JP3669454B2

JP3669454B2 - Human body detection sensor

Info

Publication number: JP3669454B2
Application number: JP03858996A
Authority: JP
Inventors: 克裕内沢; 亮森本; 慎司桐畑
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JPH09230060A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体検知センサに係り、人体から発せられる赤外線を赤外線検出素子により検出し、人間の移動、微動を検知して照明等の機器制御を行う赤外線式人体検知センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、人体から発せられた赤外線の変化量を検出する素子には、焦電素子と呼ばれるものが多くを占めている。この焦電素子を用いた人体検知センサは、防犯用侵入検知装置のほか、照明等の機器の自動制御用として急速に普及しつつある。
【０００３】
この様な赤外線式人体検知装置は、集光部により集光された赤外線を赤外線検出素子により検出し、この検出信号を増幅部により増幅し、更に帯域フィルタにより不要な周波数成分を除去した後に、比較回路において増幅された検出信号と予め定められた閾値と比較し、この閾値よりも大きい場合には出力回路から検知信号が出力される構成となっている。
【０００４】
集光部にはレンズ又はミラーが使用され、この様な１つの集光光学系により赤外線検出素子の受光面と同形状の検知視野、即ち、検知ビームが構成され、人体がこの検知ビームを移動することにより、赤外線検出素子へ入射する赤外線が急激に変化し、大きな出力が得られるため、人体を高感度で検出することができる。
【０００５】
また、この様な人体検知センサが、人体を検知可能な範囲、即ち、検知エリアを広い範囲とするためには、検知エリア内に複数の検知ビームを配置すればよい。このため、集光部には、複数のレンズで構成される多分割レンズ、若しくは、複数のミラーで構成される多分割ミラーが用いられる。
ここで、この種の人体検知センサの原理を図７及び図８を用いて説明する。人体検知センサは、人体が検知ビームを通過することにより、検知ビーム内における背景と人体の温度差により光学系に入射する赤外線パワーが変化する。この変化を検出することにより、人体を検知するものである。
【０００６】
図７は、人体が１つの検知ビームを通過した場合の検出波形の一例を示した図である。図中の（ａ）は、人体Ｍが単一の検知ビームＢＭ通過する様子を示した図であり、図中の（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、低速、中速、高速で人体Ｍが検知ビームＢＭを通過した場合における比較回路１４への入力信号を示した図である。
【０００７】
これらの波形は、赤外線検出素子１１、増幅回路１２及び帯域フィルタ１３の周波数特性により異なるものであるが、一般に、人体Ｍの動作が大きいほど、信号の変化が大きくなっている。比較回路１４において、この信号波形を適切な閾値と比較することにより、人体の検出を行うことができる。
図８は、人体が２つの検知ビームを通過した場合の検出波形の一例を示した図である。図中の（ａ）は、人体Ｍが２つの検知ビームＢＭ通過する様子を示した図であり、図中の（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ、低速、中速、高速で人体Ｍが検知ビームＢＭを通過した場合における比較回路１４への入力信号を示した図である。図７に示した単一の検知ビームの場合に比べ、信号の振幅が、大きくなっており、人体Ｍの検知をより容易、かつ、確実に行うことができる。
【０００８】
この様な従来の赤外線検出センサにおいて、広い検知エリアを形成して、このエリア内での人体の移動や、このエリアへの人体の侵入を検知し、かつ、検知エリアの中央部分においては人体のわずかな動きを検知する方法としては、平面の多分割レンズにより構成する方法と、ドーム状の多分割レンズにより構成する方法と、平面の多分割レンズ及びドーム状の多分割レンズを組み合わせて構成する方法があった。
【０００９】
図９は、集光レンズを平面の多分割レンズにより構成した従来の人体検知センサ１ａの様子を示した図である。この様に平面の多分割レンズｒ０により構成した場合は、大きさのほぼ等しい検知ビームＢＭが、ほぼ一定の間隔をおいて配置されることになる。
