JPH0835887A - 人体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外気温度に大きく左右される背景温度の変動
の影響を受けないで、室内の人体の存在判定を精度良く
行う。 【構成】 背景温度推定部１３は外気温度検知器１１に
よる外気温度と室内温度検知器９による室内温度とから
背景温度を推定する。補正手段１４は、チョッパー１を
開閉駆動したときの焦電センサ４による検知出力電圧の
振幅値を、チョッパー温度検知器７によるチョッパー表
面温度と背景温度推定部１３による背景温度とによって
補正する。人体検知判定部６は、補正後の検知出力電圧
の振幅値と位相に基づいて人体検知判定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機の室内ユニ
ットなどに組み込まれて、室内の人体を検知する人体検
知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、人体検知の方法として人体か
ら放射される赤外線を検知する方法はよく知られてお
り、人体検知装置として焦電型赤外線センサとチョッパ
ー機構の組み合わせ等がよく用いられている。

【０００３】人体検知判定の方法としては、チョッパー
を開閉させたときの焦電型赤外線センサの検知出力を温
度変換した場合に、ある一定温度範囲に入っていたら人
体検知と判定する方法（特開平５−１８８２７号公報…
…）、あるいは赤外線放射温度計による検知物体温度
と通常の温度計による検知雰囲気温度との差がある温度
範囲内であるならば人体判定とする方法（特開平５−２
１５３７７号公報……）がある。また、温度バラツキ
を補正する方法としては、検知装置のケーシング内部の
温度をサーミスタで検知し、その検知結果に基づいて補
正を行う方法（特開平２−１８３７５２号公報……
）、熱電対により周囲温度（室内温度）を検知し、そ
の検知結果に基づいて補正を行う方法（特開平３−８２
９８８号公報……）などがある。また、サーモパイル
型赤外線センサで検知エリアの背景温度に係る直流信号
分と人体が移動することに係る交流信号分とを重畳して
検出し、その重畳信号から交流信号分と直流信号分とを
分離して取り出し、交流信号分を直流信号分で補正する
ようにしたものがある（特開平３−２９３５８５号公報
……）。また、複数エリアに対向した各センサの直流
成分の出力に差がないとき「人がいない」と判定して、
そのときの各センサの出力を一致させるよう感度補正を
行うものがある（特開平４−２２５１９１号公報……
）。また、検知エリアに対向させた照度検出素子の出
力が人体と検知エリアとの温度差に対して比例関係にあ
るものとして、検出照度によって検知温度を補正するよ
うにしたものがある（特公平４−１２８３６号公報……
）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、チョッパー
を開閉させたときの焦電型赤外線センサの検知出力電圧
は、チョッパー表面温度と検知視野内平均温度との温度
差に応じた振幅の電圧波形を示す。チョッピングするの
で交流波形となる。

【０００５】検知視野内に人がいない場合の検知視野内
平均温度は、センサと対向する背景温度であり、人がい
る場合の検知視野内平均温度は、人体と背景のそれぞれ
が視野内に占める面積比率に応じて平均化した平均温度
である。人体の存在を判定するためには、無人状態の背
景温度を基準にして、検知出力がそれと等しいか異なる
かを判断すればよい。したがって、背景温度とチョッパ
ー表面温度の検出、特に基準となる背景温度の検出が非
常に重要であり、人体検知判定精度を大きく左右する。
ところで、背景温度は室内温度だけでなく外気温度によ
っても大きく左右されるものであり、通常は、背景温度
と室内温度あるいは空気温度とは一致することがない。

【０００６】ところが、前記の従来技術〜では、室
内雰囲気温度あるいは検知装置内部温度による補正だけ
で、背景温度による温度補正は考慮されていない。した
がって、昼と夜あるいは季節や天候の違いなどで異なる
背景温度の変化に対して正確な人体検知判定ができない
という問題があった。においては、その背景温度は背
景とエリア内の人体温度とを合わせた平均背景温度とな
っており、これを直流信号分としている。すなわち、正
確な意味での背景温度ではなく、人体温度を含んでい
る。また、においては、一旦感度補正した後は、次に
無人判断ができるまでは同じ感度が続き、その間つまり
人がいるときには感度補正がなされないために検知精度
が劣るという問題がある。また、は、屋外設置の人体
センサにおける日射の影響の除去を狙った技術であり、
室内環境においては、照度検出素子の出力が人体と検知
エリアとの温度差に対して比例関係にあるとはいえな
い。照度に応じて背景温度が変化するとは考えられない
からである。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、背景温度を基準として精度良く人体
検知判定を行える人体検知装置を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１の
人体検知装置は、赤外線受動型人体センサとチョッパー
を組み合わせて室内の人体の存在を検知する人体検知装
置において、前記チョッパーの近傍に設けた温度検知器
と、外気温度と室内温度とから背景温度を推定する背景
温度推定部と、前記チョッパーを開閉駆動したときの前
記赤外線受動型人体センサによる検知出力電圧の振幅値
を、前記チョッパー温度検知器によるチョッパー表面温
度と前記背景温度推定部による背景温度とによって補正
する補正手段と、補正後の検知出力電圧の振幅値と位相
に基づいて人体検知判定を行う人体検知判定部とを備え
たことを特徴とするものである。

