JP6843542B2

JP6843542B2 - 超音波センサを用いて人を検知する装置、方法及びプログラム

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Publication number: JP6843542B2
Application number: JP2016150360A
Authority: JP
Inventors: 横山　純之輔; 純之輔横山; 羽田　学; 学羽田; 祐輔堀下; 福島　道雄; 道雄福島
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Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2021-03-17
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Description

本発明は、超音波センサを用いた人体検知において、外来ノイズによる誤検知を防止する技術に関する。

近年、プリンタなどの電子機器には、当該電子機器から人体までの距離を計測してユーザであるか通行人であるかを判別する人感センサ機能が搭載されるものも多い。この人感センサ機能を実現するためのセンサとしては例えば超音波センサが用いられる（特許文献１参照）。

特開２０１５−１９５５４８号公報

超音波センサは、超音波を放射し戻ってくる反射波を受信して物体を検知するセンサである。この超音波センサで人体を検知する際に、受信した反射波が人体に因るものでないにも関わらず、人体と誤って検知してしまう場合がある。人体でないものを人体と誤検知しまうケースとしては、例えば金属がぶつかる音やスプレー缶から中身を噴出している音といったいわゆる外来ノイズを検出した場合が挙げられる。

また、温度が急激に変化する空間内では、超音波センサから放射される超音波が屈折することから、放射された超音波（直接波）及びその反射波が安定せず、これを人が移動しているものとして誤検知してしまうこともある。

本発明に係る情報処理装置は、超音波の出力を開始してから所定時間経過した後に、超音波の出力を停止し、出力した超音波の反射波を受信する動作を繰り返し実行する超音波センサと、前記超音波センサが一定時間おきに受信した前記反射波の測定結果から、前記超音波の出力を停止してから前記反射波を受信するまでの時間に相当する距離の変化及び前記受信した前記反射波の振幅の変化に基づいて、前記情報処理装置の電力状態を、第１電力状態から前記第１電力状態より消費電力が大きい第２電力状態に移行させる電力制御手段と、前記測定結果において、今回の測定で受信した反射波の振幅が、予め定めた基準となる振幅以上である場合であって、かつ、当該今回の測定で受信した反射波についての前記距離が、当該今回の測定の前の測定である前回の測定で受信した反射波についての前記距離より近いと判定されるたびに計数する第１のカウンタと、前記測定結果において、当該今回の測定で受信した反射波の最大振幅が、前記予め定めた基準となる振幅以上である場合であって、かつ、当該今回の測定で受信した反射波の振幅についての前記距離が複数取得されるたび、及び、当該今回の測定で受信した反射波の振幅が、前記予め定めた基準となる振幅以上である場合であって、当該今回の測定で受信した反射波についての前記距離が、当該前回の測定で受信した反射波についての前記距離と同じであると判定され、かつ、当該今回の測定で受信した反射波の振幅が、当該前回の測定で受信した反射波の振幅より低いと判断されるたびに、計数し、そのカウンタ値が第２の所定値以上になった場合に、前記第１のカウンタを初期化する第２のカウンタと、を備え、前記電力制御手段は、前記第１のカウンタのカウンタ値が第１の所定値以上になった場合に、前記情報処理装置の電力状態を、前記第１電力状態から前記第２電力状態に移行させることを特徴とする。

本発明によれば、上述した誤検知の要因となるような外来ノイズが発生していたり、検知エリア内に温度差があるような環境下でも、超音波センサによる誤検知を防ぐことができる。

人感センサ機能を搭載した多機能プリンタ（ＭＦＰ）の概略ブロック図である。ＭＦＰが備える各部の詳細を示すブロック図である。人感センサ部の検知エリアを示す図である。ＭＦＰに正面からユーザが近づく場合の超音波センサの検出結果を時系列に示す表である。ＭＦＰに横からユーザが近づく場合の超音波センサの検出結果を時系列に示す表である。ＭＦＰの前を人が横切る場合の超音波センサの検出結果を時系列に示す表である。ＭＦＰの周囲に超音波の外来ノイズが発生した場合の超音波センサの検出結果を時系列に示す表である。ＭＦＰの周囲に温度差がある場合の超音波センサの検出結果を時系列に示す表である。各状況における、超音波センサの検出結果をまとめた図である。超音波センサの測定結果に基づくユーザ検知制御の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施例は本発明を限定するものではなく、また、本実施例で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。なお、同一の構成については、同じ符号を付して説明する。

