JPH0518825A - 温度分布測定装置およびそれを用いた人体検知システム - Google Patents
温度分布測定装置およびそれを用いた人体検知システムInfo
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- JPH0518825A JPH0518825A JP3168487A JP16848791A JPH0518825A JP H0518825 A JPH0518825 A JP H0518825A JP 3168487 A JP3168487 A JP 3168487A JP 16848791 A JP16848791 A JP 16848791A JP H0518825 A JPH0518825 A JP H0518825A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 焦電型アレイセンサを回転駆動しながら動作
させることにより、輻射温度分布を測定し、装置室内の
在室者の有無、人数、活動量等の検知を可能とする装置
を提供することを目的とする。 【構成】 赤外線を検知する赤外線アレイセンサ１と、
赤外線を集光する集光手段２と、赤外線アレイセンサ１
に入射する赤外線を断続的に遮断するチョッパー手段３
と、そのような各手段を一体的に保持する回転部４と、
その回転部４を回転させるステッピングモータ５とを備
え、所定の対面方向に対して計測後、ステッピングモー
タ５により１ステップ一定角度前進回転させ、前記計測
を順次繰り返し、最終対面方向に対して計測終了後、そ
れまで回転したステップ量だけステッピングモータ５を
逆駆動して、初期対面方向まで逆回転させ、次の測定の
待機状態とする。
させることにより、輻射温度分布を測定し、装置室内の
在室者の有無、人数、活動量等の検知を可能とする装置
を提供することを目的とする。 【構成】 赤外線を検知する赤外線アレイセンサ１と、
赤外線を集光する集光手段２と、赤外線アレイセンサ１
に入射する赤外線を断続的に遮断するチョッパー手段３
と、そのような各手段を一体的に保持する回転部４と、
その回転部４を回転させるステッピングモータ５とを備
え、所定の対面方向に対して計測後、ステッピングモー
タ５により１ステップ一定角度前進回転させ、前記計測
を順次繰り返し、最終対面方向に対して計測終了後、そ
れまで回転したステップ量だけステッピングモータ５を
逆駆動して、初期対面方向まで逆回転させ、次の測定の
待機状態とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焦電型の赤外線センサ
をもちいた温度分布測定装置およびそれを用いた人体検
知システムに関する。
をもちいた温度分布測定装置およびそれを用いた人体検
知システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、セキュリティや空調制御におい
て、室内にいる人間の有無や活動量を検知するために室
内の温度分布の計測への要求が高まりつつある。
て、室内にいる人間の有無や活動量を検知するために室
内の温度分布の計測への要求が高まりつつある。
【０００３】従来、赤外線を用いた空間の温度分布を測
定する装置には、焦電センサを用いて、空間温度分布を
求める方法が知られている。例えば、特開昭６４−８８
３９１、特開昭５７−１８５６９５、特開平２−１８３
７５２、特開平２−１９６９３２号公報等に記載のごと
く、単一の焦電センサを用いて、機構的に縦方向および
横方向に方向走査させて各方向毎の入力エネルギ−を検
知し、温度分布を求める方法が知られている。
定する装置には、焦電センサを用いて、空間温度分布を
求める方法が知られている。例えば、特開昭６４−８８
３９１、特開昭５７−１８５６９５、特開平２−１８３
７５２、特開平２−１９６９３２号公報等に記載のごと
く、単一の焦電センサを用いて、機構的に縦方向および
横方向に方向走査させて各方向毎の入力エネルギ−を検
知し、温度分布を求める方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焦電セ
ンサを用いたものは、センサ感度が低いという問題と機
構の複雑さおよび信号処理の複雑さから、空間分解能お
よび温度分解能が低いという課題が有る。
ンサを用いたものは、センサ感度が低いという問題と機
構の複雑さおよび信号処理の複雑さから、空間分解能お
よび温度分解能が低いという課題が有る。
【０００５】本発明は、上述の従来の空間温度分布を測
定する方法の課題を考慮し、焦電センサの赤外線アレイ
センサを用いて低コストで小型の信頼性が高い温度分布
測定装置およびそれを用いた人体検知システムを提供す
ることを目的とする。
定する方法の課題を考慮し、焦電センサの赤外線アレイ
