JPH0412837B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は移動する人体等の物体から放射され
る赤外線エネルギー量と、建造物の床面等の背景
から放射される赤外線エネルギー量との差を検出
し、自動ドアの開閉や防犯警報装置の作動を制御
する赤外線式移動物体検出装置に関するものであ
る。

＜従来の技術＞ 絶対零度（−273℃）以上のあらゆる物体はそ
の温度に応じた赤外線を放射しているが、常温状
態での人体や建造物等は波長10μｍ付近の遠赤外
線を放射している。赤外線式移動物体検出装置は
建造物の床面等に所定の検知エリアを設定し、こ
の検知エリアから放射される赤外線を光学系を用
いて、常時監視している。検知エリア内に人体等
の物体が侵入することにより生じる赤外線エネル
ギー量の変化を検出し、自動ドアの開扉信号を出
したり、あるいは防犯警報装置の発報信号を出す
ように構成されたものである。

ところで、最近自動ドアの前面に化学的な処理
を施された布製の吸塵マツトが敷設されることが
多くなつた。この吸塵マツトの布材は熱容量が小
さく、しかもその毛足が長いので、太陽光の直射
や風の緩急により急激な温度変化を起しやすい。
このため、特に直射日光が照射する屋外に検知エ
リアが設定され、この検知エリア内に敷設された
吸塵マツトの温度が周囲温度に対し異なる状況下
において、風等によつてこの吸塵マツトの温度が
変化すると、赤外線検出素子に入射する赤外線エ
ネルギー量が変化するため、赤外線式移動物体検
出装置が吸塵マツト自体の温度変化を検知して検
知エリア内に物体の移動がないにも拘らず例えば
自動開閉ドアが作動するといつた誤動作が発生す
る。この誤動作を防止するために検出感度を低く
すると、第９図および第１０図に示すように、温
度変化に対し敏感に反応しないことによつて誤動
作の頻度は、低減するものの、例えば、検知エリ
ア内の温度が検出すべき人体等の移動物体の温度
に対し温度差が小さくなつた場合に検出できなく
なつて検知不能の頻度が増大する。これを防止す
るために検出感度を高くして検知能力を優先すれ
ば、前述の誤動作の頻度が増大するといつた矛盾
がある。

そこで、このような問題点を解消すべく自動利
得調整回路を備えた赤外線式移動物体検出装置が
本出願人によつて案出されている（特開昭59−
60587号）。この装置は、検知エリア内の温度変化
が大きい場合には、第５図に示すように検知エリ
アの温度と周囲温度との温度差が大きく、且つ第
４図に示すように検知すべき人体と背景の検知エ
リアとの温度差が検出感度に比較して著しく大き
いという条件と、検知エリア内の温度変化は人体
の移動時と異なり連続的に発生するという条件と
が生じる点に着目してなされたもので、検知エリ
アの温度変化によるノイズを検出し、このノイズ
のレベルに対応して自動利得調整回路により検出
感度を下げたり、あるいは信号自体のレベルを下
げ、温度変化の大小に拘らず信号レベルと検出感
度とを相対的に略一定に保持するようにしたもの
である。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかしながら、移動物体が連続的に検知エリア
を通過したり、又は検知エリア内に止まつて微動
したりした場合には、これの検出信号は、検知エ
リア内の温度変化によるノイズ信号と同様の信号
となり、誤動作して検出感度を低下させてしまう
ために移動物体を確実に検出できない欠点があ
る。そこで、本願と同一出願人は、検知エリアの
温度変化に起因するノイズ信号の変動に対しては
感度補正回路により検出感度を補正するとともに
物体の検知エリア内への移動に対しては感度補正
中断回路により感度補正回路の機能を一時中断す
る構成とした赤外線式移動物体検出装置を案出し
既に出願している（特開昭60−230081号）。この
装置は、感度補正中断回路により前記欠点を解消
できるものであるが、信号の入力がなくなつた後
に回路系で生じる時間遅れや減衰振動等が外乱に
よるノイズとして検知される場合があり、設定値
を定めるのに許容幅が小さいという僅かな欠点が
ある。

また、検知エリア内の温度が周囲温度と異なつ
て温度変化を起こし易い状態にありながらも風等
がなくてノイズ信号として検出されていない場合
において、例えば突風が吹いて温度変動が発生す
ると、検出感度が低下していないのでこの突風に
よる温度変化を検知する誤動作が生じる。このよ
うな事態に対応できる程度にまで応答速度を速く
すると、肝心の移動物体をも検出できなくなる。

