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JPH0120476B2 - - Google Patents
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JPH0120476B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0120476B2
JPH0120476B2 JP57172379A JP17237982A JPH0120476B2 JP H0120476 B2 JPH0120476 B2 JP H0120476B2 JP 57172379 A JP57172379 A JP 57172379A JP 17237982 A JP17237982 A JP 17237982A JP H0120476 B2 JPH0120476 B2 JP H0120476B2
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circuit
pulse
people
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detection element
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JP57172379A
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JPS5960587A (en
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Suteo Tsutsumi
Hiroshi Ko
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Fujitec Co Ltd
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Fujitec Co Ltd
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Publication date
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    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06MCOUNTING MECHANISMS; COUNTING OF OBJECTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は人体の発する赤外線から人数を検出す
る装置に関するものであり、人数の測定より混雑
度を知る事のできる装置を提供するものである。
本発明は、例えば地下街、駅構内、道路の交差
点、或いはエレベータホールやエスカレータ乗口
等の所定箇所に存在する人間の数を把握し、混雑
度を知る事が状況に応じて要求される場合に非常
に有効なものである。例えば最近エレベータにお
いては、運転効率を上げ、乗客へのサービス性を
向上させるため、呼びの状況と各かごの位置関係
とから最適なかごを選択し、各ホール呼びに割り
当てる群管理制御が採用されている。この場合、
呼びの状況やかご位置だけでなく、各かご内の乗
客数及び各ホールの待客数を正確に知り得たなら
ば、待客の多い階に満員に近いかごが割当てられ
ることもなくなり、エレベータ利用客へのきめ細
いサービスとより一層効率的な運転が可能とな
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device that detects the number of people from infrared rays emitted by human bodies, and provides a device that can determine the degree of crowding by measuring the number of people.
The present invention can be used, for example, when it is required to grasp the number of people present in a predetermined location such as an underground mall, a station premises, a road intersection, an elevator hall or an escalator entrance, and to know the degree of congestion. It is very effective. For example, recently, elevators have adopted group management control, which selects the optimal car based on the call situation and the positional relationship of each car and assigns it to each hall call, in order to increase operating efficiency and improve service to passengers. ing. in this case,
If we could accurately know not only the call status and car location, but also the number of passengers in each car and the number of waiting customers in each hall, we would avoid assigning nearly full cars to floors with many waiting customers, and elevator This will enable more detailed service to customers and more efficient operation.

従来、人数を検出する方法として、超音波を発
射しその反射波を利用して知る方法が考えられて
いるが(特公昭56−51588)、この方法は人間以外
の荷物等も検出するばかりでなく、受信波信号が
人間の姿勢や動きによつて大きく変化したり(人
間が自然に立つている場合でも身体の各部は微動
している)、又風の方向によつても超音波が乱れ
る。これを避ける為に信号を平均化する方法も考
えられているが、この場合、例えば動きの動作周
期より長い時間が必要となる。更に人間が立つ位
置によつても受信波電圧が大きく変化し誤報の原
因となる。一方、赤外線の利用に関しては、かご
内の乗客検出装置としての提案があるが(特開昭
56−161271)、この方法は乗客の有無検出が目的
のものであり人数を検出する事は出来ない。又マ
ツトスイツチを利用する方法も考えられている
が、これは人間1人に要する床面積毎に多数細分
してマツトスイツチを配置し、幾つのマツトスイ
ツチが動作しているかによつて人間の数を検出す
るものであるが、これは配置場所を構築する必要
が有り、その構造からして場所によつては配置不
可能、あるいは不適当となる。また、テレビカメ
ラを用いてエレベータホールの混雑度を検出する
装置も考えられているが(特公昭57−30782)、こ
れは混雑度を検出したい対象物が映像内にない時
のパターンを予め記憶しておき、対象物が映像内
に入つてきた時に予め記憶していたパターンと異
なる事を検知し、その異なる領域が映像内に占め
る割合を算出する事により混雑度を検出するもの
である。しかしこの方法は人間以外の物(例えば
トランク等)も検出するばかりでなく、設置場所
(環境)に変化があつた場合(例えば花ビンを置
く等)基準パターンをその都度再設定しなくては
ならず、更に処理系も複雑になり汎用性に乏しい
と言える。また、人体の発する赤外線による人数
検出については赤外線カメラや赤外線ビジコン等
を利用し、その各絵素の出力状況や変化などから
人数を知る事も可能であるが、装置が非常に複雑
となり高価なものとなる。
Conventionally, a method has been considered to detect the number of people by emitting ultrasonic waves and using the reflected waves (Japanese Patent Publication No. 56-51588), but this method only detects items other than people, such as luggage. In addition, the received wave signal changes greatly depending on the posture and movement of the person (even when a person is standing naturally, each part of the body moves slightly), and the ultrasonic waves are also disturbed by the direction of the wind. . In order to avoid this, a method of averaging the signals has been considered, but in this case, for example, a time longer than the motion cycle is required. Furthermore, the received wave voltage varies greatly depending on where a person stands, causing false alarms. On the other hand, regarding the use of infrared rays, there is a proposal to detect passengers inside the car (Japanese Patent Laid-Open Publication No.
56-161271), this method is aimed at detecting the presence or absence of passengers and cannot detect the number of passengers. A method of using Matsuto switches has also been considered, but in this method, Matsuto switches are placed in multiple subdivisions according to the floor area required for each person, and the number of people is detected based on how many Matsuto switches are operating. However, this requires the construction of a place to place it, and its structure makes it impossible or inappropriate to place it in some places. In addition, a device for detecting the degree of congestion in elevator halls using a television camera has been considered (Special Publication No. 57-30782), but this device stores in advance a pattern when the object for which the degree of congestion is to be detected is not in the video. Then, when an object enters the image, it is detected that the pattern is different from the previously stored pattern, and the degree of congestion is detected by calculating the proportion of the different area in the image. However, this method not only detects objects other than humans (such as trunks), but also requires resetting the reference pattern each time there is a change in the installation location (environment) (such as placing a vase of flowers). Furthermore, the processing system becomes complicated, and it can be said that it lacks versatility. In addition, it is possible to detect the number of people using infrared rays emitted by the human body by using an infrared camera or an infrared vidicon, and it is possible to know the number of people from the output status and changes of each pixel, but the equipment is very complicated and expensive. Become something.

