JPH07120316A - 赤外線式人体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検知領域から人体が退出したときには人体検
知信号の出力が短時間で停止される一方で、検知領域内
に人体が存在するときには人体検知信号の出力が適切に
継続されるようにする。 【構成】 赤外線検知素子３から一定の基準値よりも高
い出力レベルの赤外線検知信号が一定時間内で出力され
る回数をカウントし、検知領域内での人体の移動量が大
きいことにより前記カウント数が所定の基準回数以上と
なったときには、人体検知信号を継続させて出力させる
ためのオフディレイタイムを短くし、人体の動作が少な
いことにより前記カウント数が基準回数に満たないとき
には、人体検知信号を継続させて出力させるためのオフ
ディレイタイムを長くするように制御する制御手段６を
具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体から発せられる赤
外線を検出することにより人体の存在を検知し、それに
応じて照明器具等の所望の機器をオン・オフ制御するの
に好適な赤外線式人体検知装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の赤外線式人体検知装置として
は、赤外線検知素子として焦電素子を用いたタイプのも
のが種々提案されているが、この焦電素子は温度の変化
分に応じた出力レベルの信号出力を行う。従って、この
ようなタイプの赤外線式人体検知装置を照明器具のオン
・オフ制御に用いた場合には、検知領域内で人体が移動
して検知ビームが遮られたときには一定基準値以上の高
い出力レベルの赤外線検知信号が出力されるものの、検
知領域内で人体が静止したときには赤外線検知信号が出
力されなくなり、人体が存在しないものと判断されてし
まう。

【０００３】そこで、従来では、検知領域内に人体が進
入したと判断した場合には、その後は人体検知信号を予
め定められた一定時間（オフディレイタイム）だけ継続
的に出力させ、その時間がタイムアップとなった時点で
人体検知信号の出力を停止させるように構成している。
また、このオフディレイタイムは、そのタイムアップが
なされる以前の時期に一定基準値を超える赤外線検知信
号が出力される都度、その時間計時の開始が新たにやり
直される。従って、検知領域内に人体が存在し、その検
知信号が適当な時間間隔で出力される限りは、ほぼ確実
に人体検知信号を継続出力させて、照明器具の点灯状態
を維持させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来では、人体検知信号を継続して出力させるためのオフ
ディレイタイムは１種類の不変時間として設定されてお
り、例えばこのオフディレイタイムが５分に設定されて
いる場合には、どのような状況にあっても、人体検知信
号が少なくとも５分間は継続的に出力されていた。従っ
て、従来では、検知領域内に進入した人体が直ちに検知
領域外へ退出した場合であっても、進入時から５分間は
人体検知信号が継続的に出力される。このため、検知領
域内に人体が存在しないにも拘わらず、照明器具が長時
間点灯したままとなり、これが無駄となっていた。尚、
これを解消するためには、オフディレイタイムを短時間
に設定すればよいが、そうすると、検知領域内に人体が
存在している場合であっても、この人体が暫く静止した
だけで、人体検知信号の出力が停止して照明器具が消灯
するという不具合が生じ、上記難点を適切に解消するこ
とができなかった。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みて提案されたもの
で、検知領域から人体が退出したときには人体検知信号
の出力が短時間で停止される一方で、検知領域内に人体
が存在するときには人体検知信号の出力が適切に継続さ
れるようにすることを、その目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は従来のように１
種類のみのオフディレイタイムを採用するのではなく、
長・短２種類のオフディレイタイムを採用し、この２種
類のオフディレイタイムを、人体が大きな動作を伴って
検知領域外へ退出する場合と、人体が動作の少ない状態
で検知領域内に存在する場合とで使い分けることによ
り、検知領域内における人体の有無の実情に出来る限り
近い状態で人体検知信号を出力させるという従来には見
られない全く新規な発想の下に発明されたものである。
即ち、本発明は、複数の検知ビームが存在する一定の検
知領域を形成するための集光レンズと、この集光レンズ
を介して集光される赤外線の変化分に応じた出力レベル
の赤外線検知信号を出力する赤外線検知素子とを備え、
この赤外線検知素子から予め定められた一定の基準値よ
りも高い出力レベルの赤外線検知信号が出力されて人体
検知の旨が判断されたときには、人体検知信号が予め設
定されたオフディレイタイムの時間だけ継続して出力さ
れるように構成された赤外線式人体検知装置であって、
前記オフディレイタイムとして長・短２種類のオフディ
レイタイムが設定されていると共に、前記一定の基準値
よりも高い出力レベルの赤外線検知信号が出力される回
数をカウントし、このカウント数が予め定められた一定
時間内に所定の基準回数以上のときには、人体検知信号
を短時間側のオフディレイタイムの時間幅で継続出力さ
せる一方で、前記カウント数が基準回数に満たないとき
には人体検知信号を長時間側のオフディレイタイムの時
間幅で継続出力させるように制御する制御手段を備えて
いる、赤外線式人体検知装置である。

