JP2002090467A

JP2002090467A - 電源スイッチ

Info

Publication number: JP2002090467A
Application number: JP2000284917A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okano; 浩史岡野; Kentaro Todoroki; 健太郎轟木; Kiyoshi Arifuku; 潔有福; Keisuke Kanzaki; 景介神崎; Katsuhisa Tsuchiya; 勝久土屋
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-03-27

Abstract

(57)【要約】【課題】既存の省電力製品はそれを利用することによ
り無駄な電力消費を削減することが期待できるが、これ
らの効果はあくまで省電力に対応した家電製品を買った
場合に限られており、省電力に対応していない既存の製
品を使い続けている限りは電力量の削減はあり得なかっ
た。【解決手段】本発明はかかる従来の課題を解決するた
め、既存の電気製品と電源コンセントの間に移動体検知
手段のセンシングによりON/OFF制御を行うスイッチを設
け、省電力化を実現する。また、マイクロ波を利用した
センサにおいて静体検知する方法を示し、この機能を利
用することによる正確な在室検知センサを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動体の検知を正確
に行う移動体検知装置と、電気機器の電源をこまめにON
/OFFすることにより省電力を実現する電源スイッチに関
する。

【０００２】

【従来の技術】地球環境保全の観点から省エネルギーに
対する要望は非常に強い。中でも電力の消費に関しては
世界的な課題にまで発展しているCO2削減に大きく影響
を与える因子であるため、その関心度は非常に高いと同
時に、省電力に対する要望もしくは規則も年々厳しくな
ってきている。このような背景の中、冷蔵庫やクーラー
など各家庭において消費電力の大きい家電製品に対して
省電力製品が各種登場し、また、待機電力のあるビデオ
やテレビなどに関しては“待機電力０”の製品などが登
場し、消費者の関心を惹いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こうした省電力製品に
よって無駄な電力消費の削減が期待できるが、これらの
効果はあくまで省電力に対応した家電製品を買った場合
に限られており、省電力に対応していない既存の製品を
使い続けている限りは電力量の削減はあり得なかった。
省電力製品の売りとして、“買い換えればイニシャルコ
ストはかかるが、電気代の節約を考慮すれば何年で元が
取れる。”等というものがあるが、特に冷蔵庫など普段
から使用頻度の高いもの等を入れ替えるのはとても面倒
であり、さらには使用可能な手持ちの製品を捨ててまで
省電力製品を買うという行為自体がゴミの増加をもたら
し、地球環境を悪化させる結果となり、決して好ましい
選択肢ではなかった。こうした問題を背景に、焦電セン
サを利用し、部屋にいる人を検知し、最適な居住空間を
創出するような装置も提案され、こういった焦電センサ
による人体検知センサを利用して、同居住空間における
効率のよい電力使用を行いその結果として省電力化を実
現しようとする考えもある。しかしながら、焦電センサ
はその特性上温度変化をパラメータに人体の検知をおこ
なうため、人体の動きを常時モニタリングしようとする
と初期化動作が必要となり、装置が大がかりにならざる
を得なかった。また、トイレや浴室など体温と同等まで
室温が高温になる様な環境下では焦電センサでは人体の
動きを検知できないという問題があった。これと比較し
てマイクロ波センサは温度環境に影響されない優れた特
性を持つが、動きのない静体検知を行うことは難しく、
ある空間に存在する人を検知するには、空間への出入り
口にける入退室で管理するしかなかった。このため取り
付け場所が部屋への出入り口に限定されるといった問題
があり、マイクロ波による人体検知は自動ドアなど出入
り口に限定された用途でしか利用されてこなかった。

【課題を解決するための手段】

【０００４】本発明はかかる従来の課題を解決するた
め、既存の電気製品と電源コンセントの間に移動体検知
手段のセンシングによりON/OFF制御を行うスイッチを設
け、省電力化を実現する。また、マイクロ波を利用した
センサにおいて静体検知する方法を示し、この機能を利
用することによる正確な在室検知センサを提供する。こ
の装置を利用することにより、既存の製品を利用しなが
ら省電力効果を得ることが可能となる。さらに、温水洗
浄便座においては省電力機構を設け省電力化を実現する
方法を示した。

