JPH01227987A - 人体位置検出装置 - 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 本発明は、人体がその体温により熱赤外線を発すること
を利用してその位置を検出する人体位置検出装置に関す
る。

従来の技術 従来、この種の位置検出方法として、超音波の反射を検
出して人の存在を検出する方法、人体の発する熱赤外線
（−＝−波長１０μｍ）を検出する方法により、侵入警
報器を動作させるような人体検出器が知られているが、
何れも一定の範囲内における人体の存在有無を検知する
ものであった。

発明が解決しようとする課題 この従来の技術は、一定の範囲内における人体の存在有
無を検知することができるが、その人体の位置を特定す
る事はできなかった。

本発明は従来技術では実現し得なかった人体の位置検出
を可能ならしめ、かつ簡便な構成で達成しようとするも
のである。

課題を解決するための手段 上記従来の課題を解決するために本発明は、人体より発
生した熱赤外線を検出する複数の熱赤外線センサと、ｍ
ｊ記熟熱赤外線集光し、前記複数の熱赤外線センサに導
光する導光手段と、前記複数の熱赤外線センサからの各
熱赤外線検出信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段
の増幅出力信号を所定域の値で二値化する二値化手段と
より人体位置検出装置を構成したものである。

作　　用 上記構成により、熱赤外線センサで検出した人体からの
熱赤外線を、導光手段へ取込み、増幅手段で増幅し、そ
の信号を二値化手段で二値化することにより、その二値
化された結果の値で、二値化結果の低い値の熱赤外線セ
ンサで検出されるエリアには人体が無いと判断でき、結
果的に、人体の位置検出が可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面を参考に説明する。

まず、本発明の原理を第１図及び第２図により説明する
。

第１図は、本発明の構成を示すブロック図で、図中１ａ
〜１ｃはそれぞれ狭域の光を集める導光部群、２−〜２
Ｃは人体より発する熱赤外線を選択的に検出する熱赤外
線センサ、３は各センサ２ａ〜２Ｇの出力を増幅する増
幅手段、４は増幅された信号が所定の域値により二値化
する二値化手段をそれぞれ示す。

導光部１ａにより集められる光は、その内面、すなわち
反射集光面を光沢仕上げとすることで一定の狭域に限定
さ第１る。この狭域から集められた光はその先端開口部
に密着させた熱赤外線センサ２ａに導かれる。

この熱赤外線センサ２ａでは、人体の発する熱線を選択
的に検知し、検知信号を増幅手段３へ出力する。増幅手
段３により増幅された人体熱線信号は、二値化手段４へ
与えられ、ここで所定の域値により二値化され、結果と
して、導光部１−で特定される狭域に於て人体検知を行
なうものである。

導光部１ｂ、熱赤外線センサ２ｂ、増幅手段３、二値化
手段４に於ても同様の処理が行なわれ、導光部１ｂで特
定される狭域に於ける人体検知が行なわれる。

又、導光部１０・熱赤外線センサ２Ｃについても全く同
様であり、最終的には、二値化手段４の導光部１ａ〜１
Ｃに対応した出力が、人体の位置信号となるものである
。

なお、説明を簡素化する為、検出の熱赤外線センサを３
組で説明したが、この組数に限定するものではなく、検
出する位置の分解能に応じて、例えば５Ｘ５組に２次元
的に用いても良く、何れの場合も本発明の要旨を脱し得
るものではない。

次に、本発明の原理をよく詳しく、第２図を用で説明す
る。

第２図は、各検出系の検出エリアを図示化したもので、
人が同図の左側（−エリア）Φ中央付近（ｂエリア）・
右側（Ｃエリア）にそれぞれ存在する場合、導光部１ａ
・１ｂ・１０によるそオｌぞれの検出系によりその位置
が特定され検出される。

人が１工１３７に存在する場合、導光部１ａによる検出
エリア内でする為、この人体より発せられた熱線は導光
部１暑により集められ、熱赤外線センサ２ａがこれを検
出する。

次に、光は距離の２乗に反比例して減衰する為、増幅器
３は、熱赤外線センサ２ｍが検出した信号をこの距離（
第２図中矢印Ａで示したもの）に応じて所定のレベルへ
増幅する。この距離による増幅率は、主に位置検出装置
を取り付ける高さ（第２図中矢印Ｈで示したもの）と導
光部による光の検出角度の中央部などで代表したもの、
及び人体身長（特に顔面の地面からの高さ）などから計
算すれば良い。

