JP2018136283A

JP2018136283A - 浴室用人検知装置

Info

Publication number: JP2018136283A
Application number: JP2017032841A
Authority: JP
Inventors: 朗広小椋; Akihiro Ogura; 拓人松岡; Takuto Matsuoka
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2018-08-30

Abstract

【課題】浴室乾燥機等が運転作動中の環境下でも誤検知することなく浴室内に入室する人の存在を確実に検知し得る浴室用人検知装置を提供する。【解決手段】焦電素子５１と、光学レンズ部５２と、増幅回路を含む信号処理回路５３と、人検知か否かを判定するための人検知制御部５４とを備える。増幅回路で、焦電素子からの電圧信号を１０００倍〜３０００倍の増幅率で増幅することで判定電圧を出力させ、判定電圧が基準電圧プラス・マイナス０．３Ｖの範囲を超えることに基づき、浴室内に人が存在すると人検知の判定を行う。【選択図】図２

Description

本発明は、浴室に設置される人検知装置に関する。

例えば下記の特許文献１には、浴室に人体検出手段を設置し、この人体検出手段により浴室内への入浴者の入室を検出し得るようにしたものが開示されている。そして、浴室内の空間に対し、人体検出手段を構成する赤外線センサの視野角として、左右方向に同角度とし、下方向の視野角を上方向のそれよりも小さくすることが提案されている（例えば同文献の段落００２２〜００２４参照）。

例えば下記の特許文献２には、焦電素子を構成する複数の検出部の受光面の面積を互いに同じとし、かつ、左右方向よりも上下方向に長い長方形とすることが提案されている（例えば同文献２の段落００１４参照）。

特許第４４５８１９７号公報特開２０１６−１９１６１１号公報

しかしながら、人体から放射される赤外線を検出することで人検知を行う場合には、浴室乾燥機の運転作動により人検知と誤検知を生じるおそれがある。すなわち、近年、浴室内に浴室乾燥機が設置されるケースが増えており、浴室乾燥機が運転作動されると、浴室乾燥機からの熱風の流れや、熱風に煽られる洗濯物やタオル等の揺れによって、人検知と誤検知してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、浴室乾燥機等が運転作動中の環境下でも誤検知することなく浴室内に入室する人の存在を確実に検知し得る浴室用人検知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、浴室に設置され、焦電素子と、前記焦電素子に対し赤外線を集光するための光学レンズ部と、前記焦電素子から出力される電圧信号に基づいて前記浴室内に人が存在するか否かの人検知を行うための人検知部とを備える浴室用人検知装置を対象にして、以下の技術的手段を講じることとした。

すなわち、本発明は、前記人検知部として、前記焦電素子からの電圧信号を１０００倍〜３０００倍の増幅率で増幅することで判定電圧を得るための増幅回路を備え、この増幅回路により得られる判定電圧が基準電圧プラス・マイナス０．３Ｖの範囲を超えることに基づき、前記浴室内に人が存在するとの人検知の判定を行う構成とする、ことを特徴とした（請求項１）。

かかる本発明の浴室用人検知装置によれば、浴室乾燥機等が運転作動中の環境下でも誤検知することなく、浴室内に入室する人の存在を確実に検知し得ることになる。

又、本発明の人検知部として、人検知の判定をしたとき、この判定から所定の設定時間が経過するまでの間、判定電圧が基準電圧を中心としてプラス・マイナス０．３Ｖの範囲内を継続して維持するとき、浴室内には人が不存在であるとの人非検知の判定をするように構成することができる。つまり、前記の設定時間が経過するまでは人検知状態を維持させるようにしたものである。これにより、浴室内に入室する動作により一旦動いた後は浴槽内に浸かる等の静止状態に入るという入浴者特有の行動様式を考慮して、前記設定時間は人の動きがなくても人検知状態を維持するようにし、これにより、人検知か人非検知かの判定を入浴者特有の行動様式に応じて確実に行うことができる。

さらに、給湯装置と通信可能に接続された浴室装置が浴室に設置され、この浴室装置に当該浴室用人検知装置が設けられている場合、人検知装置による人検知又は人非検知の判定に係る人検知情報を、浴室装置から、給湯装置と通信可能に接続された他の装置に通信可能に構成することができる。これにより、他の装置によって、浴室に人が存在すること、あるいは、入退室があったこと等の浴室内の状況について、ユーザーに報知することができる。

