JPWO2010100852A1 - Discrimination sensor, electronic device and monitoring system, and subject discrimination method - Google Patents
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Abstract
本発明の弁別センサは、被検体に向かって電磁波を送信する電磁波送信部と、被検体からの電磁波を受信可能な電磁波受信部と、電磁波受信部で受信した電磁波から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯の特定電磁波を抽出し、特定電磁波に基づいて被検体を弁別する解析部とを備える。The discrimination sensor of the present invention has a high S / N ratio from an electromagnetic wave transmitting unit that transmits an electromagnetic wave toward a subject, an electromagnetic wave receiving unit that can receive an electromagnetic wave from the subject, and an electromagnetic wave received by the electromagnetic wave receiving unit. An analysis unit that extracts a specific electromagnetic wave having a specific frequency or frequency band and discriminates a subject based on the specific electromagnetic wave.
Description
本発明は、被検体の弁別を行う弁別センサ、これを備えた電子機器及び監視システム、並びに、被検体の弁別方法に関する。 The present invention relates to a discrimination sensor that discriminates a subject, an electronic apparatus and a monitoring system including the discrimination sensor, and a subject discrimination method.
近年、携帯端末やパーソナルコンピュータに代表される電子機器の多機能化・高機能化が著しい。それに伴い、人の生活をより便利にする電子機器の利用価値が高まっている。専門知識を持たない人でも、快適に安心して利用できる電子機器を実現するために、電子機器自身が周囲の状況、特に人体をセンシングし、認識・判断・処理をおこなう技術が求められている。人体や他の物体などの被検体をセンシングする手段として静電容量変化を利用したセンサや、熱量変化を検出するセンサがある。これらのセンサは、例えば照明装置の自動点灯装置に応用されている。これらのセンサには、目的の検知対象以外の誤検知や設置条件が限定されるなど汎用性の課題がある。また、これらのセンサには、検知範囲を拡大するために必要なレンズなどの付随部品による実装体積・製品コスト増加という課題がある。 In recent years, electronic devices typified by mobile terminals and personal computers have become increasingly multifunctional and highly functional. Accordingly, the utility value of electronic devices that make people's lives more convenient is increasing. In order to realize an electronic device that can be used comfortably and safely even by a person who does not have specialized knowledge, there is a need for a technology in which the electronic device itself senses the surrounding situation, particularly the human body, and performs recognition, judgment, and processing. As means for sensing an object such as a human body or other objects, there are sensors that use a change in capacitance and sensors that detect a change in heat. These sensors are applied to, for example, automatic lighting devices for lighting devices. These sensors have problems of versatility such as false detection other than the target detection target and installation conditions are limited. In addition, these sensors have a problem of increased mounting volume and product cost due to accompanying parts such as a lens necessary for expanding the detection range.
被検体をセンシングする他の手段としては、電磁波を送信する送信アンテナと、電磁波を受信する受信アンテナと、受信アンテナによって受信した電磁波によって侵入者の有無を判定する判定部とを備えるシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As another means for sensing an object, a system is proposed that includes a transmission antenna that transmits electromagnetic waves, a reception antenna that receives electromagnetic waves, and a determination unit that determines the presence or absence of an intruder based on the electromagnetic waves received by the reception antenna. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1のような電磁波を利用するセンサにおいても、その弁別感度は低く誤検知が多いという問題がある。高感度で被検体の弁別を行うことが可能な弁別センサが望まれていた。
However, even a sensor using electromagnetic waves as in
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、高感度で被検体を弁別することが可能な弁別センサ、電子機器及び監視システム、並びに、被検体の弁別方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a discrimination sensor, an electronic device and a monitoring system, and a subject discrimination method capable of discriminating a subject with high sensitivity. is there.
上記課題を解決するために、本発明の弁別センサは、被検体に向かって電磁波を送信する電磁波送信部と、前記被検体からの電磁波を受信可能な電磁波受信部と、前記電磁波受信部で受信した電磁波から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯の特定電磁波を抽出し、前記特定電磁波に基づいて前記被検体を弁別する解析部とを備える。 In order to solve the above problems, a discrimination sensor according to the present invention includes an electromagnetic wave transmission unit that transmits an electromagnetic wave toward a subject, an electromagnetic wave reception unit that can receive an electromagnetic wave from the subject, and reception by the electromagnetic wave reception unit. An analysis unit that extracts a specific electromagnetic wave having a specific frequency or frequency band having a high S / N ratio from the electromagnetic wave and discriminates the subject based on the specific electromagnetic wave.
本発明の被検体の弁別方法は、被検体に向かって電磁波を送信する電磁波送信工程と、前記電磁波送信工程を行うことによって前記被検体から入力される電磁波を受信する電磁波受信工程と、前記電磁波受信工程で受信した電磁波から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯の特定電磁波を抽出し、前記被検体を弁別する解析工程とを備える。 The subject discrimination method of the present invention includes an electromagnetic wave transmitting step of transmitting an electromagnetic wave toward the subject, an electromagnetic wave receiving step of receiving an electromagnetic wave input from the subject by performing the electromagnetic wave transmitting step, and the electromagnetic wave An analysis step of extracting a specific electromagnetic wave having a specific frequency or frequency band having a high S / N ratio from the electromagnetic wave received in the reception step and discriminating the subject.
本発明によれば、高感度で被検体を弁別することができ、誤検知を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to discriminate a subject with high sensitivity and prevent erroneous detection.
