JPH08273065A - 人体検知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検知後に不動体となった例えば人体が検知可
能な人体検知器を得る。 【構成】 人体４が存在する予定領域のほぼ真上の上方
位置に配設された赤外線センサ３とその作動回路とから
なり、予定領域を含むその周囲領域を分割して形成され
た複数の検知区画からなる検知領域を策定し、これら策
定された検知区画に対応する数の焦電素子が内設された
集合体からなり、微動傾斜機構を有して人体の赤外線の
受光方向が可変となっている１個のセンサ３と、検知の
スタート後は、常時センサの出力する検知区画ごとのデ
ータを読み込み、かつその結果に基づいて人判別を繰り
返し、検知区画ごとのデータを読み込んで得られた人体
の動体情報が不動体情報と判別されてから所定時間後
に、センサの受光方向を変え、検知された不動体を人体
の非常事態として判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は人体検知器に関し、特に
焦電型赤外線センサを用いて人体等の生体の検知を行う
焦電型赤外線センサを用いた人体検知器に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、人体検知器としては、例えば不法
侵入者等の存在を検知するものがあり、その検知器とし
て、上述の焦電型赤外線センサの他、超音波式検知器、
電波式検知器等がある。この内、超音波式検知器や電波
式検知器は、検知器側から放射して被検知体から反射し
てくる音や電波のドプラー効果を利用し、移動する被検
知体（例えば人体）を検知してその存在を確認するよう
になっている。超音波式検知器や電波式検知器等が能動
的な検知器であるのに対して、焦電型赤外線センサは受
動式検知器といわれ、自身は何等能動的行動はとらず、
ひたすら検知器に入射する赤外線の変化を待っていて、
入射赤外線に変化があった時だけ動作するようになって
いる。つまり、焦電素子は常時自発分極を持ち、その大
きさが温度によって変化する特性をもっているので、こ
の特性すなわち温度変化分の電位を利用して、これを検
知することにより、赤外線センサとしての特異性を持っ
た人体検知器を構成している。このような防犯装置とし
て利用する受動赤外線検知器については、その一般的解
説として、「監視制御システム実用便覧：（株）フジ・
テクノシステム、平成１年８月２０日発行、９２０頁〜
９２１頁」に開示されたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のような焦電型赤
外線センサは、その特性上、（イ）受動式であるからセ
ンサとして能動素子等を必要としないから部品点数が少
なくなり信頼度が向上する、（ロ）人体特有の体温の赤
外線エネルギー変化をとらえるから人間のみに着目でき
誤報が減少する等の利点がある。しかし、反面、一度動
体を検知した後、その動体が不動体になると検知できな
くなるという不都合が避けられなかった。例えば、人間
がトイレのような密室に入った後、健康上の何等かの不
具合が発生して動かなくなったような場合等、動体から
不動体となった時のように、この人体状態を周囲ができ
るだけ速く知る必要があるというような予防医学的な人
体検知器に利用するには、そのままの適用が不可能であ
った。

【０００４】本発明は、上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、検知後に不動体となった例えば
人体が検知可能な焦電型赤外線センサを用いた人体検知
器を提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る人体検知器
は、検知対象の人体が存在する予定領域に配設された焦
電型赤外線センサの出力から人体の存在を判別するもの
であって、予定領域を含むその周囲領域を分割して形成
される複数の検知区画が策定され、検知区画毎に検出出
力を行う焦電型赤外線検出部と、常時焦電型赤外線検出
部からの検知区画毎の出力から人体判別を繰り返す人体
検知部と、人体検知部の検知区画毎に行われる人体を検
知した検知出力が行われた後、検知出力が全てなくなる
ときに起動され、所定時間を計測するタイマと、タイマ
の前記所定時間後の計測出力に基づいて各検知区画をず
らす微動傾斜機構と、微動傾斜機構の動作後に人体検知
部から検知出力があるときに、異常警報が発せられる警
報部とからなることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】本発明においては、微動傾斜機構を有して人体
の放射する赤外線の受光方向が可変となっている１個の
センサを構成する焦電型赤外線センサと、常時センサの
出力する検知区画毎のデータを読み込み、かつその結果
に基づいて人判別を繰り返すデータ処理機能を有する人
体検知部とを備えた人体検知器で、検知区画毎のデータ
を読み込んで得られた人体の動体情報が不動体情報と判
別されてからタイマに基づき所定時間後に、微動傾斜機
構を作動してセンサの受光方向を変えてやるようになっ
ているから、初めに検知区画に入った人体は動体として
検知されるが、その後、該人体が何等かの行動をして動
いていないかぎり、すなわち、ほとんどじっとしている
と、いずれの検知区画を担当している焦電型赤外線セン
サも出力しないから、不動体と同じ判別を受け、人体が
存在していることが認識できなくなる。