【０００５】請求項１においては、ＡＣ電源への接続を
可能にする電源接続手段と、ＡＣ電源に接続して利用す
る電気機器の接続を可能にする機器接続手段と、前記電
源接続手段と前記機器接続手段を電気的に接続・切断可
能なスイッチング手段と、人体などの移動を検知する移
動体検知手段を有する電源スイッチにおいて、移動体が
接近すると、前記電源接続手段と前記機器接続手段を電
気的に接続し、移動体が遠方に去ると前記電源接続手段
と前記機器接続手段を電気的に切断する電源スイッチを
提供する。動作としては例えば人が居なくなった居間の
家電製品を自動で消す等の省電力効果が期待される。ま
た、移動体検知手段にマイクロ波センサを利用している
ためセンシング装置が小型で、環境に影響を受けないと
いう特徴を有する。

【０００６】請求項２においては、ＡＣ電源への接続を
可能にする電源接続手段と、ＡＣ電源に接続して利用す
る電気機器の接続を可能にする機器接続手段と、前記電
源接続手段と前記機器接続手段を電気的に接続・切断可
能なスイッチング手段と、マイクロ波を利用した人体な
どの移動を検知する移動体検知手段と、記憶手段と、演
算手段を有する電源スイッチにおいて、接近してきた移
動体と去っていった移動体を移動体検知手段で検知し、
その差を演算手段で演算し、記憶手段に蓄え、前記演算
の結果が０以外の場合は前記電源接続手段と前記機器接
続手段を電気的に接続し、演算の結果が０の場合は前記
機器接続手段を電気的に切断する電源スイッチを提供す
る。こうすることにより、ある特定の空間に関与する複
数の人に対して、人の有無を把握することが可能とな
る。

【０００７】請求項３においては、マイクロ波を利用し
た静体検知手段とを有する請求項１、２の電源スイッチ
において、スイッチング手段を電気的に切断する際に静
体検知手段の確認を行い、人体の存在が確認された場合
には直前の移動体検知手段による検知結果を無効とし、
スイッチング手段の電気的な接続を継続する。こうする
ことにより、移動体検知手段による誤った移動体検知に
対して修正を行うことが可能となる。

【０００８】請求項４においては、マイクロ波を利用し
た人体などの移動を検知する移動体検知手段と、電気的
な接続・切断を行うスイッチング手段と、人体が便座に
座っていることを検知する着座検知手段を有する温水洗
浄便座であり、移動体検知手段によりトイレへの入室が
検知され、前記スイッチング手段を接続したにもかかわ
らず、規定の時間を経過しても着座検知が行われなかっ
たときは前記スイッチング手段を切断する電源スイッチ
を提供する。こうすることで、もし例えばトイレ外部の
廊下を人が移動した時に誤って移動体検知手段がトイレ
への入室検知として見なし、温水洗浄便座をONにした場
合でも、ある時間経過したら温水洗浄便座は自動的にOF
F状態になり、無駄な電力消費が押さえられる。

【０００９】請求項５においては、マイクロ波を利用し
た人体などの移動を検知する移動体検知手段と、電気的
な接続・切断を行うスイッチング手段と、人体が便座に
座っていることを検知する着座検知手段を有する温水洗
浄便座であり、移動体検知手段によりトイレからの退室
が検知されたにも関わらず、着座検知手段により利用者
の着座が確認されている場合は、退室検知を無効とし、
スイッチング手段を切断しない電源スイッチを提供す
る。こうすることにより、トイレ利用者がいるにも関わ
らず何らかの拍子で移動体検知手段が誤って退室を検知
したような場合においても、温水洗浄便座をOFFにする
ような不具合がなくなる。