【０００９】本発明に係る請求項２の人体検知装置は、
赤外線受動型人体センサとチョッパーを組み合わせて室
内の人体の存在を検知する人体検知装置において、前記
チョッパーの近傍に設けた温度検知器と、外気温度と室
内温度とから背景温度を推定する背景温度推定部と、予
めチョッパー表面温度と無人状態の背景温度との温度差
に対して検知出力電圧の振幅値を対応付けて記憶してい
るデータテーブルと、前記チョッパーを開閉駆動したと
きの前記赤外線受動型人体センサによる検知出力電圧の
振幅値と、前記チョッパー温度検知器によるチョッパー
表面温度および前記背景温度推定部による背景温度を前
記データテーブルに当てはめて求めた振幅値とを比較し
て、その差分をとる比較部と、前記振幅値の差分と前記
検知出力電圧の位相に基づいて人体検知判定を行う人体
検知判定部とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】本発明に係る請求項３の人体検知装置は、
赤外線受動型人体センサとチョッパーを組み合わせて室
内の人体の存在を検知する人体検知装置において、前記
チョッパーの近傍に設けた温度検知器と、予めチョッパ
ー表面温度と無人状態の背景温度との温度差に対して検
知出力電圧の振幅値を対応付けて記憶しているデータテ
ーブルと、所定時間以上の時間が経過しかつ退室して人
がいないと判定した状態になるごとに、前記チョッパー
を開閉駆動して前記赤外線受動型人体センサから得られ
た検知出力電圧の振幅値と前記チョッパー温度検知器に
よるチョッパー表面温度とを前記データテーブルに当て
はめて求めた背景温度を保持する背景温度推定部と、外
気温度と室内温度とから前記背景温度推定部の背景温度
を補正する背景温度補正部と、前記チョッパーを開閉駆
動したときの前記赤外線受動型人体センサによる検知出
力電圧の振幅値と、前記補正された背景温度を前記デー
タテーブルに当てはめて求めた振幅値とを比較して、そ
の差分をとる比較部と、前記振幅値の差分と前記検知出
力電圧の位相に基づいて人体検知判定を行う人体検知判
定部とを備えたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１の人体検知装置においては、外気温度
と室内温度から背景温度を推定する。そして、チョッパ
ー表面温度と背景温度とによって赤外線受動型人体セン
サの検知出力電圧の振幅値を補正する。さらに、補正後
の振幅値が所定のある一定範囲内にあるかどうか、およ
び検知出力電圧の位相に基づいて人体検知判定を行う。
これにより、チョッパー表面温度の変動および外気温度
に強く左右される背景温度の変動による影響を補正し
て、人体の存在検知を精度良く行うことができる。

【００１２】請求項２の人体検知装置においては、チョ
ッパー表面温度と無人状態の背景温度との温度差に対し
て検知出力電圧の振幅値を対応付けて記憶しているデー
タテーブルに、そのときのチョッパー表面温度と、外気
温度と室内温度から推定した背景温度とを当てはめて、
無人状態の基準背景温度に相当する振幅値を求める。

【００１３】その基準振幅値とそのときの検知出力電圧
とを比較して、その差分がある一定範囲内にあるかどう
か、および検知出力電圧の位相に基づいて人体検知判定
を行う。これにより、請求項１の場合と同様に、チョッ
パー表面温度の変動および外気温度に強く左右される背
景温度の変動による影響を補正して、人体の存在検知を
精度良く行うことができる。

【００１４】請求項３の人体検知装置においては、チョ
ッパー表面温度と無人状態の背景温度との温度差に対し
て検知出力電圧の振幅値を対応付けて記憶しているデー
タテーブルに、所定時間以上の時間が経過してかつ人が
いないと判定した状態でチョッパーを開閉駆動して検知
した無人背景温度に対する検知出力電圧の振幅値とチョ
ッパー表面温度とを当てはめて、基準背景温度を求め
る。そして、次にチョッパーを駆動するまでの間は、外
気温度と室内温度によって前記基準背景温度を経時的に
補正する。そのときのチョッパー表面温度と補正した基
準背景温度とをデータテーブルに当てはめて振幅値を求
め、そのときの検知出力電圧の振幅値との差分がある一
定範囲内にあるかどうか、および検知出力電圧の位相に
基づいて人体検知判定を行う。これにより、実際の無人
状態の背景温度を基準として、さらに経時的なチョッパ
ー表面温度の変動および背景温度の変動の影響を補正し
ながら、人体の存在検知をより精度良く行うことができ
る。

