JP6533450B2 - 監視センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、居宅や施設等において人物を監視する監視センサ装置に関する。

従来より、筐体内に配置された赤外線照射型の距離センサを用いて監視対象となる人物に関する距離情報を取得し、距離情報に基づいて、監視対象となる人物の有無および呼吸や体動の有無を判定するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、複数の距離センサが配置された筐体を天井や壁に設置するとともに、距離センサからの信号を筐体外部の制御装置に送信し、制御装置で各種処理を行う。

特開２００３−２９０１５４号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置は、距離センサを単独で筐体に配置するため、距離センサへ電源を供給するための電源部や距離センサの作動を制御するための制御装置等を別途設ける必要がある。このため、距離センサや制御装置等を含む装置全体の導入には多大な手間とコストがかかる。

本発明の一態様である監視センサ装置は、一端部に電源供給用ソケットに取り付けられる口金部を有し、他端部に略円形の開口部を有する筐体と、開口部を介して筐体内に配置され、口金部を介して供給される電力により動作し、監視対象までの距離情報を取得するセンサ部と、開口部を介して筐体内に配置され、口金部を介して供給される電力により動作し、センサ部からの信号に基づき監視対象までの距離の変化量を算出するとともに、その距離の変化量に基づいて監視対象の挙動を認識する処理を行う制御部と、開口部を介して筐体内に配置され、口金部を介して供給される電力により動作する照明部と、筐体の内周面に設けられた第１ボス部に、開口部を介して取り付けられる略リング状の第１プレートと、第１ボス部よりも口金部側において筐体の内周面に設けられた第２ボス部に、開口部を介して取り付けられる第２プレートと、を備え、照明部は、第１プレートに配置される複数のＬＥＤを有し、センサ部および制御部は、第２プレートに支持されることを特徴とする。

本発明によれば、電源供給用の口金部を有する筐体内に、監視対象までの距離情報を取得するセンサ部と、センサ部からの信号に基づいて監視対象までの距離の変化量を算出するとともに、その距離変化量に基づいて監視対象の挙動を認識する制御ユニットとを配置する。したがって、監視センサ装置を構成する各部品がユニット化され、装置全体を安価にかつコンパクトに構成することができる。

本発明の実施形態に係る監視センサ装置の全体構成を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る監視センサ装置の取り付け状態を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る監視センサ装置の長手方向断面図。 図１の監視センサ装置からカバーを取り外した状態を示す斜視図。 図４の監視センサ装置からさらにＬＥＤユニットを取り外した状態を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る監視センサ装置を構成する支持プレートを斜め上方から見た斜視図。 本発明の実施形態に係る監視センサ装置を構成する制御部の構成を示すブロック図。

以下、図１〜図７を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る監視センサ装置１００の全体構成を示す斜視図であり、図２は、監視センサ装置１００の取り付け状態を示す斜視図である。監視センサ装置１００は、居宅や施設等において人物を監視するために用いられる。例えばベッド上の人物の有無、呼吸や体動の有無等、人物の挙動を認識するために用いられる。

図１，２に示すように、監視センサ装置１００は、導電性の口金部２を有する筐体１を備える。口金部２の外周面にはねじ部２ａが形成される。ねじ部２ａは、例えば壁面１０１に取り付けられたスタンド１０２の先端部のソケット１０３に螺合され、口金部２を介して監視センサ装置１００に電力が供給される。スタンド１０２は屈曲自在な可動部１０４を有し、可動部１０４を介して監視センサ装置１００の向きを変更することができる。図２に示すように、監視センサ装置１００は、下方または斜め下方に向けて取り付けられるが、以下ではこの取付け状態を基準にして、便宜上、図示のように上下方向を定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。上下方向は、監視センサ装置１００の長さ方向に相当し、監視センサ装置１００の中心を通る中心軸ＣＬは上下方向に延びる。

筐体１はアルミニウム等の金属により構成され、全体が略電球形状を呈する。すなわち、筐体１は、上端部の口金部２から離れるに従い、つまり下方にいくに従い、中心軸ＣＬから筐体１の外周面までの距離が増大する拡径部１ａを有し、中心軸ＣＬに対して対称に形成される。筐体１の外周面には、スリット状に開口された放熱部１ｂが形成される。筐体１の下端部にはカバー３が取り付けられる。カバー３は、リング部３ａとリング部３ａの内側の円板部３ｂとを有し、例えば樹脂を構成材として一体成形により形成される。なお、少なくともリング部３ａは、透光性を有する樹脂材により構成される。リング部３ａと円板部３ｂとを別体として構成することもできる。