(第1の実施形態)
本発明に係る第1の実施形態について、図1から図5を参照して説明する。図1は、本実施形態の弁別センサ1を示している。図1に示すように、この実施形態の弁別センサ1は、人体及び人体以外の被検物を含む被検体Pの弁別を行う。この弁別センサ1は、被検体Pに向かって電磁波E1を送信する電磁波送信部2と、被検体Pからの電磁波E2を受信可能な電磁波受信部3と、電磁波受信部3で受信した電磁波E2から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出し、特定電磁波Esに基づいて被検体Pを弁別する解析部4とを備える。(First embodiment)
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a
電磁波送信部2は、発振回路2aと、送信アンテナ2bとを有する。発振回路2aは、後述する解析部4の信号処理部4aで抽出する特定電磁波Esの周波数または周波数帯fsを含む電磁波E1を発振する発振源として機能する。送信アンテナ2bは、発振回路2aで生成された電磁波E1を送信する。図2は、この発振回路2aから発振される電磁波E1の被検体Pが存在しない基準状態における電磁波強度周波数特性を示している。電磁波受信部3は、被検体Pからの電磁波E2を受信可能な受信アンテナ3aと、受信アンテナ3aで受信された電磁波E2を増幅させる増幅回路3bとを有する。The electromagnetic
解析部4は、信号処理部4aと、判定部4bとを有する。信号処理部4aは、電磁波受信部3で受信された電磁波E2からS/N比の高い特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出する。判定部4bは、信号処理部4aで抽出された特定電磁波Esに基づいて被検体Pを弁別する。解析部4は、特定電磁波Esの強度に関する閾値aを設定する閾値設定部4cと、閾値設定部4cで入力された閾値aを記憶する記憶部4dとを有する。判定部4bは、記憶部4dに記憶された閾値aを参照し、閾値aに対する特定電磁波Esの強度の大小を比較して被検体Pの弁別を行う。より具体的には、本実施形態では、特定電磁波Esの強度が閾値a以上である場合には、判定部4bは電磁波送信部2の送信アンテナ2bによる電磁波E1の送信範囲に被検体Pが存在すると判定し、特定電磁波Esの強度が閾値a未満である場合には被検体Pが存在しないと判定する。The
解析部4の信号処理部4aで抽出する特定電磁波Esの周波数または周波数帯fsとしては、電磁波送信部2の発振回路2aの共振周波数f0により、以下の数1の条件を満たすように設定されていることが好ましい。The frequency or frequency band f s of the specific electromagnetic wave Es extracted by the
図3は、本実施形態の弁別センサ1によって、受信アンテナ3aで受信された電磁波E2の周波数fの発振回路2aの共振周波数f0に対する比α(=f/f0)と、受信された電磁波E2の強度との関係を示している。被検体Pと送信アンテナ2b及び受信アンテナ3aの距離は、20mmに設定している。図3において、強度I0以下の電磁波E1は、バックグランドノイズBNである。図3に示すように、比αが0.75以上1.25以下となる周波数領域では、他の領域とし比較して検出強度が高く、S/N比が非常に高いことがわかる。その一方で、比αが0.75未満及び1.25よりも大きい場合には、検出強度が低く、S/N比が悪化することがわかる。従って、S/N比を向上させる点で、数1の条件を満たす周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出し、この特定電磁波Esに基づいて被検体Pを弁別することが好ましい。FIG. 3 shows the ratio α (= f / f 0 ) of the frequency f of the electromagnetic wave E2 received by the
次に、この実施形態の弁別センサ1の作用について説明する。
図4に示すように、電磁波送信工程S1として、電磁波送信部2の発振回路2aから、上記特定の周波数または周波数帯fsを含む電磁波E1を発振し、この電磁波E1を送信アンテナ2bを介して空間に放射する。送信アンテナ2bによる送信範囲に被検体Pが存在する場合には、電磁波E1は、被検体Pに一部が吸収される一方、それ以外が反射・散乱されることで、反射・散乱される電磁波強度が変化する。電磁波受信工程S2として、被検体Pで反射・散乱した一部の電磁波E2が電磁波受信部3の受信アンテナ3aで受信され、増幅回路3bで増幅された後に、解析部4の信号処理部4aに入力される。Next, the operation of the
As shown in FIG. 4, as an electromagnetic wave transmission step S1, an electromagnetic wave E1 including the specific frequency or frequency band f s is oscillated from the
次に、解析工程S3として、受信した電磁波E2の解析を行う。
すなわち、信号処理部4aは、入力された電磁波E2から、好ましくは数1に示す範囲の特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出する(ステップS3a)。判定部4bは、記憶部4dに記憶された閾値aを参照して、この閾値aと特定電磁波Esの強度とを比較する。判定部4bは、特定電磁波Esの強度が閾値a以上である場合には、被検体Pが電磁波送信部2による送信範囲に存在すると判定し、特定電磁波Esの強度が閾値a未満である場合には、被検体Pが電磁波送信部2による送信範囲に存在していないと判定する(ステップS3b)。Next, as the analysis step S3, the received electromagnetic wave E2 is analyzed.
