物体検知システム
【課題】物体が放射する赤外線を検知することによって検知エリア内の物体の存在を検知する物体検知システムにおいて、検知エリア内の物体の存否だけでなく、物体の移動方向も判断することができるようにする。
【解決手段】物体検知システム１は、物体が放射する赤外線を検知すると検出信号ｓ１を出力する検出部６Ａと、検出信号ｓ２を出力する検出部６Ｂと、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の波形特性に基づいて物体の移動方向を判断する方向判断部５４とを備える。方向判断部５４は、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２が振幅する方向によって定められる正負信号と、検出信号ｓ１と検出信号ｓ２の振幅のタイミングによって定められる位相信号との組み合わせによって、物体の移動方向を判断する。これにより、物体検知システム１は、検知エリア内の物体の存否だけでなく、物体の移動方向を判断することができる。
【解決手段】物体検知システム１は、物体が放射する赤外線を検知すると検出信号ｓ１を出力する検出部６Ａと、検出信号ｓ２を出力する検出部６Ｂと、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の波形特性に基づいて物体の移動方向を判断する方向判断部５４とを備える。方向判断部５４は、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２が振幅する方向によって定められる正負信号と、検出信号ｓ１と検出信号ｓ２の振幅のタイミングによって定められる位相信号との組み合わせによって、物体の移動方向を判断する。これにより、物体検知システム１は、検知エリア内の物体の存否だけでなく、物体の移動方向を判断することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱線を検知する検出素子を用いて検知エリア内の物体の存否を検出する物体検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の物体検知システムは、ＰＩＲ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ）センサ、超音波センサ、又はミリ波センサなどを備える。例えば、ＰＩＲセンサを備えた物体検知システムは、ＰＩＲセンサが検知エリア内の温度の変化を検知することによって、物体の存否を検出する。しかし、ＰＩＲセンサを備えた物体検知システムでは、検知エリア内の状況によって物体を性格に検出できないことがあった。また、ＰＩＲセンサは、電気的な発熱によって発生するノイズによって正確に物体を検出できないことがあった。さらに、ＰＩＲセンサを備えた物体検知システムは、検知エリア内の物体が人体であるか小動物であるかを区別して検出することができなかった。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１に示されるように、物体検知システムは、極性を有しない複数の赤外線素子が互いに横方向にずらされ、かつ縦方向に平行に配置されることによって、物体の移動方向及び移動速度を検出する構成が知られている。また、特許文献２に示されるように、物体検知システムが、焦電フィルムに集熱用兼電極用の受光面電極が形成されている赤外線検知エレメントを複数備える構成が知られている。また、特許文献３に示されるように、ＰＩＲセンサが、焦電効果を有する材料基板と、この材料基板が接着固定される支持部との接着面積が小さくなるように形成された構成が知られている。さらに、特許文献４に示されるように、物体検知システムが、３つの検知エリアにおいて物体が存在するか否かを検出する構成が知られている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示される技術においては、複数の赤外線素子は、極性を有しないため、互いに横方向にずらされ、かつ縦方向に平行に配置されるため、物体検知システムの小型化を図ることができなかった。また、特許文献２に示される技術においては、物体検知システムは、検知エリア内の状況に影響されることなく、正確に物体の存否を検出することはできるが、物体の移動方向を判断することはできなかった。また、特許文献３に示される技術においては、ＰＩＲセンサの感度を向上させるものであって、検知した物体の移動方向を判断するものではない。さらに、特許文献４に示される技術においては、物体検知システムが、３つの検知エリアにおける物体の存否に基づいて、検知エリア内の物体が人体であるか小動物であるかを区別することができるが、これらの物体の移動方向を判断することはできなかった。
【特許文献１】特開平９−３１８４４２号公報
【特許文献２】特開平６−３２３９１３号公報
【特許文献３】特許第３８２９４５９号公報
【特許文献４】特開平６−１１５７５号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、物体検知システムが、検知エリア内の物体を検知するだけでなく、物体の移動方向を判断することができ、さらに小型化を図ることができる物体検知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、極性の異なる複数の検出素子を有する熱線センサと、この検出素子が出力する検出信号によって物体の存在を判断する判断部と、を備えた物体検知システムにおいて、複数の検出素子は、所定方向に並んで設けられており、判断部は、物体が移動する場合の検出素子からの検出信号の相異に基づいて物体の移動方向を判断するようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、極性の異なる複数の検出素子を有する熱線センサと、この検出素子が出力する検出信号によって物体の存在を判断する判断部と、を備えた物体検知システムにおいて、熱線センサは、極性の異なる２つの検出素子を複数組備え、各組の検出素子は、物体を検知する検出エリアが異なるように所定方向に並んで設けられており、物体を検知すると複数の検出信号を出力し、判断部は、複数の検出素子が検出信号を出力したタイミングと検出信号の相異に基づいて物体の移動方向を判断するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、物体検知システムは、判断部が、極性の異なる２つの検出素子が検出した検出信号が、例えば、正の値であるか負の値であるかを判断することによって、物体の移動方向を判断することができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、物体検知システムは、検知領域が異なる２つの検出素子を２組有する熱線センサを備え、判断部が、熱線センサから入力された検出信号のタイミングと検出信号が、例えば、正の値であるか負の値であるかを判断することによって、物体の移動方向を判断することができ、さらに小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態に係る物体検知システムについて、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る物体検知システムの概略構成を示す。物体検知システム１は、人体や小動物などの物体が放射する赤外線を受光すること応じて検出信号ｓ１を出力する熱線センサ２と、熱線センサ２に接続され検出信号ｓ１を増幅する増幅回路３と、増幅回路３に接続され、増幅された検出信号ｓ１が予め定められた閾値より大きいか否かに基づいて物体の移動方向の判断に用いられる方向信号を出力する出力部４と、出力部４に接続され方向信号に基づいて物体の移動方向を判断する判断部５とを備える。熱線センサ２は、赤外線を受光すると検出信号ｓ１を出力する検出部６を備える。検出部６は、極性の異なる２つの検出素子を備え、物体が放射する赤外線を検出すると検出信号ｓ１を出力するいわゆる２素子１出力構成となっている。ここで、熱線センサ２は、例えば、建造物や塀などの壁面に取り付けられ、人体や小動物などを検出する。また、小動物とは、例えば、鳥である。