図３は、監視センサ装置１００の長手方向断面図（中心軸ＣＬを含む断面図）であり、図４は、監視センサ装置１００からカバー３を取り外した状態を示す斜視図である。図３，４に示すように、筐体１内には、バッテリ１０（二次電池）と、ＬＥＤユニット２０と、センサユニット３０と、カメラ４０と、スピーカー５０と、マイク６０と、制御部７０とが配置される。

バッテリ１０は、例えば円柱または角柱形状のリチウムイオン電池である。筐体１の径方向中央部には、筐体１の上端側から下方にかけてバッテリ受容部１１が設けられ、バッテリ１０は、その端子部が口金部２に接触するようにバッテリ受容部１１に配置される。バッテリ１０には口金部２を介して外部から電力が供給され、バッテリ１０に蓄電される。バッテリ１０は、ケーブルを介して基板７６に接続される。基板７６は、バッテリ１０からの電力供給およびバッテリ１０への充電を制御する電源充電回路を含み、バッテリ制御部（図７）を構成する。

図５は、図４の監視センサ装置１００からさらにＬＥＤユニット２０を取り外した状態を示す斜視図である。図３，５に示すように、筐体１の内周面には、周方向複数（図では３箇所）の第１ボス部１５が突設されるとともに、第１ボス部１５と異なる位置に周方向複数（例えば３箇所）の第２ボス部１６が突設される。第１ボス部１５の下端のフランジ面１５ａは筐体１の下端部近傍に位置する。第２ボス部１６の下端のフランジ面１６ａは第１ボス部１５のフランジ面１５ａよりも奥方（図３の上方）に位置する。

図３，５に示すように、ＬＥＤユニット２０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）２５が取り付けられるパネル部材２１を有し、パネル部材２１は、第１ボス部１５のフランジ面１５ａに、ボルト１５ｂにより取り付けられる。パネル部材２１は、フランジ面１５ａに当接するリングプレート２２と、リングプレート２２の内周縁部から下方に突出する円環プレート２３とを有する。リングプレート２２の下端面には周方向に複数のＬＥＤ２５、例えば高輝度白色ＬＥＤが配置される。

第２ボス部１６のフランジ面１６ａには支持プレート１７がボルト１６ｂにより取り付けられる。支持プレート１７には、第１ボス部１５と干渉しないように切り欠き１７ａが設けられる。支持プレート１７の下面には、複数の柱状の支持部１７ｂが突設され、支持部１７ｂには、それぞれセンサユニット３０と、カメラ４０と、スピーカー５０と、マイク６０とが取り付けられる。

センサユニット３０は、例えば監視対象に向けて赤外線を照射し、その反射光を受光することで監視対象までの距離を検出する赤外線距離センサであり、赤外線の投光部３１と受光部３２とを有する。受光部３２は、所定帯域の赤外線が透過するレンズ部を有する赤外線カメラにより構成される。赤外線カメラは、監視対象までの距離だけでなく、監視対象から放射される赤外線を検出することもできる。

カメラ４０は、ＣＣＤ等の撮像素子を有し、動画および静止画を撮影可能な可視光カメラである。カメラ４０は、例えば監視カメラとして用いることができる。

スピーカー５０は、音の拡散を防止して所定範囲内の人物だけに音を伝える指向性スピーカーとすることが好ましい。マイク６０も指向性マイクとすることができる。図では、マイク６０をスピーカー５０と別体として構成しているが、スピーカー一体型のマイクとして構成してもよい。

図５に示すように、スピーカー５０は、監視センサ装置１００の径方向中央部に配置され、その周囲にセンサユニット３０（３１，３２）とカメラ４０とマイク６０とが互いに干渉しないように配置される。図４に示すように、カバー３には、センサユニット３０、カメラ４０、スピーカー５０およびマイク６０に対応した位置にそれぞれ貫通孔３ｃが開口される。

図６は、支持プレート１７を斜め上方から見た斜視図である。図６に示すように、支持プレート１７の上面には複数の柱状の支持部１７ｃが突設され、支持部１７ｃにボルトにより基板７５が取り付けられる。基板７５は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されるコンピュータである。基板７５には、コネクタを介して電源充電回路の基板７６が接続されるとともに、マルチプレクサ等の各種電子機器が接続される。さらに基板７５には、支持プレートの切り欠き１７ａまたはスリット１７ｄを通過するケーブル等を介し、支持プレート１７の下方に配置されたＬＥＤ２５とセンサユニット３０とカメラ４０とスピーカー５０とマイク６０とが接続される。筐体１内の基板７５，７６は、本実施形態に係る監視センサ装置１００の制御部７０を構成する。

