JP5299460B2 - 人検知装置及び該人検知装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、人の位置や移動状態を検知可能な人検知装置、及びこの人検知装置を備えた画像形成装置に関する。

例えば、コピー機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、さらにはこれらの装置の機能を集約したＭＦＰ（Multi Function Peripherals）と称される多機能デジタル画像形成装置等には、ユーザが近づいたときに装置を省エネモードから通常モードに復帰させてウォームアップを行うために、ユーザが近づいたことを検知するための人検知装置が備えられているものがある。

また、このような人検知装置として、省電力かつ低コストな構成で人体検知が行える焦電型赤外線センサを用いたものが知られている。

この焦電型赤外線センサは、センサの検知範囲を人が横断したときの温度変化に基づいて検知を行うため、天井からフロア方向にいる人を検知することは得意である。しかし、前記画像形成装置に搭載する場合は、装置を使用するために接近する人（ユーザ）の移動方向とセンサとがほぼ向き合う状態となるように、センサが配置されることから、人が接近しても検知範囲の温度変化が小さく検知感度が悪くなる。このため、どの方向から接近したのか、あるいは止まっているかどうか等の判定を行うことができない。

このような欠点を解消するために、特許文献１には、センサの外側に透孔を有するリング状の遮蔽板を配置するとともに、この遮蔽板をセンサ周りで回転させることにより、人の位置を特定する技術が開示されている。

特開平６−５９０３９号公報

しかしながら、上記公報に記載の技術では、人が検知ゾーンの中に進入したことは判定できるが、人の位置や近づいているか離れているのかといった移動状態を精度良く判定することはできなかった。

この発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたものであって、人の位置や人の移動状態を精度良く判定することができる人検知装置を提供し、さらには該人検知装置を備えた画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題は、以下の手段によって解決される。
（１）赤外線の変化を検知するセンサと、複数の第１のレンズが前記センサを取り巻いて環状に配置された回転可能なレンズ群であって、各第１のレンズによって、レンズ群の径方向に延びた第１の検知距離と回転方向に延びた狭い幅を有する第１の単位検知領域が形成され、さらに１個または複数個の前記第１の単位検知領域を含む第１の局部的検知ゾーンと、第１の単位検知領域の存在しない非検知ゾーンが、レンズ群の回転方向に交互に複数形成されたレンズ群と、前記レンズ群を前記センサ周りで回転させる回転駆動装置と、前記回転駆動装置により回転駆動される前記レンズ群の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記回転駆動装置による前記レンズ群の回転駆動時における前記センサの出力と、前記回転位置検出手段により検知されたレンズ群の回転位置とに基づいて、前記レンズ群の径方向外側に形成され前記第１の検知距離で規定されるセンサの第１の検知範囲に人が進入したときの、該人の位置及び／または移動状態を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする人検知装置。
（２）前記レンズ群には複数の第２のレンズが配置され、各第２のレンズによって第２の単位検知領域が形成され、該第２の単位検知領域は、レンズ群の径方向に延び前記第１の検知距離よりも短い第２の検知距離と回転方向に延びた狭い幅を有し、かつ前記複数の非検知ゾーンに、１個または複数個の前記第２の単位検知領域を含む第２の局部的検知ゾーンが形成されるとともに、前記レンズ群の径方向外側に、前記第２の検知距離で規定されるセンサの第２の検知範囲が形成されている前項１に記載の人検知装置。
（３）赤外線の変化を検知するセンサと、複数の第１のレンズと第２のレンズが前記センサを取り巻いて環状に混在配置された回転可能なレンズ群であって、前記第１のレンズ及び第２のレンズのそれぞれによって第１の単位検知領域及び第２の単位検知領域が形成され、第１の単位検知領域は、レンズ群の径方向に延びた第１の検知距離と回転方向に延びた狭い幅を有し、第２の単位検知領域は、レンズ群の径方向に延び前記第１の検知距離よりも短い第２の検知距離と回転方向に延びた狭い幅を有するレンズ群と、前記レンズ群を前記センサ周りで回転させる回転駆動装置と、前記回転駆動装置による前記レンズ群の回転駆動時における前記センサの出力に基づいて、前記レンズ群の径方向外側に形成された前記第１の検知距離で規定されるセンサの第１の検知範囲、または前記第２の検知距離で規定される第２の検知範囲に人が進入したときの、該人の位置及び／または移動状態を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする人検知装置。
（４）前記レンズ群の回転方向において、前記第１の局部的検知ゾーン毎に、該第１の局部的検知ゾーンに含まれる前記第１の単位検知領域の個数が規則的に変化している前項１または２に記載の人検知装置。
（５）前記レンズ群の回転方向において、前記第２の局部的検知ゾーン毎に、該第２の局部的検知ゾーンに含まれる前記第２の単位検知領域の個数が規則的に変化している前項２または４に記載の人検知装置。
（６）前記規則的な変化は、前記センサの少なくとも視野角の範囲で実現されている前項４または５に記載の人検知装置。
（７）前記規則的な変化は前記回転方向における増加である前項４〜６のいずれかに記載の人検知装置。
（８）前記判定手段は、前記センサの出力レベルの変化から人の接近または離間を判定する前項１〜７のいずれかに記載の人検知装置。
（９）前記判定手段は、前記センサの出力レベルが変化せず、前記第１の局部的検知ゾーン毎にセンサの検知タイミングが徐々に変化している場合は、前記センサの検知領域におけるセンサと同軸円周上を人が移動していると判定する前項１〜８のいずれかに記載の人検知装置。
（１０）前記判定手段は、前記センサの出力レベルが徐々に変化し、前記第１の局部的検知ゾーン毎にセンサの検知タイミングが徐々に変化している場合は、前記センサの検知領域を人が直線的に横断していると判定する前項１〜８のいずれかに記載の人検知装置。
（１１）前記判定手段により人が存在すると判定された位置に、前記レンズ群の回転に伴う次回の判定時に、人が存在すると判定されなかったときは、前記回転駆動手段は前記レンズ群の回転状態を変化させる前項１、２、４〜１０のいずれかに記載の人検知装置。
（１２）前記回転状態の変化は、前記レンズ群の逆回転、停止、回転速度の変更のいずれかである前項１１に記載の人検知装置。
（１３）前記第１の局部的検知ゾーン及び第２の局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力のいずれからも、人が存在すると判定された場合は、前記判定手段は、前記第２の局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力を優先して判定を行う前項２〜１２のいずれかに記載の人検知装置。
（１４）前記センサの第１の検知範囲内に人が存在しないと判定されたときの前記回転駆動手段による前記レンズ群の回転速度をＶ、第１の検知範囲内であるが第２の検知範囲外に人が存在していると判定されたときの回転速度をＶ１、第２の検知範囲内に人が存在すると判定されたときの回転速度をＶ２とすると、Ｖ＜Ｖ１＜Ｖ２に設定されている前項２〜１３のいずれかに記載の人検知装置。
（１５）前記センサの第１の検知範囲内に人が存在しないと判定されたときの前記回転駆動手段による前記レンズ群の回転速度をＶ、第１の検知範囲内であるが第２の検知範囲外に人が存在していると判定されたときの回転速度をＶ１、第２の検知範囲内に人が存在すると判定されたときの回転速度をＶ２とすると、Ｖ＜Ｖ２＜Ｖ１に設定されている前項２〜１３のいずれかに記載の人検知装置。
（１６）前項１〜１５のいずれかに記載の人検知装置を備えた画像形成装置。

