(57)【要約】【課題】従来よりも精度良く人を検出することができる人検出装置を提供する。【解決手段】光源部は、複数の異なる照射領域へ複数の波長の赤外光を照射する。受光部は、複数の波長の反射光それぞれを受光し、受光した反射光を電気信号に変換する１又は複数の受光素子を備える。光源部制御部は、光源部が赤外光を複数の異なる照射領域へ順次的に照射すべく制御する。検出部は、受光素子が変換した複数の波長の反射光に対応する電気信号に基づいて人を検出する。【選択図】図３
2014157124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と、該光源部が照射した光による反射光を受光する受光部とを備え、該受光部で受光した反射光に基づいて人を検出する人検出装置において、
前記光源部は、
複数の異なる照射領域へ複数の波長の赤外光を照射するようにしてあり、
前記受光部は、
前記複数の波長の反射光それぞれを受光し、受光した反射光を電気信号に変換する１又は複数の受光素子を備え、
前記光源部が赤外光を前記複数の異なる照射領域へ順次的に照射すべく制御する光源部制御部と、
前記受光素子が変換した複数の波長の反射光に対応する電気信号に基づいて人を検出する検出部と
を備えることを特徴とする人検出装置。
【請求項２】
前記光源部制御部は、
前記光源部が前記複数の波長の赤外光を所定の周期で順次的に照射すべく制御することを特徴とする請求項１に記載の人検出装置。
【請求項３】
前記照射領域毎に、前記光源部が前記周期で赤外光を照射している間に前記受光素子が変換した電気信号を該受光素子から取得する取得部と、
人の存否に関する評価値を前記照射領域毎に算出する算出部と
を備え、
該算出部は、
前記取得部で取得した電気信号に基づいて評価値を算出することを特徴とする請求項２に記載の人検出装置。
【請求項４】
前記光源部は、
前記複数の異なる照射領域それぞれへ前記複数の波長の赤外光を照射する複数の光源を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の人検出装置。
【請求項５】
前記受光部は、
一の受光素子で少なくとも２つ以上の前記照射領域からの反射光を受光することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の人検出装置。
【請求項６】
前記発光部は、
人と人以外とで反射率が異なる複数の波長の赤外光を発するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の人検出装置。
【請求項７】
前記発光部は、
水分による吸収率が異なる複数の波長の赤外光を発するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の人検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源部と、光源部が照射した光による反射光を受光する受光部とを備え、受光部で受光した反射光に基づいて人を検出する人検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅オフィスなどの建物、あるいは工場又は屋外設備などの施設等では、セキュリティー確保の観点から施設等への侵入者を検出するための様々な手段が講じられている。例えば、広範囲の監視エリアを複数のビデオカメラで撮像し、撮像した画像を処理して不審者などの検知を行うものがある。また、３６０度の全方位の映像を取り込むことができる全方位レンズを備える撮像装置を建物などの天井部分に設置して広範囲に監視することもできる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４８７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような撮像装置では、撮像して得られた画像を処理して移動する物体を検出し、テンプレートマッチングなどの手法を用いて検出した物体が人であるか否かを判定する。しかし、テンプレートマッチングなどの手法を用いた場合、人の移動に伴って人の姿勢は変化するので、精度よく人を識別することが困難である。また、周囲の照明などの環境が変化した場合、誤検出の原因ともなる。
