JPH02196931A

JPH02196931A - 赤外線検知装置

Info

Publication number: JPH02196931A
Application number: JP1017088A
Authority: JP
Inventors: Junji Matsushima; 潤治松島; Masahiro Kobayashi; 正博小林
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1989-01-25
Filing date: 1989-01-25
Publication date: 1990-08-03
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: JPH0675011B2

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、赤外線の光量に基づいて検知エリアの温度９
）布と人体位置とを同時に検出するようにした赤外線検
出装置に関する。

（従来の技術）従来より、例えば特開昭６２−１．７５５４０号公報に
開示される如く、室内空間に設置された赤外線センサを
走査して、赤外線センサの赤外線の光量信号と走査時の
位置信号とから室内空間の温度分布を測定し、その温度
分布に応じて空気コ、す釦装置の圧縮機の発停を制御す
ることにより、室内空間の温度分布を均一に保持しよう
とするものは公知の技術である。

また、シャープ（社）カタログ「６３年度ホムエアコン
新商品情報」に開示されるごとく、検知エリアからの赤
外線をフレネルレンズにより赤外線センサたるザーモバ
ネルに集光するとともに、検知エリアを室内空間内で走
査して、各検知エリアにおける人体の有無を判断し、そ
の人体位置信号に応じて空気調和装置の運転を制御する
ことにより、快適な空調感を生せしめようとするものは
知られている。

（発明が解決しようとする課ＷＪ）しかしながら、上記従来のもののうち前者のものでは、
室内空間の温度分布を知ることはできるが人体の存在を
検出することができないために、人体の体感に即した快
適な空調を行うことができない。

一方、上記従来のもののうち後者のものでは、室内空間
の温度分布をａｌ定することができず、そのために室内
空間の温度を均一にすることが困難である。

すなわち、上記従来のものでは、いずれも赤外線センサ
の信号を十分利用する信号処理がなされていないために
、空調空間内の湿度分布と人体の存在とについての情報
を同時に得ることができないという問題があった。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、赤外線センサの出力信号から得られる情報を適切
に処理する手段を講することにより、温度分布と人体の
存在とを同時に検知するとともに、その検知信号を空気
調和装置の運転制御に利用することにより、空気調和装
置の快適な空調効果を得ることにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため第１の解決手段は、第１図に示
すように、所定の空間（１）内に設置され、該空間（１
）内における複数の検知エリア（２）、・・・の赤外線
を順次検知するようにした赤外線検知装置を前提とする
。

そして、赤外線を検出する赤外線検出手段（１１）と、
該赤外！＠検出手段（１１）に上記検知エリア（２）か
らの赤外線を集光する赤外線集光手段（１０）と、上記
所定の空間（１）内で上記赤外線集光手段（１０）によ
り集光される各検知エリア（２）８・・・を走査する走
査手段（５１）と、上記赤外線検出手段（１１）の出力
と走査手段（５１）による走査位置とに基づいて、上記
空間（１）内の各検知エリア（２）、・・・における温
度の分布を示す温度分布信号と人体の存在位置を示す人
体位置信号とを出力する信号処理手段（５２）とを設け
る構成としたものである。

第２の解決手段は、上記第２の解決手段における赤外線
検出手段（１１）を、熱電対を直列に接続してなり入光
される赤外線光量に応じた電圧出力を発生するサーモパ
イルで構成したものである。

第３の解決手段は、第１図に示すように（点線及び−点
鎖線部分を含まず）、上記第２の解決手段における走査
手段（５１）を各検知エリア（２）・・・を連続的に走
査するものとし、信号処理手段（５２）に１、サーモパ
イルの赤外線光量信号を温度信号１こ変換演算する温度
演算手段（５３）と、サーモパイルの出力を受け、各検
知エリア（２）。

・・・における赤外線光量が所定の閾値よりも高いか否
かを判別する判別手段（５４）と、該判別手段（５４）
の出力を受け、赤外線光量が上記閾値以上のときに人体
位置信号を出力する人体信号出力手段（５５）と、上記
判別手段（５４）及び温度演算手段（５３）の出力を受
け、赤外線光量が閾値よりも低いときに温度分布信号を
出力する温度信号出力手段（５６）とを設ける構成とし
たものである。

第４の解決手段は、第１図に示すように（（点線を含ま
ず一点鎖線部分を含む）、上記第２の解決手段における
走査手段（５１）を各検知エリア（２）、・・・を所定
の空間内で連続的に走査するものとし、信号処理手段（
５２）に、サーモパイルの赤外線光量信号を温度信号に
変換演算する４度演算手段（５３）と、サーモパイルの
出力を受け、赤外線光量の所定時間における変化を演算
する光量変化演算手段（５８）と、該光量変化演算手段
（５８）で演算された赤外線の光量変化が所定の閾値以
上か否かを判別する判別手段（５４）と、該判別手段（
５４）の出力を受け、光量変化が上記閾値以上のときに
人体位置信号を出力する人体信号出力手段（５５）と、
上記判別手段（５４）及び温度演算手段（５３）の出力
を受け、光量変化が閾値よりも低いときに温度分布信号
を出力する温度信号出力手段（５６）とを設けたもので
ある。

第５の解決手段は、第１図に示すように（点線部分を含
まず一点鎖線部分を含む）、上記第２の解決手段におけ
る走査手段（５１）を各検知エリア（２）、・・・を間
欠的に走査するものとし、信号処理手段（５２）に、サ
ーモパイルの赤外線光量信号を温度信号に変換演算する
温度演算手段（５３）と、サーモパイルの出力を受け、
赤外線光量の所定時間における変化を演算する光量変化
演算手段（５８）と、走査手段（５１）による走査の停
止中に上記光量変化演算手段（５８）で演算された赤外
線光量の変化が閾値以上か否かを判別する判別手段（５
４）と、該判別手段（５４）の出力を受け、光量変化が
閾値以上のときに人体位置信号を出力する人体信号出力
手段（５５）と、上記判別手段（５４）及び温度演算手
段（５３）の出力を受け、光量変化が閾値よりも低いと
きに温度分布信号を出力する温度信号出力手段（５６）
とを設けたものである。