【００１５】ここで、外気温度と室内温度から背景温度
を推定する計算例を示す。

【００１６】夏期において外気に直接面している壁や屋
根から室内へ侵入する侵入熱量、および冬期において外
気に直接面している壁や屋根から損失される損失熱量
は、どちらも外気温度と室内温度との温度差に起因する
移動熱量であり、次式によって表される。

【００１７】 Ｑ＝Ｋ・Δｔ・Ａ ……………………………………………………（１） ただし、Ｑ：夏期の侵入熱量および冬期の損失熱量（kc
al/h) Ｋ：壁の熱通過率（あるいは熱還流率）（kcal/m² ・h
・℃) Δｔ：外気温度と室内温度との温度差（℃） Ａ：壁の面積（ｍ² ） 熱量Ｑを面積Ａで除すると、壁面単位面積当たりの内外
の移動熱量Ｑｕが求められる。

【００１８】 Ｑｕ＝Ｋ（Ｔｏ−Ｔｉ） ……………………………………………（２） ただし、Ｑｕ：壁面単位面積当たりの夏期の侵入熱量お
よび冬期の損失熱量（kcal/m² ・h ） ただし、侵入の場合の符号は＋、損失の場合の符号は− Ｔｏ：外気温度（℃） Ｔｉ：室内温度（℃） ここで、背景温度を推定する対象となる壁の構造が均一
であると仮定して、単位面積当たりの侵入熱量および損
失熱量を、室内壁表面に着目して考える。夏期において
外壁から侵入して壁内部を熱伝導して室内壁表面に到達
した熱量は、壁の表面熱伝達率αで室内空気中に熱放射
される。冬期は、室内空気の熱量が壁の表面熱伝達率α
で室内壁表面に吸収される。その熱量は壁内部を熱伝導
して外壁表面から屋外空気中に放熱される。単位面積当
たりの室内壁表面における上記の熱移動は（２）式のＱ
ｕを使って次のように表される。

【００１９】 Ｑｕ＝α（Ｔｊ−Ｔｏ） ……………………………………………（３） ただし、 α：室内壁の表面熱伝達率（kcal/m² ・h ・
℃・deg) Ｔｊ：室内壁の表面温度（℃） したがって、（２）式と（３）式から、 Ｋ（Ｔｏ−Ｔｉ）＝α（Ｔｊ−Ｔｉ） ……………………………（４） これより、 Ｔｊ＝｛Ｋ（Ｔｏ−Ｔｉ）｝／α＋Ｔｉ …………………………（５） （５）式より、外気温度Ｔｏ、室内温度Ｔｉ、壁の熱通
過率Ｋ、室内壁の表面熱伝達率αが分かれば、室内壁表
面温度Ｔｊすなわち背景温度を知ることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る人体検知装置の実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。

【００２１】〔第１実施例〕図２は、人体検知装置をエ
アコンに組み込んで、室内の人体の存在検知判定を行う
場合の一実施例を模式的に示したものである。

【００２２】エアコン室内機３０は、通常床面から約
１．８ｍ〜２ｍの高さの室内壁面に設置されて、電源コ
ンセント（図示せず）から電源供給を受ける。エアコン
室外機２６は、通常屋外の室外壁３３Ｂの近傍に設置さ
れ、配管セット２７と配線セット２８を介して室内機３
０に接続されている。室内機制御回路２９は、配線セッ
ト２８によって室外機制御回路２５に電源供給と運転能
力制御信号を与え、外気温度検知器１１が検知した外気
温度信号を受け取る。予めユーザーがリモコンあるいは
本体スイッチ（図示せず）を操作して自動運転モードに
設定しておけば、焦電センサユニット３２により室内に
人体３１が存在すると検知されると、室内機制御回路２
９は、予めユーザーが選択した設定温度あるいは予め設
計的に決められた設定温度に室温を制御するために、そ
の設定温度と室内温度検知器９からの室内温度信号と外
気温度検知器１１からの外気温度信号等に基づいて必要
な運転能力を求めて、室外機制御回路２５に運転能力制
御信号を送り、室外機２６における圧縮機、室外送風
機、膨張弁等（図示せず）を運転制御させ、それと同時
に、室内機３０における室内送風機、送風ルーバー等
（図示せず）を運転制御する。