【０００５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも精度良く人を検出することができる人検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態に係る人検出装置は、光源部と、該光源部が照射した光による反射光を受光する受光部とを備え、該受光部で受光した反射光に基づいて人を検出する人検出装置において、前記光源部は、複数の異なる照射領域へ複数の波長の赤外光を照射するようにしてあり、前記受光部は、前記複数の波長の反射光それぞれを受光し、受光した反射光を電気信号に変換する１又は複数の受光素子を備え、前記光源部が赤外光を前記複数の異なる照射領域へ順次的に照射すべく制御する光源部制御部と、前記受光素子が変換した複数の波長の反射光に対応する電気信号に基づいて人を検出する検出部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
光源部は、複数の異なる照射領域へ複数の波長（例えば、λ１、λ２）の赤外光を照射するようにしてある。複数の異なる照射領域は、人を検出する監視エリアであり、例えば、監視エリアが複数の照射領域に区分されている。受光部は、複数の波長の反射光それぞれを受光し、受光した反射光を電気信号に変換する１又は複数の受光素子を備える。反射光は、監視エリア内の人などの反射物体により反射した赤外光である。光源部制御部は、光源部が赤外光を複数の異なる照射領域へ順次的に照射すべく制御する。すなわち、光源部制御部は、複数の異なる照射領域に対して、光源部が順次的に赤外光を照射するように制御する。例えば、８個の異なる照射領域を１Ｓ、２Ｓ、…８Ｓとすると、光源部制御部は、所定の周期Ｔの間に照射領域１Ｓから８Ｓまでを順次的に照射するように光源部を制御する。
【０００８】
検出部は、受光素子が変換した複数の波長の反射光に対応する電気信号に基づいて、人を検出する。各波長の反射光に対応する電気信号の強度をＰλ１、Ｐλ２とし、評価値Ｅを、例えば、Ｅ＝（Ｐλ１−Ｐλ２）／（Ｐλ１＋Ｐλ２）という式で算出する。人（例えば、人肌）に照射された複数の波長（例えば、λ１、λ２）の赤外光が反射した場合の評価値Ｅが所定の閾値より大きくなるように複数の波長を設定することにより、人の検出を行うことができる。
【０００９】
光源部は、異なる照射領域に対して順次的に複数の波長の赤外光を照射する。任意の照射領域に反射物体が存在する場合、受光部は反射光を受光し、受光した各波長の反射光に基づく電気信号に応じて評価値を算出するので、監視エリアのうちのどの照射領域に人が存在するかを検出することができる。また、赤外光の反射光を利用して評価値を算出して人を検出するので、テンプレートマッチングなどの画像処理を行う必要がなく、人の姿勢が変化しても精度良く人を検出することができる。
【００１０】
また、前記光源部制御部は、前記光源部が前記複数の波長の赤外光を所定の周期で順次的に照射すべく制御するようにしてもよい。
【００１１】
光源部制御部は、光源部が複数の波長の赤外光を所定の周期で順次的に照射すべく制御する。例えば、光源部が、波長λ１及びλ２の赤外光を発する場合、光源部制御部は、波長λ１の赤外光を時間Ｔ１（例えば、１ｍｓ）だけ発光させた後、波長λ２の赤外光を時間Ｔ１（例えば、１ｍｓ）だけ発光させる。以降同様の動作を所定の周期で繰り返す。これにより、複数の波長の赤外光の反射光を時分割して取得することができるので、評価値を精度良く求めることができる。