本発明の目的は簡単かつ安価な構成にて人数を
精度よく検出し、更に配置場所に制限されず汎用
性の高い混雑度検出装置を提供する事にある。
An object of the present invention is to provide a crowding degree detection device that accurately detects the number of people with a simple and inexpensive configuration, and is highly versatile without being limited by the location.

本発明の第1の特徴とするところは、人体の発
する赤外線を捕え人数を検出するために、測定目
標からの放射エネルギーを集光、走査する集光走
査系を備えた点にある。本発明の第2の特徴とす
るところは赤外線検知素子(以下単に検知素子と
あるのは赤外線検知素子を指す)の出力信号波形
の幅が、測定人数に比例するという関係を利用す
ることにある。更に第3の特徴としては、走査周
期と同期させた信号を利用することにより、視野
を任意に設定できるようにしたことである。以下
本発明を図面に基づいて説明する。第1図は上記
の走査方式を説明するための図で、aは対物面走
査方式を、bは像面走査方式をそれぞれ示してい
る。第1図において、1は走査鏡、2は集光レン
ズ、3は検知素子、4は結像面、5は測定目標か
ら発せられる赤外線である。aの対物面走査は検
知素子を光軸上、またはそのごく近傍に配置し、
鏡の回転.揺動により光軸の方向を変える事によ
り走査する方式である。この走査方式では検知素
子は光軸上、あるいは光軸のごく近傍に配置され
るので、光学系の画角は小さくてすみ、光軸にご
く近いところでのみ、良い光学的性能をもてばよ
い。しかし、走査鏡は大きな口径のものが必要に
なり、それを回転又は揺動させるには種々の困難
を伴う。一方、bの像面走査方式は、光軸の向き
は変えず像面に配置された検知素子を動かす事に
より走査する方式である。この場合、実際には検
知素子は固定し、集光系の後におかれた走査鏡の
回転.揺動により、集光されたエネルギーは検知
素子に結像される。この方式では像面に目的とす
る走査幅全体が結像されている事が必要であるか
ら広画角の光学系を必要とし、光軸をはなれた部
分でも良い光学的性能をもつ事が要求されるが、
走査鏡は像面に近い所に置けるので小さいもので
すみ走査機構は簡単になる。本混雑度検出器の走
査方式は原理的にはいずれの方式であつてもよい
が、以下は機構の簡単化と小型化の為に像面走査
方式を採用した例について説明する。
The first feature of the present invention is that it includes a condensing and scanning system that condenses and scans radiant energy from a measurement target in order to capture infrared rays emitted by human bodies and detect the number of people. The second feature of the present invention is to utilize the relationship that the width of the output signal waveform of an infrared detection element (hereinafter simply referred to as a detection element refers to an infrared detection element) is proportional to the number of people being measured. . Furthermore, a third feature is that the field of view can be set arbitrarily by using a signal synchronized with the scanning period. The present invention will be explained below based on the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the above-mentioned scanning method, where a shows the object plane scanning method and b shows the image plane scanning method. In FIG. 1, 1 is a scanning mirror, 2 is a condensing lens, 3 is a detection element, 4 is an imaging plane, and 5 is infrared rays emitted from a measurement target. In the object plane scanning of a, the detection element is placed on the optical axis or very close to it,
Rotation of the mirror. This method scans by changing the direction of the optical axis by swinging. In this scanning method, the detection element is placed on the optical axis or very close to the optical axis, so the angle of view of the optical system only needs to be small, and good optical performance only needs to be achieved very close to the optical axis. . However, the scanning mirror needs to have a large aperture, and rotating or swinging it involves various difficulties. On the other hand, the image plane scanning method b is a method in which scanning is performed by moving a detection element arranged on the image plane without changing the direction of the optical axis. In this case, the detection element is actually fixed and the scanning mirror placed after the condensing system is rotated. Due to the oscillation, the focused energy is imaged onto the sensing element. This method requires that the entire target scanning width is focused on the image plane, so it requires an optical system with a wide angle of view, and it is also required to have good optical performance even in areas far from the optical axis. However,
Since the scanning mirror can be placed close to the image plane, it can be small and the scanning mechanism can be simplified. In principle, the scanning method of this congestion degree detector may be any method, but an example will be described below in which the image plane scanning method is adopted in order to simplify and downsize the mechanism.

