射方向の瞬時視野角θは、70.7977°となる。したがっ
て、走査光学系における物面Ｂに対する全視野角は141.
5954°となる。
射方向の瞬時視野角θは、70.7977°となる。したがっ
て、走査光学系における物面Ｂに対する全視野角は141.
5954°となる。
第11図は本実施例のミラーＭを用いた場合における物面
Ｂからの集光状況を示す。物面Ｂから受光面Ｓへの入射
光は全て焦点Ｑを通過する。そのため、走査光学系を保
護するために、透光部に赤外線透過材を用いた保護カバ
ーを装着した場合に、走査光学系の回転に応じて焦点Ｑ
が通過する部分のみを窓とすれば良く、赤外線透過材が
少量で済み、構造的にも強固なものとなる。保護カバー
の形状は走査光学系全体を覆うようなものであれば良
く、特に限定するものではないが、例えば、半球状の凸
面を下方に向けたドーム状の形状とし、その中心部をミ
ラーＭの回転中心軸上に配すると共に、焦点Ｑが通過す
る所定の高さの部分（及びその近傍）のみを環状の窓部
とし、この窓部に赤外線透過材を配し、その他の部分は
軽量で強固な遮光性材料で形成すれば良い。
Ｂからの集光状況を示す。物面Ｂから受光面Ｓへの入射
光は全て焦点Ｑを通過する。そのため、走査光学系を保
護するために、透光部に赤外線透過材を用いた保護カバ
ーを装着した場合に、走査光学系の回転に応じて焦点Ｑ
が通過する部分のみを窓とすれば良く、赤外線透過材が
少量で済み、構造的にも強固なものとなる。保護カバー
の形状は走査光学系全体を覆うようなものであれば良
く、特に限定するものではないが、例えば、半球状の凸
面を下方に向けたドーム状の形状とし、その中心部をミ
ラーＭの回転中心軸上に配すると共に、焦点Ｑが通過す
る所定の高さの部分（及びその近傍）のみを環状の窓部
とし、この窓部に赤外線透過材を配し、その他の部分は
軽量で強固な遮光性材料で形成すれば良い。
なお、第９図に示す凹面形成方向と直交する方向の凹面
は、連続的な曲率変化を有する凹面であり、走査方向に
ついての集光作用を有する。この凹面の連続的な曲率変
化については、実施例１の場合と同様にして決定され
る。第12図は、▲▼を始径として、始径からの角
度ｔと走査方向凹面の曲率半径との関係を示す。走査方
向についてのミラー幅は30mmとした。本実施例にあって
も、実施例１の場合と同様に、光学利得が向上し、光学
系を小形化できる。
は、連続的な曲率変化を有する凹面であり、走査方向に
ついての集光作用を有する。この凹面の連続的な曲率変
化については、実施例１の場合と同様にして決定され
る。第12図は、▲▼を始径として、始径からの角
度ｔと走査方向凹面の曲率半径との関係を示す。走査方
向についてのミラー幅は30mmとした。本実施例にあって
も、実施例１の場合と同様に、光学利得が向上し、光学
系を小形化できる。
（発明の効果） 本発明は上述のように、赤外線検出素子の視野を円形走
査させるためのミラーの円形走査方向についての反射面
は連続的な曲率変化を有する凹面とし、円形走査の半径
方向についての反射面は物面までの距離に比べて充分に
小さい焦点距離を有する凹面としたので、簡単且つ安価
に構成でき、広い検出領域にわたり大きな光学利得と均
一な感度分布を得ることができ、しかも、円形走査の半
径方向についての凹面の半径方向の中心位置がミラーの
回転中心と略一致するようにしたので、走査光学系の回
転半径が小さくなり、走査光学系の小形化が可能である
という効果がある。
査させるためのミラーの円形走査方向についての反射面
は連続的な曲率変化を有する凹面とし、円形走査の半径
方向についての反射面は物面までの距離に比べて充分に
小さい焦点距離を有する凹面としたので、簡単且つ安価
に構成でき、広い検出領域にわたり大きな光学利得と均
一な感度分布を得ることができ、しかも、円形走査の半
径方向についての凹面の半径方向の中心位置がミラーの
回転中心と略一致するようにしたので、走査光学系の回
転半径が小さくなり、走査光学系の小形化が可能である
という効果がある。
第１図は本発明の一実施例に用いるミラーの斜視図、第
２図乃至第４図は同上の断面図、第５図は同上のミラー
による集光状況を示す説明図、第６図は同上のミラーの
曲率半径の変化を示す図、第７図は同上のミラーの集光
力を示す特性図、第８図は同上のミラーの回転板への取
り付け状況を示す説明図、第９図及び第10図は本発明の
他の実施例に用いるミラーの断面図、第11図は同上のミ
ラーによる集光状況を示す説明図、第12図は同上のミラ
ーの曲率半径の変化を示す図、第13図は従来例のブロッ
ク図、第14図（ａ）は従来例に用いる光学系の概略構成
図、同図（ｂ）は同上の要部底面図、第15図（ａ）は他
の従来例に用いる光学系の概略構成図、同図（ｂ）は同
上の要部底面図、第16図は同上に用いる赤外線検出素子
の指向特性図、第17図はさらに他の従来例に用いる変形
鞍形ミラーの斜視図である。 １は円形走査光学系、２は赤外線検出素子、３は前置増
幅部、４は信号処理部、５は判断部、６は出力部、Ｍは
ミラーである。
２図乃至第４図は同上の断面図、第５図は同上のミラー
による集光状況を示す説明図、第６図は同上のミラーの
曲率半径の変化を示す図、第７図は同上のミラーの集光
力を示す特性図、第８図は同上のミラーの回転板への取
り付け状況を示す説明図、第９図及び第10図は本発明の
他の実施例に用いるミラーの断面図、第11図は同上のミ
ラーによる集光状況を示す説明図、第12図は同上のミラ
ーの曲率半径の変化を示す図、第13図は従来例のブロッ
ク図、第14図（ａ）は従来例に用いる光学系の概略構成
