JP2008197878A - 監視システム、端末機器、制御方法、およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】人体と他の物体との区別を行い効率的に人体を検知することができる。
【解決手段】端末機器から単パルス状の超音波を放射走査する（Ｓ２２）。反射波を初期値として検知・保存しておく（Ｓ２３）。検知エリアに人体が侵入してくると超音波の反射の状態が異なってくるので、それら超音波の反射波を検知し保存し、初期状態の反射超音波と比較処理される（Ｓ２４）。時間差を調べることによって人体を検知する（Ｓ２５）。この時間差を検知することができれば人体であると判断し、異常状態であると判断し（Ｓ２６）、情報機器にその時刻、場所等の異常情報を送信する（Ｓ２７）。情報機器で異常情報を受信すると（Ｓ２８）、画面上に異常情報を報知画面として表示する（Ｓ２９）。それらの異常情報を携帯電話に電話をして、異常状態を通報する（Ｓ３０）。
【選択図】図８

Description

本発明は、パルス状の超音波や赤外線を発生しその反射波を検知するセンサを用いて、異常状態を検知することに関する監視システム、端末機器、制御方法およびそのプログラムに関するものである。

従来、超音波を発するセンサとしては圧電センサとして、圧電体を用いてこれに電圧を印加することによって超音波を発しその超音波を受信するものがある。これによって、物体を検知することができる。またこれによって物体までの距離を検知することもできる。

また、最近では圧電の振動とは異なった超音波を発するセンサとして、ナノシリコンと金属を用いた超音波センサもある（例えば、特許文献１参照）。これによって、超音波を発生させ人体を検知し、その人体までの距離を検知することができるものである。

さらに、人体の心拍を検知する時は光センサを人体に接触させて測定するものがある（例えば、特許文献２参照）。これによって、人体の心拍を測定し異常を検知することができるものである。
特開２００４−１５３７９７号公報 特開平１１−３３２８３８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、これらのセンサは放射される超音波は連続波であり、特に圧電体の場合超音波の波の数が非常に多くなり、残響が長いという欠点がある。

また、超音波の放射方向に指向性があるので検知する領域が限られており、その狭い検知エリアに人体が入らないと検知することができないという欠点がある。従って、検知領域を広げるために多数のセンサを設置する必要があるという課題がある。

さらに、超音波センサとしては必要な反射波以外にゴーストとしての異常な反射波を検知しやすいという欠点がある。

また、センサの検知領域に他の物体が入ってきてしまった場合、人体と他の物体との区別がつきにくいという欠点がある。

本発明は、このような課題を解決するために、検知性能が設置環境に左右されない、また外乱の影響を受けることなく、広範囲の検知領域においても誤動作のない確実な人体の検出をおこない、且つ、使用者に人体検出時の異常状態の表示や報知を迅速に行い、利便性、正確性、信頼性を高める監視システムを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の監視システムは、定常または非定常の状態を監視して情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を収集する前記情報機器とからなる監視システムにおいて、前記端末機器がパルス状超音波を発生し、初期状態として前記パルス状超音波の反射状況を検知部で検知し定常状態として記憶した後、前記端末機器が前記パルス状超音波を発生して前記パルス状超音波の反射状況を検知し前記定常状態と比較して異なった状
態となった時に非定常状態と判断し、この情報を前記非定常状態に関する情報として前記情報機器に送信し、前記情報機器に報知するまたは前記情報機器から外部の通信装置に通報するものである。

これによって、パルス状の超音波により超音波の残響、ゴーストの低減ができ、また、初期に超音波の反射状況の把握をおこない、この超音波からの反射波をある特定の時間の領域を検知し、初期に記憶した初期値と比較処理することによって、検知性能が設置環境に左右されない。

また外乱の影響を受けることなく人体を正確に検知することができ、さらにその人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、知らせたりするので、家人は容易、迅速に緊急状態を認識することができる。

以上のように、本発明によれば、パルス状の超音波を発する端末機器が反射波を正確に検知し、それらの超音波を比較処理して、人体を正確に検知することができ、その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、知らせたりするので、家人は容易に緊急状態を認識することができる。

第１の発明は、定常または非定常の状態を監視して情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を収集する前記情報機器とからなる監視システムにおいて、前記端末機器がパルス状超音波を発生し、初期状態として前記パルス状超音波の反射状況を検知部で検知し定常状態として記憶した後、前記端末機器が前記パルス状超音波を発生して前記パルス状超音波の反射状況を検知し前記定常状態と比較して異なった状態となった時に非定常状態と判断し、この情報を前記非定常状態に関する情報として前記情報機器に送信し、前記情報機器に報知するまたは前記情報機器から外部の通信装置に通報するものである。

これによって、パルス状の超音波を発することにより、端末機器が放射する超音波は残響、ゴーストを低減することができるので、反射波を正確に検知でき、さらにそれらの受信した超音波を初期値と比較処理しているので、設置環境の違いによるノイズ（外乱）に対する余裕度が確保でき、人体を正確に検知することができる。

そして、その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、知らせたりできる、家人は容易、迅速、正確に緊急状態を認識することができ、その後的確な行動をとることができ、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を高めることができる。

第２の発明は、前記端末機器がパルス状超音波を発生し走査させて、初期状態として前記パルス状超音波の反射状況を検知部で検知し定常状態として記憶した後、前記端末機器が前記パルス状超音波を発生し走査させて前記パルス状超音波の反射状況を検知し前記定常状態と比較して異なった状態となった時に非定常状態と判断する。

これによって、周囲環境の状況を走査位置と超音波の反射状況から広範囲にわたって周囲環境の状況が正確に把握できる。これを初期値として記憶し、検知時の走査位置、超音波の反射状況を、初期値と比較することにより、検知領域に他の物体が入っても人体との区別をすることができる。

さらにその人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、外部に知らせたりすることができ、知らせを受けた人は迅速、正確に異常状態を認識することができ、その
後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができる。

第３の発明は、前記端末機器がパルス状赤外線を発生し走査させて、初期状態として前記パルス状赤外線の反射状況から距離を検知しそれを定常状態として記憶した後、前記端末機器がパルス状赤外線を発生し走査させて前記パルス状赤外線の反射状況から距離や心拍を検知し前記定常状態と比較して異なった状態となった時に非定常状態と判断する。

これによって、パルス状の赤外線を走査放射する端末機器が反射光を正確に検知し、それらの赤外線を走査しながら走査時間経過とともに変化する走査位置と反射状況の変化を把握、記憶した初期状態と比較処理することによって、検知領域に入った人体までの距離や心拍を周囲環境に影響されることなく正確に検知することができる。

その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、外部に知らせたりすることができ、知らせを受けた人は迅速、正確に異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができる。

第４の発明は、定常または非定常の状態を監視して情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を収集する前記情報機器とからなる監視システムにおいて、前記端末機器の断熱性が高い基板上に発熱体を形成し、前記発熱体に高周波の電流を流し、パルス状の超音波または赤外線を発生させ、前記発生したパルス状の超音波または赤外線の反射状況を検知し定常状態とした後、前記端末機器から同様にパルス状の超音波または赤外線を発生させて、前記発生したパルス状の超音波または赤外線の反射状況が定常状態と異なる状態となった時に非定常状態と判断し、この情報を前記非定常状態に関する情報として前記情報機器に送信する。

これによって、断熱体と発熱体とで構成された端末機器が、パルス状の超音波や赤外線を容易に発することができ、残響、ゴーストの発生しにくい超音波を照射することができ、反射波を正確に検知し、それらの超音波や赤外線を比較処理して、人体を外乱の影響を受ける事なく正確に検知することができ、その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたりすることができ、知らせを受けた人はすぐに異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができる。

第５の発明は、定常または非定常の状態を監視して情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を収集する前記情報機器とからなる監視システムの制御方法において、前記端末機器の発熱体部からパルス状超音波を発生し、初期状態として前記パルス状超音波の反射状況を検知部で検知しこれを定常状態として記憶するステップと、前記端末機器の発熱体部からパルス状超音波を発生し、前記パルス状超音波の反射状況を検知し記憶するステップと、前記超音波の反射状況が前記定常状態と比較して異なった状態となった時非定常状態と判断するステップと、前記端末機器が前記非定常状態の情報を異常事態に関する情報として前記情報機器に送信するステップと、前記情報機器で受信した前記非定常状態の情報を報知するまたは、前記情報機器から指定された外部の通信装置に通報するステップとを備えてなる制御方法である。

これによって、本発明は、パルス状の超音波を発する端末機器が反射波を正確に検知し、それらの超音波を比較処理して、人体を正確に検知することができ、その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、外部に知らせたりすることができ、知らせを
受けた人はすぐに異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができるものである。

第６の発明は、第１〜３のいずれか記載の監視システムの少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供するものである。

そして、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させて本発明の監視システムの少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における監視システム全体を概略的に示す構成説明図を示すものである。以下に本実施の形態における構成を説明する。

図１に示す本実施の形態の監視システムは、各家庭１００に設置された端末機器１５を無線通信によって接続した情報機器１と、情報機器１を外部と接続するための回線接続手段３、外部のネットワークである宅外回線網（たとえばインターネット回線網）１２、携帯電話等の外部の通信装置１１、情報処理サーバ装置１０とから成る。

この時の情報機器１の通信回線網は情報通信回線網であるデータ通信回線網１３、音声通信回線網１４とから成っている。

本監視システムは、人体を検知することができる端末機器１５が家に侵入してきた人体を検知し異常状態を検知・判断した時、その異常情報を情報機器１に無線通信で通報し、その異常情報を受信した情報機器１はその異常情報を明確に表示するものである。

さらに、情報機器１はネットワーク回線により外部と接続されており、その受信した異常情報を外部の電話等の通信装置１１に通報することができるものである。

まず、人体を検知することができる端末機器１５が家の窓から侵入してくる人体を検知すると異常状態であると判断し、その異常情報を無線通信によって親機である情報機器１に送信する。

その異常情報を受信した情報機器はその異常情報、いつどこで異常検知されたかを画面上に報知することができるものである。この時の情報機器１の画面の表示は家の間取図と共にいつどこで人体を検知したかを明示しているものである。