図１は、本実施例に係る、人感センサ機能を搭載した電子機器としての多機能プリンタ（MFP：Multi Function Printer）の概略ブロック図である。ＭＦＰ１０は、プリント機能、スキャナ機能、コピー機能、ＦＡＸ機能などの複数の機能を備える。
ＭＦＰ１０は、電源部１００、メインコントローラ２００、スキャナ部３００、プリンタ部４００、操作部５００、及び人感センサ部６００で構成される。ＭＦＰ１０は、電力モードとして少なくとも２つのモード、具体的には、コピー動作やスキャン動作といったＭＦＰ１０の通常動作を実行可能な状態であるスタンバイモードと、当該スタンバイモードより消費電力を抑えたスリープモードとを有する。例えば、一定時間経過してもＭＦＰ１０がユーザによって使用されない場合に、メインコントローラ２００が電源部１００を制御して上記電力モードをスタンバイモードからスリープモードへと移行させる。スリープモード時には、スキャナ部３００やプリンタ部４００などへの電源供給が停止し、メインコントローラ２００と操作部５００についても一部を除き電源供給が停止される。このスリープモード中においても人感センサ部６００は動作可能な状態に置かれ、ＭＦＰ１０のユーザが所定範囲内にいるかどうかを検知して、スリープモードからスタンバイモードへと復帰する制御がなされる。

図２は、ＭＦＰ１０が備える上記各部（電源部１００、メインコントローラ２００、スキャナ部３００、プリンタ部４００、操作部５００、人感センサ部６００）の詳細を示すブロック図である。

スキャナ部３００は、不図示のＡＤＦ（Auto Document Feeder）等にセットされた原稿を光学的に読み取って画像データを生成する。スキャナ部３００は、スキャナ制御部３２１とスキャナ駆動部３２２とで構成される。スキャナ駆動部３２２は、原稿を読み取る読取ヘッドを移動させる駆動機構や、原稿を読取位置まで搬送するための駆動機構などを含む。スキャナ制御部３２１は、ユーザによって設定されたスキャナ処理に関する設定情報をメインコントローラ２００から受信し、当該設定情報に基づいてスキャナ駆動部３２２の動作を制御する。

プリンタ部４００は、例えば電子写真方式に従って記録媒体（用紙）に画像を形成する。プリンタ部４００は、プリンタ制御部４２１とプリンタ駆動部４２２とで構成される。プリンタ駆動部４２２は、感光ドラムを回転させるモータ、定着器を加圧するための機構部、ヒータなどを含む。プリンタ制御部４２１は、ユーザによって設定されたプリント処理に関する設定情報をメインコントローラ２００から受信し、当該設定情報に基づいてプリンタ駆動部４２２の動作を制御する。

メインコントローラ２００は、ＭＦＰ１０を統括的に制御する機能を有し、そのための構成（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなど）を備える。メインコントローラ２００は、例えばＦＡＸ回線から入力された画像データに対して必要な画像処理を行って出力したり、操作部５００へのユーザ指示に応じてコピー・スキャン・プリントといった各種動作を実行したりする。また、メインコントローラ２００は、電源部１００を制御して上述の電力モードの切り替えも行う。

また、メインコントローラ２００の内部は、スリープモード中も動作可能な状態を維持する必要のある電源系統１と、スリープモード中は動作可能な状態を維持する必要のない電源系統２の少なくとも２種類の系統に分かれている。電源I/F２０１から電源供給を受けた内部電源生成部２０２によって電源系統１に対しては常に電力が供給される。電源系統１は、スリープモード中であっても、ＦＡＸ受信やネットワークを介してプリント要求があった場合に反応できるように、電源制御部２１１とＦＡＸコントローラ２１３とＬＡＮコントローラ２１２が接続される。一方、電源系統２には、起動時に必要なプログラム等を格納するＲＯＭ２２６、コピー等の動作時に必要な画像処理を行う画像処理部２２２の他、スキャナI/F２２３、プリンタI/F２２４、ＨＤＤ２２５が接続される。これら電源系統２に接続された各部には、スリープモード時には電力が供給されない。電源制御部２１１は、スリープモード中にその接続先の中から割り込み信号Ａ〜Ｃのいずれかが入力されると、内部電源生成部２０２を制御して電源系統２に電力を供給し、スリープモードからスタンバイモードへと移行させる。

ここで、割り込み信号Ａは、ＦＡＸコントローラ２１３がＦＡＸ回線からＦＡＸ受信すると、それに応じて出力される信号である。割り込み信号Ｂは、ＬＡＮコントローラ２１２がＬＡＮからプリントジョブパケットや状態確認パケットを受信すると、それに応じて出力される信号である。割り込み信号Ｃは、操作部５００内部のマイコン５１４から出力される信号であり、人感センサ部６００がユーザを検知した場合や節電ボタン５１２が押下された際に出力される信号である。これら割り込み信号Ａ〜Ｃによってメインコントローラ２００内の電源系統２への電力供給が開始すると、スリープモード移行前の状態にＭＦＰ１０を復帰させるための状態情報を、常にセルフリフレッシュ動作を行っていたＲＡＭ２１４からＣＰＵ２２１が読み出す。その後、スタンバイモードへと復帰すると、割り込み信号Ａ〜Ｃの復帰要因に応じた処理がＣＰＵ２２１によって行われる。