第６の解決手段は、上記第１の解決手段における赤外線
検出手段（１１）を、表面帯電性材料よりなり入力され
る赤外線光量の変化に応じた微分出力を発生する焦電セ
ンサで構成したものである。

第７の解決手段は、第１図に示すように（点線及び破線
部分を含まず）、上記第６の解決手段における走査手段
（５１）を各検知エリア（２）。

・・・を間欠的に走査するものとし、信号処理手段（５
２）に、走査手段（５１）による走査の停止中に焦電セ
ンサで検出される赤外線の光量変化が閾値以上か否かを
判別する判別手段（５４）と、該判別手段（５４）の出
力を受け、光量変化が閾値以上の時にのみ人体位置信号
を出力する人体信号出力手段（５５）と、走査手段（５
１）による走査前後における赤外線光量の変化から各検
知エリア（２）、・・・の相対的温度を演算する温度演
算手段（５３）と、該温度演算手段（５３）で演算され
た温度及び走査手段（５１）の位置信号に基づき温度分
布信号を出力する温度信号出力手段（５６）とを設ける
構成としたものである。

第８の解決手段は、第１図に示すように（点線部分を含
む）、上記第３．第４．第５又は第６の解決手段におけ
る信号処理手段（５２）に各検知エリア（２）、・・・
の温度分布の平均値が低いほど閾値を低くするよう変更
する閾値変更手段（５７）を設けたものである。

第９の解決手段は、上記第１．第２、第３．第４、第５
．第６．第７又は第８の解決手段における信号処理手段
（５２）の出力を空気調和装置の制御装置に接続し、温
度分布信号と人体位置信号とに応じて空気調和装置の運
転条件を制御するように構成したものである。

（作用）以上の構成により、請求項（１）の発明では、走査手段
（５１）により検知エリア（２）が空間（１）内で走査
され、赤外線検出手段（１１）により各検知エリア（２
）、・・・の赤外線の光量が検出されると、信号処理手
段（５２）により赤外線の光量と走査位置とに基づいて
空間（１）内の温度分布信号と人体位置信号とが出力さ
れる。

すなわち、空間（１）内の温度分布を検知することによ
り室内空間（１）の温度分布を均一化するに必要な情報
が得られ、人体位置を検知することにより人体の体感に
即した快適な空調を行うに必要な情報が得られることに
なる。

請求項（２）の発明では、上記請求項（１）の発明にお
いて、赤外線検出手段（１１）としてのサーモパイルに
より、赤外線光量が電圧の信号として出力され、信号処
理手段（５２）により、その光量信号Ｖに応じて温度分
布信号と人体位置信号とが出力されることになる。

請求項（３）の発明では、上記請求項（２の発明におい
て、走査手段（５１）により、検知エリア（２）が連続
的に空間（１）内で走査されるとともに、信号処理手段
（５２）による信号処理として、判別手段（５４）によ
り、サーモパイルから出力される赤外線光量値が予め設
定されている閾値以上か否かが判別される。そして、光
量が閾値以上であれば、人体信号出力手段（５５）によ
り人体の存在とそのときの走査位置とを表示する人体位
置信号が出力される一方、光量が閾値よりも低ければ、
温度信号出力手段（５６）により、各検知エリア（２）
の走査位置と温度演算手段（５３）で演算された温度値
とから室内空間（１）全体の温度分布信号が出力される
。

請求項（４）の発明では、走査手段（５１）による各検
知エリア（２）、・・・の走査が連続的に行われ、光量
変化演算手段（５８）により、サーモパイルで検出され
た赤外線の光量信号に基づき光量変化が演算され、判別
手段（５４）により、光量変化が閾値以上か否かが判別
される。そして、光量変化が所定の閾値以上であれば、
人体信号出力手段（５５）により人体信号が出力され、
そうでなければ温度信号出力手段（５６）により温度分
布信号がそれぞれ出力される。

したがって、検知エリア（２）を連続的に走査しながら
、空間（１）全体の温度が人体に近く赤外線光量値から
は人体の有無の判別が困難な場合にも、人体位置が検知
され、温度分布と人体位置に関する情報が得られること
になる。

請求項（５）の発明では、上記請求項（４）の発明と同
様の作用により、人体信号と温度分布信号とが出力され
る。

その場合、走査手段（５１）の走査を間欠的とし、一定
箇所に停止中の光量変化に基づいて人体の有無を検出す
るようにしているので、検知エリア（２）の床面温度と
人体の表面温度との温度差がつきにくいような条件下に
おいても、その検知エリア（２）内で人体の動きがある
と、サーモパイル（１１）からの光量信号には、所定の
ピークが現れ、床面温度の如何に拘らず人体の存在が検
知される。

請求項（６）の発明では、上記請求項（１）の発明にお
いて、走査手段（５１）による１つの検知エリア（２）
から次の検知エリア（２）への走査時に床面温度が変化
して、赤外線の光量が変化すると、焦電センサには、そ
れに対応する微分出力が生じる。したがって、信号処理
手段（５２）により、その赤外線光量の変化信号が処理
され、各検知エリア（２）、・・・の相対的な温度分布
信号が得られる。また、走査停止時における各検知エリ
ア（２）の赤外線光量の変化から人体位置信号が得られ
る。

請求項（刀の発明では、上記請求項（６）の発明におけ
る信号処理手段（５２）の作用として、判別手段（５４
）により、走査手段（５１）による走査の停止中に赤外
線の光量変化が閾値以上であるか否かが判別され、閾値
以上のときには、人体信号出力手段（５５）により、人
体の存在とその位置（検知エリア（２））を報知する人
体位置信号が出力される。また、温度演算手段（５３）
により、走査前後における赤外線光量の変化から各検知
エリア（２）、・・・の相対的な温度が演算され、温度
信号出力手段（５６）により、各検知エリア（２）・・
・の温度分布信号が出力される。