【００１２】
また、前記照射領域毎に、前記光源部が前記周期で赤外光を照射している間に前記受光素子が変換した電気信号を該受光素子から取得する取得部と、人の存否に関する評価値を前記照射領域毎に算出する算出部とを備え、該算出部は、前記取得部で取得した電気信号に基づいて評価値を算出するようにしてもよい。
【００１３】
取得部は、照射領域毎に、光源部が所定の周期で赤外光を照射している間に受光素子が変換した電気信号を取得する。算出部は、取得した電気信号に基づいて人の存否に関する評価値を算出する。例えば、照射領域毎に、光源部が波長λ１の赤外光を時間Ｔ１の間照射しているときに受光素子が変換した電気信号を取得する。また、光源部が波長λ２の赤外光を時間Ｔ１の間照射しているときに受光素子が変換した電気信号を取得する。算出部は、照射領域毎に、波長λ１の反射光に対応する電気信号の強度Ｐλ１と、波長λ２の反射光に対応する電気信号の強度Ｐλ２とに基づいて評価値Ｅを算出する。これにより、照射領域毎に評価値を精度良く求めることができる。
【００１４】
また、前記光源部は、前記複数の異なる照射領域それぞれへ前記複数の波長の赤外光を照射する複数の光源を備えるようにしてもよい。
【００１５】
光源部は、複数の異なる照射領域それぞれへ複数の波長の赤外光を照射する複数の光源を備える。例えば、８個の異なる照射領域を１Ｓ、２Ｓ、…８Ｓとすると、それぞれの照射領域へ複数の波長の赤外光を照射する８個の光源を備えることができる。この場合、８個の照射領域に対して、１個の照射領域だけが照射されるように各光源の照射を制御することができる。これにより、人を検出するための監視エリアを広範囲に設けることができる。
【００１６】
また、前記受光部は、一の受光素子で少なくとも２つ以上の前記照射領域からの反射光を受光するようにしてもよい。
【００１７】
受光部は、一の受光素子で少なくとも２つ以上の照射領域からの反射光を受光する。これにより、監視エリアが広範囲になった場合でも、受光素子の数を低減することができ、コストを低減することができる。
【００１８】
また、前記発光部は、人と人以外とで反射率が異なる複数の波長の赤外光を発するようにしてもよい。
【００１９】
発光部は、例えば、一方が人による反射率が高い波長（基準波長）の赤外光を出力し、他方が人による反射率が低い波長（測定波長）の赤外光を出力する。これにより、発光部が発した複数の波長の赤外光が人で反射した場合に、反射光の量又は強度に大きな差が生じ、精度良く人を検出することが可能となる。
【００２０】
また、前記発光部は、水分による吸収率が異なる複数の波長の赤外光を発するようにしてもよい。
【００２１】
発光部は、例えば、一方が水分による吸収率が高い波長（基準波長）の赤外光を出力し、他方が水分による吸収率が低い波長（測定波長）の赤外光を出力する。これにより、人肌に対する評価値を人肌以外の物質に比べて大きくすることができ、人検出の精度を高くすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、従来よりも精度良く人を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態の人検出装置の設置の一例を示す模式図である。
【図２】本実施の形態の人検出装置の構成の要部を示す正面図である。
【図３】本実施の形態の人検出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】複数の光源の赤外光の照射タイミングの一例を示すタイムチャートである。
【図５】各光源のＬＥＤの駆動タイミング及びフォトダイオードが出力する電気信号の出力タイミングの一例を示すタイムチャートである。
【図６】物質毎の正規化指標の一例を示す説明図である。
