JP2000338261A

JP2000338261A - 人体検知装置及び人体検知方法並びにその設置方法

Info

Publication number: JP2000338261A
Application number: JP11153289A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Tsuruta; 智広鶴田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、暖房便座の温度の影響を受けるこ
となく、便座に着座する人体の態様を含め病院や老人施
設等のトイレ内で発生する異常を検出でき、設置面積を
少なくして容易に設置することができる人体検知装置及
び人体検知方法並びにその設置方法を提供することを目
的とする。【解決手段】チョッパ５によって入射光を変調して静
止人体を検出する焦電赤外線センサと、予め設定された
距離内の人体を検出する測距型センサ部３とを備えたこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、病院や老人施設等
の個室トイレ内における人体の存在、位置情報や長時間
滞留等を高精度に検知して、警報やトイレ内情報を発信
することができる人体検知装置及び人体検知方法並びに
その設置方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トイレ内の人体の存在を検知する
人体検知装置として種々のものが使用されている。

【０００３】以下、焦電型赤外線センサを用いてトイレ
内の人体の存在を検知して、異常時の警報の発生やトイ
レ内の照明や換気扇等の機器の制御を行う従来の人体検
知装置について、図面を用いて説明する。

【０００４】図１１は従来の焦電型赤外線センサを用い
た人体検知装置の概略図である。

【０００５】図１１において、２２はトイレのドア、２
３はトイレの照明、２４はトイレの換気扇、２５は便
器、２６はトイレの入口付近の天井に配設された人体検
知装置、２７は人体検知装置２６に内蔵された焦電型赤
外線センサ、２８は焦電型赤外線センサ２７の検知範囲
である。

【０００６】以上のように構成された人体検知装置が配
設されたトイレについて、以下その動作を図１１を参照
しながら説明する。

【０００７】人体がトイレのドア２２に近づき焦電型赤
外線センサ２７による検知範囲２８に入ると、トイレの
ドア２２手前の天井に設置され照明２３及び換気扇２４
に接続された人体検知装置２６に内蔵された焦電型赤外
線センサ２７が、人体の動きを熱変化として検知して電
圧を発生させ、発生した電圧を人体検知装置２６内で電
気的に処理して、照明２３を点灯させるとともに、換気
扇２４を回転させる。ついで、予めタイマー設定された
時間が経過して、照明２３が消灯されるとともに、換気
扇２４の回転が停止し、人体の有無に対応して照明２
３，換気扇２４を自動的にＯＮ、ＯＦＦして省エネルギ
ーを図ろうとするものである。

【０００８】しかしながらこのような方法では、静止し
た人体を連続して検知し続けられないため、タイマーの
設定次第では人がいるのに照明が消され換気扇が止めら
れたりして安全上問題があったり、人が存在しないのに
照明が点灯され換気扇が運転され続けて電力が無駄に使
用される等の問題を有していた。

【０００９】そこでこれらの問題を解決するものとし
て、例えば、特開昭６４−３９５８１号公報（以下、イ
号公報という）には、以下のような技術が開示されてい
る。

【００１０】以下に、イ号公報に開示された人体検知装
置について図面を用いて説明する。

【００１１】図１２は従来の焦電型赤外線センサを用い
たもう一つの人体検知装置の概略図である。

【００１２】図１２において、２９は人体検知装置、３
０は人体検知装置２９に内蔵された焦電型赤外線セン
サ、３１はセンサ３０の検知範囲、３２はサーモパイ
ル、３３はサーモパイル３２の検知範囲、３４は照明、
３５は便座である。

【００１３】以上のように構成されたイ号公報に開示さ
れた人体検知装置が配設されたトイレについて、以下そ
の動作を図１２を用いて説明する。

【００１４】人体がトイレ内に入室し、焦電型赤外線セ
ンサ３０の検知範囲３１にかかると焦電型赤外線センサ
３０のパルス的な電圧が入力され照明３４が点灯する。
ここでは、焦電型赤外線センサ３０からの出力を受けた
後、予めタイマーで設定された時間、連続して照明３４
が点灯し続ける。続いて人体が便座３５に着座し、人体
検知装置２９に内蔵されたサーモパイル３２の検知範囲
３３に入ると、今度はサーモパイル３２が人体を検知
し、その検知信号が伝送された照明３４はさらに連続し
て点灯されることになる。つまり、焦電型赤外線センサ
３０もしくはサーモパイル３２のうちのいずれかが検知
すればその信号が伝送されて照明装置３３が点灯され
る。つぎに、人体が便座３５から立ち上がり、退出する
ときに今度は焦電型赤外線センサ３０が検知して検知信
号を電送する。このとき最後に電送された検知信号によ
ってタイマーが作動し、所定時間が経過して照明３４は
消灯されるのである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の人体検知装置では、以下のような課題を有してい
た。

【００１６】まず検知範囲が便座を含んで広範囲になる
ため、例えば暖房便座の使用時には人体が居住する背景
温度を高くするため、人体と背景温度との温度差が小さ
くなって焦電型赤外線センサの検出信号が小さくなり、
人体の有無を誤って判定するという課題を有していた。