操作部５００は、ＬＣＤパネルとタッチパネルが一体になったＬＣＤタッチパネル部５２４と、テンキーやスタートキーなどのユーザのキー操作を検知するキー部５１５とブザー５２６を有する。ＬＣＤタッチパネル部５２４には、ＬＣＤコントローラ５２３によって、メインコントローラ２００で生成されたＵＩ画面の画像データが描画される。ＬＣＤタッチパネル部５２４に表示されたＵＩ画面をユーザが触れて操作すると、タッチパネルコントローラ５１６が、ユーザが触れた箇所の座標データを解析してマイコン５１４へ通知し、マイコン５１４はさらにＣＰＵ２１１へそれを通知する。マイコン５１４は、キー部５１５に対するユーザ操作の有無を定期的に確認し、ユーザ操作があった場合、ＣＰＵ２２１へそれを通知する。ＬＣＤタッチパネル部５２４やキー部５１５へのユーザ操作があったことの通知を受けたＣＰＵ２２１は、操作内容に応じてＭＦＰ１０を動作させる。

操作部５００には、通知ＬＥＤ５２７、主電源ＬＥＤ５１１、節電ＬＥＤ５１３といった複数種類のＬＥＤが内蔵されている。主電源ＬＥＤ５１１は、ＭＦＰ１０の主電源が入っている際に常に点灯するＬＥＤである。通知ＬＥＤ５２７は、マイコン５１４によって制御され、ジョブ実行中やエラー発生などのＭＦＰ１０の状態をユーザに通知するためのＬＥＤでる。操作部５００の内部も、スリープモード中も動作可能な状態を維持する必要のある電源系統１と、スリープモード中は動作可能な状態を維持する必要のない電源系統２の少なくとも２種類の系統に分かれている。電源系統１には、マイコン５１４、主電源ＬＥＤ５１１、節電ボタン５１２、節電ＬＥＤ５１３、タッチパネルコントローラ５１６、キー部５１５が接続され、スリープモード中も電力が供給される。電源系統２には、ＬＣＤコントローラ５２３、ＬＣＤタッチパネル部５２４、ブザー５２６、通知ＬＥＤ５２７が接続され、スリープモード中は電力供給が停止される。

人感センサ部６００は、スリープモード中も電力が供給される電源系統１に接続され、スリープモード中でも超音波センサ６１０によって人の動きを検知することができる。すなわち、超音波センサ６１０の状態をマイコン５１４が定期的に読みとって処理することによって人の動きを検知する。本実施例では、超音波センサ６１０として、超音波の放射（発振出力）と受信の動作を一つの素子で行うタイプのセンサを前提としているが、放射用と受信用の素子が別々で構成されるタイプのセンサあってもよい。

マイコン５１４は、ＣＰＵ、メモリ、タイマなどを１つのチップに組み込んだ小型の制御用コンピュータで、マイクロコントローラの略である。マイコン５１４は、超音波センサ６１０に超音波の発振出力信号を一定時間入力し、その後に超音波センサ６１０に入力される反射波の検出結果を処理して人体（ユーザ）の存在を判断する。そして、ＭＦＰ１０の使用意図が推認される人としてのユーザが居ると判断した場合に割り込み信号Ｃを電源制御部２１１へ出力する。これらの処理は内部ＣＰＵが内部ＲＯＭに格納された制御プログラムを読み出して実行することによって実現される。電源制御部２１１は、割り込み信号Ｃを受けると電源部１００を制御して、スリープモードからスタンバイモードへと復帰させる。なお、人感センサ部６００への電源供給を電源部１００から直接行ってもよい。また、本実施例においてマイコン５１４は操作部５００に組み込まれており、ＭＦＰ１０と一体化されているが、以下で説明する超音波センサ６１０の測定結果に基づくユーザ検知制御を行う機構を、ＭＦＰ１０とは独立した装置として構成してもよい。

図３は、人感センサ部６００の検知エリアを示す図である。人感センサ部６００は、超音波センサ６１０から所定の周波数（例えば40KHz）の超音波を放射して、物体に当たって戻ってきた反射波を受信し、放射から受信までに要した時間に基づき、物体までの距離を推定する。図３の（ａ）はＭＦＰ１０を上面から見た図、同（ｂ）は側面から見た図であり、扇形の部分６２０が検知エリアを示している。本実施例では、人感センサ部６００（超音波センサ６１０）の検知エリアを、ＭＦＰ１０の正面（或いは正面のやや下向き）に設定し、人体に当たって反射した超音波を検知するようにしている。そして、検知エリア６２０は２段階で、つまり、ＭＦＰ１０の筐体から約2m離れた位置よりも近い距離に存在する人を第１段階として、筐体の約50cm手前で筐体幅と同じ幅の領域内に存在する人を第２段階として、検知可能に設定されているものとする。

