JP2001299622A - 温水機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、センサの取り付け工事を簡略化す
ると共に浴室への入退出、浴槽への出入りを迅速かつ確
実に検知することができる人体センサを有する温水機器
を提供することを課題とする。 【解決手段】 浴槽と洗場と洗場への入口とを有する浴
室と、該浴室における人体の動きを撮像して画像処理す
る人体検出センサと、赤外線により人体を検知する赤外
線センサと、前記人体検出センサと赤外線センサとを１
つのケースに収めた人体センサと、該人体センサを接続
した温水機器とからなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は浴室における人体の
動きを撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像以
外の手段により人体を検知する人体検知センサとを取り
付けた浴室に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、浴槽及び洗場を設けた浴室に、浴
室への入室、浴室からの退出あるいは浴室内の動きを検
出するためのセンサを設けることは知られている。そし
て、センサには赤外線センサやＣＣＤカメラ等を使用す
る提案がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のセン
サは、それを作動させるための電源を必要とするため、
別途に浴室内に電源コード線を導入しなければならず、
さらに１００ボルトの電圧を降圧するためのトランスを
用意する等の煩雑な電源導入工事を要する難点を有して
いた。また、浴室内は高温多湿であり、照明も暗く単一
のセンサを設けたのみでは、人の動きの検知を確実に行
なうことが困難であった。

【０００４】本発明は上記問題に鑑み、センサの取り付
け工事を簡略化すると共に浴室への入退出、浴槽への出
入りを迅速かつ確実に検知することができる人体センサ
を有する温水機器を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の温水機器は、浴槽と洗場と洗場への入口と
を有する浴室と、該浴室における人体の動きを撮像して
画像処理する人体検出センサと、赤外線により人体を検
知する赤外線センサと、前記人体検出センサと赤外線セ
ンサとを１つのケースに収めた人体センサと、該人体セ
ンサを接続した温水機器とからなることを第１の特徴と
している。この第１の特徴によれば、人体センサへの低
電圧電源を温水機器から供給することができ、しかも２
つのセンサを用いることで浴室への入室検知の確実化を
図ることができたものである。また、本発明の温水機器
は、浴槽と洗場と洗場への入口とを有する浴室と、該浴
室における人体の動きを撮像して画像処理する人体検出
センサと、赤外線により人体を検知する赤外線センサ
と、前記人体検出センサと赤外線センサとを１つのケー
スに収めた人体センサと、該人体センサを接続した温水
機器とからなり、人体センサと温水機器と接続する接続
コードの途中に着脱自在のコネクターを設けたことを第
２の特徴としている。この第２の特徴によれば、上記の
特徴に加え、人体センサの取り付け工事、取り外し、人
体センサの保守点検が容易に行なえる利点がある。

【０００６】さらに、本発明の請求項１〜２に記載の温
水機器は、給湯器若しくは給湯器付風呂釜で構成されて
いることを第３の特徴としている。この第３の特徴によ
れば、上記の特徴に加え、給湯器の給湯制御装置等を駆
動する低電圧の電源、各種の給湯器のセンサ情報を活用
できる利点がある。

【０００７】さらに、本発明の請求項１〜３に記載の温
水機器は、温水機器に内蔵し浴槽水位を検出する水位セ
ンサによる浴槽水位情報を前記人体検出センサの制御装
置に入力する手段を設けたことを第４の特徴としてい
る。この第４の特徴によれば、上記の特徴に加え、浴槽
内外特に浴槽への出入りにおける人の動きを迅速かつ確
実に検知することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施
形態を示す全体構成図である。図２は本発明の一実施形
態を示す電気回路のブロック図である。図３は人体検出
センサの画像検出部の１画素を構成する画像コア回路の
構成を示す回路図である。図４はセンサの撮像範囲と検
知範囲及び検知領域との関係を示す説明図である。図５
は本発明の一実施形態を示す制御フローチャートであ
る。図６は他実施形態のフローチャートである。