【図７】正規化指標の閾値の一例を示す説明図である。
【図８】本実施の形態の人検出装置により人を検出した場合の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る人検出装置の実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態の人検出装置１００の設置の一例を示す模式図であり、図２は本実施の形態の人検出装置１００の構成の要部を示す正面図である。図１に示すように、人検出装置１００は、例えば、建物の天井部分、又は柱の所要の高さ位置に設けられ、人検出装置１００の周辺であって、複数の異なる照射領域１Ｓ、２Ｓ、…８Ｓで構成される監視エリアに向かって、複数の波長（例えば、λ１、λ２など）の赤外光を発するようになっている。なお、照射領域１Ｓ〜８Ｓは、一例であって、図１の例に限定されるものではない。
【００２５】
図２に示すように、人検出装置１００は、例えば、複数の光源１、２…８を環状に配置した光源部１０を有する。
【００２６】
光源１は、ピーク波長がλ１の赤外光を発するＬＥＤ１ａ、ピーク波長がλ２（λ１とは異なる波長）の赤外光を発するＬＥＤ１ｂを有する。なお、ＬＥＤ１ａ、１ｂの数は１個に限定されるものではなく、複数のＬＥＤを有してもよい。ＬＥＤ１ａ及びＬＥＤ１ｂの赤外光の照射方向は、略同等にしてあり、共通の照射領域１Ｓに向けて赤外光を照射することができる。
【００２７】
光源２も光源１と同様に、ピーク波長がλ１の赤外光を発するＬＥＤ２ａ、ピーク波長がλ２（λ１とは異なる波長）の赤外光を発するＬＥＤ２ｂを有する。なお、ＬＥＤ２ａ、２ｂの数は１個に限定されるものではなく、複数のＬＥＤを有してもよい。ＬＥＤ２ａ及びＬＥＤ２ｂの赤外光の照射方向は、略同等にしてあり、共通の照射領域２Ｓに向けて赤外光を照射することができる。
【００２８】
同様に、光源３はピーク波長がλ１の赤外光を発するＬＥＤ３ａ、ピーク波長がλ２の赤外光を発するＬＥＤ３ｂを有し、照射領域３Ｓに向けて赤外光を照射することができる。同様に、光源４、５、６、７、８は、それぞれ照射領域４Ｓ、５Ｓ、６Ｓ、７Ｓ、８Ｓに向けて赤外光を照射することができる。
【００２９】
光源１〜８の各ＬＥＤは、例えば、砲弾型ＬＥＤであり、各ＬＥＤの放射角は、例えば、８度程度とすることができる。また、各ＬＥＤが発する赤外光の半値幅は、例えば、１００±５０ｎｍ程度とすることができる。なお、各ＬＥＤの配置は図２の例に限定されるものではなく、監視エリアの広狭に応じて適宜配置することができる。
【００３０】
人検出装置１００の光源１〜８で囲まれた中央部分には、受光部２０を設けてある。受光部２０は、レンズ部２１、２２、２３、２４を有する。また、受光部２０は、レンズ部２１、２２、２３、２４に対応して、後述の受光素子としてのフォトダイオード２１ａ、２２ａ、２３ａ、２４ａを有する。フォトダイオード２１ａ〜２４ａは、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）などの材料を用いたフォトダイオードであるが、赤外光を受光することができるものであれば他の材料のものでもよい。これにより、ＣＣＤセンサを用いる必要がない。
【００３１】
フォトダイオード２１ａは、光源１及び光源２が照射する照射領域１Ｓ、２Ｓ内に存在する反射物体からの反射光を受光できるように配置してある。すなわち、フォトダイオード２１ａは、光源１及び光源２が照射した赤外光が反射物体で反射した場合、当該反射物体で反射した反射光を受光し、受光した赤外光を電気信号に変換して出力する。
【００３２】
同様に、フォトダイオード２２ａは、光源３及び光源４が照射する照射領域３Ｓ、４Ｓ内に存在する反射物体からの反射光を受光できるように配置してある。また、フォトダイオード２３ａは、光源５及び光源６が照射する照射領域５Ｓ、６Ｓ内に存在する反射物体からの反射光を受光できるように配置してある。さらに、フォトダイオード２４ａは、光源７及び光源８が照射する照射領域７Ｓ、８Ｓ内に存在する反射物体からの反射光を受光できるように配置してある。
