JP7134994B2 - エネルギー検出警告装置 - Google Patents
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Description
関連要望の相互参照
本出願は、2016年12月12日に出願された「Energy Detection Device」と題された米国仮特許出願第62/432,817号、2017年7月20日に出願された「Energy Detection Warning Device」と題された米国仮特許出願第62/534,922号、および2017年11月10日に出願された米国非仮特許出願第15/809,958号の優先権を主張し、これらの出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
エネルギー検出警告装置100の一実施形態の概略図を図1に示す。装置100は、電界信号または磁場信号のうちの少なくとも一方であるフィールド信号FSを検出するように構成された1つ以上のフィールド検出センサ102を含むことができる。1つ以上のフィールド検出センサ102によるフィールド信号FSの検出時に、検出された信号は、検出された信号を増幅するように構成されている増幅器104に渡されてもよい。増幅された信号は次にCPU106(例えばマイクロ制御装置)に渡されてもよい。CPU106は、アナログデジタル変換器108(「ADC」)を介して増幅信号を処理することができる。変換されたデジタル信号はその後、デジタルフィルタ110を介してさらに処理されてもよい。一旦フィルタリングされると、CPU106は、信号を所定の閾値信号と比較することができる通知システム112を介して警告通知を発するかどうか、ならびに信号を信号の履歴測定値(本明細書でさらに説明する)と処理するかどうかを決定する。CPU106の機能を支援するために、メモリなどの追加のハードウェアおよび/またはプロセスモジュール130を実装することができる。
図6に示されるようなエネルギー検出警告装置600の実施形態を参照すると、1)結合信号の振幅は、導体の容量板への容量結合に依存し、2)容量結合は、通電導体への距離に依存するので、エネルギー検出警告装置600に対する結合信号の発生方向は、容量性アンテナ602で受信された信号の振幅を使用することによって作られてもよい。
追加的におよび/または代替的に、上述したように、エネルギー検出警告装置は用途に応じて様々な形態で構成することができる(例えば、手動による携帯、車両の移動、装着型実施形態に対する体の位置など)。図7では、エネルギー検出警告装置700の装着型実施形態が、ユーザによって装着され、帽子702の縁に固定されるように示されている。帽子702に取り付けられた装置700を帽子702の下側から見た図も示されている。示されるように、装置700は、帽子702の縁の曲率を補完する前面に沿った屈曲構造を有してもよい。さらに、帽子702の縁に置かれると、装置700はユーザの視線内に直接位置決めされ、ユーザが、装置700が示し得る方向が、警告通知が発せられたときに通電導体の方向であることを確認するのを支援することができる。
図12は、電界センサとして使用することができる電界アンテナ構成1200A、1200B、および1200Cの3つの変形形態を示している。構成1200Aは、図11に示されるセンサ1100と同様に、容量結合PCB平行板アンテナであるセンサ1202を示す。構成1200Bは、三平行板容量性電界アンテナのセンサ1204の一実施形態を示す。構成1200Cは、容量結合PCBパッドアレイアンテナのセンサ1206の一実施形態を示す。
図15に関して、ユーザ1500は、作業中に、図示のように帽子の縁にエネルギー検出警告装置の装着型実施形態を装着することができる。ユーザ1500が隠れ得る通電導体1502を認識していない場合、装置は、ユーザ1500が安静時または歩行中にユーザの頭部の自然な回転および傾斜で領域を走査しながら、ユーザ1500が通電導体1502を検出および位置付けするのを支援することができる。例えば、一実施形態では、警告装置は、装置およびユーザが通電導体1502の方向を直接見ているときに、最大RMS電圧値を測定することができる。したがって、ユーザの頭部の向きが左右または上下に変わると、測定された電界の大きさは、通電導体1502上の最も近い接触点を直接見たときにピークになり得る。この電界の大きさのピークは、傾斜補償度方角(例えば、グラフ1504を参照)または度ピッチ(例えば、グラフ1506を参照)の値に関連付けられ、ユーザの頭部の向きが左右に向いているか上下に向いているかによって異なる。