前項（１）に記載の発明によれば、赤外線の変化を検知するセンサを取り巻いて、複数の第１のレンズが環状に配置されたレンズ群が備えられ、各第１のレンズによって、第１の単位検知領域が形成され、また１個または複数個の第１の単位検知領域を含む第１の局部的検知ゾーンと、第１の単位検知領域の存在しない非検知ゾーンが、レンズ群の回転方向に交互に複数形成されている。このため、複数の第１の局部的検知ゾーンのうち、いずれの局部的検知ゾーンがどの位置で人を検知したか、つまり人の位置をレンズ群の回転位置とセンサの出力とで精度良く判定することができるとともに、各局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力の変化に基づいて、センサの検知範囲内での人の移動状態を精度良く判定することができる。

前項（２）に記載の発明によれば、複数の非検知ゾーンに、第１のレンズの検知距離よりも検知距離が短い第２の単位検知領域を含む第２の局部的検知ゾーンが形成されるから、人がセンサにさらに近づいた場合は、この第２の局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力に基づいて、確実にそのことを検知することができ、より検知精度を向上できる。

前項（３）に記載の発明によれば、レンズ群の径方向外側に、第１の検知距離で規定されるセンサの第１の検知範囲、及び第１の検知距離よりも短い第２の検知距離で規定される第２の検知範囲が形成されるから、人がセンサに近づいたときには、第１の単位検知領域に対応するセンサ出力に基づいて人を検知でき、さらに近づいた場合は、第２の単位検知領域に対応するセンサ出力に基づいて、確実にそのことを検知することができ、検知精度を向上できる。

前項（４）に記載の発明によれば、レンズ群の回転方向において、第１の局部的検知ゾーン毎に、該第１の局部的検知ゾーンに含まれる第１の単位検知領域の個数が規則的に変化しているから、第１の単位検知領域の個数に応じて、人を検知した時のセンサ出力を規則的に変化させることができ、より一層確実に人の位置や移動状態を判定することができる。

前項（５）に記載の発明によれば、レンズ群の回転方向において、第２の局部的検知ゾーン毎に、該第２の局部的検知ゾーンに含まれる前記第２の単位検知領域の個数が規則的に変化しているから、第２の単位検知領域の個数に応じて、人を検知した時のセンサ出力を規則的に変化させることができ、より一層確実に人の位置や移動状態を判定することができる。

前項（６）に記載の発明によれば、前記規則的な変化は、前記センサの少なくとも視野角の範囲で実現されることで、人の位置や移動状態の確実な判定が可能となる。

前項（７）に記載の発明によれば、規則的な変化は前記回転方向における増加であるから、第１または第２の単位検知領域の個数に応じて、人を検知した時のセンサ出力の増加を検知することにより、人の位置や移動状態の確実な判定が可能となる。

前項（８）に記載の発明によれば、センサの出力レベルの変化から人の接近または離間が判定される。

前項（９）に記載の発明によれば、センサの出力レベルが変化せず、第１の局部的検知ゾーン毎にセンサの検知タイミングが徐々に変化している場合は、センサの検知範囲におけるセンサと同軸円周上を人が移動していると判定される。

前項（１０）に記載の発明によれば、センサの出力レベルが徐々に変化し、第１の局部的検知ゾーン毎にセンサの検知タイミングが徐々に変化している場合は、センサの検知範囲を人が直線的に横断していると判定される。

前項（１１）に記載の発明によれば、判定手段により人が存在すると判定された位置に、レンズ群の回転に伴う次回の判定時に、人が存在すると判定されなかったときは、レンズ群の回転状態が変化させられるから、センサの検知範囲に進入した人がレンズ群の回転速度と同じ速度で移動している場合の検知漏れを防止できる。

前項（１２）に記載の発明によれば、レンズ群の逆回転、停止、回転速度の変更のいずれかにより、レンズ群の回転状態を変化させることができる。

前項（１３）に記載の発明によれば、第１の局部的検知ゾーン及び第２の局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力のいずれからも、人が存在すると判定された場合は、検知距離が短い第２の局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力が支配的になることから、この第２の局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力を優先して判定を行うことで、精度の高い判定を行うことができる。