例えば、人体を検知することができる端末機器１５を窓側の中央天井に１台設置して、居住者が在宅している時に警戒モードにして、その在宅期間の午前１時３５分に端末機器が人体を検知したとすると、端末機器１５がその異常情報、人体を検知した時刻、検知した方向・場所を情報機器１に送信し、これらの異常情報を受信した情報機器１は画面上でそれらの異常情報を異常報知画面として明示することができる。

この時の画面の表示には１時３５分に家のレイアウトと共にどこの窓で人体を検知したかを点滅表示しているので、居住者はすぐに外部に連絡したり、あるいは現場を確認することができ、的確に次の行動を起こすことができる。

次に本実施の形態の監視システムについて図面を参照しながら説明する。図２は本発明の第１の実施の形態で用いる情報機器１と端末機器１５の機能ブロック図を示すものである。以下に本実施の形態における構成を説明する。

図２に示す本実施の形態の情報機器１は、データ通信処理部２３、音声通信処理部２４、情報処理部２５、情報収集部２６、情報送信部２７、情報送受信部２８、報知部３０、画像表示部３１、音声合成部３２とから構成されている。

本情報機器１は、端末機器１５と無線通信２９によって接続されており、端末機器１５からの情報収集を情報収集部２６によって行い、端末機器１５へのデータ送信を情報送信部２７によって行う。

さらに、本情報機器１は、情報処理サーバ装置１０、外部電話等の通信装置１１と宅外回線網（ネットワーク回線）１２により接続されており、情報機器１からの情報によって、通信装置１１に通報することができる。

また、本実施の形態の端末機器１５は、超音波発生部３５、超音波検知部３６、情報処理部３７、情報送信部３３、情報受信部３４とから構成されている。

本端末機器１５は、超音波発生部３５から超音波を発生し、侵入人体からの反射超音波を超音波検知部３６で検知し、それらの超音波を情報処理部３７で処理することによって、人体を検知・判断することができるものである。

その結果、人体を検知・判断したとすると、情報送信部３３から無線通信２９で接続されている情報機器１に異常情報のデータを送信することができるものである。

次に、本実施の形態の制御方法について図面を参照しながら説明する。図３は同実施の形態に係るシステムの処理手順を示すフローチャートを示すものである。以下に本実施の形態におけるフローを説明する。

まず、超音波を発する端末機器１５を家の窓の中央天井に設置し、この端末機器１５からの情報を収集する親機としての情報機器１を居間に設置する。居住者が家に居る時、端末機器１５の電源を入れて、在宅警戒モードにして端末機器１５で人体を検知するモードにしておく（ステップＳ１）。

在宅警戒モードにして一定時間以内に居住者はその場所から離れる。端末機器１５において５秒に１回程度で１０Ｖ程度の電圧をかけることによって定期的に５０ｋＨｚ程度の超音波を超音波発生部３５から放射する（ステップＳ２）。この超音波は床面に対して放射される。

放射された超音波は、床面等からの反射があるので、その反射波を超音波検知部３６で検知し、初期値として情報処理部３７で保存しておく。この状態を定常状態とする。

その後、検知エリアに人体が侵入してくると超音波の反射の状態が異なってくるので、その反射波を超音波検知部３６で検知し情報処理部３７で保存する（ステップＳ３）。これを非定常状態とする。

収集された超音波の反射波は情報処理部３７で増幅処理、ノイズ除去された後、初期値としての反射超音波と比較処理される（ステップＳ４）。この比較によって初期値と現在
の反射波との間で違いがあるかどうかを判断する（ステップＳ５）。違いがなければステップＳ２から再度繰り返す。

違いがあれば、人体を検知したと判断して、居住者が家に居る時に窓からの侵入者がいるということで異常状態であると判断することができる（ステップＳ６）。

端末機器１５が窓からの侵入人体を検知して異常と判断すると、端末機器１５から人体を検知した時刻、どの窓からかという場所等の異常情報を情報送信部３３から無線通信手段を用いて情報機器１に送信する（ステップＳ７）。

情報機器１では無線通信手段を用いてその異常情報を情報収集部２６で受信すると（ステップＳ８）、すぐに情報機器１の画像表示部３１上でいつどこで人体を検知したかという異常情報を報知画面として表示させることができる（ステップＳ９）。

この人体検知の異常情報を情報機器１に送信し、情報機器１では画面表示部３１に図４のような報知画面を表示する。

この報知画面では、人体検知をした時刻、場所を示し、家のレイアウトと共に人体を検知した場所を点滅表示させることによって、居住者にその異常情報を明確に示すことができるものである。これにより居住者は、外部に連絡するか、現場を見に行くか等すぐに次の行動に移すことができる。

図５は本発明の第１の実施の形態で用いる端末機器の超音波送受信素子の断面構造図を示すものである。センサ台５１の上にＳｉ基板からなるセンサ基板５２を設置し、センサ基板５２の表面の一部を熱絶縁体５３とする。この熱絶縁体５３は例えばナノシリコンから成っているものである。

この熱絶縁体５３の上に発熱体５４として金属薄膜を形成する。この金属薄膜に例えば１０Ｖ、５０ｋＨｚの周波数の電圧をかけると金属薄膜が発熱を繰り返し、周辺の空気を温めることによって、超音波が発生する。この超音波を受信する素子６０としてＰＺＴの圧電薄膜をＳｉ基板上に形成したものを用いることができる。