【００１７】又、人体が便座に着座している間は、サー
モパイルのみで検出することになるが、ここでも例えば
暖房便座の使用時には、その温度を検知することになり
人体の有無の判別ができなかったり、着座後に暖房便座
を動作させた際に、退室後も暖房便座の温度を検知する
ことになって、便座上に人体が着座したままのような検
知信号を出力するため人体の有無を誤って判定するとい
う課題を有していた。

【００１８】更に、例えば病院や、痴呆性病棟のトイレ
内の異常を精度よく判定することが困難であるという課
題を有していた。

【００１９】本発明は暖房便座の温度の影響を受けるこ
となく、便座に着座する人体の態様を含め病院や老人施
設等のトイレ内で発生する異常を検出でき、設置面積を
少なくして容易に設置することができる人体検知装置及
び人体検知方法並びにその設置方法を提供することを目
的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の人体検知装置は、人体より放射される赤外線
を変調するチョッパと、前記チョッパによって変調され
た赤外線を検知処理する焦電型赤外線センサ部と、所定
の検知領域に赤外線を発射しその反射光を検知処理する
測距型センサ部と、前記焦電型赤外線センサ部と前記測
距型センサ部とを制御する制御部と、を備えた構成を有
している。

【００２１】この構成により、暖房便座の影響を受ける
ことなく精度よく人体の有無を判定できる人体検知装置
を提供することができる。

【００２２】また、本発明の人体検知方法は、測距セン
サが人体の便座への着座状態を検知し、焦電型赤外線セ
ンサがトイレ内への人体の入出を検知するとともに、ト
イレ内の人体の態様を検知する構成を有している。

【００２３】この構成により、便座に着座する人体の態
様を含め病院や老人施設等のトイレ内で発生する異常を
検出できる人体検知方法を提供することができる。

【００２４】また、本発明の人体検知装置の設置方法
は、測距センサがトイレ室内の便座に対向して設けられ
るととともに、測距センサの検知可能距離が便座に到達
しない距離になる位置に設ける構成を有している。

【００２５】この構成により、設置面積を少なくして容
易に設置することができる人体検知装置の設置方法を提
供することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】この目的を達成するために、本発
明の請求項１に記載の人体検知装置は、人体より放射さ
れる赤外線を変調するチョッパと、前記チョッパによっ
て変調された赤外線を検知処理する焦電型赤外線センサ
部と、所定の検知領域に赤外線を発射しその反射光を検
知処理する測距型センサ部と、前記焦電型赤外線センサ
部と前記測距型センサ部とを制御する制御部と、を備え
たこととしたものであり、人体の動き、衣服の種類及び
環境温度に依らず高精度で人体を検知できるという作用
を有する。

【００２７】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の人体検知装置であって、人体が検知される空
間の温度が所定温度以上になると、前記制御部が、前記
焦電型赤外線センサ部の検知動作を停止させ、前記測距
型センサ部のみに検知動作を継続させることとしたもの
であり、請求項１の作用に加え、人体の存在する環境温
度の影響を少なく、高精度に人体の有無を検出できると
いう作用を有する。

【００２８】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１又は２に記載の人体検知装置であって、室内の予め設
定された所定位置のみを検知範囲とする測距型センサ部
と、前記所定位置以外を検知範囲とする焦電型赤外線セ
ンサ部と、前記測距型センサ部と前記焦電型赤外線セン
サ部とからの検知信号を受けて人体の存在の有無をそれ
ぞれ単独に判定する判定手段を備えたこととしたもので
あり、請求項１又は２の作用に加え、所定位置及びそれ
以外の検知範囲内に存在する人体の有無及びその態様を
精度よく検知して判定できるという作用を有する。

【００２９】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１乃至３の内何れか一項に記載の人体検知装置であっ
て、前記測距型センサ部がトイレ内の便座上の空間のみ
を検知範囲とし、前記焦電赤外線センサが前記トイレ内
の前記便座以外を検知範囲とし、前記測距型センサ部と
前記焦電型赤外線センサ部からの検知信号を受けて人体
の存在の有無をそれぞれ単独に判定する判定手段を備え
たこととしたものであり、請求項１乃至３の内何れか一
項の作用に加え、便座及びそれ以外の検知範囲内に存在
する人体の有無及びその態様を精度よく検知して判定で
きるという作用を有する。

【００３０】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
３又は４に記載の人体検知装置であって、前記判定手段
の判定に基づいて人体の有無を表示する表示部を備えた
こととしたものであり、請求項３又は４の作用に加え、
人体検知装置の設置に際し、表示を確認しながら最適な
設置場所を確認できるという作用を有する。

【００３１】本発明の請求項６に記載の発明は、前記焦
電型赤外線センサが、焦電赤外線素子の受光面に複数の
電極パターンがそれぞれ独立して形成されており、か
つ、前記電極パターンからの出力をそれぞれ単独に出力
することとしたものであり、請求項１乃至５の内何れか
一項の作用に加え、光学系を含めた人体検知装置を小型
にでき、１つのレンズと１つのセンサで検知範囲を任意
に設定することができるという作用を有する。

【００３２】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
４乃至６の内何れか一項に記載の人体検知装置であっ
て、前記焦電型赤外線センサ部の検知範囲が、前記便座
を含まず前記便座に着座した人体のいずれかの部位を含
むこととしたものであり、暖房便座の温度の影響を全く
受けず、便座に着座した人体を検知することができると
いう作用を有する。