第2図は、エレベータホールの天井部にある俯
角をもつて混雑度検出装置10を設置し、待客1
3より放射される赤外線14を検出する例を示し
たものである。12はエレベータのかごである。
第3図に混雑度検出装置の光学系を示す。11は
光学系収容ケース、15は回転式平面ミラー(走
査鏡)で、その構造は合成樹脂(ガラスなどでも
よい)の表面に赤外線反射率の高いアルミニウム
又はクロムを蒸着したものであり、小型モータ1
6により回転軸16aと共に回転する。17は同
期パルス検出部でフオトインタラプタにより、回
転と同期した信号を発生させ後述する同期回路へ
送るものである。18a〜eは赤外線検知素子
で、ここでは高品質かつ安定な特性を持ち、安価
な焦電型検知素子を複数個配列する。これら素子
には、太陽光や照明光などの影響を除くため、
6μm以下の波長の光を遮断するカツトオンフイル
タの付いた窓材(図示省略)を使用する。19は
赤外線用レンズで人体から放射される赤外線の波
長範囲4.5〜20μmのものに対する透過率が高い事
が要求される。この目的の為にはゲルマニウムレ
ンズやシリコンレンズが適している。このレンズ
使用の目的は赤外線検知器の動作を確実にする
為、レンズにより赤外線を集光し、素子受光面の
エネルギー密度を高めて出力信号を大きくする為
であるが、比較的近距離に対象がある場合(数m
以内)、用途によつては必ずしもレンズを使用し
なくてもよい(放射エネルギー密度は距離の二乗
に反比例して減少)。第3図のような光学系で重
要な事は次の通りである。
Figure 2 shows that a congestion level detection device 10 is installed with an angle of depression on the ceiling of an elevator hall, and a waiting customer 1
3 shows an example of detecting infrared rays 14 emitted from 3. 12 is an elevator car.
FIG. 3 shows the optical system of the congestion level detection device. 11 is an optical system housing case, 15 is a rotary plane mirror (scanning mirror), and its structure is made of synthetic resin (glass etc. may also be used) with aluminum or chromium, which has a high infrared reflectance, deposited on the surface, and a small motor. 1
6 rotates together with the rotating shaft 16a. Reference numeral 17 denotes a synchronous pulse detection section which generates a signal synchronized with rotation using a photointerrupter and sends it to a synchronous circuit to be described later. Reference numerals 18a to 18e indicate infrared detection elements, in which a plurality of inexpensive pyroelectric detection elements having high quality and stable characteristics are arranged. In order to eliminate the influence of sunlight and illumination light, these elements
Use a window material (not shown) with a cut-on filter that blocks light with a wavelength of 6 μm or less. No. 19 is an infrared lens, which is required to have high transmittance for infrared rays emitted from the human body in the wavelength range of 4.5 to 20 μm. Germanium lenses and silicon lenses are suitable for this purpose. The purpose of using this lens is to ensure the operation of the infrared detector by concentrating infrared rays with the lens, increasing the energy density of the element's receiving surface and increasing the output signal. If there is (several m
(within), depending on the application, it may not be necessary to use a lens (the radiant energy density decreases in inverse proportion to the square of the distance). The important points in an optical system like the one shown in Figure 3 are as follows.

(1) 2次元視野のカバーはx方向の走査鏡15の
回転走査と、y方向に並べた複数個の赤外線検
知素子18a〜eによつている事。なお、検知
素子の個数は5個に限らず、y方向視野の分解
能や精度の必要度に応じて選べばよい。
(1) The two-dimensional field of view is covered by rotational scanning of the scanning mirror 15 in the x direction and by a plurality of infrared detection elements 18a to 18e arranged in the y direction. Note that the number of detection elements is not limited to five, and may be selected depending on the resolution of the field of view in the y direction and the degree of accuracy required.

(2) 像面走査は走査鏡15で行なわれ、x方向の
視野を最大にするためにレンズ19と検知素子
18a〜eは走査鏡15の回転する外縁に最接
近して設置されているが、それでもy方向の視
野(検知素子のy方向の位置で定まり、理論限
界角は180゜近くまで可能)と比較して、レンズ
のF値(焦点距離/口径)で決まる比較的狭い
x方向視野角となる。
(2) Image plane scanning is performed by the scanning mirror 15, and in order to maximize the field of view in the x direction, the lens 19 and the detection elements 18a to 18e are installed closest to the rotating outer edge of the scanning mirror 15. However, compared to the field of view in the y direction (determined by the position of the sensing element in the y direction, the theoretical limit angle is possible up to nearly 180°), the field of view in the x direction is relatively narrow, determined by the F value (focal length/aperture) of the lens. Becomes a corner.

(3) 走査鏡15による像面走査方式のため、レン
ズ19の中心光軸から走査角(左.右)が増加
するにつれて目標からの赤外線放射が検知素子
18a〜eに達する経路の光学利得(レンズ1
9の有効面積が減少する以外にも検知素子18
a〜eへの入射角が増加する)の減少が生じ、
視野限界でゼロとなる事。そこから先は検知素
子18a〜eはもつぱらセンサ内部の放射の寄
与分が増加している。従つて光学系収容ケース
11の内面温度が重要な意味をもつ。
(3) Because of the image plane scanning method using the scanning mirror 15, as the scanning angle (left and right) increases from the central optical axis of the lens 19, the optical gain ( lens 1
In addition to reducing the effective area of the sensing element 18
(the angle of incidence on a to e increases) occurs,
It becomes zero at the limit of visual field. From there on, the contribution of radiation inside the sensor to the sensing elements 18a to 18e increases. Therefore, the internal temperature of the optical system housing case 11 has an important meaning.

(4) レンズ19の赤外線透過率を含めた光学利得
の設定の如何によつて検知素子18a〜eに入
射する赤外線放射量の等価温度は実際の温度と
は一般的に異なる(等価温度としてはセンサ内
壁温度に基づく内部放射量を基準に取る)。
(4) Depending on the setting of the optical gain including the infrared transmittance of the lens 19, the equivalent temperature of the amount of infrared radiation incident on the detection elements 18a to 18e generally differs from the actual temperature (the equivalent temperature is (taken as standard based on internal radiation amount based on sensor inner wall temperature).