請求項（８）の発明では、上記請求項（３）、　（４）
、　（５）及び（刀の発明の作用において、閾値変更手
段（５７）により、温度演算手段（５３）から出力され
る各検知エリア（２）、・・・の温度分布の平均値が低
いほど、閾値が初期の設定値よりも低くなるように変更
される。例えば、冷房運転中に室内温度が十分低いとき
には、閾値を低く変更することにより、人体の存在の見
逃しが防止され、一方、床面温度が高いときには、閾値
を高く変更することにより、人体の存在の誤検知が防止
される。

請求項（９）の発明では、上記請求項（１）〜（８）の
各発明において、その出力である人体位置信号と、温度
分布信号とに応じて空気調和装置の能力、風量。

風向等が制御され、上記各発明の効果を実際に空間（１
）の空調に利用して、空間（１）内の温度分布を均一化
し、人体の体感に即した温度、風向等の制御が行われる
。

（実施例）以下、本発明の実施例について、第２図以下の図面に基
づき説明する。

第２図〜第８図は、請求項（１）、（２）、　（３）及
び（８）の発明に係る第１実施例を示し、室内空間（１
）において、（２）は室内空間（１）内に設定された温
度分布及び人体位置の検知をするための検知エリア、（
３）は室内空間（１）の空気調和をするだめの天井設置
形空気調和装置である。

上記空気調和装置（３）の前面には、上記室内空間（１
）の検知エリア（２）の赤外線を検出するための赤外線
検出装置（４）が内蔵されていて、該赤外検知装置（４
）は第３図〜第５図に示すように、赤外線検出部を内蔵
する略円筒状のレンズホルダ（５）と、該レンズホルダ
（５）を固定支持する略直方体状ケーシング（６）と、
該ケーシング（６）をその両サイドで水平軸の回りに回
動可能に支持するコ字状支持枠（７）と、該支持枠（７
）の中央部に連結され、支持枠（７）及びレンズホルダ
（５）全体を垂直軸回りに回転させるためのステッピン
グモータ（８）と、赤外線検知装置（４）の作動を制御
するコントローラ（９）とからなる。

ここで、上記レンズホルダ（５）には、熱雷対を直列に
接続した構造を有し、上記検知エリア（２）から入力さ
れる赤外線の光量に応じた電圧出力を発生する赤外線検
出手段としてのサーモパイル（１１）と、該サーモパイ
ル（１１）に検知エリア（２）の赤外線を集光する赤外
線集光手段としてのフレネルレンズ（１０）とが設けら
れている。

第６図は上記コントローラ（９）の制御内容を示し、ス
テップＳ１で赤外線検知装置（４）のスイッチ（図示せ
ず）をオンにして、ステップＳ２で上記ステッピングモ
ータ（８）によるレンズホルダ（５）の停止位置θ０を
位置信号θの初期値として設定する初期設定を行い、ス
テップＳ３でステッピングモータ（８）を駆動して上記
レンズホルダ（５）全体を垂直軸回りに回転し、室内空
間（１）内で各検知エリア（２）、・・・を連続的に走
査する。次に、ステップｓ４　、Ｓｓ、ｓ６でサーモパ
イル（１１）の赤外線信号の入力と、その赤外線信号か
らの温度Ｔの演算と、そのときの走査位置θの読取りと
を順次行った後、ステップＳ７で、人体の有無を判定す
るための閾値Ｖｐを、所定の赤外線人力に対応するサー
モパイル（１１）の出力値として設定されている初期設
定値Ｖ　ｐｏｂｌら式％式％）（ただし、Ｔｏは所定の基準温度、ａは定数である）に
基づき変更して、新たな閾値Ｖｐを決定する。

そして、ステップＳ８で、サーモパイル（１１）により
電圧値として出力される光量信号Ｖが閾値Ｖｐ以上か否
かを判別し、Ｖｐ以上であればステップＳ漕で人体が存
在することを報知する人体位置信号を出力する一方、■
がＶｐよりも低いときには、ステップＳ９で赤外線の光
量に応じた温度分布信号を出力する。

すなわち、第７図に示すように、検知エリア（２）の位
置θに対する室温の変化（図中曲線ｇ）を温度分布信号
として出力するとともに、光量信号■が閾値Ｖｐ以上の
ときには、人体の存在とその位置θｐとを人体位置信号
として出力するようにしている。また、第８図に示すよ
うに、閾値Ｖｐを初期に設定された初期値Ｖｐｏから温
度Ｔの平均値に応じて変更することにより、バックグラ
ウンドの状態に応じた検知精度を維持するようにしてい
る。

上記で所定のサンプリング区間における赤外線の検知を
終了すると、ステップＳ１１でθ−２ｎπになるまでつ
まり室内空間（１）を１回転するまで上記制御を行い、
１回転すると、ステップＳ＋２でスイッチがオン状態か
否かを判別して、オンでなければ制御を終了し、オンで
あれば上記制御を繰返す。

上記フローにおいて、請求項（１１，（２１，（３１及
び（８）の発明では、上記ステッピングモータ（８）及
びステップＳ３により、検知エリア（２）を室内空間（
１）内で走査する走査手段（５１）が構成され、ステッ
プ８３〜ＳＩＯにより、赤外線検出手段（１１）及び走
査手段（５１）の出力を受け、赤外線の光量と走査位置
とに基づいて空間（１）内の温度分布信号と人体位置信
号とを出力する信号処理手段（５２）が構成されている
。

また、上記信号処理手段（５２）の内容として、請求項
（３）及び（８）の発明では、ステップＳ５により、赤
外線検出手段（１１）の出力を受け、赤外線の光量に基
づき温度信号に変換する温度演算手段（５３）が構成さ
れ、ステップＳ８により検知エリア（２）からの光量が
上記閾値Ｖｐ以上か否かを判別する判別手段（５４）が
構成されている。