センサを用いて低コストで小型の信頼性が高い温度分布
測定装置およびそれを用いた人体検知システムを提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、赤外線を検知
する複数個の検出部をアレイ状に設けた赤外線アレイセ
ンサと、その赤外線アレイセンサに赤外線を集光する集
光手段と、前記赤外線アレイセンサに入射する赤外線を
断続的に遮断するチョッパー手段と、前記赤外線アレイ
センサ、集光手段及びチョッパー手段を保持し、回転可
能な回転部とを備えたことを特徴とする温度分布測定装
置である。
する複数個の検出部をアレイ状に設けた赤外線アレイセ
ンサと、その赤外線アレイセンサに赤外線を集光する集
光手段と、前記赤外線アレイセンサに入射する赤外線を
断続的に遮断するチョッパー手段と、前記赤外線アレイ
センサ、集光手段及びチョッパー手段を保持し、回転可
能な回転部とを備えたことを特徴とする温度分布測定装
置である。
【０００７】また、本発明は、本発明の温度分布測定装
置によって輻射温度分布を測定し、その測定値より、室
内の人数、もしくは取込温度分布の経時変化値から在室
者の活動量を定性的に判断する手段を備えた人体検知シ
ステムである。
置によって輻射温度分布を測定し、その測定値より、室
内の人数、もしくは取込温度分布の経時変化値から在室
者の活動量を定性的に判断する手段を備えた人体検知シ
ステムである。
【０００８】また、本発明は、複数個の検出部をアレイ
状に設けた赤外線アレイセンサと、前記赤外線アレイセ
ンサに入射する赤外線を断続的に遮断するチョッパー手
段と、前記赤外線アレイセンサの対面方向を段階的に回
転させるステッピングモータを備え、所定の対面方向に
対して前記各検出部の出力を計測後、前記ステッピング
モータにより１ステップ一定角度前進回転させ、前記計
測を順次繰り返し、最終対面方向に対して計測終了後、
初期対面方向まで前記ステッピングモータで逆回転させ
る温度分布測定装置である。
状に設けた赤外線アレイセンサと、前記赤外線アレイセ
ンサに入射する赤外線を断続的に遮断するチョッパー手
段と、前記赤外線アレイセンサの対面方向を段階的に回
転させるステッピングモータを備え、所定の対面方向に
対して前記各検出部の出力を計測後、前記ステッピング
モータにより１ステップ一定角度前進回転させ、前記計
測を順次繰り返し、最終対面方向に対して計測終了後、
初期対面方向まで前記ステッピングモータで逆回転させ
る温度分布測定装置である。
【０００９】
【作用】本発明は、赤外線を集光する集光手段で集光し
た赤外線を赤外線アレイセンサで検知し、チョッパー手
段で、赤外線アレイセンサに入射する赤外線を断続的に
遮断し、回転部によって、赤外線アレイセンサ、集光手
段及びチョッパー手段を回転させる。
た赤外線を赤外線アレイセンサで検知し、チョッパー手
段で、赤外線アレイセンサに入射する赤外線を断続的に
遮断し、回転部によって、赤外線アレイセンサ、集光手
段及びチョッパー手段を回転させる。
【００１０】また、本発明は、所定の対面方向に対して
各検出部の出力を計測後、赤外線アレイセンサの対面方
向を段階的に回転させるステッピングモータによって、
１ステップ一定角度前進回転させ、このような計測を順
次繰り返し、最終対面方向に対して計測終了後、初期対
面方向まで前記ステッピングモータで逆回転させて温度
分布を測定する。
各検出部の出力を計測後、赤外線アレイセンサの対面方
向を段階的に回転させるステッピングモータによって、
１ステップ一定角度前進回転させ、このような計測を順
次繰り返し、最終対面方向に対して計測終了後、初期対
面方向まで前記ステッピングモータで逆回転させて温度
分布を測定する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１２】図１は本発明の一実施例を説明するための
概略構成を示すものであって、回転部４には受光部を８
個ライン（縦）状に設けた焦電型の赤外線アレイセンサ
１と、アレイセンサ１の前面に赤外線を該焦電センサア
レイに集光するためのシリコン赤外線レンズ２を設け、
さらに、レンズ２の前方にはレンズ２に入射する赤外線
を断続的に遮断するチョッパ−３を設けている。回転部
４はステッピングモ−タ５に機械的に接続している。
概略構成を示すものであって、回転部４には受光部を８
個ライン（縦）状に設けた焦電型の赤外線アレイセンサ
１と、アレイセンサ１の前面に赤外線を該焦電センサア
レイに集光するためのシリコン赤外線レンズ２を設け、
さらに、レンズ２の前方にはレンズ２に入射する赤外線
を断続的に遮断するチョッパ−３を設けている。回転部
４はステッピングモ−タ５に機械的に接続している。
【００１３】図２は赤外線の結像状態を概念的に示すも
のであって、発熱体（例えば人体）６からの輻射熱はレ
ンズ２をとうしてアレイセンサ１上に結像される。すな