【０００７】しかし、この状態は人体が何等かの障害を
起こして動けなくなった場合と同様の状態となり、もし
本当に例えば気分が悪くなり動かなくなってしまった場
合には、一時も早くこの状態を外部に知らせることが必
要となる。そこで、この状態が所定時間のデータ取り込
みの後に、なお不動体と判別されている場合は、本発明
による人体検知器は、微動傾斜機構を作動してセンサの
受光方向を変えてやることにより、今まで不動体として
扱われていた人体を、例えば警報すべき人体（動体並
の）として検知することが可能となる。そして、微動傾
斜機構の作動後に人体検知が行われなければ、人がいな
いので警報は行わない。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例で、人体検知器の動
作原理を示す人体と焦電型赤外線センサとの位置状態を
示す模式説明図である。なお、図１において、左図は人
体がトイレに入室して便器に腰掛けた時の状態を示し、
右図は、その後において例えば急病となり、人体がうつ
伏せして不動となった時の状態を示している。また、図
２はトイレの便器を中心とする検出区分けの一例を示す
検知区画の説明図である。図２のように、Ａ１，Ａ２，
Ａ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の９区画か
らなる第１の検知区画と、（Ａ１），（Ａ２），（Ａ
３），（Ｂ１），（Ｂ２），（Ｂ３），（Ｃ１），（Ｃ
２），（Ｃ３）の９区画からなる第２の検知区画とが一
部重複するようにして、２つの検知区画を構成している
状態を示している。

【０００９】図１，２において、通常の状態（人体のな
い場合）では、トイレ１の天井２に取付けられている焦
電型の赤外線センサ（以下センサという）３が、真下を
向いた状態で、角度θの検知視野をもって上述の第１の
検知区画を受け持っている。この場合、センサ３の１個
につき例えば９個の焦電素子（後述する）を備えておく
ようにして、例えば９つの各検知区画に対応してやるよ
うにしておくのが好ましい。この状態で、トイレ１に人
が入ってきて便器５に腰掛け、暫時そのままの姿勢を保
つ以前の状態であって動いている間の間中は、動体であ
るからセンサ３は人体４の温度に対応する分極電位がＡ
１〜Ｃ３までのいずれかの検知区画で検知される状態と
なっている。その有様は、便器５上の人体４の大部分が
静止していても、例えば人体４の手が壁のトイレットペ
ーパ６の辺りで動いている（図示せず）限り、動体とし
て検知している状態となっている。つまり、Ｂ２を中心
とする区画で検知される人体は静止していてセンサ３が
不検知状態であっても、Ａ２を中心とする区画において
同一人体の動体として検知している状態となっているか
らである。しかし、トイレ１に人が入ってきて便器５に
腰掛け、暫時そのままの姿勢を保つ場合は、不動体と同
じであるから、センサ３は不検知状態となってしまう。

