JP2020042618A - 物体検出センサ及び警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】検知領域での人の検出を適切に行うことができる物体検出センサを提供する。【解決手段】赤外線を所定の検知領域３に向けて放出する赤外線放出部１２と、検知領域３の方向から入射する赤外線を検出可能な赤外線検出部１３と、予め設定された基準値と赤外線検出部１３での検出値との比較結果に基づいて検知領域３での物体の存否を判定する存否判定処理を行う存否判定部１４とを備える物体検出センサであって、音声を出力可能な音声出力部２０を備え、音声出力部２０は、存否判定部１４によって、赤外線検出部１３の検出値が基準値と設定値以上異なる状態が設定期間以上連続した連続状態が発生したと判定された場合、連続状態が発生したことに関する情報を音声で出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、赤外線を用いて検知領域での物体の存否を判定する物体検出センサ及びそれを備える警報器に関する。

特許文献１（特開平４−１５５９１号公報）には、赤外線を放出する赤外線放出部と、赤外線を検出可能な赤外線検出部と、予め設定された基準値と赤外線検出部での検出値との比較結果に基づいて物体の存否を判定する存否判定部とを備える物体検出センサが記載されている。この物体検出センサは、物体としての人の存在を検出しようとしている。そのためには、検知領域に人が存在しない場合では赤外線検出部の検出値が基準値よりも小さくなり、且つ、検知領域に人が存在する場合では赤外線検出部の検出値が基準値よりも大きくなるように、その基準値の大きさを予め設定しておけばよい。そうすると、検知領域に人が存在する場合にのみ、存否判定部は物体（人）が存在すると判定するようになる。

加えて、特許文献１に記載の発明では、この物体検出センサを空気調和装置に搭載し、物体検出センサが検出した人が存在する方に向けて、空気調和装置から空調空気を吹き出すことを行っている。

特開平４−１５５９１号公報

物体検出センサの検知領域の環境が変化した場合、赤外線検出部が検出する赤外線の強度が変化する。例えば、物体検出センサの検知領域内に家具等を新たに設置した場合、或いは、検知領域内から家具等を除去した場合、赤外線放出部が放出した赤外線の経路が変化することで、赤外線検出部が検出する赤外線の強度が変化し得る。

そのため、検知領域の環境が変化するよりも前に設定していた基準値の大きさによっては、検知領域の環境が変化した後、検知領域に人が存在しない場合であっても赤外線検出部の検出値が基準値よりも大きくなることが有り得る。その結果、検知領域に人が侵入したことを正確に検出できないという問題が発生する。

更に、物体検出センサの検知領域内に家具等が新たに設置された場合、その検知領域に人が出入りできなくなる可能性がある。その場合、検知領域に人が存在するか否かを検出することが不可能になるという問題が発生する。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、検知領域での人の検出を適切に行うことができる物体検出センサ及びそれを備える警報器を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る物体検出センサの特徴構成は、赤外線を所定の検知領域に向けて放出する赤外線放出部と、前記検知領域の方向から入射する赤外線を検出可能な赤外線検出部と、予め設定された基準値と前記赤外線検出部での検出値との比較結果に基づいて前記検知領域での物体の存否を判定する存否判定処理を行う存否判定部とを備える物体検出センサであって、
音声を出力可能な音声出力部を備え、
前記音声出力部は、前記存否判定部によって、前記赤外線検出部の検出値が前記基準値と設定値以上異なる状態が設定期間以上連続した連続状態が発生したと判定された場合、前記連続状態が発生したことに関する情報を音声で出力する点にある。

上記特徴構成によれば、存否判定部によって、赤外線検出部の検出値が基準値と設定値以上異なる状態が設定期間以上連続した連続状態が発生したと判定された場合、音声出力部は、連続状態が発生したことに関する情報を出力する。つまり、使用者は、物体検出センサの検知領域内に例えば何らかの物体が置かれたことで連続状態が発生したことを認識できる。その結果、使用者は、物体検出センサによる物体の存否判定に支障が生じ得る状態に至ったことを認識でき、その物体を検知領域内から除去するなどの対処を行うことができる。
従って、検知領域での人の検出を適切に行うことができる物体検出センサを提供できる。

