JPH09245209A

JPH09245209A - 赤外線式人体検知装置

Info

Publication number: JPH09245209A
Application number: JP8056492A
Authority: JP
Inventors: Makoto Taniguchi; 良谷口; Akira Morimoto; 亮森本; Shinji Kirihata; 慎司桐畑
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1996-03-13
Publication date: 1997-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】監視空間に対する人の有無、侵入、退出を正し
く判断できるようにして、照明制御などの特定制御に誤
動作が生じないようにした赤外線式人体検知装置を提供
する。【解決手段】移動検知エリアＡを監視する赤外線検知系
１と、微動検知エリアＢを監視する赤外線検知系２のそ
れぞれは、正、負に分極された１組のエレメントを設け
たデュアルタイプの赤外線検出素子１２，２２で構成さ
れ、微動検知エリアＢを監視する赤外線検知系２の赤外
線検出素子２２は、集光器２１によって展開される検知
エリアＢに、人Ｍの出入口１１からの出退時の移動方向
に対して、同一極性に分極されたエレメントが配列され
るように配置され、移動検知エリアＡを監視する赤外線
検知系１の赤外線検出素子１２は、集光器１１によって
展開される検知エリアＡに、人Ｍの出入口１１からの出
退時の移動方向に対して、異なる極性に分極されたエレ
メントが配列されるように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線式人体検知
装置、更に詳しくは、監視空間に対する人体の侵入、退
出が正確に判断できる赤外線式人体検知装置の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、人体を赤外線の変化量で検出
する素子として焦電素子が使用されており、この焦電素
子を備えた赤外線式人体検知装置は、防犯装置の他、照
明器具等の負荷制御用として普及している。この種の赤
外線式人体検知装置では、人体が発する赤外線を検知し
て、所定値を越える赤外線を検知する度に負荷を所定時
間だけ動作させる、いわゆるオフディレー制御を行って
いる。

【０００３】これによって、トイレや会議室などの照明
などを自動的に制御するが、赤外線を検知する度に、遅
延時間を更新して制御動作を継続させているため、トイ
レなどから退室しても、照明がしばらくの間は点灯した
ままとなったり、在室中に動きが少なかった場合には、
在室中であるにも拘らず、照明が消えてしまうといった
問題があった。

【０００４】このような問題を解決するために、１つの
人体検知装置に、２系統の赤外線検知系を備えることに
よって、１つの監視空間に、その中心と外周囲の２つの
検知エリアを設け、各検知エリアで赤外線を検知し、こ
の検知する先後関係によって、人体の侵入又は退出を判
断し、それぞれの場合に適した遅延時間を設定する赤外
線式人体検知装置が開発された。

【０００５】図６の（ａ），（ｂ）は、この場合の監視
空間内の検知エリアの構成を示している。同図（ａ）は
監視空間を側方から見た図であり、同図（ｂ）は監視空
間を上方から見た図である。監視空間には、中心に微動
検知エリアＢを、監視空間の出入口を含む四方の外周囲
には移動検知エリアＡを設けて、これらの２つの検知エ
リアＡ，Ｂにおいて検知する赤外線の先後関係によっ
て、監視空間への侵入か退出かを判断する。

【０００６】検知エリアＡ，Ｂからの赤外線は、それぞ
れのエリアに対応して設けられた赤外線検知系の集光器
（フレネルレンズ）によって集光される。（ｂ）におい
て、破線で区切った部分がフレネルレンズの多分割集光
面の１つの集光面で監視するエリアを示しており、各エ
リアは赤外線検出素子である焦電素子の正（プラス）に
分極されたエレメントと、負（マイナス）に分極された
エレメントが、集光器によって展開されて形成される検
知ビームで構成されている。

【０００７】監視空間をこのように構成すれば、赤外線
を移動検知エリアＡで検知してから微動検知エリアＢで
検知したときには、監視空間への侵入と判断し、逆に微
動検知エリアＢで検知した後に移動検知エリアＡで検知
したときには、監視空間からの退出と判断できる。図７
の（ａ）〜（ｄ）には、このときの動作をタイムチャー
トで示している。

