JP2543049Y2 - 赤外線式移動物体検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、移動する人体等の物体から放射される赤外
線エネルギ量と、建造物の床面等の背景から放射される
赤外線エネルギ量との差を検出し、自動ドアの開閉や防
犯警報装置の作動を制御する赤外線式移動物体検出装置
に関するものである。

〈従来の技術〉 絶対温度（−273℃）以上のあらゆる物体はその温度
に応じた赤外線を放射しており、常温状態での人体や建
造物はピーク波長を10μｍ付近にもつ遠赤外線を放射し
ている。このような現象を利用した赤外線移動物体検出
装置は、建造物の床面等に所定の検知エリアを設定し、
この検知エリアから放射される赤外線を、赤外線検出器
において集光レンズ等の光学装置により集光して赤外線
検知素子に入射させ、検知エリア内に人体等の移動物体
が進入することにより生じる赤外線エネルギ量の変化を
赤外線検知素子から出力される電気信号により検出し、
この電気信号の増幅信号が所定のレベルを超えた時にト
リガ信号を出力させ、来客の検出信号を出したり、ある
いは防犯警報装置の発振信号を出すよう構成されたもの
であり、自動ドアの開閉や防犯警報装置の作動のための
起動スイッチとして広く用いられている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 ところで、従来の技術では上記赤外線式移動物体検出
装置を１台用いるのみで部屋等の比較的広い空間におけ
る人体の侵入を検出する装置が防犯用等の用途に用いら
れているが、検知エリアの床面等の背景に対し温度差を
有する物体、例えば人体以外に犬や猫等の小動物が検知
エリア内に侵入した場合には、いずれもほぼ同じ検出感
度で検出され、かつ検出レベルラインが一定であること
から、小動物に対してもトリガ信号が出力されてしま
い、誤動作が生じる。このような場合、自動開閉ドアに
おいてはドアが開いて小動物が入り込むことになり、一
方、防犯警報装置においては侵入したとしても犯罪に関
与することのない小動物に対しても侵入する毎に警報が
発せられることになり、極めて不都合である。

〈考案の目的〉 本考案は、このような従来の問題点に鑑みなされたも
ので、人体以外の小動物等の誤検出を確実に防止するこ
とのできる赤外線式移動物体検出装置を提供することを
目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために本考案は、所定の検知エ
リアから放射され光学系を通して入射された赤外線入射
光の変動量に応じた電気信号を出力する赤外線検知素子
を３個以上有し、かつ、これらの各赤外線検知素子は、
上記検知エリアの床面を歩行する１個の人体を同時に検
知しうるよう、床面上の上下方向に対応して配設されて
おり、これら３個以上の赤外線検知素子のうちの過半数
の素子の上記変動量が所定のレベルを超えたことを判別
するデジタル論理演算手段よりなる人体判別回路を備え
ていることによって特徴付けられている。

本考案において『過半数』とは、言うまでもなく、半
数を含まず半数を超えた整数値のことである。例えば素
子数３の場合、２または３であり、素子数４の場合、３
または４であり、素子数５の場合、３、４または５であ
る。『過半数』を要件とする理由は、検知すべき人体の
一部分が障害物の影にかくれていたり、人体の一部が防
弾チョッキのような熱不良導体で被われているときに
も、失報することなく人体であると判別するためであ
る。『半数以下』の場合に人体であると判別しない理由
は、小動物等の移動物体を誤って検知しないためであ
る。

〈作用〉 ３個以上の赤外線検知素子により、これらに対応して
それぞれの検知エリアが設定される。換言すると、所定
の検知エリアが赤外線検知素子の数だけ分割されたこと
になる。この検知エリアに人体が侵入すると、これら全
ての赤外線検知素子のうち少なくとも過半数が同時に感
知応答し、電気信号が同時に出力される。この同時に出
力された電気信号は人体判別回路に入力され、人体判別
回路は過半数の赤外線検知素子からの電気信号により、
人体検出信号を出力する。

一方、人体に比べ格段に背の低い小動物が検知エリア
に侵入した場合には、各赤外線検知素子による各検知エ
リアにおける単一の検知エリア、もしくは多くても過半
数に満たない検知エリアを横切るに過ぎず、従って、全
てのうちの過半数に満たない赤外線検知素子しか感知応
答しないため、人体判別回路から人体検出信号は出力さ
れない。これにより、小動物による誤検出動作を確実に
防止できる。しかも、一般に小動物による誤動作の防止
手段を設けると、それにより必然的に人体の検出もれに
よる失報の危惧が高くなるが、人体判別回路により全て
の赤外線検知素子のうち、同時に感知応答したものが過
半数である場合に、人体検出信号が出力されるので、失
報をも確実に防止できる。