【００２３】図３は、焦電センサユニット３２に含まれ
る焦電センサ４とチョッパー１とレンズ３４の位置関係
を示したものである。

【００２４】レンズ３４は、室内の広い範囲を検知する
ためのもので、赤外線を透過しやすい高密度ポリエチレ
ンのフレネルレンズを採用している。エアコンに人体検
知装置を組み込んで、例えば８畳の部屋の９０％以上の
エリアを検知視野内に収めるには、水平画角が約１６０
°、垂直画角が約７０°のレンズが必要である。焦電セ
ンサ４は、赤外線受動型人体センサの一種であるが、レ
ンズ３４の焦点位置に内部の焦電素子が位置するように
あるいは前面検知窓面が位置するように取り付けられて
いる。チョッパー１は、焦電センサ４とレンズ３４との
間に位置し、モータ（ステッピングモータ）２による往
復回転駆動で焦電センサ４の検知視野を遮蔽および開放
する動作を一定周期で繰り返す。チョッパー温度検知器
７はチョッパー１の近傍に設置されている。ここで、レ
ンズ３４の内部にチョッパー１を設けてあるので、レン
ズの外部に設ける場合に比べて、より小さな面積のチョ
ッパーで焦電センサ４の全視野を遮蔽することができ、
さらにチョッパー表面が外部から断熱されて温度が安定
するといった利点を有している。

【００２５】図１は、本発明の第１実施例に係る人体検
知装置の構成を示すブロック図である。図１において、
１はチョッパー、２はチョッパー１を駆動するモータ
（ステッピングモータ）、３はモータ２を駆動制御する
モータ駆動回路、４は赤外線受動型人体センサの一例と
しての焦電センサ、５は焦電センサ４による検知出力を
増幅する増幅回路、７はチョッパー温度検知器、８はチ
ョッパー温度検知回路、９は室内温度検知器、１０は室
内温度検知回路、１１は外気温度検知器、１２は外気温
度検知回路、１３は室内温度信号と外気温度信号とに基
づいて背景温度を推定する背景温度推定部、１４はチョ
ッパー温度検知回路８からのチョッパー表面温度信号と
背景温度推定部１３からの背景温度信号とに基づいて、
チョッパー１を開閉駆動したときの焦電センサ４による
検知出力電圧の振幅値（増幅回路５で増幅されたもの）
を補正する補正手段、６は補正後の検知出力電圧の振幅
値と位相に基づいて人体検知判定を行う人体検知判定部
である。

【００２６】焦電センサユニット３２には、チョッパー
１とモータ２と焦電センサ４と増幅回路５とチョッパー
温度検知器７とが含まれる。そして、モータ駆動回路３
と補正手段１４と人体検知判定部６とチョッパー温度検
知回路８と室内温度検知回路１０と背景温度推定部１３
は室内機制御回路２９に含まれる。外気温度検知回路１
２は室外機制御回路２５に含まれる。

【００２７】次に、動作を説明する。

【００２８】焦電センサ４の検知視野をチョッパー１に
より、約１秒間開放、約１秒間遮蔽を繰り返した場合の
増幅回路５の出力電圧波形を図４に示す。室内温度が１
８．１℃、チョッパー近傍温度が１８．１℃の状態で、
図４の（ａ）は、室内無人状態での８ｍ先の背景壁（輻
射温度計で測定した表面輻射温度が１６．１℃）に対す
る出力波形である。ここで使った焦電センサ４は入射赤
外線エネルギー量が増加すると出力端子電圧が低下する
タイプのもので、また、増幅回路５は非反転増幅回路で
構成されている。そのため、チョッパー１が開放したと
きには、チョッパー１より低温の背景壁３３Ａからの輻
射熱エネルギーを受けるから、検知出力電圧Ａ１は上昇
し、チョッパー１が閉じたときには検知出力電圧Ａ１が
低下している。パルス波形Ｂはチョッパー１の開閉状態
のモニター信号波形である（“Ｈ”レベルは「閉」の期
間、“Ｌ”レベルは「開」の期間）。チョッパー１が開
いて検知出力電圧Ａ１が急激に上昇し、変化が減少し始
めたタイミングでチョッパー１が閉じて検知出力電圧Ａ
１が急激に下降し、変化が減少し始めたタイミングでま
たチョッパー１が開いて検知出力電圧Ａ１が上昇してい
る。

【００２９】検知出力電圧の振幅値は、チョッパー１の
表面温度と視野内平均温度（この場合は背景壁３３Ａの
表面温度）との温度差に比例し、図４の（ａ）に示す検
知出力電圧の波形Ａ１の場合は、温度差が２℃である
が、増幅回路５の出力がほぼ飽和しており、約９．９Ｖ
_P-P の振幅値が観測されている。