【００１０】すなわち、この人体４が例えば健康上の何
等かの理由により不具合が発生し、図１の右図のように
うつ伏せとなり、人体４ａのように動かない不動状態と
なった場合は、図１の左図のセンサ３のような従来の状
態のままでは、不動状態にあるからセンサ３は不検知状
態となる。この場合、本発明の構成では、不動状態にな
ってから所定時間内でその状態が続く場合は、所定時間
直後にセンサ３を所定角度傾けて検知視野を変え、前述
の例えば第２の検知区画を受け持つように移動させるよ
うにしている。つまり、不動状態になってから、所定時
間が経過しても同じ状態を続けている場合は健康上の非
常事態とも考えられるから、センサ３を傾斜させ、逆に
人体４が動体である時に相当する状態にして、人体４ａ
を検知するようにして、同一人が不動体となったことを
検知するようにしたことを特徴とするものである。この
場合は、センサ３を傾ける前で第１の検知区画のＢ２を
中心とする検知区画で不動体と認定していた人体４ａ
を、傾けた後のセンサ３で、第２の検知区画の（Ａ２）
を中心とする検知区画で動体と認定するものとなってい
る。そして、この検知により、警報（アラーム）を発す
るようにして、この人体の非常事態を周囲に報知乃至警
告するようになっている。

【００１１】図３は本発明による人体検知器のセンサと
して使用するセンサの微動傾斜機構を説明する模式説明
図である。図３の上図は傾斜前の普通の状態を示し、下
図は傾斜の状態を示している。図３において、本発明に
よるセンサ３はセンサケース７内に設置されたプリント
基板８の上に配設された複数個の各焦電素子９をセンサ
素子として備えたものであり、センサケース７の開放部
側は所定波長の赤外線（熱線）を透過させるフィルタ１
０で覆われている。このフィルタ１０は図示のようにほ
ぼ球面形状をしており、比較的広い視野角の窓を構成す
るようになっている。なお、複数個の焦電素子９は、例
えば図１の実施例の場合は９個であるが、これに限定さ
れるものでなく、検知区画の設定に応じて任意の数の焦
電素子９を採用することが可能である。

【００１２】天井２に取付けられたセンサ３はセンサケ
ース７の底部裏側に設けられている可動アーム部１１を
備えており、図３の下図に示すように、センサ３全体が
所定角度だけ傾斜する（首を振る）ようになっている。
微動傾斜機構１５は、プリント基板８の裏側に設けたピ
ストン１４の先端部と前記の可動アーム部１１の折れ曲
がり支点（後述のアーム１１ａの支点）とをワイヤ１６
等でつなぐ格好で構成されている。可動アーム部１１は
天井２とセンサケース７とを微動可能に接続するもの
で、底部が天井２に固定され頭部がセンサケース７の中
心部に固定されていて回転軸１２ａを有する大支柱１２
と、底部がセンサケース７の周辺部に固定されていて回
転軸１３ａを有する小支柱１３とを、大支柱１２の底部
に近い固定部と回転軸１３ａとを接続する折れ曲がり可
能なアーム１１ａとで構成されている。そして、アーム
１１ａの折れ曲がり支点と前述のピストン１４の先端部
とがワイヤ１６でつながっている。このアーム１１ａ
は、図示しないバネ等により付勢され、常時一直線の状
態を保つようになっている。

【００１３】そして、この微動傾斜機構１５は、平常時
は図３の上図のように天井２から真下方向に向いた状態
で待機している。しかし、前述のように便器５に人体４
が腰掛け、動体として検知された後、もし検知した動体
が不動体とセンサが判定した時には、タイマ（後述）に
基づく所定時間後にピストン１４が作動する。すると、
図３の下図に示すように、この作動によりピストン１４
の先端部が外側（図の左方向）にのびてワイヤ１６が引
っ張られるから、アーム１１ａが折れ曲がって回転軸１
３ａが上がり、その結果回転軸１２ａが回転してセンサ
３全体が所定角傾斜し、第２の検知区画を検知するよう
になる。なお、ピストン１４はプリント基板８の裏側に
限定して設けられる必要はなく、全体のサイズや構造に
よっては、センサケース７の裏面（外側部）に取付けら
れてもよい。また、センサケース７の底面とプリント基
板８（その他センサ３を設ける部材）との間に可動アー
ム部１１を設けてもよい。