この場合、検知エリアの中央部においては人体のわずかな動きを検知可能であるが、検知エリアの周辺部においては検知ビームは入射角度がきつくなることによる収差、いわゆる「ぼけ」の影響が増大し、検知感度が低下してしまう。このため、平面の多分割レンズの場合には、検知エリア周辺部の検知感度を改善する必要があり、レンズが大きくなってしまうので実用的ではない。
【００１０】
図１０は、集光レンズをドーム状の多分割レンズｒ１により構成した従来の人体検知センサ１ｂの様子を示した図である。ドーム状の多分割レンズの場合、各レンズが検知ビームＢＭの光軸に対してほぼ垂直となる様に配置されるため、検知エリアの周辺部においても検知ビームの「ぼけ」がないので、人体の移動や侵入は検知可能である。
【００１１】
ところが、検知ビームは周辺ほど検知ビームの大きさが大きくなり、検知エリア内においける検知ビームの大きさを均一にすることができない。このため、検知エリアの中央部分は各検知ビームの間隔が密であり、人体のわずかな動きを検知可能であるが、周辺部及び中間部分の検知ビームは、中央部分より大きくなるので、人体の微動検知感度が低下してしまうという問題があった。
【００１２】
図１１は、集光レンズを平面の多分割レンズｒ２０及びドーム状の多分割レンズｒ２１を組み合わせて構成した従来の人体検知センサの様子を示した図であり、図１２は、この時の検知エリアの様子を示した図である。検知エリアの中央部は平面の多分割レンズｒ２０により、検知ビームＢＭの大きさ、間隔がほぼ一定に配置されており、また、検知エリアの周辺部はドーム状の多分割レンズｒ２１により、所望の検知エリアに適合する様に検知ビームＢＭを配置している。このため、中央部、中間部においては人体のわずかな動きや人体の移動を検知可能であり、かつ、周辺部においては人体の移動や侵入の検知が可能である。
【００１３】
しかしながら、周辺部においては、場所により検知ビームＢＭの大きさや検知感度が異なっており、人体の移動や侵入検知感度も場所により異なる。即ち、侵入検知においては、検知エリアへの侵入方向によって侵入検知感度が良い方向、悪い方向の差が大きく生じてしまうという問題があった。
この様な人体検知センサを、例えば、住宅の内玄関に取りつける場合は、どの方向からの人体の侵入に対しても検知感度ができるだけ等しいことが望ましく、侵入位置により検知角が異なることは好ましくない。
【００１４】
また、人体の侵入方向により検知感度が異なれば、センサを天井等に取りつける際には、検知ビームの配置を考慮しながら行わなければならず、取り付け作業が煩雑になるという問題点も生ずることになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、広い検知エリアの全エリアにおいて、検知エリアの中央部は人体の移動或いは人体のわずかな動きに対しても検知可能であり、検知エリアの周辺部は人体の移動や侵入に対する検知が可能であって、侵入検知について無方向性の検知感度を有する赤外線式人体検知装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明による人体検知センサは、集光レンズを多分割レンズにより構成し、人体から発せられた赤外線を、複数のエレメントを有する赤外線検出素子の受光面に集光して、人体を検知する人体検知センサにおいて、上記多分割レンズの各レンズと上記複数のエレメントのそれぞれとにより形成される検知ビームの配置を、人体検知センサの検知エリアの中央部及び中間部とこれを取り囲んでいる周辺部とで異ならせ、上記中央部及び中間部では、各検知ビームの大きさと、互いの間隔とが等しくなるように配置し、上記周辺部では、各レンズによって構成される複数の検知ビームの中心が、上記検知エリアの中央をその中心とする同心円上に、等間隔に位置する様に、検知ビームを配置することを特徴とする構成とされる。
【００１７】
請求項２に記載した本発明による人体検知センサは、請求項１に記載した本発明による人体検知センサであって、上記集光レンズが、第一の多分割レンズと、この周辺を取り囲んで配置されている第二の多分割レンズとにより構成され、上記第一の多分割レンズは、各検知ビームの大きさと、互いの及び間隔とが等しくなる様に各レンズが配置され、上記第二の多分割レンズは、各レンズによって構成される複数の検知ビームの中心が、検知エリアの中央をその中心とする同心円上に、等間隔に位置する様に各レンズが配置されて構成される。
【００１８】
なお、同心円には、同一円も含まれる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の適用される赤外線式人体検知センサの一構成例を示したブロック図である。この人体検知センサ１は、人体から発する赤外線を集光する多分割レンズ１０と、集光された赤外線を検出する赤外線検出素子１１と、赤外線検出素子１１の出力を増幅する信号増幅部１２と、不要な周波数成分を除去する帯域フィルタ回路１３、所定の閾値と検知信号とを比較して検知判断を行う比較回路１４と、出力信号を予め設定された時間（オフディレイ時間）だけ保存する遅延回路１５と、出力制御部１６とにより構成され、出力制御部１６の出力信号によって室内に取り付けられた照明器具をオン、オフするものである。