このような超音波送受信素子を用いた時のセンサ出力を図６に示す。横軸が時間で、縦軸が信号の強度を示している。

まず、超音波発信素子５０から発せられた単パルス状の超音波出力を図６（ａ）に示す。この単パルス超音波が何も存在しない空間を伝播し、素子正面の床で反射して超音波受信素子６０で受信した時のセンサ出力を図６（ｂ）に示す。超音波を発信してから、センサ素子と床面との距離に依存したある一定時間経過後に、超音波の反射波を受信することができることがわかる。

次に、この超音波発信素子５０から発信された単パルスの超音波が、床面上を歩いている人体で反射された時の超音波受信素子６０で受信した時のセンサ出力を図６（ｃ）に示す。

図６（ｂ）で得られた出力より先に超音波の反射波を得られていることがわかる。これによって、床面上を歩いている人体を検知することができるものである。

この人体を検知すると、それは異常状態であると判断するので、その人体を検知した時の時間、場所の情報を、情報送信部３３から無線通信２９で接続されている情報機器１に
異常情報のデータとして送信することができるものである。

また、このように超音波をパルス状にすることによってセンサ自体の消費電力を低減することもできる。

以上のような構成・手順とすることにより、本発明の実施の形態によれば、単パルス状の超音波を発する端末機器が外乱の影響を受けることなく反射波を正確に検知し、それらの超音波を比較処理して、人体を正確に検知することができる。その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、知らせたりするので、家人は容易に緊急状態を認識することができ、その後的確な行動をとることができ、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を高めることができ、システムの信頼性を確実に向上させることができるものである。

（実施の形態２）
実施の形態２の監視システムについて説明する。

以下に本実施の形態における構成を図１を用いて説明する。実施の形態１と同じについては説明を省略する。

情報機器１はネットワーク回線１２により外部と接続されており、人体を検知することができる端末機器１５から異常情報を受信し、その受信した異常情報を外部の携帯電話等の通信装置１１に通報し、外出している家の居住者に知らせることができるものである。

情報機器１は端末機器１５から人体検知の異常情報を受信すると、データ通信回線網１３、音声通信回線網１４、および宅外回線網１２を経由して、情報処理サーバ装置１０、および外部の携帯電話等の通信装置１１に通報することができる。

この時の通報は情報機器１からの固定音声で外部の通信装置１１に異常を知らせてもよく、また電子メールで検知した場所を表示することもできる。また情報処理サーバ装置１０には情報機器１で取得した異常情報をログとして保存することができる。

具体的には、情報機器１からの情報の送受信は、ブロードバンドであるＡＤＳＬ回線網を用いて回線接続手段４であるモデム、スプリッター等を介してＩＳＰ（インターネットサービスプロバイダ）に接続し、そこから宅外回線網（ＷＥＢ）１２を通じて情報処理サーバ装置１０にＴＣＰ／ＩＰ接続し、通信装置１１に接続することができるものである。

また、情報機器１からの情報の送受信の接続回線網はＦＴＴＨのような光ファイバー網でもよい。

まず、人体を検知することができる端末機器１５が窓から侵入してきた人体を検知すると異常状態であると判断し、その異常情報を無線通信によって親機である情報機器１に送信する。その異常情報を受信した情報機器１はその異常情報、いつどこで異常検知されたかを画面上に明示し、さらに外部の携帯電話等の通信装置１１に通報し、外出している家の居住者に知らせることができるものである。

例えば、居住者が外出している時に人体を検知することができる端末機器１５を外出警戒モードにして、その外出期間の午後４時１３分に端末機器１５が窓から侵入してきた人体を検知したとすると、端末機器１５がその異常情報、例えば人体を検知した時刻、検知した方向・場所を情報機器１に送信し、これらの異常情報を受信した情報機器１は画面上でそれらの異常情報を異常報知画面として明示することができる。

さらに、それらの異常情報をネットワーク回線１２を介して、情報処理サーバ装置１０に送信・保存することができ、また情報機器に登録されている外部の携帯電話等の通信装置１１に電話をするか、電子メールを送信することによって、外に居る居住者にすぐに通報することができるので、連絡を受けた居住者はすぐに他者に連絡したり、あるいは家に戻ることができ、早急に次の行動を起こすことができる。

次に、本実施の形態の制御方法について図面を参照しながら説明する。図７は同実施の形態に係るシステムの処理手順を示すフローチャートを示すものである。以下に本実施の形態におけるフローを説明する。

実施の形態１と同じについては説明を省略する。ステップＳ１１から１９はステップＳ１から９に相当する。

それらの異常情報をデータ通信回線網１３、音声通信回線網１４、ネットワーク回線網１２を介して、情報処理サーバ装置１０に送信・保存し、また情報機器１に登録されている外部の携帯電話等の通信装置１１に電話をして、情報機器に保存している固有音声を用いて連絡することによって、外に居る居住者にすぐに異常状態を通報することができる（ステップＳ２０）。