That is, the
以上のような弁別センサ1によれば、解析部4によりS/N比の高い特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出し、特定電磁波Esに基づいて高感度で被検体Pを弁別することできる。よって、誤検知を防止することができる。特に、抽出する特定電磁波Esの周波数または周波数帯fsが、数1の式を満たすようにすることで、より高感度で被検体Pを弁別することができる。図5に示すように、例えば、被検体Pとして人体P1を設定して、他の物体P2、P3が近接していても検出されない強度を閾値aとして設定する。このように閾値aを設定すれば、減衰して受信される電磁波E2の強度が閾値a未満となってしまう所定距離よりも距離が小さくなる範囲において、他の物体P2、P3の存在の有無の影響を受けることなく、人体P1の有無を正確に判定することができる。According to the
上記においては、特定電磁波Esと閾値aとの大小を比較することにより被検体Pの有無を弁別していた。これに代えて、受信アンテナ3aから被検体Pまでの距離を弁別しても良い。例えば、図5を参照して、所定の距離L1における特定電磁波Esの強度を予め測定し、その測定した強度に基づいて閾値aを設定する。このように設定することで、被検体Pの有無のみならず、存在する被検体Pまでの距離が、所定の距離L1以内か否かを判定することができる。
In the above, the presence or absence of the subject P is discriminated by comparing the magnitude of the specific electromagnetic wave Es and the threshold value a. Instead of this, the distance from the receiving
上記実施形態では、特定電磁波Esの強度をそのまま評価し、被検体Pの弁別を判定していたが、これに限られない。
図6は、この実施形態の変形例を示している。この変形例では、発振回路2aで発振する電磁波E1の強度が判定部4bに入力されていて、判定部4bでは、信号処理部4aから入力される特定電磁波Esの強度を電磁波送信部2の発振回路2aから発振される電磁波E1の強度によって正規化した値と、対応して設定された閾値aとを比較して被検体Pを弁別している。この変形例では、送信される電磁波E1の強度の変動による影響を除外することができ、より高感度に被検体Pの弁別を行うことができる。In the above embodiment, the intensity of the specific electromagnetic wave Es is evaluated as it is and the discrimination of the subject P is determined. However, the present invention is not limited to this.
FIG. 6 shows a modification of this embodiment. In this modification, the intensity of the electromagnetic wave E1 oscillated by the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図7から図10は、本発明の第2の実施形態を示す。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 7 to 10 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図7及び図8は、本発明の実施形態の弁別センサを備えた電子機器として携帯端末を示している。図7及び図8に示すように、携帯端末10は、音声を入力するマイク側筐体11と、音声を出力するレシーバ側筐体12と、マイク側筐体11とレシーバ側筐体12とを回動可能に支持する可動ヒンジ13とを備える。マイク側筐体11及びレシーバ側筐体12としては、使用性や収納性などから、例えば、幅W50(mm)、長さL90(mm)、厚さT10(mm)程度の筐体寸法を有している。レシーバ側筐体12において、折り畳み状態でマイク側筐体11と重なり合う表面12aには、各種情報を表示する表示部14が設けられている。レシーバ側筐体12の内部には、レシーバ15及びスピーカ16と、通信制御部17とが設けられている。レシーバ15及びスピーカ16は、後述する電磁波入出力部19に入力された電磁波に応じた音声を出力する。通信制御部17は、レシーバ15及びスピーカ16を制御する。
7 and 8 show a portable terminal as an electronic apparatus provided with the discrimination sensor according to the embodiment of the present invention. As illustrated in FIGS. 7 and 8, the
マイク側筐体11において、折り畳み状態でレシーバ15側筐体12と重なり合う表面11aには、音声を入力可能なマイクや各種入力が可能な入力部18が設けられている。マイク側筐体11の内部には通信用の電磁波を送受信可能な電磁波入出力部19と、被検体Pとして使用者の弁別を行う弁別センサ20が設けられている。電磁波入出力部19は、送信用の電磁波を発振する通信用発振回路19aと、電磁波を送受信可能な通信アンテナ19bとを有する。
In the microphone-
弁別センサ20は、基本的に第1の実施形態と同様の構成である。弁別センサ20は、発振回路2a及び送信アンテナ2bを有する電磁波送信部2と、受信アンテナ3a及び増幅回路3bを有する電磁波受信部3と、信号処理部4a、判定部4b及び記憶部4dを有する解析部4と備える。弁別センサ20において、電磁波送信部2を、通信用の電磁波を送信する電磁波入出力部19が兼ねている点で第1の実施形態と異なる。すなわち通信用発振回路19aが発振回路2aを構成し、また、通信アンテナ19bが送信アンテナ2bを構成している。電磁波入出力部19によって送信される電磁波によって被検体Pとして使用者の弁別を行っている。
The
図9に示すように、電磁波受信部3の受信アンテナ3aは、携帯端末の使用時に使用者が近接するマイク側筐体11の入力部18が設けられた表面11aの裏面11bに接着剤21を介して固定されている。受信アンテナ3aは、例えば銅などで形成されている。受信アンテナ3aは、カーボンや他の金属体などの導電体、あるいは、樹脂にセラミックや金属を含有させた電波吸収体を用いて形成しても良い。
As shown in FIG. 9, the receiving
解析部4の記憶部4dには、本実施形態では、第一の閾値a1と、第一の閾値a1よりも大きい第二の閾値a2と、二つの閾値が記憶されている。二つの閾値とは、具体的には第一の閾値a1と、第一の閾値a1よりも大きい第二の閾値a2である。解析部4の判定部4bは、信号処理部4aで抽出された特定電磁波Esの強度と、第一の閾値a1及び第二の閾値a2とで大小比較を行う。第一の閾値a1は、受信アンテナ3aと使用者との距離がレシーバ15による聞き取りの限界となる時の特定電磁波Esの強度と対応している。第二の閾値a2は、レシーバ15により使用者が音声を聞き取ることが可能な距離であるものの、一定の音量を必要とする距離である時の特定電磁波Esの強度と対応している。解析部4の判定部4bで判定された判定結果は、通信制御部17に入力され、通信制御部17では、判定結果に基づいて、レシーバ15またはスピーカ16のいずれかから、所定の音量で音声を出力する。