図、同図（ｂ）は同上の要部底面図、第15図（ａ）は他
の従来例に用いる光学系の概略構成図、同図（ｂ）は同
上の要部底面図、第16図は同上に用いる赤外線検出素子
の指向特性図、第17図はさらに他の従来例に用いる変形
鞍形ミラーの斜視図である。 １は円形走査光学系、２は赤外線検出素子、３は前置増
幅部、４は信号処理部、５は判断部、６は出力部、Ｍは
ミラーである。
フロントページの続き (72)発明者 松田 啓史 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 姫澤 秀和 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (72)発明者 依藤 有貴 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−60587（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−229628（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−156679（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】赤外線検出素子と、反射面を前記赤外線検
出素子に向けたミラーを前記赤外線検出素子の視野中心
を軸として回転させて前記赤外線検出素子の視野を円形
走査させる円形走査光学系と、前記赤外線検出素子の出
力信号を増幅する前置増幅部と、前記前置増幅部の出力
信号を人数検出に必要な信号に変換する信号処理部と、
前記信号処理部の出力信号に基づいて人数を判定する判
断部と、前記判断部の出力信号から人数情報を出力する
出力部とから成る人数検出装置において、前記ミラーの
円形走査方向についての反射面は連続的な曲率変化を有
する凹面であり、円形走査の半径方向についての反射面
は物面までの距離に比べて充分に小さい焦点距離を有す
る凹面であって、該凹面の円形走査の半径方向について
の中心位置が前記ミラーの回転中心と略一致しているこ
とを特徴とする人数検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62101336A JPH0727551B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 人数検出装置 |
| GB8727064A GB2199658B (en) | 1986-11-26 | 1987-11-19 | Person-number detecting system |
| US07/123,105 US4849737A (en) | 1986-11-26 | 1987-11-19 | Person-number detecting system |
| DE19873740115 DE3740115A1 (de) | 1986-11-26 | 1987-11-26 | Personenzahl-erfassungsanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62101336A JPH0727551B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 人数検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63266589A JPS63266589A (ja) | 1988-11-02 |
| JPH0727551B2 true JPH0727551B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=14297994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62101336A Expired - Fee Related JPH0727551B2 (ja) | 1986-11-26 | 1987-04-24 | 人数検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727551B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6570715B2 (en) | 2001-03-21 | 2003-05-27 | Raytheon Company | Ultra-wide field of view concentric scanning sensor system with a piece-wise focal plane array |
| EP2776802B1 (en) * | 2011-10-28 | 2016-03-16 | Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek NV (VITO NV) | Infrared presence detector for detecting a presence of an object in a surveillance area |
-
1987
- 1987-04-24 JP JP62101336A patent/JPH0727551B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63266589A (ja) | 1988-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |