JPH08122447A - 赤外線式人体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】検知エリア内において、不感帯を有しないだけ
でなく、検知ターゲットの移動位置に関わらず検知感度
にばらつきを生じず、常に一定の検知感度で人体を検知
でき、屋外等の誤動作原因が多い場所においても、人体
の検知を可能とし、同一の検知ビームを用いた場合の最
も効率的な赤外線式人体検知装置を提供することを目的
とする。 【構成】人体から発する赤外線を集光部により集光し、
差動構成の赤外線検出素子において検出し、赤外線検出
素子の出力を増幅部により増幅し、出力信号より人体を
検知する赤外線式人体検知装置において、検知ターゲッ
ト１の移動方向に対して検知ビーム２を等間隔で配置す
るとともに、検知ビーム２の中心間の距離が検知ターゲ
ット１の大きさと概略一致するように配置して構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体から発する赤外線
を検出し、人間の移動や微動を検知する赤外線式人体検
知装置に係り、特に屋外等の誤動作原因が多い場所にお
いて、各種の誤動作原因により人体検知装置が誤動作す
るのを防止する機能を持つ人体検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、人体から発する赤外線の変化量
を検出する素子には、多くの場合、焦電素子と呼ばれる
ものが使用されており、このような焦電素子を用いた赤
外線式人体検知装置は、防犯用侵入検知装置のほか、照
明等の負荷の自動制御用装置として急速に普及しつつあ
るという背景がある。

【０００３】一般的な赤外線式人体検知装置の構成を図
５に示す。この赤外線式人体検知装置１は、赤外線集光
部１ａ、赤外線検出素子１ｂ、増幅器１ｃ、帯域フィル
タ１ｄ、比較回路１ｅ及び出力回路１ｆで構成される。
集光部１ａにより集光された赤外線を差動構成の赤外線
検出素子１ｂが検出し、赤外線検出素子１ｂの出力を増
幅部１ｃによって増幅し、帯域フィルタ１ｄにより不要
な周波数成分の波形を除去し、その出力信号が比較回路
１ｅにおいてあらかじめ設定された閾値と比較され、そ
の閾値よりもよりも大きい場合には出力回路１ｆから検
知信号が出力され、人体を検知する。

【０００４】ここで、集光部１ａとしては、通常、レン
ズ又はミラーが用いられるが、集光部１ａの１つのレン
ズ又はミラーとこれに対応する赤外線検出素子１ｂの受
光面の形状とにより検知可能な範囲、即ち、検知視野が
決まる。この検知視野を検知ビームと呼ぶ。この検知ビ
ームを人体が移動することにより、赤外線検出素子１ｂ
へ入射する赤外線が急激に変化し、大きな出力が得ら
れ、人体を高感度で検知することが出来る。従って、広
域の検知エリアを確保するためには、検知エリア内に複
数の検知ビームを配置する必要があるため、集光部１ａ
が、複数のレンズで構成されるマルチレンズ又は複数の
ミラーで構成されるマルチミラーが用いられる。

【０００５】図６にマルチレンズ又はマルチミラーを用
いて構成されたデュアルタイプの受光面形状の例を示
す。この受光面形状４による検知ビームを用いて、円形
状の検知エリアに用いた場合の検知ビームの配置例を図
７に示す。このような人体検知装置の構成によれば、検
知エリア３内で検知ビーム２’と検知ビーム２’との間
に広い隙間が生じるため、人体の移動する位置により、
検知ビーム２’を人体が通過する面積が変わり、検出感
度にばらつきが生じる。特に、検知ビーム２’間の隙間
が検知ターゲットの大きさより広い場合には、検知ビー
ム２’に検知ターゲットがかからず、人体を検知するこ
とが出来ないという問題が生じる。ここで、検知ターゲ
ットとは、人体検知装置の検知対象であり、人体を意味
する。以下も同じである。

【０００６】このような検出エリア内に生じる人体を検
出できないエリア、即ち、不感帯をなくすためには、検
知ビームの隙間ができるだけ小さくなるように検知ビー
ムを配置して構成する必要がある。そのためには、レン
ズの焦点距離をできるだけ大きくして、マルチレンズの
レンズ数又はマルチミラーのミラー数を増やせば可能で
ある。しかし、焦点距離を必要以上に大きくすると装置
全体が大きくなるため、実用的ではない。また、レンズ
数又はミラー数を増やすと、各レンズ又はミラーの面積
が小さくなるため、検出に十分な感度が得られなくな
る。さらに、十分な感度を得るために各レンズ又は各ミ
ラーの面積を大きくするのには、赤外線検出素子の視野
角による限界があり、十分な検知エリアが確保できない
という問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点に鑑みてなされたものである。即ち、検知ビーム間の
隙間が大きい場合、検知ビームに検知ターゲットがかか
らない、或は、一部しかかからない場合が生じるため、
不感帯が生じ、或は、検知感度にばらつきが生じてしま
う。一方、焦点距離を大きくしたり、レンズ、ミラー数
の増加、大面積化等により検知ビームの隙間を小さくす
るするにも限界がある。そこで、本発明は、検知エリア
内において、不感帯を生ずることなく、一定の検知感度
を有する赤外線式人体検知装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決すべ
く、本発明による赤外線式人体検知装置は、人体から発
する赤外線を集光部により集光し、差動構成の赤外線検
出素子において検出し、赤外線検出素子の出力を増幅部
により増幅し、出力信号より人体を検知する赤外線式人
体検知装置において、検知ターゲットの移動方向に対し
て垂直に検知ビームを等間隔で配置するとともに、各検
知ビームの中心間距離が検知ターゲットの大きさと概略
一致するように赤外線集光部及び赤外線検出素子を配置
して構成される。

【０００９】

【作用】本発明による赤外線式人体検知装置は、検知ビ
ームを等間隔で配置するとともに、各検知ビームの中心
間距離が検知ターゲットの大きさと概略一致するように
赤外線集光部及び赤外線検出素子を配置して構成される
ため、いずれかの１つ又は２つの検知ビームにより、検
知ターゲットが常に一定の感度で検知できる。従って、
検知エリア内に不感帯が生じないだけでなく、検知感度
のばらつきも生じない。

【００１０】

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。図２は検出すべき検知ターゲットの例を示した
図である。Ｗは移動方向に対して垂直の方向の検知ター
ゲット１の大きさである。人体検知装置の取付位置によ
り、検知ターゲット１の形状は変わるが、天井に取り付
けられた場合、人体を上方からみた形状となり、ほぼ２
０×４０ｃｍの長方形と考えることができ、Ｗ＝４０ｃ
ｍとなる。なお、人体検知装置を側面に取り付けた場合
には人体を側面から見た形状となり、２０×１７０ｃｍ
の長方形と考えることができ、Ｗ＝１７０ｃｍとなる。
この場合、人体の足は検知ターゲットとみなさなけれ
ば、２０×１００ｃｍ程度の長方形状となり、Ｗ＝１０
０ｃｍ程度となる。

【００１１】図３は、本発明による人体検知装置の検知
ビーム配置の一実施例であり、人体の上方から見た図で
ある。この人体検知装置は、検知ビーム２の中心間の距
離Ｐが垂直の方向の検知ターゲットの大きさＷに一致し
ている。検知ビーム２の大きさは、レンズ又はミラーの
焦点距離、レンズから検知ターゲット１の位置までの距
離及び赤外線検出素子の形状により決定される。ここで
は、赤外線検出素子として正方形状の単一素子を用いて
おり、検知ビーム２は１辺の大きさＬの正方形である。
なお、同極性の検知ビームが本発明の構成により等間隔
で配列できる形状であれば、他の形状又は構成であって
かまわない。

【００１２】図１に検知ターゲットと検知ビームとの関
係を示し、本発明による赤外線式人体検知装置の動作に
ついて説明する。ここでは、検知ターゲット１は図中の
上から下へ移動するが、検知ターゲット１の通過する位
置による影響を説明する便宜上、ターゲット１を図中の
左から右へと移動させて説明する。検知ターゲット１が
検知ビーム２１、２２と重なりあった領域から発する赤
外線が集光部１ａにより集光されるため、赤外線検出素
子１ｂの出力は、検知ターゲット１と検知ビーム２１、
２２とが重なり合った面積に比例し、検知感度もこの面
積に比例する。従って、検知ターゲット１の中心Ｔの位
置を検知ビーム２１の中心Ｂ１から検知ビーム２２の中
心Ｂ２までの移動させた場合、検知ターゲット１が重な
り合う面積を検知ビーム２１の場合と検知ビーム２２の
場合について求めることにより、検知感度の変化を知る
ことが出来る。