【００１１】
図２（ａ）（ｂ）は、本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号ｓ１との関係を示す。図２（ａ）は、物体の検出部６に対する移動方向を示し、図２（ｂ）は、物体の移動方向に応じた検出信号ｓ１の波形を示す。図２（ａ）において、検出部６は、正の極性を有する検出素子６１と負の極性を有する検出素子６２を備え、検出素子６１と検出素子６２は、水平方向に左右に配置される。ここで、人体や小動物などの物体が、検出素子６１から検出素子６２へ向かう右方向Ｒ、また検出素子６２から検出素子６１へ向かう左方向Ｌへ移動するものとする。
【００１２】
図２（ｂ）において、縦軸は、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の電圧を示し、横軸は時間を示す。物体が右方向Ｒへ移動すると、検出素子６１が物体の放射する赤外線を検出する。検出素子６１が赤外線を検出すると、検出部６は、検出信号ｓ１として、赤外線を検出していない水平な定常値から正の方向に振幅した波形７１を出力部４に出力する。一方、物体が左方向Ｌへ移動すると、検出素子６２が赤外線を検出し、検出素子６は、検出信号ｓ１として、赤外線を検出していない水平な定常値から負の方向に振幅した波形７２を出力部４に出力する。
【００１３】
出力部４は、検出信号ｓ１が波形７１のとき、検出信号ｓ１が閾値より大きいと判断して方向信号「Ｈｉｇｈ」を判断部５に出力する。一方、検出信号ｓ１が波形７２のとき、検出信号ｓ１が閾値より小さいと判断して方向信号「Ｌｏｗ」を判断部５に出力する。判断部５は、出力部４から方向信号「Ｈｉｇｈ」が入力されると、物体の移動方向を右方向と判断する。一方、判断部５は、出力部４から方向信号「Ｌｏｗ」が入力されると、物体の移動方向を左方向と判断する。これにより、物体検知システム１は、人体や小動物などの物体を検知するだけでなく、物体の左右への移動方向を判断することが可能となる。
【００１４】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る物体検知システム１の概略構成を示す。物体検知システム１は、人体や小動物などの物体が放射する赤外線を受光すること応じて検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２を出力する熱線センサ２と、熱線センサ２に接続され検出信号ｓ１を増幅する増幅回路３１と、熱線センサ２に接続され検出信号ｓ２を増幅する増幅回路３２と、増幅回路３１に接続され、増幅された検出信号ｓ１が予め定められた閾値より大きいか否かを判断した判断結果を出力する出力部４１と、増幅回路３２に接続され、増幅された検出信号ｓ１が予め定められた閾値より大きいか否かを判断した判断結果を出力する出力部４２と、出力部４１及び出力部４２に接続され、出力部４１及び出力部４２から入力された判断結果に基づいて物体の存否を判断する存否判断部５１と、増幅回路３１及び増幅回路３２に接続され、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の波形から正負を判断する正負判断部５２と、増幅回路３１及び増幅回路３２に接続され、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の波形から位相を判断する位相判断部５３と、正負判断部５２及び位相判断部５３に接続され、物体の移動方向を判断する方向判断部５４を備える。
【００１５】
熱線センサ２は、４つの検出素子を備え、赤外線を受光すると検出信号ｓ１と検出信号ｓ２を出力するいわゆる４素子２出力構成となっている。ここで、赤外線を受光すると検出信号ｓ１を出力する極性の異なる２つの検出素子を検出部６Ａとし、赤外線を受光すると検出信号ｓ２を出力する極性の異なる２つの検出素子を検出部６Ｂとする。
【００１６】
図４は、本実施形態に係る熱線センサ２の概略構成を示す。熱線センサ２は、赤外線を検出する検知エリアが僅かに異なる検出部６Ａと検出部６Ｂを備える。検出部６Ａは、正の極性を有する検出素子６Ａ１と負の極性を有する検出素子６Ａ２とを備え、検出部６Ｂは、正の極性を有する検出素子６Ｂ１と負の極性を有する検出素子６Ｂ２とを備える。赤外線を検知すると、検出部６Ａは、検出信号ｓ１を出力し、検出部６Ｂは、検出信号ｓ２を出力する。検出部６Ａと検出部６Ｂは、検出素子６Ａ１と検出素子６Ｂ１とが隣接し、検出素子６Ａ１、検出素子６Ａ２、検出素子６Ｂ１、及び検出素子６Ｂ２が田の字型を形成するように配置される。このように、検出素子６Ａ１、検出素子６Ａ２、検出素子６Ｂ１、及び検出素子６Ｂ２が田の字型に配置されることにより、物体検知システムは、小型化を図ることが可能となる。
【００１７】
図５（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２との関係を示す。図５（ａ）は、物体の移動方向を判断するための移動エリアを示し、図５（ｂ）〜（ｅ）は、移動方向に応じた検出信号ｓ１の波形８１及び検出信号ｓ２の波形８２を示す。図５（ａ）において、熱線センサ２は、図４に示す熱線センサ２が鉛直方向に対して右に４５度傾けられた状態で配置されている。熱線センサ２は、物体が移動する移動エリアを４分割に分割して物体の移動方向を判断する。ここで、検出素子６Ａ１が属するエリアを移動エリアＡとし、検出素子６Ａ２が属するエリアを移動エリアＢとし、検出素子６Ｂ１が属するエリアを移動エリアＣとし、検出素子６Ｂ２が属するエリアを移動エリアＤとする。
【００１８】
図５（ｂ）〜（ｅ）において、縦軸は、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の電圧を示し、横軸は時間を示す。図５（ｂ）は、物体が移動エリアＤから移動エリアＡに向かって移動したときの波形８１及び波形８２を示し、図５（ｃ）は、物体が移動エリアＢから移動エリアＣに向かって移動したときの波形８１及び波形８２を示し、図５（ｄ）は、物体が移動エリアＣから移動エリアＢに向かって移動したときの波形８１及び波形８２を示し、図５（ｅ）は、物体が移動エリアＡから移動エリアＤに向かって移動したときの波形８１及び波形８２を示す。ここで、波形８１及び波形８２は、アナログ信号である。