前項（１４）に記載の発明によれば、近距離に人がいる場合は、画像形成装置等の使用者である可能性が高いことから、レンズ群の回転速度を速くすることにより、判定のための処理速度を速くでき、人の位置等を早期に特定することができる。

前項（１５）に記載の発明によれば、第１の局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力から人が存在していると判定されたときの回転速度を速くすることで、センサの検知範囲に進入してきた人の位置等を早期に特定するとができる。

前項（１６）に記載の発明によれば、自装置に近づいた人の位置を精度良く判定することができるとともに、センサの検知範囲内での人の移動状態を精度良く判定することができる画像形成装置となしうる。

この発明の一実施形態に係る人検知装置の構成を示すブロック図である。 （Ａ）はレンズ群の斜視図、（Ｂ）は同じく平面図である。 レンズ群を上面から見た図であり、レンズ群によって形成されるセンサの検知範囲を説明するための模式図である。 人が接近し、第１のセンサ検知範囲内でかつ第２のセンサ検知範囲外の位置に進入したときのセンサの出力波形を示す図である。 レンズ群を上面から見た図であり、レンズ群の回転方向の後方に向かって単位検知領域の個数が段階的に増加した状態を説明するための模式図である。 レンズ群を上面から見た図であり、レンズ群の回転方向の前方に向かって単位検知領域の個数が段階的に増加した状態を示す模式図である。 レンズ群を上面から見た図であり、センサの視野角を記入した状態の模式図である。 別のレンズ群を上面から見た図であり、センサの視野角を記入した状態の模式図である。 センサの視野角の範囲で、単位検知領域の個数が同じ複数の局部的検知ゾーンが存在する場合の例を示す模式図である。 （Ａ）はセンサの視野角内において、センサの検知範囲内に人が存在している状態を示す模式図、（Ｂ）、（Ｃ）は各位置で人を検知したときのセンサの出力波形図である。 （Ａ）は図１０（Ａ）の人Ａに対するセンサの出力波形図、（Ｂ）は図１０（Ａ）の人Ｂに対するセンサの出力波形図である。 図１０（Ａ）に示した人Ａがセンサに接近する方向に移動している場合のセンサの出力波形図である。 センサコントローラにより実行される人検知処理を説明するためのフローチャートである。 センサの検知範囲においてセンサと同軸円周上を人が移動している状態を示す模式図である。 （Ａ）はセンサ検知範囲内で人が停止しているときのセンサの出力波形図、（Ｂ）はセンサと同軸円周上を移動しているときのセンサの出力波形図である。 センサの検知範囲を人が直線的に横断している状態を示す模式図である。 センサの検知範囲を人が直線的に横断しているときの位置判定のアルゴリズムをまとめた表である。 レンズ群の回転状態を変化させて人検知処理を行う場合のフローチャートである。 レンズ群の回転速度の変化処理のフローチャートである。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、この発明の一実施形態に係る人検知装置の構成を示すブロック図である。この実施形態では、人検知装置１は前述したＭＦＰ等の画像形成装置２に搭載されている。

人検知装置１は、人感センサ（以下、単にセンサともいう）１１と、レンズ群１２と、モータ１３と、エンコーダ１４と、センサコントローラ１５を備えている。

前記センサ１１は、省電力かつ低コストな構成で人体検知が行える焦電型赤外線センサからなり、センサ１１の検知範囲を人が横断したときの温度変化を検知して、出力を発生するものである。

前記レンズ群１２は、センサ１１に対して所定の検知範囲を形成するためのものであり、図２（Ａ）に示すように、複数のレンズ１２０がセンサ１１を取り巻いて環状に配置されるとともに、上下面が閉塞された全体視筒型の形状をなしており、レンズ群１２の内部中心部にセンサ１１がその検知面を図２（Ｂ）に示すように例えば左方（画像形成装置２の正面前方）に向けた状態で、配置されている。

前記モータ１３は、レンズ群１２をセンサ１１を中心に回転駆動するものであり、この実施形態では、レンズ群１２は図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、平面視半時計方向に回転するものとなされている。

前記エンコーダ１４は、レンズ群１２の回転量を基にレンズ群１２の回転位置を検出するためのものである。

前記センサコントローラ１５は、人検知装置１の制御を行うものであり、ＣＰＵ１５１と、ＲＯＭ１５２と、ＲＡＭ１５３と、ドライバ１５４と、メモリ１５５等を備えている。

前記ＣＰＵ１５１は、ＲＯＭ１５２等に格納された動作プログラムに従って動作することにより、人検知装置１の制御を行う。具体的には、ドライバ１５４及びモータ１３を介してレンズ群１２の回転駆動状態を制御したり、エンコーダ１４で検知されたレンズ群の回転位置をメモリ１５５に記憶させたり、センサ１１の出力を受領し該出力あるいは更にレンズ群１２の位置情報に基づいて、センサ１１の検知範囲に人が進入したかどうか、進入した場合はその人の位置や移動状態を判定したり、判定結果を画像形成装置２に送信しする等の動作を行う。

なお、人検知装置１から送信された前記判定結果に基づいて、画像形成装置２は電源をオフあるいはオンにして、自装置を省エネモードに移行させたり通常モードに復帰させる等の制御を行う。

前記ＲＯＭ１５２はＣＰＵ１５１の動作プログラム等を格納するメモリであり、ＲＡＭ１５３はＣＰＵ１５１が前記動作プログラムに従って動作する際の作業領域を提供するメモリである。

