JP2004029973A

JP2004029973A - 監視システム

Info

Publication number: JP2004029973A
Application number: JP2002182116A
Authority: JP
Inventors: Toshiji Takei; 武居　利治; Yasuhiro Takemura; 竹村　安弘; Kazuhiro Mimura; 味村　一弘; Kei Kato; 加藤　圭
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】正確な対象領域内の監視を行えるだけでなく、高速処理が可能で、かつ安価である監視システムを提供する。
【解決手段】三次元の監視空間内における監視対象物２８の状態を検出して監視対象物２８を監視する監視システム１において、監視空間の一方の端面２に設置された複数の発光素子３と、複数の発光素子３の各々に対応して監視空間の他方の端面４に設置され、対応する発光素子３からの光を受光する複数の受光素子５とを備え、複数の発光素子３と複数の受光素子５は、それぞれマトリックス状に配置されている。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視システムに関し、特に対象領域内の物体や人物の高さや姿勢の変化を監視するための監視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
病院の病室内あるいはトイレ内の患者のプライバシーを損なわずに、異常を知るための監視装置として、従来から、監視対象領域に輝点を投影してその画像を撮影し、撮影された画像中の輝点の基準位置からの位置変化によって対象領域の高さ変化を検出し、対象領域内の物体や人物の有無や高さ変化、姿勢変化を監視する装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら以上のような従来の装置によれば、対象領域の監視は撮像された画像を処理しなければならないため、計算量が多く処理に時間がかかるだけでなく、高価な装置を必要としていた。
【０００４】
そこで本発明は、正確な対象領域内の監視を行えるだけでなく、画像の高速処理が可能で、かつ安価である監視システムを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による監視システム１は、例えば図１及び図６に示すように、三次元の監視空間内における監視対象物２８の状態を検出して監視対象物２８を監視する監視システム１において；監視空間の一方の端面２に設置された複数の発光素子３と；複数の発光素子３の各々に対応して監視空間の他方の端面４に設置され、対応する発光素子３からの光を受光する複数の受光素子５とを備え；複数の発光素子３と複数の受光素子５は、それぞれマトリックス状に配置されている。
【０００６】
このように構成すると、それぞれマトリックス状に配置された発光素子３と受光素子５との間に存在する監視対象物２８を監視することで、監視対象物２８の画像の高速処理が可能であり、かつ安価である監視システム１とすることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載のように、請求項１に記載の監視システム１では、例えば、発光素子３は、発光素子毎に異なる種類の光を発光するように構成するとよい。
【０００８】
このように構成すると、例えば、発光素子３ｈの光６ｈと隣接する他の発光素子の光との干渉を未然に防止し、受光素子５ｈに対向して配置した発光素子３ｈの光６ｈを入射させることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載のように、請求項２に記載の監視システム１では、異なる種類の光は、波長が異なる光、又はパルス間隔が異なるパルス光である。
【００１０】
このように構成すると、受光素子５は特定波長を識別して受光することができ、また、特定パルス幅の組み合わせでコード化した光を識別するため、光の干渉を未然に防止し、受光素子５に対向する発光素子３の光を入射させることができる。