【０００７】

【作用】上記構成を特徴とする本発明に係る赤外線式人
体検知装置では、検知領域内に存在する人体が検知領域
外へ退出する際には人体の動きが大きくなり、短時間で
複数の検知ビームが順次遮られるので、一定の基準値を
超える高い出力レベルの赤外線検知信号が所定の一定時
間内に多数回出力され、そのカウント数は予め定められ
た一定の基準回数を超えることとなる。そして、この場
合には短時間側のオフディレイタイムが適用される。従
って、人体が検知領域外へ退出した後には短時間で人体
検知信号の出力が停止され、人体検知信号がその後も長
時間に亙って継続出力されるようなことがなくなる。

【０００８】これに対し、検知領域内に人体は存在する
ものの、その人体の動きが少ない場合には、上記の場合
とは異なり、多数の検知ビームが短時間で順次遮られる
ようなことはなく、一定の基準値を超える高い出力レベ
ルの赤外線検知信号が一定時間内に出力される回数は少
数となる。そして、そのカウント数は予め定められた一
定の基準回数には満たないために、この場合には長時間
側のオフディレイタイムが適用される。従って、人体の
動作が停止しても、これによって直ちに人体検知信号の
出力が停止されるようなことはなくなる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は、本発明に係る赤外線式人体検知
装置Ｋのハード構成の一例を示すブロック図である。こ
の人体検知装置Ｋは、集光レンズ１、７〜１４μｍ程度
の波長帯域の赤外線のみを透過させる光学フィルタ２、
赤外線受光量の変化分に対応した出力レベルの赤外線検
知信号を出力する赤外線検知素子３、この赤外線検知素
子３から出力される検知信号を増幅する信号増幅部４、
この増幅された赤外線検知信号から不要な周波数成分を
除去する帯域フィルタ回路５、本発明に係る制御手段に
相当するＣＰＵ等で構成された信号処理部６、及び照明
器具等の所望の機器のオン・オフ制御を行うためのリレ
ー信号を出力するための出力制御部７を具備している。

【００１０】上記のうち、集光レンズ１は、図２
（ａ）、（ｂ）に示すようなドーム型のレンズであり、
その球面状の表面は例えば１６分割されて計１６個の赤
外線集光用のフレネルレンズ１０・・が連設された所謂
フレネルレンズアレーとして構成されている。各フレネ
ルレンズ１０は、その材質として例えばポリエチレン樹
脂が適用され、またその厚みが例えば０．８〔ｍｍ〕に
一定化される等して、各レンズを透過する赤外線の減衰
を抑制している。これらの各フレネルレンズ１０の焦点
距離は例えば１４．５〔ｍｍ〕に設定されている。

【００１１】赤外線検知素子３としては、例えば焦電素
子が適用される。この赤外線検知素子３の一例として
は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、開口窓３１に光
学フィルタ２を配置させたシールドケース３２内に、複
数の端子３３に接続された赤外線検知用の焦電体チップ
３４を設けたものが適用される。この焦電体チップ３４
の表面部には、赤外線受光部として機能する４つの検知
素子面３０（３０ａ〜３０ｄ）が一連に結線された状態
で設けられ、これら４つの検知素子面３０で受光される
赤外線の受光量に変化が生じたときには、その変化分に
対応した出力レベル（電圧レベル）の赤外線検知信号が
出力される。但し、検知素子面３０ａ、３０ｃでは負電
圧の赤外線検知信号が、また検知素子面３０ｂ、３０ｄ
では正電圧の赤外線検知信号が各々出力されるように設
定されている。上記各検知素子面３０は、例えばその１
辺の寸法Ｓが１．１〔ｍｍ〕、相互間寸法Ｓａが１．５
〔ｍｍ〕に設定されている。

