JPH0745032Y2

JPH0745032Y2 - 人検知装置

Info

Publication number: JPH0745032Y2
Application number: JP1989094489U
Authority: JP
Inventors: 潤治松島
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1989-08-10
Filing date: 1989-08-10
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2004-08-10
Also published as: JPH0333392U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、複数の検知エリアからの赤外線入力に基づき
温度分布に関する情報を検知するようにした人検知装置
に係り、特に検知精度の向上対策に関する。

（従来の技術）従来より、例えば特開昭62-175540号公報に開示される
如く、室内空間に設定された複数の検知エリアからの赤
外線の入力値を検出することにより人体の存在を検知す
るようにした人検知装置において、赤外線量を検出する
ための赤外線センサ、赤外線を集光するためのスリット
や凹面鏡等からなる光学系をステッピングモータで回転
駆動することにより、検知エリアを室内空間全体に亘っ
て順次走査するようにしたものは知られている。

（考案が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来のようにステッピングモータで
検知エリアの走査を行う場合、ステッピングモータと被
駆動物との間にステッピングモータの駆動力を伝達する
ためのギア等の機械的駆動機構を介設する必要があるた
め、そのような機械的駆動機構のバックラッシュや工作
誤差等に起因する機械的不整合により回転角度精度が低
く、また、使用するにつれて誤差が集積されて拡大して
いく。つまり、回転角度制御精度がよくなく、そのため
にせっかく空気調和装置に使用しても、空調の快適性を
損ねる虞れがあった。

また、回転力伝達のためのギヤ等他の機械的駆動機構が
必要であるために機構設計が複雑となる難点があり、特
に赤外線センサとして焦電体材料からなる焦電センサを
使用する場合には、モータコイルの磁場による影響で焦
電センサが誤動作を起こす虞れもあった。

本考案は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、磁気的原理に基づかず、かつ他の機械的駆動機構
を介さずに直接被駆動体を駆動しながら、被駆動体の回
転位置を正確に制御・検知する手段を講ずることによ
り、人検知精度の向上を図ることにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため本考案の解決手段は、検知エリ
アの移動時、超音波モータにより光学系に回転駆動力を
与えることにある。

具体的には、第１の解決手段は、第１図及び第５図に示
すように、室内空間（１）に設けられた複数の検知エリ
ア（A₁,A₂，…，A₈）における人体に関する情報を検知
するようにした人検知装置を対象とする。

そして、赤外線入力値を検出する赤外線センサ（７）
と、該赤外線センサ（７）に単一の検知エリア（Ａ）か
らの赤外線を集光して赤外線センサ（７）に入力させる
入光手段（５）と、該入光手段（５）により集光される
検知エリア（Ａ）が室内空間（１）内で順次環状に移動
するよう上記入光手段（５）を回転駆動する超音波モー
タ（20）とを設ける。さらに、各検知エリア（A₁,A₂，
…，A₈）上の位置と各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）間
の位置とに対応して円周方向に光の非反射体（29）及び
反射体（28）を交互に形成してなる基準円板（31）と、
該基準円板（31）に対峙して設けられた発光素子（30
a）及び受光素子（30b）と、上記発光素子（30a）から
発光された光の上記基準円板（31）による反射の有無に
基づき回転位置を検出して位置信号を出力するフォトイ
ンタラプタ（30）と、該フォトインタプラタ（30）の位
置信号を受け、上記入光手段（５）の回転位置が検知エ
リア（A₁,A₂，…，A₈）上のときには超音波モータ（2
0）を所定時間停止し、各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）
間のときには超音波モータ（20）を作動するよう制御す
る回転制御手段（３）とを設けたものである。

第２の解決手段は、上記第１の解決手段において、入光
手段（５）を、全検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）からの
赤外線を集光可能な多分割フレネルレンズ（８）と、上
記赤外線センサ（７）の前方を単一の検知エリア（Ａ）
からの赤外線のみが入光可能な開口部を有する円形遮蔽
板（10）とで構成するとともに、超音波モータ（20）を
上記遮蔽板（10）を回転駆動するものとしたものであ
る。

第３の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段におい
て、赤外線センサ（７）を、圧電体材料からなり赤外線
入力値の変化に基づき人体を検出する焦電センサとした
ものである。