以上説明したように、本発明の浴室用人検知装置によれば、浴室乾燥機等が運転作動中の環境下でも誤検知することを回避して、浴室内に入室する人の存在を確実に検知することができる。

本発明の一実施形態に係る浴室用人検知装置の設置状況の例を示す説明図である。図２（ａ）は浴室用人検知装置の構成例を示す模式図であり、図２（ｂ）は浴室用人検知装置を構成する焦電素子の正面説明図である。浴室用人検知装置の検出エリアの例を示す平面説明図である。図４は浴室を平面方向から見た断面説明図であり、図４（ｂ）は浴室を側面方向から見た断面説明図である。浴室乾燥機を作動させた状態で実測したオペアンプの周波数特性図である。出力される電圧信号の波形と時間との関係図である。浴室乾燥機を作動させた状態で出力される電圧信号の波形を実測したオシロスコープの画面を示す説明図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る浴室用人検知装置の設置例を示す模式図である。符号１は給湯装置であり、この給湯装置１は少なくとも給湯機能を備えたものである。かかる給湯器１は周知の如く、他に、ふろの湯張り機能や、ふろの追い焚き機能等を備えたものとすることができる。このような給湯器１は各機能の運転操作を行うためのコントローラとして１又は複数のリモコン３，４等を備えている。各リモコン３，４は、給湯器１の制御部２と通信可能に接続され、各リモコン３，４からの操作信号又は各種情報等や、逆に制御部２からの表示信号又は動作信号等が送出可能となっている。これにより、リモコン３，４の表示部に給湯機能等の運転状況やふろの状況等に係る情報が表示可能となっている。

リモコン３は浴室Ｙに設置されて、給湯装置１と通信可能に接続された浴室装置として機能し、リモコン４は浴室Ｙ以外の場所（例えば台所Ｋ等）に設置されて、給湯装置１と通信可能に接続された他の装置として機能する。そして、浴室Ｙに設置されたリモコン３に本実施形態に係る浴室用人検知装置５が設置されている。浴室Ｙには浴槽６が設置される他、浴室テレビ６１や浴室乾燥機６２を設置することができる。なお、浴室テレビ６１が設置される場合には、この浴室テレビ６１を浴室装置として、この浴室テレビ６１に浴室用人検知装置５を設置することができる。

給湯器１の制御部２は、主としてマイコンにより構成され、予め記憶された制御プログラムの基づいて前記の給湯機能等が実現されるようになっている。又、制御部２は例えば二芯通信線を介して各リモコン３，４と接続され、これにより、各リモコン３，４は給湯器１側から電源供給を受けながら送信可能とされている。

又、各リモコン３，４は、制御部、記憶部、通信部、及び、表示部等を備えて構成されている。各リモコン３，４の制御部は、主としてマイコンにより構成され、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ、及び、信号入出力回路等を備えて構成されている。そして、ＲＯＭに保持されたリモコン用の制御プログラムをＣＰＵにより実行することによって操作受付処理の他に表示制御部としても機能するようになっている。特に浴室Ｙに設置されたリモコン３の制御部を浴室用人検知装置５の一部として機能するように構成することができる。例えば、人検知処理用の制御プログラムが実行可能に保持されて後述の人検知制御部５４としても機能するようにすることができる。なお、人検知制御部５４をリモコン３の制御部とは別にマイコンを用いて主構成し、人検知装置５専用の人検知制御部５４として構成することができるし、あるいは、リモコン３と給湯装置１の制御部２との間の相互通信機能を利用して、制御部２を人検知制御部５４として機能させることもできる。

図２は浴室用人検知装置５の構成例を示す。人検知装置５は、入射する赤外線量の変化により人検知を行う焦電型赤外線センサを備えて構成されている。具体的には、図２（ａ）に示すように人検知装置５は、焦電素子５１と、光学レンズ部５２と、増幅回路を含む信号処理回路５３と、人検知か否かを判定するための人検知制御部５４とを備えて構成されている。信号処理回路５３と人検知制御部５４とにより人検知部が構成される。

焦電素子５１は例えば２つの受光電極５１１，５１１を備えたデュアル型、又は、デュアル型を２対備えたクワッド型に構成することができる。図２（ｂ）に示すのはデュアル型の焦電素子５１である。光学レンズ部５２は、浴室Ｙにおいて、焦電素子５１による人検知に適した検知領域や検知距離となるように構成されている。

