(57)【要約】【課題】赤外線センサ装置を用いて所定領域に存在している人体を確実に検出する。【解決手段】赤外線センサ装置１１，１２は、検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、検出対象領域において２次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出する。センサコントローラ１３は、検出対象領域の外周のうち人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、その他のセル領域を含む内部領域とを識別する。センサコントローラ１３は、内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、検出対象領域内に人体が存在すると判断し、外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、検出対象領域内に人体が存在しないと判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する赤外線センサ装置と、上記赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する制御装置とを備えた人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において２次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記制御装置は、上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別し、上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断し、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するように構成されたことを特徴とする人体検出装置。
【請求項２】
上記赤外線センサ装置は、互いに隣接した異なる第１の視野をそれぞれ有する複数の第１の赤外線センサ素子を含む第１の赤外線センサアレーと、互いに隣接した異なる第２の視野をそれぞれ有する複数の第２の赤外線センサ素子を含む第２の赤外線センサアレーとを含み、上記各第１の視野と上記各第２の視野とは互いに交差し、上記各セル領域は、上記第１の視野のいずれか１つと上記第２の視野のいずれか１つとが交差した領域であることを特徴とする請求項１記載の人体検出装置。
【請求項３】
上記第１の赤外線センサアレーは、上記複数の第１の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成され、
上記第２の赤外線センサアレーは、上記複数の第２の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の人体検出装置。
【請求項４】
上記第１及び第２の赤外線センサアレーは、地面に対して水平又は垂直に設けられたことを特徴とする請求項２又は３記載の人体検出装置。
【請求項５】
上記制御装置は、上記外周領域のセル領域のうちの互いに隣接した複数のセル領域において赤外線光量の変化を検出したとき、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量が変化したと判断することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の人体検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の人体検出装置を備えた電子機器であって、
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項３記載の人体検出装置を備えた電子機器であって、
上記電子機器は筐体を備え、
上記第１及び第２の赤外線センサアレーは、互いに所定距離を有して上記筐体に設けられ、
上記制御装置は、上記複数の第１の視野のうち上記第２の赤外線センサアレーから最も遠隔した第１の視野に含まれるセル領域と、上記複数の第２の視野のうち上記第１の赤外線センサアレーから最も遠隔した第２の視野に含まれるセル領域とを、上記外周領域のセル領域として識別し、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を内部領域のセル領域として識別し、
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする電子機器。
【請求項８】
検出対象領域内から赤外線センサ装置に入射する赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する人体検出方法において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において２次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記人体検出方法は、
上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別するステップと、
上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断するステップと、
