JP2014219112A - Electric apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、電源の入又切等の電源の制御に連動する人体感知センサを備えた電気カーペットや電気こたつ等の電気機器の改良に関し、特に、人体感知センサの感知エリアを適切に設定して誤作動を防止することに関するものである。 The present invention relates to improvements in electrical equipment such as an electric carpet and an electric kotatsu that are equipped with a human body sensor that is linked to the control of the power source, such as turning on and off the power source, and in particular, appropriately setting the sensing area of the human body sensor. Thus, it is related to preventing malfunction.
電気カーペットや電気こたつ等の電気機器においては、これらの電気カーペット上や電気こたつ内等に人がいない場合に、不必要に電力を消費しないよう、人体感知センサを備え、人の不在時には自動的に電源をＯＦＦにしたり、節電モードに移行するように、また、使用者がわざわざ電源スイッチをＯＮに操作することなく自動的に電源をＯＮにするように設定されているものがある。 Electric appliances such as electric carpets and electric kotatsu are equipped with human body sensors to prevent unnecessary power consumption when there are no people on these electric carpets or inside the electric kotatsu, and are automatically detected when no one is present. In some cases, the power is turned off or the power saving mode is set, or the power is automatically turned on without the user having to manually turn on the power switch.
このような電気機器においては、人体感知センサとして電気機器内に組み込まれた圧力センサを使用することも考えられるが、電気機器内に圧力センサを組み込むのは製造に手間を要し、その結果、コストも要する問題がある。 In such an electric device, it is conceivable to use a pressure sensor incorporated in the electric device as a human body sensor, but incorporating the pressure sensor in the electric device requires time and effort as a result. There is also a problem that costs.
このため、比較的安価で、かつ、簡易に設置できる人体感知センサとして、人体が体温により放射する遠赤外線を感知する焦電型等の赤外線センサを使用した電気機器も提案されている（例えば、特許文献１乃至３等参照）。これらの赤外線センサを使用した電気機器においては、図４に示すように、人体を確実に感知することができるように、電気カーペット１０Ａのコーナー部等に設置され発熱温度や電源を制御するコントローラー１０ｂ内に人体感知センサ１２を取り付けて、電源機器上等の必要な範囲を広く監視することが行われる。
For this reason, as a human body sensor that is relatively inexpensive and can be easily installed, an electric apparatus using an infrared sensor such as a pyroelectric sensor that senses far-infrared radiation emitted from the human body due to body temperature has also been proposed (for example, (See
この場合、人体感知センサ１２が取り付けられたコントローラー１０ｂから最も離れた電気カーペット１０Ａの対角においても、人体を感知することが必要になるため、人体感知センサ１２により赤外線を検出することができる焦点距離をこの電気カーペット１０Ａの対角に合わせると、図４に示すように、その感知エリアＡ（図４参照）は、必然的に、人体感知センサ１２から電気カーペット１０Ａの対角までの距離を半径とする円の一部である扇形の形状となる。
In this case, since it is necessary to sense the human body even at the diagonal of the
このため、従来の赤外線センサを使用した電気機器においては、人体感知センサ１２の感知エリアＡ（図４参照）として、図４に示すように、人体の感知が必要な電気カーペット１０Ａ外の不必要な範囲も多く含まれていた。その結果、電気カーペット１０Ａ上に人がいなくても、扇形の感知エリアＡ（図４参照）に人が入っただけで電源をＯＮ状態にしてしまったり、あるいは、逆に、人が電気カーペット１０Ａ上にいなくても、電源をＯＦＦ状態としないことがある等、人体感知センサ１２の節電あるいは操作不要という本来の役割を充分に果たせないことがあった。
For this reason, in an electrical apparatus using a conventional infrared sensor, as shown in FIG. 4, the sensing area A of the human body sensor 12 (see FIG. 4) is unnecessary outside the
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点に鑑み、人体感知センサの人体感知エリアを必要な範囲に限定して人の有無を適正に感知し、使用者が操作することなく節電を確実に実現することができる電気機器を提供することにある。 In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is to limit the human body detection area of the human body detection sensor to a necessary range, appropriately detect the presence or absence of a person, and save power without the user's operation. An object of the present invention is to provide an electrical device that can be reliably realized.
本発明は、上記の課題を解決するための第１の手段として、電源と、この電源の制御に連動する人体感知センサとを備えた電気機器であって、人体感知センサの感知エリアは、電気機器の形状に略近似する所定の範囲に限定されるように設定されていることを特徴とする電気機器を提供するものである。 The present invention provides, as a first means for solving the above-described problems, an electric device including a power source and a human body sensor that operates in conjunction with the control of the power source. It is an object of the present invention to provide an electric device characterized in that it is set to be limited to a predetermined range that is approximately approximate to the shape of the device.