【００１１】
また、請求項４に記載のように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の監視システム１では、例えば図５に示すように、複数の発光素子３ｃ、３ｄは、各発光素子がシート状基材６０に配置されたフラットディスプレー４１を形成している。
【００１２】
このように構成すると、個室の壁面にフラットディスプレー４１を貼設することで、所定の間隔で複数の発光素子３を配置できる。
【００１３】
また請求項５に記載のように、請求項１に記載の監視システム１では、例えば図１に示すように、発光素子は、専ら対応する受光素子を照射するビーム光を発光するように構成するとよい。このように構成すると、受光素子５に対応する発光素子３からのビーム光を入射させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１５】
図１は、本発明による実施の形態である監視システム１の模式的斜視図である。監視システム１は、トイレ器具８を設置した三次元の監視空間の中に在室する監視対象物である人物を監視する。トイレ器具８に向かって左側の側壁２には、発光ダイオードＬＥＤ、有機エレクトロルミネッセンス、赤外線発光素子、紫外線発光素子、プラズマ発光素子のような光を水平方向に対向する側壁４へスポット照射する発光素子３が直交座標系ＸＹ方向にマトリクス状に埋設又は貼設されている。
【００１６】
また、トイレ器具８に向かって右側の側壁４には受光素子としての光センサ５が直交座標系ＸＹ方向にマトリクス状に埋設又は貼設されている。この光センサは、ＰＮ接合で構成するフォトダイオードやＭＯＳダイオードで構成するＭＯＳセンサを用いることができ、発光素子３から入射する光を電気信号に変換する種々のデバイスを使用することができる。
【００１７】
さらに、受光素子５は、マトリクス状に配置された発光素子３の各々に対応してマトリクス状に配置され、典型的にはほぼ水平に対向している。例えば、２０センチの間隔で側壁２の最上段に配置された発光素子３ａ、発光素子３ｂ、発光素子３ｃ、発光素子３ｄ、発光素子３ｅ、発光素子３ｆに対応するように、２０センチの間隔で側壁４の最上段に受光素子５ａ、受光素子５ｂ、受光素子５ｃ、受光素子５ｄ、受光素子５ｅ、受光素子５ｆを配置している。図示した受光素子５ｈは、側壁２の上段から３行目、左から２列目に対応する発光素子３ｈの光６ｈを受光するように構成している。
【００１８】
ここで、上述したマトリクスは、相互に２０センチの間隔で図示するような碁盤目状の行列配置を意味するが、本実施の形態では、発光素子３と受光素子５が対向して配置されていれば、碁盤目状配置の他に隣接する発光素子３や受光素子５の１対のセルを１つおきに間引くような配置でも、セルの縦横の間隔を増減するような配置でも本発明の作用や効果を期待することができる。
【００１９】
側壁４に設置した受光素子５ｇは、側壁２の最下段の１列目に対応する発光素子３ｇの光６ｇを受光する。この受光素子５ｇは、個室の床７から例えば３０センチから５０センチの高さＨの位置に設置され、同じ高さＨの位置に他の受光素子をＸ座標方向である水平に配列している。発光素子３ｇも受光素子に対応しており、同じ高さＨの位置に配置され、他の発光素子をＸ座標方向である水平に配列している。本実施の形態では高さＨに最下段の発光素子３及び受光素子５をＸ座標方向に配列するため、トイレ器具の備品が床７上に配置されたときに誤った検知を防止すると共に、監視対象物が床７上に倒れた場合であっても適切に異常を検知することができる。
【００２０】
上述した発光素子は、クロスのような薄い壁紙を透過する波長の光を発光するため、側壁２と側壁４の両表面に壁紙を貼り、発光素子３と受光素子５を隠蔽配置することもでき、監視対象物としての人物のプライバシーを損なわずに、監視されているという精神的な圧迫を回避しながら、人物の異常を知らせるように構成することができる。なお、トイレ器具８の背面方向に位置する壁の下部には、発光素子３と受光素子５を制御する制御装置１０が設置されている。
