JP2019157415A - センサモジュール、センサシステム、機器制御システム及び機器制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ドアノブに設けられたセンサを、外部及び電池からの電力の供給がなくても動作させることができるセンサモジュールを提供する。【解決手段】センサモジュール１は、ドアノブ４と、変形されることで電力を生成する圧電部１１と、ドアノブ４の動きに連動して圧電部１１を変形させる伝達部と、ドアノブ４に設けられ、圧電部１１が生成する電力で動作するセンサ１２とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、センサモジュール、センサシステム、機器制御システム及び機器制御方法に関し、より詳しくは、ドアノブ及びセンサを備えるセンサモジュール、このセンサモジュールを備えるセンサシステム、このセンサシステムを備える機器制御システム、並びにドアノブ及びセンサを利用した機器制御方法に関する。

従来、ドアノブを握るヒトの生体情報を検出してヒトの認証を行うシステムが提供されている。例えば特許文献１には、心音・呼吸検出センサを、建物のドアノブに配設して構成した個人認証システムが開示されている。この個人認証システムは、ヒトがドアノブを握持し、本人（心音波形及び／又は呼吸波形パターンが登録されている者）であることが認証された場合にのみ、ドアノブを開錠方向に可動可能等とする。

特許第４２５７５３８号公報

ドアノブが設けられているドアは可動する部材であることから、ドアノブに設けられたセンサに外部から電力を供給するのは難しい。また、ドア、ドアノブ等にセンサへ電力を供給する電池を設けると、電池の取り替えの手間が生じる。

本発明の課題は、ドアノブに設けられたセンサを、外部及び電池からの電力の供給がなくても動作させることができるセンサモジュール、このセンサモジュールを備えるセンサシステム、このセンサシステムを備える機器制御システム、並びに外部及び電池からの電力の供給がなくてもドアノブに設けられたセンサを利用して機器を制御できる機器制御方法を提供することである。

本発明の一態様に係るセンサモジュールは、ドアノブと、変形されることで電力を生成する圧電部と、前記ドアノブの動きに連動して前記圧電部を変形させる伝達部と、前記ドアノブに設けられ、前記圧電部が生成する電力で動作するセンサとを備える。

本発明の一態様に係るセンサシステムは、前記センサモジュールと、コントローラとを備え、前記コントローラは、前記検出信号を受信する受信デバイスと、前記検出信号に基づいて制御信号を生成する制御部とを備える。

本発明の一態様に係る機器制御方法は、ドアノブの動きに連動して圧電部を変形させることで、圧電部に電力を生成させ、前記圧電部が生成した電力でセンサを動作させ、前記センサによる検出結果に基づいて、機器を動作させる。

本発明の一態様によれば、ドアノブに設けられたセンサを、外部及び電池からの電力の供給がなくても動作させることができるセンサモジュール、このセンサモジュールを備えるセンサシステム、このセンサシステムを備える機器制御システム、並びに外部及び電池からの電力の供給がなくてもドアノブに設けられたセンサを利用して機器を制御できる機器制御方法を、提供できる。

図１は、本発明の一実施形態における、センサモジュール、センサシステム及び機器制御システムのブロック図である。 図２は、同上の実施形態における、ドアノブ及びセンサの一例を示す概略図である。 図３Ａは、同上の実施形態における、ドアノブ、圧電部及び伝達部の一例を示す概略図であり、図３Ｂは、図３Ａにおける伝達部の他の例を示す概略図である。 図４は、同上の実施形態における、ドアノブ及びセンサの一例を示す概略図である。 図５は、同上の実施形態における、ドアノブ及びセンサの一例を示す概略図である。

以下に、本発明の一実施形態に係るセンサモジュール１、センサシステム１０、機器制御システム１００及び機器制御方法について説明する。

図１に、本実施形態に係るセンサモジュール１、センサシステム１０、及び機器制御システム１００の例のブロック図を示す。

まず、本実施形態に係るセンサモジュール１の概要について説明する。

センサモジュール１は、ドアノブ４と、変形されることで電力を生成する圧電部１１と、ドアノブ４の動きに連動して圧電部１１を変形させる伝達部６（図３Ａ及び図３Ｂ参照）と、ドアノブ４に設けられ、圧電部１１が生成する電力で動作するセンサ１２とを備える。すなわち、圧電部１１は、センサ１２を動作させるための電力をセンサ１２へ供給する。

ヒトがドアノブ４を操作することでドアノブ４が動くと、伝達部６はドアノブ４の動きに連動して圧電部１１を変形させることができる。圧電部１１は、変形させられることで、電力を生成できる。センサ１２は、圧電部１１が生成した電力で動作し、その機能に応じた信号（以下、出力信号ともいう）を出力できる。このため、センサ１２を動作させるための電力が、外部からセンサモジュール１へ供給される必要はない。センサモジュール１が、センサ１２へ電力を供給する圧電部１１以外の電源を備える必要もない。