わち、人体の縦のライン状の温度分布が上下逆向きに検
出できるものである。
のであって、発熱体（例えば人体）６からの輻射熱はレ
ンズ２をとうしてアレイセンサ１上に結像される。すな
わち、人体の縦のライン状の温度分布が上下逆向きに検
出できるものである。
【００１４】今、アレイセンサ１の長軸方向を縦方向に
設置し、チョッパ−３を１０Ｈｚで駆動すると１／１０
ｓｅｃ毎にアレイセンサ１およびレンズ２が面している
方向の縦列の輻射熱量の分布、すなわち、縦方向温度分
布が測定できる。測定できる空間範囲はレンズ２の画角
とセンササイズにより決まるものであり、また、縦列の
空間分解能はアレイセンサ１中に設けてた赤外線受光部
の電極の数に依存するものである。例えば、レンズ２の
画角を８０度とし、アレイセンサ１に１０個の受光部を
設けた場合には、縦の分解能は１０でそれぞれ８度の範
囲の温度を測定することになる。
設置し、チョッパ−３を１０Ｈｚで駆動すると１／１０
ｓｅｃ毎にアレイセンサ１およびレンズ２が面している
方向の縦列の輻射熱量の分布、すなわち、縦方向温度分
布が測定できる。測定できる空間範囲はレンズ２の画角
とセンササイズにより決まるものであり、また、縦列の
空間分解能はアレイセンサ１中に設けてた赤外線受光部
の電極の数に依存するものである。例えば、レンズ２の
画角を８０度とし、アレイセンサ１に１０個の受光部を
設けた場合には、縦の分解能は１０でそれぞれ８度の範
囲の温度を測定することになる。
【００１５】つぎに、ステッピングモ−タ５を駆動さ
せ、回転部を断続的に回転させることによりアレイセン
サ１およびレンズ２が面している方向を左右に走査させ
ながら、前述と同様にチョッパ−３を駆動させて温度分
布を測定する。測定後、電気信号処理により各方向の縦
の温度分布をつなぎ合わせると、空間の２次元の反転温
度分布が得られる。横（左右）方向の空間分解能はステ
ッピングモ−タ５の１回の回転角に依存するものであ
り、例えば、３．６度回転毎に信号入力し、ト−タル１
８０度回転させた場合には、横方向の空間分解能は５０
となり、センサ位置から見て縦８０度、横１８０度の空
間を１０×５０の分解能で温度分布を測定できるもので
ある。
せ、回転部を断続的に回転させることによりアレイセン
サ１およびレンズ２が面している方向を左右に走査させ
ながら、前述と同様にチョッパ−３を駆動させて温度分
布を測定する。測定後、電気信号処理により各方向の縦
の温度分布をつなぎ合わせると、空間の２次元の反転温
度分布が得られる。横（左右）方向の空間分解能はステ
ッピングモ−タ５の１回の回転角に依存するものであ
り、例えば、３．６度回転毎に信号入力し、ト−タル１
８０度回転させた場合には、横方向の空間分解能は５０
となり、センサ位置から見て縦８０度、横１８０度の空
間を１０×５０の分解能で温度分布を測定できるもので
ある。
【００１６】最終対面方向の測定が終了後、ステッピン
グモータ５を逆回転させ、初期の対面方向に戻し、次の
測定に対する待機状態をつくる。
グモータ５を逆回転させ、初期の対面方向に戻し、次の
測定に対する待機状態をつくる。
【００１７】上記測定手順をより詳しく説明する。図３
に測定装置の電気信号に関するブロック図を示す。Ｉ／
Ｏポート１８にはステッピングモータ駆動部１５、チョ
ッパー駆動部１３、センサ信号処理回路部１１およびＣ
ＰＵ１４が電気的に接続しており、また、ＣＰＵ１４に
はクロック発生回路１６、データ記録部１７が接続して
いる。
に測定装置の電気信号に関するブロック図を示す。Ｉ／
Ｏポート１８にはステッピングモータ駆動部１５、チョ
ッパー駆動部１３、センサ信号処理回路部１１およびＣ
ＰＵ１４が電気的に接続しており、また、ＣＰＵ１４に
はクロック発生回路１６、データ記録部１７が接続して
いる。
【００１８】図４は主な電気信号波形のタイミングを示
したものである。また、図５は計測方法のフローチャー
トを示したものである。
したものである。また、図５は計測方法のフローチャー
トを示したものである。
【００１９】図３、図４および図５を用いて信号処理の
方法について説明する。
方法について説明する。
【００２０】まず、測定開始信号（ａ）によって、初期
の対面方向について計測を実行し（ステップＳ１）、次
に、クロック発生回路１６からの信号を受けて、ＣＰＵ
１４から設定により、ステッピングモータ駆動方向信号
（ｂ）を前進方向（例えば、HIGH）とし、ステッピング
モータ駆動部１５にステッピングモータ駆動信号（ｃ）
のＯＮ信号が送信された時、一定角度（θ0）だけステ
ッピングモータ５を前進回転する。
の対面方向について計測を実行し（ステップＳ１）、次
に、クロック発生回路１６からの信号を受けて、ＣＰＵ
１４から設定により、ステッピングモータ駆動方向信号
（ｂ）を前進方向（例えば、HIGH）とし、ステッピング
