(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を集光する複数の集光部分から構成され、各集光部分はそれぞれ異なる方向に赤外線検知領域を形成するとともに、各赤外線検知領域の間の狭間に非検知領域が形成される集光部と、集光された赤外線を電気信号に変換する赤外線センサとを有する赤外線検出手段と、
前記集光部の前面に、該集光部表面に沿って走査可能に設けられ、走査することにより前記赤外線検知領域を一領域毎に遮蔽していき、赤外線を擬似的に変化させる遮蔽部と、
前記遮蔽部を走査する走査部と、
を備えたことを特徴とする人体位置検出装置。
【請求項２】
前記赤外線検出手段は設定角度可変に構成され、一の設定角度における非検知領域が、他の設定角度において赤外線検知領域となることを特徴とする請求項１記載の人体位置検出装置。
【請求項３】
水平方向及び垂直方向に前記赤外線検出手段は設定角度可変に構成されるとともに、前記遮蔽部もそれぞれの方向に走査されることを特徴とする請求項２記載の人体位置検出装置。
【請求項４】
当該人体位置検出装置が室内の天井等に据え付けられ、前記遮蔽部が前記走査部により前記赤外線検出手段の中心を軸として回転走査されることを特徴とする請求項１記載の人体位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人体から放射されている赤外線を検出することにより、人体の存在する位置を検出する人体位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は例えば特開平６−３３７１５４号公報に開示された従来の人体位置検出装置の構成図である。この従来の人体位置検出装置は、図に示すように、基板３４に実装された赤外線センサ３０と、赤外線を集光するレンズ集合体３１と、開口部３３により入射方向を制限する回動可能な遮蔽板３２からなっており、遮蔽板３２を矢印の方向に駆動することにより開口部３３からの赤外線の入射を赤外線センサ３０で検出し、室内の温度分布を求め、その温度分布の結果より人体の位置を検出している。
【０００３】
また、特開平２−４９１０２号公報に開示された他の従来の人体検出装置では、図１０に示すようにセンサ４０と集光板４１と透過窓４４，４５，４６を有したスクリーン部材４３とスクリーン部材４３の駆動手段４２からなっており、スクリーン部材４３を駆動手段４２によって駆動することにより、集光板４１から入射する赤外線を透過窓４４，４５，４６によって制限し、センサ４０によって室内の温度分布を検出し、その温度分布の結果より人体の位置を検出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平６−３３７１５４号公報に示された従来の人体検出装置は、温度分布を求めるためにレンズ集合体３１の前部に開口部３３を設けた円形状の遮蔽板３２を回動させるため、遮蔽板３２が回動するスペースが必要となる。そのため、検出装置全体の形状が大きくなり、小型化には不利な構成である。
【０００５】
また、特開平２−４９１０２号公報に示された従来の人体検出装置は、スクリーン部材４３が駆動するスペースは小型化できるが、駆動手段が複雑になりコストが高くなるという問題点があった。
【０００６】
この発明は以上のような問題点を解消するためになされたもので、高性能で小型化を実現し、かつコストを低減することができる人体位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る人体位置検出装置は、赤外線を集光する複数の集光部分から構成され、各集光部分はそれぞれ異なる方向に赤外線検知領域を形成するとともに、各赤外線検知領域の間の狭間に非検知領域が形成される集光部と、集光された赤外線を電気信号に変換する赤外線センサとを有する赤外線検出手段と、集光部の前面に、集光部表面に沿って走査可能に設けられ、走査することにより赤外線検知領域を一領域毎に遮蔽していき、赤外線を擬似的に変化させる遮蔽部と、遮蔽部を走査する走査部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明に係る人体位置検出装置は、赤外線検出手段は設定角度可変に構成され、一の設定角度における非検知領域が、他の設定角度において赤外線検知領域となることを特徴とする。
【０００９】
また、この発明に係る人体位置検出装置は、水平方向及び垂直方向に赤外線検出手段は設定角度可変に構成されるとともに、遮蔽部もそれぞれの方向に走査されることを特徴とする。
【００１１】
また、この発明に係る人体位置検出装置は、人体位置検出装置が室内の天井等に据え付けられ、遮蔽部が走査部により赤外線検出手段の中心を軸として回転走査されることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態１による人体位置検出装置の全体構成を示す構成ブロック図で、図において、１は人体から放射される赤外線を室内のあらゆる領域から集光するための例えばフレネルレンズで構成された集光部である。２は集光された赤外線を電気信号に変換する焦電素子で構成された赤外線センサ、３は赤外線センサ２からの信号を増幅する増幅部である。４は集光部１によって形成された赤外線検出領域、５は赤外線検出領域４を一領域ごとに遮蔽する遮蔽部、６は上記集光部１、赤外線センサ２、増幅部３で構成された赤外線検出手段である。７は遮蔽部５と赤外線検出手段６を走査する走査部であり、８は走査部７を制御する走査制御部である。９は赤外線検出手段６からの信号を処理し、人体の位置を判断する信号処理部であり、上記走査制御部８と信号処理部９はマイクロコンピュータ１０内で実現される。