また、ステップＳＩＯにより、該判別手段（５４）の出
力を受け、赤外線の光量が閾値Ｖｐ以上であれば人体位
置信号を出力する人体信号出力手段（５５）が構成され
、ステップＳ９により、赤外線の光量が閾値Ｖｐよりも
低ければ温度分布信号をそれぞれ出力する温度信号出力
手段（５６）が構成されている。さらに、請求項（８）
の発明において、ステップＳ７により、各検知エリア（
２）。

・・・の温度分布の平均値が低いほど低く閾値Ｖｐを変
更する閾値変更手段（５７）が構成されている。

したがって、請求項（１）の発明では、走査手段（５１
）により検知エリア（２）が室内空間（１）内で走査さ
れ、赤外線検出手段（１１）により各検知エリア（２）
、・・・の赤外線の光量が検出されると、信号処理手段
（５２）により赤外線の光量と走査位置とに基づいて空
間（１）内の温度分布信号と人体位置信号とが出力され
る。

すなわち、室内空間（１）内の温度分布を検知すること
により室内空間（１）の温度分布を均一化するに必要な
情報が得られ、人体位置を検知することにより人体の体
感に即した快適な空調を行うに必要な情報が得られるこ
とになる。

請求項（２）の発明では、上記請求項（１）の発明にお
いて、赤外線検出手段（１１）として熱電対を直列に接
続してなるサーモパイルを配置したので、赤外線光量を
電圧■の信号として出力することができ、信号処理手段
（５２）により、その光量信号Ｖに応じて温度分布信号
と人体位置信号とを出力することができる。

また、請求項（３）の発明では、上記請求項（２の発明
において、走査手段（５１）により、検知エリア（２）
が連続的に室内空間（１）内で走査されるとともに、信
号処理手段（５２）による信号処理として、温度演算手
段（５３）によりサーモパイル（１１）の光量信号Ｖが
温度信号Ｔに変換される。一方、判別手段（５４）によ
り、サーモパイル（１１）からの光量信号Ｖが予め設定
されている閾値Ｖｐｏ以上か否かが判別される。そして
、ＶがＶｐｏ以上であれば、人体信号出力手段（５５）
により、人体の存在とそのときの走査位置θｐとを表示
する人体位置信号が出力される一方、ＶがＶｐｏよりも
低ければ、温度信号出力手段により、上記走査手段（５
１）による各検知エリア（２）の走査位置θと上記温度
演算手段（５３）で演算された各検知エリア（２）、・
・・の温度値Ｔとから室内空間（１）全体の温度分布信
号が出力される。

よって、上記請求項（２）の発明の実効を図ることがで
きる。

請求項（８）の発明では、上記請求項（３）の発明の作
用において、閾値変更手段（５７）により、第８図に示
すように、温度演算手段（５３）から出力される各検知
エリア（２）、・・・の温度分布の平均値が低いほど、
閾値Ｖｐが予め設定された値Ｖｐ。

よりも低くなるように変更される。例えば、第１５図に
示すように、冷房運転中に室内温度（床面温度）が十分
低くなっているときには、閾値Ｖｐを低いと人体が存在
するにも拘らず存在していないと判定する見逃しを生じ
る虞れがあり、一方、床面温度が高いときには、閾値Ｖ
ｐも高くしないと人体が存在していないのに存在してい
ると判定する誤検知を生じる虞れがある。そこで、この
ように閾値Ｖｐを変更することにより、上記のような人
体の存在の見逃しや誤検知を防止することができ、人体
検知精度の向上を図ることができるのである。

次に、請求項（５）の発明に係るｍ２実施例について、
第１１図〜第１５図に基づき説明する。本実施例におい
ても、装置の構成は上記第１実施例の第２図〜第５図に
示すものと同じである。

第１１図は第２実施例におけるコントローラ（９）の制
御内容を示し、ステップＳＩＳ、Ｓ１６で、上記第１実
施例におけるステップｓｌ、ｓ２と同様の制御を行った
後、ステップＳＩ７で停止位置θで時間ｔｌの間レンズ
ホルダ（５）を停止させる。

次に、ステップＳ１ｇ、Ｓａｇ、Ｓｎで、サーモパイル
（１１）の赤外線光量信号Ｖの入力と、サンブリング間
隔に相当する所定時間Δｔにおける赤外線光量信号Ｖの
差つまり赤外線光量変化ΔＶの演算と、上記赤外線光量
信号Ｖの温度信号Ｔへの変換とを行う。そして、ステッ
プＳ２１で、人体の存在判別のための閾値Ｖｐ２を、赤
外線光量変化ΔＶの所定値に対応して設定された初期設
定値ΔＶｐ。

から式％式％）（ただし、Ｃは定数である）に基づき変更して、ステッ
プ８２２で光量変化ΔＶが上記で変更した閾値ΔＶｐ２
以上か否かを判別し、判別がＹＥＳであればステップＳ
２３で人体位置信号を、判別がＮ。

であればステップＳ２４で温度分布信号をそれぞれ出力
する。

すなわち、第１２図に示すように、例えばレンズホルダ
（５）を４５＆毎に間欠的に回転して所定時間だけ同じ
位置に停止させ、そのときの各検知エリア（２）、・・
・の温度分布を図中の階段状特性線のごとく出力すると
ともに、第１３図に拡大詳示するように、ある検知エリ
ア（２）（位置θｐ）において、レンズホルダ（５）の
停止中に、光量変化ΔＶが閾値ΔＶｐ２以上になったと
きには、人体の存在とその位置θｐとを人体位置信号と
して出力する。

そして、ステップＳ２５でレンズホルダ（５）をΔθだ
け回転させて検知エリア（２）の位置θをθ−θ＋Δθ
に更新した後、ステップＳ２６．Ｓ２７で、上記第１実
施例におけるステップＳｌｌ　　８１２と同様の制御を
行って制御を終了する。