モータ駆動部１５にステッピングモータ駆動信号（ｃ）
のＯＮ信号が送信された時、一定角度（θ0）だけステ
ッピングモータ５を前進回転する。
【００２１】この時、同時にチョッパー駆動部１３もチ
ョッパー駆動信号（ｄ）のＯＮ／ＯＦＦ信号が送信され
て、チョッパー３の開／閉がなされる。ここで、図に示
すようにステッピング信号とチョッパー信号は同期させ
ることにより、タイミング良く、センシングが可能とな
る。各センサ出力はチョッパー３の開／閉に合わせて、
図４（ｅ）のようになり、センサ信号処理回路部１１を
通して、データ記録部１７に保存される。センサ受光部
の数をｎとすると、データの番地は例えば、Ｓ01，Ｓ0
2，−−−，Ｓ0nとする。データ保存後、ＣＰＵ１４に
より、次のステッピングモータ駆動信号が送信されると
同時に、この時、同時にチョッパー駆動ＯＮ／ＯＦＦ信
号が送信されて、次の方向に対する測定が開始される。
測定後、データの番地をＳ11，Ｓ12，−−−，Ｓ1nとす
る。このようにして、ｍ回方向を前進回転させて測定
し、最終対面方向の測定（ｍ番目の測定）が終了後（ス
テップＳ２，Ｓ３）、ＣＰＵ１４からの信号により、ス
テッピングモータ駆動方向信号を後進方向（例えば、LO
W）とし、ステッピングモータ５をトータル（ｍ×θ0）
度高速に逆回転し（ｃ）、初期の対面方向に戻し、次の
測定に対する待機状態に入る（ステップＳ４）。逆回転
速度は、できる限り速い方がよい。次に、測定データを
ＣＰＵ１４に送信し（ステップＳ５）、 Ｓ01，Ｓ02，−−，Ｓ0n Ｓ11，Ｓ12，−−，Ｓ1n −− −− −− −− Ｓm1，Ｓm2，−− Ｓmn のマトリックスとして処理することにより、空間の温度
分布をｎ×ｍの分解能で測定処理できる。
ョッパー駆動信号（ｄ）のＯＮ／ＯＦＦ信号が送信され
て、チョッパー３の開／閉がなされる。ここで、図に示
すようにステッピング信号とチョッパー信号は同期させ
ることにより、タイミング良く、センシングが可能とな
る。各センサ出力はチョッパー３の開／閉に合わせて、
図４（ｅ）のようになり、センサ信号処理回路部１１を
通して、データ記録部１７に保存される。センサ受光部
の数をｎとすると、データの番地は例えば、Ｓ01，Ｓ0
2，−−−，Ｓ0nとする。データ保存後、ＣＰＵ１４に
より、次のステッピングモータ駆動信号が送信されると
同時に、この時、同時にチョッパー駆動ＯＮ／ＯＦＦ信
号が送信されて、次の方向に対する測定が開始される。
測定後、データの番地をＳ11，Ｓ12，−−−，Ｓ1nとす
る。このようにして、ｍ回方向を前進回転させて測定
し、最終対面方向の測定（ｍ番目の測定）が終了後（ス
テップＳ２，Ｓ３）、ＣＰＵ１４からの信号により、ス
テッピングモータ駆動方向信号を後進方向（例えば、LO
W）とし、ステッピングモータ５をトータル（ｍ×θ0）
度高速に逆回転し（ｃ）、初期の対面方向に戻し、次の
測定に対する待機状態に入る（ステップＳ４）。逆回転
速度は、できる限り速い方がよい。次に、測定データを
ＣＰＵ１４に送信し（ステップＳ５）、 Ｓ01，Ｓ02，−−，Ｓ0n Ｓ11，Ｓ12，−−，Ｓ1n −− −− −− −− Ｓm1，Ｓm2，−− Ｓmn のマトリックスとして処理することにより、空間の温度
分布をｎ×ｍの分解能で測定処理できる。
【００２２】具体的測定例として、今、該アレイセンサ
１の長軸方向を縦方向に設置し、チョッパー３を１０Ｈ
ｚで駆動すると１／１０ｓｅｃ毎に１方向の縦列の温度
分布が測定できる。測定できる空間範囲はレンズの画角
とセンササイズによるものであり、また、縦列の空間分
解能はアレイセンサ１中に設けて赤外線受光部の電極の
数に依存するものであり、例えば、レンズの画角を８０
度とし、アレイセンサに１０個の受光部を設けた場合に
は、縦の分解能は１０でそれぞれ８度の範囲の温度を測
定することになる。
１の長軸方向を縦方向に設置し、チョッパー３を１０Ｈ
ｚで駆動すると１／１０ｓｅｃ毎に１方向の縦列の温度
分布が測定できる。測定できる空間範囲はレンズの画角
とセンササイズによるものであり、また、縦列の空間分
解能はアレイセンサ１中に設けて赤外線受光部の電極の
数に依存するものであり、例えば、レンズの画角を８０
度とし、アレイセンサに１０個の受光部を設けた場合に
は、縦の分解能は１０でそれぞれ８度の範囲の温度を測
定することになる。
【００２３】つぎに、回転部４を断続的に前進回転させ
ることによりアレイセンサ１およびレンズ２が面してい
る方向を走査させながら、前述と同様にチョッパー３を
駆動させて温度分布を測定する。測定後、信号処理によ
り各方向の縦の温度分布をつなぎ合わせると、空間の２
次元の反転温度分布が得られる。横（左右）方向の空間
分解能はステッピングモータ５の１回の回転角に依存す
るものであり、例えば、３．６度回転毎に信号入力し、