したがって、本実施形態におけるセンサモジュール１は、ドアノブ４に設けられたセンサ１２を、外部及び電池からの電力の供給がなくても動作させることができる。さらに、センサモジュール１は、センサ１２の出力信号に基づく種々の事象の把握に利用されうる。

圧電部１１は、例えばドア５の内部に設けられる。圧電部１１は、圧電性材料を有する圧電素子を備えることが好ましい。この場合、圧電部１１は、圧電素子が変形することで生じる電力を供給できる。圧電性材料は、Ｌ体ポリ乳酸、Ｄ体ポリ乳酸、ポリフッ化ビニリデンといった圧電高分子材料でもよく、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛といった圧電セラミックであってもよい。

センサ１２は、例えばドアノブ４を動かしたヒトの生体情報を検出する。ヒトの生体情報とは、ヒトの存在に起因する事象の情報をいう。生体情報の例は、ヒトの身体的特徴の情報、及びヒトのバイタルサインの情報を含む。身体的特徴の情報の例は、ヒトの指紋、掌紋、静脈パターン、及び手の大きさを含む。バイタルサインの情報の例は、ヒトの体温及び脈拍を含む。

センサ１２が生体情報を検出する場合、センサ１２は、検出する生体情報に応じた公知のセンサ１２であればよい。センサ１２は、特にドアノブ４に触れたヒトの手から生体情報を検出することが好ましい。この場合のセンサ１２の例は、手から指紋を検出する指紋センサ、手から掌紋を検出する掌紋センサ、手から静脈パターンを検出する光学センサと近赤外線ＬＥＤとを組み合わせた静脈センサ、手から体温を検出する温度センサ、手から脈拍を検出する振動センサ又は脈波センサ、並びに手の大きさを検出する圧力センサを含む。センサモジュール１は、互いに異なる生体情報を検出する複数種のセンサ１２を備えてもよい。

センサモジュール１は、センサ１２による検出結果の信号である検出信号を発信する通信デバイス１４を更に備えてもよい。通信デバイス１４は、例えばドア５の内部に設けられる。センサモジュール１が通信デバイス１４を備えると、センサモジュール１は検出信号を外部へ発信できる。このため例えばユーザが検出信号を適宜の受信機で受信してその内容を確認したり、検出信号を後述するように機器３の制御のために利用したりできる。検出信号がメモリ、ストレージ等に送られて、利用されるまで記憶されてもよい。

通信デバイス１４は、検出信号を無線で発信してもよく、有線で発信してもよい。通信デバイス１４が検出信号を無線で発信する場合は通信デバイス１４は例えば無線送信機である。通信デバイス１４が検出信号を有線で発信する場合は通信デバイス１４は例えば信号線が接続されるインターフェイスである。特に通信デバイス１４が検出信号を無線で発信する場合には、センサモジュール１に通信用の信号線を接続する必要がない。このため、可動する部材であるドア５にセンサモジュール１を容易に設けることができる。

通信デバイス１４は、圧電部１１が生成する電力で動作することが好ましい。すなわち、圧電部１１は、通信デバイス１４を動作させるための電力を通信デバイス１４へ供給することが好ましい。この場合、通信デバイス１４を動作させるための電力が、外部からセンサモジュール１へ供給される必要はなく、センサモジュール１が、通信デバイス１４へ電力を供給する圧電部１１以外の電源を備える必要もない。

センサモジュール１は、センサ１２が出力した信号である出力信号から検出信号を生成する信号生成部１３を更に備えてもよい。この場合、通信デバイス１４は、センサ１２の出力信号そのものではなく、出力信号から導かれる情報を検出信号として発信することができる。センサモジュール１が信号生成部１３を備えると、信号生成部１３は、検出信号として、取り扱いやすい信号を生成できる。すなわち、検出信号を利用されやすくできる。

信号生成部１３は、例えば１以上のプロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータにて構成されている。言い換えれば、信号生成部１３は、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムにて実現されており、１以上のプロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが信号生成部１３として機能する。プログラムは、ここでは信号生成部１３のメモリにあらかじめ記録されているが、インターネット等の通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムを介して、プログラムをロードし、コンピュータシステムに信号生成部１３としての機能を実現させるプログラム命令を実行するコンピュータプログラムプロダクトが用いられてもよい。信号生成部１３は、マイクロコンピュータに限られず、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）といった、論理回路を含む集積回路でもよい。

なお、センサモジュール１が信号生成部１３を備えず、かつ通信デバイス１４が出力信号そのものを検出信号として発信してもよい。

信号生成部１３は、圧電部１１が生成する電力で動作することが好ましい。すなわち、圧電部１１は、信号生成部１３を動作させるための電力を信号生成部１３へ供給することが好ましい。この場合、信号生成部１３を動作させるための電力を外部からセンサモジュール１へ供給する必要がなく、信号生成部１３へ電力を供給する電源をセンサモジュール１が圧電部１１以外に備える必要もない。

次に、本実施形態に係るセンサシステム１０の概要について説明する。

センサシステム１０は、上記で説明したセンサモジュール１と、コントローラ２とを備える。コントローラ２は、検出信号を受信する受信デバイス２１と、検出信号に基づいて制御信号を生成する制御部２２とを備える。

