JP2007248111A - 在室感知システム - Google Patents

Abstract

【課題】監視対象である人員の長時間の静止状態に対応でき、安価でかつプライバシーの問題の極めて少ない在室感知システムを提供する。
【解決手段】熱線感知型センサ１は例えば天井部に設けられる。着座センサ２は椅子または机に設けられる。論理和回路４ａは伝送線３を介して熱線感知型センサ１と着座センサ２に接続されており、少なくともいずれか１つのセンサが作動すると、人員が在室している旨のオンの出力信号をオフディレイ回路５に出力する。オフディレイ回路５は論理和回路４ａの出力信号がオンからオフに変化すると、出力信号を所定時間遅らせて制御回路６に出力する。制御回路６は室内の照明、空調などを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内における人員の在室を感知するシステムに関するものである。

不在の室内における照明や空調等の切り忘れによる無駄な電力消費を削減する方法として、在室感知システムにより人員の有無を感知し、不在時に自動的に電源を切る省電力システムが提案されている。例えばトイレの天井部に熱線感知型センサを設けて人員の有無を感知し、在室時のみ照明を点灯させるシステムがしばしば用いられている。

人員の有無を感知するセンサ（以後人感センサ）としては、感度が高く安価で設置の自由度が高い焦電素子を用いた熱線感知型センサがよく用いられる。
松下電工技報 Ｆｅｂ．２００１ 「「ケアモニタ」向けセンサの検知技術」 ｐ．２１，２２

上記センサは、人の放つ熱線すなわち赤外線の変化を検出するもので、同一箇所に静止状態でいる場合は作動しない。このため、例えば、長時間同一箇所に座ったまま静止していると、人員がいるにも係わらず不在とみなし照明等を消灯してしまうという問題がある。この問題は事務室や会議室等、座姿勢の続く部屋内の在室監視で顕著に現れる。

また、監視対象とする部屋が広い場合や、見通しが効かない形状の場合は、複数の当該センサを設置することとなるが、作動信号を収集するための伝送線を敷設する必要があり、使用中建物へのセンサの後付けを阻む要因となっている。なお、センサ電源についても、前記作動信号線同様電源線の敷設が必要ではあるが、例えば最寄のコンセントから給電したり、最寄の照明電源や太陽電池と二次電池や一次電池とからなる電源より給電することにより、工事不用かまたは簡易な工事とすることができる。

前記の問題のうち、同一箇所での静止状態が継続した場合に感知できない問題を回避する方法として、例えば天井に設置する熱線感知センサの感知領域を２分割し、両領域間の移動状況から静止状態の有無を推定する方法がある（非特許文献１）。この場合、着座位置毎にセンサを設ける必要がある。その他ＣＣＤカメラより得られる映像と画像認識技術とを組合わせ、移動履歴から静止状態を判定する試みがあるが、コストの増加やプライバシーの問題があり容易には導入できない。特にトイレにおいては画像方式の採用が困難であることは言うまでもない。

また、作動信号収集用の伝送線の敷設を省略する方法として電波や赤外通信により作動情報を伝送する方法が考えられるが、送信および受信のための回路が新たに必要であり、コスト増の要因となる他、電磁ノイズやイバータ式蛍光の発する赤外通信に類似した断続光による誤動作を招く要因となる。

本発明の目的は、監視対象である人員の長時間の静止状態に対応でき、安価でかつプライバシーの問題の極めて少ない在室感知システムを提供することにある。

この目的を達成するため、本発明の第１の態様によれば、在室感知システムは、室内に設置された１つ以上の熱線感知型センサと、室内に設置され、人が着座していることを検出する１つ以上の着座センサと、熱線感知型センサの出力と着座センサの出力の論理和をとり、在室状態または不在状態を示す信号を出力する論理和回路とを有する。