トータル１８０度回転させた場合には、横方向の空間分
解能は５０となり、センサ位置から見て縦８０度、横１
８０度の空間を１０×５０の分解能で数分の間隔で温度
分布を測定できた。
ることによりアレイセンサ１およびレンズ２が面してい
る方向を走査させながら、前述と同様にチョッパー３を
駆動させて温度分布を測定する。測定後、信号処理によ
り各方向の縦の温度分布をつなぎ合わせると、空間の２
次元の反転温度分布が得られる。横（左右）方向の空間
分解能はステッピングモータ５の１回の回転角に依存す
るものであり、例えば、３．６度回転毎に信号入力し、
トータル１８０度回転させた場合には、横方向の空間分
解能は５０となり、センサ位置から見て縦８０度、横１
８０度の空間を１０×５０の分解能で数分の間隔で温度
分布を測定できた。
【００２４】次に、ステッピングモータ５の別の駆動方
法を用いる実施例に付いて述べる。
法を用いる実施例に付いて述べる。
【００２５】上記実施例においては、ステッピングモー
タ５の前進および後進回転の回数をＣＰＵ１４により設
定したが、回転部４が接触するストップ用スイッチを別
に設けるようにしてもよい。即ち、最終対面方向に対し
て計測終了後、ステッピングモータ５が前進回転したと
きに第１のストップ用スイッチに接触し、その信号を受
けて、ステッピングモータ５を一気に後進回転、すなわ
ち逆回転させる。後進回転により、初期の対面方向にア
レイセンサ１が面する位置で回転部４が接するように第
２のストップ用スイッチを設け、逆回転を停止させる。
タ５の前進および後進回転の回数をＣＰＵ１４により設
定したが、回転部４が接触するストップ用スイッチを別
に設けるようにしてもよい。即ち、最終対面方向に対し
て計測終了後、ステッピングモータ５が前進回転したと
きに第１のストップ用スイッチに接触し、その信号を受
けて、ステッピングモータ５を一気に後進回転、すなわ
ち逆回転させる。後進回転により、初期の対面方向にア
レイセンサ１が面する位置で回転部４が接するように第
２のストップ用スイッチを設け、逆回転を停止させる。
【００２６】図６にこの実施例の主な電気信号波形のタ
イミングを示す。
イミングを示す。
【００２７】すなわち、第１のストップ用スイッチがＯ
Ｎしたときは（ｂ）、後進回転させ、第２のストップ用
スイッチがＯＮしたときは（ｃ）、前進回転させるとい
う、単純な方法により、連続的に空間温度分布の測定が
できた。他の信号は、図４の実施例と同じである。
Ｎしたときは（ｂ）、後進回転させ、第２のストップ用
スイッチがＯＮしたときは（ｃ）、前進回転させるとい
う、単純な方法により、連続的に空間温度分布の測定が
できた。他の信号は、図４の実施例と同じである。
【００２８】なお、前進回転もしくは後進回転（逆回
転）のどちらか一方だけをストップ用スイッチで制御し
てもよい。また、チョッパーは後進回転時にストップさ
せても、連続駆動させてもよい。
転）のどちらか一方だけをストップ用スイッチで制御し
てもよい。また、チョッパーは後進回転時にストップさ
せても、連続駆動させてもよい。
【００２９】次に、上記各実施例の具体的機械構造に付
いて説明する。
いて説明する。
【００３０】図７はその構造を示す断面図である。回転
部４０には受光部を複数個ライン状に設けた焦電型の赤
外線アレイセンサ１０と、アレイセンサ１０の前面に赤
外線を該焦電センサアレイに集光するためのシリコン赤
外線レンズ２０を設け、さらに、レンズ２０の前面には
レンズ２０に入射する赤外線を断続的に遮断するチョッ
パ−３０を設ける。チョッパ−３０はガイドピン３１を
支点として部分回転をすることにより、レンズ２０に入
射する赤外線のチョッピングを可能とするものである。
３２はチョッパ−３０上部に固定された永久磁石であ
り、３３は小型ソレノイドであって、入力電流に応じて
電磁場を変化させることにより、チョッパ−３０の駆動
を可能としている。また、回転部４０はステッピングモ
−タ５０に機械的に接続部５１を介して接続している。
部４０には受光部を複数個ライン状に設けた焦電型の赤
外線アレイセンサ１０と、アレイセンサ１０の前面に赤
外線を該焦電センサアレイに集光するためのシリコン赤
外線レンズ２０を設け、さらに、レンズ２０の前面には
レンズ２０に入射する赤外線を断続的に遮断するチョッ
パ−３０を設ける。チョッパ−３０はガイドピン３１を
支点として部分回転をすることにより、レンズ２０に入
射する赤外線のチョッピングを可能とするものである。
３２はチョッパ−３０上部に固定された永久磁石であ
り、３３は小型ソレノイドであって、入力電流に応じて
電磁場を変化させることにより、チョッパ−３０の駆動
を可能としている。また、回転部４０はステッピングモ
−タ５０に機械的に接続部５１を介して接続している。
【００３１】図中、７０はセンサ駆動機構部の本体であ