【００１２】上記赤外線検知素子３や複数のフレネルレ
ンズ１０を備えた集光レンズ１の使用により、本実施例
に係る人体検知装置Ｋでは、図４（ａ）、（ｂ）に示す
ように複数の検知ビームｂを一定間隔で配した検知領域
Ａを得ることができる。具体例としては、床面からの高
さＨが２〔ｍ〕の天井面に人体検知装置Ｋを取付けた場
合に、その床面上に形成される各検知ビームｂの幅Ｓｂ
を略２０〔ｃｍ〕程度とし、各検知ビームｂの相互間の
距離もそれと略同等に設定することができる。尚、これ
ら複数の検知ビームｂのうち、隣り合う検知ビームどう
しは、正・負の電気特性が相互に逆特性となっている。

【００１３】上記のように形成された検知領域Ａ内にお
ける人体の動作に対し、赤外線検知素子３は赤外線受光
量の変化分検知であること、及びこの赤外線検知素子３
から出力される赤外線検知信号の不要な信号成分である
低域及び高域の周波数は信号増幅部４や帯域フィルタ回
路５によってカットされることによりバンドパス特性の
赤外線検知信号が得られるが、この赤外線検知信号は具
体的には次のようになる。図５及び図６は１つの検知ビ
ームｂを人体Ｍが遮った場合を示している。これらのう
ち、図５は人体Ｍの移動速度ｖが遅い場合を示し、この
場合には同図（ａ）に示すような入射赤外線変化がなさ
れ、同図（ｂ）に示すように赤外線検知信号は予め定め
られた基準値ＶTH（正と負の両方に設定されている）を
２回超える。即ち、２発の出力パルスが得られる。ま
た、図６は人体Ｍの移動速度ｖが速い場合を示し、この
場合には同図（ｂ）に示すように、赤外線検知信号は所
定の基準値ＶTHを１回だけ超え、１発の出力パルスが得
られる。これは、人体Ｍが検知ビームｂを速く遮ると、
入射赤外線の変化に対して赤外線検知素子３の応答が追
随できないからである。

【００１４】図７及び図８は人体Ｍが２つの検知ビーム
ｂ、ｂを遮った場合であり、図７は人体Ｍの移動速度ｖ
が遅い場合、図８は移動速度ｖが速い場合である。人体
Ｍの移動速度ｖが遅い場合には、図７（ｂ）に示すよう
に赤外線検知信号は一定の基準値ＶTHを４回超え、４発
の出力パルスが得られる。これに対し、移動速度ｖが速
い場合には、赤外線検知素子３の応答が遅れることによ
り、図８（ｂ）に示すように、赤外線検知信号は一定の
基準値ＶTHを３回超え、３発の出力パルスが得られる。

【００１５】上記のように、本実施例に係る人体検知装
置Ｋでは、人体Ｍの移動量が大きく、２つの検知ビーム
ｂ、ｂを遮る場合には、赤外線検知信号が所定の基準値
ＶTHを短時間のうちに超える回数が３回以上となるのに
対し、人体Ｍの移動量が少なく１つの検知ビームｂが遮
られるだけの場合は、赤外線検知信号が基準値ＶTHを超
える回数は１回又は２回に止まることとなる。

【００１６】図１に示す信号処理部６は、上記した赤外
線検知信号の出力パルスのパルス数、即ち赤外線検知信
号が基準値ＶTHを超える回数を一定時間内でカウント
し、そのカウント数を予め定められた基準回数と比較す
る。この基準回数としては、例えば３回の値が採用さ
れ、カウント数が３回以上となる場合には人体Ｍの動作
量が大きく、また基準回数としての３回に満たない場合
には人体Ｍの動作量が小さいと判断し、この判断に応じ
て長短２種類のオフディレイタイムＴＬ、ＴＳを切替え
制御している。即ち、この信号処理部６は、検知領域Ａ
内に人体が進入したと判断した時点で出力制御部７に対
して人体検知信号を出力するが、この信号出力は予め定
められたオフディレイタイムＴＬ又はＴＳの時間だけ継
続される。このオフディレイタイムとしては、上記の出
力パルスのカウント数が３回以上の場合には、短いオフ
ディレイタイムＴＳとして例えば１分が、またカウント
数が３回に満たない場合には長いオフディレイタイムＴ
Ｌとして例えば５分が適用される。このオフディレイタ
イムＴＬ、ＴＳは、人体検知装置Ｋの使用条件等に応じ
てスイッチ操作により任意に増減変更できるように構成
しておくことが好ましい。

【００１７】信号処理部６は、これらのオフディレイタ
イムＴＬ、ＴＳが経過する前に基準値ＶTHを超える赤外
線検知信号の出力があれば、その時点から新たにオフデ
ィレイタイムの計時を最初からやり直す。また、その後
オフディレイタイムの計時中に基準値ＶTHを超える出力
レベルの赤外線検知信号が出力されない場合には、この
オフディレイタイムがタイムアップした時点で、人体検
知信号の出力を停止させる。これにより出力制御部７か
らのリレー信号出力もオフとなり、照明器具が消灯され
る。