【００１０】請求項６においては、マイクロ波を利用し
た移動体検知手段が着座検知手段も兼ねている。こうす
ることによりコストを削減することが出来る。

【００１１】請求項７においては、さらにトイレへの入
室検知後タイマー手段により入室時間を計時し、規定の
時間が経過しても退室検知が行われない場合はトイレ外
部へ警告を発する。こうすることにより、トイレでの異
常を容易に検知することが可能となる。

【００１２】請求項８においては、外部への通信手段と
トイレ外部に設置された報知手段の間はマイクロ波によ
りデータの授受を行う。移動体検知手段と同一のマイク
ロ波センサを利用することでコストの削減が可能とな
る。

【００１３】請求項９においては、マイクロ波を利用し
た人体などの移動を検知する移動体検知手段と、前記移
動体検知手段に付加された距離測定手段と、移動体検知
を行う距離をあらかじめ設定するための距離設定手段
と、移動体検知を行う測定角をあらかじめ設定する測定
角設定手段を有する電源スイッチにおいて、マイクロ波
を利用する移動体検知手段は、測定角設定手段で設定さ
れた方向に対して移動体の検知を行い、移動体が検知さ
れた場合は測定された距離をあらかじめ設定された値と
比較し、距離が一致しない場合は前記移動体の検知を無
効とする。こうすることにより、静止物体を検知できな
いマイクロ波センサを利用して、ある定められた場所に
居る人の数をモニタリングすることが可能となると同時
に、マイクロ波センサを出入り口付近に設置する必要が
なくなり、設置自由度が格段に向上する。

【００１４】請求項１０においては、移動体検知手段に
付加された距離測定手段と、移動体検知を行う距離をあ
らかじめ設定するための距離設定手段と、移動体検知を
行う測定角をあらかじめ設定する測定角設定手段をさら
に有し、マイクロ波を利用する移動体検知手段が、測定
角設定手段で設定された方向に対して移動体の検知を行
い、移動体が検知された場合には測定された距離をあら
かじめ設定された値と比較し、距離が一致しない場合に
は前記移動体の検知を無効とする電源スイッチを提供す
る。こうすることにより、例えば室内に設置されたマイ
クロ波を利用した移動体検知センサで、室内の人の有無
を認知し、その結果に基づき電源のON/OFFを制御可能で
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を示す。図１は電
源スイッチの概観を示している。電源スイッチ２０１
は、家庭用電源コンセントに電源スイッチ２０１を接続
するための電源接続プラグ２０３、既存の電気製品に電
気を供給するための機器接続コネクタ２０２、入退室な
どを検知するための移動体検知センサ２０４を有する。
移動体検知センサは、マイクロ波遮蔽板２０５、穴２０
６、マイクロ波受発信装置２０７、ガイド２０８を有す
る。マイクロ波遮蔽板２０５は金属で出来た球状の薄板
であり、測定角設定手段と記載した物の一例である。こ
のマイクロ波遮断板２０５はガイド２０８に挟まれなが
らクルクルと回転し、この回転によりマイクロ波遮蔽板
２０５の一部に構成されマイクロ波を透過させる穴２０
６を様々な方向に向けることが出来る。マイクロ波受発
信装置２０７から発せられたマイクロ波は穴２０６を通
過して外部へ至り、移動体など外部の遮蔽物により反射
されてマイクロ波受発信装置２０７へ至る。マイクロ波
受発信装置２０７の後段回路においては、送信波と反射
波の周波数の相違から移動体の検知を行う。

【００１６】例えば電源スイッチ２０１で居間の入退室
を検知するような場合には、以下のように設置を行えば
よい。まず居間に敷設された電源コンセントに電源スイ
ッチ２０１設置し、マイクロ波遮蔽板２０５を回転させ
て、穴２０６を居間への出入り口へ向ける。次に距離入
力手段２０９により、電源スイッチ２０１から出入り口
までの距離を入力する。この様に設置された電源スイッ
チ２０１は送信波より反射波の周波数が高かった場合に
入室と見なし、送信波より反射波の周波数が低かった場
合には退室と見なすことにより、居間への入退室を管理
することが可能となる。この入退室検知を確実な物にす
るために、移動体検知センサ２０４に移動体との距離検
知機能も持たせ、前記周波数変化により入退室を検知し
た場合、その検知距離を距離入力手段２０９によってあ
らかじめ入力された距離と比較し、その値がおおむね一
致する場合にのみ入退室だと判断し、距離が異なる場合
は入退室検知を無視する。