【００２０】
この人体検知センサ１が、赤外線の変化により人体を検知した場合には、照明器具はオン制御され、その後、予め設定されたオフディレイ時間が経過すればオフ制御される。ただし、照明器具がオフ制御される前に再び人体が検知されれば、この時点からオフディレイ時間が経過した後にオフ制御が行われる。従って、人体を検知している間、照明器具がオフ制御されることはない。
【００２１】
この様な人体検知センサ１を天井に配置した場合の様子の一例を図３に示す。人体検知センサ１が取り付けられた天井の高さは２．２ｍであり、床面における検知エリアはφ５．４ｍとなっている。
次に、図２に示した赤外線検出素子１１の一例を図４に、多分割レンズ１０の一例を図５に示す。
【００２２】
図４に示した赤外線検出素子１１は、隣り合った受光面１１ａの電気特性が正負逆特性となるよう構成した４エレメントタイプ赤外線検出素子であり、その出力は各エレメントの出力を合成した１出力となっている。１つの受光面１１ａの大きさは、一辺が１．３ｍｍの正方形であり、受光面１１ａ間ギャップも、縦方向、横方向ともに１．３ｍｍである。
【００２３】
図５の（ａ）は、多分割レンズ１０の断面図であり、図５の（ｂ）は、多分割レンズ１０を正面から見た様子を示した図である。これらの図に示した多分割レンズ１０は、２６分割の広角レンズであり、中央部に配置された第一の多分割レンズＲ１と、この周辺を取り囲んで配置された第二の多分割レンズＲ２とにより構成されている。第一の多分割レンズＲ１は、第１面が平面の１２分割のレンズとして構成され、第二の多分割レンズＲ２は、第１面がドーム状の１４分割のレンズとして構成されている。
【００２４】
第一の多分割レンズＲ１は、焦点距離が１３．５ｍｍであり、各レンズによる検知ビームが格子状で、その中心間隔がおよそ２０ｃｍとなる様に、各レンズ主点は格子状に５．２ｍｍ間隔で配置されている。
また、第二の多分割レンズＲ２は、焦点距離が１６ｍｍであり、各レンズにより形成される複数の検知ビームの中心が同心円上であって、検知エリアの中心とのなす角が等しくなる様に各レンズ主点を同心円上で約２６度の等角度に設定している。
【００２５】
図６は、図５に示した多分割レンズの各レンズの種類を示した図である。この図に示した様に、第一の多分割レンズＲ１は、さらに、レンズＲａ、Ｒｂの２種類のタイプの平面レンズを組み合わせて構成され、第二の多分割レンズＲ２は、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆの４種類のタイプのドーム状レンズを組み合わせて構成されている。この４種類のドーム状レンズＲｃ〜Ｒｆは、レンズ位置によって検知感度が多少異なるので種類を区別しているが、レンズ形状としては全て等しいレンズ形状である。
【００２６】
なお、第一の多分割レンズＲ１を構成する各レンズＲａ、Ｒｂは、球面又は非球面レンズとし、第二の多分割レンズＲ２を構成する各レンズＲｃ〜Ｒｆは、フレネルあるいは非球面フレネルレンズ形状とすることができる。
この様な多分割レンズ１０及び赤外線受光素子１１により形成される検知ビームの様子を図１に示す。第一の多分割レンズＲ１により形成される検知ビームＢＭ１のパターンＰｔ１は、検知ビームの大きさ及び検知ビーム間の間隔がほぼ一定であり、縦方向及び横方向に規則正しく配置されて形成される。
【００２７】
一方、第二の多分割レンズＲ２により形成される検知ビームＢＭ２のパターンＰｔ２は、赤外線検出素子１１の各エレメントに対応した複数の検知ビームに関する中心が、検知エリアＤＡの中心に対して同心円上で、かつ、等間隔となるように各検知ビームが配置されて形成される。このパターンＰｔ２は、パターンＰｔ１の周囲を取り囲んで配置されている。
【００２８】
図１に示した検知エリアＤＡの中央部及び中間部、即ち、第一の多分割レンズＲ１により形成される部分は、検知ビームの大きさ及び間隔がおよそ２１ｃｍであり、密に配置されているので、床面における人体のわずかな動きや移動をも検知することができる。
一方、検知エリアＤＡの周辺部、即ち、第二の多分割レンズＲ２により形成される部分は、検知ビームの大きさはおよそ２６ｃｍであり、検知ビーム間の間隔は２６ｃｍ以下である。人体の横幅は、大人で約４０ｃｍ程度と考えられるため、人体の侵入や移動はこの周辺部でも十分に検知可能である。
【００２９】