【００１９】
次に、物体が移動エリアＤから移動エリアＡに向かって移動する場合における波形８１及び波形８２について説明する。物体が移動エリアＤから移動エリアＡに向かって移動すると、先に検出素子６Ｂ２が物体の放射する赤外線を検出し、次に検出素子６Ａ２が赤外線を検出する。図５（ｂ）において、検出素子６Ｂ２が赤外線を検出すると、検出部６Ｂは、検出信号ｓ２として、赤外線を検出していない水平な定常値から負の方向に振幅した波形８２を出力部４２、正負判断部５２、及び位相判断部５３に出力する。次に、検出素子６Ａ２が赤外線を検出すると、検出部６Ａは、検出信号ｓ１として、赤外線を検出していない水平な定常値から負の方向に振幅した波形８１を出力部４１、正負判断部５２、及び位相判断部５３に出力する。出力部４１及び出力部４２は、波形８１及び波形８２が閾値より大きいか否かを判断し、判断結果を存否判断部５１に出力する。ここで、出力部４１及び出力部４２は、波形８１及び波形８２の振幅が閾値より大きいとき、判断結果「Ｈ」を出力し、波形８１及び波形８２が閾値より小さいとき、判断結果「Ｌ」を出力する。存否判断部５１は、出力部４１または出力部４２から判断結果が入力されると、検出部６Ａ及び検出６Ｂの検知エリアに人や小動物などの物体が存在していると判断する。
【００２０】
次に、正負判断部５２の動作について説明する。正負判断部５２は、波形８１及び波形８２を一定の時間間隔で読み取るタイマ付マイコン（図示しない）と、タイマ付マイコンが読み取ったアナログ信号である波形８１及び波形８２をデジタル信号に変換するＡＤ変換器（図示しない）を備える。図６（ａ）（ｂ）は、正負判断部５２が読み取る波形８１の一例を示す。図６（ａ）は、タイマ付マイコンが波形８１を読み取る読取ポイントＰの読取間隔を示し、図６（ｂ）は、タイマ付マイコンが波形８１を読み取った読取値と読取間隔との関係を示す。図６（ａ）において、波形８１が水平な定常値を１００とし、定常値が連続する状態は、検出部６Ａが物体の放射する赤外線を検出していないことを示す。また、図６（ａ）は、定常値より上方向を正とし、下方向を負とする。
【００２１】
タイマ付マイコンは、一定の読取間隔で波形８１における読取ポイントＰにおける値を読取値として読み取る。ＡＤ変換器は、図６（ｂ）における読取値と読取間隔の関係からアナログ信号である波形８１をデジタル信号に変換する。正負判断部５２は、ＡＤ変換器によって変換されたデジタル信号から、波形８１の元となった検出信号ｓ１が定常値に対して正負のいずれにシフトしているかを判断する。正負判断部５２は、検出信号ｓ１が正にシフトしていると判断すると正負信号「Ｈ」を、検出信号ｓ１が負にシフトしていると判断すると正負信号「Ｌ」を方向判断部５４に出力する。
【００２２】
次に、位相判断部５３の動作について説明する。位相判断部５３は、波形８１及び波形８２を一定の時間間隔で読み取るタイマ付マイコン（図示しない）と、タイマ付マイコンが読み取ったアナログ信号である波形８１及び波形８２をデジタル信号に変換するＡＤ変換器（図示しない）を備える。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る位相判断部５３が読み取る波形８１及び波形８２の一例を示す。図７（ａ）は、タイマ付マイコンが波形８１を読み取る読取ポイントＰの読取間隔を示し、図７（ｂ）は、タイマ付マイコンが波形８２を読み取る読取ポイントＰを示し、図７（ｃ）は、タイマ付マイコンが波形８１及び波形８２を読み取った読取値と読取間隔との関係を示す。図７（ａ）（ｂ）において、波形８１または波形８２が水平な定常値を１００とし、定常値が連続する状態は、検出部６Ａまたは検出部６Ｂが物体の放射する赤外線を検出していないことを示す。また、図７（ａ）（ｂ）は、定常値より上方向を正とし、下方向を負とする。
【００２３】
タイマ付マイコンは、一定の読取間隔で波形８１及び波形８２における読取ポイントＰにおける値をｓ１読取値及びｓ２読取値として読み取る。ＡＤ変換器は、図７（ｃ）における読取値と読取間隔の関係からアナログ信号である波形８１及び波形８２をデジタル信号に変換する。位相判断部５３は、ＡＤ変換器によって変換されたデジタル信号から、波形８１の元となった検出信号ｓ１と、波形８２の元となった検出信号ｓ２のいずれが先に定常値に対して正または負にシフトしたかを判断する。位相判断部５３は、検出信号ｓ１が検出信号ｓ２より先に正または負にシフトしたと判断すると位相信号「Ｈ」を、検出信号ｓ２が検出信号ｓ１より先に正または負にシフトしたと判断すると位相信号「Ｌ」を方向判断部５４に出力する。図７（ｃ）において、位相判断部５３は、位相信号「Ｈ」を方向判断部５４に出力する。
【００２４】
次に、方向判断部５４の動作について説明する。方向判断部５４は、正負判断部５２から入力された正負信号と位相判断部５３から入力された位相信号とに基づいて、検出部６Ａ及び検出部６Ｂの検知エリア内に存在する物体の移動方向を判断する。図８は、方向判断部５４が移動方向を判断するのに用いられる方向判断テーブルＴ１を示す。方向判断テーブルＴ１は、正負判断部５２が出力する正負信号を保持する「正負信号」項目、位相判断部５３が出力する位相信号を保持する「位相信号」項目、及び移動エリアＡ乃至移動エリアＤを用いて表現された物体の移動方向を保持する「移動方向」項目から構成される。方向判断部５４は、正負判断部５２が正負信号「Ｌ」を出力し、かつ、位相判断部５３が位相信号「Ｌ」を出力すると、方向判断テーブルＴ１から物体が移動エリアＤから移動エリアＡに移動したと判断する。同様に、正負判断部５２が正負信号「Ｌ」を出力し、かつ、位相判断部５３が位相信号「Ｈ」を出力すると、方向判断テーブルＴ１から物体が移動エリアＢから移動エリアＣに移動したと判断する。このように、物体検知システム１は、方向判断部５４が、正負判断部５２が出力する正負信号と、位相判断部５３が出力する位相信号に基づいて物体の移動方向を判断することで、物体が検出部６Ａ及び検出部６Ｂの検知エリア内に存在するだけでなく、物体の移動方向を判断することが可能となる。
【００２５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る物体検知システム１について説明する。本実施形態における物体検知システム１の構成及び動作は、第２の実施形態に係る物体検知システム１の構成及び動作とほぼ同じである。図９（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２との関係を示す。図９（ａ）は、熱線センサ２が判断する物体の移動方向を示し、図９（ｂ）〜（ｅ）は、移動方向に応じた検出信号ｓ１の波形８１及び検出信号ｓ２の波形８２を示す。図９（ａ）において、熱線センサ２は、検出部６Ａの下に検出部６Ｂが配置されるように、例えば、建造物の壁面に取り付けられている。また、熱線センサ２に向かって、検出素子６Ａ１及び検出素子６Ｂ１は左側に、検出素子６Ａ２及び検出素子６Ｂ２は右側に配置されている。図９（ｂ）〜（ｅ）において、縦軸は、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の電圧を示し、横軸は時間を示す。