(5) 検知素子18a〜eとして焦電型素子を用い
ているので、その動作機能上の特徴として、一
定不変の入射赤外線に対しては応答しない事で
ある。従つて検知素子18a〜eの周囲温度の
情報は失われているが、走査によつて他の放射
との差の情報、即ち交流分としての情報が生き
残つている。従つて検知素子18a〜eからの
電気信号波形はセンサの内壁温度に基づく放射
に対する放射変動量が反映しており、すべての
電圧レベルは絶対値には何の意味もなく、それ
らの間の電位差だけに意味がある。
(5) Since pyroelectric elements are used as the detection elements 18a to 18e, a feature of their operation and function is that they do not respond to constant incident infrared rays. Therefore, although information on the ambient temperature of the sensing elements 18a to 18e is lost, information on the difference from other radiation, that is, information on the alternating current component, survives through scanning. Therefore, the electric signal waveforms from the sensing elements 18a to 18e reflect the amount of radiation fluctuation based on the inner wall temperature of the sensor, and all voltage levels have no meaning in their absolute values, but are based on the potential difference between them. It has meaning only.

以上で述べた光学系の走査特性から走査鏡15
の回転に伴つて得られる、検知素子18a〜eに
入射する赤外線放射量の波形を説明する。便宜
上、ここでは検知素子18cの検知可能な視野に
ついてのみ考える(他の4コの検知素子について
も検知する視野が異なるのでみで、以下に述べる
機能については全く同じである)。第4図aは視
野端近傍にそれぞれ1人づつ、視野中心に1人、
計3人の目標がある場合の例である。一点鎖線は
センサの内部放射を表わし、視野端より視野中心
に向つて減少し、再び上昇して反対側の視野端で
再び内部のみの放射レベルになる。一方、目標の
方は実線で表わされるように視野中心で最大、視
野端近傍では小さい。破線は光学利得曲線を表わ
す。縦軸は放射量を絶対量として示してある。検
知素子18cには目標からの放射とセンサ内部放
射の和が入つてくる。実際には室内の床の放射が
入つてくるが、ここでは簡単の為無視する。和の
放射量分布を第4図bに示す。図からわかるよう
に光学利得曲線の為、視野端付近では目標からの
放射はかなり小さいが、逆に内部放射が大きい
為、両者は足し合わされ視野内での放射量分布の
ピーク値はほぼ同一になる。しかし前述したよう
に、第4図bの絶対レベルは保存されておらず
(波形によつて例えば内部放射レベルは上下に変
動する)、放射変動分のみが重要となる。
Based on the scanning characteristics of the optical system described above, the scanning mirror 15
The waveform of the amount of infrared radiation incident on the detection elements 18a to 18e, which is obtained as the sensor rotates, will be explained. For convenience, only the detectable field of view of the detection element 18c will be considered here (this is only because the field of view to be detected by the other four detection elements is different, and the functions described below are exactly the same). Figure 4a shows one person near the edge of the visual field, one person at the center of the visual field,
This is an example where there are three targets in total. The dash-dotted line represents the internal radiation of the sensor, which decreases from the field edge toward the center of the field, rises again, and reaches an internal-only radiation level again at the opposite field edge. On the other hand, for the target, as shown by the solid line, it is maximum at the center of the visual field and small near the edges of the visual field. The dashed line represents the optical gain curve. The vertical axis shows the radiation amount as an absolute amount. The sum of radiation from the target and radiation inside the sensor enters the detection element 18c. In reality, radiation from the indoor floor comes in, but we will ignore it here for simplicity. The total radiation dose distribution is shown in Figure 4b. As you can see from the figure, due to the optical gain curve, the radiation from the target is quite small near the edge of the field of view, but on the contrary, the internal radiation is large, so the two are added together, and the peak value of the radiation distribution within the field of view is almost the same. Become. However, as mentioned above, the absolute level in FIG. 4b is not preserved (for example, the internal radiation level varies up and down depending on the waveform), and only the radiation variation is important.