【００２１】
本実施の形態では、トイレ器具８の側面に人物が倒れた際に異常を検知するため、発光素子３と受光素子５との間の一部にトイレ器具８を配置する。監視システム１は、このようにトイレ器具８の側面形状データと異常時に人物が重なったときのトイレ器具８の側面形状データとを比較して異常を検知するように構成することもできる。
【００２２】
また、上記実施の形態では、発光素子３を側壁２に受光素子５を側壁４に設置しているが、個室の奥の壁に受光素子５を配置し、手前のドアに発光素子３を各々マトリクス状に配置してもよい。また、天井と床７とを対応させて発光素子３と受光素子５をマトリクス状に配置することもできる。
【００２３】
複数の発光素子３と受光素子５による監視空間の状態検出は、発光素子３から入射する光が人物に遮られ、所謂影絵のような形状パターンを複数の受光素子５で形成し、対応する基準形状は、基準形状パターンを形成する。基準形状は、監視時点からみた過去の時点の形状であればよく、典型的には三次元の監視空間内に人物２８が存在しない状態のいわば静止した背景パターンである。また、過去の時点の形状の他に、例えば、周期的に静止した背景パターンを検出している場合の１コマ分だけ前の背景パターンであってもよい。また形状は実際に形状を算出する前の、受光素子５からの出力値であってもよい。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態である監視システム１に用いる制御装置１０の模式的ブロック図である。制御装置１０は、演算装置１３と、入力装置１６と、出力装置１７と、デマルチプレクサＤＭＡＸ１１と、マルチプレクサＭＡＸ１２を備え、複数の発光素子３にＭＡＸ１１を通じて発光パルス信号を出力し、複数の受光素子５からＤＭＡＸ１２を通じて光検出信号を受信する。
【００２５】
上記演算装置１３は、比較演算部２０と計数演算部２１とを有する制御部１４と、インターフェース１５と記憶部１８とを備える。演算装置１３は、外部の入力装置１６と出力装置１７とに接続され、監視システム１の監視モードの入力や監視モードの状態を出力する。インターフェース１５はＤＭＡＸ１１を介して複数の発光素子３に接続し、またＭＡＸ１２を介して複数の受光素子５に接続している。
【００２６】
図２を参照して、制御装置１０の動作について説明をする。制御装置１０は、個室の側壁に設けられた複数の発光素子３へ発光パルス信号を時分割に送信する。例えば、インターフェース１５を通じて発光パルス信号をシリアルライン１９ｃに乗せてＤＭＡＸ１１に送信し、制御ライン１９ｄによりＤＭＡＸ１１が指定する１又は複数の発光素子３を発光させる。シリアルライン１９ｃは１本のケーブル若しくは複数のケーブルを用いることにより１又は複数の発光素子３の発光パルス信号を発光素子３へ伝送する。
【００２７】
また、制御装置１０は、制御ライン１９ｂによりＭＡＸ１２が指定する１又は複数の受光素子５から対応する発光素子３の発光状態を示す受光検出信号をシリアルライン１９ａに乗せてインターフェース１５を通じて受信する。シリアルライン１９ａは１本のケーブル若しくは複数のケーブルを用いることにより１又は複数の受光素子５の受光検出信号を制御装置１０へ伝送する。
【００２８】
上記ＤＭＡＸ１１とＭＡＸ１２は、１対の発光素子３と受光素子５を同期させて発光及び受光させるように、制御装置１０から出力される制御信号により１対の発光素子３と受光素子５を選択する。また、複数の発光素子３と受光素子５を選択する場合は、ＤＭＡＸ１１とＭＡＸ１２を各々分割して制御することにより複数の発光素子３と受光素子５を同時に選択することができる。
【００２９】
上記ＭＡＸ１２により選択される複数の受光素子５は、相互に距離的に離間して配置することで、例えば、１セル以上離れた水平及び垂直方向に配置した受光素子５を選択し、対応する発光素子３からの光を識別するように構成することができる。このようにＭＡＸ１２により受光素子５を選択するため、隣接する発光素子３からの光と対応する発光素子３からの光との干渉を防止することができる。
