JP2004053456A - 人体検出装置 - Google Patents

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秋山  浩史
Yasuhide Ikeuchi
池内 康秀
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Abstract

【課題】本発明は、専用のレンズ、ケースを必要とすることなく、結像レンズの死角をなくして、正確に監視できる人体検出装置を提供することを課題とする。
【解決手段】検知領域を撮像する結像レンズと、該結像レンズにより撮像した画像を画像処理する人体検出センサと、該人体検出センサは通常の設置状態で設置したとき監視上死角を有するものにおいて、人体検出センサに結像レンズの視野を変更できる視野調整手段を設けたことで、レンズの視角を容易に変更することができ、特別なレンズやケースを必要とすることなく、安価に死角を取り除くことができる。
【選択図】    図7

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズを有する撮像装置を有し、人体の動きを検出し異常が生じた場合には、遠隔場所に居る他者に警報を発する人体検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、人体検出装置においては、撮像を行うためのレンズが設けられている。そしてこのレンズは装置本体に取り付けられているため、人体検出装置全体を浴室等の壁面に取り付けてしまうと、その取り付け角度は固定されてしまう。このため、装置を工場から出荷するときに、一般的な設置場所に汎用的にマッチして使用できるように、装置本体の取付角度を決定して製作している。例えば、浴室に人体検出装置を設置取付する場合には、通常は、浴槽の長手方向に接する浴室壁面の壁上部に取付られ、浴室の内部全体がセンサの視野に入るようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、人体検出装置を有する浴室においては、図18に示すように浴室Aの内部空間に張り出されて構築された梁Bに、人体検出装置Cを従来どうり取付けた場合には、レンズ後方の領域に死角Sが生じ、その視野は図20に示されるように、浴槽の一部が途切れてしまう(D部)という難点があった。また、図19に示すように、浴室Aの出窓F空間に浴槽の一部を位置させて、浴室スペースを拡大するシステムバスルームに人体検出装置Cを取付けた場合にも、前記と同様に図20に示されるように、浴槽の一部がその視野から途切れてしまい(D部)、人体検出を正確に行うことが出来ないという難点を有していた。この難点を解決するには、専用のレンズを取り付ける方法、あるいは専用のケースを設ける方法、設置場所を変更する等の方法もあるが、いずれの場合にも装置の形態を大幅に変更しなければならず、また高価となる等の問題点を有していた。
【0004】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、専用のレンズ、ケースを必要とすることなく、結像レンズの死角をなくして、正確に監視が行える人体検出装置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、本発明は、検知領域を撮像する結像レンズと、該結像レンズにより撮像した画像を画像処理する人体検出センサと、該人体検出センサは通常の設置状態で設置したとき監視上死角を有するものにおいて、人体検出センサに結像レンズの視野を変更できる視野調整手段を設けたことを第1の特徴としている。
この第1の特徴によれば、結像レンズの視野を変更できる視野調整手段を設けたことで、レンズの視角を容易に変更することができ、特別なレンズやケースを必要とすることなく、安価に死角を取り除くことができる。
【0006】
また、本発明は、浴室領域を撮像する結像レンズと、該結像レンズにより撮像した画像を画像処理する人体検出センサと、該人体検出センサは浴室の出窓に浴槽の一部を位置させたときあるいは梁に通常の設置状態で設置したとき監視上死角を有するものにおいて、人体検出センサの取り付け部に結像レンズの視野を変更できる視野調整手段を設けたことを第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、浴室の出窓に浴槽の一部を位置させたときあるいは梁に設置したときにも、特に浴槽領域が検知領域から途切れることなく、入浴者を確実、正確に検出することができる。
また、本発明は、前記視野調整手段をスペーサにより構成したことを第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、人体検出センサの取付面とセンサとの間にスペーサを挿入し、スペーサを介してセンサを固定するだけでよいので、調整が簡素化できて、取付も迅速に行えるものである。
【0007】
また、本発明は、浴室を撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像した画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、該領域分割手段によって浴槽領域と入口領域と浴槽及び入口領域によって挟まれる中間領域とに区分され、該中間領域内には洗場領域を設け、中間領域内であって洗場領域外には画像の処理を行なわない無効領域を設け、前記洗場領域を前記中間領域内で可動させる変更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、視野調整後の検知領域内の微調整を行え、入浴者の人体の検出を尚一層確実に行なうことができる。
【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。
【0009】
図1は本発明の一実施形態の概略を示すものであって、浴室1の内部には浴槽2及び洗場3を設けてある。4は浴室1への入口である。5は人体検出装置であり、浴室1の内壁面上部に取り付けてある。
具体的には、浴槽2の長手方向に接する浴室壁面の上部位置に取り付けてある。温水機器40には、該温水機器40を遠隔位置から操作する浴室に設置した風呂リモコン60及び台所に設置した台所リモコン70を接続してある。また浴室1の壁面又は天井には電灯等の照明機器71が取り付けてある。
そして人体検出装置5は、本実施形態では浴室1の壁面に取り付けているが、この例に限ることなく、浴室1の天井面に取り付けても良い。
