JP6281936B2

JP6281936B2 - 人感検出装置、距離判定装置、距離判定方法及びプログラム

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Publication number: JP6281936B2
Application number: JP2013249466A
Authority: JP
Inventors: 宏和磯部
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2018-02-21
Anticipated expiration: 2033-12-02
Also published as: JP2015105923A

Description

本発明は人感検出装置、距離判定装置、距離判定方法及びプログラムに関し、特に対象物との間の距離を測定する人感検出装置、距離判定装置、距離判定方法及びプログラムに関する。

近年、防犯目的、介護目的もしくは省エネルギー化を目的として人感センサを備えている多数の装置が開発されている。例えば、省エネルギー化を目的とする場合、人感センサを用いてスイッチをＯＮもしくはＯＦＦする家電製品が開発されている。装置において、人感センサを用いた制御を行う場合、検出可能エリア内に対象者が存在するか否かを検出するとともに、人感センサを有する装置と対象者との間の距離を求めることが要求される場合もある。

例えば、特許文献１には、対象者の有無を検出する焦電型センサと、対象者との距離を測定する光学式測距センサとを組み合わせた人体検出装置の構成が開示されている。具体的には、光学式測距センサは、複数個の発光素子から出射された光が検出対象によって反射されると、反射された光を用いて検出対象までの距離を測定する。また、複数個の発光素子は、焦電型センサの検出範囲をカバーするように、光出射方向が調整される。このように、焦電型センサと光学式測距センサとを組み合わせることによって、検出可能エリア内に存在する人を検出し、検出対象までの距離を測定することができる。

特開２００５−１５６４２４号公報

しかし、特許文献１に開示されている人体検出装置は、焦電型センサと光学式測距センサという異なる種類のセンサを有している。このように複数の異種類センサを構成することは、部品点数の増加及び装置サイズの拡大を引き起こすという問題がある。

本発明の目的は、上述した課題を解決するために複数の異種類センサを用いることなく、検出可能エリア内に存在する対象者の検出及び対象者までの距離の測定を可能とする人感検出装置、距離判定装置、距離判定方法及びプログラムを提供することにある。

本発明の第１の態様にかかる人感検出装置は、物体から放射される赤外線を検出し、検出した前記赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルの検出信号を出力するセンサと、前記検出信号の電圧値と、閾値とを比較する比較部と、前記比較部において、前記検出信号の電圧値が前記閾値を超えていると判定された場合、前記物体が予め定められた距離に存在すると判定する距離判定部と、を備えるものである。

本発明の第２の態様にかかる距離判定装置は、物体から放射される赤外線を検出し、検出した前記赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルの検出信号を出力するセンサから出力された前記検出信号の電圧値と、閾値とを比較する比較部と、前記比較部において、前記検出信号の電圧値が前記閾値を超えていると判定された場合、前記物体が予め定められた距離に存在すると判定する距離判定部と、を備えるものである。

本発明の第３の態様にかかる距離判定方法は、物体から放射される赤外線を検出し、検出した前記赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルの検出信号を出力し、前記検出信号の電圧値と、閾値とを比較し、前記検出信号の電圧値が前記閾値を超えていると判定された場合、前記物体が予め定められた距離に存在すると判定するものである。

本発明の第４の態様にかかるプログラムは、物体から放射される赤外線を検出し、検出した前記赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルの検出信号を出力し、前記検出信号の電圧値と、閾値とを比較し、前記検出信号の電圧値が前記閾値を超えていると判定された場合、前記物体が予め定められた距離に存在すると判定することをコンピュータに実行させるものである。

本発明により、複数の異種類センサを用いることなく、検出可能エリア内に存在する対象者の検出及び対象者までの距離の測定を可能とする人感検出装置、距離判定装置、距離判定方法及びプログラムを提供することができる。

実施の形態１にかかる人感検出装置の構成図である。実施の形態２にかかる人感検出装置の構成図である。実施の形態２にかかる比較部の構成図である。実施の形態２にかかるオペアンプにおける入力信号及び出力信号を示す図である。実施の形態２にかかる複数の比較部を用いた場合の、閾値と検出信号の波形との関係を示す図である。実施の形態２にかかる対象者が移動した場合における出力信号の波形を示す図である。実施の形態２にかかる対象者が停止した場合における出力信号の波形を示す図である。の図である。実施の形態２にかかる距離測定処理の流れを示す図である。実施の形態２にかかる距離測定処理の流れを示す図である。実施の形態３にかかる距離判定部における処理を説明する図である。実施の形態４にかかる比較部の構成図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１を用いて本発明の実施の形態１にかかる人感検出装置１０の構成例について説明する。人感検出装置１０は、例えば、ＣＰＵが、メモリに格納されたプログラムを実行することによって動作するコンピュータ装置であってもよい。