受信デバイス２１は、センサモジュール１の通信デバイス１４が発信した検出信号を受信する。通信デバイス１４が無線で検出信号を発信する場合には、受信デバイス２１は例えばアンテナであり、通信デバイス１４が有線で検出信号を発信する場合には、受信デバイス２１は例えば信号線が接続されるインターフェイスである。受信デバイス２１は、受信した検出信号を制御部２２へ送る。なお、受信デバイス２１は、通信デバイス１４が発信した検出信号を直接受信してもよく、インターネット等の通信回線を介在させて受信してもよい。

制御部２２は、例えば１以上のプロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータにて構成されている。言い換えれば、制御部２２は、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムにて実現されており、１以上のプロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが制御部２２として機能する。プログラムは、ここでは制御部２２のメモリにあらかじめ記録されているが、インターネット等の通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムを介して、プログラムをロードし、コンピュータシステムに制御部２２としての機能を実現させるプログラム命令を実行するコンピュータプログラムプロダクトが用いられてもよい。制御部２２は、マイクロコンピュータに限られず、例えばＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）といった、論理回路を含む集積回路でもよい。

制御部２２は、検出信号から導かれる情報を、制御信号として生成できる。制御信号は、例えば機器３を動作させるための指令を含む。このため、制御部２２は、制御信号を機器３へ送ることで、例えば検出信号が特定の条件を満たす場合に機器３に特定の動作をさせ、又は機器３に検出信号に応じた動作をさせることができる。

センサシステム１０は、複数個のセンサモジュール１を備えてもよい。この場合、センサシステム１０は、一つのコントローラ２を備え、複数個のセンサモジュール１の各々が発信した検出信号を、コントローラ２の受信デバイス２１が受信してもよい。すなわち、コントローラ２は、複数個のセンサモジュール１でそれぞれ取得された検出結果に基づいて、制御信号を生成してもよい。なお、センサシステム１０が複数個のコントローラ２を備えてもよい。

次に、本実施形態に係る機器制御システム１００の概要について説明する。

機器制御システム１００は、上記で説明したセンサシステム１０と、制御信号に基づいて動作する機器３とを備える。

機器３は、例えば錠前、家電機器及び情報端末からなる群から選択される少なくとも一種を含む。情報端末の例は、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、ノートパソコンといった携帯情報端末、及びデスクトップパソコン、ワークステーションといった設置型情報端末を含む。家電機器の例は、テレビ、空調機器、オーディオ機器、調理機器及び照明機器を含む。機器３は、これら以外の適宜の種類の機器でもよい。

センサシステム１０中のコントローラ２と機器３とは、異なる装置であってよい。そうではなく、一つの装置が機器３とコントローラ２とを備えてもよく、機器３内にコントローラ２が設けられていてもよい。

コントローラ２と機器３とが異なる装置である場合、センサシステム１０は制御信号を発信する発信デバイス２３を備え、機器３は制御信号を受信する受信デバイス３１と、受信デバイス３１が受信した制御信号によって動作する動作部３２とを備えることが好ましい。コントローラ２において、発信デバイス２３へは、制御部２２から制御信号が送られる。発信デバイス２３は、この制御信号を無線で発信してもよく、有線で発信してもよい。発信デバイス２３が検出信号を無線で発信する場合は、機器３における発信デバイス２３は例えば無線送信機である。発信デバイス２３が制御信号を有線で発信する場合は発信デバイス２３は例えば信号線が接続されるインターフェイスである。受信デバイス３１は、発信デバイス２３が発信した制御信号を受信する。発信デバイス２３が無線で制御信号を発信する場合には、受信デバイス３１は例えばアンテナであり、発信デバイス２３が有線で（すなわち信号線を通じて）制御信号を発信する場合には、受信デバイス３１は例えば信号線が接続されるインターフェイスである。受信デバイス３１は、受信した制御信号を動作部３２へ送る。

なお、一つの装置が機器３とコントローラ２とを備える場合、機器３内にコントローラ２が設けられている場合などでは、コントローラ２と機器３とは、それぞれ発信デバイス２３及び受信デバイス３１を備えなくてもよい。この場合、制御部２２から動作部３２へ、発信デバイス２３及び受信デバイス３１を経ることなく制御信号が送られてよい。

機器３が錠前である場合、動作部３２は、例えば解錠及び施錠の動作を行うアクチュエータである。機器３がオーディオ機器である場合、動作部３２は、例えば音声データを再生するプレーヤーである。機器３が照明機器である場合、動作部３２は、例えば光源への電力の供給を制御する電源回路である。機器３が情報端末である場合、動作部３２は例えば表示装置である。これら以外に動作部３２は、機器３の種類に応じた適宜の構成を有することができる。