【００３０】図４の（ｂ）は、２ｍ先の人体（輻射温度
計で測定した衣服表面輻射温度が３３℃）に対する検知
出力電圧の波形Ａ２を示している。焦電センサ４の視野
範囲はレンズ３４（フレネルレンズ）によって広げられ
ているから、人体３１が視野の中に占める比率は小さ
く、視野内平均温度は図４の（ａ）の場合よりも高いけ
れどもチョッパー表面温度よりは低い状態である。検知
出力電圧の波形Ａ２として、約５．６Ｖ_P-P の振幅値が
観測されている。

【００３１】図４の（ｃ）は、７ｍ先の人体（輻射温度
計で測定した衣服表面輻射温度が３３℃）に対する検知
出力電圧の波形Ａ３を示している。人体３１が視野の中
に占める比率は図４の（ｂ）の場合よりもさらに小さ
く、視野内平均温度は図４の（ａ）の場合よりわずかに
高く、図４の（ｂ）の場合よりも低い状態である。検知
出力電圧の波形Ａ３として、約７．７Ｖ_P-P の振幅値が
観測されている。

【００３２】ここでは、チョッパー表面温度（１８．１
℃）が、背景温度（１６．１℃）よりも高く、人体が視
野内にいる場合の視野内平均温度よりも高い場合の例を
示した。

【００３３】上記とは逆に、チョッパー表面温度が、背
景温度よりも低く、人体が視野内にいる場合の視野内平
均温度よりも低い場合は、チョッパー１の開閉に対する
検知出力電圧の位相は図４の場合に比べて１８０°ずれ
るが、無人の背景温度に対する振幅値の方が人体が視野
内にいる場合の振幅値より大きいという傾向は同じであ
る。

【００３４】また、チョッパー表面温度が、人体が視野
内にいる場合の視野内平均温度と無人背景温度との中間
である場合は、人体を検知したときの波形と無人背景を
検知したときの波形との位相が１８０°ずれる。なお、
振幅値は温度差で決まるから、無人背景と人体検知との
振幅値が同じ場合もあり得る。

【００３５】したがって、焦電センサ４の視野内に人体
が存在するかどうかの判定は、基本的に次の手順で行
う。まず、室内温度検知器９が検知し室内温度検知回路
１０が出力する室内温度と外気温度検知器１１が検知し
外気温度検知回路１２が出力する外気温度とに基づいて
背景温度推定部１３が背景温度を推定する。そして、推
定した背景温度に対する検知出力電圧波形のチョッパー
開閉に対する位相と、振幅値（この例の場合は９．９Ｖ
_P-P ）を基準として、例えば±０．１Ｖの範囲内に入っ
ていないかどうかで判定する。チョッパー開閉に対する
位相の規則性が一致していても、そのときの検知出力電
圧の振幅値が例えば図４の（ｂ）のように５．６Ｖ_P-P
であるとすると、所定の範囲から外れているから、人体
が存在すると判定する。

【００３６】ここで、背景温度推定の具体的な数値計算
例を示す。

【００３７】 Ｔｊ＝｛Ｋ（Ｔｏ−Ｔｉ）｝／α＋Ｔｉ …………………………（５） ただし、Ｔｊ：室内壁表面温度 Ｔｏ：外気温度 Ｔｉ：室内温度 Ｋ：壁の熱通過率 α：室内壁の表面熱伝達率 計算条件： (1) 壁の構造：｛外表面タイル張り ５ｍｍ 外面モルタル １５ｍｍ コンクリート ２００ｍｍ 内面モルタル １５ｍｍ プラスター ３ｍｍ｝とすると、 ・夏期： 壁の熱通過率Ｋ＝２．８７（kcal/m² ・h ・deg) ・冬期： 壁の熱通過率Ｋ＝３．０２（kcal/m² ・h ・deg) (2) 室内壁の表面熱伝達率（α） ・夏期： α＝７．２（kcal/m² ・h ・deg) ・冬期： α＝７．２（kcal/m² ・h ・deg) (3) 外気温度（Ｔｏ） ・夏期： Ｔｏ＝３２．５℃ ・冬期： Ｔｏ＝１３．３℃ (4) 室内温度（Ｔｉ） ・夏期： Ｔｉ＝２４．６℃ ・冬期 Ｔｉ＝１８．１℃ 以上の条件を（５）式に代入し、背景温度すなわち室内
壁表面温度Ｔｊを算出する。