上記フローにおいて、請求項（５）の発明では、ステッ
ピングモータ（８）及びステップＳ２５により走査手段
（５１）が構成され、ステップＳ＋７〜Ｓ２４により信
号処理手段（５２）が構成されている。

また、信号処理手段（５２）の内容として、ステップ５
１９により所定時間における赤外線光量の変化を１７Ａ
算する光量変化演算手段（５８）が構成され、ステップ
Ｓｎにより温度演算手段（５３）が構成されている。そ
して、ステップＳ２２により、光量変化Δ■が閾値ΔＶ
ｐ２以上か否かを判別する判別手段（５４）が構成され
ている。そして、ステップＳ２３により、該判別手段（
５４）の出力を受け、光量変化ΔＶが閾値ΔＶｐ２以上
のときには人体位置信号を出力する人体信号出力手段（
５５）が構成され、ステップＳ２４により、光量変化Δ
■が閾値Δｖｐ２よりも低いときには温度分布信号を出
力する温度信号出力手段（５６）が構成されている。さ
らに、請求項（８）の発明に対応して、ステップＳ２１
により、閾値変更手段（５７）が構成されている。

したがって、請求項（６）の発明では、光量変化演算手
段（５８）により、赤外線検出手段（１１）で検出され
た赤外線の光量信号Ｖに基づき光量変化ΔＶが演算され
、判別手段（５４）により、光量変化ΔＶが閾値ΔＶｐ
２以上か否かが判別される。

そして、光量変化ΔＶが所定の閾値ΔＶｐ２以上であれ
ば、人体信号出力手段（５５）により人体信号が出力さ
れ、そうでなければ温度信号出力手段（５６）により温
度分布信号がそれぞれ出力される。

その場合、走査手段（５１）による走査を１ｍ欠的とし
、走査停止中の光量変化ΔＶに基づいて人体の有無を検
出するようにしているので、検知エリア（２）の床面温
度と人体の表面温度との温度差がつきにくいような条件
（主に冷房運転中）下においても、その検知エリア（２
）内で人体の動きがあると、サーモパイル（１１）から
の光量信号Ｖには、第１３図に示すように、所定のビー
クΔＶが現れる。したがって、第１４図のように、予め
光量変化の閾値ΔＶｐ２を設定しておき、その値と比較
することにより、人体の存在を検知できる。すなわち、
バックグラウンドと人体温度との温度差が小さくて、赤
外線光量値Ｖによる判別では閾値が設定しにくいような
条件下においても、温度分布信号と人体位置信号とを有
効に検知しうる利点がある。

次に、請求項（４）の発明に係る第３実施例について、
第９図及び第１０図に基づき説明する。本実施例では、
装置の構成は上記第１実施例の第２図〜第５図に示すも
のと同じである。また、コントローラ（９）の制御内容
は、上記第２実施例の第１１図において、走査手段（５
１）の走査を連続的なものと置き換えることでほぼ同様
の制御によりなされる。

その場合、第９図及び第１０図に示すように、走査中の
一定時間Δｔにおける赤外線光量信号Ｖの変化ΔＶを検
出し、その値ΔＶを所定の閾値ΔＶｐｌと比較すること
により、検知エリア（２）を連続的に走査しながら、温
度分布と人体位置の検出が可能となる。

次に、請求項（６）、　（７）及び請求項（８）の発明
に係る第４実施例について説明する。本実施例は、上記
第１．第２実施例における温度検出手段としてのサーモ
パイル（１１）の代わりに焦電センサを使用したもので
ある。

第１６図及び第１７図は本実施例における赤外線検知装
置（４′）の概略を示し、（１２）は装置全体を取付け
るための支持部材であって、該支持部材（１２）の内部
中央に赤外線検出手段としての焦電センサ（１１’）が
取付けられている。

該焦電センサ（１１’）は、硫酸グリシン、チタン酸鉛
等の圧電性結晶からなり、温度変化による表面電荷の変
化つまり焦電現象を利用して、赤外線入力変化に応じた
微分出力を発生するものである。そして、（１３）は、
該焦電センサ（１１’）を固定支持するように設置され
、焦電センサ（１１′）の出力信号の処理を行うための
Ｐ板、（１０）は、上記支持部材（１２）の前端に取付
けられ、略半球状の全体を垂直下方に向いた中心点から
放射状に８分割してなる多分割フレネルレンズ、（１４
）は、該フレネルレンズ（ｌＯ）の内部かつ上記焦電セ
ンサ（１１’）の下方に設けられ、フレネルレンズ（１
０）の８分割された１部分に対応する部位を開口させた
開口部（１４ａ）を有する遮蔽板、（１５）は該遮蔽板
（１４）の上方に設けられ、遮蔽板（１４）を水平面内
で回転駆動するための超音波モータである。

すなわち、ｔｌｉ１８ｖ！Ｊに示すように、室内空間（
１）において、床面の中心から同心状にπ／４毎に円状
の検知エリア（２）、・・・を設定し、上記超音波モー
タ（１５）により遮蔽板（１４）を間欠的にπ／４ずつ
回転駆動して、その開口部（１４ａ）をフレネルレンズ
（１０）の各部分に対応する部位に一致させていくこと
により、各室内空間（１）内で各検知エリア（２）８・
・・を間欠的に走査しながら、その走査前後における焦
電センサ（１１’）の電圧変化に基づいて各検知エリア
（２）、・・・の温度ＴＮ　（Ｎ−１〜８）を検出する
ようになされている。

第１９図は本実施例におけるコントローラ（９）の＄制
御内容を示し、ステップ５３１）、Ｓ３１で上記第１実
施例におけるステップＳｌ、Ｓ！と同様の制御を行い、
ステップＳ３２で人体検知モードに入る。

すなわち、遮蔽板（１４）を停止位置θで時間ｔ１の開
停止する。次に、ステップ８３３で焦電センサ（１１’
）の光量変化信号ΔＶを入力し、ステップ８３４で人体
検知の判定のための閾値Δｖｐ３を式％式％）（ただし、ｄは正の定数である）に基づき初期値ΔＶｐ
ｏから変更して、ステップＳ３５で、光量変化ΔＶが閾
値Δｖｐ３以上か否かを判別する。

