JPH0789153B2 - 人体位置検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、検知エリアの特定領域における赤外線の光量
を検出して、人体位置を検知するようにした人体位置検
知装置に関する。

（従来の技術） 従来より、例えば「トランジスタ技術別冊センサ・イン
ターフェーシングNo.2,187〜194頁」に開示されるごと
く、検知エリア内に設置された赤外線センサと、検知エ
リアからの赤外線を赤外線センサ上に集光する反射鏡あ
るいはレンズを利用した集光系と、赤外線センサで検出
された赤外線の光量により人体の存否を判定する信号処
理回路とを備え、人体から発せられる赤外線を利用し
て、検知エリア内に人体が存在することを検知しようと
するものは知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来のものを利用すれば、自動的に検知エリア内に
人体が存在するか否かを検知することができるが、反
面、赤外線を集光している検知エリアのどの部分に人体
が存在するのかを特定して検知することはできない。

したがって、上記従来のものを利用して、検知エリア内
において人体が存在する部分を特定しようとすれば、検
知エリアを部分エリアに細分割して、各部分エリアに対
応した数の集光手段と赤外線量検出手段を備えなければ
ならず、検知用部品数の増大を招くという問題がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、検知エリア内で、２つのずれた位置における人体
の通過を検出して、その方向と通過回数を把握すること
により、簡易な構成でもって検知エリア内の特定場所に
おける人体の存在を検知することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明の解決手段は、第１図に
示すように、人体位置検出装置として、人体の存在を検
知するための検知エリア（１）内に設置され、赤外線の
光量を検出する１対の赤外線量検出手段（4A），（4B）
と、検知エリア（１）内の相近接しかつずれた位置にあ
る複数の部分エリア対（3A₁），（3B₁）〜（3A₄），（3
B₄）からの赤外線を上記１対の赤外線量検出手段（4
A），（4B）にそれぞれ対応させて集光する単一の赤外
線集光手段（６）と、上記１対の赤外線量検出手段（4
A），（4B）で検出される部分エリア対（3A₁），（3
B₁）〜（3A₄），（3B₄）からの赤外線の光量の変化が所
定レベル以上のときをそれぞれ検出して通過信号を出力
する１対の光量変化検出手段（11A），（11B）と、該各
光量変化検出手段（11A），（11B）の出力を受け、１対
の通過信号の時間的ずれに基づく人体の通過方向から上
記各部分エリア対（3A₁），（3B₁）〜（3A₄），（3B₄）
の間に挟まれた部分検知領域（R₁）〜（R₃）についての
人体の移動状況を演算する演算手段（14）と、該演算手
段（14）で演算された演算内容を逐次記憶する記憶手段
（13）と、上記記憶手段（13）の記憶内容に基づき、上
記検知エリア（１）内の各部分領域（R₁）〜（R₃）にお
ける人体の存在の有無を判定する判定手段（15）とを設
ける構成としたものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、赤外線集光手段（６）
により、検知エリア（１）内の各部分エリア（3A），
（3B）からの赤外線が対応する各赤外線量検出手段（4
A），（4B）にそれぞれ集光され、人体の移動等により
赤外線の光量が所定レベル以上変化すると、各光量変化
検出手段（11A），（11B）により、各部分エリア（3
A），（3B）について人体の通過信号が出力される。

そのとき、上記各部分エリア（3A），（3B）は検知エリ
ア（１）内で相近接しかつずれた位置に設定されている
ので、その通過方向により、各光量変化検出手段（11
A），（11B）で光量の変化が検出される時刻に差が生じ
る。そして、演算手段（14）により、各光量変化検出手
段（11A），（11B）から出力される２つの通過信号の時
間的なずれに基づく人体の通過方向から人体の移動状況
が演算され、その演算結果が記憶手段（13）に逐次記憶
される。したがって、判定手段（15）により、記憶手段
（13）の記憶内容から検知エリア（１）の特定場所にお
ける人体の存在の有無が判定される。すなわち、単一の
集光手段（６）からなる簡易な構成でもって検知エリア
（１）内の部分領域（R₁）〜（R₃）における人体の存在
が検知されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図は本発明の実施例に係る人体位置検知装置の設置
状態を示し、（１）は人体の存在を検知するための検知
エリアとしての直方体状室内空間であって、該室内空間
（１）の天井壁面（1a）には、人体位置検知装置が取付
けられている。