【００１７】移動体検知センサ２０４は、後述する方法
により静体検知機能も実現しており、前記例のように入
退室検知結果を基に、入室数と退室数を管理することで
居間に人が居なくなっことを検知した場合には、静体検
知機能による人体の存在を確認し、人体の存在が確認さ
れなかった場合には電源スイッチ２０１に内蔵された図
示しないスイッチング手段を使って、電源接続プラグ２
０３と機器接続コネクタ２０２を電気的に切断する。逆
に人体の存在が確認された場合には、電源接続プラグ２
０３と機器接続コネクタ２０２の電気的接続を継続す
る。

【００１８】図２は動作フローを示す。電源スイッチが
移動体の検知を始めた時、初期値としてn=1が記憶され
ており（Ｓ１０２）、スイッチング手段は接続されてい
る（Ｓ１０２）。電源スイッチ２０１には、図示しない
人数設定ボタンも設けられており、設置時、部屋内に２
人以上の人がいる場合には、nをこのボタンで変更する
ことにより対応する。以後、前記した距離の一致も含め
入室が検知される（Ｓ１０３）とn=n+1（Ｓ１０４）、
退室が検知されるとn=n-1（Ｓ１０５）、が記憶され
る。n値の判断を行い（Ｓ１０６）、nが0以外の正の数
ならスイッチング手段を接続する（Ｓ１０８）ことによ
り、電源接続プラグ２０３と機器接続コネクタ２０２を
電気的に接続する。n=0ならば、静体検知による人体の
存在確認を行い（Ｓ１０９）、人体が存在しなければス
イッチング手段を切断して（Ｓ１０７）、電源接続プラ
グ２０３と機器接続コネクタ２０２を電気的に切断す
る。人体が存在すれば、直前の移動体検知を無効とし
（Ｓ１１０）、電源接続プラグ２０３と機器接続コネク
タ２０２の電気的接続を継続する。

【００１９】図３はこの電源スイッチをトイレに設置し
た場合のトイレの斜視図である。トイレには便蓋１、便
座３、局部洗浄ノズル５を有する温水洗浄便座２が備え
られており、温水洗浄便座２に電気を供給する電源コー
ド７は電源スイッチ６を介して家庭用ＡＣ１００Ｖに接
続されている。電源スイッチには、移動体の検知及び距
離の検知を可能にするマイクロ波を利用した移動体検知
センサが搭載されている。トイレ利用者が居ない場合は
電源スイッチに内蔵された前記スイッチング手段は切断
されており、温水洗浄便座への通電は行われていない。
ここでトイレ利用者８がトイレのドアを開け中に入ると
移動体検知センサにより入室が検知され、電源スイッチ
６は内蔵された前記スイッチング手段を接続する。これ
により温水洗浄便座に電源が供給され、便座３の暖房機
能をONとすることが可能となる。

【００２０】電源スイッチ６に搭載された移動体検知セ
ンサは、動体・静止物体を問わず距離を測定可能な距離
測定センサも兼ねており、利用者８が便座に腰をかける
ほどの距離まで接近したとき便座に座ったと見なすこと
で着座検知を行う。着座検知が行われると同時に、局部
洗浄機能が利用可能となる。

【００２１】トイレ利用者８がトイレ利用中に例えばト
イレ前を他の人が通過し、移動体検知センサが誤って退
出検知を行った場合でも、前記着座検知が行われている
場合には移動体の検知を無効とし、電源スイッチ６は引
き続き温水洗浄便座への通電を行う。逆にトイレ利用者
が居ない時に入室検知を行い電源スイッチ６が内蔵され
た前記スイッチング手段を接続した場合に、一定時間経
過しても着座検知が行われない場合は入室検知を無効と
し、電源スイッチ６が内蔵された前記スイッチング手段
を切断する。この動作においては、電源スイッチ６はタ
イマー手段を内蔵しており、入室検知からの経過時間を
測定する。なお、この機能は例えばトイレの利用が男子
の小便で、着座を伴わない利用の場合でも有効に働くこ
とは言うまでもない。

