JP7155883B2

JP7155883B2 - 検出装置及び検出システム

Info

Publication number: JP7155883B2
Application number: JP2018205985A
Authority: JP
Inventors: 道明篠塚; 修司久保田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2022-10-19
Anticipated expiration: 2038-10-31
Also published as: JP2020071153A

Description

本発明は、検出装置及び検出システムに関する。

従来、赤外線（「赤外光」とも呼ばれる）を出射し、検知される赤外線の反射光に基づきセンシング結果を出力する検出装置が知られている。

例えば、赤外線の受光量の変化を検知したときに異常を検出する異常検出装置がある（例えば、特許文献１）。特許文献１の異常検出装置は、監視対象物を監視する監視センタシステムに監視要因の状況変化を通報する。そして、異常検出装置は、赤外線の受光量の変化を検知し、且つ、当該検知の前又は後の所定の期間内に振動を検知した場合、異常を検出する。

しかしながら、赤外線は、人、動物、建物の壁又は柱等の様々な物体で反射し得る。特許文献１の異常検出装置は、監視対象物以外の物体で反射した赤外線を受光し、異常を検出する場合がある。つまり、特許文献１の異常検出装置は、不要な赤外線の反射光を誤検出するおそれがある。

そこで、本開示の検出装置及び検出システムは、誤検出を低減することを目的とする。

本発明の一実施形態による検出装置は、筐体を備え、前記筐体内の物体を検出する検出装置であって、前記筐体内に赤外線を出射する第一光源と、前記筐体内に前記赤外線と異なる波長の光を出射する第二光源と、前記筐体内に位置し、前記筐体の内面よりも高い光の反射率を有する反射部と、前記赤外線を検出する光検出部と、前記光検出部の検出結果を示す情報である検出情報を出力する出力部とを備え、前記内面が前記赤外線に反応しない反射率であって、前記第二光源は、前記反射部に向かって前記赤外線と異なる波長の前記光を出射するように方向付けられ、前記光検出部は、前記物体で反射された前記赤外線を検出する。

本発明の一実施形態による検出システムは、筐体を備え、前記筐体内の物体を検出する検出装置と、該検出装置と通信する情報処理装置とを有する検出システムであって、前記検出装置は、前記筐体内に赤外線を出射する第一光源と、前記筐体内に前記赤外線と異なる波長の光を出射する第二光源と、前記筐体内に位置し、前記筐体の内面よりも高い光の反射率を有する反射部と、前記赤外線を検出する光検出部と、前記光検出部の検出結果を示す情報である検出情報を出力する出力部とを備え、前記内面が前記赤外線に反応しない反射率であり、前記第二光源は、前記反射部に向かって前記赤外線と異なる波長の前記光を出射するように方向付けられ、前記光検出部は、前記物体で反射された前記赤外線を検出し、前記情報処理装置は、前記検出装置から取得される前記検出情報を集約する集約部と、集約された前記検出情報を出力する出力部とを備える。

本開示の技術によれば、誤検出を低減することが可能になる。

実施の形態１に係る検出装置の外観の一例を示す斜視図実施の形態１に係る検出装置の筐体の内部の一例を示す斜視図実施の形態１に係る検出装置の筐体の内部の一例を示す底面図図２の突出部を拡大して示す平面図実施の形態１に係る検出装置の筐体の内部の一例を示す断面側面図実施の形態１に係る検出装置の機能的な構成の一例を示すブロック図検出対象物の寸法と光検出部の出力信号の変化値との関係の一例を示す図光検出部が対象物を検出した場合に出力する信号の一例を示す図光検出部が対象物を検出した場合に出力する信号の一例を示す図光検出部が対象物を検出した場合に出力する信号の一例を示す図実施の形態１に係る検出装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図部材の表面に対する赤外線の入射角と反射率との関係の一例を示す図部材の表面に対する赤外線の入射角と反射率との関係の一例を示す図部材の表面に対する赤外線の入射角と反射率との関係の一例を示す図部材の表面に対する赤外線の入射角と反射率との関係の一例を示す図部材の表面に対する赤外線の入射角と反射率との関係の一例を示す図部材の表面に対する赤外線の入射角と反射率との関係の一例を示す図部材の表面に対する赤外線の入射角と反射率との関係の一例を示す図反射部の反射部材と異物の検出結果との関係の一例を示す図平滑部が配置される場合の可視光の波長と反射率と異物の検出結果との関係の一例を示す図平滑部が配置されない場合の可視光の波長と反射率と異物の検出結果との関係の一例を示す図実施の形態１に係る検出装置における平滑部の有無に応じた検出領域の一例を示す図実施の形態１の変形例１に係る検出装置における平滑部の有無に応じた検出領域の一例を示す図実施の形態１の変形例２に係る検出装置の機能的な構成の一例を示すブロック図実施の形態２に係る検出システムの構成の一例を示すブロック図実施の形態２に係るゲートウェイの機能的な構成の一例を示す図実施の形態２に係るゲートウェイのハードウェア構成の一例を示す図実施の形態２に係る集約装置の機能的な構成の一例を示す図実施の形態２に係る集約データの一例を示す図実施の形態２に係る集約データの一例を示す図実施の形態２に係る集約装置のハードウェア構成の一例を示す図実施の形態２の変形例に係る集約装置の機能的な構成の一例を示すブロック図

従来、赤外線を出射し、検知される赤外線の反射光に基づき、対象物の検知等のセンシング結果を出力する検出装置がある。このような検出装置は、赤外線の遮断等による反射光の変化に基づき、センシング結果を出力する。

例えば、特許文献１に記載される異常検出装置は、赤外線の受光量の変化を検知したときに異常を検出する。この異常検出装置は、赤外線の受光量を変化させる物体が、対象物以外であっても、赤外線の受光量の変化に基づき異常を判定する場合がある。例えば、異常検出装置が、赤外線の走査エリアへの人間の侵入を異常として検出する場合、異常検出装置は、人間及び動物のいずれが走査エリアに侵入しても異常を検出し得る。さらに、異常検出装置は、建物の壁又は柱の近傍に配置された場合、壁又は柱の反射光を検出する場合がある。そして、異常検出装置は、壁又は柱の反射光に起因する受光量の変化を異常として検出することで、誤検出をする場合がある。

例えば、特許文献２に記載される監視システムの端末機器は、パルス状の超音波又は赤外線を発生し走査する。監視システムは、パルス状の超音波又は赤外線の反射状況が定常状態と異なる場合、非定常状態と判断する。監視システムは、反射状況を解析して人体と他の物体との区別をつけている。つまり、監視システムは、移動物体と静止物体とを区別する。監視システムは、超音波又は赤外線が到達可能である位置の中で、反射波が端末機器によって検出される位置までに存在する移動物体を検出し得る。このため、検出対象の領域が設定された場合、監視システムは、当該領域の外側の移動物体を検出することで、誤検出をする場合がある。

そこで、本開示の技術は、誤検出を低減する検出装置及び検出システムを提供する。例えば、本開示の技術は、不要な赤外線の反射光の検出を低減することで、誤検出を低減する。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しつつ説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することによって重複した説明を省く。

（実施の形態１）
＜検出装置１の構成＞
実施の形態１に係る検出装置１の構成を説明する。検出装置１は、赤外線を用いて、筐体内に侵入した物体を検出する。以下において、検出装置１は、虫等の小型の物体を検出するとして説明するが、検出装置１の検出対象は、小型の物体に限定されない。

図１は、実施の形態１に係る検出装置１の外観の一例を示す斜視図である。図１に示すように、検出装置１は、筐体２を備えている。筐体２は、検出部２ａと機器部２ｂとを含む。検出部２ａ及び機器部２ｂはそれぞれ、箱状の形状を有し、内部に空間を有している。検出部２ａ及び機器部２ｂは、隔壁２ｂａにより互いに仕切られた状態で隣接している。検出部２ａは、上記空間として、検出空間２ｃを有している。検出部２ａの外形は、台形台状であるが、これに限定されない。機器部２ｂの外形は、直方体状であるが、これに限定されない。

検出部２ａは、底壁２ａａと、上壁２ａｂと、側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅとを含む。底壁２ａａと、上壁２ａｂと、側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅと、隔壁２ｂａとは、その内側に検出空間２ｃを形成する。

底壁２ａａは、検出装置１が配置面上に配置される場合に、底部に位置し配置面と接触する壁部である。底壁２ａａは矩形板状の形状を有しているが、これに限定されない。上壁２ａｂは、検出装置１が配置面上に配置される場合に底壁２ａａの上方に位置し、底壁２ａａと間隔をあけて対向する壁部である。上壁２ａｂは矩形板状の形状を有しているが、これに限定されない。また、本実施の形態では、上壁２ａｂ及び底壁２ａａは平行であるが、これに限定されない。