【００２６】
ここで、物体検知システム１は、物体の上下方向、または左右方向への移動を判断する。物体の移動方向は、熱線センサ２に向かって、下から上への移動方向を上向き、上から下への移動方向を下向き、右から左への移動方向を左向き、左から右への移動方向を右向きとする。なお、存否判断部５１は、出力部４１及び出力部４２から入力された判断結果がいずれも判断結果「Ｈ」であるとき、検出部６Ａ及び検出６Ｂの検知エリアで検出された物体は人体であると判断する。
【００２７】
図９（ｂ）は、物体が上向きに移動したときの波形８１及び波形８２の一例を示し、図９（ｃ）は、物体が下向きに移動したときの波形８１及び波形８２の一例を示し、図９（ｄ）は、物体が右向きに移動したときの波形８１及び波形８２の一例を示し、図９（ｅ）は、物体が左向きに移動したときの波形８１及び波形８２の一例を示す。図９（ｂ）において、物体が上向きに移動したとき、波形８１は、波形８２よりも早く振幅する。一方、図９（ｃ）において、物体が下向きに移動したとき、波形８２が、波形８１よりも早く振幅する。また、図９（ｄ）において、物体が右向きに移動したとき、波形８１及び波形８２は、同時に正の方向へ振幅する。一方、図９（ｅ）において、物体が左向きに移動したとき、波形８１及び波形８２は、同時に負の方向へ振幅する。ここで、図９（ｄ）または図９（ｅ）における波形８１及び波形８２のように、同時に正または負の方向に振幅するとき、位相判断部５３は、位相信号として位相信号「Ｍ」を方向判断部５４に出力する。
【００２８】
図１０は、本実施形態に係る方向判断部５４が移動方向を判断するのに用いられる方向判断テーブルＴ２を示す。方向判断テーブルＴ２は、位相判断部５３が出力する位相信号を保持する「位相信号」項目、正負判断部５２が出力する正負信号を保持する「正負信号」項目、及び移動エリアＡ乃至移動エリアＤを用いて表現された物体の移動方向を保持する「移動方向」項目から構成される。方向判断部５４は、位相判断部５３から位相信号「Ｌ」が入力されると、正負判断部５２から入力される正負信号に関わらず、方向判断テーブルＴ２から物体の移動方向を上向きと判断する。一方、方向判断部５４は、位相判断部５３から位相信号「Ｈ」が入力されると、正負判断部５２から入力される正負信号に関わらず、方向判断テーブルＴ２から物体の移動方向を下向きと判断する。
【００２９】
また、方向判断部５４は、位相判断部５３から位相信号「Ｍ」が入力され、かつ、正負判断部５２から正負信号「Ｌ」が入力されると、方向判断テーブルＴ２から物体の移動方向を左向きと判断する。一方、方向判断部５４は、位相判断部５３から位相信号「Ｍ」が入力され、かつ、正負判断部５２から正負信号「Ｈ」が入力されると、方向判断テーブルＴ２から物体の移動方向を右向きと判断する。このように、物体検知システム１は、方向判断部５４が、正負判断部５２が出力する正負信号と、位相判断部５３が出力する位相信号に基づいて物体の移動方向を判断することで、物体が検出部６Ａ及び検出部６Ｂの検知エリア内に存在するだけでなく、物体の移動方向を判断することが可能となる。
【００３０】
次に、本発明の第４の実施形態に係る物体検知システム１について説明する。本実施形態に係る物体検知システム１は、第２及び第３の実施形態に係る物体検知システム１が備える４素子２出力構成の熱線センサ２に変えて、第１の実施形態に係る物体検知システム１が備える２素子２出力構成の熱線センサ２を２つ備える。これにより、第２及び第３の実施形態に係る物体検知システム１と同様に、物体の移動方向を判断することが可能となる。
【００３１】
このように、第１の実施形態においては、物体検知システム１は、極性の異なる検出素子６１と検出素子６２とを左右に並べて配置することにより、検出部６の検知エリア内に人体や小動物などの物体が存在していることを検知することができ、さらに、物体の左右への移動方向を判断することができる。また、第２乃至第４の実施形態においては、物体検知システム１は、４素子２出力構成の熱線センサ２を備えることにより、検出部６の検知エリア内に人体や小動物などの物体が存在していることを検知することができ、さらに、物体の移動方向を判断することができる。また、検出素子６Ａ１、検出素子６Ａ２、検出素子６Ｂ１、及び検出素子６Ｂ２が田の字型に配置されることにより、物体検知システムは、小型化を図ることが可能となる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能であり、第１乃至第４の実施形態において、例えば、存否判断部５１、正負判断部５２、位相判断部５３、及び方向判断部５４に変えて、１つの判断部が存否判断部５１、正負判断部５２、位相判断部５３、及び方向判断部５４の処理を実行する構成であっても構わない。また、第２または第３の実施形態において、例えば、位相判断部５３は、タイマ付マイコンとＡＤ変換器に変えて、タイマ及びＡＤ変換器付マイコン、またはエッジ検出機能付マイコンを備える構成であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る物体検知システムの概略を示す構成図。
【図２】（ａ）（ｂ）は本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号との関係を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る物体検知システムの概略を示す構成図。
【図４】本実施形態に係る熱線センサの概略を示す構成図。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号及び検出信号との関係を示す図。
【図６】（ａ）（ｂ）は本実施形態に係る正負判断部が読み取る波形の一例を示す図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は本実施形態に係る位相判断部が読み取る波形の一例を示す図。
【図８】本実施形態に係る方向判断部が移動方向を判断するのに用いられる方向判断テーブル。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は本発明の第３の実施形態に係る物体の移動方向と検出信号及び検出信号との関係を示す図。
【図１０】本実施形態に係る方向判断部が移動方向を判断するのに用いられる方向判断テーブル。
【符号の説明】
【００３４】
１ 物体検知システム
２ 熱線センサ
５ 判断部
５４ 方向判断部
６１ 検出素子
６２ 検出素子
６Ａ１ 検出素子
６Ａ２ 検出素子
６Ｂ１ 検出素子
６Ｂ２ 検出素子
ｓ１ 検出信号
