JPH0452696Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、自動ドアの人体検知方法に用いる積
分装置に関するものである。

従来の技術 本出願人は先に特願昭60−126348号公報に示す
ように、投光器より発射された赤外線光の背景や
人体からの反射光を受光する受光器の出力に基づ
いて、背景からの反射量と人体からの反射量との
差を求め、この反射量の差が所定時間継続して所
定値以上の時に人体検知信号を出力するようにし
た人体検知方法を出願した。

この人体検知方法によれば、背景の状態変化や
投光器の発光効率の時間変化によつて誤動作しな
いと共に、降雪や太陽光線によつても誤動作しな
く、しかも静止した人体を検知できる利点を有す
る。

かかる人体検知方法を実施するには、受光器の
出力を時定数の小さな第１積分回路によつて積分
して背景からの反射量と人体からの反射量の増加
分との和の平均値を求めると共に、受光器の出力
を時定数の大きな第２積分回路によつて積分して
人体からの反射量を受光しても背景からの反射量
の平均値が増加しないようにし、第１・第２積分
回路の出力の差が所定時間以上所定値より大きい
時に人体検知信号を出力するように構成してい
る。

しかしながら、第２積分回路の時定数が大きい
と電源が投入された場合や投受光器の向きを変え
ることで背景からの反射量が変化した場合に、本
来の積分値となるまでに時間がかかりすぎてしま
うなどの不具合を有するので、先に出願した人体
検知方法の第１・第２積分回路を備えた積分装置
は第５図に示すように構成してある。

つまり、受光器ａの出力をサンプルアンドホー
ルド回路ｂを経て第１積分回路ｃと第２積分回路
ｄに入力し、第１積分回路ｃは抵抗ｅとコンデン
サｆとで構成すると共に、第２積分回路ｄをコン
デンサｇに第１・第２・第３抵抗ｈ，ｉ，ｊを並
列に接続し、かつ第１抵抗ｈには第１スイツチｋ
を、第２抵抗ｉには第２スイツチｌをそれぞれ直
列に接続したものとし、第１スイツチｋは電源が
投入された時と押釦スイツチ（図示せず）が押さ
れた時に所定時間だけONとなり、第２スイツチ
ｌは人体が検知域に入つた時にOFFとなるよう
にしてある。

このようにすることで、電源が投入されて押釦
スイツチがOFFであり、しかも人体が検知域に
入つていない通常時には、第１スイツチｋが
OFF、第２スイツチｌがONとなつて第２積分回
路ｄの時定数は第２・第３抵抗ｉ，ｊの合成抵抗
値に見合う中間の値T₂となつて背景からの反射
量を所定の状態で積分できると共に、電源投入時
と押釦スイツチをONした時には所定時間第１ス
イツチｋがONし時定数が第１・第２・第３抵抗
ｈ，ｉ，ｊの合成抵抗値に見合う小さい値T₁（T₂
＞T₁）となつて短時間に本来の積分値とするこ
とができ、通常時に人体が検知域に入ると第２ス
イツチｌがOFFし、第３抵抗ｊの抵抗値に見合
う大きい値T₃（T₃＞T₂＞T₁）となり、人体から
の反射量が受光されても積分値があまり上がらず
に感度低下を防止できる。

考案が解決しようとする問題点 かかる積分装置であると、第２積分回路ｄの時
定数の最大値T₃は第３抵抗ｊの抵抗値に見合う
値となると共に、その第３抵抗ｊの大きさには限
度があるので、時定数の最大値T₃には限度があ
り、通常時に人体よりの反射量が入力されるとそ
の反射量の増加分によつて第２積分回路ｄの積分
値が僅かずつ上昇し続け、感度が低下する。

つまり、人体が検知域に居続けると第２積分回
路ｄの積分値が順次大きくなり、第１積分回路ｃ
の積分値との差が小さくなるので感度が低下す
る。

問題点を解決するための手段及び作用 受光器の出力側に接続した第２積分回路をコン
デンサと抵抗とを人体が検知域に入つた時に
OFFするスイツチを介して接続した構造として、
通常時に人体が検知域に入つた時に第２積分回路
の時定数が略無限大となり、人体からの反射量が
入力されても積分値がほとんど増加しないように
したものである。

実施例 第４図は投光器と受光器の取付状態を示す概略
図であり、天井１には投光器２と受光器３とが配
設され、投光器２より赤外線光が床４に向けて照
射域５で示すように発射されると共に、受光器３
の受光域６と照射域５との交差部分が検知域７と
なつている。

