(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の検知空間から赤外線を受光し、赤外線の受光強度の変化に応じた信号を出力する複数の受光部と、
前記複数の受光部からの複数の出力信号について、各出力信号の瞬時値を乗算処理する乗算部と、
前記乗算部の乗算結果を積分処理する積分部とを備える
ことを特徴とする赤外線検出システム。
【請求項２】
前記複数の受光部それぞれは、赤外線を受光する受光素子と、前記受光素子の出力信号から交流成分を抽出するフィルタ部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線検出システム。
【請求項３】
前記積分処理は、前記乗算部の乗算結果の移動積分である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の赤外線検出システム。
【請求項４】
前記複数の受光部の前記複数の出力信号の少なくとも１つの出力信号の瞬時値がリセット閾値を越えた場合、前記積分部の積分結果はリセットされる
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の赤外線検出システム。
【請求項５】
前記積分部の積分結果に基づいて、検知対象物が存在するか否かを判定する判定部を更に備え、
前記判定部は、前記積分部の積分結果が判定閾値以上のときに、前記検知対象物が存在すると判定する
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の赤外線検出システム。
【請求項６】
前記判定閾値は、正の値であるプラス判定閾値であり、
前記判定部は、前記積分部の積分結果が、前記プラス判定閾値以上であるときと、前記積分部の積分結果が、負の値であるマイナス判定閾値以下であるときに、前記検知対象物が存在すると判定する
ことを特徴とする請求項５に記載の赤外線検出システム。
【請求項７】
前記判定部は、前記積分部の積分結果が前記判定閾値未満である状態が所定時間以上継続したときに、前記検知対象物が存在しないと判定する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の赤外線検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、監視空間（検知空間）に対する人の有無、侵入、退出を判断する赤外線式人体検知装置（赤外線検出システム）がある（例えば特許文献１参照）。この種の赤外線検出システムでは、人を赤外線の変化量で検出する焦電素子が用いられており、人から発生する赤外線を検出して、所定値を超える赤外線を検出した場合に人が存在すると判断する。
【０００３】
特許文献１に記載の赤外線検出システムでは、２つの焦電素子を用いて、検知空間を移動検知エリアと微動検知エリアとに区分している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９００５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の赤外線検出システムでは、人の検知感度を高めるために、焦電素子の出力信号と比較する閾値を低く設定した場合、ノイズ等によって、人が存在しないにも関わらず存在すると誤判定するおそれがあった。そのため、従来の赤外線検出システムでは、赤外線の受光強度の微小な変化を検出することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされており、その目的は、赤外線の受光強度の微小な変化を検出することが可能な赤外線検出システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の赤外線検出システムは、複数の受光部と乗算部と積分部とを備える。複数の受光部それぞれは、特定の検知空間から赤外線を受光し、赤外線の受光強度の変化に応じた信号を出力する。乗算部は、前記複数の受光部からの複数の出力信号について、各出力信号の瞬時値を乗算処理する。積分部は、前記乗算部の乗算結果を積分処理する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の赤外線検出システムでは、赤外線の受光強度の微小な変化を検出することが可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る赤外線検出システムのブロック図である。
【図２】図２は、同上の赤外線検出システムにおける検知空間の概略図である。
【図３】図３Ａは、同上の赤外線検出システムにおける第１受光部及び第２受光部それぞれの出力信号の波形図である。図３Ｂは、同上の赤外線検出システムにおける時間に対する移動積分値の一例のグラフである。
【図４】図４は、同上の赤外線検出システムにおける時間に対する移動積分値の異なる例のグラフである。