In the
この実施形態の携帯端末10において、弁別センサ20の判定部4bによって特定電磁波Esの強度が第二の閾値a2以上であると判定した場合について説明する。この場合には、図10及び表1に示すように、通信制御部17は、使用者と携帯端末10との距離が近距離であるとして、通常通話モードにおいて、レシーバ15の音量を、例えば予め設定されたvol.1〜vol.5の5段階の音量の内の下から2番目となるvol.2として、レシーバ15から音声を出力させる(ステップS4a)。
In the
弁別センサ20の判定部4bによって特定電磁波Esの強度が第一の閾値a1以上第二の閾値a2未満であると判定された場合について説明する。この場合、通信制御部17は、使用者と携帯端末10との距離が中距離であるとして、通常通話モードにおいて、レシーバ15の音量を最大音量となるvol.5として、レシーバ15から音声を出力させる(ステップS4b)。このため、使用者と携帯端末10とがある程度離れていたとしても、使用者が自ら音量調整する必要なく、好適に音声を聞きとることができる。
A case will be described in which the
弁別センサ20の判定部4bによって特定電磁波Esの強度が第一の閾値a1未満であると判定した場合について説明する。この場合には、通信制御部17は、使用者と携帯端末10との距離が長距離であるとして、ハンズフリーモードにおいて、スピーカ16の音量を最大音量となるvol.5として、スピーカ16から音声を出力させる(ステップS4c)。このため、使用者が通常通話モードにおけるレシーバ15での聞き取りが困難な程度に離れていたとしても、自動的にハンズフリーモードとして、スピーカ16による音声出力に切り換えて好適に音声を聞きとることができる。また、本実施形態では、弁別センサ20の電磁波送信部2を通信用の電磁波入出力部19が兼ねることにより、部品点数を少なくすることができ、小型化、低コスト化を図ることができる。上記音量設定は、一例であり、これに限られない。例えば、使用者により手動で設定された音量に比例するようにして、各距離での音量を設定するようにしても良い。
A case where the
本実施形態では、弁別センサ20の判定部4bの判定結果に基づいて、使用者との距離に応じたレシーバ15とスピーカ16との切替及び音量の調整を行っていたが、これに限られない。例えば、弁別センサ20の判定部4bの判定結果に基づいて使用者との距離に応じて、電力制御の切替や、表示部14に注意を喚起する画面表示などの制御を行うようにしても良い。
In this embodiment, based on the determination result of the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図11から図14は、本発明の第3の実施形態を示す。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. 11 to 14 show a third embodiment of the present invention. In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図11及び図12は、本発明の実施形態の弁別センサを備えた電子機器として携帯端末30を示している。図11及び図12に示すように、本実施形態の携帯端末30は、マイク側筐体11と、レシーバ側筐体12と、可動ヒンジ13とで構成されている。マイク側筐体11には各種入力を行う入力部31として、弁別センサ33が設けられている。弁別センサ33は、電磁波送信部2と、複数の電磁波受信部3A〜3Lと、解析部4とを備える。電磁波送信部2は、発振回路2a及び送信アンテナ2bで構成される。電磁波受信部3A〜3Lは、被検体Pである使用者からの電磁波を受信できる。解析部4は、各電磁波受信部3A〜3Lに対応して設けられ、対応する電磁波受信部3A〜3Lで受信した電磁波E2から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出し、特定電磁波Esに基づいて被検体Pとして人体を弁別する。11 and 12 show a
電磁波送信部2は、第2の実施形態同様に通信用の電磁波入出力部19が兼ねている。本実施形態では、図13に示すように、複数の電磁波受信部3A〜3Bの各受信アンテナ3aは、マイク側筐体11の裏面11bに複数配列されている。各受信アンテナ3aは、接着層21によってそれぞれ固定されている。本実施形態では、電磁波受信部が12個設けられている。これら電磁波受信部の12個の受信アンテナ3aが入力部31として操作ボタンとなるように、例えば、幅方向に4列、長さ方向に3列となるように配列されている。
As in the second embodiment, the electromagnetic
図14に示すように、各解析部4A〜4Lの各信号処理部4aでは、対応する電磁波受信部3A〜3Lから入力される電磁波からS/N比の高い特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出して対応する判定部4bに入力する。各判定部4bでは、それぞれ、記憶部4dを参照して、閾値と入力された特定電磁波Esの強度との大小比較を行い、被検体である使用者の有無を判定する。各判定部4bからマイク側筐体11の内部に設けられた動作処理部34に判定結果が入力される。本実施形態では、記憶部4dは、解析部4A〜4Lに共通して設けられている。これに代えて、記憶部4dも各電磁波送信部と対応して設けられていても良い。図14に示すように、動作処理部34では、解析部4A〜4Lの各判定部4bの判定結果に基づいて、対応する受信アンテナ3aに使用者の指等が近接して存在が確認された場合には、その受信アンテナ3aに割り当てられた動作を行う(ステップS5)。As shown in FIG. 14, each
すなわち、本実施形態の携帯端末30において、各電磁波受信部3A〜3Lの受信アンテナ3aが設けられた位置で例えば、表面11aに使用者の指等が接触する程度に近接した場合に、抽出される特定電磁波Esの強度が記憶部4dに記憶されている閾値以上となるように閾値を設定する。この構成により、受信アンテナ3aを複数の操作ボタンに代えて入力部31として機能させることができる。このため、操作ボタンのように筐体に開口部を設けて、その開口部に進退可能にボタン本体を挿入する必要がなく、単に使用者が入力する面の裏面に電磁波受信部の受信アンテナを配列させるだけで良い。このため、筐体の剛性を向上させることができ、また、防水、防塵の面でも有効である。
That is, in the