（作用）以上の構成により、請求項（１）の考案では、超音波モ
ータ（20）により、機械的駆動機構を介在せずに、赤外
線が集光される検知エリア（Ａ）が環状に順次移動する
よう入力手段（５）が回転駆動される。また、回転制御
手段（３）により、フォトインタプラタ（30）で検知さ
れる入光手段（５）の回転位置が検知エリア（A₁,A₂，
…，A₈）上にあるときには超音波モータ（20）が所定時
間停止するよう制御されて、その間に各検知エリア
（A₁,A₂，…，A₈）における人体の検知が行われ、入光
手段（５）の回転位置が各検知エリア（A₁,A₂，…，
A₈）間にあるときには超音波モータ（20）が作動するよ
う制御されて、入光手段（５）が次の検知エリアの位置
まで順次移動する。

その場合、フォトフォトインタプラタ（30）により、受
光素子（30b）により検知される基準円板（31）の非反
射体（29）及び反射体（28）からの反射光の有無に応じ
て、入光手段（５）の回転位置が検知エリア（A₁,A₂，
…，A₈）上にあるか否かが択一的に判断されるので、入
光手段（５）の回転角度位置を所定の基準位置からの回
転角度値として集積して検知していくもののような回転
角度誤差の集積による誤差の拡大がなく、検知精度が向
上することになる。

請求項（２）の考案では、上記請求項（１）の考案にお
いて、入光手段（５）が焦電センサ（７）の前面に設け
られた遮蔽板（10）と多分割フレネルレンズ（８）とで
構成され、検知エリア（Ａ）の移動時、超音波モータ
（20）により最も軽量な遮蔽板（10）を回転させれば済
むので、簡易な構成でもって、上記請求項（１）の考案
の実効が得られることになる。

請求項（３）の考案では、上記請求項（１）又は（２）
の考案において、赤外線センサが焦電センサ（７）で構
成されている場合にも、圧電体の摩擦を利用した超音波
モータ（20）により検知エリア（Ａ）の移動が行われる
ので、電磁モータ等による磁場の影響がなく、焦電セン
サ（７）の誤作動が防止されることになる。

（実施例）以下、本考案の実施例について、図面に基づき説明す
る。

第５図は本考案に係る赤外線検出装置を空気調和装置に
設けた例を示し、（１）は室内空間、（２）は該室内空
間（１）の天井面（1a）に設置された天井設置形の空気
調和装置、（３）は該空気調和装置の運転を制御するコ
ントローラ、（４）は上記空気調和装置（２）の下面に
取付けられた赤外線検出装置である。また、第６図に示
すように、室内空間（１）の床面は円周方向に各々45度
おきに設定された８箇所の検知エリア（A₁,A₂，…，
A₈）に分割されていて、上記赤外線検出装置（４）によ
り、各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）から入力される赤
外線量に基づき、人体の存在等を検知するようになされ
ている。

ここで、上記赤外線検出装置（４）の構成について、第
１図〜第４図に基づき説明する。（６）は赤外線検出装
置（４）のベース部材であって、該ベース部材（６）
は、空気調和装置（２）に赤外線検知装置（４）を取付
けるためのフランジ部（6a）と、該フランジ部（6a）の
内周部から下方に延びる円筒状の円筒部（6b）とからな
る。そして、（７）は上記ベース部材（６）の円筒部
（6b）の先端中心部にＰ板（９）を介して取付けられた
赤外線センサとしての焦電センサ、（８）は上記ベース
部材（６）のフランジ部（6a）の外周部に第1,第２カバ
ー部材（11），（12）を介して固定されたドーム状の多
分割フレネルレンズであって、該多分割フレネルレンズ
（８）は、円周方向に多分割された扇形の部分レンズか
らなり、各々の部分レンズにより、受けた赤外線をドー
ムの中心方向つまり上記焦電センサ（７）の方向に集光
するように設置されている。

また、（10）は上記多分割フレネルレンズ（８）の内方
で上記焦電センサ（７）の前方に設けられた円形の遮蔽
板であって、該遮蔽板（10）には、第２図に示すごと
く、45度の中心角を有する扇形の開口部（10a）が形成
されている。すなわち、この開口部（10a）の前面に位
置する多分割フレネルレンズ（８）の部分レンズで集光
される赤外線のみが焦電センサ（７）に入力可能になさ
れていて、上記フレネルレンズ（８）及び遮蔽板（10）
により、焦電センサ（赤外線センサ）（７）に単一の検
知エリア（Ａ）からの赤外線を集光して入力させるよう
にした入光手段（５）が構成されている。

