JP2006065583A - 存在検知センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 検知対象が動かない場合にも検知が可能な存在検知センサを提供する。
【解決手段】 検知範囲に赤外光を照射する発光部31と検知対象で反射した赤外光を受光する受光部32とを備える反射型赤外センサからなり検知対象の動作の有無に関わらず検知範囲における検知対象の存否に応じて出力が変化する検知部3を備える。したがって、検知範囲への検知対象の進入と退出とを正確に検知することができる。また、検知部3によって検知対象が検知されたときにワイヤレス信号を送信する送信部4を備えるので、信号線が不要であるから配設が容易である。
【選択図】図1
【解決手段】 検知範囲に赤外光を照射する発光部31と検知対象で反射した赤外光を受光する受光部32とを備える反射型赤外センサからなり検知対象の動作の有無に関わらず検知範囲における検知対象の存否に応じて出力が変化する検知部3を備える。したがって、検知範囲への検知対象の進入と退出とを正確に検知することができる。また、検知部3によって検知対象が検知されたときにワイヤレス信号を送信する送信部4を備えるので、信号線が不要であるから配設が容易である。
【選択図】図1
Description
本発明は、検知対象の存在を検知してワイヤレス信号を送信する存在検知センサに関するものである。
従来から、人体などの検知対象の存在を検知する存在検知センサが、自動スイッチや防犯に用いられている。
従来の存在検知センサは、人体を検知対象とする場合、人体から発せられる熱線を検知する焦電型の熱線センサを用いていた。すなわち、熱線センサに熱線を集光する集光ミラーの形状によって、熱線センサから放射状に延びる複数の検知範囲を形成し、人体が複数の検知範囲を横切る際の熱線センサの出力の変化に基いて人体の存在を検知していた(例えば、特許文献1参照)。
特開平11−9560号公報
しかし、上記従来の存在検知センサでは、複数に分割された検知範囲の1個当たりの幅(例えば数cm)程度に、人体が動いたときしか人体を検知することができなかった。
すなわち、上記従来の存在検知センサの出力を、照明や換気扇のような負荷のオンオフ制御に用いる場合、図19に示すように、存在検知センサに人体が検知されたときT0から所定の遅延時間tdにわたって負荷をオンし、遅延時間tdの経過後に負荷をオフする構成とする必要があった。したがって、人体が検知範囲内に存在しても動かなかった場合、人体が検知されてから遅延時間tdの経過後に負荷をオフしてしまっていた。また、人体が検知範囲から退出して不在となっても、退出時の人体の動作が検知されるため、人体の退出後の遅延時間tdの間は負荷を無駄にオンしていた。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、検知対象が動かない場合にも検知が可能な存在検知センサを提供することにある。
請求項1の発明は、検知範囲内における検知対象の存在の有無に応じて出力が変化する検知手段と、ワイヤレス信号を送信する送信手段と、送信手段を制御し検知手段の出力に応じた出力を生成してワイヤレス信号として送信手段に送信させる制御手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、検知手段の出力は検知対象の存在の有無に応じて変化するから、検知対象が動かない場合にも検知することができる。また、ワイヤレス信号を用いることにより信号線の配線作業が不要であるから、施工が容易である。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、外部端子を有し、制御手段は、外部端子からの入力によっても送信手段にワイヤレス信号を送信させることを特徴とする。
この発明によれば、外部端子に接続されるスイッチ等によってワイヤレス信号を送信させることができる。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2の発明において、検知手段とは異なる検知範囲における検知対象の存在の有無に応じて出力が変化する外部検知手段が接続される外部端子を有し、制御手段は、外部検知手段の出力を外部端子から入力され、外部検知手段の出力と検知手段の出力とに応じたワイヤレス信号を送信手段に送信させることを特徴とする。
この発明によれば、検知範囲を拡大することができる。
請求項4の発明は、請求項3の発明において、検知手段と外部検知手段とはそれぞれ、制御手段によって制御され赤外光を検知範囲に照射する発光部と、検知範囲内の検知対象で反射した赤外光を検出する受光部とを備え、制御手段は、検知手段と外部検知手段との各発光部をそれぞれ所定の待機時間おきに動作させ、検知手段と外部検知手段とのいずれかの発光部を点灯させている間は、検知手段と外部検知手段とのうち他のものの発光部を点灯させないことを特徴とする。