図18には、一実施形態による制御フロー図1800の一実施形態が示されている。制御フロー図1800は、エネルギー検出警告装置がセンサからの情報をどのように処理することができるかを記載し、リスク情報をユーザに通信する方法を決定し、通知システムハードウェアを使用して警告情報をユーザに発し、バッテリ寿命を最適化し、関連する安全性情報を取得してクラウドベースのサーバに伝達する。一般に、マイクロ制御装置は、センサからのアナログ出力をデジタル化し、AC電界値および磁場値をDC等価RMS値に変換し、ユーザが制御可能な感度設定に基づいてこれらの値を警報閾値と比較し、通知ハードウェアを使用して、脅威レベルや発生源への方向などに基づいて、音声的、視覚的、および触覚的警報を発することができる。この方法は、使用されていないとき(例えば、動作していないときまたは加速度計を使用しているとき)、ならびに環境電界および磁場の強度が安全閾値を下回っているときに、警告装置を低電力スリープ状態にすることによってバッテリ寿命をさらに最適化することができる。
一実施形態では、エネルギー検出警告装置は、作業環境において適切な機能を保証するために自己検査を実行するようにさらに構成することができる。例えば、ある場合には、警告装置は、一次アンテナの近くに配置された二次PCBアンテナを含むことができる。二次アンテナは、正しいハードウェア/ファームウェアの振る舞いを検証するために一次アンテナに結合する60Hzの方形波(PWM)信号を印加することができる。さらに、磁力計の内部自己検査では、磁力計の周囲のPCBコイルは、センサが読み取る小さな磁場を発生させることができる。さらに、一実施形態では、自己検査は定期的に発せられてもよい。センサの故障が発見された場合、警告装置は故障/モード状態に入ってもよく、その間に通知ハードウェアは1つ以上の警告を発することができる。例えば、警告装置は、自己検査に合格しなかった場合にLED表示器を赤色に点灯させるようにプログラムすることができる。
図19に示されている概略図およびグラフ(1900a~1900e)に関して、以下の説明は、本出願の実施形態による指向性検知プロセスの例を説明している。例えば、ユーザがエネルギー検出警告装置を装着している間に通電導体に接近し、その間に警告装置が周囲の電界および/または磁場の測定を行っている場合、次のプロセスステップまたはフェーズが発生する場合がある。
上述のように、エネルギー検出警告装置は、随時、装置の通信を可能にするために、メモリおよびデータ伝達ハードウェアおよび/またはソフトウェアを含むことができる。この伝達、他の電子装置(例えば、電話、スマートビークル接続、タブレット、ノートパソコンなど)間の相互通信に関して知られている任意の適切な手段によって実現することができるが、これらに限定されず、ブルートゥース、デジタルセルラーデータ転送、有線、無線、電波、Li-Fi、Wi-Fiなどを含む。
A:エネルギー検出警告装置であって、ハウジングと、前記ハウジング内に配置された電子表示部品と、前記ハウジング内に配置された1つ以上のセンサであって、前記エネルギー検出警告装置の位置の特定の近傍内に存在する通電導体を検出し、かつ前記エネルギー検出警告装置の前記位置に対して前記通電導体が位置付けられた方向であって、おおよその方向である、方向を検出するように構成された、1つ以上のセンサと、マイクロ制御装置であって、前記1つ以上のセンサから入力を受信し、かつ前記入力の受信に応答して、前記電子表示部品を作動させて、前記エネルギー検出警告装置の前記位置に対して前記通電導体が位置付けられた前記方向を示すように構成された、マイクロ制御装置と、を備える、エネルギー検出警告装置。
いくつかの実施形態は構造的特徴および/または方法論的行為に特有の言語で説明されているが、特許請求の範囲は必ずしも記載された特定の特徴または行為に限定されないことが理解される。むしろ、特定の特徴および行為は、請求された主題を実施する例示的な形態として開示されている。
Claims (20)