人感検出装置１０は、センサ２０、比較部３０及び距離判定部４０を有している。センサ２０は、物体から放射される赤外線を検出する。物体は、例えば、検出対象となる人物である。検出した赤外線の電圧レベルは、センサ２０と物体との間の距離に応じて変化する。例えば、センサ２０と物体とが近い場合の赤外線の電圧レベルは、センサ２０と物体とが離れている場合の赤外線の電圧レベルよりも高い。電圧レベルが高いとは、所定期間における電圧値のピーク値が、電圧レベルが低い場合における電圧値のピーク値よりも高いことを示している。

さらに、センサ２０は、検出した赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルの検出信号を出力する。検出信号は、赤外線の電圧レベルの変動に応じて変化する信号である。

比較部３０は、センサ２０から出力された検出信号の電圧値と、閾値とを比較する。人感検出装置１０の管理者等は、予め閾値を設定していてもよい。また、閾値は、管理者等が設定する任意の値であり、管理者等は、閾値の値を変更してもよい。比較部３０は、センサ２０から出力された検出信号の電圧値が、閾値を超えているか否かを判定する。比較部３０は、判定結果を距離判定部４０へ出力する。

距離判定部４０は、検出信号の電圧値が閾値を超えているとの判定結果を受け取った場合、物体が予め定められた距離に存在すると判定する。例えば、検出信号の電圧値が比較部３０において設定された閾値を超えた場合における物体との距離の推定値が、予め定められていてもよい。

以上説明したように、図１の人感検出装置１０を用いることによって、センサ２０は、検出可能エリア内に、物体、つまり人が存在しているか否かを判定することができる。さらに、センサ２０から出力される検出信号の電圧値を用いて、センサ２０と人との間の距離を推定することができる。つまり、センサ２０が検出する赤外線の電圧レベルが、センサ２０と人との距離に応じて変化するため、検出した赤外線の電圧レベルに応じて定まる検出信号の電圧値を解析することにより、センサ２０と人との間の距離を推定することができる。そのため、図１の人感検出装置１０は、一つのセンサ２０を用いることによって、対象となる物体の存在有無を判定するとともに対象となる物体までの距離を測定することができる。これによって、複数センサを用いる場合と比較して、人感検出装置１０の装置サイズを小さくすることができる。

（実施の形態２）
続いて、図２を用いて本発明の実施の形態２にかかる人感検出装置１２の構成例について説明する。人感検出装置１２は、センサ２０、信号増幅部５０、比較部３１〜３３及び距離判定部４０を有している。センサ２０及び距離判定部４０は、図１の人感検出装置１０におけるセンサ２０及び距離判定部４０と同様である。

信号増幅部５０は、センサ２０から出力される検出信号を増幅する。信号増幅部５０が検出信号を増幅することによって、センサ２０において検出した微小な赤外線の電圧レベルの差異を増幅することができる。これによって、センサ２０において検出した赤外線を誤りなく処理することができる。信号増幅部５０は、増幅した検出信号を分岐してそれぞれの検出信号を比較部３１〜３３へ出力する。

比較部３１〜３３は、それぞれ異なる閾値を有する。比較部３１〜３３は、それぞれ入力された検出信号と、閾値とを比較して、検出信号が閾値を超えているか否かを判定する。比較部３１〜３３は、それぞれ検出信号が閾値を超えているか否かに関する判定結果を距離判定部４０へ出力する。

距離判定部４０は、比較部３１〜３３から出力される判定結果を受け取る。判定結果には、それぞれの比較部３１〜３３において、検出信号が閾値を超えているか否かが示されている。ここで、距離判定部４０は、比較部３１において検出信号が閾値を超えている場合、センサ２０と物体との距離がＡメートル以内であると判定し、比較部３２において検出信号が閾値を超えている場合、センサ２０と物体との距離がＢメートル以内であると判定し、比較部３３において検出信号が閾値を超えている場合、センサ２０と物体との距離がＣメートル以内であると判定してもよい。この時、Ｃ＜Ｂ＜Ａとし、Ａ、Ｂ、Ｃは、正の数値とする。つまり、比較部３１の閾値＜比較部３２の閾値＜比較部３３の閾値、となるように閾値を設定する。