上記人体位置検知装置には、単一の検知用機構（２）が
備えられている。該機構（２）において、第３図に拡大
詳示するように、下方側のみを開口した箱状のフレーム
（５）の上壁が室内空間（１）の天井側に固定されてい
て、該フレーム（５）の室内空間（１）の長手方向（以
下縦方向とする）に平行な側面の内側に、赤外線の光量
変化に感応して光量変化信号を出力する赤外線量検出手
段としての１対の焦電センサー（4A），（4B）が相近接
して取付けられている。該１対の焦電センサー（4A），
（4B）は、フレーム（５）の上壁に平行にかつ横方向
（室内空間（１）の上下方向および縦方向に直交する方
向）に向って並列に取付けられている。また、上記フレ
ーム（５）の焦電センサー（4A），（4B）が取付けられ
た側面と対向する側面は下方に向って開くように傾斜し
ていて、その内側には、アルミニウム、ニッケル等を表
面に蒸着してなる多分割型の放物面鏡（６）が取付けら
れている。該放物面鏡（６）は、室内空間（１）の縦方
向に多分割された合計４個の部分鏡（６−_１）〜（６−
_４）からなっている。そして、上記室内空間（１）は、
上記各部分鏡（６−_１）〜（６−_４）により、以下のよ
うに細分割されている。

まず、上記４個の部分鏡（６−_１）〜（６−_４）のうち
の１つ（６−_１）により、上記室内空間（１）内の図中
左端側つまり室内空間（１）への主出入口側で横方向に
帯状に延びた帯状エリア（3A₁）と、該帯状エリア（3
A₁）に近接しかつ室内空間（１）の奥方向に少しずれた
帯状エリア（3B₁）との赤外線がそれぞれ上記焦電セン
サ（4A），（4B）に集光されるようになされている。す
なわち、上記２つの帯状エリア（3A₁），（3B₁）は、室
内空間（１）内の相近接しかつずれた位置にある帯状エ
リア対（部分エリア対）を形成している。同様にして、
室内空間（１）には、上記帯状エリア対（3A₁），（3
B₁）から奥に向って所定距離ずつ離れた位置に、３つの
帯状エリア対（3A₂），（3B₂）〜（3A₄），（3B₄）が順
に設けられていて、上記各帯状エリア対（3A₁），（3
B₁）〜（3A₄），（3B₄）の赤外線がそれぞれ上記部分鏡
（６−_１）〜（６−_４）により、１対の焦電センサ（4
A），（4B）に対応して集光されるようになされてい
る。

よって、上記放物面鏡（６）は、室内空間（検知エリ
ア）（１）内の相近接しかつずれた位置にある複数の帯
状エリア対（部分エリア対）（3A₁），（3B₁）〜（3
A₄），（3B₄）からの赤外線を上記１対の焦電センサー
（赤外線量検出手段）（4A），（4B）にそれぞれ対応さ
せて集光する単一の赤外線集光手段としての機能を有す
る。

そして、室内空間（１）は、図中左側から順に２つの帯
状エリア対（3A₁），（3B₁）および（3A₂），（3B₂）間
に挟まれた部分検知領域（R₁）と、帯状エリア対（3
A₂），（3B₂）および（3A₃），（3B₃）間に挟まれた部
分検知領域（R₂）と、帯状エリア対（3A₃），（3B₃）お
よび（3A₄），（3B₄）間に挟まれた部分検知領域（R₃）
とに分割されている。

また、上記フレーム（５）の外部には、各焦電センサー
（4A），（4B）からの信号を処理する制御装置（20）が
設置されていて、該制御装置（20）は、第４図に示すよ
うに、上記各焦電センサー（4A），（4B）からの赤外線
信号をそれぞれ別個に処理する同一の個別回路（20
A），（20B）と、該個別回路（20A），（20B）からの信
号を集中して処理する中央処理回路としてのCPU（12）
とで構成されている。