また、この検知エリアＤＡの周辺部は、各検知ビームの大きさ、感度がほぼ等しく同心円上に配置しているので、いずれの方向から侵入した場合であっても感度にばらつきが生ずることはない。即ち、侵入検知感度がどの方向からもほぼ等しく、無方向性の検知感度を有する人体検知センサを実現することができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１に記載した本発明による人体検知センサは、検知エリアの中央部及び中間部における検知ビームを、その大きさ及び間隔が一定となるように配置し、検知エリア内の周辺部における検知ビームを、検知エリアの中央をその中心とする同心円上に配置する。
【００３１】
従って、中央部及び中間部においては、人体のわずかな動きや移動をも検知することができる一方、検知エリアの周辺部においては、いずれの方向から人体が侵入した場合であっても感度が等しくなる。
従って、中央部及び中間部の検知感度を維持しつつ、侵入検知感度がどの方向からもほぼ等しく、無方向性の検知感度を有する人体検知センサを提供することができる。また、これにより人体検知センサの取り付け方向を考慮する必要がなくなり施工性が向上する。
【００３２】
請求項２に記載した本発明による人体検知センサは、多分割レンズが、第一の多分割レンズと第二の多分割レンズにより構成され、第一多分割レンズが、検知エリアの中央部及び中間部に検知ビームを形成する一方、第二の多分割レンズが、検知エリアの周辺部に検知ビームを形成する。
従って、検知ビームの配置を中央部及び中間部と、周辺部とで異ならせ、中央部及び中間部の検知感度を維持しつつ、侵入検知感度がどの方向からもほぼ等しく、無方向性の検知感度を有する人体検知センサを提供することができる。また、周辺部の検知ビームを配置するドーム状の各レンズはシンプルな１種類の形状で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図５に示した多分割レンズ及び図４に示した赤外線受光素子により形成される検知ビームを示した図である。
【図２】本発明の適用される赤外線式人体検知センサの一構成例を示したブロック図である。
【図３】図２に示した人体検知センサを天井に配置する場合の様子の一例を示した図である。
【図４】図２に示した赤外線検出素子の一構成例を示した図である。
【図５】図２に示した多分割レンズの一構成例を示した図である。
【図６】図５に示した多分割レンズの各レンズの種類を示した図である。
【図７】人体が１つの検知ビームを通過した場合の検出波形の一例を示した図である。
【図８】人体が２つの検知ビームを通過した場合の検出波形の一例を示した図である。
【図９】集光レンズを平面の多分割レンズにより構成した従来の人体検知センサの様子を示した図である。
【図１０】集光レンズをドーム状の多分割レンズにより構成した従来の人体検知センサの様子を示した図である。
【図１１】集光レンズを平面の多分割レンズ及びドーム状の多分割レンズを組み合わせて構成した従来の人体検知センサの様子を示した図である。
【図１２】図１１に示した人体検知センサの検知エリアの様子を示した図である。
【符号の説明】
１０・・・集光レンズ
Ｒ１・・・第一の多分割レンズ
Ｒ２・・・第二の多分割レンズ
ＤＡ・・・検知エリア
ＢＭ・・・検知ビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a human body detection sensor, and more particularly to an infrared human body detection sensor that detects infrared rays emitted from a human body using an infrared detection element, detects human movement and fine movement, and controls equipment such as lighting.
[0002]
[Prior art]
In general, elements called pyroelectric elements occupy most of the elements that detect the amount of change in infrared rays emitted from the human body. Human body detection sensors using pyroelectric elements are rapidly spreading for use in automatic control of devices such as lighting as well as intrusion detection devices for crime prevention.