次にこの増幅された熱赤外線信号に関し、同検出エリア
内で最も遠い距離での熱赤外線信号レベルを域値とした
二値化手段４で二値化し、熱赤外線のレベルで１０′か
１１′かに判定させる。これにより１０′であれば１人
がいない′と判定し、％１′であれば１人がいる′と判
定する。

以上の作用により、導光部１ａの検出エリアに人体が存
在する場合、二値化手段４の対応する出力に人体位置信
号として出力される。

導光部１　ｂ、ｉ先部１ｃの検出エリア内に人体が存在
する場合、増幅手段３及び二値化手段４の増幅率及び域
値が異なるだけで、同様にそれぞれ人体位置信号として
検出される。即ち、これら増幅率及び域値は第２図中に
示した矢印日及びＣの距離に応じた値とすれば良い。

次に本発明の具体例を、第３図及び第４図を用いて詳細
に説明する。

本実施例では、熱赤外線センサに焦電センサを応用し、
検出結果をＬＥＤで表示するものを用いた。

第３図は、本実施例の電子回路図を示す。同回路図に於
て、電源回路やノイズ防止用のパスコンなど本発明と直
接関係のない部分については、図示並びに説明を省略す
る。なお、本実施例では、上記原理の説明の所で述べた
検出系を３組としている。

第３図に於て、Ｒ１−Ｒ２１は抵抗、ＯＰａ〜ＯＰｏは
オペアンプ、ＣＭ　Ｐ　ａ　〜ＣＭ　Ｐ　ｏはコンパレ
ータ、０１〜Ｄｏは発光ダイオード、２１〜２Ｃは焦電
センサ（本実施例ではインピーダンス変換用のＦＥＴを
内蔵しているタイプを採用した）をそれぞれ示す。

第４図は、本実施例の焦電センサ２ａ〜２ｃを上下方向
でかつ放射状に取り付けた導光部の正面図及び断面図を
示す。

第４図に示す様に、導光部１ａ〜１ｃはそれぞれの検出
エリア（第４図中角度α、β、ｒで示す）の光を集め、
各々の焦電センサ２ａ〜２Ｃへ導くものである。本実施
例の導光部１ａ〜１ｃは、導光部に当る内面に、光沢塗
装を施したプラスチック等の成形品を用いたが、これに
特に限定するものではない。本発明によれば、第４図に
示す様に簡単な構造となる。又、２次元に検出系を設け
る場合、左右にも同様に導光部を増やし、お互いに放射
状に設置すれば良く、図示並びに詳細な説明は省略する
。

第３図において、例えば第４図中αエリアに人体が存在
する場合、その熱赤外線は焦電センサ２ｍで受光され、
電圧が出力される。周知のごどく、焦電センサは熱赤外
線の変化量を検出するタイプである為、人体（露出皮膚
面）には若干の動きが必要である。しかしながら、通常
の生活実態から、人体は動（ものとしても差しつかえな
いと考えられるので、存在検出を行なう上では十分であ
り、本実施例でも採用したものである。従って、この人
体の僅かな動きが熱赤外線量の変化として焦電センサ２
・が検出し、電圧信号の変化として出力される。抵抗Ｒ
１は、中に焦電センサ２ａの負荷抵抗である。

次に、この電圧変化信号は、オペアンプＯＰａ・抵抗Ｒ
３・抵抗Ｒ４で構成される同相増幅器で増幅される。こ
の倍率は、周知のごとく、次式に示すものであり、第２
図に対応づけるならば、距倍率ｌ−１（１＋Ｒ４／Ｒ３
） 離Ａに応じた値とすれば良い。抵抗Ｒ２は単に電流制限
用である。

次に、増幅させた電圧変化信号は、抵抗Ｒ５−Ｒ６で決
定される所定の域値（この場合は電圧値）とコンパレー
タＣＭＰ暑で比較される。同様に、この域値は、第２図
に対応づけて導光部１ａの狭域内で最も距離の遠い所に
於ける変化量に対応づければ良い。変化量が、この域値
を越えると、フンパレータＣＭＰａの働きで発光ダイオ
ードＯａが発光される。抵抗Ｒ７は、川に電流制限抵抗
である。

すなわち、導光部１ａの持つ検出エリア内で、人体が存
在した場合、結果的に発光ダイオードＤａか光るもので
ある。

なお、焦電センサを熱赤外線センサとして利用する場合
、周知のごとく、センサとしては変化量にしか反応しな
い為、導光部面部に光をチッパリングする機構を付加し
て連続的に検出することを可能にしたり、増幅器の後段
に微分回路を付加するなどする応用も容易に考えられる
。