図７は、制御部７０の構成を示すブロック図である。制御部７０は、バッテリ制御部７６と、ＬＥＤ制御部７７と、センサ制御部７８と、カメラ制御部７９と、音声制御部８０と、通信制御部８１とを有する。制御部７０には、スイッチ１０５と、バッテリ１０と、ＬＥＤ２５と、センサユニット３０と、カメラ４０と、スピーカー５０と、マイク６０と、通信モジュール８３とが接続される。通信モジュール８３は送受信アンテナを含み、筐体１内に配置される。通信モジュール８３は、口金部２を介して供給される電力により動作し、制御部７０と外部機器との無線通信を可能にする。

スイッチ１０５は、例えば家屋の壁面に取り付けられた照明オンオフ用スイッチであり、外部電源１０６に接続される。スイッチ１０５のオン時には外部電源１０６から監視センサ装置１００に電力が供給され、スイッチ１０５のオフ時には内部のバッテリ１０から電力が供給される。したがって、監視センサ装置１００は、スイッチ１０５のオンオフに拘らず動作可能である。

バッテリ制御部７６は、スイッチ１０５のオン時に、外部電源１０６からの電力をバッテリ１０に充電するようにバッテリ１０の動作を制御するとともに、スイッチ１０５のオフ時に、バッテリ１０から各部に電力を供給するようにバッテリ１０の動作を制御する。

ＬＥＤ制御部７７は、スイッチ１０５のオン時にＬＥＤ２５をオン（点灯）し、スイッチ１０５のオフ時にＬＥＤ２５をオフ（消灯）するようにＬＥＤ２５を制御する。

センサ制御部７８は、投光部３１から赤外線を照射し、かつ、受光部（赤外線カメラ）３２で赤外線を受光するようにセンサユニット３０の動作を制御するとともに、受光部３２からの信号に基づきセンサユニット３０から監視対象までの距離を算出する。さらに、単位時間当たりの距離の変化量を算出し、距離の変化量に基づいて監視対象の挙動を認識する処理を行う。この場合、受光部３２からの信号に基づき監視対象を特定するとともに監視対象に所定の領域を設定し、領域内のデータを抽出する。

より具体的には、まず、受光部３２で取得した監視対象までの距離情報に基づいて、監視対象たる人物の骨格（関節）を認識し、人物の骨格位置を特定する。次いで、その骨格位置に基づき人物の胸部の付近と顔の付近とにそれぞれ領域（胸部領域、顔領域）を設定し、以降、各領域における受光部３２の検出値を用いて人物の呼吸数と心拍数とを測定する。すなわち、胸部領域における単位時間あたりの距離の変化量に基づき、人物の呼吸数を算出する。また、受光部３２（赤外線カメラ）が検出した顔付近における赤外線の放出量の変化に基づき、人物の心拍数を算出する。制御部７０は、呼吸数と心拍数のいずれかが異常である場合、警報信号を発生するようにしてもよい。

カメラ制御部７９は、常時あるいは所定時間毎に人物を撮影するようにカメラ４０の動作を制御する。カメラ４０の画像信号は、通信モジュール８３を介して定期的に外部のメモリに送信され、画像データがメモリに記憶される。なお、所定時間毎に人物を撮影し、制御部７０が警報信号を発生した場合に、常時撮影するように撮影モードを切り換えてもよい。

音声制御部８０は、通信モジュール８３を介して外部機器から音声信号を入力し、この音声信号に対応した音声をスピーカー５０から出力させる処理を行う。さらに音声制御部８０は、マイク６０から入力された音声に対応した信号を、通信モジュール８３を介して外部機器に出力する処理を行う。

通信制御部８１は、制御部７０と外部機器とが無線通信するように通信モジュール８３を制御する。外部機器は例えば携帯端末（外部端末装置）であり、携帯端末と通信することで、監視センサ装置１００の各種設定および設定変更が容易に可能となる。

本実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）監視センサ装置１００は、電源供給用ソケット１０３に取り付けられる口金部２を有する筐体１と、筐体１内に配置され、口金部２を介して供給される電力により動作し、監視対象までの距離情報を取得するセンサユニット３０と、筐体１内に配置され、口金部２を介して供給される電力により動作し、センサユニット３０からの信号に基づき監視対象までの距離の変化量を算出するとともに、距離の変化量に基づいて監視対象の挙動を認識する処理を行う制御部７０とを備える。これにより監視センサ装置１００を構成する各部品が筐体１内に配置される。このため監視センサ装置１００がユニット化され、装置全体を安価にかつコンパクトに構成することができる。センサユニット３０は監視対象までの距離の変化量を算出するので、監視センサ装置１００によれば、監視対象たる人物の有無や体動、呼吸数等を検出することが可能となる。