＜発明の目的＞ 本発明は、このような問題点に鑑みなされたも
ので、検知エリア内の温度がその周囲温度より異
なる状態下における突風等による温度変化等に対
し誤動作することがないとともに、検知エリア内
の温度と検出すべき人体等の移動物体の温度との
温度差が小さい場合、あるいは移動物体が検知エ
リア内を連続的に通過したりした場合においても
移動物体を確実に検知することのできる赤外線式
移動物体検出装置を提供することを目的とするも
のである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明の赤外線式移動物体検出装置は、前記目
的を達成するために、所定の検知エリアから放射
される赤外線光束を集光する光学系と、赤外光を
測定波長として前記光学系から入射した熱放射エ
ネルギーをその変動量に応じた電気信号に変換す
る光導電効果型赤外光センサまたは熱型光センサ
からなる赤外線検出素子と、この赤外線検出素子
の電気信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路
の増幅信号が所定のレベルを超えた時にトリガ信
号を出力する赤外線レベル検出回路と、この赤外
線レベル検出回路からのトリガ信号を受けて自動
ドアの開閉等を制御する作動信号を出力する出力
回路とを備えた赤外線式移動物体検出装置におい
て、光起電力効果型光センサまたは光導電効果型
可視光センサからなりこれの検知エリアへの対向
面に入射する光束の密度に比例する電気信号を出
力する照度検出素子を備えるとともに、この照度
検出素子の出力の変動量に応じた検出信号を出力
する照度検出回路と、この照度検出回路の出力検
出信号が所定のレベルを超えた時にトリガ信号を
出力する照度レベル検出回路と、この照度レベル
検出回路と前記赤外線レベル検出回路との双方か
らそれぞれトリガ信号が出力された時のみ前記出
力回路に信号出力するゲート回路とを具備して成
る構成を要旨とするものである。

＜作用＞ 前記構成としたことにより、赤外線検出素子と
は個別に検知エリアに向け配設された照度検出素
子からは、これの検知エリアへの対向面に入射す
る単位面積当りの光束に比例する電気信号、つま
り該照度検出素子の周囲の照度に比例する電気信
号が出力され、この電気信号の変動量に応じた検
出信号が照度検出回路から出力される。従つて、
照度検出回路から出力する検出信号は、太陽光等
の直射による検知エリアの照度に対応する。そし
て、移動物体が検知エリア内に入つた場合には、
検知エリアと移動物体との太陽光に対する反射率
または反射位置が異なるので照度が変化し、この
照度の変動量を検知することによつて移動物体を
検出することができる。そこで、赤外線レベル検
出回路により赤外線のエネルギの所定以上の変動
を検出して移動物体の検出信号を得るだけでな
く、照度レベル検出回路により照度検出回路の出
力検出信号の所定以上の変動を検出して移動物体
の検出信号を得て、その双方の検出信号が発生し
た時のみ出力回路を駆動させるので、誤動作や検
知不能状態の生じることがない。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例を示した図面とともに詳
細に説明する。

一実施例を示した第１図において、所定の検知
エリアから放射された赤外線光束は光学系１によ
り集光され、赤外線検出素子２に入射する。赤外
線検出素子２は焦電検出器、サーミスタ・ボロメ
ータ、熱電堆等の熱型光センサまたは光導電効果
型赤外光センサからなり、赤外光を測定波長とし
て入射した熱放射エネルギーをその変動量に応じ
た電気信号に変換する。増幅回路３で増幅された
増幅信号は赤外線レベル検出回路４で信号強度、
すなわち赤外線光束の変動量が監視され、赤外線
レベル検出回路４は所定の検出感度を超える変動
を検知すると所定時間長を有するトリガ信号を出
力する。赤外線レベル検出回路４のトリガ信号に
よつて出力回路５が作動して制御器６に作動信号
を出力し、制御器６は自動ドアの開扉信号等を出
力する。

以上のような基本構成を備えた赤外線式移動物
体検出装置に対し以下の構成を付設したことを特
徴とする。即ち、検知エリアからの入射光束を集
光する集光系７と、この集光系７から入射する単
位面積当りの光束に比例する電気信号を出力する
フオトトランジスタ、フオトダイオード、太陽電
池等の光起電力効果型光センサまたはCdSセル等
の光導電効果型可視光センサからなる照度検出素
子を備え、この照射検出素子の出力電気信号の変
動量に応じた検出信号を出力する照度検出回路８
と、この照度検出回路８の照度検出信号を増幅す
る増幅回路９と、この増幅回路９の増幅信号が所
定のレベルを超えた時にトリガ信号を出力する照
度レベル検出回路１０と、この照度レベル検出回
路１０と赤外線レベル検出回路４からそれぞれト
リガ信号が出力された時のみ出力回路５に信号出
力するアンドゲート回路１１と、照度検出回路８
の出力を積分して検知エリアに向け配設した照度
検出回路８における前記照度検出素子の周囲の照
度の絶対値を検知し所定のスレツシヨルドレベル
以上となつた時に駆動する照度絶対値検出回路１
２と、照度レベル検出回路１０とともにアンドゲ
ート回路１１の入力端子に共通接続され照度絶対
値検出回路１２の駆動により閉成されるスイツチ
１３と、このスイツチ１３に負荷抵抗１５を介し
て接続された直流電源１４とを付加した構成にな
ついる。