- エネルギー検出警告装置であって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置された電子表示部品と、
前記ハウジング内に配置された1つ以上のセンサであって、
前記エネルギー検出警告装置の位置の特定の近傍内に存在する通電導体を検出し、かつ
前記エネルギー検出警告装置の前記位置に対して前記通電導体が位置付けられた方向であって、おおよその方向である、方向を検出するように構成された、1つ以上のセンサと、
マイクロ制御装置であって、
前記1つ以上のセンサから入力を受信し、かつ
前記入力の受信に応答して、前記電子表示部品を作動させて、前記エネルギー検出警告装置の前記位置に対して前記通電導体が位置付けられた前記方向を示すように構成された、マイクロ制御装置と、を備え、
前記エネルギー検出警告装置は、過去に評価された電圧レベルの正の変化を検出するように構成され、それにより、前記正の変化が前記電圧レベルに関して閾値レベルを満たすかまたは超えるときに前記通電導体の通知が開始され、
前記エネルギー検出警告装置は、現在の環境における電圧レベルに前記閾値レベルを調整することによって、前記閾値レベルに適合するようにさらに構成され、前記エネルギー検出警告装置は、前記閾値レベルに適合することに応答して、前記通知を非アクティブにする、エネルギー検出警告装置。 - 前記1つ以上のセンサが、前記通電導体と前記エネルギー検出警告装置との間のおおよその距離を検出するようにさらに構成されている、
請求項1に記載のエネルギー検出警告装置。 - 前記電子表示部品が、前記ハウジングの一部に沿って配置され、指向性を示すように配列された複数の光源、
前記指向性を示すように前記ハウジング内に配列された1つ以上のスピーカ、または
前記指向性を示すように前記ハウジング内に配列された1つ以上の振動モータのうちの少なくとも1つを含む、
請求項1に記載のエネルギー検出警告装置。 - 前記電子表示部品が、前記複数の光源を含んでおり、
前記電子表示部品の作動時に、前記マイクロ制御装置が、前記検出された方向および/または前記装置と前記通電導体との間の近接度の低下に対応するように配列された前記複数の光源のうちの1つ以上の照明を生じさせる、
請求項3に記載のエネルギー検出警告装置。 - 前記電子表示部品が、前記1つ以上のスピーカを含んでおり、
前記電子表示部品の作動時に、前記マイクロ制御装置が、前記1つ以上のスピーカのうちの少なくとも1つから聴覚通知信号を発信させ、前記聴覚通知信号は、前記検出された方向および/または前記装置と前記通電導体との間の近接度の減少による感電の危険性を示している、
請求項3に記載のエネルギー検出警告装置。 - 前記電子表示部品が、前記1つ以上の振動モータを含んでおり、
前記電子表示部品の作動時に、前記マイクロ制御装置が、前記1つ以上の振動モータのうちの少なくとも1つの振動を生じさせ、前記振動が、前記検出された方向を示す、
請求項3に記載のエネルギー検出警告装置。 - 前記装置は、重力ベクトルおよび地球磁場ベクトルを用いて前記装置の絶対方位を検出し、前記装置がそれぞれ傾けられるか回転されたときに、検出された前記絶対方位を電界値または磁場値のピークと対応付ける、
請求項1に記載のエネルギー検出警告装置。 - 前記1つ以上のセンサが、検知されたエネルギーレベルの変化を検出することによって通電導体を検出する、
請求項1に記載のエネルギー検出警告装置。 - 安全帽を用いて実施する装着型エネルギー検出警告装置(「装着型装置」)であって、
電子表示部品と、
前記電子表示部品と通信可能に結合された1つ以上のセンサであって、
前記装着型装置の位置の特定の近傍内に存在する通電導体を検出し、かつ
前記装着型装置の前記位置に対して前記通電導体が位置付けられた方向であって、おおよその方向である、方向を検出するように構成された、1つ以上のセンサと、
マイクロ制御装置であって、
前記1つ以上のセンサから入力を受信し、かつ
前記入力の受信に応答して、前記電子表示部品を作動させて、前記装着型装置の前記位置に対して、前記通電導体が位置付けられた前記方向を示すように構成された、マイクロ制御装置と、
を備え、
前記装着型装置は、過去に評価された電圧レベルの正の変化を検出するように構成され、それにより、前記正の変化が前記電圧レベルに関して閾値レベルを満たすかまたは超えるときに前記通電導体の通知が開始され、