例えば、光学レンズ部５２のレンズ面を左右方向及び／又は上下方向に所定形状のセグメントに分割し、分割されたセグメント毎にセグメントレンズを配置することにより構成することができる。セグメントレンズとして所定の合成樹脂製フレネルレンズを用い、光学レンズ部５２を多分割フレネルレンズとして構成することができる。なお、前記のセグメントレンズとして凸レンズを用いて構成することもできる。以上により、例えば図３に左右方向の検知エリアを示すように、所定の検知領域（例えば平面視の視野角が中心軸Ｘを挟んで左右に６０度ずつの検知領域を確保することができる。そして、この検知領域において左右方向に個別の検知エリアが放射状に並ぶようにすることにより、左右方向に移動する入浴者を確実に検知し得るように構成することができる。

前記の浴室Ｙに適した検知領域について例示すると、図４（ａ）に示すように左右方向には中心軸Ｘを挟んで左右それぞれに６０度ずつの検知領域とすることができる。特に浴室Ｙに入室する入浴者が左右方向（横方向）に移動することが主であるため、横方向の動きにより人検知を確実に行うために、左右方向に対しできる限り広い検知領域とすることが好ましい。又、図４（ｂ）に示すように上下方向には水平軸Ｈを挟んで上側に３０度、下側に１５度の検知領域とすることができる。特に、上側領域には浴室乾燥機６２の吹き出し口が領域内に入らない範囲に制限し、下側領域には浴槽６の循環アダプタ６３からの湯の吐出又は浴槽６内の水面が範囲に入らないように制限することが好ましい。

信号処理回路５３は、焦電素子５１において赤外線入射量の変化によって生じた電荷を電圧信号に変換し、この電圧信号（例えば数百μＶ程度の変化）を増幅回路で所定の増幅率（増幅倍率）で増幅し、この電圧信号出力をＡ／Ｄコンバータで変換したＡＤ値を判定電圧として人検知制御部５４に出力するように構成されている。増幅回路は例えば２つのオペアンプを用いて二段増幅回路に構成することができる。増幅率は実質的に１０００倍を下回らず、かつ、３０００倍を超えない範囲から選択することができる。本実施形態では２０００倍（６６ｄＢ）の増幅率に設定されている。

前記の増幅率範囲は、特に浴室乾燥機６２の作動に伴う誤検知を回避しつつ浴室Ｙでの人検知を正確に行い得ることを考慮して定めたものである。すなわち、図５は浴室乾燥機６２を作動させた場合の増幅回路の周波数特性の実測例を示し、これによれば、トータルゲイン６０ｄＢ（１０００倍）よりも高くすることで、もしも人検知があれば浴室乾燥機６２の作動では誤検知しない振幅レベルにすることができる。より正確には、１Ｈｚにおけるゲインのピークは６０．５ｄＢ（図５にＬで示すライン参照）であり、次式に示すように、これは１０５９倍に相当するため、１０５９倍を超える増幅倍率にすればよい。
２０・ｌｏｇＸ＝６０．５ｄＢ
Ｘ＝１０５９
又、増幅率３０００倍はほぼ７０ｄＢ（正確には６９．５ｄＢ；図５にＨで示すライン参照）に相当し、これよりも高い増幅率にすると、それに伴いノイズも大きくなって誤検知を招くおそれがある。

人検知制御部５４では、信号処理回路５３から出力された電圧信号がしきい値範囲を超えたか否かに基づいて人検知か人非検知と判定する。詳しくは、所定間隔毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に抽出した電圧信号出力がしきい値範囲を所定回数（例えば３回）連続して超えたことで、人検知と判定する。しきい値範囲とは、図６に示すように基準電圧を中心とするプラス・マイナス０．３Ｖの範囲である。このしきい値範囲とすることにより、後述の如く、浴室乾燥機６２の作動の影響（図６にＳで示す波形参照）を拾うことなく、人の動きによる電圧信号出力の変化（同図にＭで示す波形参照）によって確実に人検知を行うことができる。

そして、人検知と一旦判定した後は、電圧信号出力がしきい値範囲を超えなくても、所定の設定時間（例えば１〜５分間）は人検知との判定状態に維持し、電圧信号出力がしきい値範囲を超えない状態が前記設定時間経過するまで継続することを条件に人非検知とする、つまり人非検知と判定する。これにより、浴室Ｙ内での入浴者は、浴槽６内に浸かってじっとしている、又は、洗い場に腰掛けた状態を維持する、等のように一旦動いた後は静止状態に入るという行動様式をとるため、前記の設定時間は人の動きがなくても人検知との判定状態に維持するようにしている。これにより、人検知か人非検知かの判定を入浴者特有の行動様式に応じて確実に行うことができる。