【０００９】図１は浴室１及び温水機器４０を側方から
見た断面図であり、本発明の一実施形態の概略を示すも
のであって、浴室１内部には浴槽２及び洗場３を設けて
ある。４は浴室への出入口である。そして、浴室１の天
井には人体センサ５が設置されている。浴室１がシステ
ムバスルームの場合には保守点検上、天井に開口した点
検口４４に取り付けることが望ましい。天井の人体セン
サ５は、人工網膜を利用した撮像装置を有し浴室におけ
る人体の動きを撮像して画像処理する人体検出センサ５
１と、赤外線検知により人体を検知する赤外線センサ５
２とから構成している。

【００１０】人体センサ５の出力は、温水機器４０と接
続する接続コード４１を通じて温水機器４０のコントロ
ーラ４２に入力され、コントローラ４２から浴室用リモ
コン６０や台所用リモコン７０へ伝送される。ここに、
温水機器４０とは、浴槽に給湯等水を加熱するための機
器であり、具体的には給湯器付風呂釜、給湯器付暖房
機、温水暖房機、給湯器等により構成されている。温水
機器にはガスを燃料とするもののみならず石油を燃料と
するものでもよい。そして、給湯器を制御するリモコン
６０、７０には浴室１に入浴者がいることを知らせるラ
ンプ等の表示部を有しており、人体センサ５が入浴者を
検知して信号線から検知信号を出力すると表示部が点灯
するようになっている。表示部は上記のものに限られ
ず、入浴者の動きが一定時間無かった場合、浴槽で寝て
いるかまたは倒れたと推測し、まず浴室用リモコン６０
で警報音あるいは音声により注意を喚起し、浴室側から
応答が所定時間内にない場合には、台所用リモコン７０
で警報音あるいは音声により他者に報知するようにした
ものでもよい。

【００１１】また、前記した人体センサ５と温水機器４
０とを接続する接続コード４１の途中には、人体センサ
５を着脱自在とするためのコネクター４３を設けてあ
る。人体センサ５を浴室１の点検口４４に固定しておく
と、コネクター４３を外すことで点検口４４と人体セン
サ５とは一体的に取り外すことが可能となり推奨でき
る。そして、温水機器４０の内部には図示しない熱交換
器及びバーナが内蔵されており、制御のための各種セン
サのほか、浴槽２の水位を検出する半導体圧力センサ等
の水位センサ４５を設けてある。また、温水機器４０か
ら浴槽２に対して給湯落しこみ管４６が接続配管されて
いる。前記水位センサ４５にはこの給湯落しこみ管４６
を介して浴槽水位が検出できるようになっている。ま
た、人体センサ５を作動させるための電源は、電源プラ
グ４７から導入され温水機器４０のコントローラ４２部
のトランスを介して降圧され低電圧化されて供給され
る。

【００１２】図２は人工網膜チップを利用した人体検出
センサ５１と、赤外線センサ５２とからなる人体センサ
５の具体構成を示したものである。人体検出センサ５１
は人体を検出すると共に検出した画像を処理する撮像装
置６と、撮像装置６に制御信号を与えると共に処理情報
を判定する制御装置７とから構成されている。そして、
人体検出センサ５１の他に赤外線センサ５２を同一のケ
ース体内に設け、その制御装置７を共用し、浴室１が暗
い場合の監視の相互補填を行なうようにしてある。

【００１３】前記撮像装置６の撮像部８は、縦１２８×
横１２８画素のＣ−ＭＯＳアレイ等のうち、制御装置７
のマイクロコンピュータのＲＡＭ容量上、縦３２×横３
２画素（＝１０２４画素）からなる画像検出部９、結像
レンズ１０、スキャナ１１、マルチプレクサ１２及びス
キャナ駆動制御部１３から構成されている。ＲＡＭ容量
が許せば、もっと多くの画素を用いても良く、また多数
の画素を間引いて検出処理しても良い。画像検出部９の
画素はそれぞれモノクロ２５６階調「レベル０（黒）〜
２５５（白）の２５６階調」で表現される。