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図15から図18は、本発明の第4の実施形態を示す。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. 15 to 18 show a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図15及び図16は、本発明の実施形態の弁別センサを備えた電子機器として携帯端末を示している。図15及び図16に示すように、本実施形態の携帯端末40は、マイク側筐体11と、レシーバ側筐体12と、可動ヒンジ13とで構成されている。携帯端末40は、さらに、使用者の頬部の肌質判定を行う弁別センサ41を備える。弁別センサ41は、電磁波送信部2と、複数の電磁波受信部3と、解析部42とを備える。電磁波送信部2は、発振回路2a及び送信アンテナ2bで構成される。電磁波受信部3は、検体Pとして使用者からの電磁波を受信できる。解析部42は、電磁波受信部3で受信した電磁波E2から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出し、特定電磁波Esに基づいて被検体Pとして人体を弁別する。15 and 16 show a portable terminal as an electronic apparatus including the discrimination sensor according to the embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 15 and 16, the
図17に示すように、電磁波受信部3の受信アンテナ3aは、レシーバ側筐体12の表示部14が設けられた表面12aの裏面12bに接着剤層21を介して設けられている。表面12aの対応する範囲には、被検体Pとの距離を一定に保つ距離保持部43が設けられている。具体的には、本実施形態では、距離保持部43は、表面12aの対応する範囲に形成された凹部である。この凹部により、表面12aに接触する使用者の頬部と受信アンテナ3aとの距離を一定に保持することができる。
As shown in FIG. 17, the receiving
解析部42は、信号処理部4aと、判定部4bと、校正データ記憶部44と、測定データ記憶部45と、画像生成部46とを備える。信号処理部4aは、電磁波受信部3で受信された電磁波E2からS/N比の高い特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出する。判定部4bは、信号処理部4aで抽出された特定電磁波Esに基づいて被検体Pとして使用者の肌質判定を行う。校正データ記憶部44には、特定電磁波Esの強度と、被検体Pである人体の頬部の水分量(特定の物質の含有量)との関係を示す肌状態校正データが記憶されている。測定データ記憶部45には、過去に信号処理部4aにより抽出され肌状態と対応する特定電磁波Esの強度が記憶される。画像生成部46は、判定部4bによる判定結果及び測定データ記憶部45に記憶された肌状態を表す特定電磁波の強度Esを画像化する。The
図18に示すように、判定部4bは、校正データ記憶部44の肌状態校正データを参照して、特定電磁波Esの強度と肌状態校正データから現在の肌状態を判定する(ステップS3b)。また、信号処理部4aで抽出された特定電磁波Esの強度は、各測定時における肌状態データとして測定データ記憶部45に記憶される(ステップS6)。そして、画像生成部46は、それぞれ入力される判定部4bによる判定結果及び測定データ記憶部45の肌状態データから、現在の肌状態及び、肌状態の経時変化を表示するための画像データを生成、出力して、表示部14に表示させる(ステップS7)。
As shown in FIG. 18, the
この実施形態では、携帯端末40の音声の送受信という基本機能を利用しながら使用者の肌状態を判定することができる。表2に、本実施形態の弁別センサ41による水分量の判定結果と、従来の水分センサによる水分量の測定結果とを示す。表2に示すように、両者の値には相関関係が見られ、被験者ごとの肌表面の水分量の差異を高感度に計測できていることがわかる。
In this embodiment, the user's skin condition can be determined using the basic function of voice transmission / reception of the
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。図19から図23は、本発明の第5の実施形態を示す。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. 19 to 23 show a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図19から図22に示すように、本実施形態の電子機器であるモバイル端末50は、入力操作や各種表示などを行うことが可能な本体部51と、本体部51に着脱可能に接続された検知ユニット52とを備える。本体部51は、第一の筐体54と、第二の筐体56と、可動ヒンジ57とを備える。第一の筐体54には、表示部53が設けられている。第二の筐体56には、キーボードなどの入力部55が設けられている。可動ヒンジ57は、第一の筐体54と第二の筐体56を回動可能に連結する。
As shown in FIGS. 19 to 22, a
第二の筐体56の内部には、電力を供給する電力制御部58と、外部と電磁波を送受信可能な電磁波入出力部である無線LANユニット59とが内蔵されている。無線LANユニット59は、送信用の電磁波を発振する通信用発振回路59aと、電磁波を送受信可能な通信アンテナ59bとを有する。第二の筐体56の側面には、電力制御部58及び無線LANユニット59と外部とを接続可能な接続部としてUSBポート60が設けられている。
A
検知ユニット52は、USBコネクタ61と、電磁波受信部3と、解析部4とを備える。USBコネクタ61は、本体部51と着脱可能とする接続部として機能する。電磁波受信部3は、USBコネクタ61と接続され、被検体Pからの電磁波を受信できる。解析部4は、電磁波受信部3で受信した電磁波E1から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出し、その特定電磁波Esに基づいて被検体Pを弁別する。The
電磁波受信部3は、受信アンテナ3a及び増幅回路3bを有する。解析部4は、信号処理部4a、判定部4b及び記憶部4cを有する。本体部51と検知ユニット52とが接続された状態において、無線LANユニット59を電磁波送信部2として、本体部51の無線LANユニット59と、検知ユニット52の電磁波受信部3及び解析部4とによって弁別センサ65が構成されている。
検知ユニット52の各構成は、本体部51の電力制御部58からUSBコネクタ61を介して電力供給を受けて駆動している。The
Each configuration of the
図23に示すように、電磁波E1が無線LANユニット59の通信アンテナ59bから送信される(ステップS1)。この電磁波E1のうち、被検体Pとなる本端末ユニット50を使用する使用者で反射・散乱した電磁波E2が、検知ユニット52に設けられた電磁波受信部3の受信アンテナ3aで受信される。次に、その電磁波E2が増幅回路3bで増幅されて解析部4の信号処理部4aに入力される(ステップS2)。解析部4の信号処理部4aは、入力された電磁波E2から特定電磁波Esを抽出する(ステップS3a)。抽出された特定電磁波Esが、判定部4bによって記憶部4dに記憶された閾値と比較される(ステップS3b)。特定電磁波Esの強度が閾値以上の場合には、判定部4bは本端末ユニットの使用者たる被検体が存在すると判定する。一方、特定電磁波Esの強度が閾値より小さい場合には、判定部4bは本端末ユニットの使用者たる被検体が存在しないと判定する。これらの判定結果は、電力制御部58にUSBコネクタ61を介して入力される。電力制御部58は、使用者が存在するとの判定結果が入力された場合には、表示部53に電力供給を行って表示部53による表示を行う(ステップS8a)。一方、電力制御部58は、使用者が存在しないとの判定結果が入力された場合には、表示部53に電力供給を行わず、表示部53による表示を行わない(ステップS8b)。
