JPS63134986A - 人数検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、被検知人体から発せられる赤外線を検出して
人数を検出する赤外線受光式の人数検出装置に関するも
のである。

（背景技術） 本発明者らは、簡単且つ安価な構成で広い検知領域を有
する高精度の人数検出装置を既に提案している。第４図
にその構成図を示す。この人数検出装置は、赤外線検出
素子２と、前記赤外線検出素子２の視野を円形走査させ
る円形走査光学系１と、前記赤外線検出素子２の出力信
号を増幅する前置増幅部３と、前記前置増幅部３の出力
信号を人数検出に必要な信号に変換する信号処理部４と
、前記信号処理部４の出力信号に基づいて人数を判定す
る判断部５と、前記判断部５の出力信号から人数情報を
出力する出力部６とから成り、広い検知領域内の人数を
高精度に検出できるようにしたものである。

第５図に円形走査光学系の一例を示す、同図（ａ）に示
すように、赤外線検出素子２の受光面前面より距離Ｒｂ
の位置に回転板１０を配置し、回転板１０中夫の回転軸
１１を赤外線検出素子２の受光面の視野中心Ｃ上に配置
し、回転板１０をモータ等の駆動機構により回転させる
。第５図（ｂ）に示すように、回転板ｌＯに長さＬａ、
幅Ｄａの長方形状のスリットＡを設け、物面Ｂから輻射
された赤外線のうちスリットＡを通過したもののみが、
赤外線検出素子２に入射するように構成する。物面上に
おける瞬時視野は、スリットＡの形状と相似であり、回
転板１０から物面Ｂまでの距離をＲａとすると、物面上
の瞬時視野長Ｌｖ、及び視野幅ＤＶは、次式のようにな
る。

Ｒｂ＋Ｒａ Ｌｖ＝□・Ｌａ　　　　　　・・・（１）Ｒｂ Ｒｂ　＋　Ｒａ Ｄｖ＝□・Ｄａ　　　　　　・・・（２）Ｒｂ また、円形走査における放射方向において、瞬時視野が
物面Ｂを見込む視野角をθとすると、θは次式のように
なる。

Ｒａ θ＝ｊａｎ−’□　　　　　　　　・・・（３）Ｒｂ 上記の瞬時視野が赤外線検出素子２の受光面の視野中心
Ｃを軸として円形走査され、したがって、円形走査方式
による物面Ｂを見込む全視野角は２θとなる。

人数検出に当たり、物面上の瞬時視野幅Ｄｖが人数分解
能を決定する主要因となり、人数分解能を上げるために
は、瞬時視野幅Ｄｖは小さい方が良い。従って、スリッ
トＡの開口幅Ｄａを小さくする必要があるが、赤外線受
光量がこれに比例して小さくなり、充分なＳ／Ｎ比を得
られない場合が生じる。その場合には、スリットＡの部
分に凸面シリンドリカルレンズを配置し、走査方向にお
いて集光作用を持たせ、所定の瞬時視野幅Ｄｖを得ると
共に、必要な光学利得を得るようにする。

第５図において、スリットＡの部分にシリンドリカルレ
ンズを配した場合、赤外線検出素子２の受光面の直径を
ｄとすると、物面上の瞬時視野の視野共Ｌｖ、視野幅Ｄ
ｖは次式のようになる。

Ｒｂ　＋　Ｒａ ＬＶ＝□・Ｌａ　　　　　　・・・（４）ｈ Ｒａ Ｄｖ＝□・ｄ　　　　　　　　・・・（５）Ｒｂ 上式から分かるように、瞬時視野幅Ｄｖは、シリンドリ
カルレンズの開口幅Ｄａによらず、適当なＲｂ、あるい
はｄを選択して所定の瞬時視野幅ＤＶを得ることができ
る。また、シリンドリカルレンズの開口幅Ｄａを大きく
することにより光学利得を増大させることができる。

また、光学利得を得るための他の手段として、第６図に
示すように、凹面シリンドリカルミラーＭを固定した回
転板１０を赤外線検出素子２の受光面の視野中心Ｃを軸
として回転させるように構成しても良い、シリンドリカ
ルミラーＭのミラー面から赤外線検出素子２の受光面ま
での距離をＲｂ、シリンドリカルミラーＭのミラー面か
ら物面Ｂまでの距離を−Ｒａ、シリンドリカルミラーＭ
のミラー長をＬ＋＊、ミラー幅をＤ＋ｓ、赤外線検出素
子２の受光面直径をｄとすると、物面上の瞬時視野長Ｌ
ｖ、及び視野幅Ｄｖは、シリンドリカルレンズを用いた
場合と同様に次式のようになる。