側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅは、上壁２ａｂと底壁２ａａとの間でこれらを連結する壁部である。側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅは、上壁２ａｂ及び底壁２ａａと垂直な方向に対して傾斜している。側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅは、底壁２ａａから上壁２ａｂに向かって検出空間２ｃを先細にするようにテーパ状に傾斜している。側壁２ａｃは、隔壁２ｂａと対向する位置に配置されている。側壁２ａｄ及び２ａｅは、互いに対向し、側壁２ａｃと隔壁２ｂａとを連結する。このような側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅは、台形板状の形状を有しているが、これに限定されない。

また、検出部２ａは、側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅそれぞれの下部に開口部２ａｆを有している。開口部２ａｆはそれぞれ、底壁２ａａに隣接している。開口部２ａｆはそれぞれ、矩形板状の底壁２ａａの縁に沿って延びる細長の形状、例えばスリット状の形状を有している。開口部２ａｆはそれぞれ、検出部２ａの外部空間と検出空間２ｃとを連通する。

図１に示すように、検出装置１は、１つの装置を構成するが、分離した別々の装置を構成してもよい。検出装置１が２つ以上の装置で構成される場合、当該２つ以上の装置は、１つの機器内に配置されてもよく、分離した２つ以上の機器内に分かれて配置されてもよい。本明細書及び特許請求の範囲では、「装置」は、１つの装置を意味し得るだけでなく、複数の装置からなるシステムも意味し得る。

図２は、実施の形態１に係る検出装置１の筐体２の内部の一例を示す斜視図である。図３は、実施の形態１に係る検出装置１の筐体２の内部の一例を示す底面図である。図３は、筐体２の内部を底壁２ａａから上壁２ａｂに向かって見た図である。

図１～図３に示すように、本実施の形態では、筐体２は、検出空間２ｃに面する内面の赤外線の反射率が０．１％未満であるように構成されている。０．１％未満の反射率は、上記内面が赤外線に反応しない反射率の一例である。以下において、内面が赤外線に反応しない反射率は、０．１％未満の反射率であるとして説明する。なお、内面が赤外線に反応しない反射率は、後述する光検出部６の受光感度に応じて、決定されてもよい。反射率は、ある面での入射光の光束に対する反射光の光束の割合である。例えば、内面が赤外線に反応しない反射率は、内面への赤外線の入射光の光量に対する光検出部６の受光量の割合が、０．１％未満等の所定の値未満の低い割合である反射率である。

このような筐体２において、少なくとも底壁２ａａの内面２ａａ１、上壁２ａｂの内面２ａｂ１、側壁２ａｃの内面２ａｃ１、側壁２ａｄの内面２ａｄ１、側壁２ａｅの内面２ａｅ１、及び隔壁２ｂａの表面２ｂａ１の赤外線の反射率が０．１％未満である。ここで、内面２ａａ１は第一内面の一例であり、内面２ａｂ１は第二内面の一例であり、内面２ａｃ１、２ａｄ１及び２ａｅ１は第三内面の一例である。

例えば、筐体２を構成する材料の赤外線の反射率が０．１％未満であってもよい。このような構成材料の例は、ＡＢＳ樹脂及びスチレン等である。筐体２の全体が上記構成材料で構成されてもよく、少なくとも検出空間２ｃに面する壁が上記構成材料で構成されてもよい。さらに、筐体２の構成材料の色を黒色等の赤外線の吸収率の高い色としてもよい。又は、筐体２の各壁の内面が、赤外線の反射率が３％未満である赤外線吸収材で被覆されていてもよい。赤外線吸収材は、板、シート、フィルム又は塗料等として当該内面を被覆してもよい。赤外線吸収材の例は、ポリウレタン樹脂系の赤外線吸収材である。赤外線吸収材の色も赤外線の吸収率の高い色としてもよい。

ここで、底壁２ａａから上壁２ａｂに向かい且つ底壁２ａａに垂直である方向を、Ｚ軸正方向と定義し、その反対方向をＺ軸負方向と定義する。さらに、底壁２ａａの内面２ａａ１に平行であり且つ隔壁２ｂａから側壁２ａｃに向かう方向を、Ｙ軸正方向と定義し、その反対方向をＹ軸負方向と定義する。また、底壁２ａａの内面２ａａ１に平行であり且つ側壁２ａｅから側壁２ａｄに向かう方向を、Ｘ軸正方向と定義し、その反対方向をＸ軸負方向と定義する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに垂直である。

図２及び図３に示すように、検出装置１は、機器部２ｂにおいて、制御基板３と電源７とを備える。制御基板３は、検出装置１の全体を制御する制御回路を含む。制御基板３は、各構成要素に電力を供給する電源回路、及び／又は、検出装置１の外部の装置と有線通信又は無線通信するための通信回路を含んでもよい。制御基板３は、支持脚３ｂによって支持され、筐体２の上壁２ａｂと底壁２ａａとの間の位置に相当する位置に配置されている。制御基板３は、隔壁２ｂａを貫通して検出空間２ｃ内に延びる板状の突出部３ａを一体的に有している。突出部３ａは、Ｙ軸正方向に突出する。本実施の形態では、突出部３ａは、側壁２ａｄと側壁２ａｅとの中間位置付近に配置されているが、これに限定されない。

検出装置１は、突出部３ａに、第一光源４と、第二光源５と、光検出部６とを備えている。第一光源４、第二光源５及び光検出部６は、検出空間２ｃ内に配置されている。第一光源４及び第二光源５は、突出部３ａの上面、つまりＺ軸正方向の表面上に配置されている。光検出部６は、突出部３ａの下面、つまりＺ軸負方向の表面上に配置されている。第一光源４は、赤外線を出射する。限定するものではないが、赤外線の波長範囲の一例は、約８００ｎｍ～１１５０ｎｍである。第二光源５は、赤外線と異なる波長の光を出射する。具体的には、第二光源５は、可視光を出射するが、第二光源５が出射する光の波長は、赤外線と異なればよい。本実施の形態における第二光源５の可視光の波長範囲の一例は、約５００ｎｍ～６００ｎｍである。光検出部６は、赤外領域の光を検出する、つまり、赤外線を検出する。光検出部６は、受光した赤外線の強度を検出し、当該強度を示す信号を出力する。

電源７は、制御基板３の制御回路の制御のもと、第一光源４、第二光源５及び光検出部６等に電力を供給する。本実施の形態では、電源７は、一次電池又は二次電池である。しかしながら、電源７は、商用電源等の外部電源と接続され、外部電源の電力を供給する電源回路であってもよい。一次電池は、蓄積している電力の放電が可能である電池である。一次電池の例は、乾電池、酸化銀電池及び水源電池等である。二次電池は、電力の充放電が可能である電池である。二次電池の例は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池等である。なお、電源７は、太陽電池を含んでもよい。

図４は、図２の突出部３ａを拡大して示す平面図である。図５は、実施の形態１に係る検出装置１の筐体２の内部の一例を示す断面側面図である。図５は、ＹＺ平面に沿う断面図を示す。

図２、図４及び図５に示すように、突出部３ａの上面３ａａに配置された第一光源４は、赤外線ＬＥＤ（light emitting diode）４ａと、プリズム４ｂとを有する。赤外線ＬＥＤ４ａ及びプリズム４ｂは、側壁２ａｃへ向かって方向付けられている。本実施の形態では、赤外線ＬＥＤ４ａは、上述した範囲の赤外線を出射するが、波長範囲が約７００ｎｍ～２５００ｎｍである赤外線を出射してもよい。赤外線ＬＥＤ４ａは、側壁２ａｃへ向かうＹ軸正方向へ向かって、プリズム４ｂに赤外線を出射する。赤外線ＬＥＤ４ａの光軸は、Ｙ軸と平行であってもよく、Ｙ軸に対して傾斜していてもよい。ここで、Ｙ軸正方向は、第一方向の一例である。

Ｙ軸正方向に突出する半円筒状の側面を有するプリズム４ｂは、入射した赤外線を水平方向に放射状に拡散して出射する。具体的には、プリズム４ｂは、Ｙ軸正方向の赤外線をＸ軸正方向及びＸ負方向へ放射状に拡げるように拡散する。これにより、プリズム４ｂから出射した赤外線は、ＸＹ平面に沿い且つ放射状に延びる複数の光軸を有する。このような赤外線は、底壁２ａａの略全体にわたるように拡がり、検出空間２ｃ内の全体を照射する。

また、突出部３ａの上面３ａａに配置された第二光源５は、例えば、可視光ＬＥＤで構成される。第二光源５は、上壁２ａｂに向かって方向付けられている。第二光源５は、上壁２ａｂに向かうＺ軸正方向へ向かって、可視光を出射する。

また、突出部３ａの下面３ａｂに配置された光検出部６は、例えば、赤外線センサで構成される。赤外線センサは、受光した赤外線の強度を示す信号を出力する。赤外線センサの例は、赤外線フォトダイオード及び赤外線フォトトランジスタ等である。光検出部６は、第一光源４と同様に、側壁２ａｃへ向かって方向付けられている。光検出部６は、第一光源４の赤外線の反射光を受光し、受光した赤外線の強度を示す信号を出力する。