上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するステップとを含むことを特徴とする人体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線センサ装置を用いた人体検出装置及び人体検出方法に関し、また、そのような人体検出装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の社会情勢を受けて、省エネルギー機能を組み込んださまざまな電化製品及び事務機器等（以下、「電子機器」という）が開発、製造、及び販売されている。電子機器は例えば焦電型赤外線センサを内蔵し、焦電型赤外線センサの出力電圧信号が設計上決められたしきい値未満であれば、電子機器は、その近くにユーザが不在であると判断し、非動作モード（例えば節電モード）に移行する。一方、赤外線センサ装置の出力電圧信号がしきい値を超えれば、電子機器は、その近くにユーザが接近したと判断し、即座に非動作モードから動作モードに移行する。つまり、ユーザが接近したときのみ動作モードになり、ユーザが近くに存在しないときは非動作モードになることにより省エネルギーを実現する電子機器が既に知られている（特許文献１及び２を参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子機器の操作のために電子機器の近傍領域に存在しているユーザを検出できれば、省エネルギーのために最適な電力管理を実現することができる。しかし、焦電型赤外線センサは、その特性に起因して、ユーザが検出対象領域内で静止している状態を検出できないという問題がある。ユーザが電子機器の前でほぼ動作せずに（又は、焦電型赤外線センサにより検出できないほど小さい動作で）電子機器を使用している場合、ユーザが使用中であるにもかかわらず、突然、電子機器が動作モードから非動作モードに移行してしまう。このことはユーザの利便性を大幅に低下させるので好ましくない。
【０００４】
本発明の目的は、以上の課題を解決し、赤外線センサ装置を備えた人体検出装置であって、所定領域に存在している人体を確実に検出することができる人体検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明の態様に係る人体検出装置によれば、
検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する赤外線センサ装置と、上記赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する制御装置とを備えた人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において２次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記制御装置は、上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別し、上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断し、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の人体検出装置によれば、赤外線センサ装置を用いて、所定領域に存在している人体を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る人体検出装置を備えた電子機器１０の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の赤外線センサ装置１１，１２の構成を示す側面図である。
【図３】図２の回路基板２２の詳細構成を示す上面図である。
【図４】図１の赤外線センサ装置１１の視野１〜４を示す概略図である。
【図５】図３の信号処理回路３２の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】図３の赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の動作を説明するための波形図である。
【図７】図１の赤外線センサ装置１１の視野１に人体５１が進入する場合を示す概略図である。
【図８】図７の状況下における赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４を示す波形図である。
【図９】図７の状況下における信号処理回路３２の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】図１の赤外線センサ装置１１の視野１〜４に人体５１が進入し、立ち止まる場合、通りすぎる場合、及び赤外線センサ装置１１から遠ざかる場合を示す概略図である。
【図１１】図１０の状況下で人体５１が立ち止まる場合及び赤外線センサ装置１１から遠ざかる場合における赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４を示す波形図である。
【図１２】図１０の状況下で人体５１が通りすぎる場合における赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４を示す波形図である。
【図１３】図１の赤外線センサ装置１１，１２の検出対象領域に人体５１が進入する場合を示す概略図である。