【００３０】
制御装置１０は、５行６列の受光素子５から３０セル分の受光検出信号を時分割でシリアルライン１９ａを通じて受信し、平面的な側面形状データを生成する。生成された側面形状データは制御部１４を通じて記憶部１８に記憶し、記憶した側面形状データは、引き続き、時系列的に検出する側面形状データと比較する基準パターンのデータとして使用される。なお、制御装置１０は、典型的にはパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータを用いることができる。
【００３１】
さらに、５行６列の受光素子５から３０セル分の受光検出信号を同時にパラレルで受信するように構成し、側面形状データの生成をより高速に処理することもできる。この場合、制御装置１０から発光パルス信号を３０個の発光素子３へ同時に送信し、対応する３０個の受光素子５から受光検出信号を同時に受信する。発光素子３及び受光素子５は隣接する他の発光素子３及び受光素子５と相互に約２０センチ間隔で配置されているため、発光素子３から水平方向に放射される光は対応する受光素子５に対して受光させ、隣接する他の発光素子３から水平方向に放射される光を無視し、相互に影響するクロストークを防止する。
【００３２】
制御部１４は、複数の受光素子５から得られた基準パターンと、時系列的に検出した側面形状パターンとを比較する比較演算部２０を備え、比較演算部２０による比較結果に基づき、人物の移動、位置、姿勢、高さ等を、制御部１４により判定するように構成されている。即ち、記憶部１８に記憶した基準パターンと、ある時点の側面形状パターンとを比較することにより、人物の存在、その移動、その位置、姿勢、高さ等を判定する。
【００３３】
さらに、最終的な人物の存在、その移動、その位置、姿勢、高さ等の判定は、人物の位置変化の他に、例えば、人物が立ったり座ったりするような形状変化も判定することができる。
【００３４】
制御部１４には、記憶部１８が接続されており、上述した複数の受光素子５が過去に検出した受光検出信号に基づく基準パターンのデータと実時間で比較すべき側面形状パターンのデータが記録されている。また記憶部１８には異常を検知するための複数の異常状態パターンのデータが予め記憶されている。
【００３５】
また制御部１４は、監視システム１を操作するための情報を入力する入力装置１６、監視システム１で処理された結果を出力する出力装置１７が接続されている。入力装置１６は、例えばタッチパネル、キーボードあるいはマウスのようなユーザインターフェースを用い、出力装置１７は、例えばディスプレイやプリンタあるいは警報装置を用いる。図示した入力装置１６及び出力装置１７は演算装置１３の外部に設けているが、演算装置１３に内蔵されてもよい。
【００３６】
図３に、発光素子３を駆動する発光パルス信号を例示して、本発明の実施の形態である監視システム１について、制御装置１０から発光素子３に伝送されるシリアルライン１９ｃ上の発光パルス信号を用いて説明する。
【００３７】
図上段の発光パルス信号は、個室の側壁２に配置された３ａ列の複数の発光素子３に対して、Ｙ軸方向（縦方向）に時分割でＤＭＡＸ１１により選択される発光素子３に印加される。発光パルス信号は低レベル（Ｌ）から高レベル（Ｈ）に変化し、ＤＭＡＸ１１により選択された発光素子３を発光させる。この時点で対応する受光素子５もＭＡＸ１２により同期制御されて発光素子３の光を受光する。この同期制御された期間を経てから発光パルス信号は高レベル（Ｈ）から低レベル（Ｌ）に変化し、次の発光パルス信号をＹ軸方向に配置された隣接する発光素子３に順次印加するように制御されている。
【００３８】
図示する３ｂ列、３ｃ列、３ｄ列の複数の発光素子３に対する発光パルス信号も同様にＹ軸方向（縦方向）に時分割でＤＭＡＸ１１により選択される発光素子３に印加される。また、発光パルス信号をＸ軸方向（水平方向）に配列された発光素子３に対して時分割に印加することもでき、同様の発明の効果を得ることができる。
【００３９】