この発明によれば、発光部の赤外光同士の干渉によって動作が不安定になることがない。
請求項5の発明は、請求項3の発明において、送信手段が送信するワイヤレス信号が検知手段の出力と外部検知手段の出力との論理積によって決定されるか論理和によって決定されるかを択一的に切り替える動作切替手段を備えることを特徴とする。
この発明によれば、論利積による動作と論理和による動作とを用途に応じて切り替えることができる。
請求項6の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれかの発明において、検知手段の出力に応じて制御手段に制御され鳴動する鳴動手段と、手操作され鳴動手段を停止させる停止操作手段とを備え、制御手段は、鳴動手段に鳴動を開始させてから所定時間以内に停止操作手段が操作されなかった場合に、異常が発生したことを示す所定の異常信号をワイヤレス信号として送信手段に送信させることを特徴とする。
この発明によれば、停止操作手段により、異常信号が誤って送信されることを防ぐことができる。
本発明によれば、検知範囲内における検知対象の存在の有無に応じて出力が変化する検知手段と、ワイヤレス信号を送信する送信手段と、送信手段を制御し検知手段の出力に応じた出力を生成してワイヤレス信号として送信手段に送信させる制御手段とを備えるので、検知手段の出力は検知対象の存在の有無に応じて変化するから、検知対象が動かない場合にも検知することができる。また、ワイヤレス信号を用いることにより信号線の配線作業が不要であるから、施工が容易である。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施形態1)
本実施形態は、図2に示すように、例えば手洗のような室内に検知対象としての人体Mが存在するか否かを室外に報知するシステムにおいて便座SE上のような検知範囲内の人体Mの存在を検知する存在検知器1であって、室外に配置される報知用の存在報知器2とともに用いられ、室内に配置される。存在検知器1は、図1に示すように、検知範囲内における検知対象たる人体Mの存否に応じて出力が変化する検知部3と、電波を媒体とするワイヤレス信号を送信する送信手段としての送信部4と、検知部3の出力に基いて送信部4を制御する制御部5と、電源が供給されている間、制御部5に制御されて点灯する発光ダイオードを有する確認部6と、使用する電波のチャンネル(周波数)を設定するための設定部7とを有する。さらに、図3に示すように直方体形状であって検知部3と送信部4と制御部5と確認部6と設定部7とが収納されたハウジング8を備える。ハウジング8は、例えばねじ止めによって壁面に固定されるホルダHに保持される。また、ハウジング8には電池(図示せず)が収納されており、各部の電源は電池から供給される。
本実施形態は、図2に示すように、例えば手洗のような室内に検知対象としての人体Mが存在するか否かを室外に報知するシステムにおいて便座SE上のような検知範囲内の人体Mの存在を検知する存在検知器1であって、室外に配置される報知用の存在報知器2とともに用いられ、室内に配置される。存在検知器1は、図1に示すように、検知範囲内における検知対象たる人体Mの存否に応じて出力が変化する検知部3と、電波を媒体とするワイヤレス信号を送信する送信手段としての送信部4と、検知部3の出力に基いて送信部4を制御する制御部5と、電源が供給されている間、制御部5に制御されて点灯する発光ダイオードを有する確認部6と、使用する電波のチャンネル(周波数)を設定するための設定部7とを有する。さらに、図3に示すように直方体形状であって検知部3と送信部4と制御部5と確認部6と設定部7とが収納されたハウジング8を備える。ハウジング8は、例えばねじ止めによって壁面に固定されるホルダHに保持される。また、ハウジング8には電池(図示せず)が収納されており、各部の電源は電池から供給される。
検知部3は、図4に示すように赤外光を検知範囲に照射する発光部31と、人体Mで反射された赤外光を検知する受光部32と、発光部31を駆動するとともに受光部32の出力に基いて人体Mの存在の有無を判定し人体Mの存在の有無に応じた出力を生成する判定部33とからなる反射型赤外センサである。つまり、判定部33は、発光部31及び受光部32とともに検知手段を構成する一方で制御部5とともに制御手段を構成する。また、ハウジング8は、赤外光を透過させる材料からなる窓部81を前面に有する。