As shown in FIG. 23, the electromagnetic wave E1 is transmitted from the
この実施形態のモバイル端末50のように、弁別センサ65を利用して使用者の有無を検知し、電力供給の有無を切り替えることで、省電力化を図ることができる。また、本実施形態では、検知ユニット52をモバイル端末50の本体部51に着脱可能に構成することで、通常のモバイル端末50に省電力機能を提供することが可能である。さらに、弁別センサ65の電磁波送信部2として、本体部51側の無線LANユニット59を利用することで、検知ユニット52として小型化も図ることができる。本実施形態においては、接続部としてUSBポート60及びUSBコネクタ61を利用したが、これに限られず、他の接続部を利用しても良い。USBコネクタ61を利用することで、本体部51側からの電源供給を可能としたが、その代わりに、検知ユニット52側に電源を備える構成としても良い。
As in the
(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。図24から図27Bは、本発明の第6の実施形態を示す。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と共通の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. 24 to 27B show a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, members that are the same as those used in the above-described embodiment are assigned the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図24及び図25は、本実施形態の監視システムを示している。図24及び図25に示すように、監視システム80は、監視エリアとなる監視室70内の侵入者の有無を、別の管理エリアとなる防犯管理センター71で監視する。監視システム80は、監視室70に設けられた検知信号発信ユニット81及び検知ユニット82と、防犯管理センター71に設けられた管理ユニット83とを備える。検知信号発信ユニット81は、電磁波を発振する発振回路81aと、発振回路81aから発振された電磁波を送信する送信アンテナ81bとを有する。検知信号発信ユニット81は、後述するように本発明の実施形態の弁別センサの電磁波送信部2を構成している。検知信号発信ユニット81は、希望する検知範囲にあわせて設けられる。検知信号発信ユニット81は、本実施形態では、例えば監視室70の出入口70aの室内側に設定された検知範囲Aに送信可能に設けられている。
24 and 25 show the monitoring system of this embodiment. As shown in FIGS. 24 and 25, the
検知ユニット82は、検知範囲Aで被検体Pとなる侵入者で反射、散乱した電磁波E2を受信することで、侵入者の存在を検知する。検知ユニット82は、電磁波受信部84と、解析部4とを備える。電磁波受信部84は、電磁波E2を受信する。解析部4は、電磁波受信部84で受信した電磁波E2から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯fsの特定電磁波Esを抽出し、その特定電磁波Esに基づいて被検体Pを弁別する。検知信号発信ユニット81と、検知ユニット82の電磁波受信部84及び解析部4とによって本発明の実施形態の弁別センサ85が構成されている。本実施形態においては、電磁波受信部84において、被検体Pからの電磁波E2を受信するアンテナは、電磁波を送受信可能な通信アンテナ84aとして構成されている。判定部4bにおける判定結果は、送信回路86で電磁波として生成され通信アンテナ84aから送信することが可能となっている。The
管理ユニット83は、受信アンテナ83aと、画像生成部83bと、表示部83cとを備える。受信アンテナ83aは、検知ユニット82の通信アンテナ83aから送信された電磁波を受信できる。画像生成部83bは、受信アンテナ83aで受信された電磁波を画像化する。表示部83cは、画像生成部83bで生成された画像を表示する。
The
図26に示すように、検知信号発信ユニット81の送信アンテナ81aから検知範囲Aに電磁波E1を送信する(ステップS1)。検知範囲Aに被検体Pである侵入者が侵入すると、侵入者で反射・散乱した電磁波E2が電磁波受信部84の通信アンテナ84aで受信され、増幅回路3bで増幅されて、解析部4の信号処理部4aに入力される(ステップS2)。解析部4の信号処理部4aは、入力された電磁波E2から特定電磁波Esを抽出し、その特定電磁波Esを判定部4bに入力する(ステップS3a)。判定部4bは、記憶部4dに記憶された閾値を参照し、特定電磁波Esの強度と閾値とを大小比較することにより、検知範囲Aにおける侵入者の存在の有無を判定する(ステップS3b)。判定部4bは、この判定結果を送信回路86に入力する。判定結果は、送信回路86及び通信アンテナ84aを介して電磁波E3として送信される(ステップS9)。通信アンテナ84aから送信された電磁波E3は、防犯管理センター71において、管理ユニット83の受信アンテナ83aで受信される。受信された電磁波E3は、画像生成部83bによって画像として生成されて、表示部83cに判定結果が表示される。このため、防犯管理センター71にいる管理者は、表示部83cに表示される判定結果に基づいて、監視室70への侵入者の侵入の有無を検知することができる。
As shown in FIG. 26, the electromagnetic wave E1 is transmitted from the
本実施形態では、判定部4bによる判定結果は、防犯管理センター71の管理ユニット83の表示部83cに表示されるとしたがこれに限られない。例えば、警報装置などを備えて、判定部4bによる判定結果に基づき警報装置が報知しても良い。監視室70においても警報装置が作動するようにしても良く、警報装置が表示部83cによる表示と合わせて動作するようにしても良い。本実施形態では、検知信号発信ユニット81と検知ユニット82とは、別の装置構成として監視室70に取り付けられていた。これに代えて、検知信号発信ユニット81と検知ユニット82とを一体的な装置構成としても良い。
In this embodiment, although the determination result by the
本実施形態では、監視室70に設けられた一箇所の出入口70aに対応して検知範囲Aが設定されるとしたが、これに限ることはない。例えば、図27Aに示すように、複数の出入口70a、70bのそれぞれと対応して検知範囲A、Bを設定して、各検知範囲A、Bで検知可能に、それぞれに対応する位置に弁別センサ84を配置するようにしても良い。検知範囲は、監視室70の室内に限られない。検知範囲は、室外でも良い。あるいは図27Bに示すように、検知範囲を室内外を跨るように設定しても良い。
In the present embodiment, the detection range A is set corresponding to one entrance /
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.