[0003]
Such an infrared type human body detection device detects infrared light collected by the light collecting unit using an infrared detecting element, amplifies this detection signal using an amplification unit, and further removes unnecessary frequency components using a bandpass filter. The detection signal amplified in the comparison circuit is compared with a predetermined threshold value, and when it is larger than this threshold value, a detection signal is output from the output circuit.
[0004]
A lens or mirror is used for the condensing unit, and a detection field of view having the same shape as the light receiving surface of the infrared detection element, that is, a detection beam is formed by one such condensing optical system, and the human body moves the detection beam. By doing so, the infrared rays incident on the infrared detection element change abruptly and a large output is obtained, so that the human body can be detected with high sensitivity.
[0005]
In addition, in order for such a human body detection sensor to make a range in which a human body can be detected, that is, a detection area wide, a plurality of detection beams may be arranged in the detection area. For this reason, a multi-segment lens composed of a plurality of lenses or a multi-segment mirror composed of a plurality of mirrors is used for the condensing unit.
Here, the principle of this type of human body detection sensor will be described with reference to FIGS. In the human body detection sensor, when the human body passes the detection beam, the infrared power incident on the optical system changes due to the temperature difference between the background and the human body in the detection beam. By detecting this change, the human body is detected.
[0006]
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a detection waveform when the human body passes one detection beam. (A) in the figure is a diagram showing how the human body M passes through a single detection beam BM, and (b) to (d) in the figure are the human body M at low speed, medium speed, and high speed, respectively. It is the figure which showed the input signal to the comparison circuit 14 when passing through the detection beam BM.
[0007]
These waveforms differ depending on the frequency characteristics of the infrared detection element 11, the amplifier circuit 12, and the band filter 13, but in general, the greater the movement of the human body M, the greater the change in signal. The comparison circuit 14 can detect the human body by comparing the signal waveform with an appropriate threshold value.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a detection waveform when a human body passes through two detection beams. (A) in the figure is a diagram showing how the human body M passes through the two detection beams BM, and (b) to (d) in the figure are the low-speed, medium-speed, and high-speed, respectively. It is the figure which showed the input signal to the comparison circuit 14 at the time of passing the detection beam BM. Compared with the case of the single detection beam shown in FIG. 7, the amplitude of the signal is large, and the human body M can be detected more easily and reliably.
[0008]
In such a conventional infrared detection sensor, a wide detection area is formed to detect the movement of the human body in this area and the intrusion of the human body into this area, and in the central part of the detection area, As a method for detecting slight movements, a method using a planar multi-segment lens, a method using a dome-shaped multi-segment lens, and a combination of a planar multi-segment lens and a dome-shaped multi-segment lens are used. There was a way.
[0009]
FIG. 9 is a diagram showing a state of a conventional human body detection sensor 1a in which the condenser lens is configured by a flat multi-segment lens. In this way, when the planar multi-divided lens r0 is used, the detection beams BM having substantially the same size are arranged at a substantially constant interval.
In this case, a slight movement of the human body can be detected at the center of the detection area, but the influence of the so-called “blur”, which is an aberration caused by a tight incident angle, increases at the periphery of the detection area. , Detection sensitivity will decrease. For this reason, in the case of a flat multi-segment lens, it is necessary to improve the detection sensitivity in the periphery of the detection area, and the lens becomes large, which is not practical.
[0010]
FIG. 10 is a view showing a state of a conventional human body detection sensor 1b in which the condensing lens is configured by a dome-shaped multi-segment lens r1. In the case of a dome-shaped multi-divided lens, each lens is arranged so as to be substantially perpendicular to the optical axis of the detection beam BM, so that there is no “blurring” of the detection beam even in the periphery of the detection area. Movement and intrusion can be detected.
[0011]
However, the size of the detection beam increases toward the periphery of the detection beam, and the size of the detection beam in the detection area cannot be made uniform. For this reason, in the central part of the detection area, the intervals between the detection beams are close and it is possible to detect slight movements of the human body, but the peripheral and intermediate detection beams are larger than the central part, so There was a problem that the sensitivity of fine motion detection was lowered.
[0012]
FIG. 11 is a diagram showing a state of a conventional human body detection sensor in which a condensing lens is configured by combining a planar multi-segment lens r20 and a dome-shaped multi-segment lens r21. FIG. 12 shows a detection area at this time. It is the figure which showed the mode of. The central portion of the detection area is arranged by a flat multi-segment lens r20 so that the size and interval of the detection beam BM are substantially constant, and the peripheral portion of the detection area is desired by a dome-shaped multi-segment lens r21. A detection beam BM is arranged so as to be adapted to the detection area. For this reason, slight movement of the human body and movement of the human body can be detected in the central part and the intermediate part, and movement and intrusion of the human body can be detected in the peripheral part.