Ｒｂ　＋　Ｒａ Ｌ、ｖ＝□・　Ｌ−・・・（６） Ｒｂ Ｒａ Ｄｖ＝□・ｄ　　　　　　　　・・・（７）ｈ したがって、適当なＲｂ、あるいはｄを選択することに
より、所定の瞬時視野幅Ｄｖを得ることができ、シリン
ドリカルミラーＭのミラー幅り一を大きくすることによ
り光学利得を増大させることができる０円形走査におけ
る放射方向において、瞬時視野が物面Ｂを見込む視野角
θは、実施例１の場合と同様にして次式のようになる。

Ｌ− θ＝＝ｔａｎ−Ｊ□・・・（８） Ｒｂ また、円形走査方式による物面Ｂを見込む全視野角は２
θとなる。

広い検知領域を得るためには、円形走査方式において、
物面Ｂを見込む全視野角を大きく取る必要があり、その
ためには、瞬時における受光面が物面Ｂを見込む角度θ
を大きく取る必要がある。

（３）、（８）式よりθを大きくするためには、スリッ
ト長あるいはシリンドリカルレンズのレンズ長であるＬ
ｍ、または、シリンドリカルミラーＭのミラー長Ｌｍを
大きく取れば良い６しかしながら、赤外線検出素子２の
入射光に対する指向感度特性上、入射光と受光面視野中
心Ｃのなす角度が大きくなるにつれて、感度は低下し、
ある角度αｍａｘ以上では、感度は零となる。赤外線検
出素子２として用いられる焦電素子の指向感度特性の一
例を第７図に示す、この図から明らかなように、円形走
査光学系において、物面上を見込む全視野角は赤外線検
出素子２の指向感度特性により制限を受け、十分広く取
れず、さらには、視野面において、周辺部はど感度が低
下し検知領域内で感度の不均一性を生じるという問題点
があった。

（発明の目的） 本発明は上述のような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、簡単且つ安価な構成で、広い
検知領域に亘って均一な感度分布を有する人数検出装置
を提供するにある。

（発明の開示） 第１図は本発明に係る人数検出装置に用いられる２枚の
反射鏡ＭＡ＋ＭＢを用いた円形走査光学系を側面から見
たときの概略構成図であり、赤外線゛　　　検出素子２
の受光面Ｓは、水平面すなわち床面に平行に配置し、受
光面Ｓの視野中心Ｃは水平面に垂直であるとする。瞬時
視野の放射方向端部において、入射光Ｂ、はミラーＭ、
の端点Ｍ１、ミラーＭＡの端点Ｍ、を介して、受光面Ｓ
に入射し、入射光Ｂ２はミラーＭＢの端点Ｍ１、ミラー
ＭＡの端点Ｍ２を介して受光面Ｓに入射する。入射光Ｂ
、は水平面から垂直にミラーＭ、に入射するものとする
と、入射光Ｂ２が受光面Ｓの視野中心Ｃ１すなわちミラ
ーＭＡ、ＭＢの回転軸となす角が本発明の円形走査光学
系において、受光面Ｓが物面を見込む瞬時視野角となる
。ミラーＭＡにより、受光面Ｓの有効視野角が決定され
、視野中心Ｃから各々角度θの有効視野角を持つように
受光面Ｓの下に配置する。

このとき入射光Ｂ２が受光面Ｓの視野中心となす角は２
θとなり、受光面Ｓが物面を見込む瞬時視野角は２θと
なる。入射光Ｂ２がミラーＭＢの端点Ｍ４により反射さ
れ、ミラーＭＡの端点Ｍ２に入射する際の光路が水平面
に平行であるとすると、ミラーＭＡ、ミラーＭＢが水平
面となす角α、βは次式％式％ 赤外線検出素子２の指向感度特性において、感度が零と
なる場きの入射光と受光面視野中心Ｃとのなす角をαｗ
ａｘとすると、前記光学系により受光面Ｓが物面を見込
む瞬時視野の角度２θは最大２αｗａｘまで取ることが
可能である。また、赤外線検出素子２の指向感度特性に
おいて、比較的指向感度特性が均一な範囲を用いること
により、比較的均一な感度分布を有する広い検知領域を
得ることができる。

円形走査光学系において、人体分解能を向上させるには
、瞬時視野幅を小さくする必要があるが、ミラーＭＡを
凹面シリンドリカルミラーとすると、焦点距離を大きく
取るためには、円形走査光学系が大きくなってしまうの
で、ミラーＭＡは平面鏡とし、ミラーＭ、を凹面シリン
ドリカルミラーとする。凹面シリンドリカルミラーを用
いることにより、走査方向について集光作用を得ること
ができ計 この円形走査光学系は等値的に第２図に示すようになり
、第２図において、等価受光面をＳ”とし、等価受光面
Ｓ′からミラーＭ日までの距離をＲｂ、ミラーＭＢから
ピントの合った面までの距離をＲａ、ミラーＭＢの焦点
距離をｆとすると、の関係があり、ピントの合った面は
、ミラーＭ日の面と平行となり、水平面とは角度βをな
す。