【図１４】図１３の状況下で人体５１が外周領域を移動している場合における赤外線センサ装置１１，１２の出力信号を示す図である。
【図１５】図１３の状況下で人体５１が外周領域及び内部領域にまたがって移動している場合における赤外線センサ装置１１，１２の出力信号を示す図である。
【図１６】図１３の状況下で人体５１が内部領域を移動している場合における赤外線センサ装置１１，１２の出力信号を示す図である。
【図１７】図１３の状況下で人体５１が内部領域において静止している場合における赤外線センサ装置１１，１２の出力信号を示す図である。
【図１８】図１のセンサコントローラ１３によって実行される人体検出処理を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第１の実施形態の変形例に係る人体検出装置を備えた電子機器１０の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る人体検出装置を備えた電子機器１０Ａの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
第１の実施形態．
図１は、本発明の第１の実施形態に係る人体検出装置を備えた電子機器１０の構成を示すブロック図である。電子機器１０は、赤外線センサ装置１１，１２及びセンサコントローラ１３を含む人体検出装置を備える。人体検出装置は、赤外線センサ装置１１，１２の検出範囲によって決まる検出対象領域（図１の外側の太点線で囲まれた領域）を有する。図１の例では、検出対象領域は、電子機器１０に近接して地面に対して水平に広がっている。図１は、電子機器１０及び検出対象領域を俯瞰により示している。赤外線センサ装置１１，１２は、検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する。センサコントローラ１３は、赤外線光量の変化に基づいて検出対象領域内における人体の有無を判断する。電子機器１０は、電源コントローラ１４をさらに備え、電源コントローラ１４は、電子機器１０の電源がオンであるとき、センサコントローラ１３の制御下で電子機器１０を動作モード及び非動作モードのいずれかに設定する。センサコントローラ１３は、検出対象領域内に人体が存在すると判断したとき、電子機器１０を動作モードに設定し、検出対象領域内に人体が存在しないと判断したとき、電子機器１０を非動作モードに設定する。
【００１０】
図１の人体検出装置は、以下のように構成される。
【００１１】
赤外線センサ装置１１，１２は、検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、検出対象領域において２次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成される。赤外線センサ装置１１は、互いに隣接した異なる第１の視野１〜４をそれぞれ有する複数の第１の赤外線センサ素子を含む第１の赤外線センサアレーを含む。例えば、赤外線センサ装置１１は、視野１〜４が検出対象領域を放射状に分割するように構成される。赤外線センサ装置１２は、互いに隣接した異なる第２の視野Ａ〜Ｄをそれぞれ有する複数の第２の赤外線センサ素子を含む第２の赤外線センサアレーを含む。例えば、赤外線センサ装置１２は、視野Ａ〜Ｄが検出対象領域を放射状に分割するように構成される。赤外線センサ装置１１，１２は、互いに所定距離を有して電子機器１０の筐体に設けられ、第１の視野１〜４と第２の視野Ａ〜Ｄとは互いに交差する。各セル領域は、第１の視野１〜４のいずれか１つと第２の視野Ａ〜Ｄのいずれか１つとが交差した領域である。
【００１２】
センサコントローラ１３は、検出対象領域の外周のうち人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別する。例えば、図１の検出対象領域の外周のうち、電子機器１０の筐体に近接した部分において人体が通過することはない。従って、この部分に沿って位置したセル領域は、外周領域ではなく、内部領域のセル領域として識別される。図１の例では、センサコントローラ１３は、赤外線センサ装置１１の視野１〜４のうち赤外線センサ装置１２から最も遠隔した視野１に含まれるセル領域を、外周領域のセル領域として識別する。また、センサコントローラ１３は、赤外線センサ装置１２の視野Ａ〜Ｄのうち赤外線センサ装置１１から最も遠隔した視野Ａに含まれるセル領域を、外周領域のセル領域として識別する。また、センサコントローラ１３は、外周領域のセル領域以外のセル領域を内部領域のセル領域として識別する。
【００１３】
センサコントローラ１３は、図１８の人体検出処理を実行し、検出対象領域内における人体の有無を判断する。センサコントローラ１３は、内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、検出対象領域内に人体が存在すると判断する。センサコントローラ１３は、外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、検出対象領域内に人体が存在しないと判断する。これにより、ユーザが電子機器１０の前で静止し、赤外線センサ装置１１，１２が赤外線光量の変化を検出できないときであっても、人体検出装置は誤って人体が存在しないと判断することはなく、検出対象領域に存在している人体を確実に検出することができる。人体検出処理の詳細については、図１８を参照して後述する。
【００１４】