例えば、比較部３１から出力された判定結果のみ、検出信号が閾値を超えたことを示しており、比較部３２及び３３から出力された判定結果は、検出信号が閾値を超えていないことを示している場合、距離判定部４０は、物体が、センサ２０とＡメートル離れた位置に存在すると判定する。

例えば、比較部３１及び３２から出力された判定結果は、検出信号が閾値を超えたことを示しており、比較部３３から出力された判定結果は、検出信号が閾値を超えていないことを示している場合、距離判定部４０は、物体が、センサ２０とＢメートル離れた位置に存在すると判定する。

例えば、比較部３１〜３３から出力された全ての判定結果が、検出信号が閾値を超えたことを示している場合、距離判定部４０は、物体が、センサ２０とＣメートル離れた位置に存在すると判定する。

このように、閾値の異なる複数の比較部を用いることによって、距離判定部４０は、物体とセンサ２０との間の距離を高精度に測定することができる。また、信号増幅部５０を用いることによって、センサ２０が検出する微小な電圧レベルを有する赤外線であっても、比較部３１〜３３及び距離判定部４０において処理することができる電圧レベルの検出信号を生成することができる。

続いて、図３を用いて本発明の実施の形態２にかかる比較部３１の構成例について説明する。なお、比較部３２及び比較部３３は、比較部３１と同様の構成を有するため、詳細な説明を省略する。なお、本図においては、センサ２０として焦電型赤外線センサ２１を用いる。

比較部３１は、電源端子６１、抵抗６２〜６４、オペアンプ６５、ダイオード６６、オペアンプ６７、ダイオード６８、抵抗６９、電源端子７０及びコンデンサー７１を有している。また、比較部３１から出力される信号は、距離判定部入力端子７２へ入力される。

信号増幅部５０は、焦電型赤外線センサ２１から出力された検出信号を増幅する。信号増幅部５０は、増幅した検出信号をオペアンプ６５のマイナス入力側と、オペアンプ６７のプラス入力側へ出力する。本図においては、信号増幅部５０を一つだけ配置する構成を示しているが、ハイゲインを得る目的もしくはローパスフィルタを形成するために、数段のアンプ構成としてもよい。

電源端子６１は、電圧Ｖ１とする電源である。電源端子６１は、オペアンプ６５及びオペアンプ６７に電源を供給することに加えて、オペアンプ６５及びオペアンプ６７において用いられる閾値電圧も供給する。ここで、抵抗６２の抵抗値をＲ１とし、抵抗６３の抵抗値をＲ２とし、抵抗６４の抵抗値をＲ３とする。この場合、オペアンプ６５のプラス入力側に供給されるハイレベル閾値は、Ｖ１×（Ｒ２＋Ｒ３）／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）となる。また、オペアンプ６７のマイナス入力側に供給されるロウレベル閾値は、
Ｖ１×Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）となる。

オペアンプ６５の出力信号は、ダイオード６６を介して距離判定部入力端子７２へ出力され、オペアンプ６７の出力信号は、ダイオード６８を介して距離判定部入力端子７２へ出力される。オペアンプ６５及びオペアンプ６７の出力信号は、抵抗６９及びコンデンサー７１を用いてその波形が整形される。

ここで、図４を用いて、オペアンプ６５及びオペアンプ６７における入力信号及び出力信号について説明する。オペアンプ６５及びオペアンプ６７における入力信号は、信号増幅部５０から出力される検出信号である。図４の上段の図は、オペアンプ６５のマイナス入力側及びオペアンプ６７のプラス入力側に入力される検出信号の波形を示している。波形の振幅は、電圧値を示している。波形は、右側に進むにつれて時間が経過していることを示している。

ハイレベル閾値は、オペアンプ６５のプラス入力側に供給されている閾値である。ロウレベル閾値は、オペアンプ６７のマイナス入力側に供給されている閾値である。検出信号が、ハイレベル閾値を超えた場合、図４の中段の図に示されるように、オペアンプ６５からロウレベルの出力信号が出力される。ここで、検出信号がハイレベル閾値を超えるとは、検出信号がハイレベル閾値を上回ることを意図している。検出信号がロウレベル閾値を超えた場合、図４の中段の図に示されるように、オペアンプ６７からロウレベルの出力信号が出力される。ここで、検出信号がロウレベル閾値を超えるとは、検出信号がロウレベル閾値を下回ることを意図している。図４の中段の図は、オペアンプ６５及びオペアンプ６７の出力信号が組み合わされていることを示しており、どちらか一方のオペアンプからロウレベルの出力信号が出力された場合、後段の回路もしくは素子に対して、ロウレベルの出力信号が出力される。