【0010】
人体検出装置5は、人工網膜チップを組み込んだ撮像装置を有し、浴室1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51と、赤外線による熱検知により人体を検知する赤外線センサ52とから構成している。そして、人体検出装置5は梁85にスペーサ等結像レンズの視野を変更しうる視野調整手段86を介して取り付けてある。スペーサは例えばゴム等の弾性材料からなり、断面くさび型の形状を有し、図7、図8に示すように左右の取付ビス穴87と中央の電線コード穴88を設けている。
【0011】
図17に示す視野調整手段86は、他の実施例を示すものであり、人体検出装置5を載置する掛止具90と、視野を変更しうる変更部材89とから構成してある。変更部材89はそれ自体で長さを変更するようにしてもよい。たとえば、ネジを利用して調整自在としてもよい。また、変更部材89には取り付け用の取付ビス91を設け、人体検出装置5を壁面に固定するようになっている。視野調整手段86は、梁85のみならず、浴室の出窓に浴槽の一部を位置させた浴室の壁面に取り付けてもよい。要するに、通常の設置状態で設置したときセンサの監視上死角を有するものに取付ければよい。
【0012】
浴室1には温水機器40を遠隔操作する風呂リモコン60を設置し、また台所には温水機器40を遠隔操作する台所リモコン70を設置している。
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。
温水機器40と、リモコン60、70と、人体検出装置5との接続については、図1のものにおいては、まず温水機器40と台所リモコン70とがケーブル41により接続され、温水機器40と風呂リモコン60とがケーブル41で接続され、さらに温水機器40と人体検出装置5とがケーブル41で接続されている。ケーブル41の末端には分岐された分岐コネクタ43を設けてあり、一方には人体検出装置5、他方には退室時に操作するスイッチ80を有する退室リモコンを接続してある。
【0013】
そして、給湯器等を制御する前記リモコン60、70には、浴室1に入浴者がいることを知らせる液晶表示パネル等の表示部を有しており、人体検出装置5が入浴者を検知して、検知信号を出力すると、表示部が点灯等表示するようにしてもよい。
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、まず風呂リモコン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、台所リモコン70において警報音あるいは音声により家族等他者に警報報知するようにしておけばよい。
【0014】
そして、温水機器40の内部には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。また、人体検出装置5を作動させるための電源は、温水機器40の電源プラグ47から導入され、温水機器40のコントローラ42部の図示しないトランスを介して降圧され低電圧化されて供給される。
【0015】
図2は人体検出装置5の具体構成を示したものであり、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。
人体検出センサ51は浴室領域を撮像する撮像装置6と、撮像装置6を制御すると共に処理情報を判定等する制御装置7とから構成されている。
また、制御装置7と外部のリモコン60、70とは例えば後述する通信IC等の通信部53により送受信するようにしてある。
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。
【0016】
前記撮像装置6の撮像部8は、縦128×横128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。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。画像検出部9の一部画素(32画素×32画素)を使用して検知処理するようにしてもよい。
【0017】
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、スキャナ駆動制御部13は画像検出部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によって複数の電気信号として1つの電気信号にまとめられ、増幅器14で増幅された後、アナログ電圧として出力される。アナログデータからデジタルデータへの変換は制御装置7により行うようにしてある。
【0018】
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。
【0019】
図2においてゲイン調整部16は、画像出力部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。
【0020】
人工網膜チップを用いた撮像装置6では、画像の階調平均値は、画像検出部9を構成する全画素における階調(0階調(黒)〜255階調(白)の256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の画像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、画像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の適正な画像階調平均値を得ようとすれば、適当なゲインに固定しておき、画像蓄積時間を調整すればよい。あるいは、適当な画像蓄積時間を固定しておき、ゲインを調整するようにすればよい。
【0021】
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とスキャナ11とスキャナ駆動部13とゲイン調整部16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、基板上に制御装置7を設けてあり、この制御装置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51に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等をソフトウエアとして組み込んである。
【0022】