[0013]
However, in the periphery, the size and detection sensitivity of the detection beam BM vary depending on the location, and the movement of the human body and the intrusion detection sensitivity also vary depending on the location. That is, intrusion detection has a problem that a difference between a good direction and a bad direction of the intrusion detection sensitivity greatly depends on the intrusion direction into the detection area.
When such a human body detection sensor is attached to, for example, an interior entrance of a house, it is desirable that the detection sensitivity is as equal as possible for any intrusion of the human body from any direction, and it is not preferable that the detection angle differs depending on the intrusion position .
[0014]
In addition, if the detection sensitivity differs depending on the intrusion direction of the human body, when the sensor is mounted on the ceiling or the like, it must be performed in consideration of the arrangement of the detection beam, which causes a problem that the installation work becomes complicated. Become.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of this point, and in all areas of a wide detection area, the central portion of the detection area can detect a movement of a human body or a slight movement of a human body. The peripheral part is capable of detecting movement and intrusion of a human body, and is to provide an infrared human body detection device having non-directional detection sensitivity for intrusion detection.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In the human body detection sensor according to the present invention described in claim 1, the condensing lens is constituted by a multi-segment lens, and the infrared rays emitted from the human body are condensed on the light receiving surface of the infrared detecting element having a plurality of elements, In the human body detection sensor for detecting a human body, the arrangement of the detection beam formed by each lens of the multi-divided lens and each of the plurality of elements surrounds the central portion and the middle portion of the detection area of the human body detection sensor. In the central part and the intermediate part, the detection beams are arranged so that the sizes of the detection beams are equal to each other, and in the peripheral part, a plurality of detection elements constituted by the lenses are arranged. the center of the beam, on a concentric circle and its center center of the detection area, so as to position at regular intervals, is configured, characterized in that arranging the detecting beam
[0017]
A human body detection sensor according to a second aspect of the present invention is the human body detection sensor according to the first aspect of the present invention, wherein the condenser lens is disposed so as to surround the first multi-segment lens and the periphery thereof. Each of the first multi-divided lenses is arranged such that the size of each detection beam is equal to each other and the distance between the lenses. This multi-divided lens is configured by arranging the lenses such that the centers of a plurality of detection beams constituted by the lenses are positioned at equal intervals on a concentric circle having the center of the detection area as the center.
[0018]
The concentric circle includes the same circle.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an infrared human body detection sensor to which the present invention is applied. The human body detection sensor 1 includes a multi-segment lens 10 that collects infrared rays emitted from the human body, an infrared detection element 11 that detects the collected infrared rays, a signal amplification unit 12 that amplifies the output of the infrared detection element 11, and A band-pass filter circuit 13 that removes unnecessary frequency components, a comparison circuit 14 that compares a predetermined threshold value with a detection signal to make detection determination, and a delay circuit that stores an output signal for a preset time (off-delay time) 15 and the output control unit 16, and turns on / off a lighting fixture attached to the room by an output signal of the output control unit 16.
[0020]
When the human body detection sensor 1 detects a human body due to a change in infrared rays, the lighting fixture is turned on, and then turned off when a preset off delay time elapses. However, if the human body is detected again before the lighting fixture is turned off, the off control is performed after the off-delay time has elapsed from this point. Therefore, the lighting apparatus is not controlled to be off while the human body is detected.
[0021]
An example of the state when such a human body detection sensor 1 is arranged on the ceiling is shown in FIG. The height of the ceiling to which the human body detection sensor 1 is attached is 2.2 m, and the detection area on the floor is φ5.4 m.
Next, an example of the infrared detecting element 11 shown in FIG. 2 is shown in FIG. 4, and an example of the multi-segment lens 10 is shown in FIG.
[0022]
The infrared detection element 11 shown in FIG. 4 is a four-element type infrared detection element configured such that the electrical characteristics of adjacent light receiving surfaces 11a are positive and negative characteristics, and its output is one output obtained by combining the outputs of the respective elements. It has become. The size of one light receiving surface 11a is a square having a side of 1.3 mm, and the gap between the light receiving surfaces 11a is also 1.3 mm in both the vertical direction and the horizontal direction.
