JPH03238389A - 人体検出装置 - 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］ 本発明は、人体から放射される赤外線により人体を検出
する赤外線受光式の人体検出装置に関するものである。

［従来の技術１ 赤外線受光式の人体検出装置は、焦電素子等の赤外線検
出素子を用いて、人体と背景との赤外線のエネルギ量の
差（つまりは、人体と背景の温度差）を検出して人体を
検出するものであり、近年広く普及しており、これに伴
って信頼性の改善が求められてきている。この赤外線受
光式の人体検出１［の誤動作要因としては、検知ｗ４域
内での背景の温度変化、内部雑音、ヘッドライトや太陽
光等のエネルギの大きな外乱光の影響等が考えられる。

そこで、これらの誤動作要因を除去するために、従来か
ら種々の提案がなされている。その１つとして、４個の
赤外Ｍ検出素子を用いて２組の差動出力を得て人体を検
出する方法が提案されている（特開昭５８−２１３３９
６号公報あるいは特開昭５９−９４０９４号公報）。こ
の人体検出装置の検出動作の一例を第３図及び第４図に
基づいて説明する。この人体検出装置では、背景上に。

おいて４つの検知領域Ｉ〜■を設定すると共に、これら
検知領域Ｉ〜■からの赤外線を夫々受光する赤外線検出
素子Ａ　”、　Ａ　−ｔ　Ｂ　”、　Ｂ−を備え、検知
領域Ｉ、ＩＶ及び検知領域■、■毎に各々差動出力Ｖａ
（赤外線検出素子Ａ”、Ａ−間の出力差）及びｖｂ（赤
外線検出素子Ｂ”、Ｂ−間の出力差）を得る。第３図（
楓）に示すように人体Ｍが検知領域１．Ｉ［ｌから検知
領域Ｉ［、Ｉ’Ｖに移動すると、第４図（ａ）に示す差
動出力＼’ｉ、Ｖｂが得られ、また第３図（ｂ）に示す
↓うに人体Ｍが検知領域１．Ｉｌから検知領域■、■に
移動すると、第４図（ｂ）に示す差動出力Ｖ　ａ、　Ｖ
　ｂが得られる。

ところで、このに体検出装置では例えば第３図（ｃ）に
示すように人体Ｍが４つの検知領域１〜■を斜めに横切
った場合、第４図（ｃ）のように差動出力Ｖａは得られ
るが、検知領域■、■では人体Ｍが同時に横切るために
出力が打ち消され、差動出力ｖｂが生じない。そこで、
この人体検出装置ではに体Ｍの移動を確実に検出するた
めに、差動出力Ｖａ、Ｖｂの内のいずれかが出力を生じ
た場合に人体が存在すると判定する必要がある。ところ
が、このようにして人体を検知すると、１個の検知領域
内で生じる温度変化やｌｆｉの赤外線検出素子に生じる
内部雑音等により、差動出力Ｖａ、Ｖｂの一方が出力を
生じ、誤動作の原因になるという問題があった。

そこで、上述の問題点を解消するために本発明者等は複
数の赤外線検出素子の出力を夫々比較して人体を検出す
る人体検出装置を提案している（特願昭６２−２４２０
９０号）、第５図にこの人体検出装置の全体構成を示す
。この人体検出ＩＥｌｉｆは、複数の検知領域で構成さ
れ人体Ｍに比べて十分に小さい領域からの赤外線を集光
用の光学系１を通して各検知領域毎に夫々受光する複数
の赤外線検出素子Ａ−Ｄからなる赤外線検出８２と、夫
々の赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力を独立に増幅する増
幅部３と、増幅出力を人体検出に適した信号に変換する
信号処理部４と、変換信号のピーク値と出力時刻とを検
出すると共にこれらを相互に比較して人体の有無を判定
する判定部５と、判定結果を出力する出力部６とで構成
されている。

この人体検出装置の動作を第６図及び第７図に基づいて
説明する。この人体検出装置では、上述のように検知領
域Ａ゛〜Ｄ゛からなる領域を人体Ｍに比べて十分に小さ
い領域に絞ることにより、この領域を通過する人体Ｍは
移動方向にかかわらず検知領域Ａ゛〜Ｄ゛の全域を通過
するようにしてあり、このため人体Ｍが検知領域Ａ°〜
Ｄ゛を通過すると、赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力のピ
ーク値■ヮ〜■ｏはほぼ同一の値になる。従って、赤外
線検出素子Ａ−Ｄの各出力のピーク値ｖＡ〜ＶＤがほぼ
同一の値を示すことを、人体Ｍの存在判定の第１の判定
条件とすることができる。但し、実際には人体Ｍの表面
の温度分布等により赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力のピ
ーク値にはある程度のばらつきがあり、また各出力のピ
ーク値Ｖ＾〜Ｖ　（＋は周囲湯度によって影響を受ける
ので、この存在判定に関しては各赤外線検出素子Ａ−Ｄ
の出力を相対的に比較して人体Ｍの存在判定を行ってい
る。今、赤外線検出素子Ａ−Ｄの各出力のピーク値■＾
〜Ｖｔｌの最大値をＶｍａｘ、　′Ｉ！に小値をＶ　ｗ
ｉｎとすると、Ｖ　ｗａｘとＶ　ｓｉｎとの比が所定値
Ｓ（０＜Ｓ＜１）より大きければ、各ピーク値ｖＡ−Ｖ
Ｄのばらつきが小さく、人体Ｍが存在すると判定する。