【００３３】
図３は本実施の形態の人検出装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、本実施の形態の人検出装置１００は、ＬＥＤ１ａ〜８ａ、ＬＥＤ１ａ〜８ａを駆動するＬＥＤドライバ１１、ＬＥＤ１ｂ〜８ｂ、ＬＥＤ１ｂ〜８ｂを駆動するＬＥＤドライバ１２、ＣＰＵ１３、増幅回路（ＡＭＰ）１４、マルチプレクサ回路（ＭＵＸ）１５、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１６、トランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）１７、フォトダイオード２１ａ〜２４ａを有する受光部２０などを備える。なお、図３ではレンズ部２１〜２４は省略している。
【００３４】
ＬＥＤドライバ１１は、ＣＰＵ１３の制御の下、所要のタイミングでＬＥＤ１ａ〜８ａを順次的に駆動して点灯する。また、ＬＥＤドライバ１２は、ＣＰＵ１３の制御の下、所要のタイミングでＬＥＤ１ｂ〜８ｂを順次的に駆動して点灯する。
【００３５】
ＬＥＤ１ａ〜８ａは、波長λ１が、例えば、１０７０ｎｍ（すなわち、ピーク波長が１０７０ｎｍ）の赤外光を発する砲弾型ＬＥＤである。また、ＬＥＤ１ｂ〜８ｂは、波長λ２が、例えば、１５５０ｎｍ（すなわち、ピーク波長が１５５０ｎｍ）の赤外光を発する砲弾型ＬＥＤである。
【００３６】
なお、ＬＥＤの波長はこれらに限定されない。波長λ１及び波長λ２のうち、一方が人による反射率が高い波長（基準波長）となり、他方が人による反射率が低い波長（測定波長）となればよい。したがって、例えば、基準波長に、８５０±３０ｎｍ、又は１０７０±３０ｎｍ等を使用し、測定波長に、９６０±３０ｎｍ、１５５０±３０ｎｍ、１３００±３０ｎｍ、又は１６５０±３０ｎｍ等を使用してもよい。ここでは説明のため、波長λ１を１０７０ｎｍ、波長λ２を１５５０ｎｍとして記載する。反射率が異なる赤外光を用いることにより、ＬＥＤが発した複数の波長の赤外光が人で反射した場合に、反射光の量又は強度に大きな差が生じ、精度良く人を検出することが可能となる。
【００３７】
フォトダイオード２１ａ〜２４ａは、受光した反射光を光電変換し、変換した電気信号をトランスインピーダンスアンプ１７へ出力する。
【００３８】
トランスインピーダンスアンプ１７は、ＣＰＵ１３の制御の下、フォトダイオード２１ａ〜２４ａから出力された電気信号（電流信号）をインピーダンス変換し、増幅して電圧信号(電気信号)としてバンドパスフィルタ１６へ出力する。なお、トランスインピーダンスアンプ１７は、フォトダイオード２１ａ〜２４ａと同数備えることができる。
【００３９】
バンドパスフィルタ１６は、各フォトダイオード２１ａ〜２４ａで受光した赤外光の波長が１０７０ｎｍ及び１５５０ｎｍに対応する周波数帯域の電気信号を透過し、それ以外の周波数帯域の電気信号を遮断する。これにより、波長が１０７０ｎｍ及び１５５０ｎｍに対応する電気信号だけを取り出すことができる。なお、バンドパスフィルタ１６に、例えば、遮断周波数（カットオフ周波数）が１ｋＨｚ程度のフィルタを加えることにより、ノイズ光を遮断することもできる。
【００４０】
マルチプレクサ回路１５は、ＣＰＵ１３の制御の下、各フォトダイオード２１ａ〜２４ａが出力した電気信号を時分割して増幅回路１４へ出力する。
【００４１】
増幅回路１４は、ＡＤ変換回路を備え、各フォトダイオード２１ａ〜２４ａが出力した電気信号を増幅するとともに、電気信号をデジタル信号（デジタル値）に変換してＣＰＵ１３へ出力する。
【００４２】