具体的には、図4に示すように、制御装置7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、入口領域26と中間領域27と浴槽領域28との3つの領域に分割するものである。ここに入口領域26とは、浴室の場合には浴室内であって浴室への入口ドアの近傍に位置する領域をいう。浴槽領域28とは浴槽が位置している領域をさす。中間領域27とは、入口領域26と浴槽領域28とに挟まれた領域をいい、主として頭や体を洗う洗場床部の領域をいう。
【0023】
図9は中間領域27と洗場領域29との関係を示すものであり、この中間領域27内には洗場領域29を設けてある。洗場領域29の範囲は中間領域27の範囲よりも狭くなっている。そして中間領域27内であって洗場領域29外には画像の処理を行なわない無効領域30を設けてある。この無効領域30は検出処理の空白部分であり、この無効領域30に位置する画像データは何ら人体検出センサの演算のためには使用しないものである。無効領域30には主として浴室の壁面、シャワー、カウンタ等が位置しており、これらは特に人体の動きの検出には無関係である点に注目し、この部分の画像データを処理しないようにしている。これにより、画像情報を処理するためのRAM容量を少なくすることができる。
【0024】
また、中間領域内に位置する洗場領域29は、前記した中間領域27内で変更できるようになっている。たとえば、図13のように浴槽領域28から見て入口が正面にある場合であって、浴槽のサイズが大きい場合においては、洗場領域29は標準状態のパターンである図9のものに比べて、やや入口領域26側に片寄せるようにしておけばよい。これにより、浴槽の形状に基づく洗場領域29の検知範囲が縮小することを防止できる。また、図14のように浴槽領域28から見て入口が正面にある場合であって、浴槽のサイズが小さい場合においては、洗場領域29は標準状態のパターンである図9のものに比べて、やや浴槽領域26側に片寄せるようにしておけばよい。これにより、浴槽領域28と洗場領域29とを連続的にとらえることができる。
【0025】
さらに図15のように浴槽領域28から見てシャワー、カウンタ等が右側面側にある場合であって、浴槽のサイズが標準の場合においては、標準状態のパターンである図9のものに比べて、洗場領域29を左側面側に片寄せるようにしておけばよい。これにより、無効領域30を拡大して、画像データの処理数を減らし、検出の迅速化を図ることができる。
さらに図16のように浴槽領域28から見てシャワー、カウンタ等が左側面側にある場合であって、浴槽のサイズが標準の場合においては、標準状態のパターンである図9のものに比べて、洗場領域29を右側面側に片寄せるようにしておけばよい。これにより、無効領域30を拡大して、画像データの処理数を減らし、検出の迅速化を図ることができる。
【0026】
このように、上記の各設置パターンを工場からの出荷時に制御装置7あるいはEEPROM等のパターン記憶手段75に記憶させておけばよい。そして、現場での取り付け時には、機器側に設けたディップスイッチ77等を切り替えることにより、変更手段76を介して現場の浴室に対応したパターンを選択するようにしてある。この変更は、風呂リモコンに設けた設定スイッチによる切り替えにより行なうようにしてもよい。人体検出センサ51の取付け後の、検知領域の微調整を行うことができる。
【0027】
そして、人体検出センサ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壁面あるいは梁85にスペーサ等の視野調整手段86を介して取り付けられる。この結果、図6に示すように人体検出センサ51の視野が変更されて、死角が生じることがなくなり、浴室1の出入口4、洗場3、浴槽2を含め浴室1全体を監視領域として視野角内におさめることができる。
【0028】
そして、撮像装置6の検出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。判定手段32は撮像装置6からの出力と赤外線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ようになっている。
【0029】
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。
画像を制御、処理する制御装置7は、画像検出部9を構成する全画素から画像情報を所定時間毎に受信し、所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により入浴者の動きを判定するのである。
【0030】
次に、撮像装置6でとらえた画像から人の動きを抽出するための画像処理方法を説明する。
マイクロコンピュータで構成される制御装置7は、所定時間毎に画像情報を受け取ると、当該画像情報から入浴者の動きを所定の解析アルゴリズムに従って解析し、入浴者の動きを監視する。
【0031】
具体的には、いま図11(a)のように正方形の物体の画像(明画像)Pが位置P1から位置P2へ移動したとする。このとき、明るい画素を記号B、暗い画素を記号Dで表わせば、前回画像は図11(b)で表わされ、今回画像は図11(c)で表わされる。この前後の画像は、制御装置7内の画像記憶手段により一旦記憶される。連続して撮像された画像は順次更新され常に最新の両画像が記憶されるようになっている。そして制御装置7に設けた動き量を演算する動き量演算手段81により、分割された領域毎に前記2枚の画像が比較されて、各領域の各画素(x、y)毎に、前回画像pの受光量Pp(x、y)と今回画像nの受光量Pn(x、y)との差分(動き量)
D(x、y)=Pn(x、y)−Pp(x、y)
が演算され、演算結果は図12のような差分画像として得ることができる。
【0032】
図12の差分画像においては、差分D(x、y)が正の画素は+記号で表わし、負の画素は−記号で表わし、D(x、y)がゼロの画素は0記号で表わしている。このような各画素の差分の総和を捉えることで、動きがあるか否かを領域毎に判定することができ、この判定は制御装置7に設けた動き判定手段82にて行われる。動き量が生じていなければ「動きなし」と判定され、動き量が生じていれば「動きあり」と判定される。
【0033】
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1に入り始めると、まず待機状態にある赤外線センサ52が人体を検知してオンとなる(ステップS1)と共に人体検出センサ51が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)。