ｓ２ 検出信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱線を検知する検出素子を用いて検知エリア内の物体の存否を検出する物体検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の物体検知システムは、ＰＩＲ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｒａｙ）センサ、超音波センサ、又はミリ波センサなどを備える。例えば、ＰＩＲセンサを備えた物体検知システムは、ＰＩＲセンサが検知エリア内の温度の変化を検知することによって、物体の存否を検出する。しかし、ＰＩＲセンサを備えた物体検知システムでは、検知エリア内の状況によって物体を性格に検出できないことがあった。また、ＰＩＲセンサは、電気的な発熱によって発生するノイズによって正確に物体を検出できないことがあった。さらに、ＰＩＲセンサを備えた物体検知システムは、検知エリア内の物体が人体であるか小動物であるかを区別して検出することができなかった。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１に示されるように、物体検知システムは、極性を有しない複数の赤外線素子が互いに横方向にずらされ、かつ縦方向に平行に配置されることによって、物体の移動方向及び移動速度を検出する構成が知られている。また、特許文献２に示されるように、物体検知システムが、焦電フィルムに集熱用兼電極用の受光面電極が形成されている赤外線検知エレメントを複数備える構成が知られている。また、特許文献３に示されるように、ＰＩＲセンサが、焦電効果を有する材料基板と、この材料基板が接着固定される支持部との接着面積が小さくなるように形成された構成が知られている。さらに、特許文献４に示されるように、物体検知システムが、３つの検知エリアにおいて物体が存在するか否かを検出する構成が知られている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示される技術においては、複数の赤外線素子は、極性を有しないため、互いに横方向にずらされ、かつ縦方向に平行に配置されるため、物体検知システムの小型化を図ることができなかった。また、特許文献２に示される技術においては、物体検知システムは、検知エリア内の状況に影響されることなく、正確に物体の存否を検出することはできるが、物体の移動方向を判断することはできなかった。また、特許文献３に示される技術においては、ＰＩＲセンサの感度を向上させるものであって、検知した物体の移動方向を判断するものではない。さらに、特許文献４に示される技術においては、物体検知システムが、３つの検知エリアにおける物体の存否に基づいて、検知エリア内の物体が人体であるか小動物であるかを区別することができるが、これらの物体の移動方向を判断することはできなかった。
【特許文献１】特開平９−３１８４４２号公報
【特許文献２】特開平６−３２３９１３号公報
【特許文献３】特許第３８２９４５９号公報
【特許文献４】特開平６−１１５７５号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、物体検知システムが、検知エリア内の物体を検知するだけでなく、物体の移動方向を判断することができ、さらに小型化を図ることができる物体検知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、極性の異なる複数の検出素子を有する熱線センサと、この検出素子が出力する検出信号によって物体の存在を判断する判断部と、を備えた物体検知システムにおいて、複数の検出素子は、所定方向に並んで設けられており、判断部は、物体が移動する場合の検出素子からの検出信号の相異に基づいて物体の移動方向を判断するようにしたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、極性の異なる複数の検出素子を有する熱線センサと、この検出素子が出力する検出信号によって物体の存在を判断する判断部と、を備えた物体検知システムにおいて、熱線センサは、極性の異なる２つの検出素子を複数組備え、各組の検出素子は、物体を検知する検出エリアが異なるように所定方向に並んで設けられており、物体を検知すると複数の検出信号を出力し、判断部は、複数の検出素子が検出信号を出力したタイミングと検出信号の相異に基づいて物体の移動方向を判断するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、物体検知システムは、判断部が、極性の異なる２つの検出素子が検出した検出信号が、例えば、正の値であるか負の値であるかを判断することによって、物体の移動方向を判断することができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、物体検知システムは、検知領域が異なる２つの検出素子を２組有する熱線センサを備え、判断部が、熱線センサから入力された検出信号のタイミングと検出信号が、例えば、正の値であるか負の値であるかを判断することによって、物体の移動方向を判断することができ、さらに小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態に係る物体検知システムについて、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る物体検知システムの概略構成を示す。物体検知システム１は、人体や小動物などの物体が放射する赤外線を受光すること応じて検出信号ｓ１を出力する熱線センサ２と、熱線センサ２に接続され検出信号ｓ１を増幅する増幅回路３と、増幅回路３に接続され、増幅された検出信号ｓ１が予め定められた閾値より大きいか否かに基づいて物体の移動方向の判断に用いられる方向信号を出力する出力部４と、出力部４に接続され方向信号に基づいて物体の移動方向を判断する判断部５とを備える。熱線センサ２は、赤外線を受光すると検出信号ｓ１を出力する検出部６を備える。検出部６は、極性の異なる２つの検出素子を備え、物体が放射する赤外線を検出すると検出信号ｓ１を出力するいわゆる２素子１出力構成となっている。ここで、熱線センサ２は、例えば、建造物や塀などの壁面に取り付けられ、人体や小動物などを検出する。また、小動物とは、例えば、鳥である。
【００１１】
図２（ａ）（ｂ）は、本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号ｓ１との関係を示す。図２（ａ）は、物体の検出部６に対する移動方向を示し、図２（ｂ）は、物体の移動方向に応じた検出信号ｓ１の波形を示す。図２（ａ）において、検出部６は、正の極性を有する検出素子６１と負の極性を有する検出素子６２を備え、検出素子６１と検出素子６２は、水平方向に左右に配置される。ここで、人体や小動物などの物体が、検出素子６１から検出素子６２へ向かう右方向Ｒ、また検出素子６２から検出素子６１へ向かう左方向Ｌへ移動するものとする。
【００１２】
図２（ｂ）において、縦軸は、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の電圧を示し、横軸は時間を示す。物体が右方向Ｒへ移動すると、検出素子６１が物体の放射する赤外線を検出する。検出素子６１が赤外線を検出すると、検出部６は、検出信号ｓ１として、赤外線を検出していない水平な定常値から正の方向に振幅した波形７１を出力部４に出力する。一方、物体が左方向Ｌへ移動すると、検出素子６２が赤外線を検出し、検出素子６は、検出信号ｓ１として、赤外線を検出していない水平な定常値から負の方向に振幅した波形７２を出力部４に出力する。