また電話をするかわりに、情報機器１に登録されている居住者所有の携帯電話のアドレスに、人体を検知した時刻・場所を含めて電子メールを送信することもできる。

すなわち、本実施例は定常または非定常の状態を監視する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を通信手段を介して収集することができる情報機器と、前記端末機器から前記情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する監視システムにおいて、前記端末機器がパルス状超音波を発生し、初期状態として前記超音波の反射状況を検知部で検知し定常状態として記憶した後、前記端末機器がパルス状超音波を発生して前記超音波の反射状況を検知し前記定常状態と比較して異なった状態となった時に非定常状態と判断し、この情報を前記非定常状態に関する情報として前記情報機器に送信し、前記情報機器に報知させ、前記情報機器から外部の通信装置に通報することを特徴とする監視システムである。

このような実施の形態によって、これらの人体検知情報を異常状態として情報機器である親機に表示したり、他の人に知らせることができ、知らせを受けた人はすぐに異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることができる。

また、センサの検知領域をある程度広くすることができるので、１つのセンサで広い検知領域における人体検知を行うことができる。

以上のような構成・手順とすることにより、本発明の実施の形態によれば、単パルス状の超音波を発する端末機器が反射波を正確に検知し、それらの超音波を比較処理することによって、人体を正確に検知することができ、その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、外部に知らせたりすることができ、知らせを受けた人はすぐに異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができ、システムの信頼性を確実に向上させることができるものである。

（実施の形態３）
実施の形態３の情報システムについて説明する。以下に本実施の形態における構成を図
１を用いて説明する。実施の形態１と同じについては説明を省略する。

情報機器１はネットワーク回線１２により外部と接続されており、人体を検知することができる端末機器１５から異常情報を受信し、その受信した異常情報を外部の携帯電話等の通信装置１１に通報し、外出している家の居住者に知らせることができるものである。

また、人体を検知する端末機器１５は、初期状態として人体が存在しない時に超音波を走査放射して、前記超音波の反射状況を検知・保存しておく。

次に、警戒モードになった時に超音波を放射し走査して、超音波の反射状況を検知し、人体が存在していなかった時の初期の超音波の反射状況と比較することによって、人体を検知することができるものである。こうすることによって、人体を正確に判断することができる。

まず、超音波を走査放射させて人体を検知することができる端末機器１５が窓の中央天井に設置されており、この窓から侵入してきた人体を検知すると異常状態であると判断し、その異常情報を無線通信によって親機である情報機器１に送信する。

その異常情報を受信した情報機器１はその異常情報、いつどこで異常検知されたかを画面上に明示し、さらに外部の携帯電話等の通信装置１１に通報し、外出している家の居住者に知らせることができるものである。

例えば、５０ｋＨｚの超音波を生成し、それを２．５ｍ下の床面に放射しその反射波を検知する。続けて、超音波の放射方向を窓と平行に移動させて超音波を生成し放射し、その反射波を検知する。この放射された超音波は床面以外の物体がなければある一定時間後に反射波が検知されるが、ある物体が存在するとその物体で超音波は反射され、ある一定時間より先に反射超音波が検知される。この反射波をそれぞれ検知し、反射された超音波を初期値としての反射超音波とを比較処理することによって、人体を検知・判断することができる。

次に、本実施の形態の制御方法について図面を参照しながら説明する。図８は同実施の形態に係るシステムの処理手順を示すものである。以下に本実施の形態におけるフローを説明する。

まず、超音波を放射する端末機器１５を窓の中央天井に設置し、この端末機器１５からの情報を収集する親機としての情報機器１を居間に設置する。居住者が外出した時、端末機器１５の電源を入れて、外出警戒モードにして端末機器１５で人体を検知するモードにしておく（ステップＳ２１）。

端末機器１５から５０ｋＨｚの単パルス状の超音波を放射する。続けて、超音波の放射方向を窓と平行に移動させて超音波を生成し単パルス状超音波を放射する（ステップＳ２２）。これらの超音波は床面に対して放射される。

放射された超音波は、ある一定時間後に床面からの反射があるので、それらの反射波を初期値として検知・保存しておく。この状態を定常状態とする（ステップＳ２３）。

その後、検知エリアに人体が侵入してくると超音波の反射の状態が異なってくるので、それら超音波の反射波を検知し保存する。これを非定常状態とする。収集された超音波の反射波は増幅処理、ノイズ除去された後、初期状態の反射超音波と比較処理される（ステップＳ２４）。

人体から反射された超音波は人体がいない場合に反射された超音波と比べて反射されるまでの時間が短いので、各超音波において床面から反射された超音波と人体から反射された超音波との反射されるまでの時間差を調べることによって、人体を検知することができる（ステップＳ２５）。

この時間差を検知することができれば人体であると判断し、居住者が外に出ている時に家の外周辺に人体がいるということで異常状態であると判断することができる（ステップＳ２６）。超音波を走査させることによって、超音波センサ１個で窓全体を検知エリアとすることができるので、人体の検知精度をさらに向上させることができる。

以下ステップＳ２７以降はステップＳ１７以降と同じフローであり、実施の形態２と同じについては説明を省略する。

例えば、人体を検知することができる端末機器を１台窓の中央天井に設置して、居住者が外出している時に外出警戒モードにして、その外出期間の午後６時３５分に端末機器が超音波を走査放射することによって人体を検知したとすると、端末機器がその異常情報、人体を検知した時刻、検知した方向・場所を情報機器に送信し、これらの異常情報を受信した情報機器は画面上でそれらの異常情報を異常報知画面として明示することができる。