【図５】図５は、本発明の一実施形態の変形例に係る赤外線検出システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態は、一般に赤外線検出システム、より詳細には赤外線の受光強度の変化を検出する赤外線検出システムに関する。
【００１１】
（実施形態）
図１に本実施形態の赤外線検出システム１０のブロック図を示す。まず、本実施形態の赤外線検出システム１０の概要について説明する。本実施形態の赤外線検出システム１０は、赤外線の受光強度の変化を検出することにより、赤外線を放射する検知対象物の存在の有無を検知するシステムである。図２に示すように、赤外線検出システム１０は、検知対象物として人９１を想定しており、例えば住宅の居室等に設定された検知空間９０における人９１の存在の有無を検知する人検知システムに用いられる。赤外線検出システム１０は、検知空間９０外から検知空間９０内への人９１の移動、又は検知空間９０内での人９１の微動（例えば呼吸動作による身体の揺らぎ、身じろぎ等）によって生じる、赤外線の受光強度の変化から人９１の存在の有無を検知する。
【００１２】
本実施形態では一例として、赤外線検出システム１０の検知結果は、照明制御システム８０（図１参照）に出力される。照明制御システム８０は、検知空間９０を照明する照明器具８１と、照明器具８１を制御する制御装置８２とを備えている。赤外線検出システム１０の検知結果は、制御装置８２に入力される。制御装置８２は、赤外線検出システム１０の検知結果が人９１の存在を表している場合、照明器具８１を点灯させる。一方、赤外線検出システム１０の検知結果が人９１の不在を表している場合、制御装置８２は、照明器具８１を消灯させる。制御装置８２は、照明器具８１への給電路に挿入され照明器具８１の通電をオン／オフするスイッチであってもよい。このように、本実施形態の赤外線検出システム１０は、人９１の存在の有無に応じて照明器具８１を自動制御する、照明制御システム８０に用いられる。
【００１３】
以下に、本実施形態の赤外線検出システム１０の詳細について説明する。本実施形態の赤外線検出システム１０は、センサ本体１と検知回路２と光学系１５（図２参照）とを備えている。
【００１４】
センサ本体１は、第１受光素子（受光素子）１１１、第１変換回路１２１、第１増幅回路１３１、第１Ａ／Ｄ変換器１４１、第２受光素子（受光素子）１１２、第２変換回路１２２、第２増幅回路１３２、及び第２Ａ／Ｄ変換器１４２を備えている。
【００１５】
第１受光素子１１１及び第２受光素子１１２それぞれは、一対のエレメントを備えるデュアル型の焦電素子であり、赤外線の受光強度の変化に応じた電流信号を出力するように構成されている。一対のエレメントは、互いの表面電極の極性が異なるように形成されている。なお、第１受光素子１１１、及び第２受光素子１１２それぞれは、４つのエレメントを備えるクワッド型の焦電素子で構成されていてもよい。また、第１受光素子１１１素子及び第２受光素子１１２それぞれは、焦電素子に限らず、赤外線の受光強度の変化に応じた信号を出力可能な他の素子であってもよい。
【００１６】
第１変換回路１２１は、第１受光素子１１１の出力信号である電流信号を、電圧信号に変換して出力する。第２変換回路１２２は、第２受光素子１１２の出力信号である電流信号を、電圧信号に変換して出力する。なお、第１変換回路１２１と第２変換回路１２２とが一体に構成され、互いの機能を兼用するように構成されていてもよい。
【００１７】
第１増幅回路１３１は、第１変換回路１２１の出力信号である電圧信号を増幅して出力する。第２増幅回路１３２は、第２変換回路１２２の出力信号である電圧信号を増幅して出力する。なお、第１増幅回路１３１と第２増幅回路１３２とが一体に構成され、互いの機能を兼用するように構成されていてもよい。
【００１８】
第１Ａ／Ｄ変換器１４１（analog to digital convertor）は、第１増幅回路１３１から出力されるアナログの電圧信号を、デジタルの電圧信号に変換して出力する。第２Ａ／Ｄ変換器１４２は、第２増幅回路１３２から出力されるアナログの電圧信号を、デジタルの電圧信号に変換して出力する。第１Ａ／Ｄ変換器１４１と第２Ａ／Ｄ変換器１４２とが一体に構成され、互いの機能を兼用するように構成されていてもよい。
【００１９】
上記の第１受光素子１１１、第１変換回路１２１、第１増幅回路１３１、第１Ａ／Ｄ変換器１４１、第２受光素子１１２、第２変換回路１２２、第２増幅回路１３２、及び第２Ａ／Ｄ変換器１４２は、１つのパッケージに収納されている。
【００２０】
センサ本体１は、光学系１５（図２参照）と組み合わせて用いられる。光学系１５は、レンズ若しくはミラー、又はこれらの組み合わせからなり、検知空間９０からの赤外線を第１受光素子１１１及び第２受光素子１１２に集光する。具体的には、光学系１５は、検知空間９０からの赤外線を第１受光素子１１１が受光できるように構成された第１レンズ、及び検知空間９０からの赤外線を第２受光素子１１２が受光できるように構成された第２レンズを備えている。第１レンズ及び第２レンズは、第１受光素子１１１と第２受光素子１１２とが同一の検知空間９０からの赤外線を受光できるように構成されている。なお、光学系１５は、第１レンズ、及び第２レンズそれぞれを複数備え、検知空間９０を広げるように構成されていてもよい。また、第１レンズと第２レンズとは、第１レンズと第２レンズとが一体化した１つのレンズで構成されていてもよい。