【００３８】 ・夏期： Ｔｊ＝｛Ｋ（Ｔｏ−Ｔｉ）｝／α＋Ｔｉ ＝｛２．８７（３２．５−２４．６）／７．２＋２４．６ ＝２７．７（℃） ・冬期： Ｔｊ＝｛Ｋ（Ｔｏ−Ｔｉ）｝／α＋Ｔｉ ＝｛３．０２（１３．３−１８．１）／７．２＋１８．１ ＝１６．１（℃） このようにして、壁の構造体の基準モデルを決めれば壁
の熱通過率Ｋが決まり、また室内壁表面熱伝達率αの基
準値を決めれば、そのときの外気温度と室内温度とから
室内壁表面温度Ｔｊすなわち背景温度を算出することが
できる。

【００３９】第１実施例の場合は、背景温度を外気温度
と室内温度とから推定する。外気温度の影響を受けた室
外壁３３Ｂからの熱伝達を受けた室内壁（背景壁）３３
Ａと室内空気温度との熱平衡によって、室内壁３３Ａの
表面温度が決まり、室内壁３３Ａの材質の輻射率から室
内壁３３Ａの表面輻射温度すなわち背景温度が決まる。
つまり、一般的な住宅構造モデルを当てはめて、壁材の
熱伝達率、室内壁表面の熱収支、室内壁の輻射率を設計
的に定めると、外気温度と室内温度とから背景温度を推
定することができる。

【００４０】このように背景温度推定部１３において推
定した背景温度と、チョッパー１の近傍に設けたチョッ
パー温度検知器７が検知しチョッパー温度検知回路８が
出力する値から推定したチョッパー表面温度とを使っ
て、補正手段１４において、そのときの検知出力電圧の
振幅値を、ある基準状態の背景温度とチョッパー表面温
度に対する検知出力電圧振幅値に変換補正する。そし
て、人体検知判定部６において、チョッパー開閉に対す
る検知出力電圧の波形の位相が一致していてかつ補正後
の振幅値がある所定の基準値範囲内にあれば、無人状態
と判定する。逆に、位相が１８０°ずれている、あるい
は位相は一致していても補正後の振幅値が基準値範囲内
にない場合は人体検知と判定する。

【００４１】こうすることにより、外気温度変動や室内
温度変動による背景温度変動、およびチョッパー表面温
度変動に対応した精度の良い室内人体検知判定が行え
る。

【００４２】〔第２実施例〕図５は、本発明の第２実施
例に係る人体検知装置の構成を示すブロック図である。
図５において、符号１から１３までについては、図１の
構成と共通であり、簡単に説明すると、１はチョッパ
ー、２はモータ（ステッピングモータ）、３はモータ駆
動回路、４は焦電センサ、５は増幅回路、７はチョッパ
ー温度検知器、８はチョッパー温度検知回路、９は室内
温度検知器、１０は室内温度検知回路、１１は外気温度
検知器、１２は外気温度検知回路、１３は室内温度信号
と外気温度信号とに基づいて背景温度を推定する背景温
度推定部、６は後述する比較部１６からの検知出力電圧
の振幅値の差分と増幅回路５からの検知出力電圧の位相
に基づいて人体検知判定を行う人体検知判定部である。

【００４３】１５は予めの実験結果等によりチョッパー
表面温度と無人状態での背景温度との温度差に対して検
知出力電圧の基準振幅値を対応付けて記憶しており、実
測のチョッパー表面温度と背景温度との温度差に基づい
て対応する振幅値を読み出せるデータテーブル、１６は
焦電センサ４により検知され増幅回路５によって増幅さ
れた検知出力電圧に係る検知振幅値とデータテーブル１
５から読み出された基準振幅値とを比較してその差分を
とる比較部である。

【００４４】次に、動作を説明する。

【００４５】まず、室内温度検知器９が検知し室内温度
検知回路１０が出力する室内温度と外気温度検知器１１
が検知し外気温度検知回路１２が出力する外気温度とに
基づいて背景温度推定部１３が背景温度を推定する。次
に、チョッパー温度検知器７が検知しチョッパー温度検
知回路８が出力するチョッパー表面温度と前記背景温度
推定部１３による背景温度とをデータテーブル１５に当
てはめ、無人状態の基準振幅値を求める。

【００４６】比較部１６において、焦電センサ４が検出
し増幅回路５から出力された検知出力電圧の振幅値すな
わち検知振幅値と前記基準振幅値とを比較しその差分を
取り、人体検知判定部６に入力する。そして、人体検知
判定部６においては、推定背景温度とチョッパー表面温
度から分かる位相の規則性において検知出力電圧の位相
を判定し、１８０°ずれている、あるいは位相が一致し
ていても検知振幅値と基準振幅値との差分が所定値以上
の場合は人体検知と判定する。逆に、位相が一致し、か
つ検知振幅値と基準振幅値との差分が所定値未満であれ
ば無人状態と判定する。