って、回転部４０を安定保持している。前述の如く、チ
ョッパ−３０をてこ型とし、回転部に埋設一体化するこ
とにより、センシング方向を変化させながら機能的に所
望のチョッピング動作が達成できた。
って、回転部４０を安定保持している。前述の如く、チ
ョッパ−３０をてこ型とし、回転部に埋設一体化するこ
とにより、センシング方向を変化させながら機能的に所
望のチョッピング動作が達成できた。
【００３２】次に、図８は別の機械的構造を示す。即
ち、回転部４０には受光部を複数個ライン状に設けた焦
電型の赤外線アレイセンサ１０と、該アレイセンサ１０
の前面に赤外線を該焦電センサアレイ１０に集光するた
めのシリコン赤外線レンズ２０を設け、さらに、レンズ
２０の前面には該レンズ２０に入射する赤外線を断続的
に遮断する円盤型チョッパ−３５を設ける。該チョッパ
−３５はシャフト３６を支点として回転をするものであ
り、円盤型チョッパ−３５に部分的に設けた穴により、
レンズ２０に入射する赤外線のチョッピングを可能とす
るものである。３７は小型モ−タであって、チョッパ−
３５の回転駆動を可能としている。また、回転部４０は
ステッピングモ−タ５０に機械的に接続部５１を介して
接続している。図中、７０はセンサ駆動機構部の本体で
あって、回転部４０を安定保持している。
ち、回転部４０には受光部を複数個ライン状に設けた焦
電型の赤外線アレイセンサ１０と、該アレイセンサ１０
の前面に赤外線を該焦電センサアレイ１０に集光するた
めのシリコン赤外線レンズ２０を設け、さらに、レンズ
２０の前面には該レンズ２０に入射する赤外線を断続的
に遮断する円盤型チョッパ−３５を設ける。該チョッパ
−３５はシャフト３６を支点として回転をするものであ
り、円盤型チョッパ−３５に部分的に設けた穴により、
レンズ２０に入射する赤外線のチョッピングを可能とす
るものである。３７は小型モ−タであって、チョッパ−
３５の回転駆動を可能としている。また、回転部４０は
ステッピングモ−タ５０に機械的に接続部５１を介して
接続している。図中、７０はセンサ駆動機構部の本体で
あって、回転部４０を安定保持している。
【００３３】このように、チョッパ−３５を回転型と
し、回転部４０に埋設一体化することにより、センシン
グ方向を変化させながら機能的に所望のチョッピング動
作が達成できた。
し、回転部４０に埋設一体化することにより、センシン
グ方向を変化させながら機能的に所望のチョッピング動
作が達成できた。
【００３４】次に、本発明にかかる温度分布測定装置を
用いた人体検知システムの１実施例を説明する。
用いた人体検知システムの１実施例を説明する。
【００３５】上記実施例に示す測定装置を約６×６ｍ2
の室内の壁面上部に取付、室内全体の温度分布を測定し
た。なお、センサ受光部の数は１０個とし、左右への回
転ステップ数を４０とした。この時の空間温度分布は１
０×４０のマトリックス Ｓ00、01,Ｓ00、02,−−−−，Ｓ00、10 Ｓ01、01,Ｓ01、02,−−−−，Ｓ01、10 −−−− −−−− − −− −−− Ｓ40、01,Ｓ40、02,−−−− Ｓ40、10 で表現できる。そこで、各測定温度が３５℃以上のもの
に関して、その分布状態を判断することにより、室内の
在室者の有無、人数が検知できた。ここで、測定装置の
近くに人が１人居る場合と、遠くに複数の人が一ヶ所に
居る場合とでは１回の測定温度分布では判別が困難であ
るが、取り込み温度分布の経時変化値から、経験的に判
別することが可能である。さらには、在室者の活動量が
定性的に判断できた。なお、上記、判定にメンバ−シッ
プ関数を用いたファジ−推論を導入することによりさら
に精度よい判定が可能であった。なお、この人体検知装
置を利用して、人の数に応じて、エアコンの温度調整を
変化させるなどの応用が可能になる。
の室内の壁面上部に取付、室内全体の温度分布を測定し
た。なお、センサ受光部の数は１０個とし、左右への回
転ステップ数を４０とした。この時の空間温度分布は１
０×４０のマトリックス Ｓ00、01,Ｓ00、02,−−−−，Ｓ00、10 Ｓ01、01,Ｓ01、02,−−−−，Ｓ01、10 −−−− −−−− − −− −−− Ｓ40、01,Ｓ40、02,−−−− Ｓ40、10 で表現できる。そこで、各測定温度が３５℃以上のもの
に関して、その分布状態を判断することにより、室内の
在室者の有無、人数が検知できた。ここで、測定装置の
近くに人が１人居る場合と、遠くに複数の人が一ヶ所に
居る場合とでは１回の測定温度分布では判別が困難であ
るが、取り込み温度分布の経時変化値から、経験的に判
別することが可能である。さらには、在室者の活動量が
定性的に判断できた。なお、上記、判定にメンバ−シッ
プ関数を用いたファジ−推論を導入することによりさら
に精度よい判定が可能であった。なお、この人体検知装
置を利用して、人の数に応じて、エアコンの温度調整を