そして、投光器２は所定の周波数で変調した赤
外線光を発射し、受光器３は検知域７で背景ある
いは人体より反射した赤外線光を受光して電気信
号に変えて出力する。

第２図は人体検知方法を示すブロツク説明図、
第３図は各ブロツクの信号変化を示す表図であ
り、前記投光器２は投光器駆動回路８よりの投光
器駆動信号（パルス）P₁によつて赤外線を投光
し、受光器３の出力は第３図ロに示すように人体
の侵入により順次増加、減少すると共に、その出
力は増幅器９で交流増幅されて第３図ハに示す出
力レベルとなり、その出力レベルはサンプルアン
ドホールド回路１０に送られ、サンプルアンドホ
ールドタイミング信号発生器１１よりのタイミン
グ信号でホールドされる。

前記サンプルアンドホールドタイミング信号発
生器１１は第３図ニに示すように投光器駆動信号
P₁と若干時間遅れをもつてタイミング信号（パ
ルス）P₂を出力し、サンプルアンドホールド回
路１１は前述のタイミング信号P₂が入力された
時点の増幅器９の出力レベルを次のタイミング信
号P₂が入力される時点まで保持し、その出力は
第３図ホに示すように赤外線投光タイミングに同
期したものとなる。

つまり、サンプルアンドホールドタイミング信
号発生器１１は、投光器駆動信号P₁を受けて投
光器２の赤外線投光タイミングに同期したサンプ
ルアンドホールド動作に必要なタイミング信号
P₂をサンプルアンドホールド回路１０に出力し、
サンプルアンドホールド回路１０は増幅器９で増
幅した受光器３の出力レベルを投光器駆動信号
P₁が出力される毎にホールドして出力する。

サンプルアンドホールド回路１０の出力レベル
は第１・第２積分回路１２，１３によつて積分さ
れる。

第１積分回路１２の時定数（抵抗値×コンデン
サ容量）は小さく設定され、その出力の時間的変
化は非常に大きくなつて第３図ヘに示すようにな
り、背景と人体からの反射量を同時にとらえるよ
うにしてある。

前記第２積分回路１３は時定数が第１積分回路
１２よりも非常に大きく略無限大に設定され、そ
の出力の時間的変化は第３図トに示すように第１
積分回路のそれよりも非常に小さくなり、サンプ
ルアンドホールド回路１０の出力レベルが急激に
大きくなつてもすみやかにそのレベルにまで達し
ないようになつて、人体が検知域７に侵入しても
出力がほとんど大きくならずに人体が侵入する前
の背景レベルをほとんど保有することになり、背
景からの反射量をとらえるようにしてある。

第１・第２積分回路１２，１３の出力レベルは
差動増幅器１４に送られ、第３図ヘに示す出力レ
ベルの差ａを増幅して第３図チに示す出力レベル
とする。

これにより、人体が検知域７に侵入した時の背
景からの反射量レベルと人体からの反射量レベル
の差、すなわち受光器３の出力レベルの変化分を
取り出し、その変化分を増幅できるので、背景環
境が変つて背景からの反射量レベルが変化した場
合でも常に受光器３の出力レベルの変化量だけを
取り出しできると共に、その変化量を増幅でき
る。

すなわち、前述の変化量は例えば0.01V程度と
非常に小さいので増幅する必要がある。

前記差動増幅器１４の出力レベルは比較器１５
に送られ、レベル設定器１６のレベル設定値Ａと
第３図チに示すように比較され、レベル設定値Ａ
以上であると第３図リに示すように比較器１５は
所定電圧レベルの信号R₁を出力する。

この信号R₁はパルス幅弁別回路１７に出力さ
れ、パルス幅弁別回路１７によつて信号R₁が出
力している時間を観測し、所定の時間t₁以上信号
R₁が出力されていれば、その信号R₁が停止する
まで（比較器１５の出力がOFFになるまで）第
３図ヌに示すように所定の電圧レベルの信号R₂
を出力する。

ここで、信号R₁が出力されている所定の時間t₁
とは、雪からの反射光や太陽光線が直接又は反射
して受光器３に入射した際に受光器３が出力した
時と、人体からの反射光を受光器３が受光して出
力した時とを区別できる程度の時間であり、これ
により雪や太陽光線より誤動作することを防止で
きる。