【００３３】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
４乃至７の内何れか一項に記載の人体検知装置であっ
て、前記焦電型赤外線センサ部の検知範囲が、２以上に
独立して分割されていることとしたものであり、請求項
４乃至７の内何れか一項の作用に加え、人体の態様を検
知できるという作用を有する。

【００３４】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
８に記載の人体検知装置であって、前記焦電型赤外線セ
ンサ部の検知範囲が、人体の移動方向に順に設けられて
いることとしたものであり、請求項４乃至８の内何れか
一項の作用に加え、人体のトイレからの退出に際し高精
度の確認ができるという作用を有する。

【００３５】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項４乃至９の内何れか一項に記載の人体検知装置であっ
て、前記焦電型赤外線センサ部の検知範囲が、前記便座
の両側に設けられたトイレ内壁の一部を含むこととした
ものであり、請求項４乃至９の内何れか一項の作用に加
え、トイレの内壁によりかかる等の態様を検知すること
ができるという作用を有する。

【００３６】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項１乃至１０の何れか一項に記載の人体検知装置であっ
て、前記制御部が、前記測距型センサ部が人体の便座へ
の着座状態を検知し出力する着座状態検知信号と、前記
焦電型赤外線センサ部がトイレ内への人体の入出を検知
し出力する入出検知信号と、前記焦電型赤外線センサ部
がトイレ内の人体の態様を検知し出力する態様検知信号
と、から異常状態を検知することとしたものであり、請
求項１乃至１０の作用に加え、トイレ内の人体の有無及
びその態様を遠隔地点で容易に監視できるという作用を
有する。

【００３７】本発明の請求項１２に記載の人体検知方法
は、測距型センサ部が人体の便座への着座状態を検知
し、焦電型赤外線センサ部がトイレ内への人体の入出を
検知し、トイレ内の人体の態様を検知することとしたも
のであり、それぞれのセンサが単独に検知信号を出力で
きるという作用を有する。

【００３８】本発明の請求項１３に記載の人体検知装置
の設置方法は、前記測距型センサ部を、前記測距型セン
サ部の検知範囲の下端部が前記便座に到達しない位置に
配設することとしたものであり、便座に着座した人体の
有無を検知できるという作用を有する。

【００３９】本発明の請求項１４に記載の発明は、請求
項１３に記載の人体検知装置の設置方法であって、前記
焦電型赤外線センサ部を、前記トイレ内の前記便座を含
まない領域を検知範囲とし、かつ、前記便座に着座した
人体の一部の部位を検知できる位置に配設することとし
たものであり、請求項１３の作用に加え、測距型センサ
部が検知エラーを生じたときにも便座に着座した人体の
有無を検知できるという作用を有する。

【００４０】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。

【００４１】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における人体検知装置の要部断面図であり、図２は
本発明の実施の形態１における人体検知装置の機能ブロ
ック図である。

【００４２】図１及び図２において１は本実施の形態に
おける人体検知装置、２は３素子独立の焦電型赤外線セ
ンサ部であり、焦電型赤外線センサ素子２ａ、焦電型赤
外線センサ素子２ｂ及び焦電型赤外線センサ素子２ｃの
３つのセンサ素子がそれぞれ独立した検知範囲を持つ受
光エレメントと独立した制御回路及び出力端子を有し、
これを同一パッケージに収納したものである。３は任意
に設定された距離内の反射物体の存在を検知しフィルタ
機能、増幅機能等の信号処理機能がモジュール化された
測距型センサ部であり、反射物体を検知して接点出力を
発生する。４は短結晶シリコンからなる焦点距離４ｍｍ
の集光レンズであり、広範囲の赤外線を焦電型赤外線セ
ンサ部２に集光する。５は入射光を変調するために円板
にスリットが設けられたチョッパであり、焦電型赤外線
センサ部２に対し２０Ｈｚの周期で入射光に対する変調
を行う。６はチョッパ５を回転させるためのＤＣモー
タ、７ａは厚さ０．５ｍｍの高密度ポリエチレンからな
る第１の赤外線入射窓であり、この第１の赤外線入射窓
７ａを通して人体から発生する波長９μｍ程度の赤外線
が集光レンズ４を介して焦電型赤外線センサ部２に入光
する。７ｂは厚さ１ｍｍのポリカーボネート板からなる
第２の赤外線入射窓で、この第２の赤外線入射窓８を介
して人体から発生する赤外線が測距型センサ部３に入光
する。８は信号処理部であり、各焦電型赤外線センサ素
子２ａ、２ｂ及び２ｃから送られる変調された交流波形
に対しそれぞれ独立して増幅、フィルタリング等を行
う。９ａは測距型センサ部に対する判定処理部、９ｂは
焦電型赤外線センサ部２に対する判定処理部であり信号
処理部８から送られた信号の波高をサンプリング、デジ
タル変換し、各検知範囲に対応する背景のデジタル値を
常にモニターしながら、この背景のデジタル値に対し任
意のしきい値を越える変化が生じた場合各検知範囲にお
ける人体の存在や着座を判定する。ここで判定処理部９
ａ，９ｂの機能を以下に示す。それぞれの判定内容につ
いては後述する。