一方、検出信号が、ハイレベル閾値及びロウレベル閾値を超えない場合、オペアンプ６５及びオペアンプ６７は、共にハイレベルの出力信号を出力する。検出信号がハイレベル閾値を超えないとは、検出信号がハイレベル閾値を下回ることを意図しており、検出信号がロウレベル閾値を超えないとは、検出信号がロウレベル閾値を上回ることを意図している。

オペアンプ６５及びオペアンプ６７が、ハイレベルの出力信号を出力する場合、ダイオード６６及びダイオード６８の効果によって、ハイレベルの出力信号は、後段の回路もしくは素子等に伝わらない。そのため、オペアンプ６５及びオペアンプ６７が、ハイレベルの出力信号を出力する場合、距離判定部入力端子７２には、抵抗６９を介して、距離判定部入力端子７２の規格を満たす電源端子７０における電圧Ｖ２が入力される。つまり、オペアンプ６５及びオペアンプ６７から出力される出力信号は、電圧Ｖ２の出力信号に変換されて、距離判定部入力端子７２へ出力される。距離判定部入力端子７２の規格を満たす電圧とは、例えば、距離判定部４０におけるＩ／Ｏ（Input/Output）電圧である。

オペアンプ６５及びオペアンプ６７は、焦電型赤外線センサ２１から出力されるアナログ信号としての検出信号を比較する。そのため、焦電型赤外線センサ２１が対象者を検出した場合、オペアンプ６５及びオペアンプ６７から出力される出力信号は、ハイレベルとロウレベルとが細かく切替わる。そこで、コンデンサー７１の充放電現象を利用して、出力信号の波形を整形する。以下に、出力信号の波形を整形する動作について説明する。

オペアンプ６５がロウレベルの出力信号を出力する場合、コンデンサー７１に蓄えられた電荷がオペアンプ６５に流れ込むため、オペアンプ６５から出力される出力信号は、急峻にロウレベルに落ちる。同様に、オペアンプ６７がロウレベルの出力信号を出力する場合、コンデンサー７１に蓄えられた電荷がオペアンプ６７に流れ込むため、オペアンプ６７から出力される出力信号は、急峻にロウレベルに落ちる。

一方、オペアンプ６５がハイレベルの出力信号を出力する場合、ダイオード６６の効果により、オペアンプ６５と距離判定部入力端子７２との間の経路は、ダイオード６６において切り離される。同様に、オペアンプ６７がハイレベルの出力信号を出力する場合、ダイオード６８の効果により、オペアンプ６７と距離判定部入力端子７２との間の経路は、ダイオード６８において切り離される。ダイオード６６及びダイオード６８において経路が切り離された場合、コンデンサー７１は、抵抗６９を介して流れ込む電流によって電荷が蓄積される。つまり、コンデンサー７１は、抵抗６９を介して流れ込む電流によって充電される。

コンデンサー７１が充電されている期間中、電圧はエクスポネンシャルカーブと呼ばれる上昇波形を描くことになり、電圧の上昇が緩やかになる。オペアンプ６５もしくはオペアンプ６７の出力電圧の電圧レベルが細かく切替わる場合、この充電中に再び電荷がオペアンプに流れ込む。そのため、図４の下段の図に示されるように、距離判定部入力端子７２へ出力される距離判定部入力信号は、ロウレベルを維持するように整形される。

続いて、図５を用いて複数の比較部を用いた場合の、閾値と検出信号の波形との関係を説明する。本図中の実線は、比較部３１〜３３へ入力される信号の波形を示している。波形の振幅は電圧値を示している。ハイレベル閾値は、比較部３１閾値＜比較部３２閾値＜比較部３３閾値、となるように設定する。また、ロウレベル閾値は、比較部３３閾値＜比較部３２閾値＜比較部３１閾値、となるように設定する。

本図においては、はじめに、検出信号は、比較部３１の閾値を超え、その後、比較部３２、比較部３３の閾値を順番に超えているため、対象者が徐々に焦電型赤外線センサ２１に近づいてきている波形を示している。