ＣＰＵ１３は、光源１〜８が赤外光を複数の異なる照射領域１Ｓ〜８Ｓへ順次的に照射すべく制御する光源部制御部としての機能を有する。また、ＣＰＵ１３は、光源１〜８それぞれが、複数の波長λ１、λ２の赤外光を所定の周期で順次的に照射すべく制御する。
【００４３】
また、ＣＰＵ１３は、フォトダイオード２１ａ〜２４ａが変換した複数の波長（例えば、λ１、λ２）の反射光に対応する電気信号に基づいて人の存否に関する評価値を算出する評価値算出部としての機能を有する。
【００４４】
また、ＣＰＵ１３は、算出した評価値に基づいて人を検出する検出部としての機能を有する。
【００４５】
次に、本実施の形態の人検出装置１００の動作について説明する。図４は複数の光源１〜８の赤外光の照射タイミングの一例を示すタイムチャートである。なお、図４において、ＬＥＤ１信号は、光源１であるＬＥＤ１ａ、１ｂを駆動するタイミングを示す。同様に、ＬＥＤ２〜８信号は、それぞれ光源２〜８であるＬＥＤ２ａ、２ｂ〜８ａ、８ｂを駆動するタイミングを示す。
【００４６】
図４に示すように、ＣＰＵ１３は、周期Ｔで、光源１〜８が赤外光を複数の異なる照射領域１Ｓ〜８Ｓへ順次的に照射すべく制御する。すなわち、ＣＰＵ１３は、複数の異なる照射領域１Ｓ〜８Ｓのうち、まず、光源１が赤外光を照射領域１Ｓへ照射するように制御する(図４のＬＥＤ１信号)。光源１が照射領域１Ｓを照射している場合、他の照射領域２Ｓ〜８Ｓに対しては、赤外光は照射されない。
【００４７】
次に、照射領域１Ｓへの赤外光の照射が終了すると、ＣＰＵ１３は、光源２が赤外光を照射領域２Ｓへ照射するように制御する(図４のＬＥＤ２信号)。光源２が照射領域２Ｓを照射している場合、他の照射領域１Ｓ、３Ｓ〜８Ｓに対しては、赤外光は照射されない。
【００４８】
以下、同様にして、ＣＰＵ１３は、光源３〜８が、それぞれ赤外光を照射領域３Ｓ〜８Ｓへ照射するように制御する(図４のＬＥＤ３〜ＬＥＤ８信号)。照射領域８Ｓへの赤外光の照射が終了すると、ＣＰＵ１３は、再び、光源１が赤外光を照射領域１Ｓへ照射するように制御し、以降同様の動作を繰り返す。なお、各光源１〜８において、ＬＥＤ１ａ、１ｂ〜８ａ、８ｂの駆動タイミングについては後述する。
【００４９】
図５は各光源のＬＥＤの駆動タイミング及びフォトダイオードが出力する電気信号の出力タイミングの一例を示すタイムチャートである。図５において、ＬＥＤｎａ駆動パルスは（ｎ＝１〜８）、ＬＥＤ１ａ〜８ａのいずれかのＬＥＤを駆動するパルスであり、時間Ｔ１の間ＬＥＤが駆動されて点灯している状態を示す。また、ＬＥＤｎｂ駆動パルスは、ＬＥＤ１ｂ〜８ｂのいずれかのＬＥＤを駆動するパルスであり、時間Ｔ１の間ＬＥＤが駆動されて点灯している状態を示す。以下では、ｎ＝１として、光源１のＬＥＤ１ａ及びＬＥＤ１ｂの駆動タイミングについて説明するが、他の光源２〜８についても同様である。
【００５０】
図５に示すように、ＣＰＵ１３は、光源１が複数の波長の赤外光を所定の周期で順次的に照射すべく制御する。すなわち、ＣＰＵ１３は、ＬＥＤ１ａを駆動して波長λ１の赤外光を時間Ｔ１（例えば、１ｍｓ）だけ発光させた後、ＬＥＤ１ｂを駆動して波長λ２の赤外光を時間Ｔ１（例えば、１ｍｓ）だけ発光させる。なお、ＣＰＵ１３は、以下同様にして、図４で示す周期Ｔの間に、光源２〜８を順次的に駆動する。
【００５１】
光源１のＬＥＤ１ａ、１ｂそれぞれから赤外光を照射領域１Ｓに対して照射した場合に、照射領域１Ｓ内に人などの反射物体が存在したときには、照射された赤外光が反射物体で反射され、反射光を受光したフォトダイオード２１ａは、それぞれの波長λ１、λ２に対応する電気信号（図５のＰＤ１信号、ＰＤ２信号）をＣＰＵ１３へ出力する。
【００５２】
ＣＰＵ１３は、フォトダイオード２１ａが出力した各波長λ１、λ２に対応する電気信号に基づいて人の存否に関する評価値としての正規化指標Ｅを算出する。また、ＣＰＵ１３は、算出した正規化指標Ｅに基づいて反射物体が人であるか否かを判定して人を検出する。