ここで、各列の発光パルス信号は同時にＯＮ状態を維持しないように異なるタイミングで状態を遷移させるように制御するとよい。例えば、図示する３ａ列の発光パルス信号の立下りエッジ２２を検出して３ｂ列の発光パルス信号を立上げ、３ｂ列の発光パルス信号の立下りエッジ２３を検出して３ｃ列の発光パルス信号を立上げ、３ｃ列の発光パルス信号の立下りエッジ２４を検出して３ｄ列の発光パルス信号を立上げ、３ｄ列の発光パルス信号の立下りエッジ２２を検出して３ａ列の発光パルス信号を立上げるように制御する。また、図示した３ａ列から３ｄ列の発光パルス信号はパルス幅が均等になるように制御しているが、発光素子３毎にパルス幅が異なる発光パルス信号を印加するように構成すると、各発光素子３に対応する受光素子５の光識別性能が向上し、他の発光素子３からの光に影響を受け難いという利点がある。
【００４０】
このように、同時にスイッチングする発光素子３及び受光素子５の数が減少するため、監視システム１全体の消費電力を低減させることができ、ＤＭＡＸ１１及びＭＡＸ１２内のドライバ素子が同時にスイッチングする回数も減少するので、信号ノイズを低減させ監視システム１の信頼性を高めることができる。
【００４１】
監視システム１による人物２８の移動検出処理ついて説明をする。制御装置１０は、１対の発光素子３と受光素子５による側面形状パターンの検出をした後に、隣接する次の１対の発光素子３と受光素子５による側面形状パターンの検出を実行するように制御する。
【００４２】
すなわち、複数の発光素子３と受光素子５が同時に側面形状パターンを検出しないように制御する。このような一連の動作が、全ての発光素子３と受光素子５による側面形状パターンの検出が完了するまで繰り返される。この一連の動作を１サイクルとする場合、１サイクルの時間Ｔが人物２８の動きに対して十分に短ければ、人物２８の平均移動速度や移動方向を算出することは容易である。
【００４３】
また、上述のように１対の発光素子３と受光素子５による側面形状パターンの検出を巡回して行うのではなく、隣接する発光素子３と受光素子５による側面形状パターンの検出を同時に行わないように制御する。例えば、同時に側面形状パターン検出を行なう発光素子３と受光素子５を１つおきとすることで、複数の発光素子３と受光素子５に同時に側面形状パターンの検出を行わせることができる。このようにすれば、１サイクルの時間Ｔを大幅に短縮できる。
【００４４】
さらに、比較演算部２０は、例えば、直近の１サイクル前又は複数サイクル前の側面形状パターンと実時間で検出した１サイクルの側面形状パターンとを比較し、人物２８の移動情報である移動距離と平均移動速度を算出する。例えば、移動距離は、現時点の受光素子５のデジタル値と１サイクル前又は複数サイクル前の受光素子５に対応するデジタル値と比較し、デジタル値が「１」または「０」に反転した受光素子５を検出して演算する。また、平均移動速度は、この移動距離データの差を時間Ｔで除算した値となる。さらに、これにより得られた人物２８の位置情報と移動情報は記憶部１８に保存する。
【００４５】
次に制御部１４は、比較演算部２０により算出された比較結果としての位置情報と移動情報から、人物２８の存在、その姿勢、位置、移動状態を判断する。この判断は、例えば、人物２８の移動がなく、かつ高さが低くなった場合は、この人物２８が座ったと判断でき、また、人物２８が低い高さで隣接する複数の受光素子５に入射する光を遮って、かつ移動が無い場合には、この人物２８は倒れている状態にあると判断できる。このようにして監視システム１は、複数の受光素子５の受光状態により個室内の人物２８の進入、存在と存在状態等を監視することができる。
【００４６】
上記実施の形態では、受光素子５に発光素子３からの光を直接又は壁紙を介して入射させていたが、本発明の第２の実施の形態では、発光素子３からの光を光ファイバを介して受光素子に入射するように構成し、受光センサ側を光学系と電気系に区分けをして光の干渉を防止すると共に、受光素子５に入射する光の直進性を改善させる。
【００４７】