以上のような構成・手順とすることにより、本発明の実施の形態によれば、単パルス状の超音波を発して走査させる端末機器が反射波を正確に検知し、それらの超音波を比較処理することによって、人体を正確に検知することができ、その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、外部に知らせたりすることができ、知らせを受けた人はすぐに異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができ、システムの信頼性を確実に向上させることができるものである。

（実施の形態４）
実施の形態４の情報システムについて説明する。以下に本実施の形態における構成を図１を用いて説明する。実施の形態１と同じについては説明を省略する。

情報機器１はネットワーク回線１２により外部と接続されており、人体を検知することができる端末機器１５から異常情報を受信し、その受信した異常情報を外部の携帯電話等の通信装置１１に通報し、外出している家の居住者に知らせることができるものである。

また、人体を検知する端末機器１５は、初期状態として人体が存在しない時に赤外線を走査放射して、前記赤外線の反射状況を検知・保存しておく。次に、警戒モードになった時に赤外線を走査放射させて、赤外線の反射状況を検知し、人体が存在していなかった時の初期の赤外線の反射状況と比較することによって、人体を検知することができるものである。こうすることによって、人体の検知位置を正確に判断することができる。

まず、赤外線を走査放射し人体を検知することができる端末機器１５が窓から侵入してきた人体を検知すると異常状態であると判断し、その異常情報を無線通信によって親機である情報機器１に送信する。その異常情報を受信した情報機器１はその異常情報、いつどこで異常検知されたかを画面上に明示し、さらに外部の携帯電話等の通信装置１１に通報し、外出している家の居住者に知らせることができるものである。

例えば、図５の超音波発信素子は赤外線も放射することができるので、この金属薄膜に電圧をかけて赤外線を放射し、ある方向にのみ放射しその反射光を検知する。続けて、こ
の素子を駆動させることによって別の方向に赤外線を放射しその反射光を検知する。これを窓近傍で行うことによって窓からの侵入人体からの反射光を検知することができる。

次に同様に、赤外線を生成し走査放射し、その反射光をそれぞれ検知する。この放射された赤外線は物体がなければ床面で反射されるだけなので、端末機器はある一定時間後に反射光を受信するが、床面の上に物体が存在すると赤外線はある一定時間より先に反射され、その物体が人体であればその位相が変化する。この反射赤外線の位相差より心拍を検知することもできる。

赤外線を走査して反射光を検知することによって、放射方向毎に距離が得られるので、より高精度に人体の検知方向を明確にすることができる。

この反射波をそれぞれ検知し、検知された反射赤外線を、初期値としての反射赤外線と比較処理することによって、人体を検知・判断することができる。

次に、本実施の形態の制御方法について図面を参照しながら説明する。図９は同実施の形態に係るシステムの処理手順を示すものである。以下に本実施の形態におけるフローを説明する。

まず、赤外線を放射する端末機器１５を窓の中央天井に設置し、この端末機器１５からの情報を収集する親機としての情報機器１を居間に設置する。居住者が外出した時、端末機器１５の電源を入れて、外出警戒モードにして端末機器１５で人体を検知するモードにしておく（ステップＳ３１）。端末機器１５から赤外線を放射しその反射光を検知する。

続けて、同じようにセンサを駆動させて別の方向に対して赤外線を放射しその反射光を検知する。これを窓の幅で行うことによって窓全体からの反射光を検知する（ステップＳ３２）。これらの赤外線は床面に放射される。

放射された赤外線は、床面からの反射があるので、それらの反射光を初期値として検知部３６で検知し情報処理部３５で保存する。この状態を定常状態とする（ステップＳ３３）。

その後、検知エリアに人体が侵入してくると赤外線の反射の状態が異なってくるので、それら反射光を検知部３６でそれぞれの方向で検知し情報処理部３５で保存する。これを非定常状態とする（ステップＳ３４）。

検知された赤外線の反射光は増幅処理、ノイズ除去された後、初期値としての赤外線と情報処理部３５で比較処理される。この放射された赤外線は物体がなければ床面で反射されるだけなので、端末機器はある一定時間後に反射光を検知するが、床面の上に物体が存在すると赤外線はある一定時間より先に反射・検知される。また、人体から反射された赤外線は人体がいない場合に反射された赤外線と比べて位相がずれているので、物体から反射された赤外線と人体から反射された赤外線との位相差を調べることによって、人体の心拍を検知することができる（ステップＳ３５）。

この時間差および位相差を検知することができれば人体であると判断し、居住者が外に出ている時に家の窓から侵入してくる人体がいるということで異常状態であると判断することができる（ステップＳ３６）。

端末機器１５が窓からの侵入人体を検知して異常と判断すると、端末機器１５から人体を検知した時刻、どのあたりかという方向・場所等の異常情報を情報送信部３３から無線
通信を用いて情報機器１に送信する。（ステップＳ３７）。

情報機器１では無線通信手段を用いてその異常情報を情報収集部２６で受信すると、すぐに情報機器１の画像表示部３１上でいつどこで人体を検知したかという異常情報を報知画面として表示させることができる（ステップＳ３８）。