そして、光量変化ΔＶが閾値ΔＶｐ３以上であればステ
ップＳ３Ｂで人体位置信号を出力する一方、光量変化Δ
Ｖが閾値ΔＶｐ３よりも低いときにはそのままでステッ
プ８３？に進んで、温度分布検知モードに設定する。す
なわち、レンズホルダ（５）をその回転位置θが今まで
のθから（θ十Δθ）になるまで、所定時間【２で回転
駆動する。ここで、所定時間ｔ２は焦電センサ（１１’
）の光量変化により生じる表面電荷の変化特性等から定
められるものである。

そして、ステップＳ３８で、検知エリア（２）の移動に
伴なう光量の変化から、次のように、新しい検知エリア
（２）の相対的な温度Ｔを演算する。

例えば、第２１図上図に示すように、最初の検知エリア
（２）から次の検知エリア（２）に移動した時に床面温
度がＴＩからＴ２に変化して、赤外線の光量がａ　（Ｔ
２−ＴＩ　）（（Ｚは所定の定数）だけ変化したとする
と、焦電センサ（１１）に同図下図のような微分出力Ｖ
　２−１が生じる。同様に、第２２図上図及び下図に示
すように、その次の検知エリア（２）に移動するときに
も赤外線光量の変化（Ｔ３　Ｔｚ）に応じた微分出力Ｖ
３−２が生じる。したがって、第２３図に示すように、
ステッピングモータ（８）の回転角度がπ／４．π／２
、・・・　２πに停止時間１．及び移動時間ｔ２でもっ
て順次間欠的に変化し、赤外線入力が同上図のように変
化すると、同下図に示すごとくステップ状の出力変化が
得られる。

すなわち、第２０図上図に示すような各検知エリア（２
）、・・・の床面温度Ｔ、、Ｔ！、・・・の分布がある
と、走査時には間中図のような赤外線人力αＴの変化が
生じ、その変化値を基準値から順次増減演算していくこ
とにより、同下図のような床面温度分布値Ｖ２−１　、
　Ｖ３−２　、・・・を演算する。

そして、ステップＳ３９で、上記で求めた各検知エリア
（２）、・・・の床面温度分布値に基づき、各検知エリ
ア（２）、・・・の温度分布を示す床面温度分布信号を
出力する。

上記で所定のサンプリング区間における赤外線の検知を
終了すると、ステップ５４］でθ−２ｎπになるまでつ
まり室内空間（１）を１巡するまで上記制御を行い、１
巡すればステップＳ４１でスイッチがオンか否かを判別
して、オンでなければ制御を終了し、オンであれば制御
を繰返す。

上記フローにおいて、請求項（６）及び（７）の発明で
は、上記遮蔽板（１４）、超音波モータ（１５）及びス
テップＳ３７により走査手段（５１）が構成され、ステ
ップＳ３２〜Ｓ３６及びＳ３３．　Ｓ３９により信号処
理手段（５２）が構成されている。また、信号処理手段
（５２）の内容として、ステップＳ田、　　Ｓｙｓ、　
　Ｓ３３．　８３９．　　Ｓ３４により、温度演算手段
（５３）、判別手段（５４）、人体信号出力手段（５５
）、温度信号出力手段（５６）、閾値変更手段（５７）
がそれぞれ構成されている。

したがって、請求項（６）の発明では、赤外線検出手段
として焦電センサ（１１’）を配置しているので、走査
手段（５１）により室内空間（１）内で各検知エリア（
２）、・・・が走査されると、走査前後における床面温
度の差に応じて赤外線の入力が変化し、焦電センサ（１
１’）にはそれに応じて微分出力が発生する。また、走
査の停止時には、検知エリア（２）に人体が存在すると
赤外線入力値が変化するので、焦電センサ（１１’）に
、その入力変化に対応する微分出力が発生する。

したがって、信号処理手段（５２）により、走査手段（
５１）の走査に伴ない、各検知エリア（２）、・・・の
相対的温度が順次検知され、そのデータに基づき温度分
布信号が出力され、人体位置信号が出力されることにな
る。

また、請求項（７）の発明では、上記請求項（６）の発
明の信号処理手段（５２）の作用として、判別手段（５
４）により、走査手段（５１）の停止中に赤外線の光量
変化ΔＶが閾値ΔＶｐ３以上であるか否かが判別され、
閾値ΔＶｐ３以上のときには、人体信号出力手段（５５
）により、人体の存在とその位置（検知エリア（２））
を報知する人体位置信号が出力される。また、温度演算
手段（５３）により、走査前後における赤外線の光量変
化から各検知エリア（２）、・・・の相対的な温度が演
算され、温度信号出力手段（５６）により、各検知エリ
ア（２）、・・・の温度分布信号が出力される。したが
って、このような人体位置と温度分布に関する情報を空
調に利用することができ、上記請求項（５）の発明と同
様の効果を得ることができるのである。

請求項（７）の発明に対応する請求項（８）の発明では
、閾値変更手段（５８）により、床面温度の平均値が低
いほど閾値ΔＶｐ３が低くなるよう変更されるので、上
記請求項（３）〜（５）の発明に対する場合と同様に、
人体検知精度が向上することになる。

次に請求項（９）の発明について説明する。請求項（９
）の発明では、上記請求項（１）〜（８）の各発明にお
いて、その出力である人体位置信号と、温度分布信号と
が空気調和装置（３）の制御装置（図示せず）に接続さ
れていて、その信号に応じて空気調和装置！　（３）の
能力、風量、風向等を制御するようになされている。し
たがって、上記各発明の効果を実際に室内空間（１）の
空調に利用して、室内空間（１）内の温瓜分布を均一化
し、人体の体感に即した温度、風向等の制御を行うこと
ができ、よって、快適な空調空間を生ぜしめることがで
きるのである。