即ち、検知素子18cの出力電圧eは入射放射
量Wの変化分に比例したものが出力されるので、
第4図bの波形を基にその変化分をとると、その
波高値はほぼ一定となり適当なしきい値を与えれ
ば視野内で比較的均一なパルス化が可能となる。
信号波形としては光学系の分解能と検知素子の応
答特性から、目標はかなりぼけた波形となり、形
状はおおむね三角波状である。ただ立下り時定数
が特に長いのでやや積分波形状に変形されてい
る。従つて目標が1人である弧立波形の時のピー
ク値と比較して、接近して並んでいる2人に対す
る波形のピーク値はほぼ2倍に達する。概形が三
角状であるからその時の信号幅も約2倍となる
(検知素子が高速応答、小分解能形の場合は、ピ
ーク値は変わらず幅だけが2倍となる)。実験に
よると3人以上の場合はピーク値は1人の場合と
比べて約2倍で幅だけが人数倍となる事が解つた
(3人の場合は3倍、4人の場合は4倍)。即ち幅
だけが人数と比例関係を示す。本発明による混雑
度検出装置はこの関係を利用するもので、人の疎
密に関係なく、又存在位置に関係なく(信号のピ
ークは利用しない為)人数検出が可能となつた。
実験の結果より、2人の目標(連なつた状態)に
対する波形の幅を基準として、各波形の幅から人
数を判定する事により多人数検出が精度よく行な
えることが判明した。
That is, since the output voltage e of the detection element 18c is proportional to the change in the amount of incident radiation W,
If the amount of change is taken based on the waveform in FIG. 4b, the peak value will be approximately constant, and if an appropriate threshold value is provided, relatively uniform pulsing within the visual field will be possible.
As for the signal waveform, due to the resolution of the optical system and the response characteristics of the detection element, the target waveform is considerably blurred and the shape is roughly triangular. However, since the falling time constant is particularly long, it is slightly transformed into an integral wave shape. Therefore, compared to the peak value of the waveform when the target is one person, the peak value of the waveform for two people standing close to each other is approximately twice as high. Since the general shape is triangular, the signal width at that time is also approximately doubled (if the sensing element is of a high-speed response, small resolution type, the peak value remains the same and only the width is doubled). Experiments have shown that when there are three or more people, the peak value is about twice that of one person, and only the width is multiplied by the number of people (three times as much for three people and four times as much for four people). ). In other words, only the width shows a proportional relationship with the number of people. The congestion level detection device according to the present invention utilizes this relationship, and can detect the number of people regardless of the density of the people or their location (as the peak of the signal is not used).
From the results of experiments, it has been found that a large number of people can be detected with high accuracy by determining the number of people from the width of each waveform using the width of the waveform for two targets (in a continuous state) as a reference.

次に本発明の回路構成の一例を第5図に示す。
なお第3図と同一のものは同一符号にて示してい
る。第5図において、18a′〜18e′は第3図の
検知素子18a〜18eの出力信号で前置増幅器
群20に入力される(20は簡単の為一つのブロ
ツクで示したが、実際は5コの前置増幅器から成
り18a′〜18e′はそれぞれの増幅器につなが
る)。各前置増幅器の出力は20a〜20eで5
系統を構成し、帯域フイルタ回路群21に入力さ
れる。ここでフイルタの低域遮断周波数は走査鏡
の走査周期を考慮し決定すればよく、約0.1Hz程
度が望ましい(チヨツピング周波数が高くなれば
なる程検知素子の応答感度は低下する)。又高域
遮断周波数は商用電源周波数に起因するノイズ成
分等を除去する為約40Hzに設定すればよい。5系
統の帯域フイルタ21よりの出力21a〜21e
は主増幅器回路群(5系統)22に入力される。
主増幅器回路群22の構成は第6図の如きもの
で、5系統あるが簡単の為1系統について、帯域
フイルタ出力21cのみ考える(第3図18cよ
りの信号)。31は増幅器、31cはその出力、
32はコンパレータで、所定の設定されたスレシ
ホールドレベル以上の信号でパルス信号32cを
出力する。33はAND回路で26aなるウイン
ドパルス(詳細は後述する)の時間の間のみ検出
可能となり出力22cを出す。第7図に第6図各
部の波形及びタイミングを示す。第7図aは31
cの波形であり、検出視野内に人がいなければ同
図の破線で示したようになる。b図は32cの信
号波形でコンパレータ32により、スレシホール
ドレベルTL以上の信号のみ取り出され正論理レ
ベルのパルスとなる。c図はウインドパルス26
aの波形とタイミングを示したもので、第5図の
26なる同期回路によつて作られるが(詳細は後
述)、OTはオープニングタイミングをCTはクロ
ージングタイミングを示し、これらは可変であ
り、OTとCT間の時間がこのチヤンネルの時間
幅となる。このウインドパルス26aを設ける事
により検出器の視野が調節出来る。更に光学系収
容ケースの内面温度の変動による誤動作を避ける
事も出来る。第7図の例は視野内に4人がいる場
合でb′が2人(人が連なつている)、b″,bが
各1人づついる時の波形である。このように主増
幅器回路群22は、検知素子の出力信号から、前
記ウインドパルスで設定された視野内で所定値以
上となる信号(視野内の人間に対応する信号)の
みを取り出す回路である。
Next, an example of the circuit configuration of the present invention is shown in FIG.
Components that are the same as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. In FIG. 5, 18a' to 18e' are the output signals of the detection elements 18a to 18e in FIG. (18a' to 18e' are connected to the respective amplifiers). The output of each preamplifier is 5 from 20a to 20e.
It forms a system and is input to the band filter circuit group 21. Here, the low cutoff frequency of the filter can be determined by considering the scanning period of the scanning mirror, and is preferably about 0.1 Hz (the higher the chopping frequency, the lower the response sensitivity of the detection element). Further, the high cutoff frequency may be set to approximately 40 Hz in order to remove noise components caused by the commercial power frequency. Outputs 21a to 21e from the 5-system band filter 21
is input to the main amplifier circuit group (5 systems) 22.
The configuration of the main amplifier circuit group 22 is as shown in FIG. 6, and there are five systems, but for the sake of simplicity, only the bandpass filter output 21c will be considered for one system (signal from FIG. 3 18c). 31 is an amplifier, 31c is its output,
A comparator 32 outputs a pulse signal 32c with a signal higher than a predetermined threshold level. 33 is an AND circuit which can be detected only during the time of a wind pulse 26a (details will be described later) and outputs an output 22c. FIG. 7 shows the waveforms and timing of each part in FIG. 6. Figure 7a is 31
If there is no person within the detection field of view, the waveform will be as shown by the broken line in the figure. Figure b shows a signal waveform 32c, in which the comparator 32 picks out only signals above the threshold level TL, resulting in pulses of positive logic level. Figure c shows wind pulse 26
This shows the waveform and timing of a, which is created by the synchronous circuit 26 in Figure 5 (details will be described later). OT shows the opening timing and CT shows the closing timing, and these are variable. The time between and CT is the time width of this channel. By providing this wind pulse 26a, the field of view of the detector can be adjusted. Furthermore, malfunctions due to fluctuations in the internal temperature of the optical system housing case can be avoided. The example in Figure 7 is the waveform when there are four people in the visual field, b' is two people (people in a row), and b'' and b are the waveforms when there are one person each.In this way, the main amplifier The circuit group 22 is a circuit that extracts only a signal (signal corresponding to a person within the field of view) having a predetermined value or more within the field of view set by the wind pulse from the output signal of the detection element.

