JPH02297091A

JPH02297091A - 人体検知装置

Info

Publication number: JPH02297091A
Application number: JP1119487A
Authority: JP
Inventors: Motoo Igari; 素生井狩; Shinji Kirihata; 慎司桐畑
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1990-12-07

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］本発明は赤外線受光式の人体検知装置に関するものであ
り、例えば防犯センサーや照明自動制御用の人体検知ス
イッチ等の分野に利用されるものである。

［従来の技術］赤外線受光式の人体検知装置は、人体から放射される赤
外ｌＩｉ量と床面等の背景から放射される赤外線量の差
を人体の動きにより検出する装置である。この種の装置
は、背景の温度変化や内部雑音、ヘッドライトや太陽光
等のエネルギーの大きな外乱光の影響などにより誤動作
を生じることがある。

そこで、２個の赤外線受光素子を並設し、その差動出力
を用いて人体を検知する方式がある。この方式において
は・、両赤外線受光素子の検知エリアに跨がる背景温度
の変化による誤動作を防ぐことができる。

また、他の誤動作要因として、検知エリアが不明確であ
るために、犬や猫等の小動物と人間との区別ができず、
これが誤報源となっていた。また、太陽光等で床が暖め
られているような状態では、木の葉や紙切れが飛んでき
ても、背景との温度差により誤動作することがあった。

そこで、従来、第９図に示すように、４個の赤外線受光
素子を用いて２組の差動出力を得る方式が提案されてい
る（特開昭５８−２１３３９６号公報や特開昭５９−９
４０９４号公報参照）、つまり、物面上には４個の赤外
線受光素子による４つの検知エリアＩ〜■が設定され、
検知エリアＩ。

■及び検知エリア■、■によりそれぞれ差動出力Ａ、Ｂ
が得られる０人体Ｍのような大きな対象物が検知エリア
Ｉ〜■を矢印に示すように移動する場合には、差動出力
Ａ、Ｂが共に生じる。一方、犬や猫のような小動物が検
知エリアＩ〜■を矢印に示すように移動する場合には、
差動出力Ａ、Ｂのうち２いずれか一方しか生じない、し
たがって、差動出力Ａ、Ｂの論理積（Ａ　Ｎ　Ｄ　）を
取ることにより、人体Ｍのような大きな対象物と犬や猫
のような小動物とを区別することができる。

［発明が解決しようとする課題］ところが、犬や猫のような小動物といえども、もし２匹
が同時にタイミング良く検知エリアＩ〜■を並んで移動
すれば、人体Ｍが移動した場合と同様の出力が生じるこ
とになり、誤動作を完全に防止することはできない。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、検知装置からの距離に応じて不
感帯を設定可能な人体検知装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図及び第２図に示すように、少なくとも一対の赤外線受
光素子２Ａ、２Ｂと、各赤外線受光素子２Ａ、２Ｂの視
野ｓＡ、ｓＢを監視領域内で部分的に重なるように形成
する光学系１と、部分的に視野ｓ　Ａ、　ｓＢが重なる
赤外線受光素子２　Ａ、　２　日の出力を逆極性で増幅
する増幅部３と、前記増幅部３の出力により人体の有無
を判定する処理判断部４と、前記処理判断部４の判定結
果を出力する出力部５とを有することを特徴とするもの
である。

なお、第３図に示すように、一対の赤外線受光素子に対
応して複数対の視野を監視領域内に形成する複眼構成の
光学系を用いても良い。

また、複眼構成の光学系により形成される視野は、第７
図及び第８図に示すように、略円錐状の監視領域内に分
布させても良い。

［作用］本発明にあっては、このように、少なくとも一対の赤外
線受光素子２　Ａ、　２　ｅを備え、各赤外線受光素子
２　Ａ、　２　Ｂの視野ｓＡ、ｓ日が監視領域内で部分
的に重なるように光学系１を構成し、部分的に視野Ｓ　
Ａ　＋　Ｓ　Ｂが重なる赤外線受光素子２　Ａ、　２　
Ｂの出力を逆極性で増幅し、その増幅出力により人体Ｍ
の有無を判定するようにしたので、赤外線受光素子２　
Ａ、　２　Ｂの視野ｓ　Ａ、　ｓ、が重なる部分に不感
帯Ｓ０を形成することができ、この不感帯Ｓ０が形成さ
れる位置を小動物りの通過位置に合わせれば、人体以外
の小動物りによる誤動作を防止できる。また、人体Ｍは
視野ｓＡ又はＳ、における不感帯Ｓ。

