JP6693970B2 - ホームセキュリティシステム - Google Patents

Description

本発明の目的はホームセキュリティシステムである。本発明はセキュリティ分野において、より具体的には、地所内のプライベート又は家庭用セキュリティにおいてその実際的な用途を有し、その主な目的はドア、窓、又は塀を通した侵入の検知であるが、１又は複数の壁などのその他の位置においても本発明は使用され得る。

現在、屋内空間用のプライベートセキュリティの分野において、住居などへの侵入を検知することが可能な様々なタイプの装置が使用されている。様々なタイプの検知装置としては以下が挙げられる。
（ａ）測定領域の容積の変化を検知してそれらを動き検知に変換する、ボリュメトリックセンサ。
（ｂ）ドア又は窓が開かれた場合又は閉じられた場合を検知する、ドア開放センサ。
（ｃ）赤外線バリアセンサであって、その送信器と受信器との間での物体の通過を検知する、赤外線バリアセンサ。
（ｄ）結晶体が打たれるか又は割られた場合に結晶体内の振動を検知する、振動又はガラス割れセンサ。

これらの全ての装置は、家屋の内側に設置されるという共通点を有する。したがってそれらは、侵入がすでに発生した場合のみ侵入を検知することが可能なため、予防セキュリティを提供しない。したがってそれらは予防セキュリティシステムではなく、事象警告又は警報システムである。他方、ボリュメトリックセンサ及び赤外線バリアセンサの両方は、加えて、移動物体のタイプを区別することができず、そのレンジ内で発生する様々な移動も区別することができない。

これらの問題を回避するための最良の解決策は、静電場センサである。しかしほとんどの文献は、制御されていない信号に基づいており、かつ、信号の共振周波数における及び／又はそのインピーダンスにおける変化に応じた、静電容量の間接測定に基づいている。

例えば、ＥＳ２１５２３３５Ｔ３号明細書には、アンテナの周りの電場又は電磁場における小さな静電容量の変化を検知するための、アンテナに接続された検知器装置が記載されており、前記装置は、前記アンテナの周りに電場又は電磁場を生成するための生成手段と、前記アンテナの周りに生成された電場又は電磁場を平衡した状態に維持するための平衡化手段と、検知器装置が温度及び湿度の変化によって影響を及ぼされるのを防止するためのフィルタ手段と、前記アンテナの周りに生成された電場又は電磁場における小さな変化を検知するための検知手段と、電場又は電磁場における変化が発生したことを示すための指示手段とを含み、前記生成手段は好ましくは５０Ｈｚ〜５０００Ｈｚの方形波を生成する方形波発生器であること、及び、前記発生器からの、影響を及ぼされていない方形波と、前記アンテナを囲む場によって容量的に影響を及ぼされた方形波とが増幅器手段に供給されて、それらの差が増幅されることを特徴とする。

この検知器装置により、侵入者が保護対象から１００ｃｍ〜１５０ｃｍの距離まで接近したことを示す、第１の存在領域、侵入者が保護対象から３０ｃｍの距離まで接近したことを示す、第２の存在領域、及び侵入者が保護対象とほとんど接触したことを示す、第３の存在領域におけるセキュリティシステムが実現される。

したがってこの発明は方形波を生成し、その周波数の変化に応じて関連する静電容量が計算され得る。この信号は導体内の磁場を生成し、これは制御不能であり、すなわちその力線は全ての方向に伸び、加えて温度、湿度、及びその他の条件と共に変化し、したがってこれらの問題を解決する必要がある。

単一のアンテナにおいて外乱を測定し、その後、人の存在を推測し、前記単一のアンテナにおける外乱の測定自体からそれを動物又は物と識別することが可能なシステムは、全般的に従来技術におけるどの文献にも記載されていない。この外乱検知は、（米国特許出願公開第２００４０９０２３４号明細書及び米国特許第５９１４６１０号明細書などにおける）送信器及び受信器解決策を用いた解決策に対して使用される回路トポロジーにおける変化も含む。