＜検知態様１＞
図４は、ＭＦＰ１０に正面からユーザが近づく場合における、ＭＦＰ１０と人体との位置関係及び超音波センサ６１０による検出結果を時系列に示す表である。表の上段は床に対して水平方向から見た場合のＭＦＰ１０から人体までの距離を示し、表の中段は床に対して垂直方向から俯瞰で見た場合のＭＦＰ１０と人体と位置関係を示している。図４の表において、ｔ１は検知エリア６２０内のエリアＡ１に人が侵入した時点、ｔ２はエリアＡ１内を人が移動してさらに近づいた時点、ｔ３はエリアＡ２内に侵入しＭＦＰ１０の前に到着した時点、ｔ４はＭＦＰ１０の使用が開始された時点、をそれぞれ表している。超音波センサ６１０の検出結果には、直接波と反射波が現れる。超音波センサ６１０は、超音波を一定時間放射して一定時間経過した後に放射を停止し、超音波センサ６１０に入力される超音波の音圧強度を電圧（振幅）Ｖ_dtとして検出する。まず、超音波を放射した直後にはセンサ自体にその振動が残っているため直接波の振幅が必ず検出される。そして、物体からの反射波がある場合には、直接波に加えて反射波の振幅が検出されることになる。図４の表の下段に示す各グラフにおいて、横軸は直接波が出力されてからの経過時間、縦軸は検出された反射波の振幅を表している。以下、図４の表に基づき詳しく説明する。

まず、検知アリア６２０において第１段階で人体を検知するエリアＡ１にユーザが侵入したｔ１の時点では、振幅Ｖ_dtが検出される。このとき、直接波が出力されてから下向きの矢印で示すまでの時間が経過した時点で振幅Ｖ_dtが検出される。この下向き矢印で示すまでの時間は超音波が放射されてから人体に反射して戻ってくるまでの往復に要した時間であるから、超音波センサ６１０から人体までの距離に相当する。よって、以降の説明では、超音波を放射してから反射波を検出するまでに要した時間＝距離Ｄ_dtとして記述することとする。

図４の表に示すとおり、予め決めた基準となる距離Ｄ_thよりも遠い距離で反射波を検出するとエリアＡ１に人が居ると判断され、基準距離Ｄ_thよりも近い距離で反射波を検出するとエリアＡ２に人が居ると判断される。上述の通り、本実施例において基準距離Ｄ_th＝約50cmとしている。ここで、エリアＡ１内に人が侵入した時点（ｔ１）では、反射波が拡散して全ての反射波を受信できないため、振幅Ｖ_dtは減衰して小さい。ｔ１の時点から人が移動してＭＦＰ１０へ近付いたｔ２の時点では、距離Ｄ_dtはより近くなり、そのときの振幅Ｖ_dtもより大きな値に変化する。ここで、上述の基準距離Ｄ_thの時に検出される反射波の振幅が、基準振幅Ｖ_thとして予め設定されているものとする。そして、ｔ１とｔ２の時点では、検出距離Ｄ_dtが、基準距離Ｄ _th 未満でなく、検出距離Ｄ _dt の時の検出振幅Ｖ_dt が、基準振幅Ｖ_thを超えていない。つまり、ｔ１とｔ２の時点では、検知エリア６２０内で人体が検知されているものの、ＭＦＰ１０の使用意図が推認されるユーザは未だ存在しないと判断されて、スリープモードが維持される。

そして、ｔ２の時点から人がさらに移動してＭＦＰ１０により近接した位置であるエリアＡ２内に侵入したｔ３の時点では、検出距離Ｄ_dtは基準距離Ｄ_thよりも近くなっており、検出振幅Ｖ_dtも基準振幅Ｖ_thより大きくなっている。その後、ｔ３の時点から一定時間が経過したｔ４の時点において、検出距離Ｄ_dtが基準距離Ｄ_thよりも近く、かつ、検出振幅Ｖ_dtが基準振幅Ｖ_thよりも大きければ、ＭＦＰ１０はスリープモードを解除する。すなわち、ｔ３の時点の状態が一定時間（例えば500msec）継続していれば、ＭＦＰ１０の使用意図が推認されるユーザが存在すると判断されて、電力モードがスリープモードからスタンバイモードへと切り替わる。