[0023]
FIG. 5A is a cross-sectional view of the multi-segment lens 10, and FIG. 5B is a diagram illustrating a state in which the multi-segment lens 10 is viewed from the front. The multi-division lens 10 shown in these figures is a 26-division wide-angle lens. The first multi-division lens R1 disposed in the center and the second multi-division lens R2 disposed so as to surround the periphery. It is comprised by. The first multi-divided lens R1 is configured as a 12-divided lens having a flat first surface, and the second multi-divided lens R2 is configured as a 14-divided lens having a dome-shaped first surface.
[0024]
The first multi-segment lens R1 has a focal length of 13.5 mm, the detection beam from each lens is in a lattice shape, and each lens principal point is 5.2 mm in a lattice shape so that the center interval is approximately 20 cm. Arranged at intervals.
The second multi-segment lens R2 has a focal length of 16 mm, the centers of the plurality of detection beams formed by each lens are concentric, and the angles formed with the centers of the detection areas are equal. Each lens principal point is set at an equal angle of about 26 degrees on a concentric circle.
[0025]
FIG. 6 is a diagram showing the types of lenses of the multi-segment lens shown in FIG. As shown in this figure, the first multi-segment lens R1 is further configured by combining two types of planar lenses, lenses Ra and Rb, and the second multi-segment lens R2 includes Rc, Rd, It is configured by combining four types of dome-shaped lenses Re and Rf. The four types of dome-shaped lenses Rc to Rf have different detection sensitivities depending on the lens position, so that the types are distinguished, but the lens shapes are all equal.
[0026]
The lenses Ra and Rb constituting the first multi-division lens R1 are spherical or aspheric lenses, and the lenses Rc to Rf constituting the second multi-division lens R2 are Fresnel or aspheric Fresnel lens shapes. It can be.
The state of the detection beam formed by such a multi-segment lens 10 and the infrared light receiving element 11 is shown in FIG. The pattern Pt1 of the detection beam BM1 formed by the first multi-divided lens R1 is formed such that the size of the detection beam and the interval between the detection beams are substantially constant and are regularly arranged in the vertical and horizontal directions.
[0027]
On the other hand, the pattern Pt2 of the detection beam BM2 formed by the second multi-segment lens R2 is such that the center of the plurality of detection beams corresponding to each element of the infrared detection element 11 is concentric with the center of the detection area DA. In addition, the detection beams are formed so as to be equally spaced. The pattern Pt2 is arranged so as to surround the pattern Pt1.
[0028]
In the central part and the middle part of the detection area DA shown in FIG. 1, that is, the part formed by the first multi-division lens R1, the size and interval of the detection beam is approximately 21 cm, and they are densely arranged. Therefore, it is possible to detect a slight movement or movement of the human body on the floor surface.
On the other hand, in the peripheral part of the detection area DA, that is, the part formed by the second multi-segment lens R2, the size of the detection beam is approximately 26 cm, and the interval between the detection beams is 26 cm or less. Since the width of the human body is considered to be about 40 cm for an adult, the intrusion and movement of the human body can be sufficiently detected even in the peripheral portion.
[0029]
In addition, since the size and sensitivity of each detection beam are substantially equal and arranged concentrically around the detection area DA, there is no variation in sensitivity regardless of the direction of entry. . That is, it is possible to realize a human body detection sensor that has almost the same intrusion detection sensitivity from any direction and has non-directional detection sensitivity.
[0030]
【The invention's effect】
In the human body detection sensor according to the first aspect of the present invention, the detection beams in the central part and the intermediate part of the detection area are arranged so that the size and interval thereof are constant, and the detection beams in the peripheral part in the detection area are arranged. Are arranged on a concentric circle whose center is the center of the detection area.
[0031]
Therefore, in the central part and the intermediate part, it is possible to detect slight movements and movements of the human body, while in the peripheral part of the detection area, the sensitivity is equal even if the human body enters from any direction. Become.
Accordingly, it is possible to provide a human body detection sensor having non-directional detection sensitivity with intrusion detection sensitivity being almost equal from any direction while maintaining the detection sensitivity of the central portion and the intermediate portion. In addition, this eliminates the need to consider the mounting direction of the human body detection sensor and improves workability.