上記各個別回路（20A）は、上記焦電センサー（4A）か
らの赤外線光量の変化信号を増幅する増幅器（8A）と、
該増幅器（8A）で増幅された光量変化信号の雑音を除去
するためのフィルタ（9A）と、上記フィルタ（9A）から
の光量変化信号と基準電源（10A）の基準電圧とを比較
して、その光量変化が所定レベルになったときには人体
の通過したことを告知する通過信号を出力する光量変化
検出手段としてのコンパレータ（11A）とで構成されて
いる。

また、上記CPU（12）には、記憶回路（13）が付設され
ていて、該記憶回路（13）はCPU（12）からの信号内容
を逐次記憶する記憶手段としての機能を有する。

次に、上記室内空間（１）内で１つの人体が移動するよ
うな場合（例えば工場で夜間１人が作業するような場
合）を例にとり、上記CPU（12）による制御について第
５図のフローチャートに基づき説明する。まず、ステッ
プS₁で人体が上記部分検知領域（R₁）〜（R₃）のいずれ
にいるかを示す人体位置信号S_P（S_P＝1,2,3がそれぞれ
各部分領域（R₁），（R₂），（R₃）に対応している）を
零にイニシャライズし、ステップS₂で上記コンパレータ
（11A），（11B）から通過信号が出力されたか否かを判
別して、その判別結果が通過信号が出力されたYESにな
るのを待ってステップS₃に進み、該ステップS₃で上記焦
電センサー（4A）からの通過信号のほうが焦電センサ
（4B）からの通過信号よりも時間的に早いか否かを判別
する。そして、その判別結果が焦電センサー（4A）の通
過信号の方が早いYESであるときには、人体が室内空間
（１）の奥に向って移動したと判断してステップS₄に進
み、人体位置信号S_P＝S_P＋１として部分検知領域（R₁）
〜（R₃）の番号を奥側に移動させる。そのとき、ステッ
プS₅でS_P＝４か否かを判別し、判別結果がNOであればそ
のままで、判別結果がS_P＝４のYESのときは人体が奥側
の出入口から出ていったと判断してステップS₆でS_P＝０
に再設定した後、ステップS₁₀に進む。一方、上記ステ
ップS₃における判別が焦電センサー（4A）の通過信号の
ほうが遅いNOであるときは、人体が奥側から主出入口側
に向って移動したと判断し、ステップS₇で、S_P＝S_P−１
として部分検知領域（R₁）〜（R₃）の番号を主出入口側
に移動させる。そのとき、ステップS₈で、S_P＝−１か否
かを判別し、判別結果がNOであればそのままで、判別結
果がS_P＝−１のYESであれば、人体が奥側の出入口から
部分検知領域（R₃）に入ってきたと判断してステップS₉
でS_P＝３に再設定した後、ステップS₁₀に進む。

そして、ステップS₁₀では、上記ステップS₃〜S₉で演算
した人体位置信号S_Pを出力し、ステップS₁₁で上記記憶
回路（13）に記憶しておき、ステップS₁₂で該記憶され
た人体位置信号を取出して室内空間（１）の各部分領域
（R₁）〜（R₃）における人体の存在を判定して表示す
る。その後、上記ステップS₂〜S₁₂を繰り返す。

よって、上記ステップS₃〜S₁₀により、光量変化検出手
段（11A），（11B）の出力を受け、１対の通過信号の時
間的ずれに基づく人体の通過方向から各部分検知領域
（R₁）〜（R₃）についての人体の移動状況を演算する演
算手段（14）が構成され、ステップS₁₂により、上記記
憶手段（13）の記憶内容に基づき、上記検知エリア
（１）内の特定場所における人体の存在の有無を判定す
る判定手段（15）が構成されている。

したがって、上記実施例では、室内空間（１）の人体の
存在を検知したい各部分検知領域（R₁）〜（R₃）を挟む
ようにして帯状エリア対（3A₁），（3B₁）〜（3A₄），
（3B₄）を設け、各帯状エリア対（3A₁），（3B₁）の位
置を近接しかつ少しずれるように設定しているので、人
体が帯状エリア対（3A₁），（3B₁）〜（3A₄），（3B₄）
を通過すると、焦電センサー（4A），（4B）、コンパレ
ータ（11A），（11B）を介して検知される人体の通過す
る時刻のずれに基づいて人体の通過方向が検知され、そ
の通過方向から人体の移動した場所が算出されることに
なる。そして、その結果を記憶回路（13）に記憶させて
おくことによって、各部分検知領域（R₁）〜（R₃）につ
いて人体の有無が判定できるのである。