また、本発明は、上記の課題を解決するための第２の手段として、上記第１の解決手段において、人体感知センサは、入射される赤外線エネルギーを受光する受光素子と、この受光素子に集光するレンズとを備えた赤外線センサから成り、レンズの厚みを部分的に変更して不要な部分の受光感度を低下させることにより、感知エリアを限定していることを特徴とする電気機器を提供するものである。 According to the present invention, as a second means for solving the above-described problem, in the first solving means, the human body detection sensor includes a light receiving element that receives incident infrared energy, and a light collecting element. An electrical device comprising an infrared sensor having a light-emitting lens, wherein the sensing area is limited by partially changing the thickness of the lens to reduce the light receiving sensitivity of unnecessary portions. To do.
本発明は、上記の課題を解決するための第３の手段として、上記第１の解決手段において、人体感知センサは、入射される赤外線エネルギーを受光する受光素子と、この受光素子に集光するレンズとを備え、複数の方向に対する感知ゾーンを有する赤外線センサから成り、赤外線センサは、各検知ゾーン毎に必要な感度に調整して、感知エリアを限定していることを特徴とする電気機器を提供するものである。 According to the present invention, as a third means for solving the above-described problem, in the first solving means, the human body detection sensor receives a light receiving element that receives incident infrared energy, and focuses the light on the light receiving element. Comprising an infrared sensor having a sensing zone for a plurality of directions, wherein the infrared sensor is adjusted to a sensitivity required for each sensing zone to limit a sensing area. It is to provide.
本発明は、上記の課題を解決するための第４の手段として、上記第３の解決手段において、赤外線センサは、各感知ゾーン毎に対応するレンズ部分の厚みを調整することにより、又は、各感知ゾーン毎に対応する受光素子の感度を調整することにより、赤外線エネルギーを感知できる距離を各感知ゾーン毎に調整して、感知エリアを限定していることを特徴とする電気機器を提供するものである。 According to the present invention, as a fourth means for solving the above-described problem, in the third solving means, the infrared sensor adjusts the thickness of the lens portion corresponding to each sensing zone, or To provide an electric device characterized by adjusting the distance of sensing infrared energy for each sensing zone by adjusting the sensitivity of the light receiving element corresponding to each sensing zone, thereby limiting the sensing area. It is.
本発明は、上記の課題を解決するための第５の手段として、上記第３又は第４のいずれかの解決手段において、赤外線センサは、感知すべき距離が長い感知ゾーン程感度を高く、感知すべき距離が短い感知ゾーン程感度を低く設定することを特徴とする電気機器を提供するものである。 According to the present invention, as a fifth means for solving the above-described problems, in any of the third or fourth solving means, the infrared sensor has a higher sensitivity as the sensing zone has a longer distance to be sensed. It is an object of the present invention to provide an electric device characterized in that the sensitivity is set lower as the sensing zone has a shorter distance.
本発明は、上記の課題を解決するための第６の手段として、上記第１の解決手段において、人体感知センサは、入射される赤外線エネルギーを受光する受光素子と、受光素子に集光するレンズとを備えた赤外線センサから成り、レンズの集光面にフィルタリングをして集光範囲を制限することにより、感知エリアを限定していることを特徴とする電気機器を提供するものである。 According to the present invention, as a sixth means for solving the above-described problem, in the first solving means, the human body sensor includes a light receiving element that receives incident infrared energy, and a lens that condenses the light receiving element. The electrical device is characterized in that the sensing area is limited by filtering the light condensing surface of the lens to limit the light converging range.
本発明は、上記の課題を解決するための第７の手段として、上記第１乃至第６のいずれかの解決手段において、電気機器は電気カーペットであり、人体感知センサは、電気カーペットの隅部付近に取り付けられて、電気カーペットの外形に略近似する範囲に感知エリアが限定されていることを特徴とする電気機器を提供するものである。 According to the present invention, as a seventh means for solving the above-described problem, in any one of the first to sixth solving means, the electric device is an electric carpet, and the human body detection sensor is a corner portion of the electric carpet. It is an object of the present invention to provide an electric device characterized in that a sensing area is limited to a range that is attached in the vicinity and is approximately approximate to the outer shape of the electric carpet.