【０００８】移動検知エリアＡで赤外線を検知すれば、
遅延時間に比較的短い時間ｔ２を設定する一方、微動検
知エリアＢで赤外線を検知すれば、遅延時間に比較的長
い時間ｔ１を設定するようにして、赤外線を検知する度
に順次遅延時間をリセットし更新する。すると、結果的
に、各検知エリアＡ，Ｂにおける赤外線の検知順序によ
って、侵入と判断したときには、監視空間内にいる間は
比較的長い遅延時間ｔ１が設定され、退出と判断したと
きには、比較的短い遅延時間ｔ２が設定されることにな
る。そして、設定された遅延時間ｔ１，ｔ２が終了すれ
ば、負荷の駆動が停止される。

【０００９】これを照明制御に利用すれば、（ｄ）に示
すように、監視空間からの退出後は速やかに照明を消す
一方、侵入から退出までの間に照明が消えてしまうこと
が防げる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
２重の検知エリアを構成した赤外線式人体検知装置で
は、この装置をトイレ等の比較的狭い空間に設置して、
検知エリア同士の間隔が密接し過ぎていたり、人体が比
較的速い速度で監視空間から退出（微動検知エリアから
移動検知エリアへ移動）したときには、微動検知エリ
ア、移動検知エリアの順で赤外線を検出することが出来
ず、微動検知エリアからの検出が後になり、退出後であ
るにも拘らず、誤って遅延時間に比較的長い時間を設定
する場合があった。

【００１１】この原因には、赤外線検出素子による「あ
おり」と一般に呼ばれる現象が関係する場合が多く、こ
れを図８の（ａ），（ｂ）を用いて説明する。赤外線検
出素子が正、負に分極された１組のエレメントで構成さ
れたデュアルタイプであり、検知エリアを構成している
検知ビームｂの配列が（ａ）に示すようになっていた場
合、ここを人体Ｍが通過すると、温度の変化分を検出し
て、赤外線検出素子から（ｂ）に示すような波形を出力
する。

【００１２】即ち、通常、正（＋）の検知ビームｂを通
過すれば、正負の順にしきい値を超える出力がされ、負
（−）の検知ビームｂを通過すれば、負正の順にしきい
値を超える出力がされる（中央の谷部分は、双方の検知
ビームｂの負の出力が重なったものである）。ところ
が、正の出力の反動として、あおり（矢印アで示した部
分）が起こる場合があり、これによって、負の出力が所
定のしきい値を超えることがある。

【００１３】したがって、人体Ｍが速い速度で監視空間
から退出すると、両検知エリアＡ，Ｂからの出力に充分
な時間差がないため、特に移動検知エリアＡでのあおり
による出力が所定のしきい値を超えない場合には、微動
検知エリアＢでのあおりによるしきい値を超えた出力
が、移動検知エリアＡの出力より後になってしまうこと
があり、退出と判断せずに、速やかな負荷機器の制御動
作の停止が出来なくなっていた。

【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、監視空間に対する人の有無、侵入、退出を正し
く判断できるようにして、照明制御などの特定制御に誤
動作が生じないようにした赤外線式人体検知装置を提供
することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の赤外線式人体検知装置
は、移動検知エリアを監視する赤外線検知系と、微動検
知エリアを監視する赤外線検知系のそれぞれを、正、負
に分極された１組のエレメントを設けたデュアルタイプ
の赤外線検出素子で構成し、微動検知エリアを監視する
赤外線検知系のデュアルタイプの赤外線検出素子を、集
光器によって展開される検知エリアに、人の出入口から
の出退時の移動方向に対して、同一極性に分極されたエ
レメントが配列されるように配置し、移動検知エリアを
監視する赤外線検知系のデュアルタイプの赤外線検出素
子を、集光器によって展開される検知エリアに、人の出
入口からの出退時の移動方向に対して、異なる極性に分
極されたエレメントが配列されるように配置する。

【００１６】すなわち、本発明ではデュアルタイプの赤
外線検出素子を使用し、異なる極性に分極された検知ビ
ームを人体が同時に通過した場合、正負の出力が同時に
され、出力が打ち消される特性を利用する。微動検知エ
リアでは、この特性を活かすように赤外線検出素子の１
組のエレメントを配置し、入退出時にあおりが生じない
ようにする。一方の移動検知エリアでは、入退出時に異
なる極性に分極された検知ビームを順に通過するように
一組のエレメントを配置して、確実に赤外線（温度変
化）が検出できるようにする。このとき、上記微動検知
エリアに対するエレメントは、監視空間内にいるときの
通常のランダムな動作は検知できる配置なので、入退出
の判断には影響を与えない。