【００１３】
出力部４は、検出信号ｓ１が波形７１のとき、検出信号ｓ１が閾値より大きいと判断して方向信号「Ｈｉｇｈ」を判断部５に出力する。一方、検出信号ｓ１が波形７２のとき、検出信号ｓ１が閾値より小さいと判断して方向信号「Ｌｏｗ」を判断部５に出力する。判断部５は、出力部４から方向信号「Ｈｉｇｈ」が入力されると、物体の移動方向を右方向と判断する。一方、判断部５は、出力部４から方向信号「Ｌｏｗ」が入力されると、物体の移動方向を左方向と判断する。これにより、物体検知システム１は、人体や小動物などの物体を検知するだけでなく、物体の左右への移動方向を判断することが可能となる。
【００１４】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る物体検知システム１の概略構成を示す。物体検知システム１は、人体や小動物などの物体が放射する赤外線を受光すること応じて検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２を出力する熱線センサ２と、熱線センサ２に接続され検出信号ｓ１を増幅する増幅回路３１と、熱線センサ２に接続され検出信号ｓ２を増幅する増幅回路３２と、増幅回路３１に接続され、増幅された検出信号ｓ１が予め定められた閾値より大きいか否かを判断した判断結果を出力する出力部４１と、増幅回路３２に接続され、増幅された検出信号ｓ１が予め定められた閾値より大きいか否かを判断した判断結果を出力する出力部４２と、出力部４１及び出力部４２に接続され、出力部４１及び出力部４２から入力された判断結果に基づいて物体の存否を判断する存否判断部５１と、増幅回路３１及び増幅回路３２に接続され、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の波形から正負を判断する正負判断部５２と、増幅回路３１及び増幅回路３２に接続され、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の波形から位相を判断する位相判断部５３と、正負判断部５２及び位相判断部５３に接続され、物体の移動方向を判断する方向判断部５４を備える。
【００１５】
熱線センサ２は、４つの検出素子を備え、赤外線を受光すると検出信号ｓ１と検出信号ｓ２を出力するいわゆる４素子２出力構成となっている。ここで、赤外線を受光すると検出信号ｓ１を出力する極性の異なる２つの検出素子を検出部６Ａとし、赤外線を受光すると検出信号ｓ２を出力する極性の異なる２つの検出素子を検出部６Ｂとする。
【００１６】
図４は、本実施形態に係る熱線センサ２の概略構成を示す。熱線センサ２は、赤外線を検出する検知エリアが僅かに異なる検出部６Ａと検出部６Ｂを備える。検出部６Ａは、正の極性を有する検出素子６Ａ１と負の極性を有する検出素子６Ａ２とを備え、検出部６Ｂは、正の極性を有する検出素子６Ｂ１と負の極性を有する検出素子６Ｂ２とを備える。赤外線を検知すると、検出部６Ａは、検出信号ｓ１を出力し、検出部６Ｂは、検出信号ｓ２を出力する。検出部６Ａと検出部６Ｂは、検出素子６Ａ１と検出素子６Ｂ１とが隣接し、検出素子６Ａ１、検出素子６Ａ２、検出素子６Ｂ１、及び検出素子６Ｂ２が田の字型を形成するように配置される。このように、検出素子６Ａ１、検出素子６Ａ２、検出素子６Ｂ１、及び検出素子６Ｂ２が田の字型に配置されることにより、物体検知システムは、小型化を図ることが可能となる。
【００１７】
図５（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２との関係を示す。図５（ａ）は、物体の移動方向を判断するための移動エリアを示し、図５（ｂ）〜（ｅ）は、移動方向に応じた検出信号ｓ１の波形８１及び検出信号ｓ２の波形８２を示す。図５（ａ）において、熱線センサ２は、図４に示す熱線センサ２が鉛直方向に対して右に４５度傾けられた状態で配置されている。熱線センサ２は、物体が移動する移動エリアを４分割に分割して物体の移動方向を判断する。ここで、検出素子６Ａ１が属するエリアを移動エリアＡとし、検出素子６Ａ２が属するエリアを移動エリアＢとし、検出素子６Ｂ１が属するエリアを移動エリアＣとし、検出素子６Ｂ２が属するエリアを移動エリアＤとする。
【００１８】
図５（ｂ）〜（ｅ）において、縦軸は、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の電圧を示し、横軸は時間を示す。図５（ｂ）は、物体が移動エリアＤから移動エリアＡに向かって移動したときの波形８１及び波形８２を示し、図５（ｃ）は、物体が移動エリアＢから移動エリアＣに向かって移動したときの波形８１及び波形８２を示し、図５（ｄ）は、物体が移動エリアＣから移動エリアＢに向かって移動したときの波形８１及び波形８２を示し、図５（ｅ）は、物体が移動エリアＡから移動エリアＤに向かって移動したときの波形８１及び波形８２を示す。ここで、波形８１及び波形８２は、アナログ信号である。
【００１９】
次に、物体が移動エリアＤから移動エリアＡに向かって移動する場合における波形８１及び波形８２について説明する。物体が移動エリアＤから移動エリアＡに向かって移動すると、先に検出素子６Ｂ２が物体の放射する赤外線を検出し、次に検出素子６Ａ２が赤外線を検出する。図５（ｂ）において、検出素子６Ｂ２が赤外線を検出すると、検出部６Ｂは、検出信号ｓ２として、赤外線を検出していない水平な定常値から負の方向に振幅した波形８２を出力部４２、正負判断部５２、及び位相判断部５３に出力する。次に、検出素子６Ａ２が赤外線を検出すると、検出部６Ａは、検出信号ｓ１として、赤外線を検出していない水平な定常値から負の方向に振幅した波形８１を出力部４１、正負判断部５２、及び位相判断部５３に出力する。出力部４１及び出力部４２は、波形８１及び波形８２が閾値より大きいか否かを判断し、判断結果を存否判断部５１に出力する。ここで、出力部４１及び出力部４２は、波形８１及び波形８２の振幅が閾値より大きいとき、判断結果「Ｈ」を出力し、波形８１及び波形８２が閾値より小さいとき、判断結果「Ｌ」を出力する。存否判断部５１は、出力部４１または出力部４２から判断結果が入力されると、検出部６Ａ及び検出６Ｂの検知エリアに人や小動物などの物体が存在していると判断する。
【００２０】
次に、正負判断部５２の動作について説明する。正負判断部５２は、波形８１及び波形８２を一定の時間間隔で読み取るタイマ付マイコン（図示しない）と、タイマ付マイコンが読み取ったアナログ信号である波形８１及び波形８２をデジタル信号に変換するＡＤ変換器（図示しない）を備える。図６（ａ）（ｂ）は、正負判断部５２が読み取る波形８１の一例を示す。図６（ａ）は、タイマ付マイコンが波形８１を読み取る読取ポイントＰの読取間隔を示し、図６（ｂ）は、タイマ付マイコンが波形８１を読み取った読取値と読取間隔との関係を示す。図６（ａ）において、波形８１が水平な定常値を１００とし、定常値が連続する状態は、検出部６Ａが物体の放射する赤外線を検出していないことを示す。また、図６（ａ）は、定常値より上方向を正とし、下方向を負とする。