前記光学系による集光状況は第３図に示すようになる。

凹面シリンドリカルミラーＭＢの幅をＬとし、平面ミラ
ーＭＡにおいて、凹面シリンドリカルミラーＭＡの端点
Ｍ、を介して集光する光線束の平面ミラーＭＡ上での幅
を！３、凹型シリンドリカルミラーＭ、の端点Ｍ、を介
して集光する光線束の平面ミラーＭＢ上での幅１２とす
ると、となる０本実施例では、・Ｌ＜１２であり、した
がって一平面ミラーＭＡは一ルなぐとｉ、Ｂ１．ｆｆ言
Ｌ長さＭ、Ｍ２であるような長方形であれば良い。

ここで、前記光学系を用いる人数検出装置の回路構成を
第４図に基づいて説明する。赤外線検出素子２の出力は
前置増幅部３で増幅された後、信号処理部４内の帯域フ
ィルターに入力され、不安定な低周波成分と不必要な高
周波成分とをカットし、Ｓ／Ｎ比を向上させる。帯域フ
ィルターの出力はＡ／Ｄ変換されて５判断部５を構成す
るマイクロコンピュータに出力される。このマイクロコ
ンピュータは円形走査光学系１の回転に同期して１回転
毎にＡ／Ｄ変換された波形を逐次取り込む。

判断部５においては、予め検知領域内に人体が存在しな
い渇きの出力波形が参照波形データとしてメモリー内に
記憶されており、入力波形は、メモリー内の参照波形と
比較され、人体の有無及び人数が同時に判断される。本
実施例では、入力波形データと参照波形データとで比較
演算３行い、その結果を新たに比較処理波形データとし
、比較処理波形データにおいて、極大値を検出し、極大
値の数を人数としてカウントしている。比較処理波形デ
ータにおいて、検出人数が０の場合には、現在の入力波
形データが雪照波形データとして更新され、メモリー内
に記憶される。このように参照波形データを用いて入力
波形データと比較演算を行うことにより、検知領域内の
環境変化に左右されることなく、高精度な人数検出を行
うことができる。出力部６においては、判断部５から与
えられた人数情報を元に、人数情報を表示するようにな
っている。会議室などでは、室外に人数あるいは混雑度
を表示することにより、室外で他者が室内使用状況を把
握できるようにする。また、個人が使用している部屋に
おいては、人数情報「０人」。

「１人」、「２Å以上」を元に、室内状況を“不在パ、
“在室”、“来客”として室外に表示することにより、
他者が容易かつ端的に室内状況を把握することができる
。さらに、人数情報を元に、空調など各種環境施設を安
定且つ有効に動作させることができる。

（発明の効果） 本発明は上述のように、被検知人体から発せられる赤外
線を検出して人数を検出する赤外線受光式の人数検出装
置において、赤外線検出素子の視野を円形走査させる第
１のミラーと、第１のミラーにて反射された赤外線を再
度反射して赤外線検出素子に入射させる第２のミラーと
を設けたから、赤外線検出素子の指向感度特性を有効に
利用することができて、広い検知領域に亘って均一な悠
度分布を得ることができ、しかも簡単且つ安価に構成で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る人数検出装置に用いる光学系の概
略構成図、第２図及び第３図は同上の光学系の動作説明
図、第４図は従来例のブロック図、第５図（ａ）は従来
例に用いる光学系の概略構成図、同図（ｂ）は同上の要
部底面図、第６図（ａ）は他の従来例に用いる光学系の
概略構成図、同図（ｂ）は同上の要部底面図、第７図は
同上に用いる赤外線検出素子の指向特性図である。 １は円形走査を学築　２け赤外モ檜出嚢子　３は前置増
幅部、４は信号処理能、５は判断部、６は出力部、ＭＡ
、Ｍ、はミラーである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）赤外線検出素子と、前記赤外線検出素子の視野を
   走査させる走査光学系と、前記赤外線検出素子の出力信
   号を増幅する前置増幅部と、前記前置増幅部の出力信号
   を人数検出に必要な信号に変換する信号処理部と、前記
   信号処理部の出力信号に基づいて人数を判定する判断部
   と、前記判断部の出力信号から人数情報を出力する出力
   部とから成る人数検出装置において、前記走査光学系は
   前記赤外線検出素子の視野を円形走査させる第１のミラ
   ーと、第１のミラーにて反射された赤外線を再度反射し
   て赤外線検出素子に入射させる第２のミラーとを備えて
   成ることを特徴とする人数検出装置。