【００１７】請求項２に記載の赤外線式人体検知装置
は、上記２系統の赤外線検知系を構成する集光器の各々
は、その一部をマスク処理して、移動検知エリアと微動
検知エリアを構成する。ここにマスク処理には、フレネ
ルレンズの多分割集光面の大きさに対応したシールを貼
付けたり、アクリル等の赤外線が透過しない材料で製さ
れたカバーを被せる等の方法がある。

【００１８】請求項３に記載の赤外線式人体検知装置
は、上記監視空間は、一方のみにドアなどを設けたトイ
レなどの室内空間である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面とともに説明する。図１は、本発明に係る赤外
線式人体検知装置が形成する監視空間の構成を示した図
である。ここには、この人体検知装置１０がトイレの天
井に設置された場合を示しており、（ａ）は監視空間を
上方から見た図、（ｂ）はトイレの側面図、（ｃ）はト
イレを出入口１１方向から見た正面図である。

【００２０】監視空間は、この監視空間内の出入口１１
（ドア）付近の人Ｍの存在を監視するための移動検知エ
リアＡと、監視空間内部である便器付近の人Ｍの存在を
監視するための微動検知エリアＢとで構成されており、
これらの検知エリアＡ，Ｂにおいて検知する赤外線の先
後関係によって、監視空間への侵入か退出かを判断す
る。

【００２１】つまり、赤外線を移動検知エリアＡで検知
してから微動検知エリアＢで検知したときには、監視空
間への侵入と判断し、逆に、微動検知エリアＢで検知し
た後に移動検知エリアＡで検知したときには、監視空間
からの退出と判断し、それぞれの場合に適した負荷制御
（例えば、照明や換気扇などのオン、オフ制御）を行
う。

【００２２】本発明は、各検知エリアＡ，Ｂからの赤外
線を受光する素子に、正（＋）、負（−）に分極された
１組のエレメントを設けた構成のデュアルタイプの赤外
線検出素子を使用しており、この配置に特徴を有してい
る。即ち、図１（ａ）に示すように、移動検知エリアＡ
を監視する赤外線検出素子は、検知エリアＡに、人Ｍの
出入口１１からの出退時の移動方向に対して、異なる極
性に分極されたエレメント（検知ビーム）が配列される
ように配置される一方、微動検知エリアＢを監視する赤
外線検出素子は、検知エリアＢに、人Ｍの出入口１１か
らの出退時の移動方向に対して、同一極性に分極された
エレメントが配列されるように配置する。

【００２３】したがって、微動検知エリアＢでは、出入
口１１方向への入退出時には、人体Ｍは、異なる極性に
分極された検知ビームを同時に通過するので、正負の出
力が同時にされて出力が打ち消され、あおりが生じにく
い。一方の移動検知エリアＡでは、入退出時に人体Ｍ
は、異なる極性に分極された検知ビームを順に通過する
ので、人体Ｍの存在が確実に検知できる。

【００２４】監視空間への侵入時は、移動検知エリアＡ
における赤外線の検出後、微動検知エリアＢでは、侵入
当初の赤外線の検知精度は劣ることになるが、その後の
通常のランダムな動作を検するので、比較的長い時間
（例えば３分）の負荷制御ができる。この場合、移動検
知エリアＡで生じた「あおり」が所定のしきい値を超え
たとしても、その後、人体Ｍは適度に微動検知エリアＢ
内で動作するので、検知順序が逆転したままになること
は殆どなく、誤って負荷制御が早期に停止してしまうこ
とはない。

【００２５】一方、監視空間からの退出時は、微動検知
エリアＢから通常動作の赤外線は検出されるが、出入口
１１への退出動作による赤外線の検出は打ち消され、そ
の後、移動検知エリアＡで赤外線を検知して、比較的短
い時間（例えば１０秒）の負荷制御ができる。この場
合、微動検知エリアＢでは「あおり」は生じにくいの
で、移動検知エリアＡとの検知順序が逆転することがな
く、負荷制御が無駄に長時間になることがない。

【００２６】次に、赤外線式人体検知装置１０の内部構
成を図２にブロック図で示す。この赤外線式人体検知装
置１０は、２系統の赤外線検知系、即ち、移動検知エリ
アＡを監視する赤外線検知系１と、微動検知エリアＢを
監視する赤外線検知系２とで構成されている。各赤外線
検知系１，２には、赤外線を集光するフレネルレンズ等
で構成された集光器１１，２１と、デュアルタイプの赤
外線検出素子１２，２２と、増幅部１３，２３と、帯域
フィルタ１４，２４と、比較回路１５，２５とを備えて
いる。