反射型赤外センサの原理を以下に説明する。図5に示すように、発光部31は、赤外発光ダイオード31aと、赤外発光ダイオードの光から光ビームを形成する発光レンズ31bとを備え、受光部32は赤外光の入射位置によって出力が変化する受光素子32a(例えば半導体位置検出素子(PSD))と、人体Mで反射した赤外光を受光素子32aに集光する受光レンズ32bとを備える。発光部31と受光部32とは向きを揃えて並べて配置される。検知範囲は、発光部31が向けられた方向へ延びる直線状の範囲となる。また、反射型赤外センサは、受光素子32aに赤外光が入射した位置に基いて、三角測距方式により人体Mとの間の距離を検知することができる。つまり、反射した赤外光を受光素子32aの受光面の中央に入射させる距離Lにある人体Mに対し、近い距離(L−ΔL)にある人体M’で反射した赤外光は受光素子32aの受光面において中央よりも発光部31から離れた位置に入射し、遠い距離(L+ΔL)にある人体M’’で反射した赤外光は受光素子32aの受光面において中央よりも発光部31から離れた位置に入射することを利用して人体Mとの間の距離を検知することができる。判定部33は、受光部32からの距離Lが特定の範囲内であったとき、人体が検知範囲内に存在すると判定する。すなわち、発光部31の赤外光の光路上であって受光部32からの距離が上記特定の範囲内である範囲を検知範囲とすることができる。検知範囲は、人体Mが存在されると思われる範囲のみをカバーするように設定する。例えば、発光部31の赤外光を便座SE上に通すようにし、存在検知器1が取り付けられた壁に対向する壁が検知範囲内に入らないように上記の検知範囲を設定すれば、便座SE上の人体Mのみを検知することができるのである。このような反射型赤外センサは、従来例で挙げたような熱線センサを用いるものに比べて安価であって検知範囲がわかりやすいという特徴がある。
存在報知器2は、図6に示すように、ワイヤレス信号を受信する受信部21と、発光ダイオードを有する報知部22と、受信部21に受信された信号に応じて報知部22を制御する制御部23とを備え、室外に配設される。また、制御部23によって制御され電源が供給されている間、点灯する発光ダイオードを有する確認部24と、使用する電波のチャンネルを設定するための設定部25とを備える。
存在検知器1の制御部5は、図7のタイムチャートに示すように、検知部3によって人体の存在が検知されたときT0、及び、人体の存在が検知されなくなったときT1に、それぞれ送信部4を制御し、所定のオン信号及びオフ信号をワイヤレス信号として送信させる。存在報知器2では、オン信号が受信されたときに報知部22の発光ダイオードを点灯させ、オフ信号が受信されたときに報知部22の発光ダイオードを消灯させる。また、オン信号及びオフ信号を照明や換気扇などの負荷のオンオフ制御に用いてもよい。
上記構成によれば、人体Mが静止していても、検知範囲における人体Mの存否に応じて出力が変化するので、検知範囲への人体Mの進入と退出とを正確に検知することができる。したがって、本実施形態を例えば照明のオンオフ制御に用いる場合、図7(d)に示すように人体Mが検知範囲に進入したときT0にすぐ照明を点灯させ、人体Mが退出したときT1にすぐ照明を消灯させるといったように、人体Mが動作したタイミングT2,T3に関わり無く照明のオンオフを適切に行わせることができる。
なお、検知部3は検知範囲における人体Mの存否に応じて出力が変化するものであれば上記のような反射型赤外センサには限られない。例えば、発光部と受光部とが検知範囲を挟んで対向配置され人体Mによって赤外光が遮られたときに人体Mの存在を検知する対向型赤外センサや、検知範囲の床に敷設され人体Mの重量を受けて出力を発生する感圧マットや、検知範囲を撮影した画像に画像処理を施すことによって人体Mを検出する画像処理装置を検知部3として用いてもよい。
また、図8のタイムチャートに示すように、発光部31の赤外発光ダイオード31aを所定の待機時間twおきに間欠的に駆動してもよい。この構成を採用すれば、消費電力を低減することができる。
ここで、待機時間twは長くするほど消費電力を低減することができるが、人体Mが検知範囲に出入りした時間T0,T1と判定部33の出力が変化する時間T0’,T1’とのずれt0,t1の最大値は待機時間twであるから、待機時間twを長くすると、人体Mが検知範囲に出入りした時間T0,T1と判定部33の出力が変化する時間T0’,T1’とのずれt0,t1が大きくなりやすく、応答性が低下する。そこで、待機時間twを設定するための例えばロータリースイッチのような待機時間設定手段(図示せず)を設けてもよい。この構成を採用すれば、例えば応答性が要求される用途には待機時間twを短く設定し、応答性が特に要求されない用途には待機時間twを長く設定するというように、用途に応じて待機時間twを設定することができる。
(実施形態2)
本実施形態は、図9に示すように、制御部5への入出力のための外部端子82a,82bをハウジング8の後面に設けたものである。また、待機時間設定手段としてのロータリースイッチのハンドル83も、ハウジング8の後面に露出させている。
本実施形態は、図9に示すように、制御部5への入出力のための外部端子82a,82bをハウジング8の後面に設けたものである。また、待機時間設定手段としてのロータリースイッチのハンドル83も、ハウジング8の後面に露出させている。