又、光量が距離の都合で少なすぎる場合は、レンズを用
いても良い。但し、このレンズは熱赤外線を透過させる
石英レンズなどとする必要がある。

これら、何れの場合も本発明の要旨を脱し得るものでは
ない。

第３図の残りの焦電センサ２ｂ・２ｃを含む回路部分に
ついては、焦電センサ２ｍの説明と全く同様に説明でき
る為、詳細な説明は略するが、異なる点は、各焦電セン
サ２ｂ・２ｃ迄の後段のアンプｏｐｂ・ＯＰｏの増幅率
及び域値である。

すなわち、第２図に対応づければ、距離Ｂ、距離Ｃに応
じて、抵抗Ｒ１０・Ｒ１１及びＲ１７・ＲｌＢ及びＲ１
２・Ｒ１３及びＲ１９・Ｒ２０の値を決めれば、３組の
検出系のどの検出エリアに人が存在するかが、ダイオー
ドＤａｓｈ）ｂｅｔａの発光により知ることが出来る。

仮に全てのエリアに人が存在すれば、全てのＬＥＤが点
灯する。

逆に言えば、ＬＥＤの発光は、そのまま人体の位置を検
出した事を表示する。なお、第３図中−点鎖線で示す様
に、オペアンプＯＰａ〜ＯＰｃを中心とする部分が増幅
手段３に、コンパレータＣＭＰａ〜ＣＭ　Ｐ　ｏを中心
とする部分が二値化手段４に該当する。

以上、実施例の図示及び説明で明らかな様に、本発明に
よれば簡単な構成で人体位置検出装置が実現できる。

発明の効果 以上詳細に述べた様に、本発明は、人体の存在がそれぞ
れ異なる検出エリアを持つ検出系で各々検出特定される
ためにその出力として人体の位置が検出でき、しかも簡
単な構成が実現できる。

更に、人体の位置か二値化されて出力されることから必
要な人体位置情報が容易に利用でき、種々のシステムに
応用する際に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の人体位置検出の原理を説明するブロッ
ク図、第２図は同人体位置検出を行うための各検出系の
検出エリア図、第３図は本発明の一実施例における人体
位置検出装置の電子回路図、第４図（−１、ｔｂｌは同
装置における導光部の正面図及び同図１ｍｌのｘ　−ｘ
’線による断面図である。 １ｓｌ〜１ｏ・・・・・・導光部、２−〜２ｃ・川・・
焦電センサ（熱赤外線センサ）、３・・・・・・増幅回
路（増幅手段）、４・・・・・・二値化手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はか１名４−
−−二種イζ、（１Ｒ 第１図 第２図 ｔＬ さエリア　　　　　　　　仁エリア 第４図 と（２，） ＼＼ −５・１３− （ダ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、人体より発生した熱赤外線を検出する複数の熱赤外
   線センサと、前記熱赤外線を集光し、前記複数の熱赤外
   線センサに導光する導光手段と、前記複数の熱赤外線セ
   ンサからの各熱赤外線検出信号を増幅する増幅手段と、
   前記増幅手段の増幅出力信号を所定域の値で二値化する
   二値化手段とより構成した人体位置検出装置。 ２、導光手段を、熱赤外線の入射領域を複数の狭域に分
   割し、それぞれに対応する熱赤外線検出センサへ熱赤外
   線を導光する複数の放射状導光部により構成した特許請
   求の範囲第１項記載の人体位置検出装置。 ３、導光手段の複数の放射状導光部を、その熱赤外線入
   射側が列状または円弧状または球面状に配列して構成し
   た特許請求の範囲第２項記載の人体位置検出装置。 ４、放射状導光部を、その内部が熱赤外線を反射する光
   沢内面により構成した特許請求の範囲第２項記載の人体
   位置検出装置。 ５、増幅手段を、複数の熱赤外線検出センサのそれぞれ
   に対応した同数の増幅回路により構成した特許請求の範
   囲第１項、第２項、第３項、または第４項記載の人体位
   置検出装置。 ６、複数の増幅回路のそれぞれの増幅率が、対応する各
   々の熱赤外線検出信号に応じて別個に設定された特許請
   求の範囲第５項記載の人体位置検出装置。 ７、二値化手段を、複数の増幅回路にそれぞれ対応して
   設けられた複数の比較回路により構成した特許請求の範
   囲第５項または第６項記載の人体位置検出装置。 ８、複数の比較回路のそれぞれの所定域の値が、対応す
   る各増幅出力信号に応じて別個に設定された特許請求の
   範囲第７項記載の人体位置検出装置。