第5図に戻つて23はデイジタルマルチプレク
サ回路で、5系統のパルス入力を1系統のパルス
列として出力するものである。このデイジタルマ
ルチプレクサ回路23は、主増幅器回路群22の
出力22a〜22eによつて取り出される第7図
bのようなパルスの幅を測定するため、その一例
として各パルスの幅に対応したクロツクパルス数
の列として出力23aを取り出すようにしてい
る。第8図にデイジタルマルチプレクサ回路23
の構成を示す。第8図において、31は無安定マ
ルチバイブレータでクロツクパルス31aを発生
し、更にそれを10進リングカウンター32で分周
し、1/5周期づつずれた5系統のクロツクパルス
群32a〜32eを発生する。33〜37は
NANDゲート回路、43〜47はダイオード、
50はインバータ、Pは正の電源である。従つて
22a〜22eにパルスが入力されると、そのパ
ルスの幅に対応したクロツクパルス数の列を出力
23aとして取り出すことができる。
Returning to FIG. 5, 23 is a digital multiplexer circuit which outputs five systems of pulse inputs as one system of pulse trains. This digital multiplexer circuit 23 measures the width of the pulses as shown in FIG. The output 23a is taken out as a column. Figure 8 shows the digital multiplexer circuit 23.
The configuration is shown below. In FIG. 8, an astable multivibrator 31 generates a clock pulse 31a, which is further frequency-divided by a decimal ring counter 32 to generate five groups of clock pulses 32a to 32e shifted by 1/5 period. 33-37 are
NAND gate circuit, 43 to 47 are diodes,
50 is an inverter, and P is a positive power supply. Therefore, when a pulse is input to 22a to 22e, a sequence of the number of clock pulses corresponding to the width of the pulse can be taken out as output 23a.

第5図に戻つて26は同期回路であり、主増幅
器回路22、及び計数回路24の動作タイミング
を与えるものでそれぞれ出力26a,26b,2
6cによつてコントロールされる。同期回路26
の構成を第9図に、又タイミングチヤートを第1
0図に示す。第9図及び第10図において17a
は、第3図に示したフオトインタラプタ17によ
り取り出される同期信号(タイミングパルス)
で、走査鏡15が一回転する毎にパルスを一つ発
生しその波形は第10図aに示す。26bはタイ
ミングパルス17aにより遅延回路65を介して
得られるリセツトパルスで、計数回路24でのカ
ウンター内容をリセツトするためのものであり、
その波形を第10図bに示す。61aは単安定マ
ルチバイブレータ61を介して得られるスタート
パルスで、その波形は第10図cに示すが、時間
幅Tは任意に設定が可能である。62aはウイン
ドパルス26aのオープニングタイミングを決定
するためのパルス、63aはウインドパルス26
aのクロージングタイミングを決定するためのパ
ルスで、それぞれスタートパルス61aより単安
定マルチバイブレータ62,63を介して得ら
れ、第10図d及びeにその波形を示す。64は
NOT回路とAND回路とよりなり、パルス62a
をNOT回路に入力し、この出力とパルス63a
をAND回路で合成すると、第10図fに示すよ
うにウインドパルス26aを得ることができる。
前述のようにこのウインドパルス26aを設ける
事により検出視野を限定でき、光学系収容ケース
内(裏面部)の温度は検出しないので、これによ
る誤動作を避ける事ができる。26cはタイミン
グパルス17aと同じもので、計数回路24に送
られ、カウンターの内容は次のパルス迄ラツチさ
れる。第10図gは、第7図で説明したように検
知素子18cの検出視野内に人が4人いる場合
の、主増幅器回路群22の出力22cについての
波形を示したものである。第10図hは、第8図
のクロツクパルス31aの波形を、第10図i〜
mは10進リングカウンター32で分周されたクロ
ツクパルス列で、それぞれ32a〜32eの波形
である。従つて第10図nはgの22cとkの3
2cなる信号より合成された第8図23aの波形
を表わしたものであり、22cのパルス幅、すな
わち視野内の人の数に応じたパルス列を得ること
ができる。
Returning to FIG. 5, reference numeral 26 is a synchronous circuit, which provides the operation timing of the main amplifier circuit 22 and the counting circuit 24, and outputs 26a, 26b, 2, respectively.
Controlled by 6c. Synchronous circuit 26
The configuration is shown in Figure 9, and the timing chart is shown in Figure 1.
Shown in Figure 0. 17a in Figures 9 and 10
is the synchronization signal (timing pulse) taken out by the photo interrupter 17 shown in FIG.
One pulse is generated each time the scanning mirror 15 rotates once, and its waveform is shown in FIG. 10a. 26b is a reset pulse obtained by the timing pulse 17a via the delay circuit 65, which is used to reset the contents of the counter in the counting circuit 24;
The waveform is shown in FIG. 10b. 61a is a start pulse obtained via the monostable multivibrator 61, the waveform of which is shown in FIG. 10c, but the time width T can be set arbitrarily. 62a is a pulse for determining the opening timing of the wind pulse 26a, and 63a is a pulse for determining the opening timing of the wind pulse 26a.
These pulses are used to determine the closing timing of pulse a, and are obtained from the start pulse 61a via monostable multivibrators 62 and 63, respectively, and their waveforms are shown in FIGS. 10d and 10e. 64 is
It consists of a NOT circuit and an AND circuit, and the pulse 62a
is input to the NOT circuit, and this output and pulse 63a
By combining them using an AND circuit, a wind pulse 26a can be obtained as shown in FIG. 10f.
As described above, by providing the wind pulse 26a, the detection field of view can be limited, and the temperature inside the optical system housing case (back side part) is not detected, so malfunctions caused by this can be avoided. The timing pulse 26c is the same as the timing pulse 17a and is sent to the counting circuit 24, and the contents of the counter are latched until the next pulse. FIG. 10g shows the waveform of the output 22c of the main amplifier circuit group 22 when there are four people within the detection field of the detection element 18c as explained in FIG. FIG. 10h shows the waveform of the clock pulse 31a in FIG.
m is a clock pulse train frequency-divided by a decimal ring counter 32, each having a waveform of 32a to 32e. Therefore, Figure 10 n is 22c of g and 3 of k
This shows the waveform of FIG. 8 23a synthesized from signals 2c, and it is possible to obtain a pulse train corresponding to the pulse width of 22c, that is, the number of people within the visual field.