以外の部分を通過することにより、その存在を検知でき
る。

本発明と第９図の従来例とを比較すると、両者は少なく
とも一対の赤外線受光素子の差動出力に基づいて人体の
存在を検出している点においては共通するが、本発明で
は赤外線受光素子２　Ａ、　２　Ｂの視野ｓ　Ａ、　ｓ
、が一部分で重なるのに対して、第９図の従来例では重
ならない点が異なる。つまり、第９図の従来例は、単に
対象物の大きさが違うことを利用した空間フィルタ的な
処理を行っているに過ぎず、誤判別の防止には限界があ
る。これに対して、本発明では視野ｓ　Ａ、　ｓＢを一
部分で重ねることにより不感帯Ｓ０を形成しているので
、確実に誤判別を防止できる。すなわち、人体Ｍは子供
でも７０ｃＩ１以上あるとすると、例えば床面より７０
ｃｍ以下では赤、外線を検知しないように不惑帯Ｓ０を
設定すれば、小動物りのような背の低いものは検知しな
い、また、床面が太陽等で熱せられているような場合に
おいて、床面上を木の葉や紙切れが移動しても、よほど
風が強くて舞い上げられない限り、これらは床面を這う
ように移動するので、人体と誤判別されることはない。

したがって、人体だけを検知する赤外線受光式の検知装
置を実現できる。

［実施例１］第１図は本発明の一実施例の要部構成を示している０図
中、１は光学系であり、一対の集光レンズＬ　Ａ、　Ｉ
　Ｂを含んでいる。各集光レンズＩ　Ａ、　Ｉ　Ｂは監
視領域内に視野Ｓ　Ａ、　Ｓ、をそれぞれ形成し、各視
野Ｓ　Ａ、　Ｓ　Ｂ内の赤外線を集光する。視野Ｓ　Ａ
、　Ｓ　Ｂは床面Ｕの近傍で重なるように配置されてい
る。

２　Ａ、　２　ｓは赤外線受光素子であり、例えば、焦
電素子よりなり、集光レンズＬ　Ａ、　１　ｅにより集
光された赤外線を受光して電気信号に変換する。

第２図は本実施例のブロック図である。赤外線受光素子
２　Ａ、　２　Ｂの出力は加算部２により逆極性で加算
されて、増幅部３に入力される。加算部２の構成は特に
限定されるものではなく、例えば、赤外線受光素子２　
Ａ、　２　Ｂを逆極性に直列接続したり、逆極性に並列
接続するだけの回路であっても良い、増幅部３は、赤外
線受光素子２Ａ〜２ｏの出力を処理判断部４における処
理に適した振幅まで増幅する。処理判断部４はフィルタ
４１と比較部４２及び基準電圧発生部４３よりなる。フ
ィルタ４１は、増幅部３で増幅された赤外線受光素子２
Ａ〜２Ｄの出力から不安定な低周波成分や不必要な高周
波成分を取り除くものである。比較部４２は、フィルタ
４１から出力される信号のピーク値が予め設定した基準
電圧を越えるか否かを比較判断して、基準電圧を越える
場合には人体が存在すると判定するものである。基準電
圧発生部４３は、比較部４２に基準電圧を供給する。５
は出力部であり、比較部４２からの比較結果を外部に出
力するものである。

このように、一対の赤外線受光素子２　Ａ、　２Ｂは逆
極性に接続されているので、増幅部３からは各視野ｓ　
Ａ、　ｓ日から受光された赤外線パワーの差分に応じた
出力が得られる。したがって、集光レンズＩＡと赤外線
受光素子２Ａによる赤外線受光感度と、集光レンズＩＢ
と赤外線受光素子２Ｂによる赤外線受光感度のバランス
が良好であれば、視野ＳＡ。

Ｓａが重なる部分は不感帯Ｓ０となる。この不感帯Ｓ０
を例えば床面Ｕの近傍に設定すれば、犬や猫のような小
動物りは視野ｓＡ、ｓ、に入っても不惑帯Ｓ０に含まれ
るので、増幅部３からの出力は十分に低減され、処理判
断部４で人体と誤判別されることはない、また、人体Ｍ
が視野ＳＡ又はＳａに入った場合には、足元付近は不感
帯Ｓ０に含まれるが上半身は視野ｓ　Ａ、　ｓ、におけ
る不感帯Ｓｏ以外の部分を通過するので、増幅部３から
は大きな出力が得られ、処理判断部４で確実に人体と判
別することができる。