次に、前記構成とした実施例装置の作用につい
て説明すると、検知エリア内に温度変化が生じる
ような高い照度の状態において、検知エリア内に
移動物体が入つた場合には、検知エリアとなる背
景と移動物体の太陽光に対する反射率或いは反射
の位置が異なるために照度が変化する。従つて、
この照度の変化量が照度レベル検知回路１０の検
出基準レベルを超えた時に出力されるトリガ信号
は、移動物体の検出信号となる。但し、太陽光の
直射がない場合や夜間等の照度の低い状態では移
動物体による照度の変化が小さくなり、移動物体
の検出が不能となる。即ち、照度の変化のみで移
動物体を検出する場合の検出不能の頻度は、第２
図の破線で示す曲線のように照度に対し略反比例
する。一方、赤外線のエネルギ量の変化により移
動物体を検出した時にトリガ信号を出力する赤外
線レベル検出回路４による誤動作の頻度は、第２
図に１点鎖線で示す曲線のように照度が大きくな
るに従つて増大する。そこで、第２図にＡで示す
照度レベルが照度絶対値検出回路１２にスレツシ
ヨルドレベルとして設定されていて、照度検出回
路８で検出され増幅回路８で増幅された照度検出
信号がＡのレベル以下である場合には、照度絶対
値検出回路１２が駆動されてスイツチ１３が閉成
され、このスイツチ１３を介して直流電源１４の
電源電圧がアンドゲート回路１１の一方の入力端
子に印加されている。従つて、出力回路５への信
号入力は、赤外線レベル検出回路４のトリガ信号
により決定される。即ち、検知不能となる頻度が
高い第２図のＢで示す照度の範囲では、赤外線エ
ネルギ量の変化のみによつて移動物体が検出され
る。ところで、照度は、第３図乃至第５図から明
らかなように、周囲温度と検知エリアの温度との
温度差、人体と検知エリアとの温度差および検知
エリアの温度変化に対しそれぞれ比例関係にあ
り、照度が低い場合においては検知エリアの温度
変化も極めて小さいから、赤外線エネルギ量の変
化のみにより移動物体を検出しても、第２図に実
線で示すように極めて誤動作の頻度が低い。

一方、照度レベルがＡで示すレベル以上となる
同図のＣで示す照度範囲においては、照度絶対値
検出回路１２が駆動されないためにスイツチ１３
が開放状態となり、アンドゲート回路１１によつ
て赤外線レベル検出回路４および照度レベル検出
回路１０からそれぞれトリガ信号が出力された時
のみ出力回路５に対し信号出力される。従つて、
例えば検知エリアの温度および周囲温度と検知エ
リアの温度との温度差が大きくなつている状態に
おいて、突風等によつて瞬間的な温度変化に伴う
赤外線エネルギ量の変化が生じ、これにより赤外
線レベル検出回路４からトリガ信号が出力されて
も、照度が不変であることから照度レベル検出回
路１０からはトリガ信号が出力されず、結果とし
て誤動作とはならない。また、照度絶対値検出回
路１２は、大きな時定数により積分する回路構成
となつていて、比較的長時間のサンプリングを行
なうようになつており、急に日が陰つたり周囲の
瞬間的な照度変化に対しては反応しないようにな
つている。従つて、第２図にＣで示す照度範囲の
動作領域においては、誤動作並びに検出不能の頻
度は同図の実線で示すように極めて低くなる。

また、第１図に２点鎖線で示すように、照度検
出信号を増幅する増幅回路９の増幅信号に対応し
て増幅回路３の増幅度または赤外線レベル検出回
路４の検出基準レベルの何れか一方若しくは両方
を可変するようにし、第６図に示すように照度に
応じて赤外線エネルギ量の検出感度を可変するよ
うにすれば、例えば、検知エリアの温度上昇によ
り検出感度が低下している状態において、移動物
体が検知エリアを連続的に通過したり、あるいは
検知エリア内に止つて微動した場合は、検知エリ
アと移動物体との太陽光に対する反射率あるいは
反射の位置が異なることにより照度が低下して検
出感度が低下することがなく、移動物体を確実に
検出することができる。

また、照度が大きくなつて検知エリアの温度お
よび周囲温度と検知エリアの温度との温度差が大
きくなつている状態では検出感度が低下している
から、突風等による瞬間的な温度変化に伴う赤外
線エネルギー量の変化を検出する誤動作は生じな
い。