【００２１】
センサ本体１は、検知回路２と共に１つの筐体に収納されている。センサ本体１を含む赤外線検出システム１０は、図２に示すように、例えば住宅の居室の天井に設置され、居室内に設定された検知空間９０から赤外線を受光する。
【００２２】
検知回路２は、ＭＣＵ(Micro Controller Unit)で構成されており、第１バッファ２１１(buffer)、第２バッファ２１２、第１フィルタ部（フィルタ部）２２１、第２フィルタ部（フィルタ部）２２２、乗算部５、積分部６、判定部４、及び出力部７を備えている。
【００２３】
第１バッファ２１１は、第１Ａ／Ｄ変換器１４１の出力信号を一時的に記憶するバッファメモリである。第２バッファ２１２は、第２Ａ／Ｄ変換器１４２の出力信号を一時的に記憶するバッファメモリである。
【００２４】
第１フィルタ部２２１は、第１受光素子１１１の出力信号から交流成分を抽出する。第２フィルタ部２２２は、第２受光素子１１２の出力信号から交流成分を抽出する。具体的には、第１フィルタ部２２１は、第１変換回路１２１、第１増幅回路１３１、第１Ａ／Ｄ変換器１４１、及び第１バッファ２１１を介して入力される第１受光素子１１１の出力信号に対して高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)を施す。そして、第１フィルタ部２２１は、第１受光素子１１１の出力信号から直流成分を除去することにより、第１受光素子１１１の出力信号から交流成分を抽出する。また、第２フィルタ部２２２は、第２変換回路１２２、第２増幅回路１３２、第２Ａ／Ｄ変換器１４２、及び第２バッファ２１２を介して入力される第２受光素子１１２の出力信号に対して高速フーリエ変換を施す。そして、第２フィルタ部２２２は、第２受光素子１１２の出力信号から直流成分を除去することにより、第２受光素子１１２の出力信号から交流成分を抽出する。
【００２５】
第１受光素子１１１及び第２受光素子１１２それぞれの出力信号は、直流成分、言い換えればオフセット成分を含んでおり、信号レベル（瞬時値）が正の範囲内で増減を繰り返す。第１受光素子１１１の出力信号及び第２受光素子１１２の出力信号のそれぞれは、第１フィルタ部２２１、第２フィルタ部２２２を通過することにより、オフセット成分が除去され、信号レベルがゼロを中心に増減を繰り返すこととなる（図３Ａ参照）。
【００２６】
更に、第１フィルタ部２２１、及び第２フィルタ部２２２のそれぞれは、第１受光素子１１１の出力信号、第２受光素子１１２の出力信号から特定の周波数帯域の信号成分のみを通過させるバンドパスフィルタとしての機能も有している。第１フィルタ部２２１、及び第２フィルタ部２２２のそれぞれが通過させる周波数帯域は、例えば０．３Ｈｚ〜１Ｈｚに設定されている。この周波数帯域は、人９１の微動に対応した周波数帯域である。すなわち、第１フィルタ部２２１及び第２フィルタ部２２２のそれぞれは、第１受光素子１１１の出力信号、及び第２受光素子１１２の出力信号から、人９１の微動に対応した周波数成分の信号のみを通過させる。これにより、第１受光素子１１１及び第２受光素子１１２それぞれの出力信号から、極低周波（例えば０．２Ｈｚ以下）の１／ｆノイズ、高周波ノイズ等が除去される。
【００２７】
なお、第１フィルタ部２２１及び第２フィルタ部２２２のそれぞれは、高速フーリエ変換を用いる構成に限らず、例えばＩＩＲフィルタ(IIR:Infinite impulse response)等のデジタルフィルタで構成されていてもよい。また、第１フィルタ部２２１及び第２フィルタ部２２２のそれぞれは、オペアンプ、受動素子等を用いたアクティブフィルタ（アナログフィルタ）で構成されていてもよい。また、第１フィルタ部２２１と第２フィルタ部２２２とが一体に構成され、互いの機能を兼用するように構成されていてもよい。
【００２８】
本実施形態の赤外線検出システム１０において、第１受光素子１１１、第１変換回路１２１、第１増幅回路１３１、第１Ａ／Ｄ変換器１４１、第１バッファ２１１、及び第１フィルタ部２２１を含んだ第１受光部３１が構成されている。第１フィルタ部２２１の出力信号が、第１受光部３１の出力信号Ｖ１となる。すなわち、第１受光部３１は、第１受光素子１１１を有しており、検知空間９０からの赤外線の受光強度の変化に応じた出力信号Ｖ１を乗算部５に出力する。また、第１受光部３１の出力信号Ｖ１は、判定部４にも出力される。
【００２９】
また、本実施形態の赤外線検出システム１０において、第２受光素子１１２、第２変換回路１２２、第２増幅回路１３２、第２Ａ／Ｄ変換器１４２、第２バッファ２１２、及び第２フィルタ部２２２を含んだ第２受光部３２が構成されている。第２フィルタ部２２２の出力信号が、第２受光部３２の出力信号Ｖ２となる。すなわち、第２受光部３２は、第２受光素子１１２を有しており、検知空間９０からの赤外線の受光強度の変化に応じた出力信号Ｖ２を乗算部５に出力する。