つまり、この人体Ｍの存在判定の第１の判定条件を式で
表すと次のようになる。

Ｖａｉｎ／　Ｖｗａｘ＞　Ｓ　　　　　　−＜１）但し
、０＜Ｓ＜１ また、人体Ｍが検知Ｉｌ域Ａ゛〜Ｄ°を通過する場合に
は、移動方向にかかわらず全ての検知領域Ａ〜Ｄ′に同
時に侵入することは有り得ない。つまりは、各赤外線検
出素子Ａ−Ｄの出力信号が立ち上がる時刻（以下、この
時刻を出力時刻と呼Ｊ　）ｔ。

〜１．には時間差が存在する。従って、出力時刻ｔ＾〜
１（、に時間差が存在することを、人体Ｍの存在判定の
第２の判定条件とすることがて゛きる。なお、上記時間
差は検知領域Ａ°〜Ｄ゛の広さ及びに体Ｍの移動速度を
考慮すれば、ある範囲に限定される。

従って、出力時刻ｔ、−ｔＤの時間差を、！！ｔとする
と、次式で示す人体Ｍの存在判定の！ＩＩ２の判定条件
が得られる。

Ｔｒａｉｎ＜　ａｔ＜　Ｔｍａｘ　　　　　−（２）但
し、Ｔ　ｓｉｎ、　Ｔ　ｗａｘは夫々時間差の下限値及
び上限値である。例えば、第７１Ｅ］（ａ）〜（ｅ）に
示す赤外＃ｌ検出素子Ａ−Ｄの出力が得られた場合には
、いずれの場合にも時間差乙１＝１１＋−１Ａとして求
まる。

即ち、この人体検出装置においては、赤外線検出素子Ａ
−Ｄの各出力のピーク値■＾〜■Ｄが略−定であり、且
つ各出力の出力時刻ｔ、〜ｔｐに所定範囲のばらつきが
ある場合に人体Ｍが存在すると判定するのである。この
ようにしてに体Ｍの有無を判定すると、全般的な温度変
化や太陽光等の外乱光、あるいは局所的な温度変化や内
部雑音等の影響による誤動作を防止″Ｃき、信頼性の高
いに体検出装置となる。

［発明が解決しようとする課題１ ところで、この人体検出装置では各赤外線検出素子Ａ−
Ｄの出力時１１１１ｔ＾〜１．の上記時間差、ａｔが下
限値Ｔｗｉｎよりも小さい場合に、赤外線検出素子Ａ−
Ｄの出力時刻ｔ＾〜ｔＤのばらつきが小さく、つまりは
出力が同時に出力されたと判定し、その赤外線検出素子
Ａ−Ｄの出力は人体Ｍによるものでないと判断していた
。

しかしながら、上述のようにして人体Ｍの存在判定を行
うと、次のような場合に誤動作を生じる問題があった。

つまり、外乱光を発生する光源の存在する場所によって
、この光源からの赤外線が第８ｉｌに示すように検知領
域Ａ゛〜Ｄ゛に照射されることがある。この場合には、
第８図（、）〜＜ｅ）に示すように、赤外線検出素子Ａ
−Ｃの出力時刻ｔ＾〜（Ｃの時間差は下限値Ｔ　＋＋＋
ｉｎ以下であるが、赤外線検出素子りの出力時刻１．、
がその他の赤外線検出素子Ａ−Ｃの出力時刻も＾〜ｔｃ
よりも遅くなり、出力時刻ｔあ〜Ｌｐの時間差乙ｔが下
限値Ｔ　ｌｌｌｎ以上になる場合がある。これは、光源
の位置によ「）熱の放射性や伝導性等に差が生じるため
に起こり、この場合、上述の方法による判定では判定部
５かに体Ｍによる赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力であると
判定して誤動作を起こしてしまう。