機器制御システム１００は複数種の機器３を備え、制御部２２は、各機器３のための制御信号を生成してもよい。

上記で説明した機器制御システム１００を用いると、本実施形態に係る機器制御方法を実現できる。機器制御方法は、ドアノブ４の動きに連動して圧電部１１を変形させることで、圧電部１１に電力を生成させ、圧電部１１が生成した電力でセンサ１２を動作させ、センサ１２による検出結果に基づいて、機器３を動作させる。

より具体的な例については後に詳述するが、機器制御システム１００及び機器制御方法では、例えばセンサ１２に、ドアノブ４を動かすヒトの生体情報を検出させ、生体情報が特定の条件を満たす場合に機器３を動作させ、又は機器３に生体情報に応じた動作をさせることができる。すなわち、ヒトがドア５を開けるためにドアノブ４を動かした場合に、ドアノブ４の動きに連動して圧電部１１を変形させることで、圧電部１１に電力を生成させ、圧電部１１が生成した電力でセンサ１２を動作させ、センサ１２に、ドアノブ４を動かすヒトの生体情報を検出させることができる。さらに、この生体情報が特定の条件を満たす場合に機器３を動作させ、又は機器３に生体情報に応じた動作をさせることができる。この場合、例えば生体情報に基づいてヒトの個人認証を行ってその結果に応じた動作を機器３にさせることができる。また、生体情報に基づいてヒトの健康管理を機器３にさせることもできる。

以下に、本実施形態に係るセンサモジュール１、センサシステム１０、機器制御システム１００及び機器制御方法についての、具体的な実施例を説明する。なお、本実施形態は、下記の実施例のみには制限されない。例えば各実施例に係るセンサモジュール１、センサシステム１０及び機器制御システム１００は、上記の概要に示したいかなる要素も、独立的に選択して備えることができる。

（１）実施例１
実施例１は、ヒトの個人認証を行うセンサシステム１０、及びヒトの個人認証を行った結果に基づいて機器３の動作を制御する機器制御システム１００である。すなわち、実施例１では、ドアノブ４の動きに連動して圧電部１１を変形させることで、圧電部１１に電力を生成させることができる。さらに、圧電部１１が生成した電力でセンサ１２を動作させ、センサ１２に、ドアノブ４を動かすヒトの生体情報を検出させ、ヒトの個人認証を行うことができる。さらに、家電機器に、個人認証の結果に応じた動作をさせることができる。

図２に、実施例１のセンサモジュール１におけるドアノブ４の一例を示す。このドアノブ４はレバー型である。なお、ドアノブ４は、レバー型、玉型、プッシュプル型などのいかなるタイプでもよい。実施例１におけるドアノブ４は、ドア５に対して回転可能な回転軸部分４２と、回転軸部分４２から延びるハンドル４３とを備える。さらに、ドアノブ４は、ドア５の内部に配置され、回転軸部分４２の回転に連動して回転するリール４１を備える。

実施例１のセンサモジュール１におけるセンサ１２は、ドアノブ４の表面に設けられている。図２に示す例では、センサ１２は、ドアノブ４における、回転軸部分４２の表面に設けられている。センサ１２は、個人認証に利用できる生体情報を検出できるのであれば、いかなる種類でもよい。例えばセンサ１２は指紋センサであるが、静脈センサ等であってもよい。この場合、生体情報に基づいて、ヒトが特定の人物であるか否かを認証できる。ドアノブ４に二種以上のセンサ１２が設けられていてもよい。ドアノブ４におけるセンサ１２の位置は、センサ１２の種類に応じ、生体情報を容易に検出できるような適宜の位置であればよい。

圧電部１１、伝達部６及び信号生成部１３は、例えばドア５の内部に設けられている。図３Ａに、ドアノブ４、圧電部１１及び伝達部６の概略の構成の一例を示す。図３Ａでは、ドア５内に固定されている圧電部１１と、ドアノブ４との間に、伝達部６が介在している。圧電部１１の構成は既に説明したとおりである。

図３Ａでは、伝達部６は、紐などの索条であり、索条の一方の端部がドアノブ４のリール４１に、もう一方の端部が圧電部１１にそれぞれ固定されている。索条とリール４１とは、リール４１が回転すると索条の一部がリール４１に巻き取られるように構成されている。このため、ドアノブ４が動かされると、すなわち回転軸部分４２が回転すると、それに応じてリール４１が回転し、索条がリール４１に巻き取られることで、索条が圧電部１１を引っ張ることができる。圧電部１１は、索条に引っ張られることで変形し、それにより、電力を発生させることができる。圧電部１１は、発生させた電力をセンサ１２に供給することで、センサ１２を動作させることができる。