そして、上記遮蔽板（10）の外周部からは上方に向かっ
て上記ベース部材（６）の円筒部（6a）に対し同心状に
延びる段付き円筒部（10a）が形成され、その上端は後
述の超音波モータ（20）に接続されていて、超音波モー
タ（20）により、遮蔽板（10）がベース部材（６）の円
筒部（6a）のまわりに回転可能になされている。

次に、上記遮蔽板（10）を回転駆動させる機構たる超音
波モータ（20）について説明する。なお、超音波モータ
（20）の下記各機器（21）〜（27）はすべて上記ベース
部材（６）の円筒部（6b）とは同心状に形成されてい
る。

ここで、（21）は第1,第２取付け部材（13），（14）を
介して上記ベース部材（６）のフランジ部（6a）に取付
けられ、電気信号に応じて超音波振動を発生する圧電材
料からなるリング状圧電体、（22）は該圧電体（21）の
下側に貼り合わされ、圧電体の超音波振動に応じて固有
の振動数で励振されるリング状弾性体、（23）は該弾性
体（22）の下側で軸回りに摺動可能に設けられるととも
に、上記遮蔽板（10）の円筒部（10a）上端に固定され
たリング状ロータ、（24）は該ロータ（23）を回転可能
に支承するスラストベアリング、（25）は該スラストベ
アリング（24）の下側で上記ベース部材（６）の円筒部
（10b）とは軸方向に移動可能に設けられたベアリング
受け部材、（26）はベース部材（６）の円筒部（6b）に
固定された固定部材、（27）は該固定部材（26）と上記
ベアリング受け部材（25）との間に介設され、ベアリン
グ受け部材（25）を上方に付勢するスプリングである。

すなわち、所定の変化電圧を圧電体（21）に印加して圧
電体（21）を超音波振動させ、この超音波振動で弾性体
（22）上に円周方向に連続的に進行する振動波を生ぜし
める。そして、その振動波に応じて下方のロータ（23）
を軸回りに回転させることにより、遮蔽板（10）を軸回
りに回転させるようにしており、上記各機器（21）〜
（27）により超音波モータ（20）が構成されている。

以上の超音波モータ（20）により、遮蔽板（10）が回転
駆動されると、遮蔽板（10）の開口部（10a）が多分割
フレネルレンズ（８）の部分レンズに一致したときに
は、入光手段（５）の回転位置が各検知エリア（A₁,
A₂，…，A₈）上になり、遮蔽板（10）の開口部（10a）
が多分割フレネルレンズ（８）の部分レンズとずれた位
置にあるときには入光手段（５）の回転位置が各検知エ
リア（A₁,A₂，…，A₈）以外の位置になる。つまり、超
音波モータ（20）により、赤外線が集光される検知エリ
ア（Ａ）が室内空間（１）内で順次移動するよう入光手
段（５）が回転駆動されるようになされている。

なお、上記実施例では、入光手段（５）を多分割フレネ
ルレンズ（８）と遮蔽板（10）とで構成し、フレネルレ
ンズ（８）を固定して、遮蔽板（10）を回転させること
により、検知エリア（Ａ）を順次移動させるようにした
が、本考案は斯かる実施例に限定されるものではなく、
例えば一つの検知エリア（Ａ）からの赤外線のみを集光
可能な部分フレネルレンズ、凹面鏡等で入光手段（５）
を構成し、これらを超音波モータ（20）で回転するよう
にしてもよい。