【００１３】
図２はこの発明の実施の形態１による人体位置検出装置の構成を示す斜視図であり、図において、１１は赤外線検出手段６の回転する角度を決めるストッパー、１２は駆動する部分を支える外箱である。赤外線が透過する材料で形成された集光部１の前面に遮蔽板５が配置され、走査部７により遮蔽部５と赤外線検出手段６を回転走査する。
【００１４】
図３はこの発明の実施の形態１による人体位置検出装置の動作を示す概要図であり、人体位置検出装置を上からみた平面図である。図３において、（ａ）は検出初期状態、（ｂ）は人体位置のスキャニング状態であり、（ｃ）は赤外線検出手段６をある設定角度反転し、遮蔽部５を走査し、人体位置のスキャニングを行う状態、（ｄ）は検出終了状態である。
【００１５】
図４はこの発明の実施の形態１による人体位置検出装置が室内の壁に据え付けられたときの検出領域を示す配光図である。図において、（ａ）は室内を天井から見たときの配光図、（ｂ）は室内を側面から見た配光図である。
【００１６】
次に動作を図１〜４及び図１０のフローチャート図により説明する。
一般に焦電素子で構成された赤外線センサ２はその赤外線検出領域４内の赤外線受光量に変化があった場合に微分型の信号が出力される。
ここで人体の温度を３６度と仮定すると、これは通常の室内温度より高いことになる。よって、人体が赤外線検出領域４に入る、または出ると赤外線センサ２からは信号が出力されることになる。
【００１７】
しかし、焦電素子で構成された赤外線センサ２は赤外線検出領域４で人体が静止していると赤外線受光量に変化が生じないので、信号が出力されない。したがって、人体の位置を判定できない問題点がある。その問題点を解消するため、特開平６−３３７１５４号公報のように、レンズ集合体の前部に開口部を設けた遮蔽板を走査することにより、赤外線受光量を疑似的に変化させることにより赤外線センサから出力信号を得ようとしている。このように得られた出力信号は温度分布データであり、後の人体位置検出の基礎データとなる。
【００１８】
人体位置検出装置が図４のように室内に据え付けられているとする。この時、人体位置検出装置は図３（ａ）のように人体検出を行うための初期状態にあり（ステップ５０）、図４（ａ），（ｂ）の配光図は実線の領域にセットされていることになる。この状態で室内に存在する人体が動作すると、検出領域を横切るので赤外線センサ２から信号が出力され（ステップ５１）、増幅部３にて増幅される。この信号が信号処理部９に入力され、室内に人体が存在し、それが移動しているということを判断する（ステップ５２）。その後、人体の動作が停止すると、赤外線検出手段６からの信号は出力されなくなるので、信号処理部９は室内には人体の動作が無くなったと判断する。
【００１９】
しかし、単に赤外線検出手段６からの信号出力有無だけでは人体が室内で動作を停止したのか、それとも室内から出ていったのかが不明である。そこで、図３（ｂ）のように集光部１の前面に赤外線検出領域４を一領域ずつ遮蔽する遮蔽部５を回転走査させることにより、人体から発している赤外線を疑似的に変化させ、室内の温度分布を検出する（ステップ５４）。この時の遮蔽部５の幅は、疑似的な赤外線の変化を活発にさせるために、集光部の一集光部分よりも細く設定する必要がある。
【００２０】
しかし、赤外線検出領域４の狭間［図４（ａ）の点線の領域］に人体が存在すると、赤外線検出手段６は検出ができないため、後に信号処理部９は室内に人体は存在しないと誤判断してしまう。そこで、図３（ｃ）のように赤外線検出手段６をある設定角度傾ける（ステップ５５）。この時の動作を説明すると、遮蔽部５が図３（ｂ）のように回転走査すると遮蔽部５は赤外線検出手段６に設けられたストッパー１１に接触する。赤外線検出手段６は固定されていないので、遮蔽部５とともに回転する。やがて、赤外線検出手段６は外箱１２に接触することにより、その結果遮蔽部５は回転走査を終え、赤外線検出手段６をある設定角度傾けることができる。この角度は赤外線検出手段６と外箱１２が接触することにより決まる。
【００２１】
すると、図４（ｂ）の配光図は実線の部分のままで図４（ａ）の配光図は点線の領域にセットされる。この状態から遮蔽部５を回転走査させ、領域の狭間の部分の温度分布を検出する（ステップ５６）。検出が終了すると、前述したように赤外線検出手段６をある設定角度に傾けて、人体位置検出装置は図３（ｄ）の状態になり、次回の検出準備のため、図３（ａ）の状態に戻る。
【００２２】
以上より得られた温度分布の結果は信号処理部９により解析され、室内のどの位置に人体が存在するのか、それとも室内から出ていったのかを判断する。信号処理部９で得られた判断データは次回の検出時の参考データとして信号処理部９に蓄積される（ステップ５７）。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態１では本発明の基本的な仕組みを述べた。ここでは、さらに応用した実施の形態を述べる。
図６に示す人体位置検出装置は図２に示すものに垂直に走査する遮蔽部２０と垂直走査部２１を追加したものである。
【００２４】
実施の形態１で述べた人体位置検出の方法は、水平方向の人体位置は正確に検出できるが、垂直方向（奥行き方向）に関してはある程度推論する必要があり、きわめてあいまいな判断結果を招いてしまう。
