JPS62124487A - 赤外線式移動物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は移動する人体等の物体から放射される赤外線
エネルギー量と、建造物の床面等の背景から放射される
赤外線エネルギー量との差を検出し、自動ドアの開閉や
防犯警報装置の作動を制御する赤外線式移動物体検出装
置に関するものである。

〈従来の技術〉 絶対零度（−２７３°Ｃ）以上のあらゆる物体はその温
度に応じた赤外線を放射しているが、常温状態での人体
や建造物等は波長１０μｍ付近の遠赤外線を放射してい
る。赤外線式移動物体検出装置は建造物の床面等に所定
の検知エリアを設定し、この検知エリアから放射される
赤外線を光学系を用いて、常時監視している。検知エリ
ア内に人体等の物体が侵入することにより生じる赤外線
エネルギー量の変化を検出し、自動ドアの開扉信号を出
したり、あるいは防犯警報装置の発報信号を出すように
構成されたものである。

ところで、最近自動ドアの前面に化学的な処理を施され
た布製の吸塵マットが敷設されることが多くなった。こ
の吸塵マットの布材は熱容量が小さく、しかもその毛足
が長いので、太陽光の直射や風の緩急により急激な温度
変化を起しやすい。

このため、特に直射日光が照射する屋外に検知エリアが
設定され、この検知エリア内に敷設された吸塵マットの
温度が周囲温度に対し異なる状況下において、風等によ
ってこの吸塵マットの温度が変化すると、赤外線検出素
子に入射する赤外線エネルギー量が変化するため、赤外
線式移動物体検出装置が吸塵マット自体の温度変化を検
知して検知エリア内に物体の移動がないにも拘らず例え
ば自動開閉ドアが作動するといった誤動作が発生する。

この誤動作を防止するために検出感度を低くすると、第
１１図および第１２図に示すように、温度変化に対し敏
感に反応しないことによって誤動作の頻度は、低−減す
るものの、例えば、検知エリア内の温度が検出すべき人
体等の移動物体の温度に対し温度差が小さくなった場合
に検出できなくなって検知不能の頻度が増大する。これ
を防止するために検出感度を高くして検知能力を優先す
れば、前述の誤動作の頻度が増大するといった矛盾があ
る。

そこで、このような問題点を解消すべ（自動利得調整回
路を備えた赤外線式移動物体ヰ★出装置が案出されてい
る。この装置は、検知エリア内の温度変化が大きい場合
には、第４図に示すように検知エリアの温度と周囲温度
との温度差が大きく、且つ第５図に示すように検知すべ
き人体と背景の検知エリアとの温度差が検出感度に比較
して著しく大きいという条件と、検知エリア内の温度変
化は人体の移動時と異なり連続的に発生するという条件
とが生じる点に着目してなされたもので、検知エリアの
温度変化によるノイズを検出し、このノイズのレベルに
対応して自動利得調整回路により検出感度を下げたり、
あるいは信号自体のレベルを下げ、温度変化の大小に拘
らず信号レベルと検出感度とを相対的に略一定に保持す
るようにしたものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、移動物体が連続的に検知エリアを通過し
たり、又は検知エリア内に止まって微動したりした場合
には、これの検出信号は、検知エリア内の温度変化によ
るノイズ信号と同様の信号となり、誤動作して検出感度
を低下させてしまうために移動物体を確実に検出できな
い欠点がある。

そこで、本願と同一出願人は、検知エリアの温度変化に
起因するノイズ信号の変動に対しては感度補正回路によ
り検出感度を補正するとともに物体の検知エリア内への
移動に対しては感度補正中断回路により感度補正回路の
機能を一時中断する構成とした赤外線式移動物体検出装
置を案出し既に出願している。この装置は、感度補正中
断回路により前記欠点を解消できるものであるが、信号
の入力がなくなった後に回路系で生じる時間遅れや減衰
振動等が外乱によるノイズとして検知される場合があり
、設定値を定めるのに許容幅が小さいという僅かな欠点
がある。

また、検知エリア内の温度が周囲温度と異なって温度変
化を起こし易い状態にありながらも風等がなくてノイズ
信号として検出されていない場合において、例えば突風
が吹いて温度変動が発生すると、検出感度が低下してい
ないのでこの突風による温度変化を検知する誤動作が生
じる。このような事態に対応できる程度にまで応答速度
を速くすると、肝心の移動物体をも検出できなくなる。

