人体検知装置

【課題】前方の第１のエリアの感度を大きく低下させることなく、第１のエリアに加え、第１のエリアとは別の第２のエリアにも検知エリアを設定する。
【解決手段】人体検知装置２は、ミリ波を放射するとともに人体や床や壁で反射された電波を受信し放射した電波の周波数と受信した電波の周波数との差から人の存否を判断するセンサ本体２０と、センサ本体２０から放射された電波の一部を反射する反射体３０とを備える。センサ本体２０は、前方の第１のエリアＤ１に向けて電波を放射し、反射体３０は、第１のエリアとは別の第２のエリアＤ２に向けて電波を反射し、第１のエリアＤ１および第２のエリアＤ２を検知エリアに設定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を放射するとともに電波を受信し放射した電波と受信した電波との関係から人の存否を判断する電波式の人体検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、設定した検知エリア内の人を感知する人体検知装置が提供されている。この種の人体検知装置は、例えば、照明装置の点灯状態の制御に用いられる。照明装置の点灯、消灯が自動で行われることにより、照明装置の利便性が向上するとともに、人の安全を確保でき、また、照明装置の消し忘れを防止して省エネルギ化を図ることができる。建物の通路や階段など普段の利用頻度少ない場所に設置される照明装置においては、人体検知装置による省エネルギ化が一般的になりつつある。
【０００３】
ところで、照明装置の制御に用いられる人体検知装置には、設定した検知エリアから入射する赤外線により検知エリアの温度の時間変化を検出して人の感知を行うＰＩＲセンサ（PａｓｓｉｖｅＩｎｆｒａｒｅｄＲａｄｉａｔｉｏｎ）が主に使用される。ＰＩＲセンサは、検知エリアの温度の時間変化により人を感知するから、温度変化が激しい場所では誤検知することがある。また、人体検知装置から人までの検知距離が長くなると人から入射する赤外線の強度が弱くなって人を感知できなくなることがあるから、検知距離が長くなる場所での使用には問題がある。
【０００４】
そこで、温度変化が激しい場所や、検知距離が長くなる場所では、自ら信号を送信するとともに送信した信号を受信して人の感知を行うアクティブ型の人体検知装置が用いられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された人体検知装置は、信号として電波を放射するアンテナと、信号としての電波を受信する受信装置とを備え、受信した電波の振幅の変化により人の存否を判断している。自ら電波を放射するから、検知距離が長くなる場所でも使用でき、また、周囲温度によらず人を感知できるから、温度変化が激しい場所でも使用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２８５６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電波によって人の感知を行う電波式の人体検知装置では、通常、電波を放射するアンテナに指向性を持たせ、前方に向けて電波を放射し、前方の空間を検知エリアに設定しているから、側方の感度は前方の感度より弱くなる。
【０００７】
したがって、通路や階段の突き当たりの壁に設置された照明装置に人体検知装置を取り付けて使用する場合、照明装置が設置された壁際では人を感知できないことがある。
【０００８】
当該壁際にも検知エリアを設定するために、電波を放射するアンテナの指向性を弱くしたり無指向性にしたりして、照明装置の下方の感度を上げることが考えられる。しかしながら、指向性を弱くしたり無指向性にしたりすると、照明装置の下方の感度とともに、照明装置の上方など人を感知する必要のない方向の感度も大きくなり、照明装置の前方の感度が大きく低下してしまう。
【０００９】
上述のように、電波式の人体検知装置では、前方の空間に加え、下方の空間など前方の空間以外の空間も検知エリアにするために電波を放射するアンテナの指向性を弱くすると、前方の感度が大きく低下するという問題があった。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、前方の感度を大きく低下させることなく、前方の空間と、前方の空間以外の空間とを検知エリアに設定できる人体検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するために、前方の第１のエリアに向けて電波を放射するとともに電波を受信し放射した電波と受信した電波との関係から人の存否を判断するセンサ本体と、センサ本体が放射した電波の一部を反射する反射体とを備え、反射体は、前方の第１のエリアとは別の第２のエリアに向けて電波を反射することを特徴とする。