前記装着型装置は、現在の環境における電圧レベルに前記閾値レベルを調整することによって、前記閾値レベルに適合するようにさらに構成され、前記装着型装置は、前記閾値レベルに適合することに応答して、前記通知を非アクティブにする、装着型エネルギー検出警告装置。 - 前記電子表示部品が、
指向性を示すように配列された複数の光源、
前記指向性を示すように配列された1つ以上のスピーカ、または
前記指向性を示すように配列された1つ以上の振動モータのうちの少なくとも1つを含む、
請求項9に記載の装着型装置。 - 前記電子表示部品が前記複数の光源を含んでおり、
前記電子表示部品の作動時に、前記マイクロ制御装置が、前記検出された方向に対応する前記安全帽の側面に方位付けされた前記複数の光源のうちの1つ以上の照明を生じさせる、
請求項10に記載の装着型装置。 - 前記電子表示部品が、前記1つ以上のスピーカを含んでおり、
前記電子表示部品の作動時に、前記マイクロ制御装置が、前記1つ以上のスピーカのうちの少なくとも1つから聴覚通知信号を発信させ、前記聴覚通知信号が、1つ以上の口頭による発言、所定のノイズ、または可変トーンのうちの1つ以上を含む音声を介して検出された方向を示しており、
前記音声が、前記検出された方向に対応する前記安全帽の側面に方位付けされた単一のスピーカから、または前記安全帽の中央領域に配列された1つ以上のスピーカから発信される、
請求項10に記載の装着型装置。 - 前記電子表示部品が、前記1つ以上の振動モータを含んでおり、
前記電子表示部品の作動時に、前記マイクロ制御装置が、前記検出された方向に対応する前記安全帽の側面に方位付けされた前記1つ以上の振動モータのうちの少なくとも1つの振動を生じさせる、
請求項10に記載の装着型装置。 - 前記装置は、重力ベクトルおよび地球磁場ベクトルを用いて前記装置の絶対方位を検出し、前記装置がそれぞれ傾けられるか回転されたときに、検出された前記絶対方位を電界値または磁場値のピークと対応付ける、
請求項9に記載の装着型装置。 - デジタル電圧検出装置であって、
1つ以上の回路ハードウェア部品であって、
前記デジタル電圧検出装置の位置の特定の近傍内に存在する電圧源を検出し、かつ
前記デジタル電圧検出装置の前記位置に対して前記電圧源が位置付けられた方向であって、おおよその方向である、方向を検出するように構成された、1つ以上の回路ハードウェア部品と、
前記1つ以上の回路ハードウェア部品と結合された電子表示部品であって、前記デジタル電圧検出装置の前記位置に対して前記電圧源が位置付けられた前記方向を示すように構成された、電子表示部品と、
を備え、
前記デジタル電圧検出装置は、過去に評価された電圧レベルの正の変化を検出するように構成され、それにより、前記正の変化が前記電圧レベルに関して閾値レベルを満たすかまたは超えるときに前記電圧源の通知が開始され、
前記デジタル電圧検出装置は、現在の環境における電圧レベルに前記閾値レベルを調整することによって、前記閾値レベルに適合するようにさらに構成され、前記デジタル電圧検出装置は、前記閾値レベルに適合することに応答して、前記通知を非アクティブにする、デジタル電圧検出装置。 - 前記デジタル電圧検出装置が、帽子、シャツ、ベルト、またはポケットのうちの少なくとも1つに装着可能である、
請求項15に記載のデジタル電圧検出装置。 - 前記1つ以上の回路ハードウェア部品が、前記デジタル電圧検出装置の前記位置の前記特定の近傍内に存在する電流源の方向を検出するようにさらに構成されている、
請求項15に記載のデジタル電圧検出装置。 - 前記1つ以上の回路ハードウェア部品が、バッテリ寿命を節約するためにスリープ/始動設定を実行するようにさらに構成されている、
請求項15に記載のデジタル電圧検出装置。 - 前記デジタル電圧検出装置は、過去に評価された前記電圧レベルの正の変化の後続の検出に応答して、前記電圧源の前記通知を再開するようにさらに構成されている、
請求項15に記載のデジタル電圧検出装置。 - 前記1つ以上の回路ハードウェア部品が、自己検査を実行して前記装置が機能的であることを保証するようにさらに構成されている、
請求項15に記載のデジタル電圧検出装置。
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