【００４３】１．測距型センサ部３からの出力に基づい
た便座への着座判定。

【００４４】２．焦電型赤外線センサ素子２ａの出力に
基づいた便座への着座判定。

【００４５】３．焦電型赤外線センサ素子２ｂ及び２ｃ
の出力に基づいた在室判定。

【００４６】４．焦電型赤外線センサ素子２ｂ及び２ｃ
による在室判定が３分以上継続した場合の異常位置判
定。

【００４７】５．上記在室判定と、焦電型赤外線センサ
素子２ａ、２ｂ及び２ｃと測距型センサ部３の無出力の
場合の退出判定。

【００４８】６．在室判定及び着座判定時刻から予め設
定された時間が経過しても退出信号が得られない場合の
異常判定。

【００４９】なお、ここでは便器のことを総称して便座
と表現している。１０は判定結果を外部に出力するため
の出力部であり、出力部１０は判定処理部９ａで得られ
た測距型センサ部３の着座状態検知信号と、判定処理部
９ｂで得られた焦電型赤外線センサ部２の入出検知信号
と、態様検知信号とを集中して管理する管理部に伝達
し、送信機能と、接点に出力する機能を有する。この送
信機能にはＲＳ２３２Ｃ形式を用いるのがよい。１１は
電源のＯＮ，ＯＦＦ状態、測距型センサ部３からの着座
中の判定、焦電型赤外線センサ部２からの在室及び着座
中判定をそれぞれ個別のＬＥＤで表示する表示部であ
り、ＬＥＤが点灯する。

【００５０】次に、焦電型赤外線センサ素子２ａ、２ｂ
及び２ｃと測距型センサ部３のそれぞれに設定された検
知範囲について、人体検知装置１がトイレに配設された
場合について説明する。

【００５１】図３は本発明の実施の形態１における人体
検知装置の検知範囲を示す説明図であり、図４は本発明
の実施の形態１における人体検知装置の側面の検知範囲
を示す説明図であり、図５は本発明の実施の形態１にお
ける人体検知装置の正面の検知範囲を示す説明図であ
る。

【００５２】図３乃至図５において、１は人体検知装
置、１７は便座である。１３は測距型センサ部３の検知
範囲である第１の検知範囲の最下端の検知範囲、１３ａ
は第１の検知範囲の側面視、１３ｂは第１の検知範囲の
正面視、１４は便座に着座した人体のいずれかの部位を
含むように設けられた焦電型赤外線センサ素子２ａの検
知範囲である第２の検知範囲の床面における検知範囲、
１４ａは便座１７に着座した人体の頭部付近を検知する
ように設けられ、１４ｂ，１４ｃは人体の両肩付近を検
知するように設けられ、１４ｄは膝部付近及び立位状態
を検知するように設けられている。１５は便座１７に正
常に着座した人体のいずれの部位も含まないようにして
便座１７の両側及び前方を検知する焦電型赤外線センサ
素子２ｂの検知範囲である第３の検知範囲の床面におけ
る検知範囲、１５ａ，１５ｂは人体がトイレの壁面にも
たれかかったような態様を検知するように設けられ、１
５ｃは人体の停留、通過及び転倒状態を検知できるよう
に設けられている。１６はトイレ入口付近を検知する焦
電型赤外線センサ素子２ｃの検知範囲である第４の検知
範囲の床面における検知範囲、１６ａは第４の検知範囲
の側面視であり、第４の検知範囲は便座１７に正常に着
座した人体のいずれの部位も含まないように設けられて
おり、トイレ内の人体の停留、通過及び転倒状態を検知
するように設けられている。

【００５３】以上のように構成された本発明の実施の形
態におけるトイレに配設された人体検知装置の動作につ
いて、以下図面を用いて説明する。

【００５４】まずトイレに人体が入室してトイレ入口の
第４の検知範囲に入ると、人体からの赤外線が集光レン
ズ４で集光されて焦電型赤外線センサ素子２ｃに大きな
電圧出力が発生し、信号処理部８上で背景出力に比べて
大きなアナログ電圧の変化を生じる。判定処理部９ｂで
はこの変化が大きなデジタル値の変化としてとらえら
れ、判定処理部９ｂが人体の存在を判定し、同時にタイ
マーが計測を始める。同時に出力部１０からはＲＳ２３
２Ｃ形式によってトイレ内に人体が在室中であることの
信号が発信され、表示部１１のそれぞれのセンサに対応
したＬＥＤが点灯する。次に人体は第３の検知範囲１４
を通過して便座に接近するため、焦電型赤外線センサ素
子２ｂが検知し判定処理部９ｂが人体の存在を判定す
る。このとき第４の検知範囲１５での在室判定動作は終
了するが、第２の検知範囲及び第３の検知範囲での在室
判定が継続されているためタイマーによる計時は継続さ
れている。次に、人体が便座１７に着座すると第２の検
知範囲１４に入り、焦電型赤外線センサ素子２ａが人体
の存在を検知し、同時に測距型センサ部３も人体を検知
し、判定処理部９ａがその存在を判定することになる。
このとき第３の検知範囲１５の在室判定動作は終了する
が、第２の検知範囲１４での在室判定が継続しているた
めタイマーによる計時は継続されている。第１の検知範
囲１２内を検知する測距型センサ部３又は第２の検知範
囲１４内を検知する焦電型赤外線センサ素子２ａの人体
検知信号を受けて、出力部１０からはＲＳ２３２Ｃ形式
でトイレ着座中を示す信号が表示部１１に伝達され、Ｌ
ＥＤ等の表示素子が点灯することになる。