【００１２】
前記反射体は、金属材料から成ることが望ましい。
【００１３】
さらに、前記反射体はメッシュであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の構成によれば、反射体により、第２のエリアに電波を照射するから、第１および第２のエリア外の感度を上げることなく第２のエリアの感度を上げることができ、その結果、前方の第１のエリアの感度を大きく低下させることなく、第１のエリアとは別のエリアである第２のエリアを検知エリアにすることができるという利点がある。
【００１５】
また、反射体を金属材料で形成した構成では、高い反射率で電波を反射することができるという利点がある。
【００１６】
さらに、反射体がメッシュである構成では、センサ本体が放射した電波のみが反射体で反射されるという利点がある。例えば、照明装置に取り付けて使用する場合において、反射体に光源からの光が入射しても光は反射体を透過するから、反射体によって光が遮られることがないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の平面図である。
【図２】同上が取り付けられた照明装置の設置場所の斜視図である。
【図３】同上のセンサ本体のブロック図である。
【図４】同上の反射体を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【図５】同上の反射体で電波が反射される状態を説明する説明図である。
【図６】同上の別形態を示す反射体の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【図７】同上のさらに別形態を示す垂直断面図である。
【図８】実施形態２を示す図で、（ａ）は垂直断面図で、（ｂ）は、水平断面図である。
【図９】同上の反射体を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【図１０】同上の反射体で電波が反射される状態を説明する説明図である。
【図１１】実施形態３の反射体を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は右側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施形態１）
本実施形態では、電波を用いて人の感知を行う電波式の人体検知装置２（図１参照）を説明する。人体検知装置２は、図２に示す照明装置１に取り付けられ、後述するように、人の存否に応じて照明装置１の点灯状態を制御する。
【００１９】
照明装置１は、前方に開放する箱状に形成され光源（図示せず）および人体検知装置２を収容する器具本体１１を備える。器具本体１１の前面には、透光性（例えば、透明）の合成樹脂材料で板状に形成された照明カバー１２が、厚み方向を前後方向として取着される。
【００２０】
人体検知装置２は、図１に示すように、電波を放射するセンサ本体２０と、センサ本体２０の正面に配置されセンサ本体２０が放射した電波の一部を反射する反射体３０とを備える。反射体３０については後述する。
【００２１】
本実施形態では、ドップラ効果を利用して人の感知を行うドップラ型のセンサを、センサ本体２０の一例として説明する。つまり、センサ本体２０は、移動する物体で反射された電波の周波数が反射の前後で変化することを利用して、放射した電波の周波数と受信した電波の周波数との差から人の存否を判断する。
【００２２】
センサ本体２０は、図３に示すように、電波の放射と電波の受信とを行うとともに放射した電波の周波数と受信した電波の周波数との差分の周波数（いわゆる、ドップラ周波数）のＩＦ信号を出力するミリ波センサ２１と、ＩＦ信号の増幅を行うアンプ回路２２と、ＩＦ信号から人の存否を判断して照明装置１の点灯状態を制御する制御回路２３とを備える。
【００２３】
ミリ波センサ２１の構成は、詳説しないが、例えば、発振回路と、発振回路の出力側に接続された送信用のアンテナと、人体などで反射された電波を受信する受信用のアンテナと、発振回路の出力と受信用のアンテナの出力とが入力されるミキサ回路とで構成される。
【００２４】
発振回路は、送信用のアンテナからミリ波が放射されるように出力周波数が設定される。また、送信用のアンテナは、前方に向けて電波を放射するように指向性が設定される。指向性の強さは、設計により決める。例えば、前後方向に沿いセンサ本体２０を通る直線を含む断面において当該直線に対して±３０の開き角度の範囲内に設計により決めた強度の電波が放射されるように指向性の強さを決める。