なお、本発明における赤外線検出手段としては、上記各
実施例におけるサーモパイル、焦電センサ以外にも、例
えばＩｎＳｂ、ＣｄＨｇ等の抵抗変化を利用するサーミ
スタ形センサ等を使用することができる。

また、赤外線集光手段も、上記実施例の如きフレネルレ
ンズに限られるものでなく、通常のレンズ、マルチ放物
面鏡等を使用することができるのはいうまでもない。

（発明の効果）以上説明したように、請求項（１）の発明の赤外線検知
装置によれば、室内空間内に複数の検知エリアを設定し
、室内空間内で各検知エリアを順次走査して各検知エリ
アからの赤外線を赤外線検出手段により検出し、走査位
置と赤外線信号とに基づいて人体の存在及びその位置を
示す人体位置信号と、各検知エリアの温度分布を示す温
度分布信号とを出力する信号処理を行うようにしたので
、その信号を利用して、室内空間の温度分布を均一化す
ると共に人体の体感に適応する空調を行うための情報を
提供することができる。

請求項（２）の発明によれば、上記請求項（１）の発明
における赤外線検出手段をサーモパイルで構成したので
、各検知エリアからの赤外線入力を電圧信号に変換する
ことにより、赤外線の光量を有効に検出する。ことがで
き、よって、上記請求項（１）の発明の実効を得ること
ができる。

請求項（３）の発明によれば、上記請求項（２の発明に
おいて、各検知エリアの走査を連続的に行うとともに、
各検知エリアにおける赤外線の光量信号に基づき、光量
が所定の閾値以上のときには人体の存在位置を示す人体
位置信号を、赤外線光量が閾値よりも低いときには各検
知エリアの温度分布信号を出力するようにしたので、有
用な人体信号と温度分布信号とを得ることができ、よっ
て、上記のような請求項（２）の発明の効果をより顕著
に得ることができる。

請求項（４）の発明によれば、上記請求項（ａの発明に
おいて、各検知エリアの走査を連続的に行うとともに、
走査中の所定時間内における赤外線光量の変化が所定の
閾値以上のときには人体信号を、光量変化が閾値よりも
低いときには温度分布信号を出力するようにしたので、
各検知エリアの床面温度が人体温度と近くて赤外線の光
量信号値からは人体の有無の判定がつきにくい条件下に
おいても、上記請求項（２）の発明の効果を有効に得る
ことができる。

請求項（５）の発明によれば、上記請求項（２の発明に
おいて、各検知エリア・を間欠的に走査するとともに、
各検知エリアに停止中の赤外線の光量変化が所定の閾値
以上のときには人体位置信号を、閾値よりも低いときに
は温度分布信号を出力するようにしたので、床面温度が
人体温度と近くて光量値からは人体の有無の判定がしに
くいような場合にも有効に人体の存在を検知することが
でき、よって、上記請求項（２の発明の効果を有効に得
ることができる。

請求項（６）の発明によれば、上記請求項（１）の発明
において、赤外ＩＩ検出手段を焦電センサで構成したの
で、各検知エリアから次の検知エリアへの移動時におけ
る光量変化に試づいて各検知エリア間の相対的な温度差
を知ることができる。また、その光量変化信号から人体
の存在を知ることができるので、有用な人体位置信号と
温度分布信号とを出力することができ、よって、請求項
（ａの発明と同様の効果を得る。

請求項（７）の発明によれば、上記請求項（６）の発明
において、各検知エリアの走査が移動中に温度分布を検
出するとともに、１つの検知エリアに停止中に人体位置
を検出するようにしたので、焦電センサの特性を有効に
利用して、上記請求項（６）の発明の実効を図ることが
できる。