本発明の目的は、電極又はアンテナとして働くプローブの周りの静電場において、その近傍における人間の存在によって発生する外乱を測定することが可能なホームセキュリティシステムである。この静電場はまた、不必要な放射領域をシールドすることによって、その影響を特定の領域に集中させるように制御されて方向付けされる。加えて、センサは、変化の大きさに基づいて人をその他の生物又は物的対象から区別することが可能である。この全ては、参照によって本明細書中に援用される添付の特許請求の範囲に従う。

本発明は、本発明に係るセンサの静電容量に基づいて、単一の導電性要素の周りに存在する静電場における変化を、前記場が人体などの帯電体の影響によって影響を及ぼされた場合に測定するものであり、前記単一の導電性要素は、本発明の場合、プローブ又はアンテナとして働く同軸ケーブルである。

人体は、任意のその他の既存の物体と同様に、材料、密度、体積、温度、及び導電率に応じた独自の電気的特性を有する。異なる物体の間の電位差は、それらが互いに接触又は接近した場合に、１つの物体から別の物体への静電相互作用をもたらす。この効果は本発明に係るセンサによって使用され、前記センサに接続された電子回路内に前記場が発生させる変動の、連続測定が実現される。この回路は、場の大きさの変化によって、様々なタイプの物体又は対象を識別すること、及び人間の存在を別の物質又は動物の存在と区別することが可能である。実際には、静電容量の連続測定の実行において、前記回路は、アンテナ上で生成される電場であって無限の力線が通る電場を形成し、前記回路に接続されたプロセッサにより、前記アンテナにおける場の変動を生成する物質の体積及び密度を判定することが可能になる。

本発明は、住居におけるセキュリティシステムに適用され、ドア、窓、及び塀又は壁における侵入を事前予防的に検知する機能、すなわち侵入が発生する前の検知機能を提供する。

本明細書及び特許請求の範囲の全体を通して、「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」という語、及びそのバリエーションは、他の技術的特徴、付加物、構成要素、又は工程を除外することを意図するものではない。当業者には、本発明の他の目的、利点、及び特徴が、一部は本明細書から、及び一部は本発明の実施から明らかになるであろう。以下の例及び図面は、例示のために提供されるものであり、本発明を限定することを意図するものではない。以下の例及び図面は、例示のために提供されるものであり、本発明を限定することを意図するものではない。さらに本発明は、本明細書中に示す特定の及び好ましい実施形態の、全ての可能な組み合わせを包含する。

本発明のよりよい理解を提供するために役立つ、かつ本発明の非限定的な例として提示される前記発明の実施形態と明示的に関連付けられた、一連の図面の非常に簡単な説明を以下に示す。

非一体型セキュリティシステムを有するドアの概略図。 図１におけるドアの概略詳細図。 一体型セキュリティシステムを有するドアの概略図。 非一体型セキュリティシステムを有する窓の概略図。 一体型一般システムを有する窓の概略図。 一体型システムを有する内部囲壁（ｉｎｎｅｒ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）の概略図。 非一体型システムを有する外部囲壁（ｏｕｔｅｒ ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）の概略図。 本発明によるセンサのブロック図。

本発明の目的は、ドア、窓、壁、又はこれらの任意の組み合わせを交換可能に含むホームセキュリティシステムである。本発明に係るシステムを構成する部分の特定の実施形態のそれぞれについて、以下に詳細に説明する。

（非一体型セキュリティシステムを有するドアの実施形態）
図１及び図２は、非一体型スマートドアの概念をここで作り出す実施形態を示し、この概念は、前記ドアがそれ自体でその近傍における人の存在を検知し、ユーザによって予め規定された近接半径以内にそれらの人がいる場合は（予防的に、すなわちそれらの人がまだ家屋の外側にいるときに）そのような人の写真を作成することができるように、（制御磁場（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ）技術及び追加の電子機器に基づく）必要な電子機器を有するアクセスドアを提供することからなる。この電子機器は、ドアへの追加要素となる。