【００２７】また、双方の赤外線検知系１，２に対応し
た遅延時間設定部３１，３２を備えたオフディレー制御
回路３と、出力回路４とを備えて、監視空間内に設置さ
れた照明器具等の負荷を接続し、その負荷のオン、オフ
等をしている。集光器１１，２１は、各々の検知エリア
Ａ，Ｂ内における赤外線を集光し、それぞれの赤外線検
出素子１２，２２でこれを受光して、赤外線の変化を検
出し、続いて、増幅部１３，２３によって、それぞれの
赤外線検出素子１２，２２の出力信号を増幅して、帯域
フィルタ１４，２４で、高域及び低域の不要な周波数成
分を除去する。

【００２８】そして、比較回路１５，２５で、それぞれ
の帯域フィルタ１４，２４の出力を予め設定されたしき
い値と比較し、帯域フィルタ１４，２４の出力がしきい
値よりも大きい場合は人体の検出と判断して、他方の赤
外線検出系２，１の遅延時間設定部３２，３１の設定を
リセットする一方、人体をの検出した赤外線検出系１，
２に対応した遅延時間設定部３１，３２を作動させ、出
力回路４から、予め設定した時間だけ負荷への制御信号
を出力する（図７参照）。

【００２９】なお、移動検知エリアＡを監視する赤外線
検知系１に対応した遅延時間設定部３１では、比較的短
い時間（例えば１０秒）を設定し、微動検知エリアＢを
監視する赤外線検知系２に対応した遅延時間設定部３２
では、比較的長い時間（例えば３分）を設定する。図２
に示す回路（オフディレー制御回路３）では、２つの赤
外線検知系１，２の各々に遅延時間設定部３１，３２を
設けて、相互にセット、リセットする構成としている
が、このような構成には限られず、２つの赤外線検知系
１，２からの人体検知信号の先後を所定時間内で判別す
る回路を設けて構成してもよい。

【００３０】次に、別の監視空間の構成例を図３，４に
示す。図３の（ａ）〜（ｃ）は、図１と同じ広さのトイ
レであるが、出入口１１が側面にある場合を示してい
る。即ち、（ａ）は人体検知装置１０が形成する監視空
間を上方から見た図、（ｂ）はトイレ（便器に対して）
の側面図、（ｃ）は正面図である。

【００３１】この場合でも、出入口１１付近の移動検知
エリアＡを監視する赤外線検出素子を、人Ｍの出退時の
移動方向に対して、異なる極性に分極された検知ビーム
が配列されるように配置する一方、微動検知エリアＢを
監視する赤外線検出素子を、人Ｍの出退時の移動方向に
対して、同一極性に分極された検知ビームが配列される
ように配置する。

【００３２】図４は、監視空間であるトイレが上述した
ものと異なったタイプ（広さ）である場合である。同図
（ａ）は、図１，３に示したマンションタイプとは異な
り、戸建て住宅で採用されている床面積が多少広いタイ
プ、同図（ｂ）は室内に洗面台を備えている大型タイプ
である。

【００３３】このように本発明は、トイレなどの室内空
間の様々なタイプで適用が可能であるが、特に、一方の
みにドアなどの出入口１１を設けた空間において、正確
な人体検知ができる。次に、監視空間における各検知エ
リアＡ，Ｂを構成する方法について、触れておく。

【００３４】２つの検知エリアＡ，Ｂは、それぞれの赤
外線検出素子１２，２２のエレメントが、各集光器１
１，２１の多分割集光面により展開されて形成される
が、設置場所に応じて、各検知エリアＡ，Ｂの広さ（範
囲）は異なるため、施工時などに、集光器１２，２２の
各々の一部をマスク処理して、移動検知エリアＡと微動
検知エリアＢを構成することができる。

【００３５】図５に、人体検知装置１０の外観を示し
て、マスク処理の一例を説明する。この図では、移動検
知エリアＡを監視する集光器１１の集光面は１４分割で
構成され、このうち、１１の分割面にマスク処理を行っ
て、３つの分割面からのみ赤外線を受光できるようにし
ており、一方、微動検知エリアＢを監視する集光器２１
の集光面は１６分割で構成され、このうち、３の分割面
にマスク処理を行って、１３の分割面からのみ受光でき
るようにしている。このようにマスク処理（図中、斜線
部分）を行えば、図１，３，４に示したような検知エリ
アＡ，Ｂを形成できる。