＜検知態様２＞
図５は、ＭＦＰ１０に横からユーザが近づく場合における、ＭＦＰ１０と人体との位置関係及び超音波センサ６１０による検出結果を時系列に示す表である。図５の表において、ｔ１は検知エリア６２０内のエリアＡ２に人が侵入した時点、ｔ２はエリアＡ２内で身体の向きをＭＦＰ１０に向けて変え始めた時点、ｔ３はＭＦＰ１０にほぼ向き終わった時点、ｔ４はＭＦＰ１０の使用が開始された時点、をそれぞれ表している。この検知態様２の場合、ｔ１の時点で、装置面前であるエリアＡ２内で人が検知されている。よって、ｔ１の時点で、反射波の検出距離Ｄ_dtは基準距離Ｄ_thよりも近く、検出振幅Ｖ_dtも基準振幅Ｖ_thより大きい。そして、ｔ２及びｔ３の時点でも、検出距離Ｄ_dtは基準距離Ｄ_thよりも近いままであり、検出振幅Ｖ_dtも基準振幅Ｖ_thより大きいままである。その後、ｔ３の時点から一定時間が経過したｔ４の時点においても、検出距離Ｄ_dtが基準距離Ｄ_thよりも近いままで、かつ、検出振幅Ｖ_dtが基準振幅Ｖ_thより大きいままであれば、ＭＦＰ１０はスリープモードを解除する。すなわち、ＭＦＰ１０の使用意図が推認されるユーザが存在すると判断されて、電力モードがスタンバイモードに移行される。

＜検知態様３＞
図６は、ＭＦＰ１０の前を人が横切る（通り過ぎる）場合における、ＭＦＰ１０と人体との位置関係及び超音波センサ６１０による検出結果を時系列に示す表である。図６の表において、ｔ１は検知エリア６２０内のエリアＡ２に人が侵入した時点、ｔ２はエリアＡ２内をさらに直進した時点、ｔ３はエリアＡ２を出てエリアＡ１に移動した時点、ｔ４は人が検知エリア６２０から出た時点、をそれぞれ表している。この検知態様３の場合、ｔ１の時点で、検知態様２と同様、装置面前であるエリアＡ２内で人が検知されている。よって、ｔ１の時点で、反射波の検出距離Ｄ_dtは基準距離Ｄ_thより近く、検出振幅Ｖ_dtも基準振幅Ｖ_thより大きい。そして、ｔ２の時点でも、検出距離Ｄ_dtは基準距離Ｄ_thより近いままであり、検出振幅Ｖ_dtも基準振幅Ｖ_thより大きいままである。ここまでは検知態様２の場合と同じである。ところが、ｔ３の時点では、人がＭＦＰ１０の前から離れ始めエリアＡ２を出ているため、反射波の検出距離Ｄ_dtは基準距離Ｄ_thよりもわずかに遠くなっており、検出振幅Ｖ_dtも若干小さくなっている。その後、ｔ３の時点から一定時間が経過したｔ４の時点において、人がＭＦＰ１０からさらに離れていくと、検出距離Ｄ_dtは基準距離Ｄ_thよりかなり遠くなり、検出振幅Ｖ_dtもさらに小さくなる。この場合、ＭＦＰ１０の使用意図が推認されるユーザは存在しないと判断されて、ＭＦＰ１０はスリープモードを継続することになる。

＜検知態様４＞
図７は、周囲に超音波の外来ノイズが発生した場合における、ＭＦＰ１０の周辺状況及び超音波センサ６１０による検出結果を時系列に示す表である。ここで、外来ノイズとは、超音波センサ６１０から放射される超音波と同じ４０ＫＨｚ前後の周波数を含む雑音で、例えば、金属がぶつかる音、スプレー缶の中身が噴出している音、粘着テープを剥がす音などを指す。以下、単に「外来ノイズ」と呼ぶこととする。図７の表において、ｔ１は周囲にまだ外来ノイズが発生していない時点、ｔ２は周囲に複数の外来ノイズが発生している時点、ｔ３は外来ノイズが収まり始めた時点、ｔ４は外来ノイズが完全に消滅した時点、をそれぞれ表している。この検知態様４の場合、ｔ１の時点では外来ノイズが発生しておらず、超音波センサ６１０から放射された超音波の直接波だけが検出される。ｔ２の時点では、発生した外来ノイズが超音波センサ６１０によって受信され、検出距離Ｄ_dt及び検出振幅Ｖ_dtが複数同時に見られる。外来ノイズの場合、前回の測定タイミングでは検出されなかったものが、複数同時に検出されるところに特徴がある。ｔ３の時点では外来ノイズが収まり始め、検出距離Ｄ_dt及び検出振幅Ｖ_dtの数が減少している。そして、外来ノイズが完全に消滅したｔ４の時点では、ｔ１の時点と同じ状態に戻っている。この場合、人体は検知されていないと判断されて、ＭＦＰ１０はスリープモードを継続することになる。