この製品は全体として以下によって構成される（図１及び図２を参照）。
一体型カメラ（１）を有する電子のぞき穴。カメラはモデルに応じて高解像度又は低解像度のものであってもよく、モデルに応じて６０度〜１４０度の開度（ａｐｅｒｔｕｒｅｓ）を有する光学素子（ｏｐｔｉｃｓ）を有してもよい。こののぞき穴は、最上位モデルにおいて、音声キャプチャのためのマイクロフォンを含んでもよい。
リアルタイム画像描出のためのＬＣＤディスプレイ（２）。この回路は、センサと通信するための有線又は無線通信回路を含む。モデルに応じて画面は、タッチインタフェースを有する又は有さないＬＣＤ又はＬＥＤであってもよい。このディスプレイは、最上位モデルにおいて、前項で述べたマイクロフォンから来る音声を再生するためのスピーカを有してもよい。
ハンドルの近傍においてドア表面上に位置する、国際出願ＰＣＴ／ＥＳ２０１４／０７０７１９号明細書に記載されている制御磁場センサ（３）。この回路は、前記ディスプレイ／のぞき穴と通信するための有線又は無線通信回路を含む。このセンサは、ドアの移動の検知を可能にする加速度計又は傾斜計を有してもよい。このセンサは、ユーザを識別して出入りのプロセスにおいて警報を抑止するための、個人識別回路を含んでもよい。この場合、センサアンテナは、例えばフレームの内側などの任意の位置においてドアに取り付けられる。
センサと、電子のぞき穴及びディスプレイとの両方の要素は、充電式電池によって電力を供給される。

一方では、のぞき穴及びディスプレイは、センサとは別個に使用されてもよく、それによりこの装置は、本システムが設置されたドアの他方の側において起きていることの画像又は映像を表示できるようになる。これを行うために、この装置は、ＬＣＤディスプレイと、本システムをオン及びオフにするボタンとを備える。

他方では、センサ−のぞき穴組み合わせ機能が存在し、この機能において前記制御磁場センサは、ユーザによって予め設定された測定頻度で測定を行い、人の存在を検知した場合、前記カメラによって撮影された画像と一緒に存在警告を送信する。得られる画像の数と検知閾値とはユーザによってプログラム可能であってもよい。

前記センサは、警告及び画像を中央システムに送信するための手段として使用される有線又は無線であってもよい通信回路を備え、前記中央システムは物理的装置であってもよく、又はモバイル端末（電話機若しくはタブレット）若しくはパーソナルコンピュータから後で表示及び制御するためのクラウドであってもよい。

（一体型セキュリティシステムを有するドアの実施形態）
図３に示すような一体型スマートドアの場合、システムの機能は先の場合と同じであり、違いは、全ての要素がユーザによる設置作業なしにドア自体の中に組み込まれており、センサはドアの金属部分に電気的に接続されており、前記金属部分はこの場合、単一のアンテナであってそれを通して外乱が測定されることが可能な単一のアンテナの電極として働く、ということである。システムはこの場合、モデル及び顧客に応じて、充電式電池によって電力を供給されてもよく、又はパワーサプライによって直接電力を供給されてもよい。

動作は先の場合と同じであり、ボタンによる事前の活動化の後にディスプレイ上でピクチャ又は映像を見ることができ、また、システムは人の存在を検知し、取り付けられた警報器並びに画像及び警報を通して警告する。

（非一体型セキュリティシステムを有する窓の実施形態）
非一体型スマート窓（図４）の概念は、前記ドアと同じ概念からなるが、ディスプレイを有さない。したがってこの概念は、制御磁場センサと、前記センサが存在を検知し警告モードに入った場合に写真又は映像を撮影することが可能なカメラとを介して、窓の近傍における人間の存在を検知するために必要な電子機器を有する窓を提供することからなる。

この製品は全体として以下によって構成される。
カメラであって、モデルに応じて高解像度又は低解像度のものであってもよく、モデルに応じて６０度〜１４０度の開度を有する光学素子を有してもよいカメラ。
窓表面内に位置する、国際出願ＰＣＴ／ＥＳ２０１４／０７０７１９号明細書による制御磁場センサ。この回路は、前記カメラと通信するための有線又は無線通信回路を含む。前記センサは、窓の移動の検知を可能にする加速度計又は傾斜計を有してもよい。前記センサは、ユーザを識別して窓の開放プロセスにおいて警報を抑止するための、個人識別回路を含んでもよい。
センサとカメラとの両方の要素は、充電式電池によって電力を供給される。