さらに、それらの異常情報をデータ通信回線網１３、音声通信回線網１４、ネットワーク回線網１２を介して、情報処理サーバ装置１０に送信・保存し、また情報機器１に登録されている外部の携帯電話等の通信装置１１に電話をして（ステップＳ３９）、情報機器と携帯電話とが接続されると情報機器に保存している固有音声を用いて連絡することによって、外に居る居住者にすぐに異常状態を通報することができる（ステップＳ４０）。

また電話をするかわりに、情報機器１に登録されている居住者所有の携帯電話のアドレスに、人体を検知した時刻・場所を含めて電子メールを送信することもできる。

例えば、人体を検知することができる端末機器を１台窓の中央天井に設置して、居住者が外出している時に外出警戒モードにして、その外出期間の午後９時５１分に端末機器が赤外線を放射し走査することによって人体を検知したとすると、端末機器がその異常情報、人体を検知した時刻、検知した方向・場所を情報機器に送信し、これらの異常情報を受信した情報機器は画面上でそれらの異常情報を異常報知画面として明示することができる。

この時の端末機器のフォトダイオード等から成る赤外線検知部からの出力信号を処理した図を図１０に示す。

赤外線を発する端末機器を窓の中央天井に設置して、床面に対して赤外線を放射し走査すると、最も近い真下の床面からの反射光が最も強度が強いので、図１０（ａ）のような反射光を検知することができる。この窓から人体が侵入してくると、人体までの距離の方が近くなるので人体からの反射光の方が強くなり、図１０（ｂ）のような反射光を得ることができる。

また、この反射赤外線の位相を検知することによって、人体の心拍を検知することができる。心拍を検知することによって人体と他の物体との区別ができ、さらに人体と他の動物との区別も可能であるので、他の動物、例えば犬や猫などがセンサの検知領域に入ってきた時に、誤って人体と判断してしまい、誤動作をしてしまうということがない。

以上のような構成・手順とすることにより、本発明の実施の形態によれば、単パルス状の赤外線を走査放射する端末機器が反射光を正確に検知し、それらの赤外線を比較処理することによって、人体までの距離や心拍を正確に検知することができる。そのその人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、外部に知らせたりすることができ、知らせを受けた人はすぐに異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができ、システムの信頼性を確実に向上させることができるものである。

また、定常または非定常の状態を監視する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を通信手段を介して収集することができる情報機器と、前記端末機器から前記情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する監視システムの制御方法において、前記端末機器の発熱体部からパルス状超音波を発生し走査させ、初期状態として前記超音波の反射状況を検知部で検知しこれを定常状態として記憶するステップと、前記端末機器の発熱体部からパルス状超音波を発生し走査させ、前記超音波の反射状況を検知し
記憶するステップと、前記超音波の反射状況が前記定常状態と比較して異なった状態となった時非定常状態と判断するステップと、前記端末機器が前記非定常状態の情報を異常事態に関する情報として前記情報機器に送信するステップと、前記情報機器で受信した前記非定常状態の情報を報知するステップと、前記情報機器から指定された外部の通信装置に通報するステップとを備えてなる制御方法であってもよい。

これによって、本発明は、単パルス状の超音波を走査させて発する端末機器が反射波を正確に検知し、それらの超音波を比較処理することによって、人体を正確に検知することができる。その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、外部に知らせたりすることができ、知らせを受けた人はすぐに異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができるものである。

また、定常または非定常の状態を監視する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を通信手段を介して収集することができる情報機器と、前記端末機器から前記情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する監視システムの制御方法において、前記端末機器の発熱体部からパルス状赤外線を発生し走査させ、初期状態として前記赤外線の反射状況、距離を検知部で検知しこれを定常状態として記憶するステップと、前記端末機器の発熱体部からパルス状赤外線を発生し走査させ、前記赤外線の反射状況を検知し距離や心拍を検知し記憶するステップと、前記赤外線の反射状況が前記定常状態と比較して異なった状態となった時非定常状態と判断するステップと、前記端末機器が前記非定常状態の情報を異常事態に関する情報として前記情報機器に送信するステップと、前記情報機器で受信した前記非定常状態の情報を報知するステップと、前記情報機器から指定された外部の通信装置に通報するステップとを備えてなる制御方法であってもよい。

これによって、本発明は、単パルス状の赤外線を走査放射する端末機器が反射光を正確に検知し、それらの赤外線を比較処理することによって、人体までの距離や心拍を正確に検知することができ、その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、外部に知らせたりすることができ、知らせを受けた人はすぐに異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができるものである。

なお、今までの実施の形態ではブロードバンドのインターネット回線としてＡＤＳＬで説明したが、これに限らずあらゆる通信方式であってもよい。

以上のように、本発明によれば、放射する超音波をパルス状（単パルス）にすることにより、超音波放射側が放射する放射時間により左右される繰り返し検出の高速化が可能になり、また物的な周囲環境の影響で発生するゴーストの発生を低減することができるので誤検知がなくなる。