この出願は、2009年3月6日に出願された日本出願特願2009−054000を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2009-054000 for which it applied on March 6, 2009, and takes in those the indications of all here.
本発明は、弁別センサ、電子機器及び監視システム、並びに、被検体の弁別方法に適用することができる。これらの弁別センサ、電子機器及び監視システム、並びに、被検体の弁別方法によれば、高感度で被検体を弁別することができ、誤検知を防止することができる。 The present invention can be applied to a discrimination sensor, an electronic apparatus and a monitoring system, and a subject discrimination method. According to the discrimination sensor, the electronic device and the monitoring system, and the subject discrimination method, the subject can be discriminated with high sensitivity, and erroneous detection can be prevented.
1、41、65、85 弁別センサ
2 電磁波送信部
3、3A〜3L、84 電磁波受信部
4、4A〜4L、42 解析部
4b 判定部
4d 記憶部
10、30、40 携帯端末(電子機器)
14 表示部(電子部品)
15 レシーバ(電子部品)
16 スピーカ(電子部品)
17 通信制御部(制御部)
19 電磁波入出力部
34 動作処理部(制御部)
43 距離保持部
46 画像生成部(制御部)
50 モバイル端末(電子機器)
51 本体部
52 検知ユニット
53 表示部(電子部品)
58 電力制御部(制御部)
59 無線LANユニット(電磁波入出力部)
70 監視室(監視エリア)
83a 受信アンテナ(受信部)
84a 通信アンテナ(送信部)
E1、E2 電磁波
Es 特定電磁波
P 被検体1, 41, 65, 85
14 Display (electronic parts)
15 Receiver (electronic parts)
16 Speaker (electronic parts)
17 Communication control unit (control unit)
19 Electromagnetic wave input /
43
50 Mobile devices (electronic devices)
51
58 Power control unit (control unit)
59 Wireless LAN unit (electromagnetic wave input / output unit)
70 Monitoring room (monitoring area)
83a Receiving antenna (receiving unit)
84a Communication antenna (transmitter)
E1, E2 Electromagnetic wave Es Specific electromagnetic wave P Subject
Claims (18)
前記被検体からの電磁波を受信可能な電磁波受信部と、
前記電磁波受信部で受信した電磁波から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯の特定電磁波を抽出し、前記特定電磁波に基づいて前記被検体を弁別する解析部とを備える弁別センサ。An electromagnetic wave transmitter for transmitting electromagnetic waves toward the subject;
An electromagnetic wave receiving unit capable of receiving electromagnetic waves from the subject;
A discrimination sensor comprising: an analysis unit that extracts a specific electromagnetic wave having a specific frequency or frequency band having a high S / N ratio from the electromagnetic wave received by the electromagnetic wave reception unit, and discriminates the subject based on the specific electromagnetic wave.
前記電磁波送信部は、前記被検体に向かって送信するための電磁波を発振する共振周波数f0の発振源を有し、
前記解析部は、前記特定の周波数または周波数帯fsとして次式を満たす前記特定電磁波を抽出する
0.75・f0≦fs≦1.25・f0
弁別センサ。The discrimination sensor according to claim 1,
The electromagnetic wave transmission unit includes an oscillation source having a resonance frequency f 0 that oscillates an electromagnetic wave to be transmitted toward the subject.
The analysis unit extracts the specific electromagnetic wave that satisfies the following expression as the specific frequency or frequency band f s : 0.75 · f 0 ≦ f s ≦ 1.25 · f 0
Discrimination sensor.
前記電磁波送信部は、前記特定の周波数または周波数帯を含む電磁波を送信する弁別センサ。 The discrimination sensor according to claim 1 or 2,
The electromagnetic wave transmission unit is a discrimination sensor that transmits an electromagnetic wave including the specific frequency or frequency band.
前記解析部は、電磁波の強度の閾値が記憶された記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記閾値に対して前記特定電磁波の強度の大小を比較して前記被検体の有無を判定する判定部とを有する弁別センサ。The discrimination sensor according to any one of claims 1 to 3,
The analysis unit includes a storage unit in which a threshold value of electromagnetic wave intensity is stored;
A discrimination sensor comprising: a determination unit that determines the presence or absence of the subject by comparing the intensity of the specific electromagnetic wave with respect to the threshold stored in the storage unit.
前記解析部は、電磁波の強度の閾値が記憶された記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記閾値に対して前記特定電磁波の強度の大小を比較して前記被検体までの距離を判定する判定部とを有する弁別センサ。The discrimination sensor according to any one of claims 1 to 3,
The analysis unit includes a storage unit in which a threshold value of electromagnetic wave intensity is stored;
A discrimination sensor comprising: a determination unit configured to compare the intensity of the specific electromagnetic wave with respect to the threshold stored in the storage unit and determine a distance to the subject.