図２に示すように、筐体２は、検出部２ａにおいて、底壁２ａａの内面２ａａ１から突出する隆起部２ｄを有する。隆起部２ｄは、筐体２と同じ材料で構成され且つ筐体２と一体化されていてもよく、筐体２と異なる材料で構成されていてもよい。隆起部２ｄは、３つの開口部２ａｆに沿って帯状に延び、開口部２ａｆの近傍に配置されている。隆起部２ｄの平面形状は、Ｕ字状であるが、これに限定されない。隆起部２ｄの赤外線の反射率は０．１％未満である。隆起部２ｄは、赤外線の反射率が０．１％未満である材料で構成されてもよく、赤外線の反射率が０．１％未満である板、シート、フィルム又は塗料等で表面が被覆された構成であってもよい。

隆起部２ｄは、筐体２の外部から開口部２ａｆを通って筐体２内に侵入する赤外線を吸収し、当該赤外線が隆起部２ｄを越えて光検出部６によって検出されることを抑制する。このため、開口部２ａｆと隆起部２ｄとの距離及び隆起部２ｄの突出寸法等は、開口部２ａｆの形状及び寸法、並びに、所望される上記抑制効果等に応じて、決定されてもよい。

図３及び図５に示すように、検出装置１は、上壁２ａｂの内面２ａｂ１上に、反射部８を備える。反射部８は、内面２ａｂ１よりも高い光の反射率を有する。本実施の形態では、反射部８は、板、シート、フィルム又は塗料等として内面２ａｂ１上に配置されるが、これに限定されない。例えば、反射部８は、内面２ａｂ１の表面粗度が低くされた領域であってもよい。反射部８は、３つの開口部２ａｆに沿って帯状に延びる。反射部８は、側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅそれぞれの近傍に配置された３つの部位８ａ、８ｂ及び８ｃを含む。反射部８は隆起部２ｄの上方に配置されている。３つの部位８ａ、８ｂ及び８ｃは、隆起部２ｄと同様にＵ字状の平面形状を形成するが、これに限定されない。第二光源５の可視光は、反射部８において反射し、底壁２ａａに向かって進む。これにより、可視光は、底壁２ａａの中心から開口部２ａｆの近傍までわたる底壁２ａａの全体を照射する。また、反射部８で反射した可視光は、底壁２ａａの内面２ａａ１及び隆起部２ｄによって、底壁２ａａでの反射が抑えられる。

また、検出装置１は、上壁２ａｂの内面２ａｂ１に、平滑部９を備える。平滑部９は、内面２ａｂ１と反対側の反射部８の表面上に配置される。可視光は、平滑部９を介して反射部８に入射し、反射部８の反射光は、平滑部９を介して出射される。平滑部９は、反射部８の反射光を均等化する、具体的には、反射光の強度を均等化する。例えば、反射部８の表面の微細な凹凸は、反射部８の表面において、反射光の強度にムラを生じる。平滑部９は、このような光の強度のムラを平滑化する。このような平滑部９の表面粗度は、反射部８の表面粗度よりも低い。平滑部９は、板、シート又はフィルムとして反射部８上に配置される。平滑部９の構成材料の例は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂及びガラス等である。

平滑部９は、反射部８の全体を覆って配置される。本実施の形態では、平滑部９は、Ｕ字状の反射部８の全体及びＵ字の内側の領域を覆って配置されている。これにより、平滑部９の数量は１つでよいため、平滑部９の配置が容易になる。

＜検出装置１の機能的構成＞
検出装置１の機能的な構成を説明する。図６は、実施の形態１に係る検出装置１の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図６に示すように、検出装置１は、第一光源４と、第二光源５と、光検出部６と、電源７と、制御部１０と、記憶部２０と、入出力部３０と、位置計測部３１とを備える。制御部１０は、動作制御部１０ａと、寸法検出部１０ｂと、位置検出部１０ｃと、計時部１０ｄとを含む。

制御部１０の動作制御部１０ａは、検出装置１の全体の動作を制御する。例えば、動作制御部１０ａは、電源７から供給される電力を各構成要素に供給し、各構成要素の動作を制御する。例えば、動作制御部１０ａは、第一光源４の点灯及び消灯動作、第二光源５の点灯及び消灯動作、並びに、光検出部６の検出動作を制御する。

計時部１０ｄは、時刻を計測し、計測時刻を出力する。

寸法検出部１０ｂは、光検出部６から受信する赤外線の受光信号に基づき、筐体２の検出空間２ｃ内に存在する物体の寸法を検出する。例えば、筐体２の外部から検出空間２ｃ内に、虫等の異物が侵入すると、光検出部６は、異物で反射した赤外線を受光するため、光検出部６の出力信号が変化する。

図７は、検出対象物の寸法と光検出部６の出力信号の変化値との関係の一例を示す図である。図８Ａ～図８Ｃは、光検出部６が対象物を検出した場合に出力する信号の一例を示す図である。図８Ａは、非検出時を示し、図８Ｂは、大型成虫の検出時を示し、図８Ｃは、小型成虫の検出時を示す。なお、図８Ａ～図８Ｃの間において、電圧の大きさは異なるスケールで示されている。

図７の例では、光検出部６は、受光する反射光の反射対象が大きい程、出力レベルである出力電圧を大きく変化させる。図８Ａに示すように、光検出部６は、検出空間２ｃ内に異物である虫が存在しない場合、一定の電圧を出力する。図８Ｂに示すように、光検出部６は、検出空間２ｃ内に存在する大型成虫を検出している間、出力電圧を連続的に、例えば０に低下させる。所定の時間当たりの電圧の低下量の積分値が、図７の出力電圧の変化量に対応する。図８Ｃに示すように、光検出部６は、検出空間２ｃ内に存在する小型成虫を検出している間、出力電圧を断続的に、例えば０に低下させる、つまり、パルス状の信号を出力する。なお、光検出部６は、上述のように連続的に電圧を出力し検出を行ってもよく、間欠的に電圧を出力し検出を行ってもよい。例えば、光検出部６は、１秒当たりに所定の回数、電圧を出力してもよい。

寸法検出部１０ｂは、上述のような光検出部６の出力信号を演算処理することにより、検出空間２ｃ内の異物の存在の有無と、存在する異物の寸法とを検出する。例えば、寸法検出部１０ｂは、出力信号を積分することによって演算処理してもよい。非検出の場合、積分値は、最も大きく、所定の値である。小型の異物の検出の場合、積分値は、上記所定の値よりも小さい。異物が大きくなる程、積分値は小さくなる。

なお、寸法検出部１０ｂは、計時部１０ｄから時刻を取得し、光検出部６の出力信号と時刻とを対応付ける。寸法検出部１０ｂは、出力信号に対応付けられた時刻を用いて、検出結果の検出時刻を決定し、検出結果と検出時刻とを対応付けて入出力部３０及び／又は記憶部２０に出力する。

位置検出部１０ｃは、検出装置１の３次元位置を検出する。位置検出部１０ｃは、位置計測部３１から、検出装置１の３次元位置を示す位置信号を取得し、位置信号を演算処理することにより、検出装置１の３次元位置を検出する。なお、位置検出部１０ｃは、計時部１０ｄから時刻を取得し、位置計測部３１の位置信号と時刻とを対応付ける。位置検出部１０ｃは、位置信号に対応付けられた時刻を用いて、３次元位置の検出時刻を決定し、３次元位置と検出時刻とを対応付けて入出力部３０及び／又は記憶部２０に出力する。

記憶部２０は、種々の情報の記憶及び取り出しを可能にする。記憶部２０は、寸法検出部１０ｂ及び位置検出部１０ｃの検出結果、並びに、寸法検出部１０ｂ及び位置検出部１０ｃが演算に使用する各パラメータの関係及び閾値等を記憶する。

入出力部３０は、検出装置１の外部と、情報及び指令を送受信する。入出力部３０は、入出力部３０と接続された外部の装置からの指令を受け付ける。入出力部３０は、寸法検出部１０ｂ及び位置検出部１０ｃの検出結果等の各種情報を外部の装置に出力する。入出力部３０は、有線通信又は無線通信を介して、外部の装置と接続されてもよい。入出力部３０は、ＬＡＮ（Local Area Network）又はインターネット等の通信網を介して、外部の装置と接続されてもよい。ここで、入出力部３０は出力部の一例である。

位置計測部３１は、検出装置１の位置を検出し、制御部１０に出力する。位置計測部３１は、自身で検出装置１の位置を計測してもよく、他の装置から有線通信又は無線通信を介して検出装置１の位置を取得してもよい。自身で検出する場合、位置計測部３１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信器、慣性計測装置及び／又は地磁気計等で構成されてもよい。慣性計測装置は、加速度計及び／又は角速度計を含んでもよい。位置を取得する場合、位置計測部３１は、通信回路等で構成されてもよい。