さらに、初期値の反射状況と比較することにより、設置環境がかわってもノイズ（外乱）に対する余裕度が確保でき誤動作のない検知動作にすることができる。

また、超音波を走査しながら走査時間経過とともに変化する走査位置と反射状況の変化を把握、記憶することにより、周囲環境条件（物的な距離の変化）を精度よく把握できる。この初期値を基準に、検知時の走査位置、超音波の反射状況とを、初期値と比較することにより、検知領域に他の物体が入っても、動的なものかどうかの判定ができ、人体と他の物体との区別ができ、その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、知らせたりするので、家人は容易、迅速、正確に緊急状態を認識することができる。

また、これらの情報機器１、端末機器１５の情報処理部で上記制御方法を行うためには、ＣＰＵコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な独自のプログラムが必要である。本実施の形態で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本発明は、超音波や赤外線を走査放射する端末機器が反射波を正確に検知し、それらの反射波を初期値と比較処理することによって、人体を正確に検知することができ、その人体検知情報を情報機器に送信して画面に表示させたり、外部に知らせたりすることができ、知らせを受けた人はすぐに異常状態を認識することができ、その後的確な行動をとることによって、人体検知に対する利便性、正確性、信頼性を向上させることができ、家庭内の安全防犯のネットワークシステムに対しても有用である。

また、家庭内に限らずオフィスや商店、工場などにおいても利用可能である。

本発明の第1の実施の形態に係る監視システムを示す構成説明図 同実施の形態で用いる情報機器と端末機器の機能ブロック図 同実施の形態に係る監視システムの処理手順を示すフローチャート 同実施の形態に係る異常時における情報機器の画面表示図 同実施の形態に係る端末機器の超音波送受信部の断面構造図 同実施の形態に係る端末機器の超音波受信部からの出力信号を示す図 本発明の第２の実施の形態に係る監視システムの処理手順を示すフローチャート 本発明の第３の実施の形態に係る監視システムの処理手順を示すフローチャート 本発明の第４の実施の形態に係る監視システムの処理手順を示す図 同実施の形態に係る端末機器の赤外線検知部からの出力信号を処理した図

符号の説明

１ 情報機器
１１ 通信装置
１５ 端末機器
３０ 報知部
３３ 情報送信部（通信手段）
３４ 情報受信部（通信手段）
３５ 超音波発生部
３６ 超音波検知部（検知部）
３７ 情報処理部（記憶）
５３ 熱絶縁体（断熱性の高い基板）
５４ 発熱体（発熱体部）

Claims (6)

1. 定常または非定常の状態を監視して情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を収集する前記情報機器とからなる監視システムにおいて、
   前記端末機器がパルス状超音波を発生し、初期状態として前記パルス状超音波の反射状況を検知部で検知し定常状態として記憶した後、前記端末機器が前記パルス状超音波を発生して前記パルス状超音波の反射状況を検知し前記定常状態と比較して異なった状態となった時に非定常状態と判断し、この情報を前記非定常状態に関する情報として前記情報機器に送信し、前記情報機器に報知するまたは前記情報機器から外部の通信装置に通報する監視システム。
2. 前記端末機器がパルス状超音波を発生し走査させて、初期状態として前記パルス状超音波の反射状況を検知部で検知し定常状態として記憶した後、前記端末機器が前記パルス状超音波を発生し走査させて前記パルス状超音波の反射状況を検知し前記定常状態と比較して異なった状態となった時に非定常状態と判断する請求項１記載の監視システム。
3. 前記端末機器がパルス状赤外線を発生し走査させて、初期状態として前記パルス状赤外線の反射状況から距離を検知しそれを定常状態として記憶した後、前記端末機器がパルス状赤外線を発生し走査させて前記パルス状赤外線の反射状況から距離や心拍を検知し前記定常状態と比較して異なった状態となった時に非定常状態と判断する請求項１記載の監視システム。
4. 定常または非定常の状態を監視して情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を収集する前記情報機器とからなる監視システムにおいて、
   前記端末機器の断熱性が高い基板上に発熱体を形成し、前記発熱体に高周波の電流を流し、パルス状の超音波または赤外線を発生させ、前記発生したパルス状の超音波または赤外線の反射状況を検知し定常状態とした後、前記端末機器から同様にパルス状の超音波または赤外線を発生させて、前記発生したパルス状の超音波または赤外線の反射状況が定常状態と異なる状態となった時に非定常状態と判断し、この情報を前記非定常状態に関する情報として前記情報機器に送信する端末機器。
5. 定常または非定常の状態を監視して情報機器へ前記非定常状態に関する情報を送信する家庭内の１つまたは複数の端末機器と、前記端末機器からの情報を収集する前記情報機器とからなる監視システムの制御方法において、
   前記端末機器の発熱体部からパルス状超音波を発生し、初期状態として前記パルス状超音波の反射状況を検知部で検知しこれを定常状態として記憶するステップと、
   前記端末機器の発熱体部からパルス状超音波を発生し、前記パルス状超音波の反射状況を検知し記憶するステップと、
   前記超音波の反射状況が前記定常状態と比較して異なった状態となった時非定常状態と判断するステップと、
   前記端末機器が前記非定常状態の情報を異常事態に関する情報として前記情報機器に送信するステップと、
   前記情報機器で受信した前記非定常状態の情報を報知するまたは、前記情報機器から指定された外部の通信装置に通報するステップとを備えてなる制御方法。
6. 請求項１〜３のいずれか１項記載の監視システムの少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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