［実ｍ例２］第３図は本発明の他の実施例の要部構成を示している０
本実施例にあっては、第３図（ａ）に示すように、天井
面Ｔに４個の赤外線受光素子２Ａ〜２Ｄが配されている
。赤外線受光素子２へ、２ｏの前には、第３図（ｂ）に
示すように、３枚の集光レンズＬ　＋　、　Ｌ　２　、
　Ｌ　３が列設されている。監視領域には、集光レンズ
Ｌ、により赤外線受光素子２Ａ、２Ｄに対応する視野Ｓ
　Ａｌ　、　Ｓ　□＋が形成され、集光レンズＬ２によ
り赤外線受光素子２　Ａ、　２　Ｄに対応する視野ＳＡ
Ｄ。

ＳＣ２が形成され、集光レンズＬ、により赤外線受光素
子２Ａ、２Ｄに対応する視野ＳＡ３．ＳＣ２が形成され
る。一方、特に図示しないが、赤外線受光素子２ｓ、２
ｃの前にも、第３図（ｂ）に示すのと同様な光学系が配
されており、赤外線受光素子２Ｂに対応する視野ＳＢ、
、Ｓ、□、Ｓ、３と、赤外線受光素子２ｃに対応する視
野Ｓ。ｌ　＋　Ｓ　Ｃ２＋　Ｓ　Ｃ２が形成される。そ
して、視野ＳＤＩとＳ　Ｃ＋　、　Ｓ　／ｌｕとＳＢＩ
、ＳＯＺとＳｃ２、ＳＡ２とＳＢ２、ＳＣ３とＳ□ｔ、
５ＡｆｆとＳＢ、は床面Ｕの近傍で重なるように構成さ
れている。各赤外線受光素子２八〜２Ｄは、第４図（ａ
）〜（ｃ）に示すような極性で直列接続、直並列接続又
は並列接続されるので、赤外線受光素子２Ａと２Ｂ、２
ｃと２Ｄの出力は逆極性で増幅されることになり、視野
ＳＤＩとＳ。ｌ、ＳＡＩとＳＢＩ、ＳＣ２とＳＣ２、Ｓ
Ａ２と８日２、Ｓ、）コとＳＣ３、ＳＡｓとＳＢ３の重
なる部分は不惑帯Ｓ。どなる。

方、赤外線受光素子２Ａと２０．２Ｂと２０の出力は同
極性で増幅されることになるので、これらの視野が重な
る部分は高感度帯Ｓ、となる。したがつて、人体Ｍのよ
うに背の高い対象物が侵入した場合には、高感度帯Ｓｌ
を通ることにより確実に検知することができ、小動物り
のように背の低い対象物が侵入した場合には、不感帯Ｓ
。を通ることにより人体と誤判別することを防止できる
。

第５図は本実施例のブロック図である。光学系１は赤外
線受光素子２　Ａ、　２　Ｄの前に配される３個の集光
レンズＬ１〜Ｌ、と、赤外線受光素子２　Ｂ＋　２　ｃ
の前に配される３枚の集光レンズ（図示せず）よりなる
。なお、本実施例では集光レンズを３枚並べた構成を例
示したが、集光レンズは何枚波べても構わない、また、
この種のレンズアレイはフレネルレンズを用いて容易に
構成できる。赤外線受光素子２Ａ〜２Ｄは、第４図（ａ
）〜（ｃ）のいずれかに示すように接続される。このよ
うに接続された受光素子には、第４図（ａ）に例示する
ように入力抵抗Ｒｇが並列接続され、入力抵抗Ｒｇの両
端電圧が増幅部３の入力段の電界効果トランジスタＱの
ゲート・ソース間に印加されている。増幅部３以降の回
路構成及び動作については、第２図の回路構成及び動作
と同様である。

第６図は本実施例の使用例を示している。検知装置ｉＫ
は窓Ｗの外側上方に設置されている。この検知装置にの
視野Ｓは破線で囲んだ三角形の領域内に形成されている
。そして、図中８０は不感帯とされている。したがって
、犬等の小動物りが地面Ｇの上を這うように移動しても
、検知装置■くは人体が存在すると誤判別することはな
い、一方、夜盗が窓Ｗから侵入しようとすると、必ず破
線で囲んだ三角形の領域内に人体が入るので、検知装置
には人体の存在を確実に検知することができる。