＜検出装置１のハードウェア構成＞
検出装置１のハードウェア構成を説明する。図９は、実施の形態１に係る検出装置１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図９に示すように、検出装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、メモリ２００と、通信回路３００と、ＧＰＳ受信器３１０と、電池７０と、第一光源発信回路４１と、第二光源発信回路５１と、光受信回路６１と、赤外線ＬＥＤ４ａと、可視光ＬＥＤ５０と、赤外線センサ６０とを構成要素として含む。上記構成要素はそれぞれ、例えばバスを介して互いに接続されている。なお、上記構成要素は、有線通信及び無線通信のいずれを介して接続されてもよい。

メモリ２００は、記憶部２０の機能を実現する。メモリ２００は、揮発性又は不揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置で構成される。なお、メモリ２００が、ＲＯＭ１０２及び／又はＲＡＭ１０３を含んでもよい。

ＣＰＵ１０１は、制御部１０の機能を実現する。ＣＰＵ１０１はプロセッサ等で構成され、ＲＯＭ１０２は不揮発性半導体記憶装置等で構成され、ＲＡＭ１０３は揮発性半導体記憶装置等で構成される。制御部１０を動作させるプログラムは、ＲＯＭ１０２又はメモリ２００等に予め保持されている。プログラムは、ＣＰＵ１０１によって、ＲＯＭ１０２又はメモリ２００等からＲＡＭ１０３に読み出されて展開される。ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３に展開されたプログラム中のコード化された各命令を実行する。なお、プログラムは、ＲＯＭ１０２及びメモリ２００に限らず、例えば記録ディスク等の記録媒体に格納されていてもよい。また、プログラムは、有線ネットワーク、無線ネットワーク又は放送等を介して伝送され、ＲＡＭ１０３に取り込まれてもよい。

なお、ＣＰＵ１０１によって機能が実現される構成要素である制御部１０は、ＣＰＵ１０１等のプログラム実行部によって実現されてもよく、回路によって実現されてもよく、プログラム実行部及び回路の組み合わせによって実現されてもよい。例えば、制御部１０の構成要素は、集積回路であるＬＳＩ（大規模集積回路：Large Scale Integration）として実現されてもよい。制御部１０の構成要素は個別に１チップ化されてもよく、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ＬＳＩとして、ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続及び／又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサ、又は、特定用途向けに複数の機能の回路が１つにまとめられたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等が利用されてもよい。

赤外線ＬＥＤ４ａは、第一光源４の機能を実現する。第一光源発信回路４１は、制御部１０の機能を実現する。赤外線ＬＥＤ４ａは、赤外線を出射し、第一光源発信回路４１は、ＣＰＵ１０１の制御のもと、赤外線ＬＥＤ４ａに供給する電力を制御する。

可視光ＬＥＤ５０は、第二光源５の機能を実現する。第二光源発信回路５１は、制御部１０の機能を実現する。可視光ＬＥＤ５０は、可視光を出射し、第二光源発信回路５１は、ＣＰＵ１０１の制御のもと、可視光ＬＥＤ５０に供給する電力を制御する。

通信回路３００は、入出力部３０の機能を実現する。通信回路３００は、有線通信回路又は無線通信回路であってもよい。通信回路３００は、無線通信回路である場合、アンテナを含んでもよい。

ＧＰＳ受信器３１０は、位置計測部３１の機能を実現する。ＧＰＳ受信器３１０は、ＧＰＳ衛星から電波を受信することで、自身の位置を取得する。ＧＰＳ受信器３１０に加えて又はその代わりに、慣性計測装置、地磁気計及び通信回路等が設けられてもよい。

電池７０は、電源７の機能を実現する。電池７０は、一次電池及び二次電池のいずれであってもよい。

＜筐体２の側壁の傾斜角＞
筐体２の側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅの傾斜角を説明する。本発明者らは、図１０～図１６に示すように、様々な部材の表面に対して入射角度を変えつつ赤外線を照射した場合の当該表面における反射率を、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴＩＲ：Fourier Transform Infrared Spectroscopy）を用いて計測した。照射された赤外線の中心波長は、９５０ｎｍである。また、赤外線の入射方向は、赤外線の入射光の光軸方向である。赤外線の入射方向つまり光軸と入射表面とが垂直である場合、入射角は９０度である。なお、図１０～図１６は、部材の表面に対する赤外線の入射角と反射率との関係の一例を示す図である。

図１０は、部材の構成材料がＡＢＳ樹脂である例を示す。図１０に示すように、平坦な部材表面への赤外線の入射角度が８８度以上である場合、当該表面での赤外線の反射率は０．１％以上である。

図１１は、部材の構成材料がスチレンである例を示す。図１１に示すように、平坦な部材表面への赤外線の入射角度が８７度以上である場合、当該表面での赤外線の反射率は０．１％以上である。

図１２は、平坦な部材表面に赤外線吸収材を貼り付けた例を示す。赤外線吸収材の赤外線の透過率は０％である。使用した赤外線吸収材は、ポリウレタン樹脂系の赤外線吸収材である。図１２に示すように、赤外線吸収材において、赤外線の入射角度が９０度の場合、赤外線の反射率は０．１％である。つまり、入射角度が９０度未満の場合、赤外線の反射率は０．１％未満である。

図１３は、平坦な部材表面に黒色テープを貼り付けた例を示す。図１３に示すように、黒色テープにおいて、赤外線の入射角度が８８度以上である場合、赤外線の反射率は０．１％以上である。

図１４は、平坦な部材表面に白色のコピー用紙を貼り付けた例を示す。図１４に示すように、白色のコピー用紙において、全ての赤外線の入射角度での赤外線の反射率が０．１％以上である。なお、白色のコピー用紙は、赤外線の反射率が高い部材である。

図１５は、平坦な部材表面に青色アクリル板（２ｍｍ厚）を貼り付けた例を示す。図１５に示すように、青色アクリル板において、赤外線の入射角度が８２度以上である場合、赤外線の反射率は０．１％以上である。青色アクリル板は、赤外線の反射率が比較的高い部材である。

図１６は、平坦な部材表面に黄色アクリル板（２ｍｍ厚）を貼り付けた例である。図１６に示すように、黄色アクリル板において、赤外線の入射角度が８０度以上である場合、赤外線の反射率は０．１％以上である。黄色アクリル板は、赤外線の反射率が比較的高い部材である。

図１０～図１６の結果から、側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅはそれぞれ、入射する赤外線の光軸と内面２ａｃ１、２ａｄ１及び２ａｅ１との角度が８７度以下であるように、傾斜していることが好ましく、７９度以下であるように傾斜していることがより好ましい。本実施の形態では、内面２ａｃ１、２ａｄ１及び２ａｅ１それぞれの垂線がＸＹ平面に対して３度以上傾斜するように、側壁２ａｃ、２ａｄ及び２ａｅは傾斜している。側壁２ａｃはＸ軸方向の軸を中心に傾斜し、側壁２ａｄ及び２ａｅはＹ軸方向の軸を中心に傾斜している。

＜反射部８の反射率＞
反射部８の反射率を説明する。本発明者らは、図１７に示すように、反射部８の構成材料として、様々な反射材を実施の形態１の検出装置１に適用し、異物の検出能力を検証した。図１７は、反射部８の反射部材と異物の検出結果との関係の一例を示す図である。筐体２の底壁２ａａの中心に載置された異物が検出されるか否かを判定した。図１７に示すように、反射材Ａ～Ｄはそれぞれ、波長５７０ｎｍの可視光と波長９５０ｎｍの赤外線とに対する反射率を有している。この反射率は、入射角９０度の場合の反射率である。また、図１７の例では、平滑部９は配置されていない。

異物は、反射材Ａ及びＤでは検出されたが、反射材Ｂ及びＣでは検出されなかった。こにより、反射材の反射率は、赤外線及び赤外線以外の光について、約４％～約６％の範囲内にあることが好ましい。

＜平滑部９の作用＞
平滑部９の作用を説明する。本発明者らは、異物を検出可能な領域に対して平滑部９が与える影響を検証した。図１８Ａは、平滑部９が配置される場合の可視光の波長と反射率と異物の検出結果との関係の一例を示す図である。図１８Ｂは、平滑部９が配置されない場合の可視光の波長と反射率と異物の検出結果との関係の一例を示す図である。