前記制御磁場センサは、ユーザによって予め設定された測定頻度で測定を行い、人の存在を検知した場合、前記カメラによって撮影された画像と一緒に存在警告を送信する。得られる画像の数と検知閾値とはユーザによってプログラム可能であってもよい。

前記センサは、警告及び画像を中央システムに送信するための手段として使用される有線又は無線であってもよい通信回路を備え、前記中央システムは物理的装置であってもよく、又はモバイル端末（電話機若しくはタブレット）若しくはパーソナルコンピュータから後で表示及び制御するためのクラウドであってもよい。

（一体型セキュリティシステムを有する窓の実施形態）
一体型スマート窓（図５）の場合、システムの機能は非一体型窓（図４）の場合と同じであり、違いは、全ての要素がユーザによる設置作業なしに窓自体の中に組み込まれているということである。したがって窓の金属部分は、センサに電気的に接続されている部分であり、アンテナ自体の電極であってそれを通して前記センサが外乱を測定する電極を構成する。システムはこの場合、モデル及び顧客に応じて、充電式電池によって電力を供給されてもよく、又はパワーサプライによって直接電力を供給されてもよい。動作は先の場合と同じである。

（一体型セキュリティシステムを有する壁又は内部囲壁の実施形態）
外周囲の解決策のために、「スマート壁」の概念が、先の場合と同様に一体型バージョンと非一体型バージョンとを有して作り出される。この場合この解決策は、制御磁場センサを有する電子機器と、接着テープによって設置される１又は複数の電極（ただし各電極は送受信アンテナである）とを壁の中に組み込んで（図６）、壁の外側において半径約１ｍの検知領域を作る（壁の内部の方を向いた部分はシールドされる）ことからなる。このようにして、センサは壁の近傍における人間の存在を検知することができ、壁に穴をあける手法又は類似の手法による窃盗の可能性が減少する。

この製品は全体として以下によって構成される（図６を参照）。
壁の表面上に位置する制御磁場センサ。この回路は、中央システムと通信するための有線又は無線通信回路を含む。前記センサは、ユーザを識別して必要な場合は警報を抑止するための、個人識別回路を含んでもよい。
磁場生成及び測定要素として働く、最大長１０メートルの、接着性材料で作られた電極（１又は複数）。前記電極は可撓性の接着性基板上に構築され、金属合金から構成される。
これは充電式電池によって、又はパワーサプライによって電力を供給される。

前記制御磁場センサ（３）は、ユーザによって予め設定された測定頻度で測定を行い、人の存在を検知した場合、存在警告を送信する。前記センサは、警告及び画像を中央システムに送信するための手段として使用される有線又は無線であってもよい通信回路を備え、前記中央システムは物理的装置であってもよく、又はモバイル端末（電話機若しくはタブレット）若しくはパーソナルコンピュータから後で表示及び制御するためのクラウドであってもよい。

（一体型セキュリティシステムを有する壁又は外部囲壁の実施形態）
外周囲の解決策のために、「スマート外部壁」の概念が、先の場合と同様に一体型バージョンと非一体型バージョンとを有して作り出される。この場合この解決策は、制御磁場センサを有する電子機器と、１又は複数の電極とを壁の中に組み込んで、壁の内側及び外側において半径約１ｍの検知領域を作ることからなる。このようにして、センサは壁の近傍における人間の存在を検知することができ、侵入又はサボタージュの試みの可能性が減少する。

この製品は全体として以下によって構成される（図７を参照）。
壁の表面上に位置する制御磁場センサ。この回路は、中央システムと通信するための有線又は無線通信回路を含む。前記センサは、ユーザを識別して必要な場合は警報を抑止するための、個人識別回路を含んでもよい。
磁場生成及び測定要素として働く、最大長１０メートルの電極（１又は複数）。
これらの要素は充電式電池によって、又はパワーサプライによって電力を供給される。