第5図に戻つて、24はカウンターで構成され
る計数回路である。この回路では信号23aによ
り入力されたパルス数の列が、走査鏡が一回転す
る毎に計数され、視野内の人数を表わす信号24
aを出力する。このように、主増幅器回路群22
で取り出した視野内の人間に対応する信号を、デ
イジタルマルチプレクサ回路23でその波形の幅
に応じたクロツクパルス数に変換し、このクロツ
クパルス数を計数回路24で計数することによ
り、視野内の人数或いは混雑度を判定することが
できる。25は出力装置である。出力装置として
は人数表示器やそれら混雑度に応じて出力される
制御信号装置である。人数表示としては、例えば
7セグメントLEDをデコーダによつて駆動すれ
ばよい(省略)。又混雑度に応じて出力される制
御信号は、例えばフリツプフロツプ回路を用いて
得る事が出来る(省略)。
Returning to FIG. 5, 24 is a counting circuit composed of a counter. In this circuit, a sequence of pulse numbers inputted by a signal 23a is counted each time the scanning mirror rotates once, and a signal 24 representing the number of people in the field of view is counted.
Output a. In this way, the main amplifier circuit group 22
The digital multiplexer circuit 23 converts the signal corresponding to the person in the visual field into the number of clock pulses corresponding to the width of the waveform, and the counting circuit 24 counts this clock pulse number to calculate the number of people in the visual field or crowding. degree can be determined. 25 is an output device. Output devices include a number of people display and a control signal device that outputs signals according to the degree of crowding. To display the number of people, for example, a 7-segment LED may be driven by a decoder (omitted). Further, a control signal output according to the degree of congestion can be obtained using, for example, a flip-flop circuit (omitted).

なお上述の実施例においては、各検知素子の視
野はレンズ系の特性により第3図のx方向の視野
が異なる(18a,18eが最小、18cが最
大)。従つてウインドパルスは各チヤンネル毎に
可変とすれば不要な領域はカツト出来るので各チ
ヤンネル毎の視野が明確に出来、ケース内面の温
度変動の影響を避ける事ができる(特に両端の検
知素子)。更にウインドパルスを可変とすると検
出視野を任意に設定できるので設置環境の自由度
が増す。
In the above embodiment, the field of view of each detection element in the x direction in FIG. 3 differs depending on the characteristics of the lens system (18a and 18e are the minimum, and 18c is the maximum). Therefore, if the wind pulse is made variable for each channel, unnecessary areas can be cut out, so the field of view for each channel can be made clear, and the influence of temperature fluctuations on the inner surface of the case can be avoided (especially on the sensing elements at both ends). Furthermore, by making the wind pulse variable, the detection field of view can be set arbitrarily, increasing the degree of freedom in the installation environment.

また、第6図32のコンパレータのスレシホー
ルドレベルは周囲温度によつて自動的に調整可能
とすれば、季節的な温度変動等による感度ムラを
抑える事ができる。この実現には光学系収容ケー
ス内に温度センサを内蔵させ(サーミスタや温度
センサコントローラとしてのIC)、その出力電圧
の温度による変動を利用し、スレシホールドレベ
ルを設定するようにすればよい(回路省略)。
Moreover, if the threshold level of the comparator shown in FIG. 632 can be automatically adjusted according to the ambient temperature, sensitivity unevenness due to seasonal temperature fluctuations can be suppressed. To achieve this, a temperature sensor can be built into the optical system housing case (a thermistor or an IC as a temperature sensor controller), and the threshold level can be set using the temperature-related fluctuations in the output voltage ( (circuit omitted).