図１８Ａは、平滑部９が配置された検出装置１において、第二光源５が、波長が異なる緑色、黄緑色及び赤色の可視光をそれぞれ出射した場合について、平滑部９の表面上での可視光の反射率と、底壁２ａａの端部に配置された異物の検出結果とを示す。底壁２ａａの端部は、隆起部２ｄと開口部２ａｆとの間の領域である。光の反射率は、平滑部９と反射部８とが積層されている部分の反射率である。図１８Ａに示すように、赤外線に近い波長を有する赤色光を除き、異物が検出されている。隆起部２ｄと開口部２ａｆとの間の領域は、可視光の反射光によって照射される領域である。この領域では、異物で反射した可視光によって温度上昇が起こることで赤外線が発生し、赤外線の反射光の光強度が増強される。よって、赤外線の反射光は光検出部６によって検出されやすくなる。このように、平滑部９を配置することによって、底壁２ａａ上の広範囲での異物の検出が可能である。

図１８Ｂは、平滑部９及び反射部８が配置されていない検出装置１において、第二光源５が、緑色、黄緑色及び赤色の可視光をそれぞれ出射した場合について、上壁２ａｂの内面２ａｂ１上での可視光の反射率と、底壁２ａａの端部に配置された異物の検出結果とを示す。図１８Ｂにおける異物の位置は、図１８Ａと同じである。図１８Ｂにおける光の反射率の検出位置は、図１８Ａと同じである。図１８Ｂに示すように、いずれの可視光であっても、異物が検出されない。異物での赤外線の反射光は、可視光の照射が側壁経由であり且つ側壁の光反射率が低いため、温度上昇が起こらず、赤外線の発生量が低くなる。このため、赤外線の反射光は、光検出部６によって検出されにくい。

図１９は、実施の形態１に係る検出装置１における平滑部９の有無に応じた検出領域の一例を示す図である。図１９の透視平面図は、平滑部９及び反射部８の配置を示し、配置は上述と同様である。図１９の断面側面図は、第一光源４及び第二光源５の出射光と、異物Ａでの反射光とを示す。第一光源４から出射された赤外線は、直接異物Ａに到達し、異物Ａで反射された後に光検出部６によって検出される。第二光源５から出射された可視光は、平滑部９を通って反射部８に入射し、反射部８で反射された後に異物Ａに到達する。可視光の反射光は、異物Ａにおいて、照射により温度上昇し赤外線を発生させる。これにより、赤外線の反射光が光検出部６によって検出されやすくなる。

図１９の検出領域平面図は、底壁２ａａ上における異物を検出可能な領域を示す。一点鎖線で囲まれる領域ＤＡ１は、平滑部９及び反射部８が配置された場合の検出可能領域を示す。破線で囲まれる領域ＤＡ２は、平滑部９及び反射部８が配置されない場合の検出可能領域を示す。なお、領域ＤＡ２のケースでは、平滑部９及び反射部８が配置されないため、検出時に第二光源５は照射されない。

領域ＤＡ２は、異物での赤外線の反射光が可視光による温度上昇に起因する赤外線増加を受けずに光検出部６によって検出され得る領域である。領域ＤＡ１は、領域ＤＡ２と、可視光によって照射される領域とを含み、底壁２ａａ上の広範囲を占める。

なお、底壁２ａａの内面２ａａ１の光の反射率が低いため、内面２ａａ１での赤外線及び可視光の反射が抑えられる。このため、内面２ａａ１での赤外線の反射光が光検出部６によって検出されることが抑えられる。さらに、赤外線が、開口部２ａｆを通って、筐体２の外部の異物に反射し内部に戻ってきた場合、内部への赤外線の戻り光と、可視光の照射による温度上昇及び赤外線発生とが抑えられる。さらにまた、隆起部２ｄは、赤外線を外部に放出して外部からのノイズを効果的に抑える。よって、領域ＤＡ２は、開口部２ａｆに隣接する領域を含まない。

＜効果＞
上述のような実施の形態１に係る検出装置１は、筐体２を備え、筐体２内の物体を検出する。検出装置１は、筐体２内に赤外線を出射する第一光源４と、筐体２内に赤外線と異なる波長の光を出射する第二光源５と、筐体２内に位置し、筐体２の内面よりも高い光の反射率を有する反射部８と、赤外線を検出する光検出部６と、光検出部６の検出結果を示す情報である検出情報を出力する入出力部３０とを備える。さらに、筐体２の内面が赤外線に反応しない反射率にする。例えば、上記赤外線に反応しない反射率は、０．１％未満の反射率であってもよい。

上記構成によると、筐体２の内面が赤外線に反応しない反射率であるため、赤外線が当該内面で反射することが抑えられる。同様に、第二光源５の出射光が当該内面で反射することも抑えられる。これにより、光検出部６は、筐体２の内面での赤外線の反射光の検出を抑えることができる。さらに、筐体２の外部に漏出した赤外線が、外部の物体で反射し筐体２に戻ってきた場合、このような赤外線の戻り光と第二光源５の出射光との干渉が抑えられるため、当該戻り光が光検出部６によって検出されることが抑えられる。よって、検出装置１の誤検出が低減される。

また、反射部８の近傍では、第二光源５の出射光よる温度上昇で赤外線が発生するため、赤外線の光強度が増強され得る。これにより、赤外線の反射光が光検出部６によって検出されやすくなる。例えば、反射部８が、光検出部６から遠い位置に配置される場合、光検出部６から遠い位置の物体で反射した赤外線は、反射部８で反射した第二光源５の出射光と干渉し得る。これにより、当該赤外線は光検出部６によって検出されやすくなる。よって、物体を検出可能な領域を広くすることが可能になる。よって、検出装置１が物体を検出できないという誤検出が低減される。

また、実施の形態１に係る検出装置１において、筐体２の内面は、互いに対向する第一内面２ａａ１及び第二内面２ａｂ１を含み、反射部８は、第二内面２ａｂ１に配置されてもよい。さらに、第二光源５は、第二内面２ａｂ１に向かって光を出射するように方向付けられてもよい。上記構成によると、反射部８で反射された第二光源５の出射光は、第一内面２ａａ１を照射する。これにより、第一内面２ａａ１上の物体で反射された赤外線は、その強度が増強され、光検出部６によって検出されやすくなる。

また、実施の形態１に係る検出装置１において、筐体２は、第一内面２ａａ１上への物体が出入りを可能にする開口部２ａｆを有し、反射部８は、開口部２ａｆに沿って配置されてもよい。上記構成によると、反射部８で反射された第二光源５の出射光は、開口部２ａｆの近傍の領域を照射し得る。これにより、開口部２ａｆを通って侵入する虫等の物体を効果的に検出することが可能になる。

また、実施の形態１に係る検出装置１において、筐体２は、第一内面２ａａ１から突出し且つ開口部２ａｆに沿って延びる隆起部２ｄを有し、隆起部２ｄは赤外線に反応しない反射率であってもよい。上記構成によると、隆起部２ｄは、開口部２ａｆを通って筐体２の内部から外部に漏れ得る赤外線を吸収する。さらに、隆起部２ｄは、開口部２ａｆを通って筐体２の外部から内部に侵入する赤外線を吸収する。よって、光検出部６が、筐体２内の物体以外の物体で反射した赤外線を検出することが抑えられる。つまり。誤検出が低減される。

また、実施の形態１に係る検出装置１において、第一光源４は、第一内面２ａａ１及び第二内面２ａｂ１に沿う第一方向であるＹ軸正方向へ赤外線を出射するように方向付けられてもよい。上記構成によると、第一光源４から出射された赤外線が反射部８で反射されることが抑えられる。よって、光検出部６が、筐体２内の物体以外の物体で反射した赤外線を検出することが抑えられる。

また、実施の形態１に係る検出装置１において、筐体２の内面における第一内面２ａａ１と第二内面２ａｂ１との間の第三内面２ａｃ１、２ａｄ１及び２ａｅ１は、第一方向である第一光源４の出射方向と垂直な方向に対して傾斜していてもよい。上記構成によると、第三内面２ａｃ１、２ａｄ１及び２ａｅ１での赤外線の反射が抑えられる。

また、実施の形態１に係る検出装置１は、光検出部６の検出結果を用いて、検出された物体の大きさを検出する寸法検出部１０ｂを備え、入出力部３０は、寸法検出部１０ｂによって検出された物体の大きさを含む検出情報を出力してもよい。上記構成によると、検出装置１は、筐体２内の物体の検出だけでなく、検出された物体の大きさも検出し出力することできる。よって、物体の詳細な検出情報の出力が可能になる。

また、実施の形態１に係る検出装置１は、検出装置１の位置を検出する位置検出部１０ｃと、時刻を計時する計時部１０ｄとを備え、入出力部３０は、位置検出部１０ｃによって検出された位置と計時部１０ｄによって検出された時刻とを対応付けて含む検出情報を出力してもよい。上記構成によると、検出装置１は、筐体２内の物体の検出だけでなく、検出装置１の位置に基づく検出位置と検出時刻とを検出し出力することができる。よって、物体の詳細な検出情報の出力が可能になる。

（実施の形態１の変形例１）
実施の形態１の変形例１に係る検出装置は、反射部の形状及び配置が実施の形態１と異なる。以下、変形例１について、実施の形態１と異なる点を中心に説明し、実施の形態１と同様の点の説明を適宜省略する。