外部端子82aには例えば図10に示すようにスイッチSWが信号線SLを介して接続される。図10のスイッチSWは、押釦SW1と握り釦SW2とを有し、押釦SW1と握り釦SW2との一方が操作されたときに所定の信号を信号線SLと外部端子82aを介して制御部5に入力する。制御部5は、スイッチSWから前記所定の信号を入力されたとき、送信部4を制御して所定の信号をワイヤレス信号として送信させる。この場合、スイッチSWと負荷とを接続するための信号線が不要となるから、施工が容易となる。
また、外部端子82bには、図11に示すように外部検知手段として外付検知部OSを信号線SLを介して接続してもよい。
ここで、外付検知部OSを、人体から放射される熱線を検知する熱線センサを用いるものとする場合、図12のタイムチャートに示すように、外付検知部OSによって人体が検知されたときに制御部5が検知部3の電源をオンし、検知部3によって人体が検知されなくなってから所定時間後に制御部5が検知部3の電源をオフする構成とすれば、熱線センサの消費電力が反射型赤外センサよりも小さいことにより、全体としての消費電力を低減することができる。
また、外付検知部OSを、実施形態1の検知部3と同様の構成を有する反射型赤外センサとする場合、検知部3と外付検知部OSとの一方の発光部31の赤外光が他方の受光部32に入射することによる誤検知を防ぐために、図13のタイムチャートに示すように検知部3と外付検知部OSとの各発光部を制御部5の制御によって交互にオンし、同時にはオンさせないことが望ましい。
さらに、制御部5が送信部4を制御するに当たって検知部3の出力と外付検知部OSの出力との論理和を用いるか論理積を用いるかを択一的に選択するための切替スイッチの操作ハンドル84を、ハウジング8の後面に露出させている。この構成によれば、誤検知を防止したい場合は図14のタイムチャートに示すように論理積を用いるように設定し、検知部3と外付検知部OSとの検知範囲を互いに異ならせて検知範囲を拡大したい場合は図15のタイムチャートに示すように論理和を用いるように設定するといったように、用途に応じて制御部5の動作を変更することができる。また、検知部3の出力と外付検知部OSの出力との論理和又は論理積を存在検知器1でとることにより、検知部3の出力と外付検知部OSの出力とをそれぞれワイヤレス信号として送信して論理積又は論理和を存在報知器2や負荷でとる場合に比べてワイヤレス信号の送信頻度を下げることができる。
(実施形態3)
本実施形態の制御部5は、図16のタイムチャートに示すように、検知範囲に所定の異常判定時間tEにわたって人体Mが存在したときT4に、送信部4を制御して所定の異常信号をワイヤレス信号として送信させる。異常信号は、受信装置(図示せず)に受信される。受信装置は、異常信号が受信されると、例えば電話回線を通じて異常の発生を遠隔地に報知したり、異常信号が受信されてから所定の時間にわたって警報音を発生させたりする。本実施形態は、例えば高齢者が急に動けなくなるなどの異常の発生を検知するために用いられる。
本実施形態の制御部5は、図16のタイムチャートに示すように、検知範囲に所定の異常判定時間tEにわたって人体Mが存在したときT4に、送信部4を制御して所定の異常信号をワイヤレス信号として送信させる。異常信号は、受信装置(図示せず)に受信される。受信装置は、異常信号が受信されると、例えば電話回線を通じて異常の発生を遠隔地に報知したり、異常信号が受信されてから所定の時間にわたって警報音を発生させたりする。本実施形態は、例えば高齢者が急に動けなくなるなどの異常の発生を検知するために用いられる。
また、異常判定時間tEを設定するための設定手段としての例えばロータリースイッチのハンドルを、ハウジング8の後面に露出させている。この構成により、用途に応じた適切な異常判定時間tEを設定することができる。例えば、異常判定時間tEは例えば0分から15分の間で設定可能とし、検知対象が主に高齢者となる場合には、異常判定時間tEを通常(例えば5分)よりも長く(例えば15分)設定する。
本発明は人体Mの存在の有無に応じて出力が変化する検知部3を用いることにより、静止した人体Mの存在を検知できるから、本実施形態のように、人体Mが長時間動かない場合に警報を発生するといった用途に使用することができるのである。
(実施形態4)
本実施形態は、鳴動手段としてのブザー(図示せず)と、押釦のような手操作されるハンドルを有する停止操作部(図示せず)とを備え、制御部5は、図17及び図18のタイムチャートに示すように、検知範囲に所定の時間tE1にわたって人体Mが存在したときT5にブザーを制御して鳴動開始させる。そして、図17に示すように、ブザーの鳴動を開始してから停止操作部が操作されないまま所定の時間tE2が経過した場合は、制御部5は前記所定の時間tE2が経過した時点T6でブザーを停止させるとともに、送信部4を制御して実施形態3と同様の異常信号をワイヤレス信号として送信させる。一方、ブザーの鳴動を開始してから所定の時間tE2が経過するまでに停止操作部が操作されたときには、図18に示すように停止操作部が操作された時点で制御部5はブザーを停止させ、異常信号は送信させない。