（２）監視センサ装置１００は、筐体１内に配置され、口金部２を介して供給される電力により動作するＬＥＤユニット２０をさらに備える。これにより監視センサ装置１００をＬＥＤ照明としても用いることができる。したがって、例えばＬＥＤ照明が取り付けられた部位に、そのまま監視センサ装置１００を取り付けて、照明と同時に監視を行うことが可能である。

（３）監視センサ装置１００は、筐体１内に配置され、口金部２を介して供給される電力を充電するバッテリ１０をさらに備える。したがって、スイッチ１０５のオフにより外部電源１０６からの電源供給が断たれた場合でも、あるいは停電時であっても、バッテリ１０からの電力により監視センサ装置１００を動作させることができる。

（４）監視センサ装置１００は、筐体１内に配置され、口金部２を介して供給される電力により動作し、監視対象を撮影するカメラ４０をさらに備える。このため、例えば監視対象の挙動に異常があった場合に、その監視対象を常時監視することが可能となり、有用な情報を得ることができる。

（５）監視センサ装置１００は、筐体１内に配置され、口金部２を介して供給される電力により動作し、監視対象に向けて音声を出力するスピーカー５０をさらに備える。これにより監視対象に必要な情報を容易に伝達することができる。スピーカー５０を指向性スピーカー（例えば拡散角度が３〜５°程度の超指向性スピーカー）とすれば、監視対象である人物のみに情報を伝達することが可能となる。

（６）監視センサ装置１００は、外部端末装置と無線通信可能な通信モジュール８３をさらに備える。このため外部端末装置を介して監視センサ装置１００の設定変更等を容易に行うことができる。

（７）センサユニット３０は、監視対象までの距離情報とともに、監視対象からの赤外線の放射量を検出する赤外線カメラ（受光部３２）を有する。したがって、暗闇でも監視対象たる人物の監視が可能となるばかりか、人物の心拍数も検出することができる。

（８）筐体１は、口金部２から離れるに従い筐体１の中心軸ＣＬから筐体１の外周面までの距離が増大する拡径部１ａを有し（図２）、中心軸ＣＬに対して対称に形成される。これにより、監視センサ装置１００の外形が電球と類似の形状となり、居宅に施設等に監視センサ装置１００を違和感なく取り付けることができる。すなわち、監視センサ装置１００が監視カメラのような形態であると、監視されているとの思いから監視対象の自由な行動が抑制されるおそれがあるが、本実施形態のように監視センサ装置１００を電球形状に構成すると、そのようなおそれが減少する。

（変形例）
上記実施形態は種々の形態に変形することができる。例えば上記実施形態では、筐体１内にバッテリ１０（充電部）と、ＬＥＤユニット２０（照明部）と、センサユニット３０（センサ部）と、カメラ４０と、スピーカー５０と、マイク６０と、制御部７０と、通信モジュール８３（通信部）とを配置したが、これらの配置は一例であり、これら全てを筐体１内に配置する必要はない。すなわち、電源供給用の口金部２を筐体１に設けるとともに、少なくともセンサユニット３０と制御部７０とを筐体１内に配置するのであれば、監視センサ装置１００への電源供給が可能になるとともに、センサユニット３０により得られた距離情報に基づき監視対象の挙動を認識することが可能となる。よって、センサユニット３０と制御部７０以外の部品を筐体１の外部に配置してもよい。

上記実施形態では、センサユニット３０として赤外線カメラ（受光部３２）を用いたが、口金部２を介して供給される電力により動作し、監視対象までの距離情報を取得するセンサ部の構成はこれに限らず、例えば赤外線距離計に代えてレーザー距離計を用いてもよい。したがって、制御部７０は、口金部２を介して供給される電力により動作し、センサ部からの信号に基づき監視対象までの距離の変化量を算出するとともに、距離の変化量に基づいて監視対象の挙動を認識する処理を少なくとも行えばよく、必ずしも心拍数まで算出する必要はない。

上記実施形態では、筐体１内にＬＥＤユニット２０を配置したが、口金部２を介して供給される電力により動作するのであれば、照明部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、筐体１内にバッテリ１０を配置したが、口金部２を介して供給される電力を充電するのであれば、充電部の構成はこれに限らない。上記実施形態では、筐体１内に可視光カメラ４０を配置したが、口金部２を介して供給される電力により動作し、監視対象を撮影するのであればカメラの構成はこれに限らない。