【００１４】そして、撮像部８においては、浴室内の画
像は、結像レンズ１０によって画像検出部９に結像され
る。スキャナ１１は、スキャナ駆動制御部１３によって
駆動制御されており、画像検出部９の各画素列を順次一
定周期毎に受光状態（オン状態）となるように制御して
いる。受光状態となった１列の各画素から同時に出力さ
れた光電流は、マルチプレクサ１２によってアナログデ
ータからシリアルデータに変換され、増幅器１４で増幅
された後、画像処理部１５へ入力される。なお、アナロ
グデータからシリアルデータへの変換等は外部に設けた
制御装置部あるいは別途設けたＩＣにより行っても良
い。

【００１５】また、画像検出部９の各画素は、図３に示
すように画素コア回路１７によって構成されている。画
素コア回路１７は受光素子１８、電荷蓄積回路１９、感
度可変回路２０から構成されており、感度可変端子２１
及びリセット端子２２がスキャナ１１に接続され、光電
流出力端子２３がマルチプレクサ１２に接続されてい
る。

【００１６】図２においてゲイン調整部１６は、画像処
理部１５における画像平均値（画像の明るさ）をチェッ
クし、画像平均値が適切な範囲から外れていれば、増幅
器１４によって撮像装置６のゲインを調整すると共にス
キャナ駆動制御部１３によって画像検出部９の蓄積時間
を調整し、適正な明るさの画像が得られるように調光す
る。

【００１７】人工網膜を用いた撮像装置６では、画像平
均値は、画像検出部９を構成する３２×３２個の全画素
における階調（０階調（黒）〜２５５階調（白）の２５
６階調）の平均値であり、０〜２５５の値で表わさせ
る。この画像平均値は増幅器１４のゲインと画像検出部
９の蓄積時間によって決定される。ここで、ゲインはカ
メラの絞りに相当し、蓄積時間はカメラのシャッタース
ピードに相当する。従って、撮像装置６の適正な画像平
均値を得ようとすれば、適当なゲインに固定しておき、
蓄積時間を調整すればよい。あるいは、適当な蓄積時間
を固定しておき、ゲインを調整すればよい。

【００１８】そして、図２において少なくとも撮像をお
こなう画像検出部９と画像処理を行なう画像処理部１５
とは１チップで構成されている。このチップは人工網膜
チップと称される。また、このチップの裏面位置には、
制御装置７を設けてあり、制御装置７はマイクロコンピ
ュータからなりこの内部には人体検出センサに５１よる
検知処理を行なう検知領域を複数の領域に分割する領域
分割手段２４をソフトウエアーとして組込んである。

【００１９】具体的には、図４に示すように、画像処理
部１５に入力された画像情報を処理するためのポイント
テーブル２５を複数域に分割するものである。すなわち
人体検出センサによる検出可能な撮像能力範囲（ポイン
トテーブル２５全体に相当）を、まず画像処理の必要な
検知領域２６と、画像処理を行なわない非検知領域２７
とに区画している。すなわち、撮像能力範囲のすべてを
検知領域とはしていない。これにより検出処理可能な検
出処理領域のうちの一部を、実際に検知し処理するセン
サ検知領域として使用することで画像の処理範囲を限定
して、画像処理の速度を早めている。さらに前記の検知
領域２６を、洗場領域３０及び浴槽領域３１の２つの領
域に分割したものである。また、洗場領域３０と浴槽領
域３１との間を無効領域とし、この無効領域を画像の処
理をしない非検知領域としてもよい。

【００２０】そして、人体センサ５１を構成する結像レ
ンズ１０と撮像装置６と制御装置７とは、前記赤外線セ
ンサ５２と共に１つのケースに納められ、人体センサセ
ットとして浴室１の天井に取り付けられる。