【００３０】
なお、第１受光部３１と第２受光部３２とを区別しない場合、受光部３という。つまり、本実施形態の赤外線検出システム１０は、複数（２つ）の受光部３を備えている。
【００３１】
第１受光部３１の出力信号Ｖ１及び第２受光部３２の出力信号Ｖ２の波形図の一例を図３Ａに示す。図３Ａは、検知空間９０に人９１が存在し、この人９１が微動している場合における出力信号Ｖ１，Ｖ２の波形図である。
【００３２】
乗算部５は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１と第２受光部３２の出力信号Ｖ２とを乗算処理する。具体的には、乗算部５は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値と、第２受光部３２の出力信号の瞬時値とを乗算処理する。乗算部５は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１と第２受光部３２の出力信号Ｖ２とを乗算処理することにより、第１受光部３１の出力信号Ｖ１と第２受光部３２の出力信号Ｖ２との同期成分、言い換えれば同位相成分を抽出する同期検波を行う。
【００３３】
積分部６は、乗算部５の乗算結果を積分処理する。具体的には、積分部６は、乗算部５の乗算結果を一時的に蓄積するメモリを有しており、このメモリに蓄積されている乗算部５の乗算結果を積分する。
【００３４】
また、積分部６が行う積分処理は、乗算部５の乗算結果の移動積分である。具体的には、積分部６が有するメモリには、直近の積分時間分の乗算結果が蓄積され、古いデータから順に破棄されることにより、メモリに蓄積される乗算結果が更新される。積分部６は、メモリに蓄積されている積分時間分の乗算結果を積分することにより、積分時間分の乗算結果の積分値である移動積分値Ｖｉ１を算出する。積分時間は、例えば３０秒、６０秒、９０秒等に設定される。
【００３５】
図３Ｂに、時間に対する移動積分値Ｖｉ１を表すグラフを示す。図３ＢのＹ１は、検知空間９０に人９１が存在しており、第１受光部３１の出力信号Ｖ１及び第２受光部３２の出力信号Ｖ２の波形が図３Ａの状態である場合における移動積分値Ｖｉ１である。図３ＢのＹ２は、検知空間９０に人９１が存在しない場合における移動積分値Ｖｉ１である。
【００３６】
検知空間に人９１が存在しない場合、第１受光部３１及び第２受光部３２それぞれの出力信号Ｖ１，Ｖ２には、回路ノイズ、電磁波ノイズ等によるノイズ成分のみが含まれることとなる。第１受光部３１の出力信号Ｖ１と、第２受光部３２の出力信号Ｖ２とは、それぞれに含まれるノイズ成分に相関性がなく、互いに異なる信号レベル（瞬時値）になる。そのため、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値と、第２受光部３２の出力信号Ｖ２の瞬時値との乗算値がランダムに変化し、移動積分値Ｖｉ１が略ゼロのままとなる（図３ＢのＹ２参照）。
【００３７】
人９１は、静止している状態であっても呼吸動作等により数ｍｍ程度の動き（微動）が生じる。したがって、検知空間９０に人９１が存在する場合、第１受光部３１及び第２受光部３２それぞれの出力信号Ｖ１，Ｖ２には、ノイズ成分と、人９１の動きの大きさに応じた検知成分とが含まれることとなる。第１受光素子１１１と第２受光素子１１２とは、同一の検知空間９０からの赤外線を受光するように構成されている。そのため、第１受光素子１１１と第２受光素子１１２とは、人９１の動きによる赤外線の受光強度の共通の変化を検知することとなる。したがって、第１受光部３１の出力信号Ｖ１と、第２受光部３２の出力信号Ｖ２とのそれぞれに含まれる検知成分は、互いに相関性があり、互いに近い信号レベル（瞬時値）になる。そのため、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値と、第２受光部３２の出力信号Ｖ２の瞬時値との乗算値は、乗算処理するタイミングに関わらず正の値となる。したがって、図３ＢのＹ１に示すように、積分開始（時間ｔ０）から所定の積分時間が経過する時間ｔ１までの間は、時間の経過に応じて移動積分値Ｖｉ１が増加する。時間ｔ１以降は、移動積分値が略一定となる。
【００３８】
判定部４は、積分部６の積分結果に基づいて、人９１が存在するか否かを判定する。判定部４は、積分部６の積分結果である移動積分値Ｖｉ１と、第１判定閾値Ｖｔｈ１とを比較し、移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１以上である場合、人９１が存在すると判定する。検知回路２は、積分部６が積分処理を開始すると、積分時間のカウントを開始する積分タイマ４１を備えている。なお、積分タイマ４１のカウント値は、積分部６が積分処理を開始するときにリセットされる。判定部４は、積分タイマ４１が積分時間をカウントし終えるまでは、移動積分値Ｖｉ１と第１判定閾値Ｖｔｈ１との比較を行わない。そして、判定部４は、積分タイマ４１が積分時間をカウントし終えると、移動積分値Ｖｉ１と第１判定閾値Ｖｔｈ１との比較を開始する。そして、判定部４は、移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１以上である場合、人９１が存在すると判定する。