〈実施例〉 以下、本考案の好ましい実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。

第１図は本考案の一実施例の概略の電気回路を示し、
説明を簡略化するために、赤外線検知素子を３個用いた
場合について例示してある。

各赤外線検知素子S1〜S3は、第２図に示すように、そ
れぞれの検知視野による検知エリアE1〜E3が異なるとと
もに、この３種の検知エリアE1〜E3の床面を歩行する１
個の人体を同時に検知しうるよう、床面上の上下方向に
対応して配設されているとともに、また、各赤外線検知
素子S1〜S3には、フレネルレンズや凹面反射鏡などの光
学系（図示せず）が対設されている。これらの赤外線検
知素子S1〜S3は、検知エリアから放射され光学系を通し
て入射された赤外線入射光の変動量に応じた電気信号を
出力する構成となっており、この変動量が所定のスレッ
シュホルドレベルを超えたとき、例えば「１」を出力
し、それ以外のとき「０」を出力する。また、各赤外線
検知素子S1〜S3の出力電気信号をそれぞれ増幅するため
の増幅回路A1〜A3が設けられ、さらに、この増幅回路A1
〜A3を介して電気信号が入力され、これらの赤外線検知
素子のうちの過半数の素子の変動量が所定のレベルを超
えたことを判別する人体判別回路HSが設けれられてい
る。この人体判別回路HSは、それぞれの２個の入力端に
何れも異なる増幅回路A1〜A3の出力が接続された３個の
オアゲートOR1〜OR3と、この各オアゲートOR1〜OR3の出
力がそれぞれ入力される３入力アンドゲートANDのデジ
タル論理回路群により構成されている。出力回路は、３
入力アンドゲートANDの出力がベースバイアス用抵抗Ｒ
を介してベース電極に入力されるNPN形トランジスタＱ
により構成され、このトランジスタＱのコレクタの出力
端子Ｏから検出信号が出力される。

次に、上記の本実施例の作用について説明する。

人体Ｈが、検知エリアE1〜E3内に侵入して第２図の実
線位置から２点鎖線位置に移動した場合、常に２個以上
の赤外線検知素子S1〜S3が同時に感知応答する。なお、
ここで言う同時とは、赤外線検知素子S1〜S3の作動遅れ
等による１秒前後の範囲まで包含する。人体判別回路HS
は、単一の赤外線検知素子S1〜S3の感知出力によりそれ
ぞれ何れか２個のオアゲートOR1〜OR3が駆動してハイレ
ベル信号を出力する回路構成となっていて、少なくとも
２個の赤外線検知素子S1〜S3、つまり、３個のうち過半
数の赤外線検知素子S1〜S3から感知信号が同時に出力さ
れることにより、３個のオアゲートOR1〜OR3が全て駆動
してハイレベル信号が出力され、次段の３入力アンドゲ
ートANDの論理積がとられて出力回路のトランジスタＱ
がオン状態となり、出力端子Ｏから検知信号が出力され
る。従って、検知エリアE1〜E3内に進入した人体Ｈによ
り過半数の赤外線検知素子S1〜S3が同時に感知応答する
ので、この人体Ｈを確実に検出できる。

一方、小動物Ａが検知エリアE1〜E3に進入した場合に
は、第２図からも明らかなように、移動に伴って単一の
赤外線検知素子S1〜S3のいずれかが感知応答するだけで
あるから、人体判別回路HSにおける何れか２個のオアゲ
ートOR1〜OR3が駆動してハイレベル信号を出力するだけ
であり、３入力アンドゲートANDの論理積はとられず、
検知信号は出力されない。

以上のように人体判別回路HSはデジタル論理回路によ
って構成されており、この人体判別回路HSに入力される
信号は、３個以上の独立した検知エリアで検出されるオ
ンかオフかのデジタル信号である。これらの独立した各
検知エリアからの検知状態をデジタル論理演算するだけ
の構成であり、この論理演算においては、複雑な算術計
算は不要であり、赤外線検知素子の位置関係による条件
を付加する必要もない。こうした簡単な構成の処理回路
によって小型化を実現することもできる。さらに、マイ
クロコンピュータを使う場合でも、A/Dコンバータを不
要とすることができ、低価格のマイクロコンピュータで
充分対応できる。また、本実施例では３個の赤外線検知
素子の構成を適用したが、３個に限ることなく、さらに
個数を増加させた場合、信号処理は上記したようにデジ
タル論理演算によって簡単に処理ができ、こうした対応
においての困難性はなく、しかも誤報や失報に対しての
信頼性を向上させることができる。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案の赤外線式移動物体検出
装置によれば、所定の検知エリアから入射された赤外線
入射光の変動量に応じた電気信号を出力する赤外線検知
素子を３個以上有し、かつ、これらの各赤外線検知素子
は、上記検知エリアの床面を歩行する１個の人体を同時
に検知しうるよう、床面上の上下方向に対応して配設さ
れており、これら３個以上の赤外線検知素子のうちの過
半数の素子の上記変動量が所定のレベルを超えたことを
判別するデジタル論理演算手段よりなる人体判別回路を
備えた構成としたので、人体が検知エリア内に進入した
場合にのみ過半数の赤外線検知素子が同時に感知応答す
るの対し、人体に比べ格段に背の低い小動物が検知エリ
アに進入した場合に過半数の赤外線検知素子が同時に感
知応答することは絶対に生じないことから、小動物の誤
検出を確実に防止することができ、失報も生じない。

さらに、この人体判別回路におけるデジタル論理演算
では、赤外線検知素子の位置関係による条件を付加する
必要もなく、複雑な算術計算の不要な極めて簡単な構成
とすることで、小型化および低価格化を実現することが
できる。さらにまた、設置する赤外線検知素子を増加さ
せた場合には、誤報や失報に対して、信頼性をより向上
させることができ、この場合も、信号処理は上記したよ
うなデジタル論理演算によって簡単に処理ができ、容易
に対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の電気結線図、 第２図は第１図の赤外線検知素子による検知エリアの配
置を示す説明図である。 S1〜S3……赤外線検知素子 HS……人体判別回路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の検知エリアから放射され光学系を通
   して入射された赤外線入射光の変動量に応じた電気信号
   を出力する赤外線検知素子を３個以上有し、かつ、これ
   らの各赤外線検知素子は、上記検知エリアの床面を歩行
   する１個の人体を同時に検知しうるよう、床面上の上下
   方向に対応して配設されており、これら３個以上の赤外
   線検知素子のうちの過半数の素子の上記変動量が所定の
   レベルを超えたことを判別するデジタル論理演算手段よ
   りなる人体判別回路を備えている赤外線式移動物体検出
   装置。