前記ドライバ１５４は、モータ１３を駆動するための駆動回路である。

前記メモリ１５５は例えばハードディスク装置等からなり、エンコーダで検知されたレンズ群１２の回転位置等の情報を記憶する。

図３は、前記レンズ群１２を上面から見た図であり、レンズ群１２によって形成されるセンサ１１の検知範囲を説明するための模式図である。

この実施形態では、前記レンズ群１２には第１の検知距離を有する第１のレンズ及び第２の検知距離を有する第２のレンズが、それぞれ複数個含まれている。これらの第１のレンズによって、レンズ群１２の外側に放射状に延びる第１の単位検知領域１２１が形成され、第２のレンズによって、レンズ群１２の外側に放射状に延びる第２の単位検知領域１２２がそれぞれ形成されている。

前記第１の単位検知領域１２１及び第２の単位検知領域１２２は、いずれもレンズ群１２の径方向に延びた検知距離と回転方向に延びた狭い幅を有しているが、第１の単位検知領域１２１の検知距離（第１の検知距離）の方が第２の単位検知領域１２２の検知距離（第２の検知距離）よりも長く設定されている。このような第１及び第２の単位検知領域１２１、１２２の存在により、レンズ群１２の径方向外方には、センサ１１の検知範囲として、レンズ群１２から第１の検知距離までを範囲とする円形状の第１の検知範囲１２３が形成され、さらに第１の検知範囲１２３内に、レンズ群１２から第２の検知距離までを範囲とする円形状の第２の検知範囲１２４が形成された状態となる。なお、センサ１１には視野角があり、視野角と前記第１の検知範囲１２３または前記第２の検知範囲１２４で囲まれた領域がセンサ１１の実際の検知範囲となる。

また、第１のレンズによる第１の検知距離、第２のレンズによる第２の検知距離は、それぞれ第１のレンズ、第２のレンズで全て同一である必要はなく、多少のばらつきがあっても良いことは勿論である。

また、第１の検知範囲１２３において、前記第１の単位検知領域１２１の１個または複数個の集合体を含む第１の局部的検知ゾーン１２５と、第１の単位検知領域１２１の存在しない非検知ゾーン１２６とが、レンズ群１２の回転方向に交互に複数形成されるように、第１のレンズがレンズ群１２に配置されている。

また、この実施形態では、レンズ群１２の回転方向において、前記第１の局部的検知ゾーン１２５毎に、該第１の局部的検知ゾーン１２５に含まれる前記第１の単位検知領域１２１の個数が規則的に変化している。つまり、図３に矢印で示す回転方向の後方側に向かって、第１の局部的検知ゾーン１２５に存在する第１の単位検知領域１２１の個数が、１個→２個→３個→４個→５個と変化している。

さらに、前記第２の単位検知領域１２２は、前記非検知ゾーン１２６に集中して形成され、第２の局部的検知ゾーン１２７を構成している。この第２の局部的検知ゾーン１２７に含まれる第２の単位検知領域１２２の個数は、回転方向の後方側に向かって、１個→２個→３個→４個→５個と変化している。これに伴って、非検知ゾーン１２６の回転方向の間隔（角度）も、徐々に大きく形成されている。

なお、レンズ群１２における第１または第２のレンズは、わずかな隙間を隔ててレンズ群の周方向に配置されるため、第１、第２の各局部的検知ゾーン１２５、１２７において、第１または第２の単位検知領域１２１、１２２の隣り合うもの同士の間に、前記レンズ間の隙間に相当する微少な非検知領域１２８が形成される。

図３に示したようなレンズ群１２は、前述したように、レンズ群１２の内部のセンサ１１を中心として前記モータ１３によりセンサ周りで図３の反時計方向に回転させられる。

ここで、左向きセンサ１１に対して人が接近し、第１のセンサ検知範囲１２３内でかつ第２のセンサ検知範囲１２４外の図３に示す位置に進入したとする。この場合のセンサ１１の出力波形を図４に示す。

即ち、レンズ群１２の複数の第１の局部的検知ゾーン１２５のうち、第１の単位検知領域１２１が１個の第１の局部的検知ゾーン１２５が人を通過するときに、前記第１の単位検知領域１２１に対応してセンサ１１が反応し、Ｐ１で示すように１周期分の検知信号を出力する。レンズ群１２の回転により、次いで非検知ゾーン１２６が人を通過するが、第１の単位検知領域１２１は存在せず、第２の単位検知領域１２２の検知距離では反応しないため、Ｑ１で示すように出力が生じない非検知期間となる。

レンズ群１２のさらなる回転により、第１の単位検知領域１２１が２個存在する第１の局部的検知ゾーン１２５が人を通過すると、前記２個の第１の単位検知領域１２１に対応してセンサ１１が反応し、Ｐ２で示すように２周期分の検知信号を出力する。

このようにして、レンズ群１２の回転に伴い、１周期分の検知信号（Ｐ１）→非検知期間（Ｑ１）→２周期分の検知信号（Ｐ２）→非検知期間（Ｑ２）→３周期分の検知信号（Ｐ３）→非検知期間→・・・→５周期分の検知信号→非検知期間→１周期分の検知信号、というようにセンサ１１から所定数の周期分の検知信号からなる出力群が非検知期間を介して間欠的に出力される。

一方、レンズ群１２の回転量はエンコーダ１４により検出され、これに基づいてＣＰＵ１５１がレンズ群１２の回転位置を検出する。そして、検出されたレンズ群１２の回転位置とセンサ１１の出力とから、ＣＰＵ１５１が人の位置を判定する。

また、人が第２のセンサ検知範囲１２４に進入すると、非検知ゾーン１２６に形成された第２の局部的検知ゾーン１２７における第２の単位検知領域１２２に対応してセンサ１１が反応し、図４のＱ１、Ｑ２で示された非検知期間において、第２の単位検知領域１２２の個数に対応する周期分の検知信号が出力される。