〈発明の目的〉 本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、検
知エリア内の状況を的確に把握して適切な検出感度に自
動的に設定でき、検知エリア内の温度変化に対し誤動作
することのない優れた検知能力を有する赤外線移動物体
検知装置を提供することを目的とするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明の赤外線式移動物体検出装置は、前記目的を達成
するために、所定の検知エリアから放射される赤外線光
束を集光する光学系と、この光学系から入射した赤外線
光束をその変動量に応じた電気信号に変換する赤外線検
出素子と、この赤外線検出素子の出力電気信号を増幅す
る増幅回路と、この増幅回路の増幅信号が所定のレベル
を超えた時にトリガ信号を出力するレベル検出回路と、
このレベル検出回路からのトリガ信号を受けて自動ドア
の開閉等を制御する制御器に作動信号を出力する出力回
路とを備えた赤外線式移動物体検出装置において、検知
エリア内の検出照度をその変動量に応じた電気信号に変
換する照度検出回路と、この照度検出回路の検出信号に
対応して検出感度を補正する感度補正回路とを具備して
成る構成を要旨とするものである。

く作用〉 前記構成としたことにより、太陽光等の直射による検知
エリアの照度に応じて増幅回路の増幅度またはレベル検
出回路の検出基準レベル等が可変されて検出感度が可変
される。この照度は、第３図に示すように周囲温度と検
知エリアの温度との温度差に対し比例関係にあり、更に
、周囲温度と検知エリアの温度との温度差は、前述の第
５図および第４図でそれぞれ示したように人体と検知エ
リアとの温度差および検知エリアの温度変化に対し比例
関係にある。従って、照度を検出することにより検知エ
リアの状態を的確に把握することができるから、この照
度により自動的に可変される検出感度は検知エリアの温
度変動に対し最適値に設定されることになり、誤動作や
検知不能状態の生じることがない。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を詳述する。

一実施例を示した第１図において、所定の検知エリアか
ら放射された赤外線光束は光学系１により集光され、赤
外線検出素子２に入射する。赤外線検出素子２は焦電検
出器、サーミスタ・ボロメータ、熱電堆等で、入射した
赤外線光束をその変動量に比例した電気信号に変換する
。増幅回路３で増幅された増幅信号はレベル検出回路４
で信号強度、すなわち赤外線光束の変動量が監視され、
レベル検出回路４は所定の検出感度を超える変動を検知
すると所定時間長を有するトリガ信号を出力する。レベ
ル検出回路４のトリガ信号によって出力回路５が作動し
て制御器６に作動信号を出力し、制御器６は自動ドアの
開扉信号等を出力する。

以上のような基本構成を備えた赤外線式移動物体検出装
置において、検知エリアの照度を検出するためのフォト
トランジスタ、フォトダイオード。

ｃｄｓ、太陽電池等からなる照度検出素子７と、この照
度検出素子７の照度の変動量に対応する駆動を電気信号
に変換し増幅して出力する照度検出回路８と、この照度
検出回路８の照度検出信号に対応して増幅回路３および
レベル検出回路４をそれぞれ制御し検出感度を可変する
感度補正回路９とを付加した構成になっている。

次に、前記構成とした実施例装置の作用について説明す
ると、検知エリアに温度変化が発生する最も大きな要因
は、太陽光の直射による検知エリアの温度上昇である。

照度を検出すれば、前述の第３図、第４図および第５図
から明らかなように、この照度は、周囲温度と検知エリ
アの温度との温度差、人体と検知エリアとの温度差およ
び検知エリアの温度変化に対しそれぞれ比例関係にある
から、検知エリアの状態を的確に検知できる。この照度
検出信号に対応して増幅回路３の増幅度およびレベル検
出回路４の検出基準レベルがそれぞれ可変され、検出感
度が、照度の変化に対応して第２図に示すように可変さ
れる。従って、照度が大きくなって検知エリアの温度お
よび周囲温度と検知エリアの温度との温度差が大きくな
っている状態では検出感度が低下しているから、突風等
による瞬間的な温度変化に伴う赤外線エネルギー量の変
化を検出する誤動作は生じない。また、従来装置におい
てはノイズとしてヰ★出できなかった無風状態時におけ
る検知エリアの温度変化を起こし易い状態をも照度によ
り検知して検出感度が低下するので、前述の突風等によ
る温度変化を検知することがない。