【００２１】
タイマ付マイコンは、一定の読取間隔で波形８１における読取ポイントＰにおける値を読取値として読み取る。ＡＤ変換器は、図６（ｂ）における読取値と読取間隔の関係からアナログ信号である波形８１をデジタル信号に変換する。正負判断部５２は、ＡＤ変換器によって変換されたデジタル信号から、波形８１の元となった検出信号ｓ１が定常値に対して正負のいずれにシフトしているかを判断する。正負判断部５２は、検出信号ｓ１が正にシフトしていると判断すると正負信号「Ｈ」を、検出信号ｓ１が負にシフトしていると判断すると正負信号「Ｌ」を方向判断部５４に出力する。
【００２２】
次に、位相判断部５３の動作について説明する。位相判断部５３は、波形８１及び波形８２を一定の時間間隔で読み取るタイマ付マイコン（図示しない）と、タイマ付マイコンが読み取ったアナログ信号である波形８１及び波形８２をデジタル信号に変換するＡＤ変換器（図示しない）を備える。図７（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る位相判断部５３が読み取る波形８１及び波形８２の一例を示す。図７（ａ）は、タイマ付マイコンが波形８１を読み取る読取ポイントＰの読取間隔を示し、図７（ｂ）は、タイマ付マイコンが波形８２を読み取る読取ポイントＰを示し、図７（ｃ）は、タイマ付マイコンが波形８１及び波形８２を読み取った読取値と読取間隔との関係を示す。図７（ａ）（ｂ）において、波形８１または波形８２が水平な定常値を１００とし、定常値が連続する状態は、検出部６Ａまたは検出部６Ｂが物体の放射する赤外線を検出していないことを示す。また、図７（ａ）（ｂ）は、定常値より上方向を正とし、下方向を負とする。
【００２３】
タイマ付マイコンは、一定の読取間隔で波形８１及び波形８２における読取ポイントＰにおける値をｓ１読取値及びｓ２読取値として読み取る。ＡＤ変換器は、図７（ｃ）における読取値と読取間隔の関係からアナログ信号である波形８１及び波形８２をデジタル信号に変換する。位相判断部５３は、ＡＤ変換器によって変換されたデジタル信号から、波形８１の元となった検出信号ｓ１と、波形８２の元となった検出信号ｓ２のいずれが先に定常値に対して正または負にシフトしたかを判断する。位相判断部５３は、検出信号ｓ１が検出信号ｓ２より先に正または負にシフトしたと判断すると位相信号「Ｈ」を、検出信号ｓ２が検出信号ｓ１より先に正または負にシフトしたと判断すると位相信号「Ｌ」を方向判断部５４に出力する。図７（ｃ）において、位相判断部５３は、位相信号「Ｈ」を方向判断部５４に出力する。
【００２４】
次に、方向判断部５４の動作について説明する。方向判断部５４は、正負判断部５２から入力された正負信号と位相判断部５３から入力された位相信号とに基づいて、検出部６Ａ及び検出部６Ｂの検知エリア内に存在する物体の移動方向を判断する。図８は、方向判断部５４が移動方向を判断するのに用いられる方向判断テーブルＴ１を示す。方向判断テーブルＴ１は、正負判断部５２が出力する正負信号を保持する「正負信号」項目、位相判断部５３が出力する位相信号を保持する「位相信号」項目、及び移動エリアＡ乃至移動エリアＤを用いて表現された物体の移動方向を保持する「移動方向」項目から構成される。方向判断部５４は、正負判断部５２が正負信号「Ｌ」を出力し、かつ、位相判断部５３が位相信号「Ｌ」を出力すると、方向判断テーブルＴ１から物体が移動エリアＤから移動エリアＡに移動したと判断する。同様に、正負判断部５２が正負信号「Ｌ」を出力し、かつ、位相判断部５３が位相信号「Ｈ」を出力すると、方向判断テーブルＴ１から物体が移動エリアＢから移動エリアＣに移動したと判断する。このように、物体検知システム１は、方向判断部５４が、正負判断部５２が出力する正負信号と、位相判断部５３が出力する位相信号に基づいて物体の移動方向を判断することで、物体が検出部６Ａ及び検出部６Ｂの検知エリア内に存在するだけでなく、物体の移動方向を判断することが可能となる。
【００２５】
次に、本発明の第３の実施形態に係る物体検知システム１について説明する。本実施形態における物体検知システム１の構成及び動作は、第２の実施形態に係る物体検知システム１の構成及び動作とほぼ同じである。図９（ａ）〜（ｅ）は、本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２との関係を示す。図９（ａ）は、熱線センサ２が判断する物体の移動方向を示し、図９（ｂ）〜（ｅ）は、移動方向に応じた検出信号ｓ１の波形８１及び検出信号ｓ２の波形８２を示す。図９（ａ）において、熱線センサ２は、検出部６Ａの下に検出部６Ｂが配置されるように、例えば、建造物の壁面に取り付けられている。また、熱線センサ２に向かって、検出素子６Ａ１及び検出素子６Ｂ１は左側に、検出素子６Ａ２及び検出素子６Ｂ２は右側に配置されている。図９（ｂ）〜（ｅ）において、縦軸は、検出信号ｓ１及び検出信号ｓ２の電圧を示し、横軸は時間を示す。
【００２６】
ここで、物体検知システム１は、物体の上下方向、または左右方向への移動を判断する。物体の移動方向は、熱線センサ２に向かって、下から上への移動方向を上向き、上から下への移動方向を下向き、右から左への移動方向を左向き、左から右への移動方向を右向きとする。なお、存否判断部５１は、出力部４１及び出力部４２から入力された判断結果がいずれも判断結果「Ｈ」であるとき、検出部６Ａ及び検出６Ｂの検知エリアで検出された物体は人体であると判断する。
【００２７】
図９（ｂ）は、物体が上向きに移動したときの波形８１及び波形８２の一例を示し、図９（ｃ）は、物体が下向きに移動したときの波形８１及び波形８２の一例を示し、図９（ｄ）は、物体が右向きに移動したときの波形８１及び波形８２の一例を示し、図９（ｅ）は、物体が左向きに移動したときの波形８１及び波形８２の一例を示す。図９（ｂ）において、物体が上向きに移動したとき、波形８１は、波形８２よりも早く振幅する。一方、図９（ｃ）において、物体が下向きに移動したとき、波形８２が、波形８１よりも早く振幅する。また、図９（ｄ）において、物体が右向きに移動したとき、波形８１及び波形８２は、同時に正の方向へ振幅する。一方、図９（ｅ）において、物体が左向きに移動したとき、波形８１及び波形８２は、同時に負の方向へ振幅する。ここで、図９（ｄ）または図９（ｅ）における波形８１及び波形８２のように、同時に正または負の方向に振幅するとき、位相判断部５３は、位相信号として位相信号「Ｍ」を方向判断部５４に出力する。
【００２８】
図１０は、本実施形態に係る方向判断部５４が移動方向を判断するのに用いられる方向判断テーブルＴ２を示す。方向判断テーブルＴ２は、位相判断部５３が出力する位相信号を保持する「位相信号」項目、正負判断部５２が出力する正負信号を保持する「正負信号」項目、及び移動エリアＡ乃至移動エリアＤを用いて表現された物体の移動方向を保持する「移動方向」項目から構成される。方向判断部５４は、位相判断部５３から位相信号「Ｌ」が入力されると、正負判断部５２から入力される正負信号に関わらず、方向判断テーブルＴ２から物体の移動方向を上向きと判断する。一方、方向判断部５４は、位相判断部５３から位相信号「Ｈ」が入力されると、正負判断部５２から入力される正負信号に関わらず、方向判断テーブルＴ２から物体の移動方向を下向きと判断する。