伝達部６の構成は上記の説明に限られない。伝達部６は、ドアノブ４の動きに連動して圧電部１１を変形させうるのであれば、いかなる構成を有していてもよい。例えば、図３Ｂに示すように、伝達部６は、第一索条６１と、第二索条６２と、伝達機構６３とを備えてもよい。この場合、第一索条６１の一方の端部はリール４１に、もう一方の端部は伝達機構６３にそれぞれ固定されている。第一索条６１とリール４１とは、ドアノブ４が動かされると第一索条６１の一部がリール４１に巻き取られるように構成されている。第二索条６２の一方の端部は伝達機構６３に、もう一方の端部は圧電部１１にそれぞれ固定されている。伝達機構６３は、第一索条６１が引っ張られると、第一索条６１の変位量とは異なる変位量で第二索条６２を引っ張るように動作する。伝達機構６３は、適宜の機械要素の組み合わせで構成されうる。具体的には、伝達機構６３は、例えば複数の歯車からなる歯車機構を有することができる。この場合、伝達機構６３は、ドアノブ４が動かされた場合の圧電部１１の変形の程度を、圧電部１１の構成に適するように調整できる。例えば伝達機構６３は、第一索条６１の変位量よりも小さい変位量で第二索条６２を引っ張るように動作する。この場合、圧電部１１が破損しにくくなるように圧電部１１の変形の程度を調整できる。伝達機構６３は、第一索条６１の変位量よりも大きい変位量で第二索条６２を引っ張るように動作してもよい。この場合、例えば圧電部１１を第一索条６１の変位量よりも大きく変形させることで、圧電部１１の生成する電力量を大きくすることができる。

実施例１におけるセンサモジュール１における通信デバイス１４は、検出信号を無線で発信するように構成される。通信デバイス１４は、例えばドア５の内部に設けられる。

実施例１におけるコントローラ２は、例えばセンサモジュール１及び機器３の各々と無線で直接接続され又はインターネットなどの通信回線を介して接続されたホストコンピュータである。なお、コントローラ２は、センサモジュール１と無線で直接接続され又はインターネットなどの通信回線を介して接続され、かつ機器３内に設けられていてもよい。

実施例１における機器３は、家電機器であり、より具体的には例えばオーディオ機器である。機器３は、例えばドア５が設けられている部屋のなかに配置されている。

実施例１のセンサシステム１０及び機器制御システム１００の動作を説明する。

ヒトがセンサモジュール１のドアノブ４を手で握って操作すると、ドアノブ４の動きに連動して伝達部６が圧電部１１を変形させる。圧電部１１は変形することで電力を発生し、更に電力をセンサ１２、及び通信デバイス１４へ供給する。センサ１２は、電力の供給を受けて動作すると、ヒトの手から指紋等の生体情報を検出して出力信号を出力し、通信デバイス１４へ送る。通信デバイス１４は、電力の供給を受けて動作すると、出力信号を、検出信号として、発信する。

コントローラ２においては、通信デバイス１４が発信した検出信号を、受信デバイス２１が受信して、制御部２２へ送る。制御部２２は、一以上の人物と、人物の生体情報とを、関連付けて記憶している。制御部２２は、検出信号と、自身が記憶している生体情報とのマッチングを行う。その結果に基づき、制御部２２は、ドアノブ４を動かしたヒトが、制御部２２に記憶されている人物であるか否かを判断する。ドアノブ４を動かしたヒトが、制御部２２に記憶されている人物であり、かつ制御部２２に二以上の人物が記憶されている場合は、制御部はドアノブ４を動かしたヒトがいずれの人物かを更に判断してもよい。

このように、コントローラ２は、生体情報に基づいて個人認証を行うことができる。特にドアノブ４に二種以上のセンサ１２が設けられている場合、個人認証の精度を高めることができる。例えばドアノブ４の回転軸部分４２に指紋センサが設けられ、かつドアノブ４のハンドル４３の表面に温度センサ、振動センサ等が設けられている場合は、コントローラ２は、ドアノブ４に指紋センサのみが設けられている場合に比較して、個人認証精度を高めることができる。

制御部２２が制御信号を生成するに当たっては、例えば制御部２２は、ドアノブ４を動かしたヒトが制御部２２に記憶されている人物である場合にはその人物に応じた制御信号を生成し、制御部２２に記憶されていない人物である場合には制御信号を生成しない。

機器３である家電機器においては、受信デバイス３１が制御信号を受信して動作部３２へ送る。動作部３２は、制御信号に応じた動作をする。

例えば機器３がオーディオ機器である場合、動作部３２は例えば音声データのプレーヤーであり、この場合、動作部３２は、例えば制御信号に応じた音声データを再生するように動作する。この場合、例えばオーディオ機器に、ドアノブ４を動かした人物の嗜好に合う楽曲の音声データを再生させて、その人物にとって居心地の良い環境を実現できる。

なお、機器３が空調機器である場合に、機器３に、室温が制御信号に応じた温度になるように動作させてもよい。機器３が照明機器である場合に、機器３に、室内の明るさが制御信号に応じた明るさになるように動作させてもよい。これら以外に、適宜の機器３に、制御信号に応じた動作をさせることで、ドアノブ４を動かした人物にとって居心地の良い環境を実現できる。

機器制御システム１００が複数種の機器３を備え、複数種の機器３の各々に、制御信号に応じた動作をさせることで、複数種の機器３を同時に動作させてもよい。この場合、例えば複数種の機器３に、ドアノブ４を動かした人物に応じた動作をさせることで、この人物にとって居心地の良い環境を実現できる。