前記制御磁場センサ（３）は、ユーザによって予め設定された測定頻度で測定を行い、人の存在を検知した場合、存在警告を送信する。前記センサは、警告及び画像を中央システムに送信するための手段として使用される有線又は無線であってもよい通信回路を備え、前記中央システムは物理的装置であってもよく、又はモバイル端末（電話機若しくはタブレット）若しくはパーソナルコンピュータから後で表示及び制御するためのクラウドであってもよい。

（制御磁場センサ（３））
前記制御磁場センサは、国際出願ＰＣＴ／ＥＳ２０１３／０７０７１９号明細書に記載されているものである。ただし図８は前記センサの代替の実施形態を示す。前記図８においてわかるように、静電場センサは、同時に送信器及び受信器である単一の電極（送受信電極）から成るアンテナ（４）を含み、前記電極は上記の実施形態の全て及び各１つにおいて使用されるアンテナ（４）であり、ただし場合によっては、前記センサはドア又は窓の金属部分と接続される（図３、図５、及び図６における実施形態）。いくつかの実施形態では、複数のアンテナが、それらのそれぞれが同時に送信器及び受信器であるという特徴を保つにもかかわらず、並列に共存してもよいということが考慮に入れられるべきである。

しかし制御磁場センサはまた、場生成及び測定回路、好ましくは、５ＭＨｚ未満の動作周波数を有しＲＬＣ回路と位相安定化回路とを含むチューナ回路を含んでもよい。アンテナで受信された信号は、測定の後、フィルタリングステージを通過し、続いて前記信号はアナログ・デジタル変換器に移動し、アナログ・デジタル変換器は続いてプロセッサに接続されており、プロセッサは、静電場における変化を検知し、そのような変化を用いて一種の３次元マップを確立するように構成されており、前記変化が生成した物体の体積及び密度を判定することが可能である。このプロセッサは続いて無線周波数回路に接続されており、無線周波数回路は、暗号化された信号を、設備全体を制御するスイッチボード又は外部集中監視システム（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ）に向けて発する。この回路はデータ記憶メモリによって完成する。

Claims (14)