【００３９】
また、検知回路２は、移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１未満になると、遅延時間のカウントを開始する遅延タイマ４２を備えている。遅延タイマ４２のカウント値は、移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１以上になったときにリセットされる。移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１未満になれば、遅延タイマ４２が遅延時間のカウントを開始する。判定部４は、遅延タイマ４２のカウント値が所定時間を超えた時点で、移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１未満であれば、検知空間９０に人９１が存在しないと判定する。すなわち、判定部４は、移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１未満である状態が所定時間以上継続したときに、検知空間９０に人９１が存在しないと判定する。
【００４０】
また、移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１未満であるときでも、積分部６の積分処理は継続して行われている。遅延タイマ４２のカウント値が閾値時間を超える前に、移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１以上になると、判定部４は、検知空間９０に人９１が存在すると判定する。
【００４１】
このように、判定部４は、積分部６の積分結果である移動積分値Ｖｉ１と、第１判定閾値Ｖｔｈ１との比較により、検知空間９０に人９１が存在しているか否かを判定する。
【００４２】
また、判定部４は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１に基づいて、検知空間９０における人９１の有無を判定している。判定部４は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値と第２判定閾値Ｖｔｈ２１とを比較する。第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値が第２判定閾値Ｖｔｈ２１以上になると、判定部４は、検知空間９０に人９１が存在していると判定する。この第２判定閾値Ｖｔｈ２１は、人９１が微動を行った場合における第１受光部３１出力信号Ｖ１の瞬時値よりも高い値に設定されている。また、第２判定閾値Ｖｔｈ２１は、検知空間９０において人９１が大きな動作を行った場合における第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値よりも低い値に設定されている。なお、判定部４は、第２受光部３２の出力信号Ｖ２、又は第１受光部３１の出力信号Ｖ１と第２受光部３２の出力信号Ｖ２との両方に基づいて、検知空間９０に人９１が存在しているか否かを判定するように構成されていてもよい。
【００４３】
また、判定部４は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１に基づいて、積分部６の積分結果をリセットするように構成されている。「積分部６の積分結果をリセット」とは、積分部６が有するメモリに格納された乗算結果の全てを破棄することにより、積分部６の積分結果である移動積分値Ｖｉ１をゼロにする処理である。判定部４は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値と、リセット閾値Ｖｔｈ２２とを比較する（図３Ａ参照）。そして、判定部４は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値が、リセット閾値Ｖｔｈ２２以上である場合、積分部６の積分結果をリセットする。このリセット閾値Ｖｔｈ２２は、人９１が微動を行った場合における第１受光部３１の出力信号Ｖ１よりも高い値に設定されている。したがって、判定部４は、検知空間９０において人９１が大きな動作を行った場合に、積分部６の積分結果をリセットする。なお、判定部４は、第２受光部３２の出力信号Ｖ２、又は第１受光部３１の出力信号Ｖ１と第２受光部３２の出力信号Ｖ２との両方に基づいて、積分部６の積分結果をリセットするように構成されていてもよい。
【００４４】
なお、図３Ａにおいて、第２判定閾値Ｖｔｈ２１とリセット閾値Ｖｔｈ２２とを同じ値で表しているが、第２判定閾値Ｖｔｈ２１とリセット閾値Ｖｔｈ２２とは、互いに異なる値であってもよい。また、第２判定閾値Ｖｔｈ２１及びリセット閾値Ｖｔｈ２２それぞれは、正の値に限らず、負の値であってもよい。