【００２２】トイレに利用されるこの電源スイッチは、
外部への警告手段も有しており、入室検知が行われ、着
座検知が行われたにもかかわらず、一定時間経過しても
退室検知が行われない場合、居間などに設置されたスピ
ーカーに対して無線で通信し、異常を報知する。この居
間への通信においても移動体検知センサに利用された物
と同一のマイクロ波センサを利用する。

【００２３】マイクロ波センサにおいては、ドップラー
効果により移動体の検知が可能であることは広く知られ
ている。しかしこの場合静止物体の検知は行うことが出
来ない。逆に、マイクロ波を周波数変調した場合、その
反射の位相遅れを観察することにより静止物体の距離を
測ることが出来るが、移動体の場合はドップラー効果に
よる周波数変調を伴うため誤差を生じる。本発明におい
ては、このマイクロ波センサを静体検知に利用する場合
は、送信するマイクロ波を例えば、以下の数１で示され
るy(t)の様に通常のサイン波ではなく、振幅を変調しさ
らにその振幅変調の周期を変調させるという二重変調を
行い送信する。図４にその検知方法の様子をイメージと
して示す。

【００２４】

【数１】

【００２５】こうすると、反射波は以下の数２で示す様
になる。数２式において、ｆ₁の変動は移動体の速度ｖ
によって一義的に決定し、ｆ₂の変動は速度ｖと移動体
までの距離ｘの２元関数となる。すなわち、このｆ₁、
ｆ₂を同時に検波することにより、移動体及び静止物体
の速度とその位置（当然物体の存在確認を含む）を正確
に測ることが可能となる。

【００２６】

【数２】

【００２７】本発明において、トイレにてON/OFF制御す
る装置として温水洗浄便座という表記を行ったが、局部
線上機能を持たず暖房機能のみを有する暖房便座に関し
ても同様に構成可能であることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたとおり、本発明におい
ては、マイクロ波センサにより移動体の検知、及びその
距離検知、及び静止物体認識の方法を提案し、このセン
サに、測定角をあらかじめ設定する調整機構を設け移動
体の測定スポットを最適化することにより、正確な在室
検知が行うこと出来るようになった。この在室検知装置
に電源のON/OFFを行うスイッチング手段を同期させ、省
電力化を実現した。また、一つの提案として、既存の電
気製品に後付可能な電源アダプタータイプとしたため、
既存の製品を利用しながら省電力化を図ることに成功し
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】電源スイッチの図