【0034】
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1が暗い場合には監視感度が鈍いことから、赤外線センサ52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51の弱点を補い、入室の確実を期しているものである。
【0035】
また、浴室1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、前記退室スイッチ80のオン操作を条件に浴室1から退出したものと判断させている(ステップS7)。
【0036】
そして、人体検出センサ51が洗場3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2において人を検知すると(ステップS8)、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S9、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)。
【0037】
次に、前述したように浴室への入室判断がされると、人体停止の検出フローに入り、撮像装置6によって前述したように所定時間間隔で監視領域を撮像して、前回画像と今回画像とを一旦制御装置7に記憶させる。次に、制御装置7にプログラムされた動き量演算手段81により、各領域毎の各画素毎に、前回画像の受光量と今回画像の受光量との差分(動き量)を演算する。
そして、これらの情報は制御装置7の判定手段32に送られ、人体の動き停止の判定がなされるのである。
【0038】
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、本実施形態では梁を有する浴室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例えば出窓を有する浴室にも適用できるものである。さらに、浴室のみならずトイレ、洗面所等で死角を生じる箇所に適用してもよい。
【0039】
【発明の効果】
以上のように本発明は、センサの視角を容易に変更することができ、特別なレンズやケースを必要とすることなく、安価に死角を取り除くことができる。
また本発明は、浴室の出窓に浴槽の一部を位置させたときあるいは梁に設置したときにも、入浴者を確実、正確に検出することができる。
さらに本発明は、人体検出センサの取付面とセンサとの間にスペーサを挿入し、センサを固定するだけでよいので、調整が簡素化できて、取付も迅速に行えるものである。
さらに本発明は、視野調整後の検知領域内の微調整を行え、入浴者の人体の検出を確実に行なうことができる。
【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はセンサの検知範囲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は人体検出センサから見た浴室の俯瞰図である。
【図7】図7は取付け状態を側面図である。
【図8】図8はスペーサを正面から見た正面図である。
【図9】図9は分割領域のパターン図である。
【図10】図10は一実施形態を示す電気ブロック図である。
【図11】図11の(a)は右下方へ向けて移動した物体の現画像と前画像を示す図、(b)は前画像の明暗を各画素毎に示す図、(c)は現画像の明暗を各画素毎に示す図である。
【図12】図12は画像の境界に対応する画素における明暗の変化を示す差分画像を表わした図である。
【図13】図13は分割領域のパターン図である。
【図14】図14は分割領域のパターン図である。
【図15】図15は分割領域のパターン図である。
【図16】図16は分割領域のパターン図である。
【図17】図17は他の実施形態を示す取付け図である。
【図18】図18は従来例を示す取付け図である。
【図19】図19は従来例を示す取付け図である。
【図20】図20は従来例を示すセンサの俯瞰図である。
【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  画像出力部
17  画像コア回路
24  領域分割手段
26  入口領域
27  中間領域
28  浴槽領域
29 洗場領域
40  温水機器
42  コントローラ
51  人体検出センサ
52  赤外線センサ
60  風呂リモコン
70  台所リモコン
76 変更手段
86 視野調整手段

Claims (4)

  1. 検知領域を撮像する結像レンズと、該結像レンズにより撮像した画像を画像処理する人体検出センサと、該人体検出センサは通常の設置状態で設置したとき監視上死角を有するものにおいて、人体検出センサに結像レンズの視野を変更できる視野調整手段を設けたことを特徴とする人体検出装置。
  2. 浴室領域を撮像する結像レンズと、該結像レンズにより撮像した画像を画像処理する人体検出センサと、該人体検出センサは浴室の出窓に浴槽の一部を位置させたときあるいは梁に通常の設置状態で設置したとき監視上死角を有するものにおいて、人体検出センサの取り付け部に結像レンズの視野を変更できる視野調整手段を設けたことを特徴とする人体検出装置。
  3. 前記視野調整手段をスペーサにより構成したことを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載の人体検出装置。
  4. 浴室を撮像して画像処理する人体検出センサと、撮像した画像を複数の領域に分割する領域分割手段と、該領域分割手段によって浴槽領域と入口領域と浴槽及び入口領域によって挟まれる中間領域とに区分され、該中間領域内には洗場領域を設け、中間領域内であって洗場領域外には画像の処理を行なわない無効領域を設け、前記洗場領域を前記中間領域内で可動させる変更手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の人体検出装置。
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JP (1) JP2004053456A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019027640A (ja) * 2017-07-27 2019-02-21 株式会社ノーリツ 浴室用装置

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