【００５３】
例えば、反射光に対応する電気信号の強度をＰλ１、Ｐλ２とすると、正規化指標Ｅは、Ｅ＝（Ｐλ１−Ｐλ２）／（Ｐλ１＋Ｐλ２）という式で算出することができる。すなわち、人（例えば、人肌）に照射された複数の波長（例えば、λ１、λ２）の赤外光が反射した場合の正規化指標Ｅが所定の閾値より大きくなるように複数の波長を設定することにより、人の検出を行うことができる。
【００５４】
図６は物質毎の正規化指標の一例を示す説明図であり、図７は正規化指標の閾値の一例を示す説明図である。図６に示す正規化指標Ｅは、Ｅ＝（Ｐλ１−Ｐλ２）／（Ｐλ１＋Ｐλ２）という式で求めたものであり、波長λ１は１０７０ｎｍであり、波長λ２は１５５０ｎｍである。図６に示すように、赤外光が反射する反射物が人肌である場合、正規化指標Ｅは０．７５〜０．９５となる。また、赤外光が反射する反射物が綿である場合、正規化指標Ｅは０．１８〜０．２８となり、反射物がウールである場合、正規化指標Ｅは０．２５〜０．３５となる。一方、赤外光が反射する反射物が木材である場合、正規化指標Ｅは０．０３〜０．０８となり、反射物が石である場合、正規化指標Ｅは０となる。波長が１５５０ｎｍの赤外光は水分吸収が大きく、当該波長の赤外光は人肌で吸収され反射光の光量が少なくなり、正規化指標Ｅを人肌以外の物質に比べて大きくすることができる。
【００５５】
従って、図７に示すように、正規化指標Ｅの閾値ＴＨ１を０．４に設定することにより、各フォトダイオード２１ａ〜２４ａが出力した、各波長λ１、λ２の反射光に対応する電気信号に基づく正規化指標Ｅが閾値ＴＨ１（＝０．４）より大きい場合には、反射物体が人であると判定することができる。
【００５６】
また、正規化指標Ｅの閾値ＴＨ２を０．１に設定することにより、各フォトダイオード２１ａ〜２４ａが出力した、各波長λ１、λ２の反射光に対応する電気信号に基づく正規化指標Ｅが閾値ＴＨ２（＝０．１）より大きい場合には、反射物体が人の衣服（綿、ウールなど）であると判定することができ、間接的に人の存在を判定することができる。
【００５７】
図８は本実施の形態の人検出装置１００により人を検出した場合の一例を示すタイムチャートである。図８に示すように、ＣＰＵ１３は、光源１〜８を、ＬＥＤ１信号〜ＬＥＤ８信号により順次的に駆動して、異なる照射領域１Ｓ〜８Ｓを時分割して照射する。そして、図８に示すように、光源１、２、３を順次的に駆動したときに、照射領域１Ｓ〜３Ｓ毎に算出した正規化指標Ｅが閾値ＴＨ１より小さい場合には、照射領域１Ｓ〜３Ｓには人が存在しないことが分かる。
【００５８】
そして、次に、ＣＰＵ１３が光源４を駆動した場合に、照射領域４Ｓで算出した正規化指標Ｅが閾値ＴＨ１より大きいときは、照射領域４Ｓに人が存在することが分かる。
【００５９】
次に、ＣＰＵ１３が光源５〜８を順次的に駆動した場合に、照射領域５Ｓ〜８Ｓ毎に算出した正規化指標Ｅが閾値ＴＨ１より小さい場合には、照射領域５Ｓ〜８Ｓには人が存在しないことが分かる。従って、この場合には、人が照射領域４Ｓから監視エリアに侵入したことが分かる。
【００６０】
上述のとおり、光源１〜８は、異なる照射領域１Ｓ〜８Ｓに対して順次的に複数の波長の赤外光を照射する。任意の照射領域に反射物体が存在する場合、フォトダイオードは反射光を受光し、ＣＰＵ１３は、各波長の反射光に基づく電気信号に応じて正規化指標Ｅを算出するので、監視エリアのうちのどの照射領域に人が存在するかを検出することができる。また、赤外光の反射光を利用して正規化指標Ｅを算出して人を検出するので、テンプレートマッチングなどの画像処理を行う必要がなく、人の姿勢が変化しても精度良く人を検出することができる。
【００６１】
また、ＣＰＵ１３は、波長λ１の赤外光を時間Ｔ１（例えば、１ｍｓ）だけ発光させた後、波長λ２の赤外光を時間Ｔ１（例えば、１ｍｓ）だけ発光させるので、複数の波長の赤外光の反射光を時分割して取得することができるので、正規化指標Ｅを精度良く求めることができる。