センサコントローラ１３は、外周領域のセル領域のうちの互いに隣接した複数（例えば２つ）のセル領域において赤外線光量の変化を検出したとき、外周領域のセル領域から入射した赤外線光量が変化したと判断してもよい。これにより、外周領域のセル領域から入射する赤外線光量の変化を確実に検出することができる。この場合、赤外線センサ装置１１，１２の視野１〜４，Ａ〜Ｄは、外周領域に人体が存在するとき、人体が互いに隣接した２つのセル領域を占有するように構成されている。
【００１５】
図２は、図１の赤外線センサ装置１１，１２の構成を示す側面図である。赤外線センサ装置１１，１２は、層状に一体構成された、レンズ２１、回路基板２２、及びパッケージ２３を備える。レンズ２１は光学マイクロレンズである。回路基板２２は、赤外線センサ素子及び信号処理回路を備える（図３）。パッケージ２３は、絶縁体と、絶縁体から一部が露出するように設けられた電源端子、接地端子、出力信号端子などの電極と備える。回路基板２２は、レンズ２１及びパッケージ２３により挟まれて保護されている。
【００１６】
図３は、図２の回路基板２２の詳細構成を示す上面図である。回路基板２２は、４つの赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４を含む赤外線センサアレー３１と、信号処理回路３２とを備える。赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４は、回路基板２２の中央において、直線上に配置される。検出対象領域から赤外線センサ装置１１，１２に到来する赤外線は、レンズ２１（図２）により集光され、赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４に入射する。各赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧は、信号処理回路３２に送られる。信号処理回路３２は、赤外線センサアレー３１の周辺領域に配置される。
【００１７】
図４は、図１の赤外線センサ装置１１の視野１〜４を示す概略図である。前述のように、赤外線センサ装置１１は、視野１〜４が検出対象領域を放射状に分割するように構成される。従って、赤外線センサ装置１１のレンズ２１及び赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４は、視野１〜４から到来した赤外線が赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４にそれぞれ入射するように構成される。例えば、視野１〜４は互いに共通部分を持たず、排他的に構成される。赤外線センサ装置１２及びその視野Ａ〜Ｄも、赤外線センサ装置１１及びその視野１〜４と同様に構成される。
【００１８】
図５は、図３の信号処理回路３２の詳細構成を示すブロック図である。信号処理回路３２は、増幅器４１−１〜４１−４、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４、基準電圧源Ｅ１，Ｅ２、比較器４２、プレレジスタＰＲ１〜ＰＲ４、レジスタＲ１〜Ｒ４、及びインターフェース回路を備える。
【００１９】
図６は、図３の赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の動作を説明するための波形図である。視野１〜４（又は視野Ａ〜Ｄ）から入射する赤外線光量が変化したとき、赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４が増大するのか、それとも減少するのかは、人体の温度と背景の温度の関係に依存する。「人体の温度＜背景の温度」である場合、赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４は、視野１〜４（又は視野Ａ〜Ｄ）から入射する赤外線光量が変化したときのみ増大し、予め決められた上限しきい値を超える。一方、「人体の温度＞背景の温度」である場合、赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４は、視野１〜４（又は視野Ａ〜Ｄ）から入射する赤外線光量が変化したときのみ減少し、予め決められた下限しきい値未満になる。
【００２０】
再び図５を参照すると、赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４は、増幅器４１−１〜４１−４によりそれぞれ増幅される。増幅器４１−１〜４１−４の出力端子には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が接続される。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、センサコントローラ１３の制御下で動作し、常に、各増幅器４１−１〜４１−４の出力信号のうちの１つのみを比較器４２に送る。以下、比較器４２に送られる増幅器４１−１〜４１−４の出力信号を、検出電圧Ｖ２と呼ぶ。基準電圧源Ｅ１は予め決められた上限しきい値電圧Ｖｔｈ１を発生し、基準電圧源Ｅ２は予め決められた下限しきい値電圧Ｖｔｈ２を発生する。比較器４２は、検出電圧Ｖ２が上限しきい値電圧Ｖｔｈ１以下かつ下限しきい値電圧Ｖｔｈ２以上（ウインドウ幅）の範囲内にあるか否かを判断するウインドウコンパレータである。