また、図３に示した実施形態では、検知距離が２種類のレンズにより第１の単位検知領域１２１と第２の単位検知領域１２２が形成されて、第１及び第２の２種類のセンサ検知範囲１２３、１２４が形成された場合を示したが、図５のように、検知距離が異なる３種類のレンズにより第１、第２、第３の各単位検知領域１２１、１２２、１２９が形成されて、第１、第２、第３の３種類のセンサ検知範囲１２３、１２４、１３１が形成されていても良い。なお、図５に示す符号１３０は、前記第３の単位検知領域１２９で形成される第３の局部的検知ゾーンである。

更にこの実施形態では、第１の局部的検知ゾーン１２５及び第２の局部的検知ゾーン１２７にそれぞれ含まれる第１、第２の単位検知領域１２１、１２２の個数は、回転方向の後方側に向かって、１個→２個→３個→４個→５個と段階的に変化しているから、センサ出力もこれに対応して、異なる周期分の出力群が生じることになる。このため、人の位置や移動状態を精度良く特定することができる。

第１または第２の局部的検知ゾーン１２５、１２７における第１または第２の単位検知領域１２１、１２２の個数は、図５に示すように、レンズ群１２の回転方向（紙面半時計方向）の後方に向かって段階的に増加しても良いし、図６に示すように、レンズ群１２の回転方向の前方に向かって段階的に増加しても良い。なお、図５及び図６に示した例では、第３の単位検知領域１２９の個数も、レンズ群１２の回転方向の後方または前方に向かって段階的に増加している。

上記のような単位検知領域１２１、１２２、１２９の個数の変化は、図７に斜線で示すように、センサ１１の視野角１４０において実現されていればよい。視野角の範囲がセンサとして機能する範囲だからである。従って、例えば図８に示すように、第１の単位検知領域１２１の個数が同じである第１の局部的検知ゾーン１２５、または第２の単位検知領域１２２の個数が同じである第２の局部的検知ゾーン１２７が含まれていても、視野角１４０の範囲で、第１の単位検知領域１２１の個数が同じ複数の第１の局部的検知ゾーン１２５、または第２の単位検知領域１２２の個数が同じ複数の第２の局部的検知ゾーン１２７が存在することがなければ、第１の単位検知領域１２１の個数または第２の単位検知領域１２２の個数が全て異なっている場合と同じ検知機能を実現できる。

これに対して、図９に示すように、センサ１１の視野角１４０の範囲で、第１の単位検知領域１２１の個数が同じ複数の第１の局部的検知ゾーン１２５、または第２の単位検知領域１２２の個数が同じ複数の第２の局部的検知ゾーン１２７が存在する場合は、センサ出力に同一パターンの検知信号が発生し、人の位置を精度良く判定することが困難となる。

次に、センサコントローラ１５によって実行される具体的な人検知アルゴリズムについて説明する。

図１０（Ａ）に示すように、センサ１１の視野角１４０内において、第１の検知範囲１２３内でかつ第２の検知範囲１２４外に人Ａが存在しているものとする。

この状態では、図１１（Ａ）に示すようなセンサ出力が発生する。なお、センサの出力レベルは、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、センサ１１に近づくほど増加する。図１０（Ｂ）の丸数字１〜３は、図１０（Ａ）の第１の単位検知領域１２１上に示した丸数字１〜３の位置で、人を検知した時のセンサ出力を示し、図１０（Ｂ）の丸数字４、５は、第２の単位検知領域１２２の丸数字４、５の位置で、人を検知した時のセンサ出力を示す。

図１１（Ａ）のセンサ出力に戻り、該センサ出力には非検知期間Ｑ１、Ｑ２が存在しているため、第１の検知範囲１２３内でかつ第２の検知範囲１２４外に人Ａが存在していることがわかる。また、出力レベルからセンサ１１から人Ａまでの距離を特定する。さらに、１つの出力群における信号波形の数とレンズ群１２の回転位置（回転量）とから人Ａの方向を特定する。例えば、回転開始からｔ［ｍｓ］後に周期２個分の検知信号が発生していることに基づいて、人Ａの方向を特定できる。こうして、人Ａの位置を特定する。

次に、図１０において、センサ１１の視野角１４０内において第２の検知範囲１２４内に人Ｂのみが存在する場合を考える。

この場合、センサ出力は図１１（Ｂ）に示すようになる。このセンサ出力には、非検知期間が存在せず、第１の局部的検知ゾーン１２５に対応する大きな検知信号（太線で示す）と、第２の局部的検知ゾーン１２７に対応する小さな検知信号（細線で示す）が発生しているため、第２の検知範囲１２４内に人Ｂがいることがわかる。また、回転開始からｔ［ｍｓ］後に周期５個分の検知信号が発生していることに基づいて、人Ｂの方向を特定できる。こうして、人Ｂの位置を特定する。

次に、人Ａと人Ｂの両方が存在する場合を考える。この場合のセンサ出力は図１１（Ａ）の出力波形と図１１（Ｂ）の出力波形を重畳したものとなるが、センサ１１との距離が近い人による出力が支配的となるため、この近い人が優先して検知される。従って、人Ｂの位置を上記と同様の方法で特定することができる。

次に、人がセンサ方向に接近していることを検知するアルゴリズムについて説明する。

例えば、図１０（Ａ）に示した人Ａがセンサ１１に接近する方向に移動しているものとする。この場合のセンサ１１の出力波形を図１２に示す。

この出力から、図１１の場合と同様にして、人Ａの位置を特定する。また、第１の局部的検知ゾーン１２５に対応するセンサ出力（太線で示す）のレベルが徐々に増加していることから、センサに接近していることがわかる。また、第２の局部的検知ゾーン１２７に対応するセンサ出力（細線で示す）が発生していることから、人Ａが第２の検知範囲１２４に進入してきていることがわかり、人Ａの位置を正確に判定することができる。