図４は、本発明の第２の実施の形態としての監視システムに用いる受光センサの模式的断面図である。光電気変換器ＯＥＣ３５内部に配列させた複数の受光素子５は制御装置１０側のＭＡＸ１２に電気的に接続されている。また、ＯＥＣ３５内に配列した複数の受光素子５の受光部分から各々延長した光ファイバ３１、光ファイバ３２、光ファイバ３３、光ファイバ３４は、個室の側壁４に穿設された開口部に挿入配置されている。
【００４８】
側壁４の開口部を形成する壁部材４ａと壁部材４ｂとの間に光ファイバ３１を挿入し、壁部材４ｂと壁部材４ｃとの間に光ファイバ３２を挿入し、壁部材４ｃと壁部材４ｄとの間に光ファイバ３３を挿入し、壁部材４ｄと壁部材４ｅとの間に光ファイバ３４を挿入することで、受光素子は壁紙９及び光ファイバを介して各々対応する発光素子３から放射される光を受光する。例えば、発光素子３ｈからの光６ｈは受光素子５ｈに対応する開口部から受光して光ファイバ３３を介してＯＥＣ３５へ伝送する。
【００４９】
また、壁部材４ｅと隣接する壁部材との間に光ファイバ３５を挿入して下部方向に設けた不図示の別のＯＥＣ３５に入射した光を伝送する。このように広い側壁４を分割して複数のＯＥＣ３５により受光センサを構成するため、受光センサ側の側壁４の厚さを低減させ、受光センサ側の施行を容易にすることができる。
【００５０】
さらに、受光素子５の受光部分は、発光素子３から照射された波長帯域の光のみを透過させるコーティングを施してもよい。例えば、光ダイオードの受光部分を覆うガラスまたはプラスティックの表面に特定波長を透過させるコーティング処理を施し、外乱光の影響が少ない光検出をすることができる。また、発光素子３からの光を細い平行光束としたビーム光を使用するときは、受光素子５の受光感度を向上させ、隣接する他の受光素子に影響を与えない、さらに、発光素子３の光を拡散光束とした場合は、発光素子３と対応する受光素子５との位置合わせがある程度の誤差を許容するため、現場での監視システムの施行が容易となるという利点がある。本実施の形態では、受光素子５が発光素子３から照射される特定波長を識別して受光するように構成したが、発光素子３から照射される光の発光間隔を特定パターンにコード化するように、発光素子３に印加する駆動信号の変調周波数を制御し、隣接する発光素子３と異なる変調コードで同時又は所定の遅延時間間隔で複数の発光素子３を発光させることもできる。この場合、複数の発光素子３が異なるコードで順次発光しているめ、受光素子５は特定の発光素子３からの光であるか識別することができる、したがって例えば、発光素子３から放射される光が必ずしも細いビーム状に形成する必要がなく、対向する受光素子５をカバーする程度の拡散光を用いることができるため、水平方向に配置された発光素子３と受光素子５との位置合わせが容易となり、装置の施工が簡易且つ低廉にすることができる。
【００５１】
図５の発光シートの断面図を参照して、本発明の第３の実施の形態における発光素子について説明する。発光シートは、各発光素子３ｃ、３ｄがシート状基材６０に配置されたフラットディスプレー４１を形成する。発光素子３ｃは、合成樹脂で形成された可撓性のシート状基材６０上に厚さ１０マイクロメータの下部誘電体層５６と、下部誘電体層５６の縁部外周を包囲する高さ１００から１５０マイクロメータの隔壁５０と、この隔壁５０に支えられ下部誘電体層５６と対向して配置した厚さ０．５から１マイクロメータの保護層４８と、この保護層４８上に配置した上部誘電体層４２と、この上部誘電体層４２の表面を覆う合成樹脂で形成された可撓性のシート状基材４０とを備え、上部誘電体層４２内に配置した走査電極４４と維持電極４６に電流を流し、下部誘電体層５６内に配置したアドレス電極５８に電流を流すことにより、隔壁５０で包囲され密封された空間５４に封入されたネオンＮｅ等のガスをプラズマ化させ紫外線を上部誘電体層４２側へ発光させる。
【００５２】
また、隣接するセルには他の発光素子３ｄが配置され、構造は発光素子３ｃと同様であるが、隔壁５０で包囲され密封された空間に封入するガスを選択することにより赤外線を上部誘電体層４２側へ発光させる。共通するシート状基材６０表面に配置された複数の発光素子が異なる波長の光を放射するため、受光素子５の受光部のコーティングを適宜選択し、対応する発光素子から放射される光を選択的に受光させることができる。