Ｖ２＞Ｖｔｈ１又はＶ２＜Ｖｔｈ２のとき、比較器４２の出力信号Ｖ３はハイレベルになり、Ｖｔｈ２≦Ｖ２≦Ｖｔｈ１のとき、比較器４２の出力信号Ｖ３はローレベルになる。検出電圧Ｖ２が上限しきい値Ｖｔｈ１を超えるか、それとも下限しきい値Ｖｔｈ２未満になるかは、人体の温度と背景の温度の関係に依存する。「人体の温度＜背景の温度」である場合、赤外線光量が変化したとき、検出電圧Ｖ２は上限しきい値Ｖｔｈ１を超える。「人体の温度＞背景の温度」である場合、赤外線光量が変化したとき、検出電圧Ｖ２は下限しきい値Ｖｔｈ２未満になる。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、「ＳＷ１→ＳＷ２→ＳＷ３→ＳＷ４→ＳＷ１→…」の順番でオンされる。これにより、比較器４２は、赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４にそれぞれ対応する検出電圧Ｖ２がウインドウ幅に入っているか否かを、時分割で評価する。比較器４２の出力信号Ｖ３は、プレレジスタＰＲ４，ＰＲ３，ＰＲ２，ＰＲ１に格納される。プレレジスタＰＲ４，ＰＲ３，ＰＲ２，ＰＲ１はシフトレジスタを構成する。赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４にそれぞれ対応する比較器４２の出力信号Ｖ３がプレレジスタＰＲ１〜ＰＲ４に格納されたとき、プレレジスタＰＲ１〜ＰＲ４のデータはレジスタＲ１〜Ｒ４に一括転送される。インターフェース回路４３は、センサコントローラ１３から読み出し要求信号が送られたとき、レジスタＲ１〜Ｒ４のデータをセンサコントローラ１３にシリアル転送する。
【００２１】
以下、図７〜図１２を参照して、図１の人体検出装置の基本的動作について説明する。
【００２２】
図７は、図１の赤外線センサ装置１１の視野１に人体５１が進入する場合を示す概略図である。図８は、図７の状況下における赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４を示す波形図である。視野１に人体５１が進入するやいなや、赤外線センサ素子Ｓ１に入射する赤外線光量が変化するので、赤外線センサ素子Ｓ１の出力電圧Ｖ１−１が変化している。
【００２３】
図９は、図７の状況下における信号処理回路３２の動作を説明するためのタイミングチャートである。図９は、図８の短い期間Ｔ１における信号処理回路３２内の各信号の挙動を示す。図９において、「ＳＷ１〜ＳＷ４」は、センサコントローラ１３からスイッチＳＷ１〜ＳＷ４に供給される制御信号を示し、ハイレベルのときスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は閉じ、ローレベルのときスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は開く。前述のように、赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４にそれぞれ対応する比較器４２の出力信号Ｖ３がプレレジスタＰＲ１〜ＰＲ４に格納されたとき、プレレジスタＰＲ１〜ＰＲ４のデータはレジスタＲ１〜Ｒ４に一括転送される。図９によれば、赤外線センサ素子Ｓ１の出力電圧Ｖ１−１に対応する検出電圧Ｖ２のみが上限しきい値電圧Ｖｔｈ１を超えるので、レジスタＲ１のデータのみがハイレベルになり、レジスタＲ２〜Ｒ４のデータはローレベルになる。
【００２４】
図１０は、図１の赤外線センサ装置１１の視野１〜４に人体５１が進入し、立ち止まる場合、通りすぎる場合、及び赤外線センサ装置１１から遠ざかる場合を示す概略図である。ここで、図１０の視野２及び視野３における人体５１の存在を検出することを試みる。第１の場合において、人体５１は視野１を通過して視野２及び視野３に進入し、そこで静止する。第２の場合において、人体は視野１〜４を通りすぎる。第３の場合において、視野１を通過して視野２及び視野３に進入し、赤外線センサ装置１１から遠ざかる方向に進む。図１１は、図１０の状況下で人体５１が立ち止まる場合及び赤外線センサ装置１１から遠ざかる場合における赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４を示す波形図である。図１２は、図１０の状況下で人体５１が通りすぎる場合における赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４の出力電圧Ｖ１−１〜Ｖ１−４を示す波形図である。図１１によれば、１つの赤外線センサ装置１１の検出結果だけでは、人体５１が立ち止まる場合及び赤外線センサ装置１１から遠ざかる場合を区別することができず、従って、視野２及び視野３における人体５１の有無を判断することが困難である。図１１の赤外線センサ装置１１は、人体５１の横方向の動きを検出することはできるが、縦方向の動きを検出することが困難だからである。
【００２５】
次に、図１３〜図１８を参照して、図１の人体検出装置による人体の検出について説明する。ここでは、人体は、検出対象領域において横方向に動くだけでなく、縦方向にも動く可能性がある。
【００２６】