1. ドアに設置され、外部集中監視システムに接続されているホームセキュリティシステムであって、
   システムは少なくとも、同時に磁場の送信器及び受信器である単一の電極から成るアンテナ（４）に接続された制御磁場センサ（３）を備え、
   磁場は、不必要な放射領域をシールドすることによって、影響を特定の領域に集中させるように制御されて方向付けされ、
   前記制御磁場センサ（３）が、
   前記アンテナ（４）の周りの磁場を連続して測定し、
   ユーザによって予め設定された測定頻度での磁場の大きさの変化の連続測定を通して、前記アンテナ（４）の周りの磁場における外乱を検出し、及び、
   前記検出された外乱のパワーに応じて人の存在があるかどうかを確定するように構成されたプロセッサを備え、
   前記ドアが、一体型のカメラ（１）を有する電子のぞき穴と、ディスプレイ（２）と、前記アンテナ（４）に接続された前記制御磁場センサ（３）とを有し、
   前記制御磁場センサ（３）は、そのアンテナ（４）によって検知された磁場における外乱を検知し、前記外乱のパワーに応じて人の存在があるかどうかを確定し、人の前記存在についての警告を、前記カメラ（１）によって撮影された画像と一緒に送信するように構成されているホームセキュリティシステム。
2. 前記アンテナ（４）は、前記ドアに一体化した少なくとも金属部分に電気的に接続されている、請求項１に記載のホームセキュリティシステム。
3. 傾斜計を備える、請求項１又は請求項２に記載のホームセキュリティシステム。
4. 加速度計を備える、請求項１又は請求項２に記載のホームセキュリティシステム。
5. 窓に設置され、外部集中監視システムに接続されているホームセキュリティシステムであって、
   システムは少なくとも、同時に磁場の送信器及び受信器である単一の電極から成るアンテナ（４）に接続された制御磁場センサ（３）を備え、
   磁場は、不必要な放射領域をシールドすることによって、影響を特定の領域に集中させるように制御されて方向付けされ、
   前記制御磁場センサ（３）が、
   前記アンテナ（４）の周りの磁場を連続して測定し、
   ユーザによって予め設定された測定頻度での磁場の大きさの変化の連続測定を通して、前記アンテナ（４）の周りの磁場における外乱を検出し、及び、
   前記検出された外乱のパワーに応じて人の存在があるかどうかを確定するように構成されたプロセッサを備え、
   前記窓が、一体型のカメラ（１）と、前記アンテナ（４）に接続された前記制御磁場センサ（３）とを有し、
   前記制御磁場センサ（３）は、そのアンテナ（４）によって検知された前記磁場における外乱を検知し、前記外乱のパワーに応じて人の存在があるかどうかを確定し、人の前記存在についての警告を、前記カメラ（１）によって撮影された画像と一緒に送信するように構成されているホームセキュリティシステム。
6. 前記アンテナは、前記窓に一体化した少なくとも金属部分に電気的に接続されている、請求項５に記載のホームセキュリティシステム。
7. 傾斜計を備える、請求項５又は請求項６に記載のホームセキュリティシステム。
8. 加速度計を備える、請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載のホームセキュリティシステム。
9. 建築囲壁に設置され、外部集中監視システムに接続されているホームセキュリティシステムであって、
   システムは少なくとも、同時に磁場の送信器及び受信器である単一の電極から成るアンテナ（４）に接続された制御磁場センサ（３）を備え、
   磁場は、前記建築囲壁の内部の放射領域をシールドすることによって、影響を前記建築囲壁の外側に集中させるように制御されて方向付けされ、
   前記制御磁場センサ（３）が、
   前記アンテナ（４）の周りの磁場を連続して測定し、
   ユーザによって予め設定された測定頻度での磁場の大きさの変化の連続測定を通して、前記アンテナ（４）の周りの磁場における外乱を検出し、及び、
   前記検出された外乱のパワーに応じて人の存在があるかどうかを確定するように構成されたプロセッサを備え、
   前記建築囲壁が前記アンテナ（４）に接続された前記制御磁場センサ（３）を備え、
   前記制御磁場センサ（３）は、少なくとも１つのアンテナ（４）によって検知された前記磁場における外乱を検知し、前記外乱のパワーに応じて人の存在があるかどうかを確定し、人の前記存在についての警告を送信するように構成され、
   前記電極は接着性材料で作られ、最大長１０メートルを有し、前記制御磁場センサ（３）に接続された磁場生成及び測定要素として構成され、前記電極は可撓性の接着性基板上に構築され、金属合金から構成されているホームセキュリティシステム。
10. 前記電極が内側に組み込まれている、請求項９に記載のホームセキュリティシステム。
11. 前記建築囲壁が外部囲壁である、請求項９又は請求項１０に記載のホームセキュリティシステム。
12. 前記建築囲壁が内部囲壁である、請求項９又は請求項１０に記載のホームセキュリティシステム。
13. 少なくとも、ドア、窓、及び建築囲壁の少なくともいずれかに設置され、外部集中監視システムに接続されている、請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載のホームセキュリティシステムで実施された方法であって、前記方法が、
    アンテナ（４）であって、同時に前記アンテナ（４）の周りに生成された磁場の送信器及び受信器である単一の電極から成るアンテナ（４）を配置することを含み、
    前記磁場は制御磁場センサ（３）によって生成及び測定され、
    前記磁場は、不必要な放射領域をシールドすることによって、影響を特定の領域に集中させるように制御されて方向付けされ、
    前記方法が、さらに、
    前記アンテナ（４）の周りの磁場を連続して測定すること、
    ユーザによって予め設定された測定頻度での磁場の大きさの変化の連続測定を通して、前記アンテナ（４）の周りの磁場における外乱を検出こと、
    検出された外乱のパワーに応じて人の存在があるかどうかを確定こと、及び、
    前記外部集中監視システムに、少なくとも前記確定された人の存在を含む警告を送信すること、
    を含むことを特徴とする、方法。
14. 前記外部集中監視システムへの前記警告がカメラ（１）で撮影された少なくとも１つの画像をさらに含む、
    請求項１３記載の方法。