【００５３】
さらに、フラットディスプレー４１は、プラズマ方式の発光素子の他に、薄型ディスプレイとして有機エレクトロルミネッセンスを用いて、自己発光する発光素子を適用することもでき、シート状のエレクトロルミネッセンスと液晶シャッターを組み合わせた電子ペーパ技術を適用することもできる。
【００５４】
監視システムにフラットディスプレー４１を用いると、工場出荷段階で発光素子３相互の位置合わせ精度が確保され、現場での施行段階ではロール状に巻いたフラットディスプレー４１を平面状に展開して取付け工事ができるため、施行が容易となるという利点があり、受光センサ側も発光素子の位置合わせに基づく寸法精度で予め複数の受光素子５を可撓性のシート状基材に配列させることにより、現場での施行段階ではロール状に巻いたフラット受光シートを平面状に展開して取付け工事ができ、精度の高い施行が容易となるという利点がある。
【００５５】
図６は、本発明の実施の形態である監視システムの側面形状パターンを示す受光素子の概略図である。例示した受光素子５は５行５列のマトリクス状に配置され、奥行き方向に配置された発光素子３からの光を個々に受光するように構成している。
【００５６】
発光素子３と受光素子５との間に位置する人物２８が床７上で直立している状態である。受光素子５ｂの列に配置された受光素子５ｂ、受光素子５ｉ、受光素子５ｈは、人物２８が発光素子３からの光を遮るため、光が入射しない黒のドットで表した閾値を下回る光量を検出している。同様に、受光素子５ｃの列に配置された受光素子５ｃ、受光素子５ｊ、受光素子５ｋ、受光素子５ｌ、受光素子５ｍは、人物２８が発光素子３からの光を遮るため、光が入射しない黒のドットで表した閾値を下回る光量を検出している。
【００５７】
また、受光素子５ａから５ｇの列に配置した５個の受光素子のように白のセルで示した他の受光素子は、人物２８が発光素子３の光を遮らないため、受光素子が閾値を超える光が入射している光量を検出している。マトリクス状に配置した受光素子の最下段に位置する受光素子５ｇや受光素子５ｍは床７からの高さＨの線に沿って水平方向に配置されている。
【００５８】
制御装置１０は、受光素子が検出した光量を電気信号で受信し、アナログ値をデジタル値に変換する。例えば、白のセルはデジタル値の「１」に変換し、黒のセルはデジタル値の「０」に変換して記憶部１８に記憶した基準パターンと比較する。本実施の形態では、１段目のデジタル値は、「１００１１」、２段目のデジタル値は「１００１１」、３段目のデジタル値は「１００１１」、４段目のデジタル値は「１１０１１」、５段目のデジタル値は「１１０１１」に変換され、人物２８の高さ、姿勢を判定することができる。
【００５９】
図７の側面形状パターンを示す受光素子の概略図を参照して、人物２８が個室内で倒れている状態を検出した受光素子の状態を説明する。マトリクス状に配置した受光素子の配列及び構成は上述したものと同様であり説明を省略する。制御装置１０は、図示した人物２８の姿勢をデジタル値に変換し、例えば、白のセルはデジタル値の「１」に変換し、黒のセルはデジタル値の「０」に変換して記憶部１８に記憶した基準パターンと比較する。本実施の形態では、１段目のデジタル値は、「１１１１１」、２段目のデジタル値は「１１１１１」、３段目のデジタル値は「１１１１１」、４段目のデジタル値は「１０００１」、５段目のデジタル値は「１０００１」に変換され、人物２８の高さ、姿勢を判定することができる。この場合、１段目から３段目に配置した受光素子５ａ、受光素子５ｈ、受光素子５ｋ、受光素子５Ｒ等の全ての受光素子に対応するデジタル値が「１」であって、他の受光素子に対応するデジタル値が全て「０」であるため、制御装置１０は、記憶部１８に記憶している異常状態パターンと照合し、人物２８が倒れているという異常状態であると判定する。
【００６０】