前記解析部は、電磁波の強度の閾値が記憶された記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記閾値に対して前記特定電磁波の強度の大小を比較して前記被検体に含まれる特定の物質の含有量を判定する判定部とを有する弁別センサ。The discrimination sensor according to any one of claims 1 to 3,
The analysis unit includes a storage unit in which a threshold value of electromagnetic wave intensity is stored;
A discrimination sensor comprising: a determination unit that compares the threshold value stored in the storage unit with the intensity of the specific electromagnetic wave to determine the content of a specific substance included in the subject.
所定の動作を行う電子部品と、
前記弁別センサの弁別結果に基づいて前記電子部品の制御を行う制御部とを備える電子機器。The discrimination sensor according to any one of claims 1 to 6,
An electronic component that performs a predetermined operation;
An electronic device comprising: a control unit that controls the electronic component based on a discrimination result of the discrimination sensor.
所定の動作を行う電子部品と、
前記弁別センサの弁別結果に基づいて前記電子部品の制御を行う制御部と、
外部に電磁波を送受信可能な電磁波入出力部をと備え、
前記電磁波入出力部は、前記弁別センサの前記電磁波送信部を兼ねる通信端末。The discrimination sensor according to any one of claims 1 to 6,
An electronic component that performs a predetermined operation;
A control unit for controlling the electronic component based on the discrimination result of the discrimination sensor;
Equipped with an electromagnetic wave input / output unit that can send and receive electromagnetic waves to the outside,
The electromagnetic wave input / output unit is a communication terminal that also serves as the electromagnetic wave transmission unit of the discrimination sensor.
前記電子部品、前記制御部及び前記電磁波入出力部を有する本体部と、
前記弁別センサの前記電磁波受信部及び前記解析部を有し、前記本体部に着脱可能に接続された検知ユニットとをさらに備える通信端末。The communication terminal according to claim 8,
A main body having the electronic component, the control unit and the electromagnetic wave input / output unit;
A communication terminal further comprising: a detection unit that includes the electromagnetic wave receiving unit and the analysis unit of the discrimination sensor and is detachably connected to the main body unit.
前記電磁波受信部と前記被検体との距離を保持する距離保持部をさらに備える電子機器。The electronic device according to claim 7,
An electronic apparatus further comprising a distance holding unit that holds a distance between the electromagnetic wave receiving unit and the subject.
前記電磁波受信部と前記被検体との距離を保持する距離保持部をさらに備える通信端末。In the communication terminal according to claim 8 or 9,
A communication terminal further comprising a distance holding unit that holds a distance between the electromagnetic wave receiving unit and the subject.
前記弁別センサの前記判定部による判定結果を送信する送信部と、
前記監視エリア外に設けられ、前記送信部から送信された前記判定結果を受信する受信部とを備える監視システム。The discrimination sensor according to claim 4 provided in a monitoring area for monitoring the subject;
A transmission unit for transmitting a determination result by the determination unit of the discrimination sensor;
A monitoring system comprising: a receiving unit that is provided outside the monitoring area and receives the determination result transmitted from the transmitting unit.
前記電磁波送信工程を行うことによって前記被検体から入力される電磁波を受信する電磁波受信工程と、
前記電磁波受信工程で受信した電磁波から、S/N比の高い特定の周波数または周波数帯の特定電磁波を抽出し、前記被検体を弁別する解析工程とを備える被検体の弁別方法。An electromagnetic wave transmission step of transmitting an electromagnetic wave toward the subject;
An electromagnetic wave receiving step of receiving an electromagnetic wave input from the subject by performing the electromagnetic wave transmitting step;
A method for discriminating a subject, comprising: extracting a specific electromagnetic wave having a specific frequency or frequency band having a high S / N ratio from the electromagnetic wave received in the electromagnetic wave receiving step, and discriminating the subject.
前記電磁波送信工程では、所定の共振周波数f0の発振源から電磁波を発振して前記被検体に向かって送信し、
前記解析工程では、前記特定の周波数または周波数帯fsとして次式を満たす前記特定電磁波を抽出する
0.75・f0≦fs≦1.25・f0
被検体の弁別方法。The object discrimination method according to claim 13,
In the electromagnetic wave transmission step, an electromagnetic wave is oscillated from an oscillation source having a predetermined resonance frequency f 0 and transmitted toward the subject,
In the analysis step, the specific electromagnetic wave satisfying the following expression is extracted as the specific frequency or frequency band f s : 0.75 · f 0 ≦ f s ≦ 1.25 · f 0
A method for discriminating subjects.
前記電磁波送信工程では、前記特定の周波数または周波数帯を含む電磁波を送信する被検体の弁別方法。The object discrimination method according to claim 13 or 14,
In the electromagnetic wave transmitting step, a subject discrimination method for transmitting an electromagnetic wave including the specific frequency or frequency band.
前記解析工程では、予め設定された閾値に対して前記特定電磁波の強度の大小を比較して前記被検体の有無を判定する被検体の弁別方法。The method for discriminating a subject according to any one of claims 13 to 15,
In the analysis step, a subject discrimination method for determining the presence or absence of the subject by comparing the intensity of the specific electromagnetic wave with a predetermined threshold value.
前記解析工程では、予め設定された閾値に対して前記特定電磁波の強度の大小を比較して前記被検体までの距離を判定する被検体の弁別方法。The method for discriminating a subject according to any one of claims 13 to 15,
In the analysis step, a subject discrimination method in which the distance to the subject is determined by comparing the intensity of the specific electromagnetic wave with a preset threshold value.
前記解析工程では、予め設定された閾値に対して前記特定電磁波の強度の大小を比較して前記被検体に含まれる特定の物質の含有量を判定する被検体の弁別方法。The method for discriminating a subject according to any one of claims 13 to 15,
In the analysis step, a subject discrimination method for determining the content of a specific substance contained in the subject by comparing the intensity of the specific electromagnetic wave with a preset threshold value.
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