[0032]
In the human body detection sensor according to the second aspect of the present invention, the multi-divided lens includes a first multi-divided lens and a second multi-divided lens, and the first multi-divided lens has a central portion and a middle of the detection area. The second multi-segment lens forms a detection beam at the periphery of the detection area while forming the detection beam at the portion.
Therefore, the arrangement of the detection beam is different between the central part, the intermediate part, and the peripheral part, and the detection sensitivity of the central part and the intermediate part is maintained, while the intrusion detection sensitivity is almost equal from any direction, and non-directional detection is performed. A human body detection sensor having sensitivity can be provided. In addition, each dome-shaped lens on which the detection beam in the peripheral portion is arranged can be realized with one simple shape.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a detection beam formed by the multi-segment lens shown in FIG. 5 and the infrared light receiving element shown in FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an infrared human body detection sensor to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a state in which the human body detection sensor shown in FIG. 2 is arranged on the ceiling.
4 is a diagram showing a configuration example of an infrared detection element shown in FIG. 2. FIG.
5 is a diagram illustrating a configuration example of a multi-segment lens illustrated in FIG. 2;
6 is a diagram showing the types of lenses of the multi-segment lens shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a detection waveform when a human body passes one detection beam.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a detection waveform when a human body passes two detection beams.
FIG. 9 is a view showing a state of a conventional human body detection sensor in which a condensing lens is constituted by a planar multi-segment lens.
FIG. 10 is a diagram showing a state of a conventional human body detection sensor in which a condensing lens is configured by a dome-shaped multi-segment lens.
FIG. 11 is a diagram showing a state of a conventional human body detection sensor in which a condenser lens is configured by combining a planar multi-segment lens and a dome-shaped multi-segment lens.
12 is a diagram showing a state of a detection area of the human body detection sensor shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10 ... Condensing lens R1 ... First multi-segment lens R2 ... Second multi-segment lens DA ... Detection area BM ... Detection beam

Claims

集光レンズを多分割レンズにより構成し、人体から発せられた赤外線を、複数のエレメントを有する赤外線検出素子の受光面に集光して、人体を検知する人体検知センサにおいて、
上記多分割レンズの各レンズと上記複数のエレメントのそれぞれとにより形成される検知ビームの配置を、人体検知センサの検知エリアの中央部及び中間部とこれを取り囲んでいる周辺部とで異ならせ、
上記中央部及び中間部では、各検知ビームの大きさと、互いの間隔とが等しくなるように配置し、
上記周辺部では、各レンズによって構成される複数の検知ビームの中心が、上記検知エリアの中央をその中心とする同心円上に、等間隔に位置する様に、検知ビームを配置することを特徴とする人体検知センサ。In the human body detection sensor which comprises a condensing lens by a multi-segment lens, and condenses infrared rays emitted from a human body on a light receiving surface of an infrared detection element having a plurality of elements to detect the human body,
The arrangement of the detection beam formed by each lens of the multi-divided lens and each of the plurality of elements is made different between the central part and the intermediate part of the detection area of the human body detection sensor and the peripheral part surrounding it,
In the central part and the intermediate part , the size of each detection beam is arranged so that the distance between them is equal ,
In the peripheral portion , the detection beams are arranged so that the centers of the plurality of detection beams constituted by the respective lenses are positioned at equal intervals on a concentric circle having the center of the detection area as the center. A human body detection sensor.

請求項１に記載した本発明による人体検知センサにおいて、
上記集光レンズが、第一の多分割レンズと、この周辺を取り囲んで配置されている第二の多分割レンズとにより構成され、
上記第一の多分割レンズは、各検知ビームの大きさと、互いの間隔とが等しくとなる様に各レンズが配置され、
上記第二の多分割レンズは、各レンズによって構成される複数の検知ビームの中心が、検知エリアの中央をその中心とする同心円上に、等間隔に位置する様に各レンズが配置されていることを特徴とする人体検知センサ。In the human body detection sensor according to the present invention described in claim 1,
The condensing lens is composed of a first multi-segment lens and a second multi-segment lens arranged so as to surround the periphery,
In the first multi-segment lens, each lens is arranged so that the size of each detection beam is equal to the distance between each other ,
In the second multi-divided lens, the lenses are arranged such that the centers of the plurality of detection beams constituted by the lenses are positioned at equal intervals on a concentric circle having the center of the detection area as the center. A human body detection sensor characterized by that.