【００１４】ここで、本発明による上述の人体検知器の
構成は、自動化によりシステム化されているので、その
詳細について説明する。まず、図４は本発明の一実施例
を示す人体検知器の回路ブロック図である。図４におい
て、ＭＰＵは、人体検知器全体の動作を制御するマイク
ロプロセッサユニットで人体検知部を構成するものであ
り、センサａ，ｂ等はそれぞれＡＤ変換されてＭＰＵに
接続され、検出範囲をエリア（検知区画）毎に分割して
検知する焦電素子９であり、タイマ１，２はそれぞれ５
分と３０分を計るためのタイマであり、ＬＥＤ１，２は
それぞれプレアラーム時とアラーム時とに点灯される異
なる色の発光ダイオードで警報部の一部を構成するもの
である。また、起動部は、検知器に首振り動作をさせる
微動傾斜機構を起動させるための例えばピストンのコイ
ルに通電するためのスイッチ部で、ＴＲＸは、アラーム
時に図示しない受信部に信号線を介して信号伝送等によ
って警報信号等を出力する信号送受信部である。従っ
て、図示しない受信部において、ブザーの鳴動や電話回
線による緊急通報等主な警報部としての動作を行う。

【００１５】本発明による人体検知器の動作を、図５の
フローチャートによって説明する。図５において、まず
ＭＰＵは、その立ち上げ時（開始）に各部の存在の確認
や記憶領域の初期化等の初期設定を行った後（ステップ
Ｓ１１：以後ステップを省略してＳとする）、センサ
ａ，ｂ等の出力（図２の場合、実際の出力は９個とな
る）をＡＤ変換して読み込み（Ｓ１２）、そのレベルか
ら人の存在を判別する（Ｓ１３）。そして、人が検知さ
れない場合には、Ｓ１２、Ｓ１３のデータ読み込み及び
人判別を繰り返す。Ｓ１３において人の存在が検知され
ると、タイマ１，２（図５ではＴ１，Ｔ２）をスタート
させる（Ｓ１６）。このタイマ１，２のスタートは、人
が検知されるたびにＳ１６において再スタートされ、タ
イムアップする時には、一旦検知された人の存在がなく
なってからの所定時間が計測されることになっている。

【００１６】そして、人の存在が検知されない時間が例
えば５分になると、タイマ１がタイムアップし（Ｓ４
１）、例えば３０分になると、タイマ２がタイムアップ
する（Ｓ４５）。タイマ１又はタイマ２がタイムアップ
すると、まずプレアラームフラグＰＬ又は警報フラグＡ
Ｌをオンして（Ｓ４２又はＳ４６）、起動部に起動出力
を行って（Ｓ４７）、センサ３の首振りを起動する。そ
のとき、首振りには、例えばコイルに通電してピストン
１４を所定の位置まで移動させる必要があるので、所定
時間待ち（Ｓ４８）、データ読み込み（１２）及び人判
別（Ｓ１３）を行う。そして、人が存在しなければ（Ｓ
３１又はＳ３５）、フラグをオフして（Ｓ３２又はＳ３
６）首振りを復帰させ（Ｓ２７又はＳ２８）、常時のデ
ータ読み込み（Ｓ１２）及び人判別（Ｓ１３）を繰り返
す。

【００１７】ここで、首振り後の人判別で、人の存在が
ある時には、フラグを判別して（Ｓ１４及びＳ１５）、
プレアラーム動作（Ｓ２１）又は警報動作（Ｓ２５）を
行う。すなわち、ＬＥＤ１又はＬＥＤ２を点灯させると
共に、ＴＲＸを介してプレアラーム出力又は警報出力を
行う。また、これらの動作と同時に、ブザーを設けてお
いて、警報音を発するようにしてもよい。そして、フラ
グをオフして（Ｓ２２又はＳ２６首振りを初めの位置に
復帰させ（Ｓ２７及びＳ２８）、常時のデータ読み込み
（Ｓ１２）及び人判別（Ｓ１３）を繰り返すようになっ
ている。