また、例えば、比較部３１の閾値は、およそ対象者が焦電型赤外線センサ２１から３メートル離れた位置にいる場合における、信号増幅部５０から出力される検出信号の波形のピークに近い値に設定してもよい。同様に、比較部３２の閾値は、およそ対象者が焦電型赤外線センサ２１から２メートル離れた位置にいる場合における、信号増幅部５０から出力される検出信号の波形のピークに近い値に設定してもよく、比較部３３の閾値は、およそ対象者が焦電型赤外線センサ２１から１メートル離れた位置にいる場合における、信号増幅部５０から出力される検出信号の波形のピークに近い値に設定してもよい。このように閾値と、対象者との間の距離とを関連付けることによって、焦電型赤外線センサ２１と対象者との間の距離を測定することができる。

続いて、図６を用いて、図６に示すように対象者が移動した場合における比較部３１〜３３から距離判定部入力端子７２に対して出力される信号の波形を説明する。本図に示すように、対象者が離れた位置から近づいてきた場合、検出信号は、はじめに比較部３１の閾値を超えるため、距離判定部４０は、焦電型赤外線センサ２１から３メートル離れた地点に対象者がいることを検出する。その後、対象者がさらに移動することによって、検出信号は、比較部３２の閾値を超えるため、距離判定部４０は、焦電型赤外線センサ２１から２メートル離れた地点に対象者がいることを検出する。さらに、対象者が移動すると、検出信号は、比較部３１の閾値を超えるが比較部３２の閾値を超えなくなることから、距離判定部４０は、焦電型赤外線センサ２１から３メートル離れた地点に対象者がいることを検出する。さらに、対象者が移動すると、検出信号は、比較部３１の閾値も超えなくなり、距離判定部４０は、比較部３１〜３３から出力される全ての出力信号がハイレベルになることによって、対象者が遠ざかって行ったことを検出する。

続いて、図７を用いて、図７に示すように対象者が移動した後に停止した場合における比較部３１〜３３から距離判定部入力端子７２に対して出力される信号の波形を説明する。ここでは、対象者が停止した場合に、出力信号がなくなるとする、焦電型赤外線センサの特有の性質を利用する。

対象者が近づいてくる場合の比較部３１及び比較部３２から出力される出力信号の波形は、図６と同様である。その後、対象者が、焦電型赤外線センサ２１から２メートル離れた地点にいることが検出された後に、停止した場合、図７に示すように、比較部３１及び比較部３２から出力される出力信号が同時にハイレベルとなる。このように、距離判定部４０は、複数の比較部から出力される出力信号が同時にハイレベルとなることを検出すると、対象者が検出可能エリア内において停止したと判定することができる。

なお、図７の点線矢印に示す他の移動パターンのように対象者が移動した場合、上述した処理により対象者が検出可能エリア内に停止したか否かを判定することができない場合がある。このような場合に、例えば、照明用途もしくは侵入防犯用途等のように焦電型赤外線センサが天井に取り付けることによって、図７に示す他移動パターンのような移動を除外し、対象者が検出可能エリア内において停止したか否かを判定することができる。また、平面に置く場合においても、例えば、部屋の角に焦電型赤外線センサを設置することによって、他移動パターンのような動作を制限することができるため、対象者が検出可能エリア内において停止したか否かを判定することができる。

続いて、図８を用いて人感検出装置１２における距離測定処理の流れについて説明する。はじめに、焦電型赤外線センサ２１は、対象物から放射される赤外線を検出する（Ｓ１１）。次に、焦電型赤外線センサ２１は、赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルを有する検出信号を信号増幅部５０を介してオペアンプ６５及びオペアンプ６７へ出力する（Ｓ１２）。

次に、距離判定部４０は、比較部３１〜３３から出力信号を受け取ると、比較部３１から出力された出力信号がロウレベルの信号であるか否かを判定する（Ｓ１３）。ここで、比較部３１〜３３における閾値は、比較部３１閾値＜比較部３２閾値＜比較部３３閾値、であるとする。

距離判定部４０は、ステップＳ１３において比較部３１から出力された出力信号がハイレベルの信号であると判定すると、焦電型赤外線センサ２１と対象物との間の距離の測定を不能と判定する（Ｓ１４）。もしくは、距離判定部４０は、検出可能エリア内に、対象物が存在していないと判定してもよい。