つまり、雪からの反射光や太陽光線が受光器３
に入射するのは極く短時間であるから、前述の比
較器１５より信号R₁が出力される時間は所定の
時間より短かく、パルス幅弁別回路１７は信号
R₂を出力しない。

前記パルス幅弁別回路１７の信号R₂はタイマ
ー１８に入力され、タイマー１８は信号R₂が入
力されるとリレー１９を動作開始すると共に、入
力されなくなつてから所定時間経過した後にリレ
ー１９の動作を停止し、リレー１９は動作中に図
示しないコントローラに人体検知信号を出力し続
ける。

つまり、タイマー１８は第３図ルに示すように
パルス幅弁別回路１７より信号R₂が入力すると
リレー１９を動作させ、入力されなくなつても設
定時間t₂だけONとなつてリレー１９を動作し続
ける。

以上の様に、背景からの反射量と人体等からの
反射量の差を検出し、この反射量の差が所定の値
以上で、かつ所定の時間以上継続している時にの
み人体検知信号を出力するので、受光部に太陽光
や雪からの反射光が入射した場合のように反射量
の差の持続時間が比較的短い場合には人体検知信
号を出力しないと共に、投光器の発光効率の変化
や床面からの反射量の変化が生じた場合のように
前記反射量の差が小さい場合には人体検知信号を
出力しないから誤動作しない。

また、静止した人体でも検知できる。

なお、前記第２積分回路１３は背景からの反射
量のみをとらえるようにするために時定数が略無
限大と大きいので、次の問題点を有する。

時定数が大きいと電源が投入された場合や投受
光器の向きを変えることで背景からの反射量が変
化した場合に、本来の積分値となるまでに時間が
かかりすぎてしまう。

そこで、第２積分回路１３を第１図に示すよう
に、コンデンサ２０に第１・第２抵抗２１，２２
を並列に接続し、第１抵抗２１には第１スイツチ
２４を、第２抵抗２２には第２スイツチ２５をそ
れぞれ直列に接続すると共に、第１スイツチ２４
を押釦スイツチ２６にノツトゲート２７を介して
接続し、かつタイマー２８を経て電源に接続し、
第２スイツチ２５はノツトゲート２９を介してパ
ルス幅弁別回路１７の出力側に接続すると共に、
第１スイツチ２４は電源が投入された時にタイマ
ー２８で設定された時間及び押釦スイツチ２６が
ONされた時にONとなり、第２スイツチ２５は
パルス幅弁別回路１７が信号R₂を出力している
とOFFとなるようにしてある。

このようであるから、電源が投入され続けて押
釦スイツチ２６がOFFである通常時には第１ス
イツチ２４に信号が入力されないからOFFとな
り、パルス幅弁別回路１７は信号R₂を出力しな
いから第２スイツチ２５に信号が入力されること
になつてONとなる。

したがつて、コンデンサ２０には第２抵抗２２
が接続され、この時の時定数は第２抵抗２２の抵
抗値に見合う中間の値T₂となり、前述の積分動
作を行なうのに十分なる値となる。

また、電源投入時にはタイマー２８の設定時間
及び押釦スイツチ２６をONした時に第１スイツ
チ２４がONとなるから、コンデンサ２０に第
１・第２抵抗２１，２２が並列接続され合成抵抗
値が前述より小さくなり、この時の時定数は最小
の値T₁（T₂＞T₁）となる。

したがつて、電源投入時及び投光器２、受光器
３の向きを変えて押釦スイツチ２６をONした時
には第２積分回路１３の時定数を小さくして短時
間に本来の積分値とすることができる。

また、前述の通常時で人体が検知域に入りパル
ス幅弁別回路１７より信号R₂が出力されると第
２スイツチ２５がOFFし、第１・第２抵抗２１，
２２が受光器３の出力側に接続されずにコンデン
サ２０には第１・第２スイツチ２４，２５の
OFF時のリーク電流が流れるようになり、その
時の抵抗値は略無限大となるので、その時の時定
数は第１・第２抵抗２１，２２の抵抗値に関係な
く略無限大の値T₃となる。

したがつて、人体が検知域に入つた時には第２
積分回路１３の時定数がほぼ無限大となり、人体
が検知域に居続けた場合に積分値がほとんど上が
らないようにして感度低下がほとんどないように
でき、居続けた人体が居なくなるとパリス幅弁別
回路１７より信号R₂が出力されなくなり、第２
スイツチ２５がONするから時定数がT₂と小さく
なるので、積分値が本来の積分値に短時間に戻
る。