上記の説明では、実施例１におけるセンサモジュール１は信号生成部１３を備えないが、センサモジュール１が信号生成部１３を備えてもよい。この場合、信号生成部１３は、センサ１２から送られた出力信号から導かれる信号を、検出信号として生成して、通信デバイス１４へ送ることができる。例えば、信号生成部１３は、出力信号を、通信デバイス１４が発信しやすい形式に変換するなどして、検出信号を生成できる。

（２）実施例２
実施例２は、ヒトの健康又は体調に関連する生体情報を特定するセンサシステム１０、及びヒトの生体情報に応じて機器３の動作を制御する機器制御システム１００である。すなわち、実施例２では、ドアノブ４の動きに連動して圧電部１１を変形させることで、圧電部１１に電力を生成させ、圧電部１１が生成した電力でセンサ１２を動作させ、センサ１２に、ドアノブ４を動かすヒトの健康又は体調に関連する生体情報を検出させることができる。さらに、機器に、生体情報に応じた動作をさせることができる。

ヒトの健康又は体調に関連する生体情報の例は、ヒトのバイタルサインの情報を含む。

実施例２におけるセンサモジュール１は、センサ１２の構成を除き、実施例１の場合と同じでよい。

実施例２では、図４に示すように、ドアノブ４のハンドル４３の表面に、センサ１２が設けられる。センサ１２の種類は、実施例２で検出すべき生体情報に応じて選択される。例えば生体情報が体温である場合には温度センサが、生体情報が脈拍である場合には振動センサ又は脈波センサが、選択されうる。センサモジュール１は、互いに異なる生体情報を検出する複数種のセンサ１２を備えてもよい。ドアノブ４におけるセンサ１２の位置は、図４に示す例に限られず、ドアノブ４を握ったヒトの生体情報を検出可能な位置であればよい。

実施例２における機器３は、例えば情報端末である。

実施例２におけるコントローラ２は、例えばセンサモジュール１及び機器３の各々と無線で直接接続され又はインターネットなどの通信回線を介して接続されたホストコンピュータである。なお、コントローラ２は、センサモジュール１と無線で直接接続され、又はインターネットなどの通信回線を介して接続され、かつ機器３内に設けられていてもよい。

実施例２のセンサシステム１０及び機器制御システム１００の動作を説明する。

ヒトがセンサモジュール１のドアノブ４を手で握って操作すると、ドアノブ４の動きに連動して伝達部６が圧電部１１を変形させる。圧電部１１は変形することで電力を発生し、更に電力をセンサ１２、及び通信デバイス１４へ供給する。センサ１２は、電力の供給を受けて動作すると、ヒトの手から生体情報を検出して出力信号を出力し、通信デバイス１４へ送る。通信デバイス１４は、電力の供給を受けて動作すると、出力信号を、検出信号として、発信する。

コントローラ２においては、通信デバイス１４が発信した検出信号を、受信デバイス２１が受信して、制御部２２へ送る。制御部２２は、検出信号に基づいて、ヒトの生体情報を特定する。例えばセンサ１２が温度センサであり、検出信号に含まれる情報が温度センサで検出された温度の情報である場合に、制御部２２は、検出信号に含まれる温度の情報に基づき、ヒトの体温を特定する。また、例えばセンサ１２が振動センサであり、生体情報に関する情報が振動センサで検出された振動の情報である場合に、制御部２２は、検出信号に含まれる振動の情報に基づき、ヒトの脈拍を特定する。

なお、上記の説明では、実施例２におけるセンサモジュール１は信号生成部１３を備えなくてもよいが、センサモジュール１が信号生成部１３を備えてもよい。センサモジュール１が信号生成部１３を備える場合、例えば信号生成部１３は、出力信号に基づき、生体情報そのものを特定して、生体情報そのものの情報を含む検出信号を生成してもよい。例えばセンサ１２が温度センサである場合に、信号生成部１３は、出力信号に基づき、ヒトの体温を特定してその情報を含む検出信号を生成してもよい。また、センサ１２が振動センサである場合に、信号生成部１３は、出力信号に基づき、ヒトの脈拍を特定してその情報を含む検出信号を生成してもよい。検出信号がこのような生体情報に関する情報を含む場合には、制御部２２は、ヒトの生体情報を、検出信号から直接的に特定できる。

制御部２２は、更にヒトの生体情報に基づき、ヒトの健康及び体調管理に関する情報（以下、管理情報という）を生成してもよい。例えば、ヒトの体温、脈拍等が、制御部２２が記憶する範囲から外れる場合に、健康又は体調にとって問題があると判定して、その結果を、管理情報として生成してもよい。また、制御部２２は、同一のヒトの生体情報を繰り返し蓄積した結果の情報を、管理情報として生成してもよい。また、制御部２２は、生体情報が蓄積した情報と比べて急激に変化した場合に、この急激に変化した事実の情報を管理情報として生成してもよい。