【００５５】このとき着座する人体が反射率の極めて低
い衣服を着ているときや、髪の毛が長く前のめりの姿勢
のときには、測距型センサ部３がその人体を検知しない
ことが起こり得る。このような場合には、並行して第２
の検知範囲１４内を検知する焦電型赤外線センサ素子２
ａが人体の存在を検知して着座中の判定を行うことでタ
イマー動作も継続する。また、トイレ内の温度が異常に
上昇すると、背景温度と人体の温度差が小さくなって焦
電型赤外線センサ素子２ａが人体を検知しなくなる。こ
のような場合は測距型センサ部３が人体の存在を並行に
判定して、タイマー動作も継続する。このように人体が
存在する空間が予め設定された所定温度以上になると、
焦電型赤外線センサ部２が検知動作を止めるとともに、
測距型センサ部３のみが検知動作を継続するよう設ける
こともできる。

【００５６】ここではその対策のために、第２の検知範
囲１４内が便座１７に着座している人体の頭部、側部及
び膝部を同時に含むように設けられている。このことに
より、第２の検知範囲１４内の人体が占める割合が大き
くなるため、背景温度と人体の温度差が小さい場合でも
検知出力が得られ易くなる。また、人体が便座１７上で
動いても、いずれかの部位が第２の検知範囲１４内に含
まれることになるため、継続して人体の存在を検知する
ことができる。

【００５７】次に、人体が便座１７を離れると、第１の
検知範囲１３及び第２の検知範囲１４の人体判定動作が
終了し、着座中を示す信号が在室中を示す信号へと変わ
って伝送され、測距型センサ部３の判定に対応した表示
部１１のＬＥＤが消灯する。さらに人体は移動して第３
の検知範囲１５を通過し、第４の検知範囲１６通過して
トイレから退出する。このとき、第３の検知範囲１５に
対応する焦電型赤外線センサ素子２ｂに出力が発生した
後、一定の時間差をもって第４の検知範囲１６に対応し
た焦電型赤外線センサ素子２ｃの出力が発生しつづいて
消滅することを設定条件にしたタイマーの動作が停止
し、つづいて判定処理部９ａ，９ｂで退出判定され、出
力部１０を経て退出を示す信号が発信されて退出が確定
され、在室を示す表示部１１のＬＥＤが消灯される。

【００５８】尚、全ての判定出力がなくなることで退出
を確定することも可能であるが、例えば痴呆性患者が便
座後方の水槽１８の上に意図を持たずに移動したり、侵
入者が意図を持ってそれぞれの検知範囲を避けるべく退
避する等、検知範囲外に人体が存在することもあり得る
ため、上述したように人体の移動に追従した検知方法と
確定手段は判定精度を上げるために有効な手段となる。

【００５９】また、入室前から背景温度上昇の影響で３
つの焦電型赤外線センサ素子２ａ、２ｂ及び２ｃが人体
の存在を判定できない場合は、測距型センサ部３の出力
を基に人体の着座判定を行い、判定処理部９ａは着座判
定を行いこの時点からタイマーが動作し、出力部１０は
着座信号を発生し、測距型センサ部３に対応した表示部
１１のＬＥＤも点灯する。但し、退出時に第３の検知範
囲１５と第４の検知範囲１６に対応した退出出力が発生
しない場合、着座判定が継続し、タイマーが動作し続
け、あらかじめ設定された時間が経過すると判定処理部
９ａは異常判定を下し、出力部１０はＲＳ２３２Ｃ及び
接点出力に警報出力を発生する。この場合、例えばデジ
タルナースコールシステムに接続されていると、ナース
ステーションに警報が伝わり、ナースが現場で人体の異
常ではないことを確認したうえで、環境の異常として、
空調の設定等の対処が行われる。

【００６０】次に、前記入室からの課程を経て着座中に
人体が意識を失う等の異常が発生した際、最も多く発生
する状態はそのまま横壁にもたれかかる姿勢である。こ
のとき、第２の検知範囲１４に対応する焦電型赤外線セ
ンサ素子２ａが在室判定を行い、第１の検知範囲１３に
対応する測距型センサ部３が着座判定を行うことが出来
る場合もあるが、極端な姿勢や衣服の状態等により両セ
ンサがともに判定できないこともあり得る。しかし、こ
の姿勢では上半身が第３の検知範囲１５に入るため、第
３の検知範囲１５に対応する焦電型赤外線センサ素子２
ｂに大きな出力が得られるためこの範囲で判定処理部９
ｂが在室判定を行いタイマー動作を連続する。タイマー
があらかじめ設定された時間経過すると判定処理部９
ａ，９ｂは異常判定を下し、出力部１０はＲＳ２３２Ｃ
及び接点出力に警報出力を発生する。この場合、例えば
信号がデジタルナースコールシステムに接続されている
と、ナースステーションに警報が伝わり、ナースが現場
で対処を行う。尚、このとき第３の検知範囲１５からの
出力が３分以上継続した場合、判定処理部９ｂは異常位
置と判定し、出力部１０は異常位置情報を送信し、ナー
スが即座に確認することもできる。