変化させるなどの応用が可能になる。
【００３６】なお、赤外線アレイセンサの種類に関して
は、ＰbＴiＯ3のような無機化合物もしくは弗化ビニリ
デンのような有機化合物からなる焦電センサが利用でき
るが特に、その種類に限定されるものではなく、また、
レンズの種類に関しても実施例に限定されるものではな
い。
は、ＰbＴiＯ3のような無機化合物もしくは弗化ビニリ
デンのような有機化合物からなる焦電センサが利用でき
るが特に、その種類に限定されるものではなく、また、
レンズの種類に関しても実施例に限定されるものではな
い。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
においては、焦電センサの赤外線アレイセンサを用いて
低コストで小型の信頼性が高い温度分布測定装置を提供
することが出来る。
においては、焦電センサの赤外線アレイセンサを用いて
低コストで小型の信頼性が高い温度分布測定装置を提供
することが出来る。
【００３８】また、簡単かつ小型の測定装置により、連
続的に空間の温度分布が測定可能となる。
続的に空間の温度分布が測定可能となる。
【００３９】また、本発明の装置を室内に取り付けるこ
とにより、在室者の有無、人数、活動量をセンシングす
ることができる
とにより、在室者の有無、人数、活動量をセンシングす
ることができる
【図１】本発明の一実施例の温度分布測定装置の概略を
示す一部切り欠き斜視図である。
示す一部切り欠き斜視図である。
【図２】同装置における赤外線の結像状態を示す斜視図
である。
である。
【図３】同装置の電気信号を基準とするブロック図であ
る。
る。
【図４】同装置における電気信号波形のタイミングを示
す図である。
す図である。
【図５】同装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】同装置の別の電気信号波形のタイミングを示す
図である。
図である。
【図７】同装置の機械的構造の略示断面図である。
【図８】同装置の別の機械的構造の略示断面図である。
１ 赤外線アレイセンサ
２ 赤外線レンズ
３ チョッパ−
４ 回転部
５ ステッピングモ−タ
６ 発熱体（例えば人体）
１０ 赤外線１次元アレイセンサ
１１ センサ信号処理回路部
１３ チョッパ−駆動部
１４ ＣＰＵ
１５ ステッピングモ−タ駆動部
１６ クロック発生回路
１７ デ−タ記録部
１８ Ｉ／Ｏポ−ト
２０ 赤外線レンズ
３０ チョッパ−
３１ ガイドピン
３２ 永久磁石
３３ 小型ソレノイド
３５ 円盤型チョッパ−
３６ シャフト
３７ 小型モ−タ
４０ 回転部
５０ ステッピングモ−タ
５１ 接続部
７０ センサ駆動機構部の本体
Claims (11)
- 【請求項１】 赤外線を検知する複数個の検出部をアレ
イ状に設けた赤外線アレイセンサと、その赤外線アレイ
センサに赤外線を集光する集光手段と、前記赤外線アレ
イセンサに入射する赤外線を断続的に遮断するチョッパ
ー手段と、前記赤外線アレイセンサ、集光手段及びチョ
ッパー手段を保持し、回転させ得る回転部とを備えたこ
とを特徴とする温度分布測定装置。 - 【請求項２】 チョッパ−がてこ式であって、前記回転
部に移動可能に保持されていることを特徴とする請求項
１記載の温度分布測定装置。 - 【請求項３】 チョッパ−が回転円盤式であって、前記
回転部に回動可能に保持されていることを特徴とする請
求項１記載の温度分布測定装置。 - 【請求項４】 赤外線アレイセンサの長手方向を所定方
向に設置し、前記チョッパ−を駆動させることにより前
記所定方向の輻射温度の分布を測定しながら、前記回転
部を断続的に回転させることにより、さらに順次前記所
定方向に実質上直角方向に走査し、各方向における温度
分布を測定し、その測定結果に基づき、各方向の温度分
布をつなぎ合わせ、空間の２次元の温度分布を得ること
を特徴とする請求項１記載の温度分布測定装置。 - 【請求項５】 温度分布の測定値より、室内の人数、も
しくは在室者の活動量をメンバ−シップ関数を用いたフ
ァジ−推論を導入することにより判定することを特徴と
する請求項６記載の人体検知システム。 - 【請求項６】 複数個の検出部をアレイ状に設けた赤外
線アレイセンサと、前記赤外線アレイセンサに入射する
赤外線を断続的に遮断するチョッパー手段と、前記赤外
線アレイセンサ及びチョッパー手段の対面方向を段階的
に回転させるステッピングモータを備え、所定の対面方
向に対して前記各検出部の出力を計測後、前記ステッピ
ングモータにより１ステップ一定角度前進回転させ、前
記計測を順次繰り返し、最終対面方向に対して計測終了
後、初期対面方向まで前記ステッピングモータで逆回転
させることを特徴とする温度分布測定装置。 - 【請求項７】 同一のクロック発生手段からの信号を受
けて、前記チョッパーの駆動と回転駆動が同期している