図２０は、実施の形態１の変形例１に係る検出装置における平滑部９の有無に応じた検出領域の一例を、図１９と同様に示す図である。図２０に示すように、本変形例に係る検出装置は、テーパ状の平面形状を形成するように配置された２つの反射部８を、筐体２の上壁２ａｂに有する。実施の形態１では、反射部８は、各開口部２ａｆに略平行に配置されていたが、本変形例では、反射部８は、側壁２ａｄ及び２ａｅに沿って配置されている。さらに、２つの反射部８は、第一光源４から離れるに従って互いから離れるように、テーパ状に配置されている。反射部８は側壁２ａｃの開口部２ａｆに沿って配置されない。

図２０の透視平面図と検出領域平面図とを比較すると、反射部８は、平滑部９及び反射部８が配置されない場合の検出可能領域ＤＡ２の周囲の境界に沿うように、配置されている。これにより、検出可能領域ＤＡ２の外側では、反射部８で反射された第二光源５の可視光は、異物Ａへの照射による温度上昇で赤外線を発生するため、赤外線の光強度が増強され得る。よって、第二光源５から可視光が出射される場合、実施の形態１と同様の検出可能領域ＤＡ１が形成される。従って、変形例１に係る検出装置は、実施の形態１と同様の検出能力を有する。

また、変形例１に係る検出装置のその他の構成及び動作は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。そして、変形例１に係る検出装置によると、実施の形態１に係る検出装置１と同様の効果が得られる。

（実施の形態１の変形例２）
実施の形態１の変形例２に係る検出装置は、環境に関する情報を検出する点で、実施の形態１と異なる。以下、変形例２について、実施の形態１及び変形例１と異なる点を中心に説明し、実施の形態１及び変形例１と同様の点の説明を適宜省略する。

図２１は、実施の形態１の変形例２に係る検出装置１Ａの機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２１に示すように、変形例２に係る検出装置１Ａは、実施の形態１に係る検出装置１と比較して、環境検出部３２をさらに備える。環境検出部３２は、筐体２内の検出空間２ｃの環境に関する情報を検出する。環境に関する情報の例は、温度、湿度、臭気及び粉塵濃度等である。本変形例では、環境検出部３２は、臭気を検出する臭気センサであり、検出した臭気を制御部１０Ａに出力する。

例えば、制御部１０Ａの動作制御部１０ａは、環境検出部３２から臭気を示す信号を取得すると、臭気を示す値を入出力部３０に出力してもよい。又は、動作制御部１０ａは、臭気を示す値が閾値以上になったことを示す通知を入出力部３０に出力してもよい。例えば、動物又は虫等の生物が検出空間２ｃ内に侵入し糞尿等の排泄物を排泄すると、臭気が上昇する。動作制御部１０ａは、臭気の値が閾値以上の場合、検出空間２ｃ内で検出された物体が動物又は虫等の生物であるという通知を出力してもよい。

また、臭気の値が閾値以上の場合、検出装置１Ａの配置場所又はその近傍に、動物又は虫等の生物の排泄物が存在する可能性がある。入出力部３０を介して、臭気の値が閾値以上であることが通知されると、検出装置１Ａの使用者は、生物を検出するために、上記配置場所への検出装置１Ａの配置を継続することを決定することができる。

また、変形例２に係る検出装置１Ａのその他の構成及び動作は実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。そして、変形例２に係る検出装置１Ａによると、実施の形態１に係る検出装置１と同様の効果が得られる。

また、変形例２に係る検出装置１Ａは、筐体２内の環境の情報を検出する環境検出部３２を備え、入出力部３０は、環境検出部３２によって検出された環境の情報を含む検出情報を出力してもよい。上記構成によると、検出装置１Ａによって検出された物体の特性を判定することが可能になる。例えば、物体が、動物又は虫等の生物である場合、環境検出部３２は、生物の排泄物の臭気を検出してもよい。

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１又は変形例に係る複数の検出装置を備える検出システムである。以下、実施の形態２について、実施の形態１及び変形例と異なる点を中心に説明し、実施の形態１及び変形例と同様の点の説明を適宜省略する。

図２２は、実施の形態２に係る検出システム１０００の構成の一例を示すブロック図である。図２２は、検出システム１０００が建物に適用される例を示す。なお、検出システム１０００の適用対象は、建物に限定されない。図２２に示すように、検出システム１０００は、複数の検出装置１と、ゲートウェイ８０と、集約装置９０とを備える。検出装置１は、建物の各階に配置される。建物の１階に配置される検出装置１を、検出装置１ａ１～１ａｉと表記する。建物の２階に配置される検出装置１を、検出装置１ｂ１～１ｂｊと表記する。建物の３階に配置される検出装置１を、検出装置１ｃ１～１ａｋと表記する。建物の４階に配置される検出装置１を、検出装置１ｄ１～１ｄｍと表記する。なお、検出装置全体を示す場合、検出装置１と表記する。ここで、集約装置９０は情報処理装置の一例である。

ゲートウェイ８０は、各検出装置１と集約装置９０との通信を中継する。ゲートウェイ８０は、建物の１～４階のそれぞれに配置される。１階のゲートウェイ８０は、検出装置１ａ１～１ａｉと接続され、検出装置１ａ１～１ａｉから出力される情報を集積し、集約装置９０へ送信する。２階のゲートウェイ８０は、検出装置１ｂ１～１ｂｊと接続され、検出装置１ｂ１～１ｂｊから出力される情報を集積し、集約装置９０へ送信する。３階のゲートウェイ８０は、検出装置１ｃ１～１ｃｋと接続され、検出装置１ｃ１～１ｃｋから出力される情報を集積し、集約装置９０へ送信する。４階のゲートウェイ８０は、検出装置１ｄ１～１ｄｍと接続され、検出装置１ｄ１～１ｄｍから出力される情報を集積し、集約装置９０へ送信する。

集約装置９０と接続されるゲートウェイ８０も配置される。集約装置９０と接続されたゲートウェイ８０と、検出装置１と接続されたゲートウェイ８０とは、通信網又はその他の通信を介して接続される。集約装置９０と各検出装置１とは、ゲートウェイ８０等を介して通信する。通信網の例は、インターネット、有線ＬＡＮ（Local Area Network）及び無線ＬＡＮ等である。その他の通信の例は、ＬｏＲａなどのＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）等の無線通信方式である。本実施の形態では、ＬｏＲａの無線通信が用いられるが、これに限定されない。なお、ゲートウェイ８０は、必須ではない。例えば、集約装置９０が無線通信に直接接続されるように構成される場合、集約装置９０と接続されるゲートウェイ８０は不要である。検出装置１が無線通信に直接接続されるように構成される場合、検出装置１と接続されるゲートウェイ８０は不要である。

集約装置９０は、各検出装置１から取得される検出結果を集約し出力する装置である。本実施の形態では、集約装置９０は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン及びタブレット等のコンピュータ端末又はサーバ装置である。

ゲートウェイ８０の機能的な構成を説明する。図２３は、実施の形態２に係るゲートウェイ８０の機能的な構成の一例を示す図である。図２３に示すように、ゲートウェイ８０は、機器制御部８１と、入出力部８４と、無線通信部８５とを備える。機器制御部８１は、ゲートウェイ８０の動作の全体を制御する。具体的には、機器制御部８１は、入出力部８４及び無線通信部８５を介した情報及び指令等の送受信の中継を制御する。入出力部８４は、検出装置１又は集約装置９０と、有線通信又は無線通信を介して接続され、検出装置１又は集約装置９０に対して情報及び指令等を送受信する。無線通信部８５は、無線通信等を介して、他のゲートウェイ８０の無線通信部８５と接続され、他のゲートウェイ８０に対して情報及び指令等を送受信する。

ゲートウェイ８０のハードウェア構成を説明する。図２４は、実施の形態２に係るゲートウェイ８０のハードウェア構成の一例を示す図である。図２４に示すように、ゲートウェイ８０は、ＣＰＵ８０１と、ＲＯＭ８０２と、ＲＡＭ８０３と、第一通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）８０４と、第二通信Ｉ／Ｆ８０５とを備える。

ＣＰＵ８０１、ＲＯＭ８０２及びＲＡＭ８０３は、機器制御部８１の機能を実現する。ＣＰＵ８０１、ＲＯＭ８０２及びＲＡＭ８０３の機能は、実施の形態１のＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３と同様である。機器制御部８１は、ＣＰＵ８０１等のプログラム実行部によって実現されてもよく、回路によって実現されてもよく、プログラム実行部及び回路の組み合わせによって実現されてもよい。

第一通信Ｉ／Ｆ８０４は、入出力部８４の機能を実現する。第二通信Ｉ／Ｆ８０５は、無線通信部８５の機能を実現する。例えば、第一通信Ｉ／Ｆ８０４及び第二通信Ｉ／Ｆ８０５は、通信回路で構成されてもよい。