【００２１】そして、撮像装置６の検知出力と赤外線セ
ンサ５２の検知出力はそれぞれ判定手段３２へ入力され
る。また、前記水位センサ４５による浴槽２の水位情報
は温水機器４０のコントローラ４２を介して制御装置７
の判定手段３２へと伝送される。判定手段は撮像装置６
からの出力と赤外線センサからの出力と水位センサから
の出力に基づき、浴室における入浴者の有無や入浴者の
動きなどを総合的に判断する。

【００２２】人工網膜により検出した画像は次のように
画像処理される。画像処理部１５は、画像検出部９を構
成する全画素から画像情報を一定時間毎に受信する。画
像処理部１５は、一定時間毎に画像情報を受け取ると、
該画像情報を処理し、判定手段３２に出力して入浴者の
動きを監視するのである。

【００２３】具体的には、まず画像検出部９で検出した
一定時間前の画像（前画像）と現時点での画像（現画
像）との受光量の差（差分）を画像処理部１５で演算す
る。差分が正の画素は＋で表わし、負の画素は−で表わ
し、差が０の画素は０で表わす。対象物の動きは画像の
境界によって判定できるので、画像の境界の移動はそこ
での差分の正または負となって表れる。これにより画像
境界の移動の方向が推定される。そして差分の総和を見
ることで大まかな人の動きが把握できる。さらに、上記
解析方法を２次元の画像に適用して、具体的には画素上
の方向を縦方向、横方向、右上がり斜め方向、右下がり
斜め方向の４つに分けて、この４つの方向毎に現画像と
前画像との差分（スカラー）を求めて、この差分の画像
から各方向ごとの動きを判定し、各方向の差分をベクト
ルとして表わすようにしてもよい。そして該画素とその
周辺の３×３画素の差分ベクトルを平均化することで
（オプチカルフロー）、浴室における人の存在や人の動
きを検知することができる。

【００２４】図４に示すように人体検出センサ５１の検
知領域２６は、洗場領域３０、浴槽領域３１の２つのエ
リアに分け、各エリア毎に前記差分の総和または動き量
を検知している。ここで、動き量とは、各領域３０、３
１毎に各画素のオプチカルフローのスカラー量を平均し
たもの（スカラー平均）、もしくはスカラー量の和(ス
カラー和)である。

【００２５】次に、浴室１に人が入室したか否か等の判
別について説明する。図５において、人が浴室に入り始
めると、まず待機状態にある赤外線センサが人体を検知
してオンとなる（ステップＳ１）と共にタイマセットさ
れ（ステップＳ２）、人体検出センサ５１が一定時間内
に洗場において人を検知すると（ステップＳ３）、入室
したものと判断する（ステップＳ４）。この入室判定に
おいて、人体検出センサ５１による人体検知には撮像及
び動き量の演算等に時間を要すること、あるいは浴室が
暗い場合には監視感度が鈍いことから、赤外線センサ５
２を併用し、赤外線センサ５２が検出した後人体検出セ
ンサ５１が共に人を検出することで、人体検出センサ５
１の弱点を補い、入室の確実を期しているものである。

【００２６】また、浴室からの退出時においても、赤外
線センサ５２がオフとなった場合（ステップＳ５におい
てノーの場合）で、かつ、人体検出センサ５１が動き量
を検知しない場合（ステップＳ６においてノーの場合）
に浴室から退出したものと判断させている。赤外線セン
サ５２では浴槽湯温を人体温度と誤って判断することが
有り得るので、この赤外線センサ５２の弱点を他のセン
サを使用することで補完している。