【００６１】また、着座中に人体が意識を失う等の異常
が発生し、前のめり状態、後方にそる状態等の姿勢とな
った場合には、第２の検知範囲１４に対応する焦電型赤
外線センサ素子２ａと第１の検知範囲１３に対応する測
距型センサ部３で連続的に判定を行うことができるた
め、あらかじめ設定された、例えば在室検知から１０分
間のタイマー時間が経過すると前記同様警報出力を発生
する。尚、在室検知から警報発生までのタイマー設定時
間は用途や状況に応じて５分〜６０分の間で任意の時間
を選択出来る。

【００６２】さらに、便座１７から意識を失い床に倒れ
たり、移動中に意識を失い倒れてしまう、あるいは意識
があっても意図的に便座１７以外のトイレ内に継続して
存在する場合、第２、３、４の検知範囲１４、１５、１
６のいずれかが在室判定を行うため、あらかじめ設定さ
れたタイマー時間が経過すると前記同様警報出力を発生
する。

【００６３】一方、例えば人体が何らかの大きな物体を
所持してトイレ内に入室し、最終的にその物体を便座１
７上において退出した場合や、ペット等の小動物が長時
間存在する場合、結果的にあらかじめ設定されたタイマ
ー設定時間を越えた場合、警報が発せられることになる
が、基本的にはこれらも異常な状態であり、警報により
ナースが現場にて対処すべき対象となる。

【００６４】（実施例１）次に、実施の形態１における
第２の検知範囲１４内の検知精度の調査結果について、
以下に図面を用いて説明する。

【００６５】図６は本実施の形態による第２の検知範囲
の背面部の検知範囲を示す上面図であり、図７は本実施
の形態による第２の検知範囲の側面部の検知範囲を示す
上面図であり、図８は本実施の形態による第２の検知範
囲の前面部の検知範囲を示す上面図である。

【００６６】図６乃至図８において、１９は人体の頭部
のみを検知できるように設けられた検知範囲、２０は人
体の側部のみを検知できるように設けられた検知範囲、
２１は人体の膝部のみを検知できるように設けられた検
知範囲である。

【００６７】ここで（１）人体の背面部、（２）人体の
側面部及び（３）人体の前面部をそれぞれ単独で着座判
定した場合と、（４）これらを合わせて同時に着座判定
した場合（第２の検知範囲１３で測距型センサ部３な
し）と、（５）測距型センサ部３のみで着座判定した場
合と、（６）測距型センサ部３を併用して第１の検知範
囲１２と第２の検知範囲１３内を同時に着座判定した場
合に分けてそれぞれ１万回のフィールドテストを実施
し、その正常判定率を（表１）に示した。なお、上記の
フィールドテストでは暖房便座の使用もランダムに実施
されているが、測距型センサ部３を併用して第１の検知
範囲１２と第２の検知範囲１３内を同時に着座判定した
ものについては、（６）暖房便座有り・（７）暖房便座
なしを区別してテストした。

【００６８】

【表１】

【００６９】以上の結果から明らかなように（１）頭部
のみの検知範囲１９、（２）側部のみの検知範囲２０及
び（３）膝部のみの検知範囲２１のそれぞれ単独では正
常判定率は８０％以下と低いが、上記３つの検知範囲を
同時に検知した（４）では、９５％以上の正常判定率を
示した。

【００７０】また、測距型センサ部３のみの場合（５）
の正常判定率は８０％程度であったが、測距型センサ部
３を併用して第１の検知範囲１３と第２の検知範囲１４
内を同時に着座判定した場合（６）、（７）には、暖房
便座の有り・なしの差は認められず、ほぼ１００％の正
常判定率を示している。このように、本発明による人体
検出装置は極めて高い精度で人体の存在を判定でき、し
かも暖房便座の影響を受けることもない。

【００７１】（実施の形態２）次に、本発明における人
体検知装置の設置方法について図面を用いて説明する。

【００７２】図９は本発明の実施の形態２における人体
検知装置が配設された天井高２．２ｍのトイレの要部側
面図及び要部正面図であり、図１０は本発明の実施の形
態２における人体検知装置が配設された天井高２．５ｍ
のトイレの要部側面図及び要部正面図である。

【００７３】図９及び図１０において、１は人体検知装
置、１３は第１の検知範囲、１４は第２の検知範囲、１
７は便座、１８は水槽であり、これらは実施の形態１と
同様のものであるので、同一の符号を付してその説明を
省略する。

【００７４】トイレ内の天井高は一様でなく、多くの場
合２．２ｍから２．５ｍ程度の範囲でばらつきを有して
おり、天井高が変動しても、特に着座位置を検知する第
２の検知範囲１４と第１の検知範囲１３が実施の形態１
と同様の機能を果たす必要がある。設置の基準としては
測距型センサ部３の第１の検知範囲１３の検知下限が天
井から真下を見た場合、便座１７の開口部の中心となれ
ば、常に第１の検知範囲１３は人体をとらえ、且つ第２
の検知範囲１４は人体の頭部、側部、膝部をとらえるこ
とができる。この基準で検知範囲を設定することによ
り、第２の検知範囲１４の検知範囲は設置高が変わって
も暖房便座を含まず、且つ人体の頭部、側部、膝部に検
知範囲を有している。