そして、上記ロータ（23）の外周側にはリング状のスケ
ール板（28）が取付けられていて、該スケール板（28）
の上面には、第３図及び第４図に示すように、略長方形
板上の黒色マーカー（29）が45度間隔で放射状に取付け
られている。一方、上記圧電体（23）の摺動部の外周側
下面には、第1,第２取付け部材（13），（14）を介し
て、発光素子（30a）と受光素子（30b）とを有するフォ
トインタラプタ（30）が上記スケール板（28）と対峙す
るように取付けられていて（第１図には図示せず、第４
図参照）、ロータ（23）の回転に伴ない両者が円周方向
に相対的に移動する際、スケール板（28）の上面と対峙
するときには発光素子（30a）からの発光がスケール板
（28）で反射され受光素子（30b）に受光される一方、
マーカー（29）と対峙するときには発光素子（30a）か
らの発光が受光素子（30b）に受光されないようになさ
れている。ここで、上記マーカー（29）の位置は、上記
遮蔽板（10）の開口部（10a）が多分割フレネルレンズ
（８）の各部分レンズの位置と一致する回転位置に対応
していて、上記スケール板（28）のマーカー板（29）と
により、各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）上の位置と各
検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）間の位置とに対応して円
周方向に光の非反射体（29）及び反射体（28）を交互に
形成してなる基準円板（31）が構成されている。

そして、第７図（ａ）及び（ｂ）に示すように、上記コ
ントローラ（３）により、フォトインタラプタ（30）の
受光素子（30b）の受光信号に応じて、受光信号がONの
ときつまり入光手段（５）の回転位置が各検知エリア
（A₁,A₂，…，A₈）間のときにはロータ（23）を回転さ
せ、受光信号がOFFのときつまり入光手段（５）の回転
位置が各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）上のときにはロ
ータ（23）を停止させることにより、π/4つまり45度毎
にロータ（23）を間欠的に回転させるようになされてい
る。この回転周期は、同図に示すように、回転している
時間が第１設定値t_Mに、停止している時間が第２設定値
t_Sになるようあらかじめ設定されていて、入光手段
（５）の回転による検知エリア（Ａ）の移動時、この停
止時間t_Sの間に各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）におけ
る人体の検知を行う一方、上記移動時間t_Mの間に床面温
度分布を検出するようになされている。すなわち、上記
コントローラ（３）は、フォトインタプラタ（30）の出
力を受け、上記入光手段（５）の回転位置が各検知エリ
ア（A₁,A₂，…，A₈）上のときには超音波モータ（20）
を所定時間停止し、各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）間
のときには超音波モータ（20）を作動するよう制御する
回転制御手段としての機能を有するものである。

したがって、上記実施例では、超音波モータ（20）によ
り、赤外線が集光される検知エリア（Ａ）が環状に順次
移動するよう入力手段（５）が回転駆動される。また、
コントローラ（回転制御手段）（３）により、フォトイ
ンタプラタ（30）で検知される入光手段（５）の回転位
置が検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）上にあるときには超
音波モータ（20）が所定時間停止されるので、その間に
各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）における人体の検知を
行うことができるとともに、入光手段（５）の回転位置
が各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）間にあるときには、
超音波モータ（20）が作動するよう制御されるので、入
光手段（５）を次の検知エリア（例えばA₂）の位置まで
順次移動させることができる。

その場合、入光手段（５）の回転角度を所定の基準位置
からの回転角度として集積して検知していくものと異な
り、フォトフォトインタプラタ（30）により、入光手段
（５）の回転位置が検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）上に
あるか否かを択一的に判断していくようにしているの
で、回転角度誤差の集積により誤差が拡大していくこと
がなく、よって、顕著に検知精度の向上を図ることがで
きるのである。

また、入光手段（５）を焦電センサ（７）の前面に設け
られた遮蔽板（10）と多分割フレネルレンズ（８）とで
構成し、超音波モータ（20）により、遮蔽板（10）を回
転することで検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）を順次移動
させるようにしているので、超音波モータ（20）で最も
軽量な遮蔽板（10）のみを回転させればよく、構成が簡
素化される。

さらに、赤外線センサとしての焦電センサ（７）に電磁
モータ等による磁場が作用した場合には、焦電センサ
（７）の特性上誤動作を生じる虞れがあるが、本考案で
は、圧電体の摩擦を利用した超音波モータ（20）を利用
しているので、そのような磁場の影響を及ぼすことがな
く、よって、焦電センサ（７）の誤作動を有効に防止す
ることができるのである。