【００２７】そして、人体検出センサ５１が洗場におい
て人を検知しなかった場合（ステップＳ３でノーの場
合）でも、浴槽において人を検知すると（ステップＳ
８）、所定時間内に赤外線センサ５２及び人体検出セン
サ５１が共に人を検知している場合には（ステップＳ
９、Ｓ１０）、入室しているものと判断することとして
いる（ステップＳ４）。なお、入室したものと判定した
のちはセンサの検知継続時間を平均的な入浴時間に見合
うようにタイマセット（ステップＳ１１）している。こ
のタイマセット時間は、浴室に人が居ることを検知して
延長するようにしてもよい。

【００２８】また、人体検出センサ５１の取り付けは、
浴室１の天井であって、浴室の洗場領域３０と浴槽領域
３１との境界位置に取付けられる。この位置は標準的な
浴室において洗場３及び浴槽２を設けた浴室内の人の動
きを監視できる最適位置である。特に、浴槽２と洗場３
との境界に取付けることで、浴槽２及び洗場３での人の
動きに対して、境界が明確化できる。さらに、人体検出
センサ５１を洗場領域３０と浴槽領域３１との間に設け
た画像処理を行なわない無効領域の位置に取付けること
で、人体検出センサの取付け位置が適正位置から多少ず
れたとしても、無効領域においては画像処理をおこなわ
ないので、常に洗場と浴槽の２つの領域の検知を確実に
行なえる。無効領域の領域幅である洗場領域３０と浴槽
領域３１との間の隙間は人体センサ５のケース幅とほぼ
同等であることが望ましい。人体センサ５を構成する人
体検出センサ５１と赤外線センサ５２とは１つのケース
内に収納することで、取付けし易く、点検も容易とな
る。

【００２９】また、ユニットバス等からなるシステムバ
スルームの場合には、バスルームの天井にその点検用の
点検口が位置しており、この点検蓋である点検口に前記
人体センサ５を取り付けることを推奨する。点検口は取
り付け、取り外しができるので、人体センサ５の設置、
点検が容易に行なえるのみならず、前記センサの最適取
付け位置の条件を満足するものである。

【００３０】さらに、本発明では、浴槽２に人がいる
か、いないかの検知に万全を期するようにしている。こ
の例を図６に基づいて説明する。図６において、温水機
器４０による浴槽２への自動落しこみ給湯が行われ、浴
槽２への湯張りが終了すると（ステップＳ１２）、水位
センサ４５により浴槽２の湯水の水位が測定され検出さ
れる（ステップＳ１３）。そして、前述した人の浴室１
への入室判断がなされ（ステップＳ１４でイエスの場
合）、洗場から浴槽へ向けて人の動きが検知されると
（ステップＳ１５でイエスの場合）、人体検出センサ５
１の制御装置７から温水機器のコントローラ４２に対し
て浴槽水位を検出する指令である浴槽水位検出指令が出
力される（ステップＳ１６）。そしてステップＳ１７
で、入室前の浴槽水位と今回の浴槽水位とが比較され、
水位変化がプラス側に変化している場合（ステップＳ１
７でイエスの場合）には浴槽に入浴中であると判定され
る。また、水位が変化していない場合（ステップＳ１７
でノーの場合）には浴槽に人なしと判定される。これに
より、浴槽２内の温水中に沈んでいる場合においても浴
槽内に人がいることを確実に判定することができるよう
になった。