距離判定部４０は、ステップＳ１３において比較部３１から出力された出力信号がロウレベルの信号であると判定すると、次に、比較部３２から出力された出力信号がロウレベルの信号であるか否かを判定する（Ｓ１５）。距離判定部４０は、ステップＳ１５において比較部３２から出力された出力信号がハイレベルの信号であると判定すると、焦電型赤外線センサ２１と対象物との間の距離は、３メートルの範囲内であると判定する（Ｓ１６）。

距離判定部４０は、ステップＳ１５において比較部３２から出力された出力信号がロウレベルの信号であると判定すると、次に、比較部３３から出力された出力信号がロウレベルの信号であるか否かを判定する（Ｓ１７）。距離判定部４０は、ステップＳ１７において比較部３３から出力された出力信号がハイレベルの信号であると判定すると、焦電型赤外線センサ２１と対象物との間の距離は、２メートルの範囲内であると判定する（Ｓ１８）。距離判定部４０は、ステップＳ１７において比較部３３から出力された出力信号がロウレベルの信号であると判定すると、焦電型赤外線センサ２１と対象物との間の距離は、１メートルの範囲内であると判定する（Ｓ１９）。

続いて、図９を用いて対象物が停止状態か、検出可能エリア外へ移動したかを判定する処理の流れについて説明する。

はじめに、距離判定部４０は、比較部３２から出力された出力信号がロウレベルの信号であると判定する（Ｓ２１）。この時、図８においても説明したように、比較部３２の測定距離よりも離れた距離を測定する比較部３１から出力された出力信号についてもロウレベルの信号であるとする。

次に、距離判定部４０は、所定期間経過後に、比較部３１及び比較部３２から出力された出力信号が、共にハイレベルの信号であるか否かを判定する（Ｓ２２）。より具体的には、距離判定部４０は、比較部３１及び比較部３２から出力された出力信号が、同時にロウレベル信号からハイレベル信号に遷移しているか否かを判定する。

距離判定部４０は、ステップＳ２２において、比較部３１及び比較部３２から出力された出力信号が、同時にロウレベル信号からハイレベル信号に遷移していると判定した場合、対象物は、検出可能エリア内において停止している状態であると判定する（Ｓ２３）。

距離判定部４０は、ステップＳ２２において、比較部３１及び比較部３２から出力された出力信号が、共にハイレベル信号ではないと判定した場合、所定期間経過後に、比較部３１から出力された出力信号のみがロウレベル信号であるか否かを判定する（Ｓ２４）。

距離判定部４０は、ステップＳ２４において、比較部３１から出力された出力信号のみがロウレベル信号ではなく、例えば、比較部３１及び比較部３２から出力された出力信号がロウレベルであると判定した場合、ステップＳ２２の処理に戻る。

距離判定部４０は、ステップＳ２４において、比較部３１から出力された出力信号のみがロウレベル信号であると判定し、所定期間後に、比較部３１から出力された出力信号がハイレベル信号に遷移したことを検出する（Ｓ２５）。次に、距離判定部４０は、対象物が、検出可能エリア外へ移動した、つまり、検出可能エリアを通過したと判定する（Ｓ２６）。

以上説明したように、本発明の実施の形態２にかかる人感検出装置１２を用いることによって、距離判定部４０は、複数の比較部から出力される出力信号を用いて、焦電型赤外線センサ２１から出力された検出信号と、各比較部における閾値とを比較した結果を受け取ることができる。距離判定部４０は、各比較部から出力された比較結果を用いることによって、焦電型赤外線センサ２１と対象物との間の距離を測定することができる。上記の説明においては、測定距離を、３メートル、２メートル、１メートルとして説明したが、比較部における閾値を調整することによって、測定距離を調整することができる。

さらに、距離判定部４０は、複数の比較部から出力された出力信号の電圧レベルの遷移状態を用いることによって、対象物が検出可能エリア内に停止している状態かもしくは検出可能エリアを通過した状態であるかを判定することができる。一般的に、焦電型赤外線センサを用いた場合、対象物が検出可能エリア内に停止しているか否かを判定することが困難であるという問題があったが、人感検出装置１２を用いることによって、このような課題を解決することができる。

さらに、信号増幅部５０とオペアンプの動作電源である電源端子６１を、電源端子７０と別にすることによって、オペアンプのダイナミックレンジを広く確保することができる。これによって、オペアンプにおける閾値設定を精度よく行うことができる。