【００１３】図４にこの様子を示す。図４（ａ）〜
（ｃ）の横軸は、検知ターゲット１の中心Ｔの位置であ
り、縦軸はそれぞれ、検知ビーム２１及び２２が検知タ
ーゲットと重なり合う面積及びこれらの和である。検知
ターゲット１の中心Ｔの位置が検知ビーム２１の中心Ｂ
１と一致している位置を原点Ｏとして、原点より距離
（Ｗ−Ｌ）／２の位置をＡ、原点より距離（Ｗ＋Ｌ）／
２の位置をＢ、検知ビーム２２の中心Ｂ２と一致してい
る位置をＣとする。図４（ａ）に示したように、検知ビ
ーム２１と検知ターゲット１の重なり合う面積は、検知
ターゲット１の中心Ｔの位置が、原点Ｏから点Ａまでの
間は検知ビーム２１すべてに検知ターゲット１が重なる
ため、一定値、即ち、最大値であり、点Ａから点Ｂまで
の間は、重なり合う面積が減少し、点Ｂにおいて全く重
なり合わなくなり、０となる。一方、検知ビーム２２と
重なり合う面積は図４（ｂ）に示したように、点Ａまで
は重なり合わないため、０であるが、点Ａより点Ｂの間
は、重なり合う面積が増大し、点Ｂを越えた位置では、
検知ビーム２２のすべてと重なり、面積は一定値とな
る。赤外線検出素子１ａに入射する赤外線量は検知ビー
ム２１と検知ビーム２２のそれぞれで検知される赤外線
量を加えたものであり、検知ビーム２１と検知ビーム２
２がそれぞれ検知ターゲット１と重なり合った面積の和
に比例する。図４（ｃ）に示したように、この面積は、
常に一定であり、一定量の赤外線が赤外線検出素子１ｂ
に常に入射されていることがわかる。このことは、検知
ビームの中心の間隔Ｐを検知ターゲット１の大きさＷに
一致させれば、一定の検知感度が得られることを示して
いる。

【００１４】即ち、検知ビームの中心の間隔が検知ター
ゲットの大きさより小さい場合、移動位置にかかわらず
一定値以上の検知感度を得ることができ、更に、検知ビ
ームの中心間隔を検知ターゲットの大きさに一致させる
と、一定値以上の検知感度を確保しつつ、最大の検知エ
リアが得られる。従って、検知ビームの中心間隔を検知
ターゲットの大きさに一致させると、同一の検知ビーム
で構成できる最も効率的な人体検知装置を構成すること
ができる。

【００１５】なお、検知ビームの大きさは、本発明にお
いては特定しない。検知ビームが大きくなり、検知ビー
ム間の隙間が小さくなった場合は、高い検知感度が得ら
れるのは勿論であるが、検知ビームが極めて小さく、検
知ビーム間の隙間が大きくなった場合でも、それに応じ
た検知感度で、均一な感度が得られ、本発明の目的を達
成できるからである。

【００１６】

【発明の効果】前述のように、本発明による赤外線式人
体検知装置は、検知エリア内において、不感帯を有しな
いだけでなく、検知ターゲットの移動位置に関わらず検
知感度にばらつきを生じさせないので、常に一定の検知
感度で人体を検知できる。従って、屋外等の誤動作原因
が多い場所においても、確実に人体の検知ができ、同一
の検知ビームを用いた場合の最も効率的な赤外線式人体
検知装置を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による赤外線式人体検知装置における検
知ビームと検知ターゲットの関係の例を示した図であ
る。

【図２】検知ターゲットの例を示した図である。

【図３】本発明による赤外線式人体検知装置における検
知ビームの配置例を示した図である。

【図４】検知ターゲットの位置と本発明による赤外線式
人体検知装置における検知ビームが重なる面積の関係の
例を示した図である。

【図５】一般的な赤外線式人体検知装置の構成を示す図
である。

【図６】従来のデュアルタイプの受光面形状の例を示し
た図である。

【図７】従来の検知ビーム配置例を示した図である。

【符号の説明】

１ ・・・検知ターゲット Ｗ ・・・検知ターゲットの移動方向と垂直な長さ ２ ・・・検知ビーム Ｐ ・・・検知ビームの中心間の距離 Ｔ１・・・検知ターゲットの中心 ２１・・・検知ビーム１ ２２・・・検知ビーム２ Ｂ１・・・検知ビーム１の中心 Ｂ２・・・検知ビーム２の中心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体から発する赤外線を集光部により集光
   し、差動構成の赤外線検出素子において検出し、赤外線
   検出素子の出力を増幅部により増幅し、出力信号より人
   体を検知する赤外線式人体検知装置において、検知ター
   ゲットの移動方向に対して検知ビームを等間隔で配置す
   るとともに、各検知ビームの中心間の距離が検知ターゲ
   ットの大きさと概略一致するように配置することを特徴
   とする赤外線式人体検知装置。