制御部２２は、特定した生体情報又は管理情報に応じた制御信号を生成し、発信デバイス２３へ送る。発信デバイス２３は、制御信号を発信する。

機器３である情報端末においては、受信デバイス３１が制御信号を受信して動作部３２へ送る。動作部３２は、制御信号に応じた情報を報知するように動作する。動作部３２がディスプレイを含む場合、例えばディスプレイは、生体情報又は管理情報を表示する。動作部３２がスピーカを含む場合、例えばスピーカは、生体情報又は管理情報に応じた音声を発する。

センサシステム１０及び機器制御システム１００が上記のとおり動作すると、機器制御システム１００は、ヒトの健康又は体調を管理するシステムを構成できる。

実施例２では、ドアノブ４の動きによって圧電部１１に電力を生成させ、センサ１２に、ヒトの生体情報を検出させ、生体情報が特定の条件を満たす場合に機器３を動作させ、又は機器３に生体情報に応じた動作をさせる機器制御方法を、実現できる。例えば、ヒトがドアノブ４を操作するたびに生体情報又は管理情報を取得して、携帯情報端末等を通じてヒトに報知することで、ヒトに健康及び体調の管理を促すことができる。

特にドアノブ４に二種以上のセンサ１２が設けられている場合、実施例２では、複数種の生体情報に基づいて、ヒトに詳細に健康及び体調の管理を促すことができる。例えばドアノブ４に温度センサと、振動センサ又は脈波センサとが設けられている場合には、実施例２では、体温及び脈拍の検出結果に基づいて、ヒトに詳細に健康及び体調の管理を促すことができる。

（３）実施例３
実施例３は、実施例１と同様、ヒトの個人認証を行うセンサシステム１０、及びヒトの個人認証を行った結果に基づいて機器３の動作を制御する機器制御システム１００である。実施例３では、機器は錠前である。すなわち、実施例３では、ドアノブ４の動きに連動して圧電部１１を変形させることで、圧電部１１に電力を生成させることができる。さらに、圧電部１１が生成した電力でセンサ１２を動作させ、センサ１２に、ドアノブ４を動かすヒトの生体情報を検出させ、ヒトの個人認証を行うことができる。さらに、錠前に、個人認証の結果に応じた動作をさせることができる。

実施例３のセンサモジュール１におけるドアノブ４の構成は、実施例１と同じでよい。すなわち、ドアノブ４におけるセンサ１２は、個人認証に利用できる生体情報を検出できるのであれば、いかなる種類でもよい。例えばセンサ１２は指紋センサであるが、静脈センサ等であってもよい。この場合、生体情報に基づいて、ヒトが特定の人物であるか否かを認証できる。実施例１の場合と同様、特にドアノブ４に二種以上のセンサ１２が設けられている場合、個人認証の精度を高めることができる。

実施例３において、生体情報は手の大きさであってもよい。その場合、個人認証に当たっては、手の大きさに基づいて、例えばヒトが大人であるか否かを認証できる。手の大きさを検出するセンサ１２は、例えば図５に示すように複数個の圧力センサ１２１で構成される。この複数個の圧力センサ１２１は、ドアノブ４のハンドル４３の表面上に並んで設けられている。この場合、ドアノブ４のハンドル４３を握ったヒトの手からかけられる圧力を検知した圧力センサ１２１の個数を、手の大きさの情報として得ることができる。

上記のセンサ１２の構成を除き、センサモジュール１は、実施例１の場合と同じ構成を有することができる。

実施例３におけるコントローラ２は、例えばセンサモジュール１及び機器３の各々と無線で直接接続され又はインターネットなどの通信回線を介して接続されたホストコンピュータである。なお、コントローラ２は、センサモジュール１と無線で直接接続され又はインターネットなどの通信回線を介して接続され、かつ機器３内に設けられていてもよい。

実施例３における機器３は、ドアノブ４を備えるドア５の施錠及び解錠を行う錠前である。また、機器である錠前の動作部３２は、例えば錠前におけるデッドボルトを動かすアクチュエータである。錠前はドア５に設けられていてもよい。この場合、動作部３２は、圧電部１１が生成した電力で動作してもよい。すなわち、圧電部１１は、動作部３２へ電力を供給してもよい。なお、錠前はドア枠に設けられていてもよく、この場合、錠前におけるデッドボルトを受ける受座はドア５に設けられていてもよい。

実施例３のセンサシステム１０及び機器制御システム１００の動作を説明する。

ヒトがセンサモジュール１のドアノブ４を手で握って操作すると、ドアノブ４の動きに連動して伝達部６が圧電部１１を変形させる。圧電部１１は変形することで電力を発生し、更に電力をセンサ１２、及び通信デバイス１４へ供給する。センサ１２は、電力の供給を受けて動作すると、ヒトの手から生体情報を検出して出力信号を出力し、通信デバイス１４へ送る。通信デバイス１４は、電力の供給を受けて動作すると、出力信号を、検出信号として、発信する。