【００７５】次に、設置方法について具体的に説明す
る。

【００７６】例えば、天井の基準高を２．３５ｍ、検知
下限から床までの距離が０．６ｍに設定されている測距
型センサ部３を使用する場合は、まず基準高と実際の天
井高の差を求め、これに検知下限から床までの距離０．
６ｍを加えた高さで測距型センサ部３の検知範囲が便座
１７の開口部の中心となればよい。例えば、実際の天井
高が２．２５ｍの場合、実際の天井の高さ２．２５ｍ−
基準高２．３５ｍ＝−０．１ｍであり、床から−０．１
ｍ＋０．６ｍ＝０．５ｍの高さで測距型センサ部３の検
知範囲が便座開口部の中心となるように設定する。具体
的には床面から０．５ｍの高さでかつ便座開口部の中心
にφ３ｃｍの金属製の反射板を設け、人体検知装置１の
位置を、表示部１１の測距型センサ部３に対応したＬＥ
Ｄが点灯する位置に調整する。この方法により容易な作
業で適切な位置に人体検知装置を施工することができ
る。

【００７７】尚、この方法はトイレ用の人体検知装置に
限られるものではなく、特定範囲を検知するすべての人
体検知装置に適用可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、本発明の人体検知装置及
び人体検知方法並びにその設置方法よれば、以下のよう
な優れた効果を有する。

【００７９】請求項１に記載の発明によれば、検知用セ
ンサが暖房便座の使用有無の影響を受けることなく使用
状態や、衣服等の条件に依らずより確実に人体を検知す
る事ができるいう効果を有する。

【００８０】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、人体が居住する空間が予め設定された所
定温度以上になると、焦電型赤外線センサ部が検知動作
を止めるとともに、測距型センサ部のみが検知動作を継
続するよう設けられているから、検知範囲の背景面積に
対して人体の占有率を上げることができるため焦電型赤
外線センサ部から大出力が得られ、また意識を失って壁
にもたれかかる姿勢でも体の一部が確実に検知範囲に入
り、センサからの出力が得られるという効果を有する。

【００８１】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２の効果に加え、検知用センサが暖房便座の使用有
無の影響を受けることなく使用状態や、衣服等の条件に
依らずより確実に人体を検知する事ができるいう効果を
有する。

【００８２】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至３の内何れか一項の効果に加え、人体の動作方向
や、存在位置の判定ができるというを効果を有してい
る。

【００８３】請求項５に記載の発明によれば、請求項３
又は４の効果に加え、確実に人体を検知する事ができる
いう効果を有する。

【００８４】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
乃至５の内何れか一項の効果に加え、入退出に際する高
精度の確認を行うことができるという効果を有する。

【００８５】請求項７に記載の発明によれば、請求項４
乃至６の内何れか一項の効果に加え、便座上で意識を失
って壁にもたれた状態を検知できるという効果を有す
る。

【００８６】請求項８に記載の発明によれば、請求項４
乃至７の内何れか一項の効果に加え、入退出に際する高
精度の確認を行うことができるという効果を有する。

【００８７】請求項９に記載の発明によれば、請求項８
の内何れか一項の効果に加え、入退出に際する高精度の
確認を行うことができるという効果を有する。

【００８８】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
４乃至９の内何れか一項の効果に加え、便座上で意識を
失って壁にもたれた状態を検知できるという効果を有す
る。

【００８９】請求項１１に記載の発明によれば、請求項
１乃至１０の効果に加え、デジタルナースコールシステ
ム等を介して人体検出器からリアルタイムに信号を受け
た介護人が状況に応じた早急な対応ができるという効果
を有する。

【００９０】請求項１２に記載の発明によれば、検知用
センサが暖房便座の使用有無の影響を受けることなく使
用状態や、衣服等の条件に依らずより確実に人体を検知
する事ができるいう効果を有する。

【００９１】請求項１３に記載の発明によれば、暖房便
座の影響を受けない最適設置場所を割り出すことができ
るという効果を有する。

【００９２】請求項１４に記載の発明によれば、請求項
１３の効果に加え、検知用センサが暖房便座の使用有無
の影響を受けることなく使用状態や、衣服等の条件に依
らずより確実に人体を検知する事ができるいう効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における人体検知装置の
要部断面図