【００１８】基準値ＶTHを超える赤外線検知信号の出力
パルスの回数をカウントするためのカウント時間Ｔにつ
いては次のように決定すればよい。即ち、２つの検知ビ
ームｂ、ｂの間隔をＬとし、人体Ｍの通常の移動速度を
ｖとすると、２つの検知ビームｂ、ｂを遮るために必要
な時間はＬ／ｖである。従って、Ｔ＝Ｌ／ｖとすればよ
い。本実施例では、隣り合った検知ビームｂ、ｂの各中
央位置の相互間距離Ｌは、約４０〔ｃｍ〕であり、人体
の移動速度を余裕をみて０．１〔ｍ／ｓ〕と仮定する
と、上記のカウント時間Ｔは４秒程度でよいこととな
る。

【００１９】信号処理部６は、基準値ＶTHを超える一連
の赤外線検知信号が出力される都度、その基準値ＶTHを
最初に超えた時点から上記のカウント時間Ｔの範囲内で
赤外線検知信号の出力パルス数をカウントする。また、
かかるカウント時間Ｔ内で出力パルス数をカウントして
いる間は、人体検知信号の出力を継続させておく必要が
あるので、本実施例では、カウント時間Ｔが経過する迄
は人体検知信号の出力が無条件に継続され、オフディレ
イタイムＴＬ、ＴＳの計時は、かかるカウント時間Ｔが
タイムアップした時点から開始されるように構成されて
いる。

【００２０】次に、上記構成の赤外線式人体検知装置Ｋ
の作用について説明する。本実施例については、便宜
上、図９に示すように、検知領域Ａの外部位置Ｐ１に存
在していた人体Ｍが、検知領域Ａ内の位置Ｐ２に進入し
て暫く静止し、その後検知領域Ａの外部の位置Ｐ３へ退
出する場合を一例として説明する。先ず、人体Ｍが位置
Ｐ１からＰ２へ移動し、検知領域Ａ内へ進入すると、２
つの検知ビームｂ、ｂが遮られる。従って、この場合に
は、図１０（ａ）の矢印ａに示すように、赤外線検知信
号の出力レベルは、４秒に設定されたカウント時間Ｔ内
で基準値ＶTHを３回以上超える（人体Ｍの移動速度ｖが
速いと３回、遅いと４回となる）。この基準値ＶTHを超
えるパルスの出力回数は信号処理部６でカウントされる
が、このカウント数は所定の基準回数（３回）以上であ
る。その結果、信号処理部６は、１分に設定された短い
時間のオフディレイタイムＴＳを選択し、カウント時間
Ｔが経過した後に、このオフディレイタイムＴＳの計時
を開始する（図１０（ｃ）、（ｄ）参照）。その間は人
体検知信号の出力状態が維持され、照明器具は点灯状態
を維持する。

【００２１】次いで、検知領域Ａ内の位置Ｐ２に移動し
た人体Ｍの動作量が少なく、一つの検知ビームｂが遮ら
れるに過ぎないときには、図１０（ａ）の矢印ｂに示す
ように、赤外線検知信号の出力レベルは、基準値ＶTHを
１回又は２回超えるに過ぎない。この場合には、４秒の
カウント時間Ｔ内における出力パルス数は、基準回数と
しての３回に達しないから、信号処理部６は長・短２種
類のオフディレイタイムＴＬ、ＴＳのうち、５分に設定
された長い時間のオフディレイタイムＴＬを選択する
（図１０（ｅ）、（ｆ）参照）。その結果、その後５分
間は、人体Ｍが静止したままであっても、人体検知信号
の出力は継続された状態となり、照明器具は点灯状態を
維持する。検知領域Ａ内に人体Ｍが存在しているにも拘
わらず、照明器具が不当に消灯されるような不具合を生
じない。

【００２２】更に、人体Ｍが位置Ｐ２から位置Ｐ３の検
知領域外へ退出する場合には、やはり２つの検知ビーム
ｂ、ｂが遮られるので、図１０（ａ）の矢印ｃに示すよ
うに、赤外線検知信号は４秒のカウント時間Ｔ内で基準
値ＶTHを３回以上超える。すると、この場合には、短い
時間（１分）のオフディレイタイムＴＳが適用されるこ
ととなり（図１０（ｇ）、（ｈ））、その後この１分が
計時されてタイムアップとなった時点で、人体検知信号
の出力が停止される。また、これにより照明器具が消灯
する。その結果、人体Ｍが検知領域Ａの外部に退出した
後に照明器具が長時間に亙って無駄に点灯したままとな
るようなことがなくなる。