【００６２】
また、ＣＰＵ１３は、照射領域毎に、各光源１〜８が所定の周期で赤外光を照射している間にフォトダイオードが変換した電気信号を取得する。より具体的には、ＣＰＵ１３は、照射領域毎に、光源が波長λ１の赤外光を時間Ｔ１の間照射しているときにフォトダイオードが変換した電気信号を取得する。また、ＣＰＵ１３は、当該照射領域において、光源が波長λ２の赤外光を時間Ｔ１の間照射しているときにフォトダイオードが変換した電気信号を取得する。そして、ＣＰＵ１３は、照射領域毎に、波長λ１の反射光に対応する電気信号の強度Ｐλ１と、波長λ２の反射光に対応する電気信号の強度Ｐλ２とに基づいて正規化指標Ｅを算出するので、照射領域毎に正規化指標Ｅを精度良く求めることができる。
【００６３】
また、本実施の形態の人検出装置１００は、複数の異なる照射領域１Ｓ〜８Ｓそれぞれへ複数の波長の赤外光を照射する複数の光源１〜８を備える。これにより、人を検出するための監視エリアを広範囲に設けることができる。
【００６４】
また、受光部２０は、一のフォトダイオードで少なくとも２つ以上の照射領域からの反射光を受光するようにしてある。これにより、監視エリアが広範囲になった場合でも、フォトダイオードの数を低減することができ、コストを低減することができる。
【００６５】
上述の実施の形態では、人検出装置１００は、全方位３６０度を監視することができるように光源１〜８、受光部２０を配置しているが、監視エリアは上述の例に限定されるものではなく、人検出装置１００の設置場所などに応じて、例えば、平面を碁盤の目のように分割した領域それぞれが照射領域となるように光源及び受光部を配置することもできる。
【００６６】
また、上述の実施の形態では、複数の光源を備え、それぞれの光源が対応する異なる照射領域を照射するように構成しているが、これに限定されるものではなく、例えば、１つの光源を備えるとともに、当該光源の照射領域を可変できるように構成し、当該光源の照射方向を時分割で変更することにより、異なる照射領域へ赤外光を照射するようにしてもよい。
【００６７】
上述の実施の形態では、波長が１０７０ｎｍ及び１５５０ｎｍの赤外光を用いる構成であったが、波長は２種類に限定されるものではなく、３種類以上（例えば、１０７０ｎｍ、１５５０ｎｍ及び１６５０ｎｍなど）を用いることもできる。また、波長は一例であって、上述の実施の形態のものに限定されるものではない。検出する物質に応じて変更することができる。
【００６８】
上述の実施の形態では、フォトダイオードを４個備える構成であったが、フォトダイオードの数は上述の例に限定されるものではなく、照射領域に対応させて照射領域の数だけ備える構成でもよく、あるいは１個のフォトダイオードだけを備える構成でもよい。
【００６９】
また、本実施の形態では、ＣＣＤセンサを使用せず、赤外光の反射光の強度を用いて人の有無を検出するので、ＣＣＤセンサのように人の顔などを識別することができてしまうことにより、プライバシーの保護が図れないという事態を招くおそれもない。
【００７０】
開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７１】
１０  光源部
１ａ〜８ａ、１ｂ〜８ｂ  ＬＥＤ
１３  ＣＰＵ
２０  受光部
２１ａ〜２４ａ  フォトダイオード
【図１】
2014157124.tif 000003
【図２】
2014157124.tif 000004
【図３】
2014157124.tif 000005
【図４】
2014157124.tif 000006
【図５】
2014157124.tif 000007
【図６】
2014157124.tif 000008
【図７】
2014157124.tif 000009
【図８】
2014157124.tif 000010