図１３は、図１の赤外線センサ装置１１，１２の検出対象領域に人体５１が進入する場合を示す概略図である。ここでは、人体５１が外周領域の左から内部領域の内部に移動して静止する。人体５１が検出対象領域の外部から内部領域に移動するとき、人体５１は必ず外周領域を通過する。次に、人体５１は外周領域と内部領域をまたがって移動した後で、内部領域に進む。図１４は、図１３の状況下で人体５１が外周領域を移動している場合における赤外線センサ装置１１，１２の出力信号を示す図である。図１５は、図１３の状況下で人体５１が外周領域及び内部領域にまたがって移動している場合における赤外線センサ装置１１，１２の出力信号を示す図である。図１６は、図１３の状況下で人体５１が内部領域を移動している場合における赤外線センサ装置１１，１２の出力信号を示す図である。図１７は、図１３の状況下で人体５１が内部領域において静止している場合における赤外線センサ装置１１，１２の出力信号を示す図である。
【００２７】
図１の人体検出装置は、以下のように動作する。
【００２８】
まず、電子機器１０は、電源投入及び初期化処理の完了後、ただちに非動作モードに移行する。電源投入時に人体がすでに内部領域に存在する場合、内部領域のセル領域のいずれかから入射する赤外線光量の変化を検出したとき、センサコントローラ１３は、電子機器１０を動作モードに設定する。
【００２９】
次に、電子機器１０の電源投入時に人体は内部領域に存在せず、その後、人体が検出対象領域の外部から内部領域に進入する場合を考える。人体が内部領域に進入するためには、外周領域を必ず通らなければいけない。従って、人体が検出対象領域の外部から内部領域に進入する場合、外周領域の隣接した２つのセル領域から入射する赤外線光量の変化を検出し、次いで、内部領域のセル領域のいずれかから入射する赤外線光量の変化を検出する。センサコントローラ１３は、この条件が満たされたとき、人体が内部領域に存在すると判断し、電子機器１０を非動作モードから動作モードに移行させる。
【００３０】
逆に、人体が内部領域から検出対象領域の外部に立ち去る場合を考える。この場合、人体は外周領域を必ず通過する。従って、人体が内部領域から検出対象領域の外部に立ち去る場合、内部領域のセル領域のいずれかから入射する赤外線光量の変化を検出し、次いで、外周領域の隣接した２つのセル領域から入射する赤外線光量の変化を検出する。なお、人体が電子機器１０を使用中に、内部領域と外周領域とを短時間に往復することがある。この場合、電子機器１０が非動作モードと動作モードとを短時間で繰り返すことは利便性にかける。ゆえに、外周領域のセル領域から入射する赤外線光量の変化を検出してから一定時間にわたってすべてのセル領域で赤外線光量の変化を検出しなくなったときに限って、センサコントローラ１３は電子機器１０を動作モードから非動作モードに移行させる。
【００３１】
以上の動作をまとめると、以下のようになる。
【００３２】
図１８は、図１のセンサコントローラ１３によって実行される人体検出処理を示すフローチャートである。ステップＳ１１において、電子機器１０の電源がオンになる。ステップＳ１２において、センサコントローラ１３は、電子機器１０を非動作モードに設定する。ステップＳ１３において、センサコントローラ１３は、内部領域で人体を検出したかか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１４に進み、ＮＯのときはステップＳ１８に進む。ステップＳ１４において、センサコントローラ１３は、電子機器１０を動作モードに設定する。ステップＳ１５において、センサコントローラ１３は、外周領域で人体を検出したかか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１６に進み、ＮＯのときはステップＳ１４に戻る。ステップＳ１６において、センサコントローラ１３は、一定時間にわたって非検出の状態が継続したかか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１７に進み、ＮＯのときはステップＳ１８に進む。ステップＳ１７において、センサコントローラ１３は、電子機器１０を非動作モードに設定する。ステップＳ１８において、センサコントローラ１３は、外周領域で人体を検出したかか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ１３に戻り、ＮＯのときはステップＳ１２に戻る。
【００３３】
以上説明した人体検出方法を要約すると、以下のようになる。センサコントローラ１３は、人体が外周領域から内部領域に移動して再び外周領域に入るまでは、人体が検出対象領域に存在し続けると判断する。センサコントローラ１３は、人体が内部領域から外周領域に移動して外周領域より立ち去った後、一定時間にわたってすべてのセル領域で赤外線光量の変化を検出しなくなったときに限って、検出対象領域に人体が存在しないと判断する。
【００３４】
図１３の人体検出方法のアルゴリズムは、センサコントローラ１３内に実装される。
【００３５】
図１３の人体検出方法のアルゴリズムは、内部領域と外周領域との間の移動を検出できる限りにおいては、様々な変更が可能である。
【００３６】
以上説明した人体検出方法によれば、検出対象領域に存在している人体を確実に検出することができる。
【００３７】