集約装置９０の機能的な構成を説明する。図２５は、実施の形態２に係る集約装置９０の機能的な構成の一例を示す図である。図２５に示すように、集約装置９０は、機器制御部９１と、記憶部９４と、入出力部９５と、操作部９６と、表示部９７とを備える。さらに、機器制御部９１は、制御部９１ａと、集約部９１ｂと、寸法検出部９１ｃと、時間取得部９１ｄと、３次元位置取得部９１ｅと、予測部９１ｆと、出力部９１ｇとを含む。

記憶部９４は、種々の情報の記憶及び取り出しを可能にする。記憶部９４は、機器制御部９１の出力情報等を記憶する。記憶部９４は、検出装置１が配置される建物に関する情報等の配置場所に関する情報を記憶してもよい。例えば、建物に関する情報は、建物の構造等を含んでもよい。

入出力部９５は、ゲートウェイ８０と有線通信又は無線通信を介して接続され、ゲートウェイ８０に対して情報及び指令等を送受信する。

操作部９６は、集約装置９０の使用者からの操作、情報及び指令の入力を受け付け、機器制御部９１に出力する。表示部９７は、機器制御部９１から出力されるテキストデータ及び画像データを、画像として出力する。また、表示部９７は、機器制御部９１から出力される音声データを、音声として出力する機能を備えてもよい。

機器制御部９１の制御部９１ａは、集約装置９０の全体の動作を制御する。制御部９１ａは、各検出装置１から送信される情報を、入出力部９５を介して取得し、機器制御部９１の各構成要素に出力する。各検出装置１は、自身に設定されたＩＤ等の識別情報と共に、検出結果及び検出装置１の位置等の情報を送信する。

寸法検出部９１ｃは、各検出装置１によって検出される異物の寸法を検出する。検出装置１の寸法検出部１０ｂが、検出された異物の寸法を検出する場合、寸法検出部９１ｃは当該寸法を検出装置１から取得してもよい。又は、検出装置１が、検出された異物の寸法を検出しない場合、寸法検出部９１ｃは、検出装置１の寸法検出部１０ｂと同様の機能を有し、当該寸法を検出してもよい。寸法検出部９１ｃは、各検出装置１によって検出される異物の寸法と、当該検出装置１の識別情報と、時間取得部９１ｄから取得される時刻とを対応付けて、集約部９１ｂに出力する。

時間取得部９１ｄは、時刻の情報を取得する。時間取得部９１ｄは、各検出装置１から、計時部１０ｄによって計測された時刻を取得してもよい。又は、時間取得部９１ｄは、検出装置１の計時部１０ｄと同様の機能を有し、時刻を計測してもよい。

３次元位置取得部９１ｅは、各検出装置１の３次元位置を取得し、予測部９１ｆ及び集約部９１ｂに出力する。３次元位置取得部９１ｅは、各検出装置１の３次元位置を記憶部９４に記憶させてもよい。３次元位置取得部９１ｅは、各検出装置１から、位置検出部１０ｃによって検出された当該検出装置１の位置及び識別情報を取得する。さらに、３次元位置取得部９１ｅは、記憶部９４に記憶される建物の情報と、各検出装置１の３次元位置及び識別情報とを対応付け、建物上での各検出装置１の位置を取得してもよい。

予測部９１ｆは、各検出装置１における異物の検出結果から、異物の移動を予測し、集約部９１ｂに出力する。例えば、予測部９１ｆは、全ての検出装置１の検出結果を要素として含むベクトルを用いて予測してもよい。

例えば、非検出の状態は、ベクトルの要素「０」で表され、検出の状態は、ベクトルの要素「１」で表されてもよい。そして、予測部９１ｆは、対象検出装置１について、対象検出装置１の状態を示す「０」又は「１」と、上記ベクトルの各要素との差分を取得する。具体的には、検出装置１で異物を検出した場合、異物の移動予測が可能である。異物を検出した対象検出装置１の状態「１」と、その周辺の検出装置１における検出の有無の状態「０」又は「１」との差分が取得される。例えば、周辺の非検出の検出装置１と対象検出装置１との差分は、非検出の検出装置１の状態「０」－対象検出装置１の状態「１」＝「－１」となる。この場合、マイナスの方向に異物が移動すると予測できる。つまり、非検出の検出装置１から対象検出装置１に向かう方向が、異物の移動方向であると予測される。

なお、対象検出装置１が、建物の室内の端に位置する場合、建物の外には実際には検出装置１は無い。この場合、予測部９１ｆは、建物の外に検出装置１が存在すると想定して予測する。これにより、予測部９１ｆは、当該建物に隣接する建物の方向への異物の移動を予測することができる。上述の予測方法は、一例であり、これに限定されず、既知のいかなる方法でもよい。

集約部９１ｂは、機器制御部９１の各構成要素から取得される情報を集約した集約データを生成し、出力部９１ｇ及び記憶部９４に出力する。例えば、集約部９１ｂは、寸法検出部９１ｃ、時間取得部９１ｄ及び３次元位置取得部９１ｅから取得される情報を集約して、図２６に示すような集約データを生成してもよい。図２６は、実施の形態２に係る集約データの一例を示す図である。図２６では、集約データは、検出装置１と、異物の検出の有無と、建物における検出装置１の位置と、異物の検出日時とを対応付けた情報を含む。なお、集約データは、図２６の情報に加えて、検出された異物の大きさの情報を含んでもよい。

また、集約部９１ｂは、寸法検出部９１ｃ、時間取得部９１ｄ、３次元位置取得部９１ｅ及び予測部９１ｆから取得される情報を集約して、図２７に示すような集約データを生成してもよい。図２７は、実施の形態２に係る集約データの一例を示す図である。図２７では、集約データは、建物の各階を示す図上における各検出装置１の位置と、各検出装置１における異物の検出の有無（「有」の場合は図中でドット表示）と、予測される異物の移動方向（図中で矢印表示）とを示す。

出力部９１ｇは、集約部９１ｂから取得される集約データをテキストデータ、画像データ及び／又は音声データにして、表示部９７等に出力する。

集約装置９０のハードウェア構成を説明する。図２８は、実施の形態２に係る集約装置９０のハードウェア構成の一例を示す図である。図２８に示すように、集約装置９０は、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０２と、ＲＡＭ９０３と、メモリ９０４と、通信Ｉ／Ｆ９０５と、操作Ｉ／Ｆ９０６と、表示装置９０７とを備える。

ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０２及びＲＡＭ９０３は、機器制御部９１の機能を実現する。ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０２及びＲＡＭ９０３の機能は、実施の形態１のＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３と同様である。機器制御部９１は、ＣＰＵ９０１等のプログラム実行部によって実現されてもよく、回路によって実現されてもよく、プログラム実行部及び回路の組み合わせによって実現されてもよい。

メモリ９０４は、記憶部９４の機能を実現する。メモリ９０４は、揮発性又は不揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ又はＳＳＤ等の記憶装置で構成される。なお、メモリ９０４が、ＲＯＭ９０２及び／又はＲＡＭ９０３を含んでもよい。

通信Ｉ／Ｆ９０５は、入出力部９５の機能を実現する。例えば、通信Ｉ／Ｆ９０５は、通信回路で構成されてもよい。操作Ｉ／Ｆ９０６は、操作部９６の機能を実現する。操作Ｉ／Ｆ９０６は、ボタン、ダイヤル、キー、タッチパネル及び音声入力のためのマイク、画像入力のためのカメラ等の入力装置を含んでもよい。

表示装置９０７は、表示部９７の機能を実現する。表示装置９０７は、液晶パネル、有機ＥＬ（Electroluminescence）、無機ＥＬ及び電子ペーパーディスプレイ等のディスプレイであってもよい。表示装置９０７は、操作Ｉ／Ｆ９０６を兼ねたタッチパネルであってもよい。表示装置９０７はスピーカを含んでもよい。

＜効果等＞
上述のような実施の形態２に係る検出システム１０００は、筐体２を備え、筐体２内の物体を検出する検出装置１と、検出装置１と通信する情報処理装置としての集約装置９０とを有する。検出装置１は、筐体２内に赤外線を出射する第一光源４と、筐体２内に赤外線と異なる波長の光を出射する第二光源５と、筐体２内に位置し、筐体２の内面よりも高い光の反射率を有する反射部８と、赤外線を検出する光検出部６と、光検出部６の検出結果を示す情報である検出情報を出力する入出力部３０とを備える。さらに、筐体２の内面が赤外線に反応しない反射率にする。集約装置９０は、検出装置１から取得される検出情報を集約する集約部９１ｂと、集約された検出情報を出力する出力部９１ｇとを備える。

上記構成によると、検出システム１０００は、様々な場所に配置された検出装置１の検出結果を集約した情報を出力することができる。さらに、各検出装置１は誤検出を低減することができるため、検出システム１０００は、集約した情報の精度を向上することができる。