同様にして、出力レベルが徐々に小さくなっている場合は離間方向に移動していると判定し、出力レベルが変化しなくなると停止したと判定する。

図１３は、センサコントローラ１５により実行される上述したような人検知処理を説明するためのフローチャートである。この検知処理は、ＣＰＵ１５１がＲＯＭ１５２等に記録されている動作プログラムに従って動作することにより実行される。

ステップＳ０１で、人を検知したかどうか、換言すればセンサに検知信号が出力されたかどうかを判断する。検知しなければ（ステップＳ０１でＮＯ）、処理を終了する。検知すると（ステップＳ０１でＹＥＳ）、ステップＳ０２で、非検知ゾーン１２６に対応する非検知期間がセンサ出力に存在するかどうかを判断する。

非検知期間がセンサ出力に存在する場合は（ステツプＳ０２でＹＥＳ）、ステツプＳ０３に進み、出力波形の個数をカウントしたのち、ステップＳ０４で、第１の検知範囲１２３内と判断するとともに、出力レベルに基づいてセンサ１１から人までの距離を判断し、ステップＳ０７に進む。

非検知期間がセンサ出力に存在しない場合は（ステツプＳ０２でＮＯ）、ステツプＳ０５に進み、出力波形の個数をカウントしたのち、ステップＳ０６で、第２の検知範囲１２４内と判断するとともに、出力レベルに基づいてセンサ１１から人までの距離を判断し、ステップＳ０７に進む。

ステップＳ０７では、レンズ群１２のさらなる回転を待ち、ステップＳ０８で人を検知したかどうかを再度判断する。

検知してなければ（ステップＳ０８でＮＯ）、人がセンサの検出範囲外に移動したものとして、処理を終了する。検知した場合は（ステップＳ０８でＹＥＳ）、ステップＳ０９で、出力レベルに変化があるかどうかを判断する。変化がなければ（ステップＳ０９でＮＯ）、ステップＳ１０に進み、人までの距離、方向を判定して位置を特定し、停止していると判定する。

ステップＳ０９において、出力レベルに変化があれば（ステップＳ０９でＹＥＳ）、ステップＳ１１で出力レベルが増加してるか否かを判断する。増加していれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２で、人までの距離、方向を判定して位置を特定し、接近していると判定する。増加していなければ（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１３で、人までの距離、方向を判定して位置を特定し、離れていっていると判定する。

次に、図１４の白抜き矢印で示すように、センサ１１の第１の検知範囲１２３においてセンサと同軸円周上を人が移動していることを検知する場合のアルゴリズムについて説明する。

人Ａが停止している場合のセンサ１１の出力波形は図１５（Ａ）のとおりであり、これは図１１（Ａ）の出力波形と同じである。人Ａがセンサ１１と同軸円周上をレンズ群１２の回転方向と逆方向に移動している場合、図１５（Ｂ）に示すように、第１の各局部的検知ゾーン１２５に対応するセンサ１１の出力レベルは変化しないが、人Ａの移動速度分だけ、第１の各局部的検知ゾーン１２５毎の検知タイミングが早くなる。換言すれば出力群と次の出力群の間の非検知期間Ｑ１、Ｑ２が短くなる。図１５の例では、停止している場合の非検知期間Ｑ１、Ｑ２がそれぞれｔ１、ｔ２であるのに対して、移動している場合の非検知期間Ｑ１、Ｑ２がｔ３、ｔ４（ただしｔ３＜ｔ１、ｔ４＜ｔ２）に変化した状態が示されている。逆に、センサ１１と同軸円周上をレンズ群１２の回転方向と同方向に移動している場合は、第１の各局部的検知ゾーン１２５毎の検知タイミングが遅くなる。

このように、各局部的検知ゾーン１２５毎の検知タイミングが早くなっているか遅くなっているかを判断することで、人Ａの移動方向を判定できる。

なお、人Ａがセンサ１１の第１の検知範囲１２３内に進入してきたときの人Ａのセンサ１１からの距離と方向は、図１１及び図１２に示した例と同様の方法で判定すればよい。

次に、図１６に示すように、センサ１１の第１の検知範囲１２３を人が直線的に横断していることを検知する場合のアルゴリズムについて説明する。この例では、センサ１１の前方をセンサ１１の向きの中心軸と直交する方向に、人Ａが移動している場合について説明するが、センサの向きの中心軸に対して斜めに移動する場合も考え方は同じである。

例えば白抜き矢印Ｆ１の方向に移動している場合は、センサ１１との距離が徐々に小さくなるためセンサ１１の出力レベルは増加し、第１の局部的検知ゾーン１２５毎の検知タイミングは徐々に遅くなる。

矢印Ｆ２の方向に移動している場合は、センサ１１との距離が徐々に大きくなるためセンサ１１の出力レベルは減少し、第１の局部的検知ゾーン１２５毎の検知タイミングは徐々に遅くなる。

矢印Ｆ３の方向に移動している場合は、センサ１１との距離が徐々に小さくなるためセンサ１１の出力レベルは増加し、第１の局部的検知ゾーン１２５毎の検知タイミングは徐々に早くなる。

矢印Ｆ４の方向に移動している場合は、センサ１１との距離が徐々に大きくなるためセンサ１１の出力レベルは減少し、第１の局部的検知ゾーン１２５毎の検知タイミングは徐々に早くなる。

このような人Ａの移動方向とセンサ１１の出力レベルと第１の局部的検知ゾーン１２５毎の検知タイミングとの組み合わせから、移動方向を判定することができる。これを表にまとめると図１７のとおりとなる。