図１９は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る人体検出装置を備えた電子機器１０の構成を示すブロック図である。図１の人体検出装置では、検出対象領域の外周のうち、電子機器１０のに近接した部分において人体が通過することはないと仮定し、この部分に沿って位置したセル領域は、外周領域ではなく、内部領域のセル領域として識別した。従って、図１の人体検出装置では、内部領域の面積を広くすることができた。しかしながら、人体がこの部分のセル領域を通過する可能性があるのであれば、人体が通過する可能性のあるセル領域を外周領域のセル領域として識別してもよい。図１９の人体検出装置は、図１の例とは異なる外周領域及び内部領域を有するように構成されている。図１９によれば、内部領域に対してすべての方向に外周領域のセル領域が設けられている。外周領域のセル領域は、図１及び図１９の例に限らず、検出対象領域の外周のうち人体が通過可能な部分に沿って位置していればよい。
【００３８】
また、図１の例では、検出対象領域が地面に対して水平に広がるように、各赤外線センサ装置１１，１２の赤外線センサアレーを地面に対して水平に配置した。赤外線センサ装置１１，１２は、その視野が共通領域を持つという条件を満たしさえすれば、赤外線センサ装置１１，１２を任意の場所及び向きに設置することが可能である。例えば、赤外線センサ装置１１，１２を地面に対して垂直方向に配置することも可能である。
【００３９】
また、図１の例では、各赤外線センサ装置１１，１２は４つの赤外線センサ素子Ｓ１〜Ｓ４を備えていたが、他の個数の赤外線センサ素子を備えていてもよい。
【００４０】
また、内部領域は複数のセル領域により構成され、各セル領域に座標を割り当てることができる。従って、センサコントローラ１３は、人体が内部領域内のどこに静止しているのか、また、人体が内部領域内にてどのような方向に移動しているのかを認識できる。センサコントローラ１３は、これらの情報を用いて、より細やかに電子機器１０を制御してもよい。例えば、電子機器１０が照明機器であるとする。この場合、内部領域内において人体が照明機器に近づいていく動作を検出したとき、人体検出装置は照明を段階的に明るくするように制御することができる。逆に、内部領域内において人体が照明機器から遠ざかっていく動作を検出したとき、人体検出装置は照明を段階的に暗くするように制御するもできる。
【００４１】
第２の実施形態．
図２０は、本発明の第２の実施形態に係る人体検出装置を備えた電子機器１０Ａの構成を示すブロック図である。電子機器１０Ａは、赤外線センサ装置１１Ａ及びセンサコントローラ１３Ａを含む人体検出装置と、電源コントローラ１４とを備える。人体検出装置は、図のような２つの１次元赤外線センサアレーである赤外線センサ装置１１，１２を備えることに限定されず、例えば１つの２次元赤外線センサアレーである赤外線センサ装置１１Ａを備えてもよい。赤外線センサ装置１１Ａは、検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、検出対象領域において２次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成される。図２０の人体検出装置であっても、図１８の人体検出処理を図１の人体検出装置と同様に実行することができる。
【００４２】
本発明の態様に係る人体検出装置、人体検出方法、及び電子機器によれば、以下の構成を備えたことを特徴とする。
【００４３】
本発明の第１の態様に係る人体検出装置によれば、
検出対象領域内から入射する赤外線光量の変化を検出する赤外線センサ装置と、上記赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する制御装置とを備えた人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において２次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記制御装置は、上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別し、上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断し、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するように構成されたことを特徴とする。
【００４４】
本発明の第２の態様に係る人体検出装置によれば、第１の態様に係る人体検出装置において、
上記赤外線センサ装置は、互いに隣接した異なる第１の視野をそれぞれ有する複数の第１の赤外線センサ素子を含む第１の赤外線センサアレーと、互いに隣接した異なる第２の視野をそれぞれ有する複数の第２の赤外線センサ素子を含む第２の赤外線センサアレーとを含み、上記各第１の視野と上記各第２の視野とは互いに交差し、上記各セル領域は、上記第１の視野のいずれか１つと上記第２の視野のいずれか１つとが交差した領域であることを特徴とする。
【００４５】
本発明の第３の態様に係る人体検出装置によれば、第２の態様に係る人体検出装置において、
上記第１の赤外線センサアレーは、上記複数の第１の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成され、
上記第２の赤外線センサアレーは、上記複数の第２の視野が上記検出対象領域を放射状に分割するように構成されたことを特徴とする。
【００４６】
本発明の第４の態様に係る人体検出装置によれば、第２又は第３の態様に係る人体検出装置において、
上記第１及び第２の赤外線センサアレーは、地面に対して水平又は垂直に設けられたことを特徴とする。
【００４７】
本発明の第５の態様に係る人体検出装置によれば、第１〜第４のいずれか１つの態様に係る人体検出装置において、