【００２５】
送信用のアンテナには、例えば、ホーンアンテナを用いる。一方、受信用のアンテナには、例えば、プリント配線基板の導体パターンを用いて形成されるパターンアンテナを用いる。
【００２６】
アンプ回路２２は、オペアンプを用いた増幅器を備え、ＩＦ信号を増幅する。ＩＦ信号の周波数成分以外の成分を除去するノイズフィルタを備えたフィルタ付増幅回路をアンプ回路２２に用いる。または、ＩＦ信号の周波数成分のみを増幅するように増幅器を構成する。
【００２７】
制御回路２３は、増幅したＩＦ信号を検出信号として、検出信号と所定のしきい値とを比較し、検出信号がしきい値より小さと判定結果を「０」とし、当該信号がしきい値以上であると判定結果を「１」とする。
【００２８】
制御回路２３は、判定結果が「１」であり、且つ、光源が点灯していないときは、点灯信号を、光源を点灯させる点灯装置を有する器具本体部１３に入力して光源（図示せず）を点灯させる。ここに、判定回路２３には計時機能が設けられ、点灯信号を出力すると計時を開始する。制御回路２３は、計時した時間が所定の点灯保持時間に達すると、消灯信号を器具本体部１３に入力して光源を消灯させる。所定の点灯保持時間は、例えば、予め設定される。
【００２９】
判定結果が「１」であり、且つ、光源が点灯しているときは、制御回路２３は、計時した時間をリセットしてゼロに戻し、再び計時を行う。つまり、人体検知装置２は、人を感知している間は光源を点灯させ、人を感知しなくなってから所定の時間（点灯保持時間）が経過すると光源を消灯させる。制御回路２３は、判定結果が「０」であるときは、信号を出力しない。
【００３０】
次に、センサ本体２０の正面に配置された反射体３０について説明する。反射体３０は、金属材料から成り、図４に示すように、高さが底面の対角線の長さの半分である正四角錐を、中心軸と底面（正方形）の対角線とを含む平面で分割してできる三角錐と略同一形状に形成される。つまり、反射体３０は、底面と側面の一つとが斜辺同士が互いに直交する直角二等辺三角形であり、残りの２つの側面３０ａ、３０ｂが互いに直交する同形状の正三角形であるような左右対称な三角錐状に形成される。
【００３１】
反射体３０は、図１に示すように、センサ本体２０の正面に、底面を照明カバー１２の後面に当接させて照明カバー１２に取り付けられ、センサ本体２０が放射した電波の一部を側面３０ａ、３０ｂでそれぞれ反射する。
【００３２】
したがって、照明装置１の前方の空間である第１のエリアＤ１と、反射体３０で反射された電波が照射される空間である第２のエリアＤ２とを検知エリアに設定することができる。また、反射体３０により反射した電波で第２のエリアＤ２を検知エリアに設定するから、指向性を弱めることにより第２のエリアＤ２を検知エリアに設定する構成に比べ、前方の感度の低下を抑えることができる。
【００３３】
本実施形態の人体検知装置２を取り付けた照明装置１を、図２に示す折り返し階段Ａに設定した場合を一例として、人体検知装置２による人の感知について説明する。折り返し階段Ａは、踊り場Ｂと、踊り場Ｂから上に上る階段Ｃ１と、踊り場Ｂから下に下る階段Ｃ２と、階段Ｃ１、Ｃ２が正面にある壁Ｗとを備えている。照明装置１は、照明装置１の前方に階段Ｃ１、Ｃ２が位置するように、壁Ｗに（例えば、踊り場Ｂの床から２ｍの位置）設置される。つまり、人体検知装置１が検知エリアに設定した第１のエリアＤ１に階段Ｃ１，Ｃ２、および、踊り場Ｂにおける照明装置１が設置された壁際を除く踊り場Ｂが含まれる。
【００３４】
反射体３０は、反射した電波が当該壁際に照射されるように、電波を反射する側面３０ａ，３０ｂの向きが設定される。つまり、当該壁際は、図２では図示を省略した図１の第２のエリアＤ２に含まる。
【００３５】
したがって、階段Ｃ１，Ｃ２および踊り場Ｂ（前記壁際を含む）に検知エリアが設定され、階段Ｃ１，Ｃ２および踊り場Ｂ（前記壁際を含む）にいる人を感知することができる。
【００３６】
ところで、反射体３０の前方には、反射体３０の端で回折した電波が照射されるが、反射体３０の近傍に感度の低いエリアＥが生じる。本実施形態では、反射体３０をセンサ本体２０の正面に配置するとともに、反射体３０の大きさを送信用のアンテナにおける電波を放射するアンテナ面の大きさと同程度、または、アンテナ面の大きさよりも小さく設定して、センサ本体２０と反射体３０との間の距離を小さく設定しても（例えば、１０ｃｍ）、エリアＥの前後方向の長さが大きくなり過ぎないようにしている。
【００３７】
上述では、反射体３０を三角錐状に形成した構成を説明したが、反射体３０の形状は三角錐状に限るものではなく、当該三角錐の底面が開放された形状や、図６に示すように、円錐を、中心軸を含む平面で分割してできる形状に反射体３０を形成することもできる。反射体３０を、中心軸を含む平面で円錐を分割してできる形状に形成した場合、送信用のアンテナが放射した電波は、反射体３０の曲面３０ｃで反射される。