しきい値範囲について、オペアンプの駆動電圧が３．３Ｖの場合、基準電圧として１．６５Ｖとすることができる。そして、しきい値をプラス・マイナス０．３Ｖに設定する。しきい値は、これを小さくするとノイズを拾い易くなるため、なるべく大きくとりたいものの、あまり大きくすると浴室Ｙへの人の入退室や入退浴という大きな動作を検知し難くなる。このため、浴室乾燥機６２が作動状態での増幅後の振幅に基づいてしきい値が設定されている。図６は、浴室乾燥機６２が作動状態で実測した出力波形（図７にＳで示す波形参照）を示すオシロスコープの画面を示し、その振幅は基準電圧１．６５Ｖに対してプラス・マイナス０．３Ｖの範囲内に収まっていることが分かる。従って、しきい値として、少なくともプラス・マイナス０．３Ｖの範囲を設定することで、浴室乾燥機６２の作動影響を拾うことを排除することができ、浴室Ｙ内の人検知（入退室・入退浴）を確実に行うことができるようになる。

一方、人検知装置５により人検知と判定されたとき、及び／又は、人検知装置５により人非検知と判定されたとき、この判定結果に係る情報を、リモコン３から給湯器１の制御部２に対し送信し、そして、この制御部２を介して台所Ｋ等に設置されたリモコン４に対し送信することができる。このような通信制御は、人検知制御部５４、又は、人検知制御部５４から判定結果に係る情報の送出を受けたリモコン３の制御部、あるいは、給湯装置１の制御部２からの要求に従いリモコン３の制御部から当該情報の送出を受けた制御部２のいずかにより行うことができる。そして、判定結果に係る情報を受けたリモコン４は、それらの判定結果に基づいて、浴室Ｙに人が存在すること、あるいは、入退室があったことについて、浴室外のユーザーに報知することができる。かかる報知は、リモコン４の表示部に文字情報や所定のイラスト等を表示したり、あるいは、浴室Ｙは使用中（入浴中）であることを示す表示灯を点灯させたり、することにより行うことができる。そして、人検知から所定の入浴上限時間が経過しても人非検知の判定結果がなければ、警告表示や前記表示灯を点滅にすることで、台所Ｋ等にいるユーザーに警告することができる。

なお、他の装置としてリモコン４を例示したが、リモコン以外に給湯器１の制御装置２と通信接続された、単なる表示装置等を他の装置として機能させるようにすることができる。

１給湯装置
３リモコン（浴室装置）
４リモコン（他の装置）
５浴室用人検知装置
５１焦電素子
５２光学レンズ部
５３信号処理回路（人検知部、増幅回路）
５４人検知制御部（人検知部）
Ｙ浴室

Claims

浴室に設置され、焦電素子と、前記焦電素子に対し赤外線を集光するための光学レンズ部と、前記焦電素子からの電圧信号に基づいて前記浴室内に人が存在するか否かの人検知を行うための人検知部とを備える浴室用人検知装置であって、
前記人検知部は、前記焦電素子からの電圧信号を１０００倍〜３０００倍の増幅率で増幅することで判定電圧を得るための増幅回路を備え、この増幅回路により得られる判定電圧が基準電圧プラス・マイナス０．３Ｖの範囲を超えることに基づき、前記浴室内に人が存在するとの人検知の判定を行うように構成されている、
ことを特徴とする浴室用人検知装置。
請求項１に記載の浴室用人検知装置であって、
前記人検知部は、前記人検知の判定をしたとき、この判定から所定の設定時間が経過するまでの間、前記判定電圧が前記基準電圧を中心としてプラス・マイナス０．３Ｖの範囲内を継続して維持するとき、前記浴室内には人が不存在であるとの人非検知の判定をするように構成されている、浴室用人検知装置。
請求項１又は請求項２に記載の浴室用人検知装置であって、
給湯装置と通信可能に接続された浴室装置が前記浴室に設置され、この浴室装置に当該浴室用人検知装置が設けられ、
前記人検知又は人非検知の判定に係る人検知情報を、前記浴室装置から、前記給湯装置と通信可能に接続された他の装置に通信可能に構成されている、浴室用人検知装置。