本発明に係る物体検出センサの別の特徴構成は、使用者による操作入力を受け付ける入力受付部を備え、前記存否判定部は、前記入力受付部によって使用者による所定の操作入力が受け付けられた場合、前記連続状態が発生したと判定されたときの前記赤外線検出部の前記検出値を新たな前記基準値に設定する基準値設定処理を行う点にある。
ここで、前記入力受付部は、電力供給の遮断操作及び開始操作を受け付ける電源スイッチであり、前記存否判定部は、前記電源スイッチによって使用者による電力供給の遮断操作と再開操作が受け付けられた場合に前記基準値設定処理を行うことが好ましい。

検知領域に人が侵入したことを確実に検出するためには、検知領域に人が侵入していなければ赤外線検出部での検出値が基準値と同等になり、検知領域に人が侵入すれば赤外線検出部での検出値が基準値よりも大きい値になるように、基準値の値を設定しておくことが好ましい。ところが、連続状態が発生したと判定された場合、赤外線検出部での検出値はそのときの基準値と設定値以上異なる状態になっているため、基準値として好ましくないと言える。
そこで本特徴構成では、存否判定部は、入力受付部によって使用者による所定の操作入力が受け付けられた場合、連続状態が発生したと判定されたときの赤外線検出部の検出値を新たな基準値に設定する基準値設定処理を行う。つまり、この基準値設定処理が行われることで、検知領域に人が侵入していない場合での赤外線検出部での検出値が新たな基準値と同等になる。その結果、検知領域に人が侵入すれば赤外線検出部での検出値が新たな基準値よりも大きい値になることが期待できる。

上記目的を達成するための本発明に係る警報器の特徴構成は、上記物体検出センサと、火災監視センサ、及び、ガス漏れ監視センサ、及び、一酸化炭素監視センサの内の少なくとも一つの監視センサと、前記監視センサの検出結果に基づいて、警報を出力するか否かを判定する警報判定部とを備え、前記音声出力部は、前記警報判定部によって警報を出力すると判定された場合、警報を音声で出力する点にある。

上記特徴構成によれば、上記物体検出センサを用いた検知領域での人の検出を行うことができると共に、監視センサが検出した、火災の発生及びガス漏れの発生及び一酸化炭素濃度の上昇の内の少なくとも一つの異常についての警報を報知できる。

物体検出センサを備える警報器の構成を示す図である。 物体検出センサの検出値の例を示す図である。 物体検出センサの検出値の例を示す図である。

以下に図面を参照して、本発明の実施形態に係る物体検出センサ及びそれを備える警報器１０について説明する。
図１は、物体検出センサを備える警報器１０の構成を示す図である。図示するように、警報器１０は、電力を供給する電源部１６、警報器１０の動作の制御を行う制御部１４、警報器１０で取り扱われる情報を記憶する記憶部１８、警報器１０の使用者等へ提供する情報を表示する表示部１９、警報器１０の使用者等へ提供する音声情報を出力する音声出力部２０、監視センサ１５などを、筐体１１に備える。本実施形態では、警報器１０の筐体１１は、床部材２と天井部材１とで上下が仕切られた部屋４の天井部材１の側に設置されている。

監視センサ１５は、例えば、ガス漏れ監視センサ、及び、ＣＯ（一酸化炭素）監視センサ、火災監視センサなどのセンサを有して構成される。監視センサ１５の検出結果は制御部１４に伝達される。

ガス漏れ監視センサは、例えば都市ガスを検出対象とする場合であれば、都市ガスの主成分であるメタンガス（ＣＨ_４）の濃度を検知するためのメタンガス監視センサを用いて構成される。尚、他のガスを検出対象とする場合には、そのガスを検出可能なセンサを用いればよい。そして、制御部１４が、ガス漏れ監視センサから伝達される検出結果に基づいて、ガス漏れが発生しているか否か（即ち、検出対象とするガス濃度が所定レベル以上であるか否か）を判定する。

ＣＯ監視センサは、一酸化炭素ガス（ＣＯ）の濃度を検知するためのガスセンサを用いて構成される。そして、制御部１４が、ＣＯ監視センサから伝達される検出結果に基づいて、一酸化炭素の濃度が所定レベル以上になっているか否かを判定する。

火災監視センサは、例えば、火炎の光を検出するタイプのセンサや、火災に伴って発生する煙を検出するタイプのセンサなどを用いて実現できる。そして、制御部１４が、火災監視センサから伝達される検出結果に基づいて、火災が発生しているか否かを判定する。

筐体１１に設けられる音声出力部２０は、音声を出力できるスピーカなどを用いて実現される。記憶部１８には、予め音声メッセージが記憶されており、制御部１４は、異常等を知らせるための音声メッセージを記憶部１８から読み出して、音声出力部２０から出力させる。