【００４５】
次に、本実施形態の赤外線検出システム１０の動作の一例について説明する。
【００４６】
まず、検知空間９０に検知対象物である人９１が存在しない場合について説明する。検知空間９０に人９１が存在しない場合、第１受光部３１及び第２受光部３２それぞれの出力信号Ｖ１，Ｖ２には、ノイズ成分のみが含まれることとなる。そのため、乗算部５の乗算結果がランダムに変化し、移動積分値Ｖｉ１は、時間が経ってもゼロ近傍の値のままとなり、判定部４は、人９１が存在しないと判定する。このように、第１受光部３１及び第２受光部３２のそれぞれの出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれるノイズ成分によって移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１を上回らず、判定部４が、人９１が存在すると誤判定することが抑制される。
【００４７】
次に、検知空間９０に人９１が存在する場合について説明する。検知空間９０に人９１が存在する場合、第１受光部３１及び第２受光部３２それぞれの出力信号Ｖ１，Ｖ２には、人９１の動きの大きさに応じた検知成分が含まれる。第１受光部３１及び第２受光部３２それぞれの出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれる検知成分は、互いに同期しており、乗算部５の乗算結果が正の値となるので、移動積分値Ｖｉ１が第１判定閾値Ｖｔｈ１以上の値となる。したがって、判定部４は、人９１が存在すると判定する。人９１の動きが小さい（微動）場合、第１受光部３１及び第２受光部３２それぞれの出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれる検知成分も小さいが、乗算処理、及び積分処理によって大きな値（移動積分値Ｖｉ１）が得られる。したがって、本実施形態の赤外線検出システム１０は、検知空間９０において人９１が静止している場合であっても、人９１の微動による赤外線の受光強度の微小な変化を検出し、不在であると誤判定することを抑制することが可能となる。
【００４８】
次に、検知空間９０において人９１が大きな動きを行った場合について説明する。人９１が大きな動きを行うことにより、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値が第２判定閾値Ｖｔｈ２１及びリセット閾値Ｖｔｈ２２を上回る。判定部４は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値が第２判定閾値Ｖｔｈ２１を上回ることにより、検知空間９０に人９１が存在すると判定する。また、判定部４は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値がリセット閾値Ｖｔｈ２２を上回ることにより、積分部６の積分結果をリセットする。これにより、検知空間９０において人９１に大きな動きを行った際に、人９１の大きな動きが発生したときの乗算部５の乗算結果が積分処理に含まれなくなる。したがって、人９１の大きな動きの影響を受けることなく、人９１が大きな動きを行った後における人９１の微動を検出することが可能となる。
【００４９】
次に、本実施形態の赤外線検出システム１０の効果について説明する。
【００５０】
本実施形態の赤外線検出システム１０は、複数の受光部３（第１受光部３１、第２受光部３２）、乗算部５、及び積分部６を備える。複数の受光部３それぞれは、赤外線の受光強度の変化に応じた信号を出力する。乗算部５は、複数の受光部３の複数の出力信号（出力信号Ｖ１，Ｖ２）を乗算処理する。積分部６は、乗算部５の乗算結果を積分処理する。
【００５１】
上記構成により、本実施形態の赤外線検出システム１０は、複数の受光部３の複数の出力信号（第１受光部３１の出力信号Ｖ１、第２受光部３２の出力信号Ｖ２）の同期成分を抽出し、赤外線の受光強度の微小な変化を検出することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態の赤外線検出システム１０において、複数の受光部３（第１受光部３１、第２受光部３２）それぞれは、受光素子と、フィルタ部とを有することが好ましい。受光素子（第１受光素子１１１、第２受光素子１１２）は、赤外線を受光する。フィルタ部（第１フィルタ部２２１、第２フィルタ部２２２）は、受光素子の出力信号から交流成分を抽出する。
【００５３】
上記構成により、受光素子（第１受光素子１１１、第２受光素子１１２）の出力信号からオフセット成分を除去し、瞬時値がゼロを中心に変化するように信号処理する。これにより、複数の受光部３の複数の出力信号（第１受光部３１の出力信号Ｖ１、第２受光部３２の出力信号Ｖ２）の同期成分の抽出精度の向上を図ることが可能となる。
【００５４】