熱線感知型センサと着座センサの少なくとも何れか一方のセンサが作動すれば在室と見なすため、人が長時間座位置で静止した場合でも確実に在室と判定できる。

なお、着座センサのみで在不在判定をする場合は、着座位置に達すまで在室と見なさないため、例えば照明の自動点灯に適さない。

本発明の第２の様態によれば、在室感知システムは、室内に設置され、人が着座していることを検出する１つ以上の着座センサと、着座センサの各々に対応する、室内に設置された赤外線発光部と、着座センサの各々に対応し、当該着座センサの出力を入力して当該着座センサに対応する赤外線発光部を点滅させる駆動回路と、室内に設置され、赤外線発光部から赤外線を含む、室内の赤外線を検出する１つ以上の熱線感知型センサと、熱線感知型センサの出力の論理和をとり、在室状態または不在状態を示す信号を出力する論理和回路とを有する。

着座センサの作動情報を熱線感知型センサで捕捉するため、着座センサの作動情況を伝達するための伝送線が不要となるだけでなく、着座センサの作動に関する論理和をとる機構を特別な回路を設けることなく実現できる。

ここで、赤外線光源を点滅させるのは、赤外線光源から放出される熱線の放射量を変化させて熱線感知型センサが熱線を捕捉できるようにするためである。

本発明の第３の様態によれば、在室感知システムは、室内に設置され、人が着座していることを検出する１つ以上の着座センサと、着座センサの各々に対応する、室内に設置された第１の赤外線発光部と、着座センサの各々に対応し、当該着座センサの出力を入力して対応する赤外線発光部を点滅させる第１の駆動回路と、室内に設置された１つ以上の第１の熱線感知型センサと、第１の熱線感知型センサの各々に付属した第２の赤外線発光部と、第１の熱線感知型センサの各々に付属し、当該センサの出力を入力して該センサに付属する第２の赤外線発光部を点滅させる第２の駆動回路と、室内に設置された第２の熱線感知型センサと、を有し、各第１の熱線感知型センサは第１の赤外線発光部からの赤外線、隣接する第１の熱線感知型センサに付属する第２の赤外線発光部から出力された赤外線を含む室内の赤外線を検出し、第２の熱線感知型センサは第１の赤外線発光部からの赤外線、隣接する第１の熱線感知型センサに付属する第１の熱線感知型センサに付属する第２の赤外線発光部から出力された赤外線を含む室内の赤外線を感知するようになっており、
第２の熱線感知型センサは赤外線を感知した否かに応じて在室状態または不在状態を示す信号を出力する。

本態様は、第２の態様における熱線感知型センサの作動の伝送線による伝送の代わりに、赤外線の変化により第１の熱線感知型センサ間を伝達し、最終的に第２の熱線感知型センサに伝達する。したがって、熱線感知型センサの作動信号を、伝送線を設けることなく収集できる他、複数のセンサの作動信号の間の論理和をとる回路も不要になる。

本発明によれば、人員の静止姿勢が多い室内においても正確に人員の在室を認識でき、かつ安価でプライバシーの問題の極めて少ない在室感知システムを実現できる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態による在室感知システムの構成を示している。

本実施形態による在室感知システムは熱線感知センサ１と着座センサ２と伝送線３と論理和回路４ａとオフディレイ回路５と制御回路６とから構成されている。

熱線感知型センサ１は例えば天井部に設けられる。着座センサ２は椅子または机に設けられる。着座センサ２は感圧式、静電容量式、赤外反射式また赤外線透過式等が考えられるが、いずれの方式でもよい。なお、本システムをトイレ内に設置する場合には着座センサ２として温水便座がもともと有しているセンサを流用できる。論理和回路４ａは伝送線３を介して熱線感知型センサ１と着座センサ２に接続されており、少なくともいずれか１つのセンサが作動すると、人員が在室している旨の信号を、また前記の在室状態から、熱線感知型センサ１と着座センサ２の全てが不検知の状態に移行した場合は、在室状態から不在状態に移行した旨の信号をオフディレイ回路５に出力する。オフディレイ回路５は、従来の通り論理和回路４ａからの出力信号の変化の方向に応じて、不在状態から在室状態へ変化した場合は直ちに、また在室状態から不在状態へ変更した場合所定時間遅らせて制御回路６に信号を出力する。制御回路６はオフディレイ回路５の出力信号を受けて室内の照明、空調などを制御する。