上記実施形態では、筐体１内にスピーカー５０を配置したが、口金部２を介して供給される電力により動作し、監視対象に向けて音声を出力するのであれば、スピーカーの構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、筐体１内に通信モジュール８３を配置したが、口金部２を介して供給される電力により動作し、外部端末装置と無線通信を可能にするのであれば、通信部の構成はいかなるものでもよい。筐体１内における各部品の配置は上述したものに限らない。例えばスピーカー５０として長尺の超指向性スピーカーを用いる場合、スピーカー５０がバッテリ１０と干渉するおそれがある。この場合には、バッテリ１０との干渉を避けるために、スピーカー５０を径方向外側に位置をずらして配置し、径方向中央部には他の部品を配置してもよい。

上記実施形態では、筐体１が、口金部２から離れるに従い筐体１の中心軸ＣＬから筐体１の外周面までの距離が増大する拡径部１ａを有し、中心軸ＣＬに対して対称に形成されるようにしたが、筐体１の構成はこれに限らない。例えば筐体１をダウンライトのような形状に構成し、下端部が壁面や天井から突出しないよう壁面や天井に埋め込むようにしてもよい。スタンド１０２に可動部１０４を設けて監視センサ装置１００の向きを変更可能としたが、筐体１自体に可動部を設けることもできる。

上記実施形態では、監視センサ装置１００を壁面１０１から突設されたスタンド１０２に取り付けたが、監視センサ装置１００の口金部２に対応したソケットを有する天井等に取り付けることもできる。口金部２に対応したソケットを有する可搬式の電気スタンド等に取り付けることもできる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態および変形例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。すなわち、本発明の技術的思想の範囲内で考えられる他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上記実施形態と変形例の１つまたは複数、または変形例同士を任意に組み合わせることも可能である。

１ 筐体、１ａ 拡径部、２ 口金部、１０ バッテリ、２０ ＬＥＤユニット、３０ センサユニット、３１ 投光部、３２ 受光部（赤外線カメラ）、４０ カメラ、５０ スピーカー、７５ 制御部、８３ 通信モジュール

Claims (8)

1. 一端部に電源供給用ソケットに取り付けられる口金部を有し、他端部に略円形の開口部を有する筐体と、
   前記開口部を介して前記筐体内に配置され、前記口金部を介して供給される電力により動作し、監視対象までの距離情報を取得するセンサ部と、
   前記開口部を介して前記筐体内に配置され、前記口金部を介して供給される電力により動作し、前記センサ部からの信号に基づき監視対象までの距離の変化量を算出するとともに、該距離の変化量に基づいて監視対象の挙動を認識する処理を行う制御部と、
   前記開口部を介して前記筐体内に配置され、前記口金部を介して供給される電力により動作する照明部と、
   前記筐体の内周面に設けられた第１ボス部に、前記開口部を介して取り付けられる略リング状の第１プレートと、
   前記第１ボス部よりも前記口金部側において前記筐体の内周面に設けられた第２ボス部に、前記開口部を介して取り付けられる第２プレートと、を備え、
   前記照明部は、前記第１プレートに配置される複数のＬＥＤを有し、
   前記センサ部および前記制御部は、前記第２プレートに支持されることを特徴とする監視センサ装置。
2. 請求項１に記載の監視センサ装置において、
   前記第１プレートは、その内周面から前記開口部側に突出する略円環形状のプレート部を有することを特徴とする監視センサ装置。
3. 請求項１または２に記載の監視センサ装置において、
   前記筐体内に配置され、前記口金部を介して供給される電力を充電する充電部をさらに備えることを特徴とする監視センサ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の監視センサ装置において、
   前記開口部を介して前記筐体内に配置され、前記口金部を介して供給される電力により動作し、監視対象を撮影するカメラをさらに備え、
   前記カメラは、前記第２プレートに支持されることを特徴とする監視センサ装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の監視センサ装置において、
   前記開口部を介して前記筐体内に配置され、前記口金部を介して供給される電力により動作し、監視対象に向けて音声を出力するスピーカーをさらに備え、
   前記スピーカーは、前記第２プレートに支持されることを特徴とする監視センサ装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の監視センサ装置において、
   前記筐体内に配置され、前記口金部を介して供給される電力により動作し、外部端末装置と無線通信可能な通信部をさらに備えることを特徴とする監視センサ装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の監視センサ装置において、
   前記センサ部は、監視対象までの距離情報とともに、監視対象からの赤外線の放射量を検出する赤外線カメラを有することを特徴とする監視センサ装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の監視センサ装置において、
   前記筐体は、前記口金部から離れるに従い前記筐体の中心軸から前記筐体の外周面までの距離が増大する拡径部を有し、前記中心軸に対して対称に形成されることを特徴とする監視センサ装置。

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