また、第１図に１点鎖線で示すように、赤外線
レベル検出回路４のトリガ信号により増幅回路３
およびレベル検出回路４の何れか一方またはその
両方の周波数特性を可変する構成としてもよい。
即ち、第７図に実線の曲線で示した外乱によるノ
イズ信号の周波数成分は、同図に破線で示した人
体等の移動物体の検出信号の周波数成分よりも低
い周波数帯域にある。従つて、例えば通常時は第
８図の１点鎖線の曲線で示す周波数帯域の増幅度
を有する増幅回路３を、照度検出信号に対応して
同図に実線の曲線で示すように周波数帯域の低域
の増幅度を低下させ、検出感度を低下させるよう
にする。これにより、外乱ノイズのある状態にお
いても移動物体の検出信号に対しては大きな増幅
度で増幅される。この場合、従来装置のようにノ
イズ信号により検出感度を可変するものと異な
り、検知エリア内の照度により周波数帯域の低域
の利得を低下させて検出感度を可変しているか
ら、従来の問題点を解消できる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明の赤外線式移動物
体検出装置によると、赤外線エネルギ量の変化と
照度の変化とにより移動物体を検出するととも
に、照度変化による移動物体の検出不能頻度が高
くなる照度の低い範囲では赤外線エネルギ量の変
化のみで移動物体を検出する構成としたので、検
知エリアの瞬間的な温度変化等の極めて激しい温
度変化の条件下においても誤動作することがない
とともに、いかなる状態においても移動物体を確
実に検出することができるパーフエクトな赤外線
式移動物体検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の赤外線式移動物体検出装置の
一実施例のブロツク図、第２図は第１図の検出照
度と誤動作および検出不能の各頻度との関係図、
第３図は照度と、周囲温度と検知エリアの温度と
の温度差の関係図、第４図は周囲温度と検知エリ
アの温度との温度差と人体と検知エリアとの温度
差との関係図、第５図は周囲温度と検知エリアの
温度との温度差と検知エリアの温度変化との関係
図、第６図は第１図において検出照度で検出感度
を可変制御した場合の照度と検出感度との関係
図、第７図はノイズ信号と移動物体の検出信号の
各周波数成分の説明図、第８図は第１図において
検出照度信号により増幅回路の周波数特性を可変
した場合の周波数と増幅回路の増幅度との関係を
示す周波数特性図、第９図および第１０図はそれ
ぞれ従来装置における検出感度に対する検知不能
頻度と誤動作の頻度の説明図である。 １……光学系、２……赤外線検出素子、３……
増幅回路、４……赤外線レベル検出回路、５……
出力回路、６……制御器、８……照度検出回路、
１０……照度レベル検出回路、１１……ゲート回
路、１２……照度絶対値検出回路、１３……スイ
ツチ、１４……直流電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の検知エリアから放射される赤外線光束
   を集光する光学系と、赤外光を測定波長として前
   記光学系から入射した熱放射エネルギーをその変
   動量に応じた電気信号に変換する光導電効果型赤
   外光センサまたは熱型光センサからなる赤外線検
   出素子と、この赤外線検出素子の電気信号を増幅
   する増幅回路と、この増幅回路の増幅信号が所定
   のレベルを超えた時にトリガ信号を出力する赤外
   線レベル検出回路と、この赤外線レベル検出回路
   からのトリガ信号を受けて自動ドアの開閉等を制
   御する作動信号を出力する出力回路とを備えた赤
   外線式移動物体検出装置において、光起電力効果
   型光センサまたは光導電効果型可視光センサから
   なりこれの検知エリアへの対向面に入射する光束
   の密度に比例する電気信号を出力する照度検出素
   子を備えるとともに、この照度検出素子の出力の
   変動量に応じた検出信号を出力する照度検出回路
   と、この照度検出回路の出力検出信号が所定のレ
   ベルを超えた時にトリガ信号を出力する照度レベ
   ル検出回路と、この照度レベル検出回路と前記赤
   外線レベル検出回路との双方からそれぞれトリガ
   信号が出力された時のみ前記出力回路に信号出力
   するゲート回路とを具備して或ることを特徴とす
   る赤外線式移動物体検出装置。 ２ 直流電源を常開のスイツチを介して前記ゲー
   ト回路の一方の入力端子に前記照度レベル検出回
   路とともに共通接続し、前記スイツチを、前記照
   度検出回路の出力から照度の絶対値を検出する照
   度絶対値検出回路により開閉制御する構成とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   赤外線式移動物体検装置。 ３ 前記ゲート回路を、アンドゲート回路とした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２
   項に記載の赤外線式移動物体検出装置。 ４ 前記照度検出回路または照度レベル検出回路
   の出力により、前記増幅回路の増幅度、赤外線レ
   ベル検出回路の検出基準レベル又は前記増幅回路
   または赤外線レベル検出回路の周波数特性のうち
   の少なくとも一つを可変する構成としたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れ
   かに記載の赤外線式移動物体検出装置。