【００４７】こうすることにより、第１実施例と同様
に、外気温度変動や室内温度変動による背景温度変動、
およびチョッパー表面温度変動に対応した精度の良い室
内人体検知判定が行える。

【００４８】〔第３実施例〕図６は、本発明の第３実施
例に係る人体検知装置の構成を示すブロック図である。
図６において、符号１から１２までについては、図１の
構成と共通であり、簡単に説明すると、１はチョッパ
ー、２はモータ（ステッピングモータ）、３はモータ駆
動回路、４は焦電センサ、５は増幅回路、７はチョッパ
ー温度検知器、８はチョッパー温度検知回路、９は室内
温度検知器、１０は室内温度検知回路、１１は外気温度
検知器、１２は外気温度検知回路、６は後述する比較部
１９からの検知出力電圧の振幅値と増幅回路５からの検
知出力電圧の位相に基づいて人体検知判定を行う人体検
知判定部である。

【００４９】１５は予めの実験結果等によりチョッパー
表面温度と無人状態での背景温度との温度差に対して検
知出力電圧の基準振幅値を対応付けて記憶しており、実
測の検知出力電圧の振幅値とチョッパー表面温度に基づ
いて対応する背景温度（基準背景温度）を読み出せ、ま
た実測のチョッパー表面温度と背景温度との温度差に基
づいて対応する振幅値を読み出せるデータテーブル、１
８はデータテーブル１５から基準背景温度を読み出す背
景温度推定部、１７は室内温度信号と外気温度信号とに
基づいて背景温度推定部１８における基準背景温度の補
正量を算出する背景温度補正部、１９は焦電センサ４に
より検知され増幅回路５によって増幅された検知出力電
圧に係る検知振幅値とデータテーブル１５から読み出さ
れた基準振幅値とを比較してその差分をとる比較部であ
る。

【００５０】次に、動作を説明する。

【００５１】所定時間以上の時間が経過してかつ人がい
ないと判定した状態で、チョッパー１を開閉駆動して焦
電センサ４が検知した無人背景温度に対する検知出力電
圧の振幅値とチョッパー温度検知器７によるチョッパー
表面温度とをデータテーブル１５に当てはめ、背景温度
推定部１８において基準背景温度を求める。そして、次
にチョッパー駆動するまでの間は、背景温度補正部１７
が室内温度検知器９による室内温度と外気温度検知器１
１による外気温度とによって背景温度推定部１８におけ
る基準背景温度を経時的に補正する。さらに、そのとき
のチョッパー表面温度と補正された基準背景温度とをデ
ータテーブル１５に当てはめて、無人状態の基準振幅値
を求める。

【００５２】比較部１９において、焦電センサ４が検出
し増幅回路５から出力された検知出力電圧の振幅値すな
わち検知振幅値と前記データテーブル１５から求めた基
準振幅値とを比較しその差分を取り、人体検知判定部６
に入力する。そして、人体検知判定部６においては、基
準背景温度とチョッパー表面温度から分かる位相の規則
性において検知出力電圧の位相を判定し、１８０°ずれ
ている、あるいは位相が一致していても検知振幅値と基
準振幅値との差分が所定値以上の場合は人体検知と判定
する。逆に、位相が一致し、かつ検知振幅値と基準振幅
値との差分が所定値未満であれば無人状態と判定する。
そして、例えば１時間以上の時間が経過してかつ人がい
ないと判定するごとに、検知出力電圧を取り込み直し、
データテーブル１５から読み出す基準背景温度を更新す
る。次回の更新までは外気温度と室内温度により基準背
景温度を経時的に補正する。

【００５３】こうすることにより、実際の使用環境での
背景温度データに基づく判定が行えるので、第１および
第２の実施例の場合よりもさらに精度の良い室内人体検
知判定が行える。

【００５４】なお、本実施例では、モータ２がステッピ
ングモータであってチョッパー１を往復回転駆動する例
を示したが、１方向回転動作させるモータであっても、
チョッパーとして開口窓を設けた回転板を用いるのでも
よく、この場合、開閉時間比率を任意に設計できる。

【００５５】また、本発明においては、人体を検知する
センサは焦電センサに限るものではなく、サーモパイル
等の赤外線受動型人体センサであってチョッパーと組み
合わせて人体検知を行うセンサであれば、同等の効果を
得ることができる。