さらに、例えば、側壁４に受光素子５を配置しているため、個々の受光素子５の取り付けた位置そのものを、人物２８の位置及び高さとして検出することで、位置情報を簡単に取得する。
【００６１】
以上のように監視システム１は、三次元の監視空間内にどの程度の高さ及び大きさの人物２８が進入し、人物２８の位置、立っている、座っている、倒れているという状態を検出し、また、その人物２８は動いているか、また退出したかといった一連の動きを簡単な装置で逐次監視することができる。
【００６２】
また監視空間が閉空間であるトイレ、風呂、エレベーター内、オフィース内においては、個室が側壁等で囲まれているので、人物２８が不在の場合に、一方の端面としての側壁２から照射される光が他方の端面としての側壁４に到達するか否かを受光素子５の受光量で判定することができ、受光素子５が取付けられた位置に基づき人物２８の状態を判断することができる。
【００６３】
以上のような本実施の形態によれば、人物２８の状態を判断して、人物２８が倒れたとか、不法侵入者が存在しているといった監視を容易に行うことができる。しかも、心理的に違和感のあるカメラを用いた画像処理を使用していないので、トイレや風呂等での状態監視において有効であり、さらに受光素子５の受光状態を閾値を境にデジタル値で記憶するため、記憶部１８の容量が小規模に構成することができ簡易な装置で高速処理が可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、マトリクス状に配置した発光素子と受光素子との間に存在する監視対象物を監視するように構成されているので、正確な対象領域内の監視を行えるだけでなく、高速処理が可能で、かつ安価である監視システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態である監視システムの模式的斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態である監視システムに用いる制御装置１０の模式的ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に用いる発光素子を駆動する発光パルス信号の波形図である。
【図４】本発明の実施の形態に用いる受光センサの模式的断面図である。
【図５】本発明の実施の形態で用いる発光シートの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態である監視システムの側面形状パターンを示す受光素子の概略図である。
【図７】本発明の実施の形態である監視システムの側面形状パターンを示す受光素子の概略図である。
【符号の説明】
１　　　監視システム
２　　　側壁
３　　　発光素子
４　　　側壁
５　　　受光素子
７　　　床
８　　　トイレ器具
９　　　壁紙
１０　　　制御装置
１３　　　演算装置
１４　　　制御部
１５　　　インターフェース
１６　　　入力装置
１７　　　出力装置
１８　　　記憶部
２０　　　比較演算部
２１　　　計数演算部
２８　　　人物
４１　　　フラットディスプレー

Claims

三次元の監視空間内における監視対象物の状態を検出して監視対象物を監視する監視システムにおいて；
前記監視空間の一方の端面に設置された複数の発光素子と；
前記複数の発光素子の各々に対応して前記監視空間の他方の端面に設置され、該対応する発光素子からの光を受光する複数の受光素子とを備え；
前記複数の発光素子と前記複数の受光素子は、それぞれマトリックス状に配置された；
監視システム。
前記発光素子は、発光素子毎に異なる種類の光を発光する、請求項１に記載の監視システム。
前記異なる種類の光は、波長が異なる光、又はパルス間隔が異なるパルス光である、請求項２に記載の監視システム。
前記複数の発光素子は、各発光素子がシート状基材に配置されたフラットディスプレーを形成している、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の監視システム。
前記発光素子は、専ら前記対応する受光素子を照射するビーム光を発光する、請求項１に記載の監視システム。