【００３８】
また、反射体３０を、図７に示すように、照明カバー１２に埋め込む形で照明カバー１２に取り付けることもできる。例えば、反射体３０が嵌め込まれる嵌合凹所を照明カバー１２に設ける。
【００３９】
（実施形態２）
実施形態１では、反射体３０をセンサ本体２０の正面に配置した構成を説明したが、本実施形態では、図８に示すように、反射体３０をセンサ本体２０の正面以外に配置する構成を説明する。
【００４０】
本実施形態では、反射体３０は、図９に示すように底面と側面の一つが直交する三角錐状に形成され、図８に示すように、底面が照明カバー１２に当接するように、センサ本体２０の正面以外の位置に配置される。
【００４１】
反射体３０は、上下方向と前後方向とに直交する方向から人体検知装置２を見た場合（図８（ａ）参照）における、前後方向に沿いセンサ本体２０を通る直線とセンサ本体２０と反射体３０とを結ぶ直線とがなす角度θ１と、人体検知装置２を上方から見た場合（図８（ｂ）参照）における、前後方向に沿いセンサ本体２０を通る直線とセンサ本体２０と反射体３０とを結ぶ直線とがなす角度θ２とにより、位置が規定される。
【００４２】
角度θ１，θ２は、人を感知する必要のない空間に向かって放射される電波を反射体３０が反射するように設定される。
【００４３】
例えば、実施形態１で説明したように照明装置１が折り返し階段Ａに設置される場合は、角度θ１，θ２は、踊り場Ｂから下に下る階段Ｃ２の上方に向かって放射された電波を反射体３０が反射するように設定される。具体的には、図１０に示すように、センサ本体２０から見て右上に反射体３０が配置される。
【００４４】
本実施形態では、反射体３０の側面３０ａ、３０ｂの向きは、反射体３０が配置される位置に合わせて、側面３０ａ、３０ｂで反射された電波が第２のエリアＤ２に照射されるように設定され、反射体３０は非対称に形成されている。
【００４５】
本実施形態では、人の感知を行う必要のない空間に照射される電波を利用して第２のエリアＤ２を検知エリアに設定できるから、放射した電波を効率よく利用できる。
【００４６】
その他の構成は、実施形態１の構成と同様である。
【００４７】
（実施形態３）
実施形態１では、三角錐状に形成した反射体３０で電波を反射する構成を説明したが、本実施形態では、図１１に示すように、メッシュである反射体３０で電波を反射する構成を説明する。
【００４８】
反射体３０は、正方形状の目を有する金網を用いて、外形が反射体３０の外形と同形状の三角錐状に形成される。金網の目の一辺の長さＬは、センサ本体２０が放射する電波の半波長である６．２ｍｍより小さく（例えば、５ｍｍ）設定する。つまり、反射体３０は、送信用のアンテナが放射した電波の透過を阻止する電磁シールド機能を有する。反射体３０への透過が阻止された電波は、反射体３０の側面３０ａ、３０ｂで向きを変え、第２のエリアＤ２に照射される。
【００４９】
反射体３０をメッシュとしたことにより、光源（図示せず）からの光は反射体３０を透過することができ、実施形態１、２に比べ、光源からの光により照明カバー１２に生じる反射体３０の影を低減することができる。
【００５０】
上述では、金網を用いて反射体３０を形成したが、パンチングアウトにより多数の孔が貫設された金属板を用いて反射体３０を形成することもできる。
【００５１】
本実施形態では、反射体３０をセンサ本体２０の正面に配置する構成を説明したが、反射体３０は、実施形態２と同様に、センサ本体２０の正面から外れた位置に配置することもできる。
【００５２】
その他の構成は、実施形態１の構成と同様である。
【符号の説明】
【００５３】
２人体検知装置
２０センサ本体
３０、３１反射体
３２反射体（メッシュ）
Ｄ１第１のエリア
Ｄ２第２のエリア

【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方の第１のエリアに向けて電波を放射するとともに電波を受信し放射した電波と受信した電波との関係から人の存否を判断するセンサ本体と、センサ本体が放射した電波の一部を反射する反射体とを備え、反射体は、前方の第１のエリアとは別の第２のエリアに向けて電波を反射することを特徴とする人体検知装置。
【請求項２】
前記反射体は、金属材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の人体検知装置。
【請求項３】
前記反射体はメッシュであることを特徴とする請求項２に記載の人体検知装置。

【図１】