上記制御装置は、上記外周領域のセル領域のうちの互いに隣接した複数のセル領域において赤外線光量の変化を検出したとき、上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量が変化したと判断することを特徴とする。
【００４８】
本発明の第６の態様に係る電子機器によれば、第１〜第５のいずれか１つの態様に係る人体検出装置を備えた電子機器であって、
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする。
【００４９】
本発明の第７の態様に係る電子機器によれば、第３の態様に係る人体検出装置を備えた電子機器であって、
上記電子機器は筐体を備え、
上記第１及び第２の赤外線センサアレーは、互いに所定距離を有して上記筐体に設けられ、
上記制御装置は、上記複数の第１の視野のうち上記第２の赤外線センサアレーから最も遠隔した第１の視野に含まれるセル領域と、上記複数の第２の視野のうち上記第１の赤外線センサアレーから最も遠隔した第２の視野に含まれるセル領域とを、上記外周領域のセル領域として識別し、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を内部領域のセル領域として識別し、
上記電子機器は動作モード及び非動作モードを有し、
上記制御装置は、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断したとき、上記電子機器を動作モードに設定し、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断したとき、上記電子機器を非動作モードに設定することを特徴とする。
【００５０】
本発明の第８の態様に係る人体検出方法によれば、
検出対象領域内から赤外線センサ装置に入射する赤外線光量の変化に基づいて上記検出対象領域内における人体の有無を判断する人体検出方法において、
上記赤外線センサ装置は、上記検出対象領域を分割した複数のセル領域であって、上記検出対象領域において２次元的に配置された複数のセル領域のそれぞれから入射する赤外線光量の変化を検出するように構成され、
上記人体検出方法は、
上記検出対象領域の外周のうち上記人体が通過可能な部分に沿って位置したセル領域を含む外周領域と、上記外周領域のセル領域以外のセル領域を含む内部領域とを識別するステップと、
上記内部領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出したとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在すると判断するステップと、
上記外周領域のセル領域から入射した赤外線光量の変化を検出した後ですべてのセル領域において一定時間にわたり赤外線光量の変化を検出しなくなったとき、上記検出対象領域内に上記人体が存在しないと判断するステップとを含むことを特徴とする。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の人体検出装置は、プリンタ複合機及び照明機器など、ユーザの存在に応じて動作モード及び非動作モードの間で切り換え可能な任意の電子機器に適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１〜４，Ａ〜Ｄ…視野、
１０，１０Ａ…電子機器、
１１，１２，１１Ａ…赤外線センサ装置、
１３，１３Ａ…センサコントローラ、
１４…電源コントローラ、
２１…レンズ、
２２…回路基板、
２３…パッケージ、
３１…赤外線センサアレー、
３２…信号処理回路、
４１−１〜４１−４…増幅器、
４２…比較器、
４３…インターフェース回路、
Ｅ１，Ｅ２…基準電圧源、
ＳＷ１〜ＳＷ４…スイッチ、
ＰＲ１〜ＰＲ４…プレレジスタ、
Ｒ１〜Ｒ４…レジスタ、
Ｓ１〜Ｓ４…赤外線センサ素子。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５３】
【特許文献１】特開平０６−２４２２２６号公報
【特許文献２】特開２００９−２８８４９８号公報
【図１】
2015055493.tif 000003
【図２】
2015055493.tif 000004
【図３】
2015055493.tif 000005
【図４】
2015055493.tif 000006
【図５】
2015055493.tif 000007
【図６】
2015055493.tif 000008
【図７】
2015055493.tif 000009
【図８】
2015055493.tif 000010
【図９】
2015055493.tif 000011
【図１０】
2015055493.tif 000012
【図１１】
2015055493.tif 000013
【図１２】
2015055493.tif 000014
【図１３】
2015055493.tif 000015
【図１４】
2015055493.tif 000016
【図１５】
2015055493.tif 000017
【図１６】
2015055493.tif 000018
【図１７】
2015055493.tif 000019
【図１８】
2015055493.tif 000020
【図１９】
2015055493.tif 000021
【図２０】
2015055493.tif 000022