【図２】本発明の実施の形態１における人体検知装置の
機能ブロック図

【図３】本発明の実施の形態１における人体検知装置の
検知範囲を示す概略図

【図４】本発明の実施の形態１における人体検知装置の
側面の検知範囲を示す概略図

【図５】本発明の実施の形態１における人体検知装置の
正面の検知範囲を示す概略図

【図６】実施例における第２の検知範囲の背面部の検知
範囲を示す上面図

【図７】実施例における第２の検知範囲の側面部の検知
範囲を示す上面図

【図８】実施例における第２の検知範囲の前面部の検知
範囲を示す上面図

【図９】本発明の実施の形態２に人体検知装置が配設さ
れた天井高２．２ｍのトイレの要部側面図及び要部正面
図

【図１０】本発明の実施の形態２に人体検知装置が配設
された天井高２．５ｍのトイレの要部側面図及び要部正
面図

【図１１】従来の焦電型赤外線センサを用いた人体検知
装置の概略図

【図１２】従来の焦電型赤外線センサを用いたもう一つ
の人体検知装置の概略図

【符号の説明】

１人体検知装置２焦電型赤外線センサ部２ａ，２ｂ，２ｃ焦電型赤外線センサ素子３測距型センサ部４集光レンズ５チョッパ６ＤＣモータ７ａ，７ｂ赤外線入射窓８信号処理部９ａ，９ｂ判定処理部１０出力部１１表示部１３測距型センサ部の検知範囲１３ａ測距型センサ部の側面検知範囲１３ｂ測距型センサ部の側面検知範囲１４焦電型赤外線センサ素子２ａの床面検知範囲１４ａ焦電型赤外線センサ素子２ａの側面視検知範囲１４ｂ焦電型赤外線センサ素子２ａの正面視検知範囲１４ｃ焦電型赤外線センサ素子２ａの正面視検知範囲１５焦電型赤外線センサ素素子２ｂの床面検知範囲１５ａ焦電型赤外線センサ素子２ｂの正面視検知範囲１５ｂ焦電型赤外線センサ素子２ｂの正面視検知範囲１５ｃ焦電型赤外線センサ素子２ｂの側面検知範囲１６焦電型赤外線センサ素子２ｃの床面検知範囲１６ａ焦電型赤外線センサ素子２ｃの側面検知範囲１７便座１８水槽１９人体の頭部を検知する検知範囲２０人体の側部を検知する検知範囲２１人体の膝部を検知する検知範囲２２ドア２３照明２４換気扇２５便座２６人体検知装置２７焦電型赤外線センサ２８焦電型赤外線センサの検知範囲２９人体検知装置３０焦電型赤外線センサ３１焦電型赤外線センサの検知範囲３２サーモパイル３３サーモパイルの検知範囲３４照明３５便座

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体より放射される赤外線を変調するチョ
ッパと、前記チョッパによって変調された赤外線を検知
処理する焦電型赤外線センサ部と、所定の検知領域に赤
外線を発射しその反射光を検知処理する測距型センサ部
と、前記焦電型赤外線センサ部と前記測距型センサ部と
を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする人体検
知装置。
【請求項２】人体が検知される空間の温度が所定温度以
上になると、前記制御部が、前記焦電型赤外線センサ部
の検知動作を停止させ、前記測距型センサ部のみに検知
動作を継続させることを特徴とする請求項１記載の人体
検知装置。
【請求項３】室内の予め設定された所定位置のみを検知
範囲とする測距型センサ部と、前記所定位置以外を検知
範囲とする焦電型赤外線センサ部と、前記測距型センサ
部と前記焦電型赤外線センサ部とからの検知信号を受け
て人体の存在の有無をそれぞれ単独に判定する判定手段
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の人体
検知装置。
【請求項４】前記測距型センサ部がトイレ内の便座上の
空間のみを検知範囲とし、前記焦電赤外線センサが前記
トイレ内の前記便座以外を検知範囲とし、前記測距型セ
ンサ部と前記焦電型赤外線センサ部からの検知信号を受
けて人体の存在の有無をそれぞれ単独に判定する判定手
段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の内何れか
一項に記載の人体検知装置。
【請求項５】前記判定手段の判定に基づいて人体の有無
を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項３又
は４に記載の人体検知装置。
【請求項６】前記焦電型赤外線センサが、焦電赤外線素
子の受光面に複数の電極パターンがそれぞれ独立して形
成されており、かつ、前記電極パターンからの出力をそ
れぞれ単独に出力することを特徴とする請求項１乃至５
の内何れか一項に記載の人体検知装置。
【請求項７】前記焦電型赤外線センサ部の検知範囲が、
前記便座を含まず前記便座に着座した人体のいずれかの
部位を含むことを特徴とする請求項４乃至６の内何れか
一項に記載の人体検知装置。
【請求項８】前記焦電型赤外線センサ部の検知範囲が、
２以上に独立して分離されていることを特徴とする請求
項４乃至７の内何れか一項に記載の人体検知装置。
【請求項９】前記焦電型赤外線センサ部の検知範囲が、
人体の移動方向に順に設けられていることを特徴とする
請求項８に記載の人体検知装置。
【請求項１０】前記焦電型赤外線センサ部の検知範囲
が、前記便座の両側に設けられたトイレ内壁の一部を含
むことを特徴とする請求項４乃至９の内何れか一項に記
載の人体検知装置。
【請求項１１】前記制御部が、前記測距型センサ部が人
体の便座への着座状態を検知し出力する着座状態検知信
号と、前記焦電型赤外線センサ部がトイレ内への人体の
入出を検知し出力する入出検知信号と、前記焦電型赤外
線センサ部がトイレ内の人体の態様を検知し出力する態
様検知信号と、から異常状態を検知することを特徴とす
る請求項１乃至１０の内何れか一項に記載の人体検知装
置。
【請求項１２】前記測距型センサ部が、人体の便座への
着座状態を検知し、焦電型赤外線センサ部が、トイレ内
への人体の入出を検知しトイレ内の人体の態様を検知す
ることを特徴とする人体検知方法。
【請求項１３】前記測距型センサ部を、前記測距型セン
サ部の検知範囲の下端部が前記便座に到達しない位置に
配設することを特徴とする人体検知装置の設置方法。
【請求項１４】前記焦電型赤外線センサ部を、前記トイ
レ内の前記便座を含まない領域を検知範囲とし、かつ、
前記便座に着座した人体の一部の部位を検知できる位置
に配設することを特徴とする請求項１３に記載の人体検
知装置の設置方法。