しかも、その場合、検知用機構（２）には、単一の放物
面鏡（６）があればよく、検知用機構（２）そのものも
１つで済む。よって、簡易な構成でもって、検知エリア
内の人体位置を特定して検知することができる。

なお、上記実施例では、赤外線集光手段として、縦に細
分割された多分割型放物面鏡（６）を使用したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、放物面鏡
（６）の代わりに球面鏡、楕円鏡、例えばポリエチレン
製の他分割型フレネルレンズ等を使用することができる
のはいうまでもない。

また、上記実施例では、１つの人体の存在場所を検知す
る場合について述べたが、本発明は上記実施例に限定さ
れるものではなく、例えば上記実施例における各部分鏡
（６−_１）〜（６−_４）からの信号を例えば順に走査す
る等することにより、複数の人体の存在場所と数とをも
検知することができる。

さらに、上記実施例では、各帯状エリア対（3A₁），（3
B₁）の一部が相重なりあうように設定したが、必ずしも
重なり合っている必要はなく、全く一致しない程度に近
接さえしていればよいことはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の人体位置検知装置によれ
ば、検知エリア内に複数の部分エリア対を設けて、各部
分エリア対が相近接しかつずれた位置にあるように設定
し、各部分エリア対からの赤外線の光量変化をそれぞれ
検出して、それらの光量変化時刻のずれに基づいて人体
の通過方向を検出するようにしたので、各部分エリアに
挟まれた部分検知領域について人体の存在の有無が検知
されることになり、簡易な構成でもって検知エリア内の
特定場所における人体の存在を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。第２図
〜第５図は本発明の実施例を示し、第２図は室内空間の
概略を示す斜視図、第３図は検知用機構の概略を示す斜
視図、第４図は人体位置検知装置の制御系を示す信号経
路図、第５図は制御のないようを示すフローチャート図
である。 （１）……室内空間（検知エリア）、（R₁）〜（R₃）…
…部分検知領域、（3A₁），（3B₁）〜（3A₄），（3B₄）
……帯状エリア（部分エリア）、（4A），（4B）……焦
電センサー（赤外線量検出手段）、（６）……放物面鏡
（赤外線集光手段）、（11A），（11B）……コンパレー
タ（光量変化検出手段）、（13）……記憶回路（記憶手
段）、（14）……演算手段、（15）……判定手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体の存在を検知するための検知エリア
   （１）内に設置され、赤外線の光量を検出する１対の赤
   外線量検出手段（4A），（4B）と、検知エリア（１）内
   の相近接しかつずれた位置にある複数の部分エリア対
   （3A₁），（3B₁）〜（3A₄），（3B₄）からの赤外線を上
   記１対の赤外線量検出手段（4A），（4B）にそれぞれ対
   応させて集光する単一の赤外線集光手段（６）と、上記
   １対の赤外線量検出手段（4A），（4B）で検出される部
   分エリア対（3A₁），（3B₁）〜（3A₄），（3B₄）からの
   赤外線の光量の変化が所定レベル以上のときをそれぞれ
   検出して通過信号を出力する１対の光量変化検出手段
   （11A），（11B）と、該各光量変化検出手段（11A），
   （11B）の出力を受け、１対の通過信号の時間的ずれに
   基づく人体の通過方向から上記各部分エリア対（3
   A₁），（3B₁）〜（3A₄），（3B₄）の間に挟まれた部分
   検知領域（R₁）〜（R₃）についての人体の移動状況を演
   算する演算手段（14）と、該演算手段（14）で演算され
   た演算内容を逐次記憶する記憶手段（13）と、上記記憶
   手段（13）の記憶内容に基づき、上記検知エリア（１）
   内の各部分領域（R₁）〜（R₃）における人体の存在の有
   無を判定する判定手段（15）とを備えてなる人体位置検
   知装置。