（実施の形態３）
続いて、図１０を用いて本発明の実施の形態３にかかる距離判定部４０における処理内容について説明する。距離判定部４０は、比較部３１〜３３から、本図に示す波形の出力信号を受信する。距離判定部４０は、ロウレベルに遷移した出力信号を受信すると、対象物の検出処理を実行する割り込み信号処理を行う。しかし、焦電型赤外線センサは、装置使用環境において急な温度差がある場合、ポップコーンノイズを生じる。また、オペアンプなど周辺回路も、電源やグランドの急な変動によりノイズが生じる場合がある。これらノイズを対象者の動きと誤検出しないように、距離判定部４０は、出力信号がロウレベルに遷移してから時間ｔ（ｔは、任意の正の値）の間ロウレベルが維持されない限り、対象物を検出したと判定しないようにする。時間ｔの値は、例えば、管理者等によって適宜変更されてもよい。

距離判定部４０が、このようにロウレベルの出力信号を検出した場合においても、対象物の検出を判定するまでに、所定の値を設定することによって、ノイズ耐性を持たせることができる。また、ここでは、割り込み処理に関して記載を行ったが、ＣＰＵのポーリング処理において時間ｔの判定時間を持たせても同様の効果を得ることができる。

（実施の形態４）
続いて、図１１を用いて本発明の実施の形態４にかかる比較部３１の構成例について説明する。図３においては、ダイオード６６及びダイオード６８を利用したが、本図の比較部３１においては、オペアンプ６５及びダイオード６６のかわりに、オープンドレイン型コンパレータ８１を用い、オペアンプ６７及びダイオード６８のかわりに、オープンドレイン型コンパレータ８２を用いている。このように構成することによって、図３において示した比較部３１における動作と同様の動作を実現することができる。

（その他の実施の形態）
以下に、実施の形態１〜４にかかる人感検出装置の使用例について説明する。

（１）エアコンの自動風向き制御機能において、実施の形態１〜４にかかる人感検出装置を用いてもよい。これによって、人感センサの中ではコストが非常に安価な焦電型赤外線センサを利用して、エアコンの自動風向き制御機能を達成できる。

（２）駆動部を持ち自ら移動する機能を有する装置において、実施の形態１〜４にかかる人感検出装置を用いることによって、人との距離を認識し、移動速度を制御することが可能になる。例えば対象者に近づく機能の場合、遠い距離で対象者を検知した場合は速い速度で近づき、近い距離になったことでぶつからないように遅い速度に切り替えることができる。

（３）テレビやＰＣ等のコンピュータ装置のように自動エコ機能を持たせる装置に実施の形態１〜４にかかる人感検出装置の対象者の距離を把握する機能を用いることによって、音量や液晶のバックライト輝度を自動的に調節することができ、快適に使用しながら省エネルギー化を実現することができる。

（４）実施の形態１〜４にかかる人感検出装置を用いることによって、人感検出して点灯する照明器具において、距離に応じて輝度を調節することができ、省エネルギー化を実現することができる。

（５）実施の形態１〜４にかかる人感検出装置を防犯用装置に利用することによって、カメラのフォーカスを合わせることもしくは距離に応じた警戒対応を実行することができる。

（６）トイレなどの照明の自動点灯制御で焦電型赤外線センサが多用されているが、対象者が移動しないとセンサの反応で電灯が消えてしまっていた。そこで、実施の形態１〜４にかかる人感検出装置を利用することによって、センサの検出範囲内において人が停滞したことが認識できるので、今までの用途のように途中で無人と誤認識し消灯してしまうことが無くなる。

（７）実施の形態１〜４にかかる人感検出装置を天井に取り付けた場合、天井からの距離を識別できるようになるので、目的の対象者を限定して装置を動作させることができる。例えば自動ドアにおいて検出閾値を調整すれば、人には反応してドアを開けるが動物に対しては開閉させないことができる。

上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、人体検出装置における処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。）

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０人感検出装置
１２人感検出装置
２０センサ
２１焦電型赤外線センサ
３０比較部
３１比較部
３２比較部
３３比較部
４０距離判定部
５０信号増幅部
６１電源端子
６２抵抗
６３抵抗
６４抵抗
６５オペアンプ
６６ダイオード
６７オペアンプ
６８ダイオード
６９抵抗
７０電源端子
７１コンデンサー
７２距離判定部入力端子
８１オープンドレイン型コンパレータ
８２オープンドレイン型コンパレータ