また、本実施形態の赤外線検出システム１０において、積分処理は、乗算部５の乗算結果の移動積分であることが好ましい。
【００５５】
上記構成により、積分部６の積分結果が更新されるので、検知対象物（人９１）の過去の大きな動きの影響を受けず、赤外線の受光強度の微小な変化の検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００５６】
また、本実施形態の赤外線検出システム１０において、複数の受光部３（第１受光部３１、第２受光部３２）の複数の出力信号の少なくとも１つの瞬時値がリセット閾値Ｖｔｈ２２を超えた場合、積分部６の積分結果はリセットされることが好ましい。
【００５７】
上記構成により、検知対象物（人９１）に大きな動きがあった場合でも、この大きな動きが発生したときの乗算部５の乗算結果が積分処理に含まれないので、赤外線の受光強度の微小な変化の検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態の赤外線検出システム１０は、積分部６の積分結果に基づいて、検知対象物が存在するか否かを判定する判定部４を備えていることが好ましい。判定部４は、積分部６の積分結果が第１判定閾値Ｖｔｈ１（判定閾値）以上のときに、検知対象物が存在すると判定することが好ましい。
【００５９】
上記構成により、第１受光部３１の出力信号Ｖ１と第２受光部３２の出力信号Ｖ２との同期成分に基づいて検知対象物（人９１）の存在の有無が判定されるので、赤外線の受光強度の微小な変化を発生させる人９１の微動を検知することが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態の赤外線検出システム１０において、判定部４は、積分部６の積分結果が第１判定閾値Ｖｔｈ１（判定閾値）未満である状態が所定時間以上継続したときに、検知対象物が存在しないと判定することが好ましい。
【００６１】
上記構成により、積分部６の積分結果である移動積分値Ｖｉ１が瞬間的に第１判定閾値Ｖｔｈ１を下回ったときに、検知対象物（人９１）が存在しないと誤判定することが抑制される。
【００６２】
なお、上述した例では、赤外線検出システム１０は、２つの受光部３（第１受光部３１、第２受光部３２）を備える構成であるが、３つ以上の受光部３を備えた構成であってもよい。
【００６３】
また、第１受光素子１１１が赤外線を受光する空間と、第２受光素子１１２が赤外線を受光する空間とが検知空間９０で一致するように構成されているが、完全に一致している必要はない。第１受光素子１１１が赤外線を受光する空間と、第２受光素子１１２が赤外線を受光する空間とが同一とみなせる空間であればよい。例えば、第１受光素子１１１が赤外線を受光する空間と、第２受光素子１１２が赤外線を受光する空間とは、少なくとも一部が重なる、又は隣接するように構成されていてもよい。
【００６４】
また、第１受光素子１１１と第２受光素子１１２とで赤外線を受光する空間にずれがある場合、第１受光部３１の出力信号Ｖ１に含まれる検知成分と、第２受光部３２の出力信号Ｖ２に含まれる検知成分とに位相差が生じる可能性がある。このような場合、乗算部５の乗算結果が常に正の値になるとは限らず、負の値となり、図４に示すように、移動積分値Ｖｉ１積分結果が負の値となる可能性もある。
【００６５】
そこで、判定部４は、正の値である第１判定閾値Ｖｔｈ１（以降、プラス判定閾値Ｖｔｈ１という）に加えて、負の値であるマイナス判定閾値Ｖｔｈ２も用いて、検知空間９０に人９１が存在するか否かを判定するように構成されていてもよい。判定部４は、積分部６の積分結果である移動積分値Ｖｉ１と、プラス判定閾値Ｖｔｈ１及びマイナス判定閾値Ｖｔｈ２とを比較する。そして、判定部４は、移動積分値Ｖｉ１がプラス判定閾値Ｖｔｈ１以上であるときと、移動積分値Ｖｉ１がマイナス判定閾値Ｖｔｈ２以下であるときとに、人９１が存在すると判定する。なお、プラス判定閾値Ｖｔｈ１の絶対値と、マイナス判定閾値Ｖｔｈ２の絶対値とは、互いに同じ値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。
【００６６】
このように、プラス判定閾値Ｖｔｈ１（判定閾値）は、正の値である。判定部４は、積分部６の積分結果が、プラス判定閾値Ｖｔｈ１以上であるときと、積分部６の積分結果が、負の値であるマイナス判定閾値Ｖｔｈ２以下であるときに、検知対象物（人９１）が存在すると判定する。
【００６７】
上記構成により、第１受光素子１１１の検知空間と第２受光素子１１２の検知空間とにずれが生じている場合であっても、検知対象物が存在するにも関わらず存在しないと誤判定することが抑制される。
【００６８】
また、判定部４は、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値と第２判定閾値Ｖｔｈ２１とを比較し、第１受光部３１の出力信号Ｖ１の瞬時値が第２判定閾値Ｖｔｈ２１以上である場合、人９１が存在すると判定しているが、この構成は必須ではない。判定部４は、積分部６の積分結果である移動積分値Ｖｉ１と第１閾値Ｖｔｈ１と比較のみに基づいて、人９１が存在するか否かを判定するように構成されていてもよい。検知空間９０において人９１が大きな動きを行った場合、移動積分値Ｖｉ１が急激に増加して第１判定閾値Ｖｔｈ１を上回る。これにより、判定部４は、積分時間が経過する前に検知対象物が存在すると判定することが可能となる。