なお、人Ａがセンサ１１の第１の検知範囲１２３内に進入してきたときの人Ａのセンサ１１からの距離と方向は、図１１〜図１２に示した例と同様の方法で判定すればよい。

ところで、人を一旦検知したが、その後検知しなくなる場合がある。具体的には、センサ１１の第１の検知範囲１２３に進入した後、第１の検知範囲１２３から退出した場合のほかに、人の移動速度がレンズ群１２の回転速度と同じになった場合が挙げられる。後者の場合、人がセンサ１２の検知範囲１２３内に存在しているにもかかわらず、検知漏れが発生してしまう。

そこで、人の移動速度がレンズ群１２の回転速度と同じになった場合の検知漏れを防止するため、検知しなくなったときに、人の移動速度とレンズ群１２の回転速度に差を生じさせるようにし、このためにレンズ群１２の回転状態を変化させるのが望ましい。レンズ群１２の回転状態の変化は、レンズ群１２の逆回転、停止、加速・減速による回転速度の変更、のいずれかによって行えばよい。

図１８は、レンズ群１２の回転状態を変化させて人検知処理を行う場合のフローチャートである。この検知処理は、ＣＰＵ１５１がＲＯＭ１５２等に記録されている動作プログラムに従って動作することにより実行される。

なお、ステップＳ０１〜Ｓ１３は図１３に示したフローチャートと同じ処理であるので、同一のステップ番号を付してその説明は省略する。

図１８のフローチャートでは、ステップＳ０８において、人を検知したかどうかを再度判断した場合に、検知していなければ（ステップＳ０８でＮＯ）、ステップＳ１４でレンズ群１２の回転状態を変更したのち、ステップＳ０１に戻り、再度検知したかどうかを判断する。

次に、この発明の他の実施形態を説明する。

センサ１１の近距離に人の存在が検知された場合、この人は画像形成装置２の使用者である可能性が高い。このため、早期に確実な判定を行って、省エネモードの画像形成装置２を通常モードに立ち上げる必要がある。

そこで、この実施形態では、第１の検知範囲１２３内で人を検知した場合は、人を検知しない場合に較べてレンズ群１２の回転速度を増加し、検知距離のさらに短い第２の検知範囲１２４内で人を検知した場合は、レンズ群１２の回転速度をさらに増加して、判定処理速度を速めることにより、確度の高い判定処理を早期に行えるようにしている。

レンズ群１２の回転速度の変化処理のフローチャートを図１９に示す。

ステップ２１で、回転速度をＶに設定してレンズ群１２を回転させ、ステップＳ２２で、第１の回転範囲１２３及び第２の回転範囲１２４内で人を検知したかどうかを判断する。検知していれば（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３で、回点速度をＶ２に変化させる。第１の回転範囲１２３及び第２の回転範囲１２４内で人を検知していなければ（ステップＳ２２でＮＯ）、ステップＳ２４で、第１の回転範囲１２３内で人を検知したかどうかを判断する。検知していれば（ステップＳ２４でＹＥＳ）、ステップＳ２５で、回点速度をＶ１に変化させる。第１の回転範囲１２３内で人を検知していなければ（ステップＳ２４でＮＯ）、ステップＳ２６では回転速度Ｖを維持する。なお、Ｖ２＞Ｖ１＞Ｖである。

次に、この発明のさらに他の実施形態を説明する。

この実施形態では、レンズ群１２から距離が離れるほど非検知ゾーン１２６の回転方向の幅が大きくなり、またレンズとレンズの隙間に起因する、隣接する第１単位検知領域１２１間の微小非検知領域１２８（図３に示す）の回転方向の幅も大きくなる。このため、第１の検知範囲１２３で人を検知したときのレンズ群１２の回転速度を増加して、距離がまだ離れている段階での検知処理を速くし、早期に人の位置を特定するものとさなれている。この実施形態は、例えば在室確認など、遠距離まで正確に検知する必要がある場合に実施されるのが望ましい。

この実施形態におけるレンズ群１２の回転速度の変化処理のフローチャートは、図１９に示したものと同じであるが、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖに設定されている。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることはない。

例えば、検知距離の長い第１の局部的検知ゾーン１２５の他に検知距離の短い第２の局部的検知ゾーン１２７が形成された場合を示したが、第１の局部的検知ゾーン１２５のみであっても良い。

また、検知距離の長い第１の単位検知領域１２１と検知距離の短い第２の単位検知領域１２２とが、回転方向に交互に形成されることにより、センサの第１の検知範囲１２３と第２の検知範囲１２４が形成されても良い。

また、本実施形態では、人検知装置１が画像形成装置２に搭載された例を示したが、人検知装置１が搭載される機器は画像形成装置２でなくても良く、また機器に搭載されるのではなく、室内の壁面等に取り付けられて使用されても良い。

画像形成装置２に搭載された場合は、画像形成装置２の省エネモードへの移行及び解除のための電源のオン・オフを、人の検知状態に応じて精度良く制御することが可能となる。

１ 人検知装置
２ 画像形成装置
１１ センサ
１２ レンズ群
１２０ レンズ
１３ モータ
１４ エンコーダ
１５ センサコントローラ
１５１ ＣＰＵ
１５２ ＲＯＭ
１５４ ドライバ
１２１ 第１の単位検知領域
１２２ 第２の単位検知領域
１２３ センサの第１の検知範囲
１２４ センサの第２の検知範囲
１２５ 第１の局部的検知ゾーン
１２６ 非検知ゾーン
１２７ 第２の局部的検知ゾーン

Claims (16)