【００５６】

【発明の効果】請求項１の人体検知装置によれば、チョ
ッパー表面温度の変動および外気温度の影響を強く受け
る背景温度の変動に応じて検知出力電圧の振幅値を補正
するので、室内の人体検知判定を精度良く行うことがで
きる。

【００５７】請求項２の人体検知装置によれば、請求項
１と同様に、チョッパー表面温度の変動および外気温度
の影響を強く受ける背景温度の変動に応じて検知出力電
圧の振幅値と基準背景温度での振幅値との差分を取るの
で、室内の人体検知判定を精度良く行うことができる。

【００５８】請求項３の人体検知装置によれば、無人判
定した状態の背景温度を基準とし、かつ定期的に取り込
み更新しながら、外気温度と室内温度の影響の経時的変
化を補正するので、実際の使用環境に適応したより精度
の良い人体検知判定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る人体検知装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る人体検知装置をエアコンに組み込
んで室内の人体検知判定を行う場合を模式的に示した図
である。

【図３】図１における焦電センサとチョッパーとレンズ
の位置関係を示す図である。

【図４】実施例において無人背景と前方２ｍの人体と前
方７ｍの人体のそれぞれに対する検知出力電圧の波形図
である。

【図５】本発明の第２実施例に係る人体検知装置の構成
を示すブロック図である。

【図６】本発明の第３実施例に係る人体検知装置の構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１……チョッパー ４……焦電センサ ６……人体検知判定部 ７……チョッパー温度検知器 ９……室内温度検知器 １１……外気温度検知器 １３……背景温度推定部 １４……補正手段 １５……データテーブル １６……比較部 １７……背景温度補正部 １８……背景温度推定部 １９……比較部 ３１……人体 ３２……焦電センサユニット ３４……レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｊ 5/10 Ｂ Ｇ０１Ｖ 8/12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線受動型人体センサとチョッパーを
   組み合わせて室内の人体の存在を検知する人体検知装置
   において、 前記チョッパーの近傍に設けた温度検知器と、 外気温度と室内温度とから背景温度を推定する背景温度
   推定部と、 前記チョッパーを開閉駆動したときの前記赤外線受動型
   人体センサによる検知出力電圧の振幅値を、前記チョッ
   パー温度検知器によるチョッパー表面温度と前記背景温
   度推定部による背景温度とによって補正する補正手段
   と、 補正後の検知出力電圧の振幅値と位相に基づいて人体検
   知判定を行う人体検知判定部とを備えたことを特徴とす
   る人体検知装置。
2. 【請求項２】 赤外線受動型人体センサとチョッパーを
   組み合わせて室内の人体の存在を検知する人体検知装置
   において、 前記チョッパーの近傍に設けた温度検知器と、 外気温度と室内温度とから背景温度を推定する背景温度
   推定部と、 予めチョッパー表面温度と無人状態の背景温度との温度
   差に対して検知出力電圧の振幅値を対応付けて記憶して
   いるデータテーブルと、 前記チョッパーを開閉駆動したときの前記赤外線受動型
   人体センサによる検知出力電圧の振幅値と、前記チョッ
   パー温度検知器によるチョッパー表面温度および前記背
   景温度推定部による背景温度を前記データテーブルに当
   てはめて求めた振幅値とを比較して、その差分をとる比
   較部と、 前記振幅値の差分と前記検知出力電圧の位相に基づいて
   人体検知判定を行う人体検知判定部とを備えたことを特
   徴とする人体検知装置。
3. 【請求項３】 赤外線受動型人体センサとチョッパーを
   組み合わせて室内の人体の存在を検知する人体検知装置
   において、 前記チョッパーの近傍に設けた温度検知器と、 予めチョッパー表面温度と無人状態の背景温度との温度
   差に対して検知出力電圧の振幅値を対応付けて記憶して
   いるデータテーブルと、 所定時間以上の時間が経過しかつ退室して人がいないと
   判定した状態になるごとに、前記チョッパーを開閉駆動
   して前記赤外線受動型人体センサから得られた検知出力
   電圧の振幅値と前記チョッパー温度検知器によるチョッ
   パー表面温度とを前記データテーブルに当てはめて求め
   た背景温度を保持する背景温度推定部と、 外気温度と室内温度とから前記背景温度推定部の背景温
   度を補正する背景温度補正部と、 前記チョッパーを開閉駆動したときの前記赤外線受動型
   人体センサによる検知出力電圧の振幅値と、前記補正さ
   れた背景温度を前記データテーブルに当てはめて求めた
   振幅値とを比較して、その差分をとる比較部と、 前記振幅値の差分と前記検知出力電圧の位相に基づいて
   人体検知判定を行う人体検知判定部とを備えたことを特
   徴とする人体検知装置。