【００６９】
次に、赤外線検出システム１０の変形例について説明する。
【００７０】
図５に、本変形例の赤外線検出システム１０Ａのブロック図を示す。本変形例の赤外線検出システム１０Ａは、第１受光素子１１１と第２受光素子１１２とが互いに異なるパッケージに収納されている。なお、実施形態の赤外線検出システム１０と同様の構成には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７１】
本変形例の赤外線検出システム１０Ａは、第１センサ本体１１、第２センサ本体１２、検知回路２、及び光学系１５（図２参照）を備えている。
【００７２】
第１センサ本体１１は、第１受光素子１１１と第１変換回路１２１、第１増幅回路１３１、及び第１フィルタ部２２１を備えている。第１フィルタ部２２１は、例えばアクティブフィルタ等のアナログフィルタで構成されており、第１増幅回路１３１の出力信号から交流成分を抽出する。
【００７３】
第２センサ本体１２は、第２受光素子１１２と第２変換回路１２２、第２増幅回路１３２、及び第２フィルタ部２２２を備えている。第２フィルタ部２２２は、例えばアクティブフィルタ等のアナログフィルタで構成されており、第２増幅回路１３２の出力信号から交流成分を抽出する。
【００７４】
検知回路２は、第１Ａ／Ｄ変換器１４１、第１バッファ２１１、第２Ａ／Ｄ変換器１４２、第２バッファ２１２、乗算部５、積分部６、判定部４、及び出力部７を備えている。
【００７５】
第１Ａ／Ｄ変換器１４１は、第１フィルタ部２２１から出力されるアナログの電圧信号を、デジタルの電圧信号に変換して出力する。第２Ａ／Ｄ変換器１４２は、第２フィルタ部２２２から出力されるアナログの電圧信号を、デジタルの電圧信号に変換して出力する。
【００７６】
本変形例の赤外線検出システム１０Ａにおいて、第１受光素子１１１、第１変換回路１２１、第１増幅回路１３１、第１フィルタ部２２１、及び第１Ａ／Ｄ変換器１４１を含んだ第１受光部３１Ａが構成されている。第１Ａ／Ｄ変換器１４１の出力信号が第１受光部３１Ａの出力信号Ｖ１となる。また、本変形例の赤外線検出システム１０Ａにおいて、第２受光素子１１２、第２変換回路１２２、第２増幅回路１３２、第２フィルタ部２２２、及び第２Ａ／Ｄ変換器１４２を含んだ第２受光部３２Ａが構成されている。第２Ａ／Ｄ変換器１４２の出力信号が第２受光部３２の出力信号Ｖ２となる。なお、第１受光部３１Ａと第２受光部３２Ａとを区別しない場合、受光部３Ａという。
【００７７】
乗算部５は、第１バッファ２１１から読み取った第１受光部３１Ａの出力信号Ｖ１の瞬時値と、第２バッファ２１２から読み取った第２受光部３２Ａの出力信号Ｖ２の瞬時値とを乗算処理する。積分部６は、乗算結果を積分処理する。判定部４は、積分部６の積分結果である移動積分値Ｖｉ１に基づいて、検知空間９０に人９１が存在するか否かを判定する。
【００７８】
本変形例の赤外線検出システム１０Ａにおいても、上述した実施形態の赤外線検出システム１０と同様に、複数の受光部３Ａの複数の出力信号（出力信号Ｖ１，Ｖ２）の同期成分を抽出し、赤外線の受光強度の微小な変化を検出することが可能となる。
【００７９】
また、第１受光素子１１１と第２受光素子１１２とが互いに異なるパッケージに収納されることにより、第１受光部３１Ａの出力信号Ｖ１と第２受光部３２Ａの出力信号Ｖ２とに共通のノイズ成分が含まれることが抑制される。これにより、第１受光部３１Ａの出力信号Ｖ１と第２受光部Ａ３２の出力信号Ｖ２との同期成分の抽出精度をより向上させることが可能となる。
【００８０】
なお、上述した実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんのことである。
【符号の説明】
【００８１】
１０、１０Ａ  赤外線検出システム
１１１  第１受光素子（受光素子）
１１２  第２受光素子（受光素子）
２２１  第１フィルタ部（フィルタ部）
２２２  第２フィルタ部（フィルタ部）
３、３Ａ  受光部
３１、３１Ａ  第１受光部（受光部）
３２、３２Ａ  第２受光部（受光部）
４  判定部
５  乗算部
６  積分部
９１  人（検知対象物）
Ｖ１、Ｖ２  出力信号
Ｖｔｈ２２  リセット閾値
Ｖｔｈ１  第１判定閾値（判定閾値）、プラス判定閾値
Ｖｔｈ２  マイナス判定閾値
【図１】
0006667158.tif 000002
【図２】
0006667158.tif 000003
【図３】
0006667158.tif 000004
【図４】
0006667158.tif 000005
【図５】
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