1. 赤外線の変化を検知するセンサと、
   複数の第１のレンズが前記センサを取り巻いて環状に配置された回転可能なレンズ群であって、各第１のレンズによって、レンズ群の径方向に延びた第１の検知距離と回転方向に延びた狭い幅を有する第１の単位検知領域が形成され、さらに１個または複数個の前記第１の単位検知領域を含む第１の局部的検知ゾーンと、第１の単位検知領域の存在しない非検知ゾーンが、レンズ群の回転方向に交互に複数形成されたレンズ群と、
   前記レンズ群を前記センサ周りで回転させる回転駆動装置と、
   前記回転駆動装置により回転駆動される前記レンズ群の回転位置を検出する回転位置検出手段と、
   前記回転駆動装置による前記レンズ群の回転駆動時における前記センサの出力と、前記回転位置検出手段により検知されたレンズ群の回転位置とに基づいて、前記レンズ群の径方向外側に形成され前記第１の検知距離で規定されるセンサの第１の検知範囲に人が進入したときの、該人の位置及び／または移動状態を判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とする人検知装置。
2. 前記レンズ群には複数の第２のレンズが配置され、各第２のレンズによって第２の単位検知領域が形成され、該第２の単位検知領域は、レンズ群の径方向に延び前記第１の検知距離よりも短い第２の検知距離と回転方向に延びた狭い幅を有し、かつ前記複数の非検知ゾーンに、１個または複数個の前記第２の単位検知領域を含む第２の局部的検知ゾーンが形成されるとともに、前記レンズ群の径方向外側に、前記第２の検知距離で規定されるセンサの第２の検知範囲が形成されている請求項１に記載の人検知装置。
3. 赤外線の変化を検知するセンサと、
   複数の第１のレンズと第２のレンズが前記センサを取り巻いて環状に混在配置された回転可能なレンズ群であって、前記第１のレンズ及び第２のレンズのそれぞれによって第１の単位検知領域及び第２の単位検知領域が形成され、第１の単位検知領域は、レンズ群の径方向に延びた第１の検知距離と回転方向に延びた狭い幅を有し、第２の単位検知領域は、レンズ群の径方向に延び前記第１の検知距離よりも短い第２の検知距離と回転方向に延びた狭い幅を有するレンズ群と、
   前記レンズ群を前記センサ周りで回転させる回転駆動装置と、
   前記回転駆動装置による前記レンズ群の回転駆動時における前記センサの出力に基づいて、前記レンズ群の径方向外側に形成された前記第１の検知距離で規定されるセンサの第１の検知範囲、または前記第２の検知距離で規定される第２の検知範囲に人が進入したときの、該人の位置及び／または移動状態を判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とする人検知装置。
4. 前記レンズ群の回転方向において、前記第１の局部的検知ゾーン毎に、該第１の局部的検知ゾーンに含まれる前記第１の単位検知領域の個数が規則的に変化している請求項１または２に記載の人検知装置。
5. 前記レンズ群の回転方向において、前記第２の局部的検知ゾーン毎に、該第２の局部的検知ゾーンに含まれる前記第２の単位検知領域の個数が規則的に変化している請求項２または４に記載の人検知装置。
6. 前記規則的な変化は、前記センサの少なくとも視野角の範囲で実現されている請求項４または５に記載の人検知装置。
7. 前記規則的な変化は前記回転方向における増加である請求項４〜６のいずれかに記載の人検知装置。
8. 前記判定手段は、前記センサの出力レベルの変化から人の接近または離間を判定する請求項１〜７のいずれかに記載の人検知装置。
9. 前記判定手段は、前記センサの出力レベルが変化せず、前記第１の局部的検知ゾーン毎にセンサの検知タイミングが徐々に変化している場合は、前記センサの検知領域におけるセンサと同軸円周上を人が移動していると判定する請求項１〜８のいずれかに記載の人検知装置。
10. 前記判定手段は、前記センサの出力レベルが徐々に変化し、前記第１の局部的検知ゾーン毎にセンサの検知タイミングが徐々に変化している場合は、前記センサの検知領域を人が直線的に横断していると判定する請求項１〜８のいずれかに記載の人検知装置。
11. 前記判定手段により人が存在すると判定された位置に、前記レンズ群の回転に伴う次回の判定時に、人が存在すると判定されなかったときは、前記回転駆動手段は前記レンズ群の回転状態を変化させる請求項１、２、４〜１０のいずれかに記載の人検知装置。
12. 前記回転状態の変化は、前記レンズ群の逆回転、停止、回転速度の変更のいずれかである請求項１１に記載の人検知装置。
13. 前記第１の局部的検知ゾーン及び第２の局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力のいずれからも、人が存在すると判定された場合は、前記判定手段は、前記第２の局部的検知ゾーンに対応するセンサ出力を優先して判定を行う請求項２〜１２のいずれかに記載の人検知装置。
14. 前記センサの第１の検知範囲内に人が存在しないと判定されたときの前記回転駆動手段による前記レンズ群の回転速度をＶ、第１の検知範囲内であるが第２の検知範囲外に人が存在していると判定されたときの回転速度をＶ１、第２の検知範囲内に人が存在すると判定されたときの回転速度をＶ２とすると、Ｖ＜Ｖ１＜Ｖ２に設定されている請求項２〜１３のいずれかに記載の人検知装置。
15. 前記センサの第１の検知範囲内に人が存在しないと判定されたときの前記回転駆動手段による前記レンズ群の回転速度をＶ、第１の検知範囲内であるが第２の検知範囲外に人が存在していると判定されたときの回転速度をＶ１、第２の検知範囲内に人が存在すると判定されたときの回転速度をＶ２とすると、Ｖ＜Ｖ２＜Ｖ１に設定されている請求項２〜１３のいずれかに記載の人検知装置。
16. 請求項１〜１５のいずれかに記載の人検知装置を備えた画像形成装置。

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