ことを特徴とする請求項７記載の温度分布測定装置。 - 【請求項８】 最終対面方向に対しての計測終了後、前
進回転させた全角度分だけ、逆回転させることを特徴と
する請求項７記載の温度分布測定装置。 - 【請求項９】 前進回転のストップ用スイッチを設け、
最終対面方向に対して計測終了後、前記ストップ用スイ
ッチからの信号により前記ステッピングモータで逆回転
させることを特徴とする請求項１記載の温度分布測定装
置。 - 【請求項１０】 後進回転のストップ用スイッチを設
け、前記ステッピングモータでの逆回転を前記ストップ
用スイッチからの信号により停止させることを特徴とす
る請求項１記載の温度分布測定装置。 - 【請求項１１】 請求項１、４又は６記載の温度分布測
定装置によって輻射温度分布を測定し、その測定値よ
り、室内の人数、もしくは取込温度分布の経時変化値か
ら在室者の活動量を定性的に判断する手段を備えたこと
を特徴とする人体検知システム。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3168487A JPH0518825A (ja) | 1991-05-07 | 1991-07-09 | 温度分布測定装置およびそれを用いた人体検知システム |
| KR92012136A KR970005588B1 (en) | 1991-07-09 | 1992-07-08 | Temperature distribution measurement apparatus and its application to a human body detecting system |
| US08/232,857 US5528038A (en) | 1991-05-07 | 1994-04-22 | Temperature distribution measurement apparatus and its application to a human body detecting system |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-101304 | 1991-05-07 | ||
| JP10130491 | 1991-05-07 | ||
| JP3168487A JPH0518825A (ja) | 1991-05-07 | 1991-07-09 | 温度分布測定装置およびそれを用いた人体検知システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518825A true JPH0518825A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=26442197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3168487A Pending JPH0518825A (ja) | 1991-05-07 | 1991-07-09 | 温度分布測定装置およびそれを用いた人体検知システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0518825A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06258137A (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電型赤外線センサ |
| CN115373441A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-22 | 西安建筑科技大学 | 一种智能变频控温的自发热防寒衣热舒适控制方法及系统 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3168487A patent/JPH0518825A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06258137A (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 焦電型赤外線センサ |
| CN115373441A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-22 | 西安建筑科技大学 | 一种智能变频控温的自发热防寒衣热舒适控制方法及系统 |
| CN115373441B (zh) * | 2022-07-29 | 2023-08-18 | 西安建筑科技大学 | 一种智能变频控温的自发热防寒衣热舒适控制方法及系统 |
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