【図２】在室検知動作フロー

【図３】トイレの斜視図

【図４】マイクロ波センサによる検知説明図

【符号の説明】

３０１送信するマイクロ波の一例３０２マイクロ波送受信装置３０３検知物体（測定点へ向かって速度ｖで移動）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｒ 31/06 Ｈ０１Ｒ 31/06 Ａ (72)発明者神崎景介福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者土屋勝久福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内Ｆターム(参考） 2D037 AD16 EA03 2D038 JC03 JF03 JH00 JH07 KA02 KA03 2G005 DA04 5G055 AA15 AB04 AD12 AG18 AG35 5J070 AC02 AD01 AE09 BA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＡＣコンセントへの接続を可能にする電
源接続手段と、ＡＣコンセントに接続して利用する電気
機器の接続を可能にする機器接続手段と、前記電源接続
手段と前記機器接続手段を電気的に接続・切断可能なス
イッチング手段と、マイクロ波を利用した人体などの移
動を検知する移動体検知手段を有する電源スイッチにお
いて、移動体検知手段に移動体が接近すると、前記スイ
ッチング手段を電気的に接続し、移動体が遠方に去ると
前記スイッチング手段を電気的に切断することを特徴と
する電源スイッチ。
【請求項２】ＡＣコンセントへの接続を可能にする電
源接続手段と、ＡＣコンセントに接続して利用する電気
機器の接続を可能にする機器接続手段と、前記電源接続
手段と前記機器接続手段を電気的に接続・切断可能なス
イッチング手段と、マイクロ波を利用した人体などの移
動を検知する移動体検知手段と、記憶手段と、演算手段
を有する電源スイッチにおいて、接近してきた移動体と
去っていった移動体を移動体検知手段で検知し、その差
を演算手段で演算し、記憶手段に蓄え、前記演算の結果
が０以外の場合は前記スイッチング手段を電気的に接続
し、演算の結果が０の場合は前記スイッチング手段を電
気的に切断することを特徴とする電源スイッチ。
【請求項３】マイクロ波を利用した静体検知手段とを
有する請求項１、２の電源スイッチにおいて、スイッチ
ング手段を電気的に切断する際に静体検知手段の確認を
行い、人体の存在が確認された場合には直前の移動体検
知手段による検知結果を無効とし、スイッチング手段の
電気的な接続を継続することを特徴とする電源スイッ
チ。
【請求項４】マイクロ波を利用した人体などの移動を
検知する移動体検知手段と、電気的な接続・切断を行う
スイッチング手段と、人体が便座に座っていることを検
知する着座検知手段を有する電源スイッチにおいて、前
記電源スイッチは移動体検知手段によりトイレへの入室
が検知され前記スイッチング手段を接続したにもかかわ
らず、規定の時間を経過しても着座検知が行われなかっ
たときは前記スイッチング手段を切断することを特徴と
する電源スイッチ。
【請求項５】マイクロ波を利用した人体などの移動を
検知する移動体検知手段と、電気的な接続・切断を行う
スイッチング手段と、人体が便座に座っていることを検
知する着座検知手段を有する電源スイッチにおいて、前
記電源スイッチは移動体検知手段によりトイレからの退
室が検知されたにも関わらず、着座検知手段により利用
者の着座が確認されている場合は退室検知を無効とし、
スイッチング手段を切断しないことを特徴とする電源ス
イッチ。
【請求項６】着座検知手段が、マイクロ波を利用した
静体検知手段であることを特徴とする請求項４、５の電
源スイッチ。
【請求項７】タイマー手段を有し、移動体検知手段に
より入室検知が行われた後タイマー手段により入室時間
を計時する請求項１〜６の電源スイッチであって、規定
の時間が経過しても退室検知が行われない場合は室外へ
警告を発することを特徴とする電源スイッチ。
【請求項８】外部への通信手段と、トイレ外部に設置
された報知手段を有する請求項７の電源スイッチであっ
て、通信手段と報知手段の間は、マイクロ波により送受
信を行っており、前記マイクロ波送受信装置には移動体
検知のマイクロ波送受信装置が兼用されていることを特
徴とする電源スイッチ。
【請求項９】マイクロ波を利用した人体などの移動を
検知する移動体検知手段と、前記移動体検知手段に付加
された距離測定手段と、移動体検知を行う距離をあらか
じめ設定するための距離設定手段と、移動体検知を行う
測定角をあらかじめ設定する測定角設定手段を有する移
動体検知装置において、マイクロ波を利用する移動体検
知手段は、測定角設定手段で設定された方向に対して移
動体の検知を行い、移動体が検知された場合は測定され
た距離をあらかじめ設定された値と比較し、距離が一致
しない場合は前記移動体の検知を無効とすることを特徴
とする移動体検知装置。
【請求項１０】移動体検知手段に付加された距離測定
手段と、移動体検知を行う距離をあらかじめ設定するた
めの距離設定手段と、移動体検知を行う測定角をあらか
じめ設定する測定角設定手段を有する請求項１〜８の電
源スイッチにおいて、マイクロ波を利用する移動体検知
手段は、測定角設定手段で設定された方向に対して移動
体の検知を行い、移動体が検知された場合は測定された
距離をあらかじめ設定された値と比較し、距離が一致し
ない場合は前記移動体の検知を無効とすることを特徴と
する電源スイッチ。