＜検知態様５＞
図８は、周囲に温度差がある場合における、ＭＦＰ１０の周辺状況及び超音波センサ６１０による検出結果を時系列に示す表である。図８の表において、上段と中段に存在する網掛けの領域は、周囲の温度との差が大きい部分（周囲よりも例えば５℃程度高い部分）を表している。このような温度差のある領域は、例えばエアコンの吹き出し口付近にＭＦＰ１０が設置されている場合に、検知エリア６２０内の一部のみがエアコンから吹き出た風によって暖められる（或いは冷やされる）ことで生じる。検知エリア６２０内にこのような温度差があると、超音波センサ６１０の動作が不安定になり得る。これは、検出対象である超音波の音速Cや音圧Pはそれぞれ以下の式（１）及び式（２）で表されるところ、これらは温度に依存し、温度差がある空間を超音波が通過する場合には音速Cや音圧Pが変化するためである。
C ＝331.5 + 0.6t [m/s] ・・・式（１）
P =ρCv ・・・式（２）

上記式（１）において、tは温度を示す。また、上記式（２）において、ρは空気密度を示し、vは粒子の速度を示す。また、温度差がある空間を超音波が通過する際には、温度が異なる部分（層）において屈折が起こる。そのため、検知エリア内で連続的に温度変化が発生したり、温度差のある境界面が移動したりすると、発振波や反射波が屈折してしまって、超音波センサ６１０の精度が悪化してしまう。

いま、ｔ１〜ｔ４のいずれの時点においても、人はエリアＡ１とＡ２の境界付近の同じ位置に立ち続けているものとする。そして、ｔ１の時点では、検出距離Ｄ_dt及び検出振幅Ｖ_dtのいずれも基準距離Ｄ_th及び基準振幅Ｖ_thをわずかに満たしていない。ところが、ｔ２の時点では、同じ人物が同じ位置に居続けている状態であるにもかかわらず、温度差の影響で超音波の検出が不安定となり、検出距離Ｄ_dt及び検出振幅Ｖ_dtが、基準距離Ｄ_th及び基準振幅Ｖ_thをわずかに満たしている。そして、ｔ３の時点では、さらに同じ人物がその場に居続けているにもかかわらず、検出距離Ｄ_dt及び検出振幅Ｖ_dtが、基準距離Ｄ_th及び基準振幅Ｖ_thを再びわずかに満たしていない。さらに、ｔ４の時点では、依然として同じ人物がその場に居続けているものの、検出距離Ｄ_dt及び検出振幅Ｖ_dtが、基準距離Ｄ_th及び基準振幅Ｖ_thを再びわずかに満たしている。この様に、一定以上の温度差のある境界が検知エリア６２０内にあると、人が同じ位置に居続けても、超音波の検出が不安定となって、検出距離Ｄ_dt及び検出振幅Ｖ_dtが、基準距離Ｄ_th及び基準振幅Ｖ_thを満たしたり満たさなかったりすることがあり得る。ただし、検出距離Ｄ_dtについてこのような変化が生じることは稀であり、ほとんどのケースで温度差による検出距離Ｄ_dtの変化量は無視できる程度に小さいことが実験から分かっている。

図９（ａ）〜（ｅ）は、上述の検知態様１〜５の各状況における、超音波センサ６１０の検出結果をまとめた図である。（ａ）〜（ｅ）の各グラフにおいて、丸印は超音波センサ６１０によって検出された反射波を表しており、上段のグラフが検出距離Ｄ_dtを表し、下段のグラフが検出振幅Ｖ_dtを表している。

（ａ）の正面からユーザが近づくケースでは、ｔ１からｔ３へと時間が経過する毎に、反射波の検出距離Ｄ_dtは、遠くから近くへと遷移し、基準距離Ｄ_thを切っているｔ４の時点ではほぼ変化が見られない。そして、反射波の検出振幅Ｖ_dtは、ｔ１からｔ３へと時間が経過する毎に、その値が大きくなり、基準振幅Ｖ_thを越えているｔ４の時点ではほぼ変化が見られない。（ｂ）の横からユーザが近づいてくるケースでは、最初のｔ１の時点から最後のｔ４の時点まで一貫して、検出距離Ｄ_dtが基準距離Ｄ_thよりも近く、検出振幅Ｖ_dtも基準振幅Ｖ_thを超えている。そして、（ｃ）の通行人が横切るケースでは、最初のｔ１の時点からｔ３の時点までは、（ｂ）の横からユーザが近づいてくるケースと同様である。しかしながら、最後のｔ４の時点では、検出距離Ｄ_dtが基準距離Ｄ_thを超えており、検出振幅Ｖ_dtも基準振幅Ｖ_thを下回っている。