そこで、実施の形態１で述べた人体位置検出装置に垂直に走査する遮蔽部２０と垂直走査部２１を追加することにより垂直方向の判断を正確に行うことができる。
【００２５】
動作について説明する。基本的には実施の形態１で述べた動作を垂直方向に対しても同様に行う。
人体位置検出装置は垂直走査部２１により、ある設定角度で垂直方向に傾けることができる。このため、図４（ｂ）の配光図は実線と点線の両領域に切り替えることができる。この状態で、垂直に走査する遮蔽部２０が一領域ごとに遮蔽していくので、水平方向の検出同様に垂直方向も正確な人体位置検出装置が可能となる。
【００２６】
実施の形態３．
実施の形態１，２では人体位置検出装置が室内の壁に据え付けられている場合について説明した。ここでは、人体位置検出装置が天井に据え付けられた場合について説明する。
図７は人体位置検出装置が天井に据え付けられた場合の形状を示している。赤外線検出手段６の前面に遮蔽部５が設置され、それが、走査部７により赤外線検出手段６の中心を軸として回転する構成になっている。図８は人体位置検出装置が天井に据え付けられた場合の配光図を示している。
【００２７】
動作について説明する。基本的には実施の形態１，２で述べた動作方法と同様であるが、天井に据え付けられているということで実施の形態１，２よりもきわめて簡単な動作で人体位置検出が行える。
【００２８】
室内で人体が動作すると赤外線検出手段６から信号が出力し、信号処理部９に入力され、信号処理部９は人体が動作していると判断する。人体の動作が停止、または室内から出ていくと、赤外線検出手段６から信号が出力されなくなるので信号処理部９は室内から人体の動作が無くなったと判断し、回転遮蔽部５を回転させ、赤外線検出領域４を一領域ごとに遮蔽していく。これにより、室内の温度分布を検出し、信号処理部９より室内の人体位置を判断する。
実施の形態１，２に比べ、遮蔽部５を回転するだけで、人体位置検出装置をある設定角度傾ける必要もないので、きわめて簡単な動作で人体検出が行える。
【００２９】
【発明の効果】
この発明に係る人体位置検出装置は、赤外線を集光する複数の集光部分から構成され、各集光部分はそれぞれ異なる方向に赤外線検知領域を形成するとともに、各赤外線検知領域の間の狭間に非検知領域が形成される集光部と、集光された赤外線を電気信号に変換する赤外線センサとを有する赤外線検出手段と、集光部の前面に、集光部表面に沿って走査可能に設けられ、走査することにより赤外線検知領域を一領域毎に遮蔽していき、赤外線を擬似的に変化させる遮蔽部と、遮蔽部を走査する走査部とを備えた構成にしたので、同様の方式で開口部を設けた遮蔽部を回転させるものに比べ、遮蔽部が比較的小型にすることができるとともに、回転スペースを小さくできる。
【００３０】
また、この発明に係る人体位置検出装置は、赤外線検出手段は設定角度可変に構成され、一の設定角度における非検知領域が、他の設定角度において赤外線検知領域となる構成にしたので、室内をより細かく赤外線検出領域として設定できる。
【００３１】
また、この発明に係る人体位置検出装置は、水平方向及び垂直方向に赤外線検出手段は設定角度可変に構成されるとともに、遮蔽部もそれぞれの方向に走査される構成にしたので、水平方向の検出同様に垂直方向も正確な人体位置検出が可能となる。
【００３３】
また、この発明に係る人体位置検出装置は、人体位置検出装置が室内の天井等に据え付けられ、遮蔽部が走査部により赤外線検出手段の中心を軸として回転走査される構成にしたので、極めて簡単な動作で人体検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による人体位置検出装置の構成ブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による人体位置検出装置の斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１による人体位置検出装置の動作概要図である。
【図４】この発明の実施の形態１による人体位置検出装置の配光図である。
【図５】この発明の実施の形態１による人体位置検出装置の動作フローチャート図である。
【図６】この発明の実施の形態２による人体位置検出装置の斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態３による人体位置検出装置の側面図である。
【図８】この発明の実施の形態３による人体位置検出装置の室内を側面から見た時の配光図である。
【図９】従来の人体位置検出装置の構成図である。
【図１０】他の従来の人体位置検出装置の構成図である。
【符号の説明】
１  集光部、２  赤外線センサ、４  赤外線検出領域、５  遮蔽部、６  赤外線検出手段、７  走査部、２０  垂直に走査する遮蔽板、２１  垂直走査部。
【図１】
0003563185.tif 000002
【図２】
0003563185.tif 000003
【図３】
0003563185.tif 000004
【図４】
0003563185.tif 000005
【図５】
0003563185.tif 000006
【図６】
0003563185.tif 000007
【図７】
0003563185.tif 000008
【図８】
0003563185.tif 000009
【図９】
0003563185.tif 000010
【図１０】
0003563185.tif 000011