筐体１１に設けられる表示部１９は、ＬＥＤ等を用いて実現されるランプや、文字情報を表示できる表示器である。記憶部１８には、予めランプの点灯・消灯の表示パターン情報や、表示する文字情報例が記憶されており、制御部１４は、異常等を知らせるための表示パターン情報や文字情報例を記憶部１８から読み出して、表示部１９から出力させる。

電源部１６は、例えば電池によって構成される。或いは、電源部１６は、電力系統から供給される電力を受け取って所望の電圧等に変換する受電部によって構成される。また、警報器１０には、使用者による操作入力を受け付ける電源スイッチ１７が設けられている。そして、電源スイッチ１７に対して電源投入操作が行われると、警報器１０の各部に対する電力供給が行われ、電源遮断操作が行われると、警報器１０の各部に対する電力供給が遮断される。

加えて、警報器１０は、物体検出センサを備える。物体検出センサが警報器１０に搭載されている場合、人が存在している間に警報器１０から音声メッセージを出力するといったことを行うことができる。本実施形態の物体検出センサは、赤外線を所定の検知領域３に向けて放出する赤外線放出部１２と、検知領域３の方向から入射する赤外線を検出可能な赤外線検出部１３と、予め設定された基準値と赤外線検出部１３での検出値との比較結果に基づいて検知領域３での物体の存否を判定する存否判定処理を行う存否判定部としての制御部１４と、音声を出力可能な音声出力部２０とを備える。検知領域３は、部屋４の内部に設定されている。

赤外線放出部１２は、例えば赤外線を放出できる発光素子を有する。また、赤外線放出部１２は、発光素子が放出した赤外線が検知領域３に向けて放出されるように、赤外線の照射範囲などを制限するレンズなどの光学素子を有していてもよい。

赤外線検出部１３は、例えば赤外線に感度を有し、受光した赤外線の強度に応じた電気信号を出力する光電変換素子を有する。このとき、光電変換素子の受光面が検知領域３の方を向いていれば、検知領域３の方向から入射する赤外線を光電変換素子で良好に検出できる。また、赤外線検出部１３は、検知領域３の方向から入射する赤外線を光電変換素子の受光面へと集光するレンズなどの光学素子を有していてもよい。
赤外線検出部１３から出力される電気信号は、制御部１４へと伝達される。

次に、警報器１０に搭載される物体検出センサの動作について説明する。
物体検出センサが動作している場合、赤外線放出部１２は検知領域３に向けて赤外線を放出し、赤外線検出部１３は検知領域３の方向から入射する赤外線を受光する。そして、赤外線検出部１３から出力される電気信号（検出値）は制御部１４へと伝達される。このとき、赤外線を強く反射する物体（人体を含む）が検知領域３に存在していなくても、例えば検知領域３に含まれる床部材２によっても赤外線が反射されるため、赤外線検出部１３は赤外線を検出し続け、その赤外線の強度に応じた電気信号を制御部１４へと伝達し続けている。

つまり、検知領域３の環境が変化しない間、即ち、検知領域３で人などの物体が移動しない間は、赤外線検出部１３による赤外線の検出値がほぼ一定値になる。それに対して、検知領域３の環境が変化すると赤外線検出部１３による赤外線の検出値も変化するはずである。特に、検知領域３に人などの物体が新たに侵入すると、その物体に反射されて赤外線検出部１３に到達する赤外線の強度が大きくなり、赤外線検出部１３の検出値も増大する。そこで、制御部１４は、検知領域３での物体の存否を判定する存否判定処理において、記憶部１８に記憶している基準値と赤外線検出部１３から伝達される検出値とを比較し、検出値が基準値よりも所定の閾値以上になっていれば、検知領域３に物体が存在する（即ち、新たに侵入した）と判定する。それに対して、制御部１４は、検出値が基準値よりも所定の閾値以上になっていなければ、検知領域３に物体が存在しない（即ち、新たに侵入していない）と判定する。

図２は、物体検出センサの検出値の例を示す図である。具体的には、図２には、例えば人が時刻ｔ０に検知領域３に侵入し、その人が時刻ｔ１に検知領域３から退出した場合の赤外線検出部１３の検出値の例を示す。この例では、時刻ｔ０よりも前では検知領域３の環境に変化が無いため、赤外線検出部１３の検出値が基準値：ｒ１と等しい状態が継続している。その後、時刻ｔ０において例えば人が検知領域３に侵入すると、時刻ｔ１において人が検知領域３から退出するまでの間、赤外線検出部１３の検出値がｓ１に増大する。この場合、制御部１４は、検知領域３での物体の存否を判定する存否判定処理において、検出値：ｓ１が基準値：ｒ１よりも所定の閾値以上になっているので、検知領域３に物体が存在する（即ち、物体が新たに侵入した）と判定する。