（考案の効果）以上説明したように、請求項（１）の考案によれば、室
内空間における複数の検知エリアからの赤外線量を検知
する人検知装置において、赤外線センサに単一の検知エ
リアからの赤外線のみを入光させる入光手段を設け、超
音波モータで入光手段を回転駆動して、検知エリアが室
内空間内で環状に移動させるとともに、フォトインタプ
ラタを利用して、入力手段の回転位置が各検知エリアに
あるときと各検知エリア間にあるときとを択一的に検知
し、検知エリアにあるときには超音波モータを所定時間
停止する一方、各検知エリア間にあるときには超音波モ
ータを作動させるよう制御するようにしたので、回転角
度誤差の集積による誤差の拡大を可及的に防止すること
ができ、よって、顕著に検知精度の向上を図ることがで
きる。

請求項（２）の考案によれば、上記請求項（１）の考案
において、入光手段を多分割フレネルレンズと遮蔽板と
で構成し、遮蔽板を回転駆動することにより検知エリア
を移動させるようにしたので、簡素な構成でもって上記
請求項（１）の考案の効果を発揮することができる。

請求項（３）の考案によれば、上記請求項（１）又は
（２）の考案において、赤外線センサとして焦電センサ
を使用した場合にも、電磁モータのような磁場の影響を
受けることがなく、よって、磁場の影響に起因する焦電
センサの誤動作を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】図面は本考案の実施例を示し、第１図及び第２図は赤外
線検出装置の構造を示し、第１図は一半分のみ縦断面で
示す側面図、第２図は一半分のみレンズ内部構成で示す
正面図、第３図及び第４図はフォトインタプラタ及び基
準円板の構造を示し、第３図は正面図、第４図は上記第
３図のIV-IV線断面図、第５図は室内空間の全体を一部
破断して示す斜視図、第６図は室内空間内における検知
エリアの設定状態を示す平面図、第７図（ａ）及び
（ｂ）はそれぞれ遮蔽板の回転角度（時間）に対するフ
ォトインタプラタの受光信号及び超音波モータの作動を
示すタイムチャート図である。３……コントローラ（回転制御手段）５……入光手段７……焦電センサ（赤外線センサ）８……フレネルレンズ 10……遮蔽板 20……超音波モータ 28……スケール板（反射体） 29……黒色マーカー（非反射体） 30……フォトインタラプタ 30a……発光素子 30b……受光素子 31……基準円板

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】室内空間（１）に設けられた複数の検知エ
リア（A₁,A₂，…，A₈）における人体に関する情報を検
知するようにした人検知装置であって、赤外線入力値を検出する赤外線センサ（７）と、該赤外線センサ（７）に単一の検知エリア（Ａ）からの
赤外線を集光して赤外線センサ（７）に入力させる入光
手段（５）と、該入光手段（５）により集光される検知エリア（Ａ）が
室内空間（１）内で順次環状に移動するよう上記入光手
段（５）を回転駆動する超音波モータ（20）と、各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）上の位置と各検知エリ
ア（A₁,A₂，…，A₈）間の位置とに対応して円周方向に
光の非反射体（29）及び反射体（28）を交互に形成して
なる基準円板（31）と、該基準円板（31）に対峙して設けられた発光素子（30
a）及び受光素子（30b）と、上記発光素子（30a）から発光された光の上記基準円板
（31）による反射の有無に基づき回転位置を検出して位
置信号を出力するフォトインタラプタ（30）と、該フォトインタプラタ（30）の位置信号を受け、上記入
光手段（５）の回転位置が検知エリア（A₁,A₂，…，
A₈）上のときには超音波モータ（20）を所定時間停止
し、各検知エリア（A₁,A₂，…，A₈）間のときには超音
波モータ（20）を作動するよう制御する回転制御手段
（３）とを備えたことを特徴とする人検知装置。
【請求項２】上記入光手段（５）は、全検知エリア
（A₁,A₂，…，A₈）からの赤外線を集光可能な多分割フ
レネルレンズ（８）と、上記赤外線センサ（７）の前方
を単一の検知エリア（Ａ）からの赤外線のみが入光可能
となる開口部を有する円形遮蔽板（10）とで構成されて
いるとともに、超音波モータ（20）は上記遮蔽板（10）を回転駆動する
ものであることを特徴とする請求項（１）記載の人検知
装置。
【請求項３】赤外線センサ（７）は、焦電体材料からな
り赤外線入力値の変化に基づき人体を検出する焦電セン
サであることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載
の人検知装置。