なお、第１積分回路１２はコンデンサ２３ａと
抵抗２３ｂとより成り、その時定数T₄は小さく
（T₄≒T₁）なつている。

以上の実施例で述べた人体検知方法によれば次
の効果を有する。

背景からの反射量と人体からの反射量の差によ
つて人体検知信号を出力するので、投光器の発光
効率の時間変化や背景の状態変化があつても正確
に人体を検知できて誤動作することがないと共
に、静止した人体でも検出できる。

つまり、照射した赤外線光の床面からの反射量
は投光器の発光効率の時間的変化や床面の状態変
化などによつて変動するから、単に赤外線光の反
射量のレベルを人体検知の判断に用いる場合には
前述の反射量の変動によつて反射量のレベル自体
の微小な時間的変動があるので、その変動分を検
知しないようにする必要があり、このために微小
な反射量のレベル差がとらえにくくなり検知距離
を長くとれない。

これを解消するには反射量そのものの大小では
なく、どれだけ変化したかをとらえ、その変化分
の大小で検知信号を得る、すなわち微分動作型と
すれば良いが、この様にすると人体が静止した場
合には反射量が変化しないから検出できない。

また、前述の反射量の差が所定時間継続して所
定値以上の時に人体検知信号を出力するので、雪
によつて反射して受光部に入射したり、太陽光線
が直接又は反射して受光部に入射した場合に人体
検知信号を出力しないから、降雪や太陽光線によ
つて誤動作することがない。これらの欠点をも解
消したものである。

考案の効果 通常時に人体が検知域に入つた時に第１・第２
スイツチ２４，２５がOFFして第２積分回路１
３の時定数が第１・第２抵抗２１，２２の抵抗値
に関係なく略無限大となるので、人体からの反射
量が入力されても積分値がほとんど増加せず、感
度が低下することがほとんどない。

通常時には第２スイツチ２５がONとなつて第
２積分回路１３の時定数が第２抵抗２２の抵抗値
に見合う中間の値となつて背景からの反射量を比
較的短時間に積分できる。

電源投入後所定時間及び押釦スイツチ２６を
ONした時には第１・第２スイツチ２４，２５が
ONして第２積分回路１３の時定数は第１・第２
抵抗２１，２２の抵抗値に見合う最小の値とな
り、背景からの反射量を短時間に積分できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の実施例を示し、第１
図は積分回路の説明図、第２図は人体検知方法の
ブロツク説明図、第３図は各ブロツクの信号変化
を示す表図、第４図は投光器と受光器の取付状態
を示す概略図、第５図は積分回路の一例を示す説
明図である。 ３は受光器、１２は第１積分回路、１３は第２
積分回路、２０はコンデンサ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 背景からの反射量と人体からの反射量の差を検
   知し、この反射量の差が所定の値以上で、かつ所
   定の時間以上継続している時にのみ人体検知信号
   を出力する人体検知方法に用いる積分装置であつ
   て 受光器３の出力側に、時定数が小さく背景と人
   体からの反射量を積分する第１積分回路１２と、
   時定数がほぼ無限大と中間の値と最小の値に変化
   し背景からの反射量を積分する第２積分回路１３
   を並列に接続し、 前記第１積分回路１２を、抵抗２３ｂとその抵
   抗２３ｂの出力側を接地するコンデンサ２３ａよ
   り成り、時定数（抵抗値×コンデンサ容量）を小
   さい値とし、 前記第２積分回路１３を、電源投入後所定時間
   及び押釦スイツチ２６をONした時にONする第
   １スイツチ２４を介して受光器３の出力側に接続
   した第１抵抗２１及び、人体が検知域に入つた時
   にOFFする第２スイツチ２５を介して受光器３
   の出力側に接続した第２抵抗２２並びに、前記第
   １抵抗２１と第２抵抗２２の出力側を並列に接地
   するコンデンサ２０より成り、第１・第２スイツ
   チ２４，２５がOFFの時には時定数（抵抗値×
   コンデンサ容量）がほぼ無限大となり、第１スイ
   ツチ２４がOFFで第２スイツチ２５がONの時に
   は時定数が第２抵抗２２の抵抗値とコンデンサ２
   ０の容量に見合う中間の値となり、第１・第２ス
   イツチ２４，２５がONした時には時定数が第
   １・第２抵抗２１，２２の並列抵抗値とコンデン
   サ２０の容量に見合う最小の値となる構成とした
   ことを特徴とする人体検知方法に用いる積分装
   置。