本実施形態は、鳴動手段としてのブザー(図示せず)と、押釦のような手操作されるハンドルを有する停止操作部(図示せず)とを備え、制御部5は、図17及び図18のタイムチャートに示すように、検知範囲に所定の時間tE1にわたって人体Mが存在したときT5にブザーを制御して鳴動開始させる。そして、図17に示すように、ブザーの鳴動を開始してから停止操作部が操作されないまま所定の時間tE2が経過した場合は、制御部5は前記所定の時間tE2が経過した時点T6でブザーを停止させるとともに、送信部4を制御して実施形態3と同様の異常信号をワイヤレス信号として送信させる。一方、ブザーの鳴動を開始してから所定の時間tE2が経過するまでに停止操作部が操作されたときには、図18に示すように停止操作部が操作された時点で制御部5はブザーを停止させ、異常信号は送信させない。
上記構成によれば、人体Mが検知部3の検知範囲に長時間滞在していても例えばただの居眠りであって異常ではない場合には、異常信号が送信される前にブザーの鳴動を聞いて停止操作部を操作すれば異常信号を送信させないことができるから、無用な異常信号が送信されることを防ぐことができる。
1 存在検知器
2 存在報知器
3 検知部
4 送信部
5 制御部
31 発光部
32 受光部
82a,82b 外部端子
OS 外付検知部
SW スイッチ
2 存在報知器
3 検知部
4 送信部
5 制御部
31 発光部
32 受光部
82a,82b 外部端子
OS 外付検知部
SW スイッチ
Claims (6)
- 検知範囲内における検知対象の存在の有無に応じて出力が変化する検知手段と、ワイヤレス信号を送信する送信手段と、送信手段を制御し検知手段の出力に応じた出力を生成してワイヤレス信号として送信手段に送信させる制御手段とを備えることを特徴とする存在検知センサ。
- 外部端子を有し、制御手段は、外部端子からの入力によっても送信手段にワイヤレス信号を送信させることを特徴とする請求項1記載の存在検知センサ。
- 検知手段とは異なる検知範囲における検知対象の存在の有無に応じて出力が変化する外部検知手段が接続される外部端子を有し、制御手段は、外部検知手段の出力を外部端子から入力され、外部検知手段の出力と検知手段の出力とに応じたワイヤレス信号を送信手段に送信させることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の存在検知センサ。
- 検知手段と外部検知手段とはそれぞれ、制御手段によって制御され赤外光を検知範囲に照射する発光部と、検知範囲内の検知対象で反射した赤外光を検出する受光部とを備え、制御手段は、検知手段と外部検知手段との各発光部をそれぞれ所定の待機時間おきに動作させ、検知手段と外部検知手段とのいずれかの発光部を点灯させている間は、検知手段と外部検知手段とのうち他のものの発光部を点灯させないことを特徴とする請求項3記載の存在検知センサ。
- 送信手段が送信するワイヤレス信号が検知手段の出力と外部検知手段の出力との論理積によって決定されるか論理和によって決定されるかを択一的に切り替える動作切替手段を備えることを特徴とする請求項3記載の存在検知センサ。
- 検知手段の出力に応じて制御手段に制御され鳴動する鳴動手段と、手操作され鳴動手段を停止させる停止操作手段とを備え、制御手段は、鳴動手段に鳴動を開始させてから所定時間以内に停止操作手段が操作されなかった場合に、異常が発生したことを示す所定の異常信号をワイヤレス信号として送信手段に送信させることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか記載の存在検知センサ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101996469A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-03-30 | 付文军 | 婴幼儿行动意外伤害的预警方法及婴儿智能看护器 |
JP2018032358A (ja) * | 2016-08-26 | 2018-03-01 | 旭光電機株式会社 | 見守りシステム |
-
2004
- 2004-08-26 JP JP2004247351A patent/JP2006065583A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN101996469A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-03-30 | 付文军 | 婴幼儿行动意外伤害的预警方法及婴儿智能看护器 |
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