オフディレイ回路５を設けるのは、人の出入りの隙間時間帯の発生により、制御回路６への入力信号が頻繁にオン／オフするのを避けるのと、センサの配置上人が退室するまでの時間的余裕を確保する必要が多いこと、換気の場合は空気の入替え時間を考慮したことによるものである。

なお、オフディレイ回路５は、制御対象機器のうち必要な機器に対して備えればよく、また感知システム側に必ずしも備えなくてよい。

［第２の実施形態］
図２は本発明の第２の実施形態による在室感知システムの構成を示している。

本実施形態では第１の実施形態における着座センサ２からの作動信号収集用の伝送線３に代えて、赤外線発光部８と、着座センサ２の作動に連動して赤外線発光部８を点滅させる駆動回路７とを有している。この赤外線発光部８の点滅により得られる放射光９は、天井部に設けられた熱線感知型センサ１により捕捉されるため、着座センサ２からの作動信号を、伝送線を用いることなく収集できる。また、着座センサ２の作動情報は、空間が構成する空間的論理和機構１０ａより自動的に論理和として捕捉されるため、少なくとも着座センサ２の作動情報に関しては、論理和回路４ａのような回路を特段に設ける必要がなくなる。

図３は赤外線発光部８の構造例を示している。赤外線発光部８は、第１の例（図３（ａ））では赤外線光源２１と拡散体２２ａと反射体２３ａからなり、第２の例（図３（ｂ））では赤外線発光部２１と拡散体２２ｂからなり、第３の例（図３（ｃ））では赤外線光源２１と拡散体２２ｂと反射体２３ｂからなっている。反射体２３ａ，２３ｂは、指向性の付与や伝達効率向上を目的としている。また、拡散体２２ａ、２２ｂは、熱線感知型センサ１からみた、検知対象物の面積を広げる役割を果たしており、検出確率を向上させる作用を有する。

本構造はほんの一例であり、別の構造とすることも可能である。例えば、拡散体と赤外線発光部のケースとを一体化することも可能である。また、反射体は、独立した反射板でもよいし、拡散体の内面の所定の位置に蒸着等の手法により一体化したものでもよい。また、反射体の変わりに、レンズを設けてもよい。

ここで、着座センサ２の作動を熱線感知型センサ１で捕捉できる仕組みは、以下の通りである。熱線感知型センサ１は、発熱体、すなわち人体等の赤外線放射物体の位置の変化を捉えるものであるが、これは当該センサに到達する赤外線量の時間的変化を感知する機能を利用したものである。このため、赤外線光源を点滅してセンサに到達する赤外線量の時間的変化を作り出せば、等価的に発熱体の位置が変化したことになる。つまり着座センサ２の作動にあわせて、赤外線光源８を点滅すれば、着座位置に静止している人員を熱線感知型センサ1で捕捉できることとなる。

前記点滅は、点灯時間と消灯時間の比が等間隔である必要はなく、論理和回路４ｂの後段に設けられたオフディレイ回路５の設定時間内に１回以上の時間間隔で点灯および消灯する動作を繰り返せばよい。

［第３の実施形態］
図４は本発明の第３の実施形態による在室感知システムの構成を示している。

本実施形態では、天井面に複数の熱線感知型センサ１が設置されており、熱線感知型センサ１と当該センサの作動に連動して赤外線光部１２を点滅させる駆動回路１１とを有している。この赤外線光源１２の点滅により得られた放射光９ａは、天井部に設けられた隣の熱線感知型センサ１により捕捉されて次々と熱線感知型センサ１を伝わり、最終的に図の1番に右にあり、オフディレイ回路５に接続された熱線感知型センサ１に伝わる。

このように、１つのセンサから得られた放射光９を、熱線感知型センサ１間をリレーすることにより、作動信号を、伝送線を用いることなく収集できる他、空間が構成する空間的論理和機構１０ｂにより自動的に論理和をとる機構を構成できるため、第１の実施形態の論理和回路４ａのような回路を特段に設ける必要がなくなる。なお、この空間的論理和機構１０ｂは、第２の実施形態と同様、着座センサ２の作動により発せられる放射光９を併せて捕捉すると共に、その論理和をとることができる。