コントローラ２においては、通信デバイス１４が発信した検出信号を、受信デバイス２１が受信して、制御部２２へ送る。

制御部２２が生体情報に基づいてヒトが特定の人物であるか否かを認証する場合は、例えば制御部２２は、一以上の人物と、人物の生体情報とを、関連付けて記憶している。この場合、制御部２２は、検出信号と、自身が記憶している生体情報とのマッチングを行う。マッチングの結果に基づき、制御部２２は、ドアノブ４を動かしたヒトが、制御部２２に記憶されている人物であるか否かを判断する。ドアノブ４を動かしたヒトが、制御部２２に記憶されている人物であり、かつ制御部２２に二以上の人物が記憶されている場合は、制御部２２はドアノブ４を動かしたヒトがいずれの人物かを更に判断してもよい。

制御部２２が制御信号を生成するに当たっては、例えば制御部２２は、ドアノブ４を動かしたヒトが制御部２２に記憶されている人物である場合にはその人物に応じた制御信号を生成し、制御部２２に記憶されていない人物である場合には制御信号を生成しない。

この場合、機器３である錠前においては、受信デバイス３１が制御信号を受信して動作部３２へ送る。動作部３２は、制御信号に応じて動作して、ドア５を解錠し、又は施錠する。例えば、動作部３２は、制御部においてヒトが制御部２２に記憶されている人物であると判断された場合のみ、ドア５を解錠するように動作することができる。また、動作部３２は、制御部２２においてヒトが制御部２２に記憶されている人物であると判断された場合のみ、ドア５を施錠する動作することもできる。

また、センサ１２が複数個の圧力センサ１２１であり、生体情報が手の大きさであり、かつ制御部２２が生体情報に基づいてヒトが大人であるか否かを認証する場合は、制御部２２は、例えばしきい値を記憶している。この場合、例えば制御部２２は、検出信号から導かれる圧力を検出した圧力センサ１２１の個数が、しきい値以上である場合に、ヒトが大人であると判断し、その判断結果に応じた制御信号を生成する。

この場合、機器３である錠前においては、受信デバイス３１が制御信号を受信して動作部３２へ送る。動作部３２は、制御信号に応じて動作して、ドア５を解錠し、又は施錠する。例えば、動作部３２は、制御部２２においてヒトが大人であると判断された場合のみ、ドア５を解錠するように動作することができる。

実施例３では、ヒトの個人認証を行った結果に基づいてドア５を開けることができる人物を制限するシステムを構築できる。

上記のとおり、本実施形態では、ドアノブ４、圧電部１１、伝達部６及びセンサ１２はドア開閉装置を構成できる。このドア開閉装置は、ユニットとして一般のドア（ドア５）へ簡単に取り付けることが可能である。すなわち、本実施形態には、センサ１２を動作させるための電源として、家庭用ＡＣ電源からの配線を敷設したり、電池の設置及び電池交換をしたりする必要がない点で大きな効果がある。

１ センサモジュール
１０ センサシステム
１００ 機器制御システム
１１ 圧電部
１２ センサ
１３ 信号生成部
１４ 通信デバイス
２ コントローラ
２１ 受信デバイス
２２ 制御部
２３ 発信デバイス
３ 機器
４ ドアノブ
６ 伝達部

Claims (10)

1. ドアノブと、
   変形されることで電力を生成する圧電部と、
   前記ドアノブの動きに連動して前記圧電部を変形させる伝達部と、
   前記ドアノブに設けられ、前記圧電部が生成する電力で動作するセンサとを備える、
   センサモジュール。
2. 前記圧電部は、圧電性材料を有する圧電素子を備える、
   請求項１に記載のセンサモジュール。
3. 前記センサは、前記ドアノブを動かしたヒトの生体情報を検出する、
   請求項１又は２に記載のセンサモジュール。
4. 前記センサによる検出結果の信号である検出信号を発信する通信デバイスを更に備え、
   前記通信デバイスは、前記圧電部が生成する電力で動作する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサモジュール。
5. 前記センサが出力した信号である出力信号から前記検出信号を生成する信号生成部を更に備え、
   前記信号生成部は、前記圧電部が生成する電力で動作する、
   請求項４に記載のセンサモジュール。
6. 請求項４又は５に記載のセンサモジュールと、
   コントローラとを備え、
   前記コントローラは、前記検出信号を受信する受信デバイスと、前記検出信号に基づいて制御信号を生成する制御部とを備える、
   センサシステム。
7. 請求項６に記載のセンサシステムと、
   前記制御信号に基づいて動作する機器とを備える、
   機器制御システム。
8. 前記機器は、錠前、家電機器及び情報端末からなる群から選択される少なくとも一種である、
   請求項７に記載の機器制御システム。
9. ドアノブの動きに連動して圧電部を変形させることで、圧電部に電力を生成させ、
   前記圧電部が生成した電力でセンサを動作させ、
   前記センサによる検出結果に基づいて、機器を動作させる、
   機器制御方法。
10. 前記センサに、前記ドアノブを動かすヒトの生体情報を検出させ、
    前記生体情報が特定の条件を満たす場合に前記機器を動作させ、又は前記機器に前記生体情報に応じた動作をさせる、
    請求項９に記載の機器制御方法。

Images