【００１８】なお、上述の実施例では、トイレの中の人
体検知の場合について説明したが、当然本発明はトイレ
の場合に限定されるものでないことはいうまでもない。

【００１９】以上のように本実施例によれば、例えば人
間がトイレに入った場合等のように、トイレ入室時には
動体として検知できるが、例えば気分が悪くなりうづく
まった場合のように、不動体の状態になった時、つまり
センサの出力がなくなったような時に、センサを傾斜さ
せることにより、センサの検知区画を変えられるから、
その結果をデータ処理してやれば、この不動体を動体と
して検出できるようになる。従って、このセンサ微動傾
斜後に不動体検知があった時には、データ処理機能を有
するセンサの作動回路を介して警報等の外部通報を行う
ことができるようになる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、検知対象
の人体が存在する予定領域に配設された焦電型赤外線セ
ンサの出力から人体の存在を判別するものであって、予
定領域を含むその周囲領域を分割して形成される複数の
検知区画が策定され、検知区画毎に検出出力を行う焦電
型赤外線検出部と、常時焦電型赤外線検出部からの検知
区画毎の出力から人体判別を繰り返す人体検知部と、人
体検知部の検知区画毎に行われる人体を検知した検知出
力が行われた後、検知出力が全てなくなるときに起動さ
れ、所定時間を計測するタイマと、タイマの前記所定時
間後の計測出力に基づいて各検知区画をずらす微動傾斜
機構と、微動傾斜機構の動作後に人体検知部から検知出
力があるときに、異常警報が発せられる警報部とからな
り、検知区画に入った人体が動体として検知された後、
何等かの障害を起こして動けなくなった場合のように不
動体になっても、検知が可能である。このような一刻を
争う状態を外部に対して警報が可能であり、人体が存在
しなくなったときと区別することが可能である。また、
タイマは、時間の異なる複数の所定時間を計測して、そ
れぞれ計測出力が行われることにより、時間によって警
報レベルを変えることができ、さらに、警報部は、微動
傾斜機構の動作したときに計測出力が行われた所定時間
に基づいてプレアラーム及び本警報等の複数の異なる警
報が可能である。そして、微動傾斜機構は動作毎に自動
的に復帰することにより、所定の検知区画を監視するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の人体検知器の動作原理を示す一実施例
の人体と焦電型赤外線センサとの位置状態を示す模式説
明図である。

【図２】便器を中心とする検出区分けの一実施例を示す
検知区画の説明図である。

【図３】本発明による人体検知器のセンサの微動傾斜機
構の模式説明図である。

【図４】本発明の一実施例を示す人体検知器の回路ブロ
ック図である。

【図５】本発明による人体検知器の動作を説明するフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１ トイレ ２ 天井 ３ 赤外線センサ（略称：センサ） ４，４ａ 人体 ５ 便器 ６ トイレットペーパ ７ センサケース ８ プリント基板 ９ 焦電素子 １０ フィルタ １１ 可動アーム部 １１ａ アーム １２ 大支柱 １２ａ，１３ａ 回転軸 １３ 小支柱 １４ ピストン １５ 微動傾斜機構 １６ ワイヤ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検知対象の人体が存在する予定領域に配
   設された焦電型赤外線センサの出力から前記人体の存在
   を判別する人体検知器であって、 前記予定領域を含むその周囲領域を分割して形成される
   複数の検知区画が策定され、該検知区画毎に検出出力を
   行う焦電型赤外線検出部と、 常時前記焦電型赤外線検出部からの前記検知区画毎の出
   力から人体判別を繰り返す人体検知部と、 該人体検知部の前記検知区画毎に行われる人体を検知し
   た検知出力が行われた後、該検知出力が全てなくなると
   きに起動され、所定時間を計測するタイマと、 該タイマの前記所定時間後の計測出力に基づいて、前記
   各検知区画をずらす微動傾斜機構と、 該微動傾斜機構の動作後に前記人体検知部から前記検知
   出力があるときに、異常警報が発せられる警報部とから
   なることを特徴とする人体検知器。
2. 【請求項２】 前記タイマは、時間の異なる複数の所定
   時間を計測して、それぞれ計測出力が行われることを特
   徴とする請求項１記載の人体検知器。
3. 【請求項３】 前記微動傾斜機構は、動作後に自動的に
   復帰することを特徴とする請求項１記載の人体検知器。
4. 【請求項４】 前記警報部は、前記微動傾斜機構の動作
   したときに前記計測出力が行われた所定時間に基づいて
   異なる異常警報を発することを特徴とする請求項２記載
   の人体検知器。