ここで、赤外線発光部１２からの放射光９ａにより熱線感知型センサ１自らが作動する懸念に対しては、図３（ａ）、図３（ｃ）のような、反射体を備えた赤外線光部１２を設けることにより、所定の指向性を持たせ、自らが放った放射光が自らに戻ることのないようにすれば回避できる。また、伝達目標のセンサが見通し外にある場合は、少なくとも赤外線発光部１２を熱線感知型センサ１から切り離し、伝達対象先の熱線感知型センサ１の見通し内位置に設置すればよい。

本発明の第１の実施形態による在室感知システムの構成図である。 本発明の第２の実施形態による在室感知システムの構成図である。 赤外線発光部の構造例を示す図である。 本発明の第３の実施形態による在室感知システムの構成図である。

符号の説明

１ 熱線感知型センサ
２ 着座センサ
３ 伝送線
４ａ，４ｂ 論理和回路
５ オフディレイ回路
６ 制御回路
７，１１ 駆動回路
８，１２ 赤外線発光部
９、９ａ 放射光
１０ａ，１０ｂ 空間的論理和機構
１１ 熱線感知型センサ
２１ 赤外線光源
２２ａ，２２ｂ 拡散体
２３ａ，２３ｂ 反射体

Claims (5)

1. 室内に設置された１つ以上の熱線感知型センサと、
   室内に設置され、人が着座していることを検出する１つ以上の着座センサと、
   前記熱線感知型センサの出力と前記着座センサの出力の論理和をとり、在室状態または不在状態を示す信号を出力する論理和回路と
   を有する在室感知システム。
2. 室内に設置され、人が着座していることを検出する１つ以上の着座センサと、
   前記着座センサの各々に対応する、室内に設置された赤外線発光部と、
   前記着座センサの各々に対応し、当該着座センサの出力を入力して当該着座センサに対応する赤外線発光部を点滅させる駆動回路と、
   室内に設置され、前記赤外線発光部から赤外線を含む、室内の赤外線を検出する１つ以上の熱線感知型センサと、
   前記熱線感知型センサの出力の論理和をとり、在室状態または不在状態を示す信号を出力する論理和回路と
   を有する在室感知システム。
3. 前記論理和回路の出力信号が在室状態から不在状態に移行したことを示した場合、前記出力信号を所定時間遅らせて出力するオフディレイ回路をさらに有する、請求項１または２に記載の在室感知システム。
4. 室内に設置され、人が着座していることを検出する１つ以上の着座センサと、
   前記着座センサの各々に対応する、室内に設置された第１の赤外線発光部と、
   前記着座センサの各々に対応し、当該着座センサの出力を入力して当該着座センサに対応する赤外線発光部を点滅させる第１の駆動回路と、
   室内に設置された１つ以上の第１の熱線感知型センサと、
   第１の熱線感知型センサの各々に付属した第２の赤外線発光部と、
   第１の熱線感知型センサの各々に付属し、当該センサの出力を入力して当該センサに付属する第２の赤外線発光部を点滅させる第２の駆動回路と、
   室内に設置された第２の熱線感知型センサと、
   を有し、
   前記各第１の熱線感知型センサは前記第１の赤外線発光部からの赤外線、隣接する第１の熱線感知型センサに付属する第２の赤外線発光部から出力された赤外線を含む室内の赤外線を検出し、前記第２の熱線感知型センサは前記第１の赤外線発光部からの赤外線、隣接する第１の熱線感知型センサに付属する第２の赤外線発光部から出力された赤外線を含む室内の赤外線を感知するようになっており、
   前記第２の熱線感知型センサは赤外線を感知した否かに応じて在室状態または不在状態を示す信号を出力する在室感知システム。
5. 前記第２の熱線感知型センサの出力信号が在室状態から不在状態に移行したことを示した場合、前記出力信号を所定時間遅らせて出力するオフディレイ回路をさらに有する、請求項４に記載の在室感知システム。

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