ところで、上記人体検出装置では次のような問題もあっ
た。つまり、赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力が人体Ｍによ
るものでないと判定された直後に、人体Ｍによる赤外線
検出素子Ａ−Ｄの出力が生じた場合、失報を生じるので
ある。例えば、第１０図に示すように、赤外線検出素子
Ａ−Ｄの出力が同時に生じ（出力時刻ｔ、〜ｔＤのｖｊ
間差、６ｔがすべてＴｗｉｎ以下）、その直後に人体Ｍ
が検知領域Ａ゛Ｄ゛を通過した場合を考えると、従来の
上記人体検出装置では各赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力が
一定レベル以下にならないと、新たな人体Ｍの検出は行
わないアルゴリズムを採用しているので、第１０図（ｅ
）に示すように赤外線検出素子Ｃの出力が一定レベル以
下となる時刻ｔ、以降でないと、人体検出を行えず、失
報となるのである。しかも、そのときに人体Ｍが検知領
域Ａ゛〜ｎ゛内て゛移動していると、その闇は人体Ｍの
検出が行えないことになる。

特定発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その
目的とするところは、誤動作の可能性が少ない人体検出
装置を提供する二とにある。

また、関連発明の目的とするところは、判定部が人体が
存在しないと判定した直後に人体による赤外線検出素子
の出力が生じた場合にも失報を生じない人体検出Ｈａを
提供することにある。

［８１＠を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、特定発明は赤外線検出素子
の各出力のピーク値が略一定であり、且つ人体の検知領
域の通過によっては起こり得えない個数以上の赤外線検
出素子に出力の同時出力がなく、各出力の出力時刻の差
が所定範囲内である場合に人体が存在すると判定する判
定部を備えている。

また、関連発明では上記判定部が、人体が存在しないと
判定した時点から各赤外線検出素子からの出力の継続時
間を検出し、その継続時間が所定時間以上になった場合
に、異常があると判定するようにしである。

［作用］ 特定発明は、上述のように判定部が人体の検知領域の通
過によって起こり得えない個数以上の赤外線検出素子に
出力の同時出力があった場合に、人体が存在すると判定
しないことにより、例えば一部検知領域への外乱光等に
よる赤外線の照射により人体による赤外線検出素子の出
力に似た出力が生じた場合にも、人体による赤外線検出
素子の出力でないと判定できるようにしたものである。

また、関連発明では、判定部が人体が存在しないと判定
した時点から各赤外線検出素子からの出力の継続暗闇を
検出し、その＃！続時間が所定時間以上になった場合に
、異常があると判定することにより、この異常判定時に
何等かの報知を行うようにしておけば、判定部が人体が
存在しないと判定した直後に人体による赤外線検出素子
の出力が生じた場合にも失報を生じないようにできる。

［実施例１１ 第１図に特定発明の一実施例を示す。本実施例のん体検
出装置は構成的には第５図に示す従来の人体検出装置と
同じで、本実施例の場合には判定部５による人体Ｍの存
在判定方法にＷ像を有するものである。なお、以下の説
明では赤外線検出素子を４個用いた場合について説明す
るが、赤外線検出素子の個数が４＠以外の場合であって
も本発明を適用できる。

まず、本実施例の具体的な構成に関して説明を加えてお
く。本実施例では赤外線検出素子としては常温で動作可
能で安価な焦電素子を用いである。

なお、焦電素子の他にはサーモパイルを用いることもで
きる。光学系１としては、ミラーまたはレンズを用い、
さらに具体的には多分割ミラーや多分割レンズを用いで
ある。赤外線検出素子Ａ−Ｄは、光′ｆ系１の焦点面上
に配置してあり、背景上には光′８ｆ系１を通して４つ
の検知領域Ａ“〜Ｄ゛が赤外線検出素子Ａ−Ｄの配置と
同じ配置で形成されることになる。ここで、検知９Ｒ域
Ａ゛〜Ｄ゛内で人体Ｍが移動すると、各赤外線検出素子
Ａ−Ｄからはに体Ｍと背景との温度差の変化に応じた出
力が生じる。信号処理部４は帯域フィルタ、マルチプレ
クサ及びＡ／Ｄ変換器でＩ／ｆ４戒し、帯域フィルタに
て赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力における必要な周波数成
分のみを抽出し、マルチプレクサ及びＡ／Ｄ変換器によ
り帯域フィルタを通過した各々の赤外線検出素子Ａ−Ｄ
の出力を順次Ａ／Ｄ変換する。