一方、（ｄ）の周囲に超音波の外来ノイズがあるケースでは、ある時点（この例ではｔ２及びｔ３）で一度に複数の距離において複数の振幅レベルの超音波が検出される。なお、ｔ２の時点で、検出距離Ｄ_dtを示す丸印が５個であるのに対し、検出振幅Ｖ_dtを示す丸印が４個なのは、距離は異なるものの振幅が同じ反射波が検出されたことを意味している。また、（ｅ）の検知エリア６２０内に温度差があるケースでは、検出距離Ｄ_dtと検出振幅Ｖ_dtが所定の値（この例では基準距離Ｄ_thと基準振幅Ｖ_th）を挟んで微細な増減を繰り返す。

本実施例では、以上述べたような超音波センサ６１０の様々な検知態様を考慮して、誤検知を極力なくすべく、以下に説明する制御を行う。

図１０は、ＭＦＰ１０のマイコン５１４が実行する、スリープモード下における人感センサ部６００を用いたユーザ検知処理の流れを示すフローチャートである。なお、このフローでは、本発明の目的である外来ノイズや温度差による誤検知を抑制するための制御に絞って必要な処理を記載している点に留意されたい。

ステップ１００１では、後続の各種判定処理で用いるパラメータが初期化（初期値としてゼロが設定）される。具体的なパラメータとしては、以下の通りである。
・前回（直近）の反射波の測定結果（検出距離Ｄ_preと検出振幅Ｖ_pre）
・検出した反射波が外来ノイズ或いは温度差に因るものである可能性が高い場合に計数するノイズ判定用カウンタＮ
・検出した反射波がＭＦＰ１０の使用意図が推認されるユーザに因るものである可能性が高い場合に計数するユーザ判定用カウンタＣ

ステップ１００２では、超音波センサ６１０による反射波の測定タイミングが到来しているかどうかが判定される。マイコン５１４内のタイマ（不図示）によって、反射波の測定タイミングを規定する一定時間（例えば100msec）の経過が確認されると、ステップ１００３に進む。

ステップ１００３では、マイコン５１４からの指示に基づき超音波センサ６１０によって超音波の放射とその反射波の測定がなされ、反射波が測定できた場合は、前述の検出距離Ｄ_dtと検出振幅Ｖ_dtが取得される。なお、測定においては、前述の通り直接波も検出されるが、超音波の発振を停止してから所定時間経過後の測定結果のみが取得対象とすることで、直接波の測定結果は除外される。

ステップ１００４では、ステップ１００３で取得した検出振幅Ｖ_dtが、前述の基準振幅Ｖ_th以上であるか否かが判定される。この際、ステップ１００３で複数の検出振幅Ｖ_dtが取得された場合は、最も振幅レベルが大きい検出振幅Ｖ_dtのみが判定対象となる。また、測定の結果、反射波が検出されなかった場合は、検出振幅Ｖ_dtの値をゼロとして判定を行う。判定の結果、検出振幅が基準振幅未満である場合（Ｖ_dt＜Ｖ_th）は、ステップ１００１に戻って各パラメータが初期化される。一方、検出振幅が基準振幅以上（Ｖ_dt≧Ｖ_th）である場合は、ステップ１００５に進む。

ステップ１００５では、ステップ１００３で取得した検出距離Ｄ_dtが、複数であるか否かが判定される。一度の測定で複数の距離に対応する反射波が取得された場合は、外来ノイズに因る反射波である可能性がある。よって、取得した検出距離Ｄ_dtが複数である場合はステップ１００６に進む。一方、取得した検出距離Ｄ_dtが複数でなければステップ１００８に進む。なお、複数であるか否かの判定に代えて、予め定めた回数（３以上の整数）以上かどうかを判定する構成であってもよい。

ステップ１００６では、ノイズ判定用カウンタＮのカウント値がインクリメントされる。そして、インクリメント後のカウンタ値が、所定値以上かどうかが判定される（ステップ１００７）。ここで、所定値（閾値）は任意であり、ステップ１００２における一定時間などを考慮し決定すればよい。ノイズ判定用カウンタＮのカウント値が所定値（例えば５）以上であれば、検出された一連の反射波は外来ノイズに因るもの（後述の通り温度差に因る不安定を含む）と判断する。この場合、ステップ１００１に戻ってノイズ判定用カウンタＮを含むすべてのパラメータが初期化される。その結果、スリープモードは維持されて、ユーザの検知処理が続行される。なお、ノイズ判定用カウンタは、外来ノイズ用と温度差影響用とで別個のカウンタを用いてもよい。