【００２３】上記実施例では、２つの検知ビームｂ、ｂ
が遮られた場合に人体Ｍが移動したものと判断している
が、本発明はこれに限定されない。例えば３つ以上の検
知ビームｂが遮られた場合に人体Ｍが移動したものと判
断させるようにしてもよく、この場合には赤外線検知信
号が基準値ＶTHを超える回数が上記よりも多くなるの
で、長・短のオフディレイタイムＴＬ、ＴＳを区分する
ための基準回数も増加させる必要がある。また、本発明
は一定の基準値ＶTHよりも高い出力レベルの赤外線検知
信号が出力される回数をカウントするための時間Ｔや、
オフディレイタイムＴＬ、ＴＳ等の具体的な時間の値
は、検知領域Ａの条件や、人体Ｍの移動速度ｖ、及びそ
の他の様々な諸条件を考慮して決定すればよく、必ずし
も上記実施例のような数値に限定されない。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明に係る赤外線式人体検知装置によれば、人体が大きく
移動して検知領域外へ退出するときには短時間のオフデ
ィレイタイムが適用されるために、その退出後に人体検
知信号が長々と継続して出力されるようなことがなく、
照明器具等の所望の機器を無駄にオン状態となることを
防止できる一方で、検知領域内に存在する人体の動作が
少ない場合には長時間のオフディレイタイムが適用され
て、人体検知信号の出力が短時間で停止されることが回
避され、人体が存在するにも拘わらず照明器具等の所望
の機器が不当に動作オフ状態となるような不具合も無く
すことができ、非常に便利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る赤外線式人体検知装置のハード構
成の一例を示すブロック図。

【図２】本発明に係る赤外線式人体検知装置に適用され
る集光レンズの一例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は
断面図。

【図３】本発明に係る赤外線式人体検知装置に適用され
る赤外線検知素子の一例を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図。

【図４】本発明に係る赤外線式人体検知装置によって形
成される検知領域の一例を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面断面図。

【図５】図４に示す検知領域の１つの検知ビームが低速
で遮られる場合の赤外線検知信号の出力波形を示す説明
図。

【図６】図４に示す検知領域の１つの検知ビームが高速
で遮られる場合の赤外線検知信号の出力波形を示す説明
図。

【図７】図４に示す検知領域の２つの検知ビームが低速
で遮られる場合の赤外線検知信号の出力波形を示す説明
図。

【図８】図４に示す検知領域の２つの検知ビームが高速
で遮られる場合の赤外線検知信号の出力波形を示す説明
図。

【図９】人体の移動動作の一例を示す説明図。

【図１０】図９に示す人体Ｍの移動動作時における信号
処理状態を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１ 集光レンズ ２ 光学フィルタ ３ 赤外線検知素子 ４ 信号増幅部 ５ 帯域フィルタ回路 ６ 信号処理部 ７ 出力制御部 ３０ 検知素子面 Ａ 検知領域 ｂ 検知ビーム Ｍ 人体 Ｋ 赤外線式人体検知装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０１Ｖ 8/12 Ｇ０８Ｂ 13/191 7323−5Ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の検知ビームが存在する一定の検知領
   域を形成するための集光レンズと、この集光レンズを介
   して集光される赤外線の変化分に応じた出力レベルの赤
   外線検知信号を出力する赤外線検知素子とを備え、この
   赤外線検知素子から予め定められた一定の基準値よりも
   高い出力レベルの赤外線検知信号が出力されて人体検知
   の旨が判断されたときには、人体検知信号が予め設定さ
   れたオフディレイタイムの時間だけ継続して出力される
   ように構成された赤外線式人体検知装置であって、 前記オフディレイタイムとして長・短２種類のオフディ
   レイタイムが設定されていると共に、前記一定の基準値
   よりも高い出力レベルの赤外線検知信号が出力される回
   数をカウントし、このカウント数が予め定められた一定
   時間内に所定の基準回数以上のときには、人体検知信号
   を短時間側のオフディレイタイムの時間幅で継続出力さ
   せる一方で、前記カウント数が基準回数に満たないとき
   には人体検知信号を長時間側のオフディレイタイムの時
   間幅で継続出力させるように制御する制御手段を備えて
   いることを特徴とする赤外線式人体検知装置。