また、検知エリア内の温度上昇により検出感度が低下し
ている状態において、移動物体が検知エリアを連続的に
通過したり、あるいは検知エリア内に止って微動した場
合には、検知エリアと移動物体との太陽光に対する反射
率あるいは反射の位置が異なることにより照度が低下し
て検出感度が低下することがなく、移動物体を確実に検
出することができる。即ち、検知エリアの状況に応じて
検出感度を可変しているため、誤動作や検知不能の発生
頻度は極めて少なくなる。

また、前記実施例では、感度補正回路９を、照度検出信
号に対応して増幅回路３の増幅度とレベル検出回路４の
検出基準レベルとをそれぞれ可変する構成としたが、増
幅度又は検出基準レベルのいずれか一方のみを可変する
構成としても、前記実施例と略同様の効果を得ることが
できる。さらにまた、感度補正回路９を、照度検出信号
に対応して増幅回路３およびレベル検出回路４のいずれ
か一方またはその両方の周波数特性を可変する構成とし
てもよい。すなわち、第６図に実線の曲線で示した外乱
によるノイズ信号の周波数成分は、同図に破線で示した
人体等の移動物体の検出信号の周波数成分よりも低い周
波数帯域にある。したがって、たとえば通常時は第７図
の１点鎖線の曲線で示す周波数帯域の増幅度を有する増
幅回路３を、照度検出信号に対応して同図に実線の曲線
で示すように周波数帯域の低域の増幅度を低下させ、検
出感度を低下させるようにする。これにより、外乱ノイ
ズのある状態においても移動物体の検出信号に対しては
大きな増幅度で増幅される。この場合も、従来装置のよ
うにノイズ信号により検出感度を可変するものと異なり
、検知エリア内の照度により周波数帯域の低域の利得を
低下させて検出感度を可変しているから、従来の問題点
を解消できる。

第８図は本発明の他の実施例を示し、同図において第１
図と同−若しくは同等のものには同一の符号を付してあ
り、装置の周囲温度を検出するためのシリコンダイオー
ド、サーミスタ、熱電対等からなる温度検出素子１０と
、この温度検出素子１０の温度の変動量に対応する駆動
を電気信号に変換し増幅して出力する温度検出回路１１
とを付加し、感度補正回路１２を、照度検出信号と温度
検出信号とにより増幅回路３の増幅度およびレベル検出
回路４の検出基準レベルをそれぞれ可変する構成とした
点において第１図のものと相違している。

前記温度検出回路１１により、第９図に示すように同一
の照度に対し周囲温度が高い場合は検出感度を低く、且
つ周囲温度が低い場合には検出感度が高くなるよう温度
補正を付加している。これは検知エリアの太陽光（特に
可視光線）の反射率が設置場所や季節によって異なるの
を補正するためである。照度が高く検知エリアの温度変
化も大きくなる条件は、太陽光のエネルギが大きいこと
であり、これは太陽光照度に比例している。例えば太陽
光照度が高い夏期においては冬期に比し同一の照度に対
し周囲温度が高くなる。従って、周囲温度を検出して照
度による検出感度の可変を第９図の範囲内で補正するこ
とで、更に正確で安定した装置となる。尚、この実施例
においても感度補正回路１２により増幅回路３の増幅度
およびレベル検出回路４の検出基準レベルをそれぞれ可
変する場合について説明しているが、増幅度又は検出基
準レベルの何れか一方のみを可変しても実施例と略同−
の効果を得られるのは言うまでもない。

また、第１０図は本発明の更に他の実施例を示し、同図
において第１図および第８図と同−若しくは同等のもの
には同一の符号を付しである。感度補正回路１３は、増
幅回路３の増幅信号のうちノイズレベル検出回路１３ａ
により検出されたノイズ信号の変動量に対応して増幅回
路３の増幅度を可変するもので、いわゆるノイズ信号を
検知して検出感度を低下させる既存の外乱検知回路と略
同−構成のものであり、これに照度ヰ★出回路８からの
照度検出信号で照度補正を加えて従来装置の欠点を解消
したものである。