判定部５では信号処理部４で処理した赤外線検出素子Ａ
−Ｄの各出力から出力時刻ｔ＾〜ｔＤ及びピーク値■８
〜ＶＤを求め、上述した第１及び第２の判定条件を膚足
するか否かを判定する点は第５図の人体検出＊ａと同じ
であるが、本実施例の場合には第１及び第２の判定条件
に基づく判定を行う前に次の第３の判定条件を膚たすか
どうかの判定を行う。つまり、本実施例の場合には、各
赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力時刻ｔ、−ｔＬ、の犬々の
時間差を求め、これら時間差が下限値Ｔ饋ｉｎ以下であ
る（つまりは、同時出力がある）赤外線検出素子Ａ−Ｄ
の個数が、人体Ｍの検知領域Ａ゛〜Ｄ゛の通過によって
起こり得る個数以下であるか否かをまず判定する。ここ
で、本実施例のように４ｇＡの赤外線検出素子Ａ−Ｄを
配置した赤外線検出素子部２の場合には、人体Ｍの検知
領域Ａ゛〜Ｄ゛の通過の際に、２個の赤外線検出素子の
出力が同時に生じることはあっても、３個以上の赤外線
検出素子の出力が同時に生じることはあり得ない。そこ
で、本実施例の場合には、第１図の７０−チャートに示
すように、３＠以上の赤外線検出素子の出力が同時に出
力された場合には、その出力は人体Ｍによる赤外線検出
素子Ａ−Ｄの出力ではないと判定する。

なお、この第３の判定条件を膚足した場合には、上述し
た第２の判定条件に基づく判定を行って、次に各出力の
ピーク比（Ｖａｉｎ／　Ｖｗａｘ）を求めて、第１の判
定条件に基づいた判定を行うようにしである。

［実施例２１ 関連発明の一実施例を第２図に示す。本実施例では判定
部５で赤外線検出素子Ａ−Ｄの出力が人体Ｍによるもの
でないと判定された直後に、人体Ｍによる赤外線検出素
子Ａ−Ｄの出力が生じた場合にも、失報を生じないよう
にしたものである。

例えば、出力時刻の時間差の判定によって判定部５が赤
外線検出素子Ａ−Ｄの出力が人体Ｍによるものでないと
判定した時点から赤外線検出素子Ａ〜Ｄの出力の継続時
間を検出し、その継続時間が一定時間以上になった場合
に判定部５が異常であると判定し、出力部６から異常警
報を出力させる。

なお、継続時間が一定時間以内であれば、人体Ｍの赤外
線検出素子Ａ−Ｄの出力でないと判定するだけで、警報
は出力させない。

「発明の効果１ 特定発明は上述のように、赤外線検出素子の各出力のピ
ーク値が略一定であり、且つ人体の検知領域の通過によ
っては起こり得えない個数以上の赤外線検出素子に出力
の同時出力がなく、各出力の出力時刻の差が所定範囲内
である場合に人体が存在すると判定する判定部を備えて
いるので、判定部が人体の検知領域の通過によって起こ
り得えない個数以上の赤外線検出素子に出力の同時出力
があった場合には、人体が存在すると判定せず、従って
例えば一部検知領域への外乱光等による赤外線の照射に
より人体による赤外線検出素子の出力に似た出力が生じ
た場合にも、人体による赤外線検出素子の出力でないと
判定できる。

また、関連発明では上記判定部が人体が存在しないと判
定した時点から各赤外線検出素子からの出力の継続時間
を検出し、そのＩ！続待時間所定時開以上になった場合
に、異常があると判定するようにしであるので、この異
常判定時に何等かの報知を行うようにしておけば、判定
部が人体が存在しないと判定した直後に人体による赤外
線検出素子の出力が生ヒた場合にも失報を生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は特定発明の一実施例のに体の存在判定方法を示
す７０−チャート、第２図は関連発明の一実施例のに体
の存在判定方法を示す７０＝チヤート、第３図は従来例
の人体検出方法の説明図、第４図は同上の出力波形図、
第５図は他の従来例の構成を示すブロック図、第６図は
同上のに体検出方法の説明図、第７図は同上の出力波形
図、第８図は出力時刻を検出する方法の説明図、第９図
は同上の問題点の説明図、第１０図は他の問題点の説明
図である。 ５は判定部、Ａ−Ｄは赤外線検出素子である。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の検知領域で構成され人体に比べて十分に小
   さい領域からの赤外線を各検知領域毎に夫々受光する複
   数の赤外線検出素子と、これら赤外線検出素子の各出力
   のピーク値が略一定であると共に、人体の検知領域の通
   過によっては起こり得えない個数以上の赤外線検出素子
   に出力の同時出力がなく、且つ各出力の出力時刻の差が
   所定範囲内である場合に人体が存在すると判定する判定
   部とを備えた人体検出装置。
2. （２）上記判定部が人体が存在しないと判定した時点か
   ら各赤外線検出素子からの出力の継続時間を検出し、そ
   の継続時間が所定時間以上になった場合に、異常がある
   と判定して成る請求項１記載の人体検出装置。