【００２９】
また、方向判断部５４は、位相判断部５３から位相信号「Ｍ」が入力され、かつ、正負判断部５２から正負信号「Ｌ」が入力されると、方向判断テーブルＴ２から物体の移動方向を左向きと判断する。一方、方向判断部５４は、位相判断部５３から位相信号「Ｍ」が入力され、かつ、正負判断部５２から正負信号「Ｈ」が入力されると、方向判断テーブルＴ２から物体の移動方向を右向きと判断する。このように、物体検知システム１は、方向判断部５４が、正負判断部５２が出力する正負信号と、位相判断部５３が出力する位相信号に基づいて物体の移動方向を判断することで、物体が検出部６Ａ及び検出部６Ｂの検知エリア内に存在するだけでなく、物体の移動方向を判断することが可能となる。
【００３０】
次に、本発明の第４の実施形態に係る物体検知システム１について説明する。本実施形態に係る物体検知システム１は、第２及び第３の実施形態に係る物体検知システム１が備える４素子２出力構成の熱線センサ２に変えて、第１の実施形態に係る物体検知システム１が備える２素子２出力構成の熱線センサ２を２つ備える。これにより、第２及び第３の実施形態に係る物体検知システム１と同様に、物体の移動方向を判断することが可能となる。
【００３１】
このように、第１の実施形態においては、物体検知システム１は、極性の異なる検出素子６１と検出素子６２とを左右に並べて配置することにより、検出部６の検知エリア内に人体や小動物などの物体が存在していることを検知することができ、さらに、物体の左右への移動方向を判断することができる。また、第２乃至第４の実施形態においては、物体検知システム１は、４素子２出力構成の熱線センサ２を備えることにより、検出部６の検知エリア内に人体や小動物などの物体が存在していることを検知することができ、さらに、物体の移動方向を判断することができる。また、検出素子６Ａ１、検出素子６Ａ２、検出素子６Ｂ１、及び検出素子６Ｂ２が田の字型に配置されることにより、物体検知システムは、小型化を図ることが可能となる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能であり、第１乃至第４の実施形態において、例えば、存否判断部５１、正負判断部５２、位相判断部５３、及び方向判断部５４に変えて、１つの判断部が存否判断部５１、正負判断部５２、位相判断部５３、及び方向判断部５４の処理を実行する構成であっても構わない。また、第２または第３の実施形態において、例えば、位相判断部５３は、タイマ付マイコンとＡＤ変換器に変えて、タイマ及びＡＤ変換器付マイコン、またはエッジ検出機能付マイコンを備える構成であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る物体検知システムの概略を示す構成図。
【図２】（ａ）（ｂ）は本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号との関係を示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る物体検知システムの概略を示す構成図。
【図４】本実施形態に係る熱線センサの概略を示す構成図。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は本実施形態に係る物体の移動方向と検出信号及び検出信号との関係を示す図。
【図６】（ａ）（ｂ）は本実施形態に係る正負判断部が読み取る波形の一例を示す図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は本実施形態に係る位相判断部が読み取る波形の一例を示す図。
【図８】本実施形態に係る方向判断部が移動方向を判断するのに用いられる方向判断テーブル。
【図９】（ａ）〜（ｅ）は本発明の第３の実施形態に係る物体の移動方向と検出信号及び検出信号との関係を示す図。
【図１０】本実施形態に係る方向判断部が移動方向を判断するのに用いられる方向判断テーブル。
【符号の説明】
【００３４】
１ 物体検知システム
２ 熱線センサ
５ 判断部
５４ 方向判断部
６１ 検出素子
６２ 検出素子
６Ａ１ 検出素子
６Ａ２ 検出素子
６Ｂ１ 検出素子
６Ｂ２ 検出素子
ｓ１ 検出信号
ｓ２ 検出信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
極性の異なる複数の検出素子を有する熱線センサと、この検出素子が出力する検出信号によって物体の存在を判断する判断部と、を備えた物体検知システムにおいて、
前記複数の検出素子は、所定方向に並んで設けられており、
前記判断部は、物体が移動する場合の前記検出素子からの検出信号の相異に基づいて前記物体の移動方向を判断することを特徴とする物体検知システム。
【請求項２】
極性の異なる複数の検出素子を有する熱線センサと、この検出素子が出力する検出信号によって物体の存在を判断する判断部と、を備えた物体検知システムにおいて、
前記熱線センサは、極性の異なる２つの検出素子を複数組備え、
前記各組の検出素子は、物体を検知する検出エリアが異なるように所定方向に並んで設けられており、物体を検知すると複数の検出信号を出力し、
前記判断部は、前記複数の検出素子が検出信号を出力したタイミングと検出信号の相異に基づいて前記物体の移動方向を判断することを特徴とする物体検知システム。
【請求項１】
極性の異なる複数の検出素子を有する熱線センサと、この検出素子が出力する検出信号によって物体の存在を判断する判断部と、を備えた物体検知システムにおいて、
前記複数の検出素子は、所定方向に並んで設けられており、
前記判断部は、物体が移動する場合の前記検出素子からの検出信号の相異に基づいて前記物体の移動方向を判断することを特徴とする物体検知システム。
【請求項２】
極性の異なる複数の検出素子を有する熱線センサと、この検出素子が出力する検出信号によって物体の存在を判断する判断部と、を備えた物体検知システムにおいて、
前記熱線センサは、極性の異なる２つの検出素子を複数組備え、
前記各組の検出素子は、物体を検知する検出エリアが異なるように所定方向に並んで設けられており、物体を検知すると複数の検出信号を出力し、
前記判断部は、前記複数の検出素子が検出信号を出力したタイミングと検出信号の相異に基づいて前記物体の移動方向を判断することを特徴とする物体検知システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２３２７１５（Ｐ２００８−２３２７１５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７０５０６（Ｐ２００７−７０５０６）
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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