本発明によれば、上記のように、人体感知センサの感知エリアを、感知が必要な電気機器の形状に略近似する所定の範囲に限定されるように設定しているため、人の有無を適正に感知して、使用者が電気カーペット等の電気機器の上等にいる場合にのみ電気機器を作動させることができるため、使用者が操作することなく電源をＯＦＦ状態にしたり、節電モードにする等電気機器の電源を的確に制御して節電を確実に実現することができる実益がある。 According to the present invention, as described above, since the sensing area of the human body sensor is set to be limited to a predetermined range that approximately approximates the shape of the electrical device that needs to be sensed, It can be properly sensed and can be activated only when the user is on top of an electrical device such as an electric carpet, so the user can turn off the power without any operation or enter power saving mode. There is an actual advantage that power saving can be realized by accurately controlling the power source of electrical equipment.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明すると図１乃至図３は、本発明の電気機器１０を示し、この電気機器１０は、図示の実施の形態では、電気カーペット１０Ａであるのが示されている。但し、本発明の電気機器１０は、電気カーペット１０Ａに限定されるものではなく、他に、例えば、電気こたつ等の所定の範囲内に人がいる場合にのみ、使用者が操作することなく電源を制御することが必要な電気機器１０として、実施することができる。
The embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1 to 3 show an
この電気機器１０である電気カーペット１０Ａは、図１乃至図３に示すように、カーペット本体１０ａと、このカーペット本体１０ａの隅部（コーナー）に設けられたコントローラー１０ｂとから成っている。このコントローラー１０ｂは、図示しない電源と、この電源の制御に連動する人体感知センサ１２とを備え、発熱温度や電源を制御するものである。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
カーペット本体１０ａは、この電源に接続されて、通電により発熱する図示しない発熱体を有し、電源のＯＮ又はＯＦＦにより発熱やその停止、又は、電源からの電流を制御することにより所定の温度への調整や節電モード等の設定された各種モードに切り替わる。
The
人体感知センサ１２は、図１乃至図３に示すように、コントローラー１０ｂのうち、カーペット本体１０ａの隅部において、対角に存在する他の隅部を向くようにして配置されている。この人体感知センサ１２としては、入射される赤外線エネルギーを受光する受光素子と、この受光素子に集光するレンズとを備えた焦電型の赤外線センサ１２Ａを使用することができる。この赤外線センサ１２Ａは、人体が体温により放射する遠赤外線を、レンズにより受光素子に集め、入射された赤外線エネルギーを受光素子で熱に変換し、受光素子の焦電効果によって誘起される電荷を電気信号として取り出すものであり、人体が動くことにより生じる赤外線エネルギー量の分布の変化を感知することにより、人の存在を感知する。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
この赤外線センサ１２Ａから成る人体感知センサ１２が、人の存在を感知している場合には、コントローラー１０ｂにおいて、通電や発熱が必要であると判断し、一方、例えば、所定時間人の存在を感知しない場合には、人が不在であると判断して、コントローラー１０ｂにおいて、通電及び発熱が不要であると判断して、電源をＯＦＦ状態（切）としたり、電流を制御して節電モードなどに自動的に切り替える。なお、受光素子としては、例えば、強誘電体の単結晶（タンタル酸リチウム単結晶（ＬｉＴａＯ３））や、セラミックス（チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等を使用することができる。
When the human
本発明においては、この人体感知センサ１２の感知エリアＡ（図１乃至図３参照）は、電気機器１０である電気カーペット１０Ａの形状に略近似する所定の範囲に限定されるように設定されている。ここに、電気機器１０の形状に略近似する所定の範囲とは、電気機器１０の形状と完全に一致する必要まではないが、電気機器１０上に人が全くいない場合にまで反応しないように、図４に示すような人一人が完全に入り込むことができる程の不要な感知エリアが存在しないレベルに感知エリアが限定されていることをいう。
In the present invention, the sensing area A (see FIGS. 1 to 3) of the
（１．第１の実施の形態）
この場合、具体的には、受光素子に集光するレンズの厚みを部分的に変更することによりレンズの各方向毎に感知距離を異ならせて、不要な部分の受光感度を低下させることにより、図１に示すように、感知エリアＡ（図１参照）が、電気機器１０である電気カーペットの形状に略近似するように、限定することができる。
(1. First embodiment)
In this case, specifically, by changing the sensing distance for each direction of the lens by partially changing the thickness of the lens condensing on the light receiving element, and reducing the light receiving sensitivity of unnecessary portions, As shown in FIG. 1, the sensing area A (see FIG. 1) can be limited so as to approximately approximate the shape of the electric carpet that is the