また、実施の形態２に係る検出システム１０００において、集約装置９０は、検出装置１から取得される検出情報を用いて、検出装置１の検出を予測する予測部９１ｆを備えてもよい。上記構成によると、例えば、検出対象が移動し得る生物である場合、予測部９１ｆの予想結果から、当該生物の移動方向の推定が可能である。よって、上記生物に対する対策を立てることが可能になる。

また、実施の形態２に係る検出システム１０００において、集約装置９０は、コンピュータ端末又はサーバ装置であったが、これに限定されない。例えば、図２９に示すように、集約装置９０は、コンピュータ端末９０Ａ及びサーバ装置９０Ｂを含んでもよい。なお、図２９は、実施の形態２の変形例に係る集約装置９０の機能的な構成の一例を示すブロック図である。図２９に示すように、集約装置９０は、コンピュータ端末９０Ａ及びサーバ装置９０Ｂを含む。コンピュータ端末９０Ａ及びサーバ装置９０Ｂそれぞれのハードウェア構成は、実施の形態２に係る集約装置９０と同様である。

コンピュータ端末９０Ａは、機器制御部９１Ａと、記憶部９４Ａと、入出力部９５Ａと、操作部９６Ａと、表示部９７Ａとを備える。さらに、機器制御部９１Ａは、制御部９１Ａａと、集約部９１Ａｂと、寸法検出部９１Ａｃと、時間取得部９１Ａｄと、３次元位置取得部９１Ａｅと、出力部９１Ａｇとを含む。コンピュータ端末９０Ａの上記の構成要素の機能はそれぞれ、実施の形態２に係る集約装置９０と同様である。なお、入出力部９５Ａは、サーバ装置９０Ｂの入出力部９５Ｂと有線通信又は無線通信を介して接続され、サーバ装置９０Ｂに対して情報及び指令等を送受信する。また、出力部９１Ａｇは、集約部９１ｂから取得される集約データを、表示部９７及びサーバ装置９０Ｂ等に出力する。

サーバ装置９０Ｂは、機器制御部９１Ｂと、記憶部９４Ｂと、入出力部９５Ｂと、操作部９６Ｂと、表示部９７Ｂとを備える。さらに、機器制御部９１Ｂは、制御部９１Ｂａと、集約部９１Ｂｂと、予測部９１Ｂｆと、出力部９１Ｂｇとを含む。サーバ装置９０Ｂの上記の構成要素の機能はそれぞれ、実施の形態２に係る集約装置９０と同様である。なお、予測部９１Ｂｆは、コンピュータ端末９０Ａから取得される情報を用いて、各検出装置１における異物の移動を予測する。集約部９１Ｂｂはコンピュータ端末９０Ａから取得される情報及び予測部９１Ｂｆの予測結果を集約した集約データを生成し、出力部９１Ｂｇ及び記憶部９４Ｂに出力する。出力部９１Ｂｇは、集約部９１Ｂｂによって生成された集約データを表示部９７Ｂ等に出力する。

（その他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態の例について説明したが、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されない。すなわち、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。例えば、各種変形を実施の形態及び変形例に施したもの、及び、異なる実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、実施の形態及び変形例に係る検出装置は、反射部８及び平滑部９を備えていたが、これに限定されない。例えば、検出装置は、反射部８のみを備えてもよい。又は、平滑部９の光の反射率が反射部８と同等以上である場合、検出装置は平滑部９のみを備えてもよい。また、反射部８及び平滑部９の配置形状も、実施の形態及び変形例に限定されない。

また、実施の形態及び変形例に係る検出装置において、第二光源５は、第一光源４の赤外線の光強度を増強するために用いられたが、これに限定されず、他の用途にも用いられてもよい。例えば、検出装置の初期化のチェック動作において、第二光源５が用いられてもよい。この場合、検出装置の電源が入れられたときに、検出装置は、第二光源５をある一定の時間点灯し、電源の状態をチェックする。次いで、検出装置は、第一光源４のみを点灯する。さらに、検出装置は、第一光源４の点灯中、第二光源５を点灯させた後に消灯させる。このとき、例えば、筐体２の検出空間２ｃ内に異物が存在しないため、検出装置は異物を検出しない。検出装置は、このときの光検出部６の検出結果を初期状態に決定する。検出装置は、初期状態に対する検出結果の変化に基づき、異物の有無等を検出する。これにより、検出装置は、異物の検出中、第一光源４及び第二光源５を連続して点灯させずに異物を検出することができるため、省エネルギー化を可能にする。

また、上記で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

また、機能ブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、及び／又は、一部の機能を他のブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

１，１Ａ検出装置
２筐体
２ａａ１内面（第一内面）
２ａｂ１内面（第二内面）
２ａｃ１，２ａｄ１，２ａｅ１内面（第三内面）
２ａｆ開口部
２ｄ隆起部
４第一光源
５第二光源
６光検出部
８反射部
９平滑部
１０ｂ寸法検出部
１０ｃ位置検出部
１０ｄ計時部
３０入出力部（出力部）
３２環境検出部
９０集約装置（情報処理装置）
９１ｃ，９１Ａｃ寸法検出部
９１ｄ，９１Ａｄ時間取得部
９１ｇ，９１Ａｇ，９１Ｂｇ出力部
９１ｆ，９１Ｂｆ予測部
１０００検出システム

特許第４６８８３３１号公報特開２００８－１９７８７８号公報

Claims

筐体を備え、前記筐体内の物体を検出する検出装置であって、
前記筐体内に赤外線を出射する第一光源と、
前記筐体内に前記赤外線と異なる波長の光を出射する第二光源と、
前記筐体内に位置し、前記筐体の内面よりも高い光の反射率を有する反射部と、
前記赤外線を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果を示す情報である検出情報を出力する出力部とを備え、
前記内面が前記赤外線に反応しない反射率であって、
前記第二光源は、前記反射部に向かって前記赤外線と異なる波長の前記光を出射するように方向付けられ、
前記光検出部は、前記物体で反射された前記赤外線を検出する
検出装置。
前記赤外線に反応しない反射率は、０．１％未満の反射率である
請求項１に記載の検出装置。
前記内面は、互いに対向する第一内面及び第二内面を含み、
前記反射部は、前記第二内面に配置され、
前記第二光源は、前記第二内面に向かって前記光を出射するように方向付けられている
請求項１または２に記載の検出装置。
前記筐体は、前記第一内面上への前記物体が出入りを可能にする開口部を有し、
前記反射部は、前記開口部に沿って配置されている
請求項３に記載の検出装置。
前記筐体は、前記第一内面から突出し且つ前記開口部に沿って延びる隆起部を有し、
前記隆起部は前記赤外線に反応しない反射率である
請求項４に記載の検出装置。
前記第一光源は、前記第一内面及び前記第二内面に沿う第一方向へ前記赤外線を出射するように方向付けられている
請求項３～５のいずれか一項に記載の検出装置。
前記内面における前記第一内面と前記第二内面との間の第三内面は、前記第一方向と垂直な方向に対して傾斜している
請求項６に記載の検出装置。
前記検出装置は、前記光検出部の検出結果を用いて、検出された前記物体の大きさを検出する寸法検出部をさらに備え、
前記出力部は、前記寸法検出部によって検出された前記物体の大きさを含む前記検出情報を出力する
請求項１～７のいずれか一項に記載の検出装置。
前記検出装置の位置を検出する位置検出部と、
時刻を計時する計時部とをさらに備え、
前記出力部は、前記位置検出部によって検出された位置と前記計時部によって検出された時刻とを対応付けて含む前記検出情報を出力する
請求項１～８のいずれか一項に記載の検出装置。
前記筐体内の環境の情報を検出する環境検出部をさらに備え、
前記出力部は、前記環境検出部によって検出された環境の情報を含む前記検出情報を出力する
請求項１～９のいずれか一項に記載の検出装置。
筐体を備え、前記筐体内の物体を検出する検出装置と、該検出装置と通信する情報処理装置とを有する検出システムであって、
前記検出装置は、
前記筐体内に赤外線を出射する第一光源と、
前記筐体内に前記赤外線と異なる波長の光を出射する第二光源と、
前記筐体内に位置し、前記筐体の内面よりも高い光の反射率を有する反射部と、
前記赤外線を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果を示す情報である検出情報を出力する出力部とを備え、
前記内面が前記赤外線に反応しない反射率であり、
前記第二光源は、前記反射部に向かって前記赤外線と異なる波長の前記光を出射するように方向付けられ、
前記光検出部は、前記物体で反射された前記赤外線を検出し、
前記情報処理装置は、
前記検出装置から取得される前記検出情報を集約する集約部と、
集約された前記検出情報を出力する出力部とを備える
検出システム。
前記情報処理装置は、前記検出装置から取得される前記検出情報を用いて、前記検出装置の検出を予測する予測部をさらに備える
請求項１１に記載の検出システム。