【００３１】なお、上述した実施形態は本発明の好適な
実施形態を示すものであって、本発明はこれに限定され
ることなく、その範囲内で各種設計変更可能である。例
えば、本実施形態ではシステムバスルームについて説明
したが、この例に限られることなくこれ以外の既存の浴
室にも設置できるものである。また、人体検出センサは
低画素数のセンサを用いたが、ＣＣＤによる撮像センサ
を使用し、これに赤外線センサを組み合わせても同様の
効果が期待できるものである。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上のように、浴槽と洗場と洗
場への入口とを有する浴室と、該浴室における人体の動
きを撮像して画像処理する人体検出センサと、赤外線に
より人体を検知する赤外線センサと、前記人体検出セン
サと赤外線センサとを１つのケースに収めた人体センサ
と、該人体センサを接続した温水機器とから構成したの
で、人体センサへの低電圧電源を温水機器から供給する
ことができ、しかも２つのセンサを用いることで浴室へ
の入室検知の確実化を図ることができたものである。ま
た、本発明は、浴槽と洗場と洗場への入口とを有する浴
室と、該浴室における人体の動きを撮像して画像処理す
る人体検出センサと、赤外線により人体を検知する赤外
線センサと、前記人体検出センサと赤外線センサとを１
つのケースに収めた人体センサと、該人体センサを接続
した温水機器と、人体センサと温水機器と接続する接続
コードの途中に着脱自在のコネクターを設けたので、上
記の特徴に加え、人体センサの取り付け工事、取り外
し、人体センサの保守点検が容易に行なえる利点があ
る。さらに、本発明は、温水機器を給湯器若しくは給湯
器付風呂釜で構成したので、上記の特徴に加え、給湯器
の給湯制御装置等を駆動する低電圧の電源、各種の給湯
器のセンサ情報を活用できる利点がある。さらに、本発
明は、温水機器に内蔵し浴槽水位を検出する水位センサ
による浴槽水位情報を前記人体検出センサの制御装置に
入力する手段を設けたことで、上記の特徴に加え、浴槽
内外特に浴槽への出入りにおける人の動きを迅速かつ確
実に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施形態を示す全体構成図で
ある。

【図２】図２は本発明の一実施形態を示す電気回路のブ
ロック図である。

【図３】図３は人体検出センサの画像検出部の１画素を
構成する画像コア回路の構成を示す回路図である。

【図４】図４はセンサの撮像範囲と検知範囲及び検知領
域との関係を示す説明図である。

【図５】図５は本発明の一実施形態を示すフローチャー
トである。

【図６】図６は本発明の他実施形態を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 浴室 ２ 浴槽 ３ 洗場 ４ 出入口 ５ 人体センサ ６ 撮像装置 ７ 制御装置 ９ 画像検出部 １５ 画像処理部 １７ 画像コア回路 ２４ 領域分割手段 ２６ 検知領域 ３０ 洗場領域 ３１ 浴槽領域 ３２ 判定手段 ４０ 温水機器 ４１ 接続コード ４２ コントローラ ４３ コネクター ４５ 水位センサ ４７ 電源プラグ ５１ 人体検出センサ ５２ 赤外線センサ ６０ 風呂用リモコン ７０ 台所用リモコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D032 GA02 5C022 AA01 AB17 AB20 AC31 AC41 AC54 5C054 AA01 AA05 CA04 CC05 CE16 EA01 ED01 FC13 FF07 HA18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽と洗場と洗場への入口とを有する浴
   室と、該浴室における人体の動きを撮像して画像処理す
   る人体検出センサと、赤外線により人体を検知する赤外
   線センサと、前記人体検出センサと赤外線センサとを１
   つのケースに収めた人体センサと、該人体センサを接続
   した温水機器とからなることを特徴とする温水機器。
2. 【請求項２】 浴槽と洗場と洗場への入口とを有する浴
   室と、該浴室における人体の動きを撮像して画像処理す
   る人体検出センサと、赤外線により人体を検知する赤外
   線センサと、前記人体検出センサと赤外線センサとを１
   つのケースに収めた人体センサと、該人体センサを接続
   した温水機器とからなり、人体センサと温水機器と接続
   する接続コードの途中に着脱自在のコネクターを設けた
   ことを特徴とする温水機器。
3. 【請求項３】 上記温水機器は給湯器若しくは給湯器付
   風呂釜で構成されていることを特徴とする請求項１〜２
   に記載の温水機器。
4. 【請求項４】 上記温水機器に内蔵し浴槽水位を検出す
   る水位センサによる浴槽水位情報を前記人体検出センサ
   の制御装置に入力する手段を設けたことを特徴とする請
   求項１〜３に記載の温水機器。