Claims

物体から放射される赤外線を検出し、検出した前記赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルの検出信号を出力するセンサと、
前記検出信号の電圧値と、第１の閾値とを比較する第１の比較部と、
前記検出信号の電圧値と、前記第１の閾値よりも高い値の第２の閾値とを比較する第２の比較部と、
前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定された場合、前記物体が予め定められた第１の距離に存在すると判定し、前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定され、さらに、第２の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていると判定された場合、前記物体が、第１の距離よりも近い距離を示す第２の距離に存在すると判定する距離判定部と、を備え、
前記距離判定部は、
前記物体が、前記第１の距離の位置から前記第２の距離の位置に近づき、その後、前記第１の距離の位置に遠ざかる経路上を移動している際に、
前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定されるとともに、前記第２の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていると判定された後に、前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていないと判定されると同時に、前記第２の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていないと判定された場合、前記物体は、検出可能エリア内に停止していると判定する、人感検出装置。
前記距離判定部は、
前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定されるとともに、前記第２の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていると判定された後に、前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定されるとともに、前記第２の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていないと判定され、さらに、その後に、前記第１及び第２の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１及び前記第２の閾値を超えていないと判定された場合、前記物体は、検出可能エリアを通過したと判定する、請求項１に記載の人感検出装置。
前記距離判定部は、
前記第１及び第２の比較部において、予め定められた期間、前記検出信号の電圧値が前記閾値を超えているとの判定結果が維持された場合、前記物体が予め定められた距離に存在すると判定する、請求項１又は２に記載の人感検出装置。
前記検出信号を増幅する増幅部をさらに備え、
前記第１及び第２の比較部は、前記増幅部において増幅された検出信号の電圧値と、前記閾値とを比較する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の人感検出装置。
前記センサは、焦電型赤外線センサである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の人感検出装置。
物体から放射される赤外線を検出し、検出した前記赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルの検出信号を出力するセンサから出力された前記検出信号の電圧値と、第１の閾値とを比較する第１の比較部と、
前記検出信号の電圧値と、前記第１の閾値よりも高い値の第２の閾値とを比較する第２の比較部と、
前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定された場合、前記物体が予め定められた第１の距離に存在すると判定し、前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定され、さらに、第２の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていると判定された場合、前記物体が、第１の距離よりも近い距離を示す第２の距離に存在すると判定する距離判定部と、を備え、
前記距離判定部は、
前記物体が、前記第１の距離の位置から前記第２の距離の位置に近づき、その後、前記第１の距離の位置に遠ざかる経路上を移動している際に、
前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定されるとともに、前記第２の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていると判定された後に、前記第１の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていないと判定されると同時に、前記第２の比較部において、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていないと判定された場合、前記物体は、検出可能エリア内に停止していると判定する、距離判定装置。
物体から放射される赤外線を検出し、
検出した前記赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルの検出信号を出力し、
前記検出信号の電圧値と、第１の閾値とを比較し、
前記検出信号の電圧値と、第２の閾値とを比較し、
前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定された場合、前記物体が予め定められた第１の距離に存在すると判定し、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定され、さらに、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていると判定された場合、前記物体が、第１の距離よりも近い距離を示す第２の距離に存在すると判定し、
前記物体が、前記第１の距離の位置から前記第２の距離の位置に近づき、その後、前記第１の距離の位置に遠ざかる経路上を移動している際に、
前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定されるとともに、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていると判定された後に、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていないと判定されると同時に、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていないと判定された場合、前記物体は、検出可能エリア内に停止していると判定する、距離判定方法。
物体から放射される赤外線を検出し、
検出した前記赤外線の電圧レベルに対応する電圧レベルの検出信号を出力し、
前記検出信号の電圧値と、第１の閾値とを比較し、
前記検出信号の電圧値と、第２の閾値とを比較し、
前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定された場合、前記物体が予め定められた第１の距離に存在すると判定し、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定され、さらに、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていると判定された場合、前記物体が、第１の距離よりも近い距離を示す第２の距離に存在すると判定し、
前記物体が、前記第１の距離の位置から前記第２の距離の位置に近づき、その後、前記第１の距離の位置に遠ざかる経路上を移動している際に、
前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていると判定されるとともに、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていると判定された後に、前記検出信号の電圧値が前記第１の閾値を超えていないと判定されると同時に、前記検出信号の電圧値が前記第２の閾値を超えていないと判定された場合、前記物体は、検出可能エリア内に停止していると判定する、ことをコンピュータに実行させるプログラム。