また、上記実施例では走査鏡裏面のコーテイン
グは平面板の片面にだけ行なつた例を示したが、
コーテイングを平面板の両面に行なつてもよく、
この場合フオトインタラプタによつて取り出され
る同期信号は走査鏡が一回転する毎にパルスを二
つ発生させればよい。この場合、モータの回転数
は1/2でよく、回転音の減少に効果がある。更に
走査鏡の形状についても平面に限るものではな
く、多角柱形状(多面鏡)や或いは曲面状であつ
てもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the coating on the back surface of the scanning mirror was applied only to one side of the flat plate.
The coating may be applied to both sides of the flat plate,
In this case, the synchronization signal extracted by the photointerrupter only needs to generate two pulses each time the scanning mirror rotates once. In this case, the rotational speed of the motor may be reduced to 1/2, which is effective in reducing rotational noise. Further, the shape of the scanning mirror is not limited to a flat surface, but may be a polygonal column (polygon mirror) or a curved surface.

第11図は走査鏡の他の実施例を示すもので、
この例では走査鏡70は回転軸71に平行なコー
テイング面70aと、回転軸71に対して斜行さ
せたコーテイング面70bとからなる。このよう
な構成とすれば、コーテイング面70aの平行走
査(第3図のx軸に平行)により得た検知素子か
らの出力信号と、コーテイング面70bの斜行走
査(第3図のx軸に対して斜行)により得た検知
素子からの出力信号とを合成することにより、一
層分解能を高めることができ、検知素子間のギヤ
ツプによる、検出が不十分な視野の存在(不感
帯)をなくすことができる。
FIG. 11 shows another embodiment of the scanning mirror,
In this example, the scanning mirror 70 includes a coating surface 70a parallel to the rotation axis 71 and a coating surface 70b oblique to the rotation axis 71. With such a configuration, the output signal from the detection element obtained by parallel scanning of the coating surface 70a (parallel to the x-axis in FIG. 3) and the oblique scanning of the coating surface 70b (parallel to the x-axis in FIG. 3) By combining the output signals from the detection elements obtained with the oblique movement), the resolution can be further increased, and the presence of a field of view (dead zone) where detection is insufficient due to gaps between detection elements can be eliminated. Can be done.

以上のように本発明によれば、赤外線カメラや
赤外線ビジヨンを利用するのに比べて、非常に安
価に構成でき、しかも精度よく人数を検出できる
ので、エレベータやエスカレータの制御を始めと
して、交通量のコントロール等に非常に大きな効
果を発揮することができる。
As described above, the present invention can be constructed at a much lower cost than using an infrared camera or infrared vision, and can detect the number of people with high accuracy. It can be very effective in controlling the

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図a,bは本発明による混雑度検出装置の
走査方式を説明するための図、第2図はエレベー
タホールの断面図、第3図は本発明による混雑度
検出装置の光学系の構成を示す図、第4図a,b
は検知素子に入射する赤外線放射量の分布を示す
図、第5図は本発明の回路構成を示す図、第6図
は主増幅器回路群の回路構成を示す図、第7図a
〜cは検知素子の出力から視野内の人数に対応し
た信号を得る様子を説明した図、第8図はデイジ
タルマルチプレクサ回路の回路構成を示す図、第
9図は同期回路の回路構成を示す図、第10図は
各信号のタイムチヤート、第11図は走査鏡の他
の実施例を示す図である。 1,15……走査鏡、2,19……レンズ、
3,18a〜18e……検知素子、5,14……
赤外線、13……待客、20……前置増幅器群、
21……帯域フイルター回路群、22……主増幅
器回路群、23……デイジタルマルチプレクサ回
路、24……計数回路、25……出力装置、26
……同期回路。
Figures 1a and b are diagrams for explaining the scanning method of the congestion level detection device according to the present invention, Figure 2 is a sectional view of the elevator hall, and Figure 3 is the configuration of the optical system of the congestion level detection device according to the present invention. Figure 4 a, b
5 is a diagram showing the distribution of the amount of infrared radiation incident on the detection element, FIG. 5 is a diagram showing the circuit configuration of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing the circuit configuration of the main amplifier circuit group, and FIG. 7a
~c is a diagram explaining how to obtain a signal corresponding to the number of people in the visual field from the output of the detection element, Figure 8 is a diagram showing the circuit configuration of a digital multiplexer circuit, and Figure 9 is a diagram showing the circuit configuration of a synchronous circuit. , FIG. 10 is a time chart of each signal, and FIG. 11 is a diagram showing another embodiment of the scanning mirror. 1, 15... Scanning mirror, 2, 19... Lens,
3, 18a to 18e...detection element, 5, 14...
Infrared rays, 13...waiting customers, 20...preamplifier group,
21...band filter circuit group, 22...main amplifier circuit group, 23...digital multiplexer circuit, 24...counting circuit, 25...output device, 26
...Synchronous circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一定の周期で回転する走査鏡、該走査鏡を介
して入射された赤外線の変化に応じた信号を出力
する赤外線検知素子、前記走査鏡の回転と同期し
て前記赤外線検知素子の視野を設定するためのウ
インドパルスを発生する同期回路、前記赤外線検
知素子の出力信号から、前記ウインドパルスで設
定された視野内で所定値以上となる信号のみを取
り出す回路、該所定値以上の信号の波形の幅から
前記視野内の人数或いは混雑度の判定を行う回路
とからなる混雑度検出装置。
1. A scanning mirror that rotates at a constant cycle, an infrared detection element that outputs a signal according to a change in infrared light incident through the scanning mirror, and a field of view of the infrared detection element that is set in synchronization with the rotation of the scanning mirror. a synchronization circuit that generates a wind pulse to detect the infrared detection element; a circuit that extracts only a signal that is equal to or greater than a predetermined value within a field of view set by the wind pulse from the output signal of the infrared detection element; A congestion degree detection device comprising a circuit that determines the number of people or the degree of crowding within the field of view based on the width.
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