この場合、例えば、レンズの各指向方向毎にレンズの外形曲面の曲面半径を必要な範囲で異ならせる等して、レンズの厚みを電気機器１０の形状に対応して変化させることにより、電気機器１０の外形以上の距離における赤外線をできるだけ検出しないように設定し、感知エリアＡ（図１参照）を限定することができる。このようなレンズとしては、例えば、フレネルレンズを使用することができ、これを電気機器１０の外形に合わせて各指向方向毎に感知距離を設定することにより対応することができる。
In this case, for example, by changing the curved surface radius of the outer curved surface of the lens in a necessary range for each directivity direction of the lens, the thickness of the lens is changed in accordance with the shape of the
このように、人体感知センサ１２の感知エリアＡ（図１参照）を、図１に示すように、感知が必要な電気機器１０である電気カーペット１０Ａの形状に略近似する所定の範囲に限定されるように設定しているため、人の有無を適正に感知して、使用者が電気カーペット１０Ａ等の電気機器１０の上等にいる場合にのみ電気機器１０を作動させることができるため、使用者が操作することなく電源をＯＦＦ状態にしたり、節電モードにする等電気機器１０の電源を的確に制御して節電を確実に実現することができる。
Thus, as shown in FIG. 1, the sensing area A (see FIG. 1) of the
（２．第２の実施の形態）
また、人体感知センサ１２の他の実施の形態として、図２に示すように、複数の方向に対する感知ゾーンａ１〜ａ９（図２参照）を有する赤外線センサ１２Ａを使用する場合においては、図２に示すように、この赤外線センサ１２Ａの受光感度を、各感知ゾーンａ１〜ａ９（図２参照）毎に必要な感度に調整して、この感知ゾーンａ１〜ａ９の合計エリアとしての感知エリアＡ（図２参照）を限定することもできる。
(2. Second Embodiment)
Further, as another embodiment of the
具体的には、図２に示すように、赤外線エネルギーを感知できる距離を各感知ゾーンａ１〜ａ９毎に調整して、感知エリアＡ（図２参照）を限定することができる。この場合、その方法として、各感知ゾーンａ１〜ａ９毎に対応するレンズ部分の厚みを調整することにより、又は、各感知ゾーンａ１〜ａ９毎に対応する受光素子の感度を調整することにより、対応することができる。 Specifically, as shown in FIG. 2, the sensing area A (see FIG. 2) can be limited by adjusting the distance at which infrared energy can be sensed for each of the sensing zones a1 to a9. In this case, as the method, it is possible to adjust by adjusting the thickness of the lens portion corresponding to each sensing zone a1 to a9, or by adjusting the sensitivity of the light receiving element corresponding to each sensing zone a1 to a9. can do.
また、この場合、赤外線センサは、図２に示すように、感知すべき距離が長い感知ゾーン（例えば、コントローラー１０ｂの対角方向に延びる検知ゾーンａ４（図２参照））程、感度を高く、一方、感知すべき距離が短い感知ゾーン（例えば、コントローラー１０ｂから延びる短辺方向に延びる検知ゾーンａ９（図２参照））程、感度を低く設定することにより、感知エリアＡ（図２参照）を電気機器１０である電気カーペット１０Ａの外形に略近似する所定の範囲に限定することができる。なお、この図２に示すように、人体感知センサ１２は、電気機器１０のすべての面上をカバーする必要はなく、人体の動きを検出できる範囲内であれば、複数の方向に対する感知ゾーンａ１〜ａ９の間に間隙があっても良い。
In this case, as shown in FIG. 2, the infrared sensor has a higher sensitivity as a sensing zone having a longer distance to be sensed (for example, a sensing zone a <b> 4 (see FIG. 2) extending in a diagonal direction of the
（３．第３の実施の形態）
更に、人体感知センサ１２の更に他の実施の形態として、図３に示すように、レンズの集光面にフィルタリングをして集光範囲を制限することにより、感知エリアＡ（図３参照）を限定することもできる。この場合、レンズの表面にシボ加工やマスキングをすることにより、不要な感知エリアを、感知対象から除外することにより対応することができる。
(3. Third embodiment)
Further, as still another embodiment of the
従って、この図３に示す実施の形態は、レンズ自体の形状に特殊な設定をすることなく対応することができるため、図４に示す従来からの既存のレンズを有する赤外線センサ１２Ａに適用して、感知エリアＡ（図３参照）を簡易に必要な範囲に限定することができる。
Therefore, since the embodiment shown in FIG. 3 can cope with the shape of the lens itself without special setting, it is applied to the
本発明は、電気カーペット１０Ａの他、電気こたつ等の所定の範囲内に人がいる場合に作動させることが必要な電気機器１０に広く適用することができる。
In addition to the
１０ 電気機器
１０Ａ 電気カーペット
１０ａ カーペット本体
１０ｂ コントローラー
１２ 人体感知センサ
１２Ａ 赤外線センサ
Ａ 感知エリア
ａ１〜ａ９ 感知ゾーン
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| JP2013096315A JP2014219112A (en) | 2013-05-01 | 2013-05-01 | Electric apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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2013
- 2013-05-01 JP JP2013096315A patent/JP2014219112A/en active Pending
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