図３は、物体検出センサの検出値の別の例を示す図である。具体的には、図３には、物体（例えば家具等）が時刻ｔ３に検知領域３へ運び込まれ、その後、その物体が放置された場合の赤外線検出部１３の検出値の例を示す。この例では、時刻ｔ３よりも前では検知領域３の環境に変化が無いため、赤外線検出部１３の検出値が基準値：ｒ１と等しい状態が継続している。その後、時刻ｔ３において例えば家具が検知領域３に侵入すると、赤外線検出部１３の検出値がｓ２に増大する。この場合、制御部１４は、検知領域３での物体の存否を判定する存否判定処理において、検出値：ｓ２が基準値：ｒ１よりも所定の閾値以上になっているので、検知領域３に物体が存在する（即ち、物体が新たに侵入した）と判定する。

但し、検知領域３に、家具等の物体ではなく、人が侵入したか否かを検出したい場合、図３に示した例の、家具が検知領域３に運び込まれた時刻ｔ３以降の状態、即ち、赤外線検出部１３が値：ｓ２を出力している状態を、検知領域３において基準となる環境と考えるべきである。その場合、値：ｓ２を基準値とするべきである。

また、物体（例えば家具等）が時刻ｔ３に検知領域３へ運び込まれ、その後、その物体が放置された場合、検知領域３に人が入ることができなくなっている可能性がある。その場合、家具が検知領域３に存在し続けている限り、物体検出センサを用いて人の存在を検出できなくなる。その結果、人が存在している間に警報器１０から音声メッセージを出力するという目的を達成できなくなる。

そこで、本実施形態では、制御部１４は、赤外線検出部１３の検出値が基準値と設定値以上異なる状態が設定期間以上連続した連続状態が発生した、即ち、基準値を変更する必要が生じる程度まで検知領域３の環境が変化したと判定する。例えば、図３に示した例では、制御部１４は、時刻ｔ４になると、赤外線検出部１３の検出値が基準値と設定値以上異なる状態が設定期間：「ｔ４−ｔ３」以上連続した連続状態が発生したと判定する。
この設定値は、上述した閾値と同じ大きさでもよいし、閾値と異なる大きさでもよい。

そして、本実施形態において音声出力部２０は、存否判定部としての制御部１４によって連続状態が発生したと判定された場合、連続状態が発生したことに関する情報を音声で出力する。例えば、記憶部１８には、「物体が検知領域に設置されました」などの音声メッセージが予め記憶されており、音声出力部２０は、制御部１４からの指令により、そのような音声メッセージを記憶部１８から読み出して出力する。それにより、その音声メッセージを聞いた使用者は、検知領域３に家具を運び込んだことが好ましくなかったことを認識できる。その後、使用者が家具を検知領域３から運び出すと、赤外線検出部１３の検出値は基準値：ｓ１に戻る。

加えて、本実施形態の物体検出センサでは、上述した基準値を変更することもできる。具体的には、物体検出センサは、使用者による操作入力を受け付ける入力受付部を備え、存否判定部としての制御部１４は、入力受付部によって使用者による所定の操作入力が受け付けられた場合、連続状態が発生したと判定されたときの赤外線検出部１３の検出値を新たな基準値に設定する基準値設定処理を行う。一例を挙げると、上記入力受付部は電力供給の遮断操作及び開始操作を受け付ける電源スイッチ１７である。そして、存否判定部としての制御部１４は、上述した「物体が検知領域に設置されました」などの音声メッセージを聞いた使用者から、電源スイッチ１７を用いた電力供給の遮断操作と再開操作を受け付けた場合に基準値設定処理を行う。

図３に示す例では、物体検出センサにおいて、時刻ｔ４になると連続状態が発生したと判定されて、「物体が検知領域に設置されました」などの音声メッセージが出力される。その後、音声メッセージを聞いた使用者から、電源スイッチ１７を用いた電力供給の遮断操作と再開操作を受け付けると、制御部１４は、連続状態が発生したと判定されたときの赤外線検出部１３の検出値（値：ｓ２）を新たな基準値に設定する基準値設定処理を行う。この基準値設定処理が行われることで、検知領域３に人が侵入していない場合での赤外線検出部１３での検出値が基準値と同等になる。その結果、その後、検知領域３に人が侵入すれば赤外線検出部１３での検出値が基準値よりも大きい値になることが期待できる。