なお、本発明は、前記各実施例にのみ限定されるもので
はなく、請求の範囲内で種々の実施態様が考えられるの
は勿論であり、例えば、図示していないが、照度検出素
子７の光学系としては、独自に設ける他に赤外線検出素
子２の光学系１を共用しても良く、或いは照度検出素子
７自体の指向特性を利用してもよい。また、照度または
温度による増幅回路３．レベル検出回路４の制御は連続
的または段階的の何れでもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明の赤外線式移動物体検出装置
によると、検知エリア内の照度に対応して検出感度を可
変する構成としたので、検知エリアの状態に最も通した
検知感度に自動的に可変され、検知エリアの瞬間的な温
度変化等の極めて激しい温度変化の条件下においても誤
動作することがないとともに、いかなる状態においても
移動物体を確実に検出することができるパーフェクトな
赤外線式移動物体検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の赤外線式移動物体検出装置の一実施例
のブロック図、第２図は第１図の検出照度と検出感度と
の関係図、第３図は照度と、周囲温度と検知エリアの温
度との温度差の関係図、第４図は周囲温度と検知エリア
の温度との温度差と検知エリアの温度変化との関係図、
第５図は周囲温度と検知エリアの温度との温度差と人体
と検知エリアとの温度差との関係図、第６図はノイズ信
号と移動物体の検知信号の各周波数成分の説明図、第７
図は第１図において感度補正回路により増幅回路の周波
数特性を可変する場合の周波数と増幅回路の増幅度との
関係を示す周波数特性図、第８図は本発明の他の実施例
のブロック図、第９図は第８図の周囲温度に対する検出
照度と検出感度との関係図、第１０図は本発明の更に他
の実施例のブロック図、第１１図および第１２図はそれ
ぞれ従来装置における検出感度に対する検知不能頻度と
誤動作の頻度の説明図である。 １・・・光学系、　　　　　２・・・赤外線検出素子３
・・・増幅回路、　　　　４・・・レベル検出回路５・
・・出力回路、　　　　６・・・制御器８・・・照度検
出回路 ９．１２．１３・・・感度補正回路 １１・・・温度検出回路 特許出願人　　オプテソクス株式会社 代　理　人　　弁理士　　西１）　新 第１図 課題 第８図 第１０図 第１１図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の検知エリアから放射される赤外線光束を集
   光する光学系と、この光学系から入射した赤外線光束を
   その変動量に応じた電気信号に変換する赤外線検出素子
   と、この赤外線検出素子の出力電気信号を増幅する増幅
   回路と、この増幅回路の増幅信号が所定のレベルを超え
   た時にトリガ信号を出力するレベル検出回路と、このレ
   ベル検出回路からのトリガ信号を受けて自動ドアの開閉
   等を制御する制御器に作動信号を出力する出力回路とを
   備えた赤外線式移動物体検出装置において、検知エリア
   内の検出照度をその変動量に応じた電気信号に変換する
   照度検出回路と、この照度検出回路の検出信号に対応し
   て検出感度を補正する感度補正回路とを具備して成るこ
   とを特徴とする赤外線式移動物体検出装置。
2. （２）感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に対応
   して増幅回路の増幅度を可変する構成としたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の赤外線式移動物体
   検出装置。
3. （３）感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に対応
   してレベル検出回路の検出基準レベルを可変する構成と
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の赤
   外線式移動物体検出装置。
4. （４）感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に対応
   して増幅回路の増幅度およびレベル検出回路の検出基準
   レベルをそれぞれ可変する構成としたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の赤外線式移動物体検出装
   置。
5. （５）感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に対応
   して増幅回路の周波数特性を可変する構成としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の赤外線式移動
   物体検出装置。
6. （６）感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に対応
   してレベル検出回路の周波数特性を可変する構成とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の赤外線
   式移動物体検出装置。
7. （７）感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に対応
   して増幅回路およびレベル検出回路のそれぞれの周波数
   特性を可変する構成としたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の赤外線式移動物体検出装置。
8. （８）感度補正回路を、照度検出回路の検出信号に対応
   して増幅回路の増幅度およびレベル検出回路の検出基準
   レベルの少なくとも一方の可変と前記増幅回路およびレ
   ベル検出回路の少なくとも一方の周波数特性の可変とを
   おこなう構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の赤外線式移動物体検出装置。
9. （９）感度補正回路を、検知エリアの周囲温度を検出し
   てその変動量に応じた電気信号に変換する温度検出回路
   の検出信号と照度検出回路の検出信号とに対応して、増
   幅回路の増幅度、レベル検出回路の検出基準レベル、前
   記増幅回路およびレベル検出回路のそれぞれの周波数特
   性の少なくとも一つを可変する構成としたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の赤外線式移動物体検
   出装置。