【００３６】なお、このマスク処理には、多分割集光面
の大きさに対応した複数のシールをマスクする位置に応
じて貼付けたり、アクリル等の赤外線が透過しない材料
で製され、孔部を設けたカバーを被せる等の方法があ
る。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、請求
項１に記載の赤外線式人体検知装置によれば、各検知エ
リアを監視する赤外線検知系を構成する赤外線検出素子
のエレメントは、微動検知エリアでは、出入口からの出
退時の移動方向に対して、同一極性に分極されたものが
配列されるように配置され、移動検知エリアでは、出入
口からの出退時の移動方向に対して、異なる極性に分極
されたものが配列されるように配置される。これによっ
て、監視空間からの退出時に微動検知エリアからの赤外
線の検知は打ち消されるので、あおりが生じにくくな
り、微動検知エリアの出力が移動検知エリアの出力より
後になることがないので、無駄な負荷制御を継続させる
ことがない。

【００３８】つまり、人体が監視空間から速い速度で退
出しても、誤動作を起こすことがなく、監視空間への侵
入、退出を正しく判断して、負荷制御を正確に行うこと
が出来る。請求項２に記載の赤外線式人体検知装置によ
れば、移動検知エリアと微動検知エリアを、各々の集光
器の一部をマスク処理して構成することが出来るので、
各設置場所に応じて、容易に監視空間を構成することが
出来る。

【００３９】請求項３に記載の赤外線式人体検知装置に
よれば、一方のみにドアなどを設けたトイレなどの室内
空間において、正確な人体検知ができるので、照明制御
などに好適に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る赤外線式人体
検知装置による監視空間の構成の一例を示す図である。

【図２】本発明に係る赤外線式人体検知装置の内部構成
の一例を示すブロック図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る赤外線式人体
検知装置による監視空間の構成の別の例を示す図であ
る。

【図４】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る赤外線式人体
検知装置を備えた室内空間の構成例を示す図である。

【図５】マスク処理の一例を示す図である。

【図６】（ａ），（ｂ）は、従来の赤外線式人体検知装
置による監視空間の構成の一例を示す図である。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は、赤外線式人体検知装置の基
本動作を示すタイムチャートである。

【図８】（ａ），（ｂ）は、「あおり」現象を説明する
ための図である。

【符号の説明】

Ａ・・・移動検知エリアＢ・・・微動検知エリア１０・・・赤外線式人体検知装置１１・・・出入口１・・・移動検知エリアを監視する赤外線検知系２・・・微動検知エリアを監視する赤外線検知系１１，２１・・・集光器１２，２２・・・赤外線検出素子１５，２５・・・比較回路３・・・オフディレー制御回路３１，３２・・・遅延時間設定部４・・・出力回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線検出素子と、集光器とを組み合わせ
て２系統の赤外線検知系を構成し、一方の赤外線検知系
は、移動検知エリアとして、監視空間の出入口付近の人
の存在を監視し、他方の赤外線検知系は、微動検知エリ
アとして、監視空間内の人の存在を監視する構成とし、
これら２つの検知エリアにおいて人の存在を検知した先
後によって、人の監視空間への侵入と退出を判別して、
負荷を自動的に制御するようにした赤外線式人体検知装
置において、上記移動検知エリアを監視する赤外線検知系と、上記微
動検知エリアを監視する赤外線検知系のそれぞれは、
正、負に分極された１組のエレメントを設けたデュアル
タイプの赤外線検出素子で構成されるとともに、上記微動検知エリアを監視する赤外線検知系のデュアル
タイプの赤外線検出素子は、上記集光器によって展開さ
れる検知エリアには、人の出入口からの出退時の移動方
向に対して、同一極性に分極されたエレメントが配列さ
れるように配置されており、上記移動検知エリアを監視する赤外線検知系のデュアル
タイプの赤外線検出素子は、上記集光器によって展開さ
れる検知エリアには、人の出入口からの出退時の移動方
向に対して、異なる極性に分極されたエレメントが配列
されるように配置されていることを特徴とした赤外線式
人体検知装置。
【請求項２】請求項１において、上記２系統の赤外線検知系を構成する集光器の各々は、
その一部をマスク処理して、移動検知エリアと微動検知
エリアを構成している赤外線式人体検知装置。
【請求項３】上記監視空間は、一方のみにドアなどを設
けたトイレなどの室内空間である請求項１あるいは２に
記載の赤外線式人体検知装置。