［実施例３］第７図（ａ）　、　（ｂ）は本発明のさらに他の実施例
の要部構成を示す平面図である。実施例２では、集光レ
ンズＬ、、Ｌ２．Ｌ、を１次元的に並べているが、本実
施例では複数の集光レンズを２次元的に並べている。集
光レンズの配置は特に限定されるものではないが、例え
ば、中心部の集光レンズの周囲に４個の集光レンズを等
角度間隔で等距離を隔てて放射状に配置し、この４個の
集光レンズの中間位置に各々１個の集光レンズを配すれ
ば、第７図（ａ）　、　（ｂ）に示すような視野が得ら
れる。第７図（ａ）は赤外線受光素子２　Ａ、　２　ｏ
による床面上の視野ＳＡ。

ＳＯを示しており、第７図（ｂ）は赤外線受光素子２８
゜２ｃによる床面上の視野ｓ　Ｂ＋　ｓｃを示している
。今、第８図に示すように、赤外線受光素子２　Ａ、　
２　Ｄと赤外線受光素子２ｓ、２ｃの監視領域Ｓを一致
させれば、視野ＳＡとＳＢ、ＳＤとＳｃの受光出力は第
４図及び第５図に示すような回路構成で逆極性に増幅さ
れるので、打ち消し合い、床面上には赤外線に対する感
度が生じない。したがって、床面上を小動物が這うよう
に移動しても、これを人体と誤判別することはない。一
方、人体Ｍが監視領域Ｓ内を矢印で示すように移動した
ときには、床面よりも高い部分で視野ｓＡ〜ＳＤを横切
ることになるので、人体の存在が検知される。特に、視
野ｓＡとＳ。、ＳＢとｓＤが重なる部分では、赤外線受
光素子２Ａと２０．２Ｂと２０の出力が同極性で増幅さ
れるので、人体Ｍの存在を確実に検知することができる
。本実施例のように、監視領域を略円錐状とすれば、広
い範囲について人体の有無を判定できるので、例えば室
内に人体が存在するか否かを判定するような用途に適す
るものである。

なお、以上の実施例においては、光学系として集光レン
ズを用いる構成を例示したが、凹面鏡のような集光ミラ
ーを用いても構わない。

［発明の効果］本発明によれば、少なくとも一対の赤外線受光素子を備
え、各赤外線受光素子の視野が監視領域内で部分的に重
なるように光学系を構成し、部分的に視野が重なる赤外
線受光素子の出力を逆極性で増幅し、その増幅出力によ
り人体の有無を判定するようにしたので、赤外線受光素
子の視野が重なる部分に不感帯を形成することができ、
この不感帯が形成される位置を小動物等の通過位置に合
わせれば、人体以外の小動物等による誤動作を防止でき
るという効果がある。

なお、光学系として複眼構成の光学系を用いれば、複数
対の視野を形成して、監視領域を広げることが可能とな
る。また、複数対の視野は略円錐状の監視領域内に分布
させれば、広い範囲にわたって人体検知を行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構成を示す図、第２図
は同上の回路構成を示すブロック図、第３図（ａ）は本
発明の他の実施例の要部構成を示す図、同図（ｂ）は同
上に用いる光学系の構成を示す図、第４図（ａ）乃至（
ｃ）は同上に用いる赤外線受光素子の接続例を示す回路
図、第５図は同上の回路構成を示すブロック図、第６図
は同上の使用例を示す正面図、第７図（ａ）　、　（ｂ
）は本発明のさらに他の実施例における監視領域内の視
野を示す平面図、第８図は同上の斜視図、第９図は従来
例の原理説明図である。ＬＡ、１．８は集光レンズ、２　Ａ、　２　Ｂは赤外線
受光素子、３は増幅部、４は処理判断部、５は出力部で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも一対の赤外線受光素子と、各赤外線受
光素子の視野を監視領域内で部分的に重なるように形成
する光学系と、部分的に視野が重なる赤外線受光素子の
出力を逆極性で増幅する増幅部と、前記増幅部の出力に
より人体の有無を判定する処理判断部と、前記処理判断
部の判定結果を出力する出力部とを有することを特徴と
する人体検知装置。
（２）前記光学系は一対の赤外線受光素子に対応して複
数対の視野を監視領域内に形成する複眼構成の光学系で
あることを特徴とする請求項１記載の人体検知装置。
（３）複眼構成の光学系により形成される視野は、略円
錐状の監視領域内に分布していることを特徴とする請求
項２記載の人体検知装置。