尚、図３に示す例では、連続状態として、赤外線検出部１３の検出値が基準値よりも設定値以上大きい状態が設定期間以上連続する場合について説明したが、赤外線検出部１３の検出値が基準値よりも設定値以上小さい状態が設定期間以上連続する場合も起こり得る。例えば、図３に示した例のように、時刻ｔ３に物体（例えば家具等）が検知領域３へ運び込まれた後、基準値がｓ２に変更された場合、その後、検知領域３からその物体が運び出されると、赤外線検出部１３での検出値はｒ１へと低下するはずである。つまり、赤外線検出部１３の検出値：ｒ１が基準値：ｓ２よりも設定値以上小さい状態が設定期間以上連続する場合が起こり得る。

このような場合も、制御部１４は、赤外線検出部１３の検出値が基準値と設定値以上異なる状態が設定期間以上連続した連続状態が発生した、即ち、基準値を変更する必要が生じる程度まで検知領域３の環境が変化したと判定する。そして、本実施形態において音声出力部２０は、存否判定部としての制御部１４によって連続状態が発生したと判定された場合、連続状態が発生したことに関する情報を音声メッセージで出力する。更に、音声メッセージを聞いた使用者から、電源スイッチ１７を用いた電力供給の遮断操作と再開操作を受け付けると、制御部１４は、連続状態が発生したと判定されたときの赤外線検出部１３の検出値（値：ｒ１）を新たな基準値に設定する基準値設定処理を行う。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、物体検出センサ及び警報器１０の構成について具体例を挙げて説明したが、それらの構成は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、使用者による操作入力を受け付ける入力受付部の例として電源スイッチ１７を示したが、他のスイッチ等を入力受付部として利用してもよい。
また、上記実施形態では検知領域３が一つである場合を例示したが、検知領域３は複数であってもよい。

＜２＞
上記実施形態では、図２及び図３において赤外線検出部１３での検出値の推移を示したが、それらは例示目的で記載したものであり、実際の値とは異なる。また、図２及び図３に示した閾値や設定値の大きさについては適宜設定できる。

＜３＞
上記実施形態（別実施形態を含む）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、検知領域での人の検出を適切に行うことができる物体検出センサ及びそれを備える警報器に利用できる。

３ 検知領域
１０ 警報器
１２ 赤外線放出部
１３ 赤外線検出部
１４ 制御部（存否判定部）
１５ 監視センサ
１７ 電源スイッチ（入力受付部）
２０ 音声出力部

Claims (4)

1. 赤外線を所定の検知領域に向けて放出する赤外線放出部と、
   前記検知領域の方向から入射する赤外線を検出可能な赤外線検出部と、
   予め設定された基準値と前記赤外線検出部での検出値との比較結果に基づいて前記検知領域での物体の存否を判定する存否判定処理を行う存否判定部とを備える物体検出センサであって、
   音声を出力可能な音声出力部を備え、
   前記音声出力部は、前記存否判定部によって、前記赤外線検出部の検出値が前記基準値と設定値以上異なる状態が設定期間以上連続した連続状態が発生したと判定された場合、前記連続状態が発生したことに関する情報を音声で出力する物体検出センサ。
2. 使用者による操作入力を受け付ける入力受付部を備え、
   前記存否判定部は、前記入力受付部によって使用者による所定の操作入力が受け付けられた場合、前記連続状態が発生したと判定されたときの前記赤外線検出部の前記検出値を新たな前記基準値に設定する基準値設定処理を行う請求項１に記載の物体検出センサ。
3. 前記入力受付部は、電力供給の遮断操作及び開始操作を受け付ける電源スイッチであり、
   前記存否判定部は、前記電源スイッチによって使用者による電力供給の遮断操作と再開操作が受け付けられた場合に前記基準値設定処理を行う請求項２に記載の物体検出センサ。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の物体検出センサと、
   火災監視センサ、及び、ガス漏れ監視センサ、及び、一酸化炭素監視センサの内の少なくとも一つの監視センサと、
   前記監視センサの検出結果に基づいて、警報を出力するか否かを判定する警報判定部とを備え、
   前記音声出力部は、前記警報判定部によって警報を出力すると判定された場合、警報を音声で出力する警報器。

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