請求項（８）の発明によれば、上記請求項（３］、　（
４）。

（５）及び（７）の発明において、各検知エリアの温度
分布の平均値が低いほど閾値を低くするよう変更したの
で、人体検知精度の向上を図ることができる。

請求項（９）の発明によれば、上記各発明において得ら
れる信号を空気調和装置の制御装置に接続し、その信号
に基づいて空気調和装置の運転を制御するようにしたの
で、室内空間の温度分布を均一化すると共に人体の体感
に即した快適な空調を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図である。第２図以下は本発明の実施例を示し、第１図〜第５図は
第１〜第３実施例における赤外線検知装置の構成を示し
、第２図は室内空間の状態を概略的に示す斜視図、第３
図は赤外線検知装置の全体構成を示す斜視図、第４図は
レンズホルダの側面図、第５図は同平面図、第６図〜第
８図は第１実施例を示し、第６図はコントローラの制御
内容を示すフローチャート図、第７図は第１実施例のセ
ンサ出力信号と閾値との関係を示す特性図、第８図は閾
値変更の方法を示す特性図、第９図及び第１０図は第３
実施例を示し、第９図はセンサ出力信号と走査位置との
関係を示す特性図、第１０図は赤外線の光量変化と閾値
との関係を示す特性図、第１１図〜第１５図は第２実施
例を示し、第１１図はコントローラの制御内容を示すフ
ローチャート図、第１２図はセンサ出力信号と走査位置
との関係を示す特性図、第１３図は光量変化による人体
検知の方法を示す第１２図の部分拡大図、第１４図は光
量変化と閾値との関係を示す特性図、第１５図は閾値変
更による効果を示す説明図、第１６図〜第２３図は第４
実施例を湿し、第１６図は赤外線検知装置の全体構成を
示す側面図、第１７図は同平面図、第１８図は室内空間
における検知エリアの設定を示す説明図、第２０図の上
図、中口。下図は、それぞれ走査位置に対する床面温度、焦電セン
サ入力信号、床面温度分布信号を示す特性図、第２１図
及び第２２図の上図、下図は、いずれも走査前後におけ
る検知エリアの赤外線入力の変化と、それにより生じる
焦電センサの微分出力とを順に示す説明図、第２３図上
図、下図は、走査位置に対する各検知エリアの赤外線光
量の変化。焦電センサの出力をそれぞれ示す特性図である。（１）・・・室内空間、（２）・・・検知エリア、（１
０）・・・フレネルレンズ（赤外線集光手段）、（１１
）・・・サーモパイル（赤外線検出手段）、（１１′）
・・・焦電センサ（赤外線検出手段）、（５１）・・・
走査手段、（５２）・・・信号処理手段、（５３）・・
・温度演算手段、（５４）・・・判別手段、（５５）・
・人体信号出力手段、（５６）・・・温度信号出力手段
、（５７）・・・閾値変更手段、（５８）・・・光量変
化演算手段。第１図第３図パイル）第５図第４図第図人イ１−／αｃｉｉ報第７図第１８図第１６図第１７図第２１図第２２図第２０図モータ回転角廣ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定の空間（１）内に設置され、該空間（１）内
における複数の検知エリア（２）、・・・の赤外線を順
次検知するようにした赤外線検知装置であって、赤外線
を検出する赤外線検出手段（１１）と、該赤外線検出手
段（１１）に上記検知エリア（２）からの赤外線を集光
する赤外線集光手段（１０）と、上記所定の空間（１）
内で上記赤外線集光手段（１０）により集光される各検
知エリア（２）、・・・を走査する走査手段（５１）と
、上記赤外線検出手段（１１）の出力と走査手段（５１
）による走査位置とに基づいて、上記空間（１）内の各
検知エリア（２）、・・・における温度の分布を示す温
度分布信号と人体の存在位置を示す人体位置信号とを出
力する信号処理手段（５２）を備えたことを特徴とする
赤外線検知装置。
（２）赤外線検出手段（１１）は、熱電対を直列に接続
してなり入光される赤外線光量に応じた電圧出力を発生
するサーモパイルであることを特徴とする請求項（１）
記載の赤外線検出装置。
（３）走査手段（５１）は各検知エリア（２）、・・・
を連続的に走査するものであり、信号処理手段（５２）
は、サーモパイルの赤外線光量信号を温度信号に変換演
算する温度演算手段（５３）と、サーモパイルの出力を
受け、各検知エリア（２）、・・・における赤外線光量
が所定の閾値よりも高いか否かを判別する判別手段（５
４）と、該判別手段（５４）の出力を受け、赤外線光量
が上記閾値以上のときに人体位置信号を出力する人体信
号出力手段（５５）と、上記判別手段（５４）及び温度
演算手段（５３）の出力を受け、赤外線光量が閾値より
も低いときに温度分布信号を出力する温度信号出力手段
（５６）とを備えていることを特徴とする請求項（２）
記載の赤外線検出装置。
（４）走査手段（５１）は各検知エリア（２）、・・・
を所定の空間内で連続的に走査するものであり、信号処
理手段（５２）は、サーモパイルの赤外線光量信号を温
度信号に変換演算する温度演算手段（５３）と、サーモ
パイルの出力を受け、赤外線光量の所定時間における変
化を演算する光量変化演算手段（５８）と、該光量変化
演算手段（５８）で演算された赤外線の光量変化が所定
の閾値以上か否かを判別する判別手段（５４）と、該判
別手段（５４）の出力を受け、光量変化が上記閾値以上
のときに人体位置信号を出力する人体信号出力手段（５
５）と、上記判別手段（５４）及び温度演算手段（５３
）の出力を受け、光量変化が閾値よりも低いときに温度
分布信号を出力する温度信号出力手段（５６）とを備え
ていることを特徴とする請求項（２）記載の赤外線検出
装置。
（５）走査手段（５１）は各検知エリア（２）、・・・
を間欠的に走査するものであり、信号処理手段（５２）
は、サーモパイルの赤外線光量信号を温度信号に変換演
算する温度演算手段（５３）と、サーモパイルの出力を
受け、赤外線光量の所定時間における変化を演算する光
量変化演算手段（５８）と、走査手段（５１）による走
査の停止中に上記光量変化演算手段（５８）で演算され
た赤外線光量の変化が閾値以上か否かを判別する判別手
段（５４）と、該判別手段（５４）の出力を受け、光量
変化が閾値以上のときに人体位置信号を出力する人体信
号出力手段（５５）と、上記判別手段（５４）及び温度
演算手段（５３）の出力を受け、光量変化が閾値よりも
低いときに温度分布信号を出力する温度信号出力手段（
５６）とを備えていることを特徴とする請求項（２）記
載の赤外線検出装置。
（６）赤外線検出手段（１１）は、表面帯電性材料より
なり入力される赤外線光量の変化に応じた微分出力を発
生する焦電センサであることを特徴とする請求項（１）
記載の赤外線検出装置。
（７）走査手段（５１）は各検知エリア（２）、・・・
を間欠的に走査するものであり、信号処理手段（５２）
は、走査手段（５１）による走査の停止中に焦電センサ
で検出される赤外線の光量変化が閾値以上か否かを判別
する判別手段（５４）と、該判別手段（５４）の出力を
受け、光量変化が閾値以上の時にのみ人体位置信号を出
力する人体信号出力手段（５５）と、走査手段（５１）
による走査前後における赤外線光量の変化から各検知エ
リア（２）、・・・の相対的温度を演算する温度演算手
段（５３）と、該温度演算手段（５３）で演算された温
度及び走査手段（５１）の位置信号に基づき温度分布信
号を出力する温度信号出力手段（５６）とを備えたこと
を特徴とする請求項（６）記載の赤外線検知装置。
（８）信号処理手段（５２）は各検知エリア（２）、・
・・の温度分布の平均値が低いほど閾値を低くするよう
変更する閾値変更手段（５７）を備えていることを特徴
とする請求項（３）、（４）、（５）又は（７）記載の
赤外線検出装置。
（９）信号処理手段（５２）の出力は空気調和装置の制
御装置に接続され、温度分布信号と人体位置信号とに応
じて空気調和装置の運転条件が制御されることを特徴と
する請求項（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、
（６）又は（７）記載の赤外検出装置。