ステップ１００８では、前回の測定結果（検出距離Ｄ_preと検出振幅Ｖ_pre）が保持されているかどうかが判定される。前回の測定結果が保持されていれば、ステップ１０１０に進む。一方、前回の測定結果が保持されていなければ、ステップ１００３で取得した今回の測定結果（検出距離Ｄ_dtと検出振幅Ｖ_dt）が、検出距離Ｄ_pre及び検出振幅Ｖ_preとしてマイコン５１４内のメモリに格納・保持される（ステップ１００９）。こうして今回の測定結果が保持されると、ステップ１００２に戻ってユーザ検知処理を続行する。

ステップ１０１０では、ステップ１００３で取得した測定結果のうち検出距離Ｄ_dtが、直近のループで取得・保持された前回の検出距離Ｄ_preより近いかどうかが判定される。ユーザがＭＦＰ１０に向かって近づいてきている場合には、検出距離Ｄ_dtの値が前回の検出距離Ｄ_preの値よりも小さくなっているはずであり、本ステップではこの点が判断される。判定の結果、検出距離Ｄ_dtが前回の検出距離Ｄ_preより近い場合には、ステップ１０１３に進む。一方、検出距離Ｄ_dtが前回の検出距離Ｄ_preより近くなっていない場合には、ステップ１０１１に進む。

ステップ１０１１では、ステップ１００３で取得した検出距離Ｄ_dtが、前回の検出距離Ｄ_preよりも遠いかどうかが判定される。ユーザがＭＦＰ１０から遠ざかっている場合には、検出距離Ｄ_dtの値が前回の検出距離Ｄ_preの値よりも大きくなっているはずであり、本ステップではこの点が判断される。判定の結果、検出距離Ｄ_dtが前回の検出距離Ｄ_preより遠い場合には、検出された反射波はＭＦＰ１０の使用意図が推認されるユーザではなく通行人に因るものであると判断し、ステップ１００１に戻る。これにより前述の各パラメータが初期化される。その結果、スリープモードは維持されて、ユーザ検知処理が続行される。一方、検出距離Ｄ_dtが前回の検出距離Ｄ_preから遠くなっていない（つまり、変化がない）場合には、ステップ１０１２に進む。

ステップ１０１２では、ステップ１００３で取得した検出振幅Ｖ_dtが、直近のループで取得・保持された前回の検出振幅Ｖ_preよりも低下しているかどうかが判定される。検出距離と検出振幅の双方に変化がない場合は人が同じ場所に居続けていると判断でき、検出距離に変化がないにもかかわらず検出振幅が低下している場合は周辺環境の温度差に因るものと判断できる。本ステップではこの点が判断される。判定の結果、検出振幅Ｖ_dtが前回の検出振幅Ｖ_preよりも低下している場合には、温度差によって測定が不安定になっているものと判断し、ノイズ判定用カウンタＮがインクリメントされる（ステップ１００６）。一方、検出振幅Ｖ_dtが前回の検出振幅Ｖ_preから低下していない場合には、ステップ１０１３に進む。

ステップ１０１３では、ユーザ判定用カウンタＣがインクリメントされる。そして、ステップ１０１４では、ユーザ判定用カウンタＣのカウント値が、所定値以上かどうかが判定される。ここで、所定値（閾値）は任意であり、ステップ１００２の一定時間などを考慮し決定すればよい。ユーザ判定用カウンタＣのカウント値が、所定値（例えば５）以上である場合は、ＭＦＰ１０の使用意図が推認されるユーザが装置面前に存在するものと判断し、ステップ１０１６に進む。一方、ユーザ判定用カウンタＣのカウント値が、所定の閾値未満であれば、今回の測定結果である検出距離Ｄ_dtと検出振幅Ｖ_dtが、検出距離Ｄ_pre及び検出振幅Ｖ_preとして、マイコン５１４内のメモリに格納・保持される（ステップ１０１５）。今回の測定結果が保持されると、ステップ１００２に戻ってユーザ検知処理が続行される。

ステップ１０１６では、前述の割り込み信号Ｃが電源制御部２１１に出力される。電源制御部２１１は、この割り込み信号Ｃに応答してスリープモードを解除（スタンバイモードに移行）する。これにより、ＭＦＰ１０はユーザが利用可能な状態となる。

以上が、スリープモード下における人感センサ部６００を用いたユーザ検知処理の内容である。なお、本実施例では、スリープモードからスタンバイモードに復帰する場面におけるユーザ検知処理について説明を行ったが、本発明を適用可能な場面はこれに限定されない。例えば、外来ノイズ等とユーザとを区別可能な上述の検知処理をスタンバイモード下で行って、ユーザが検知エリアから離脱したと判定された場合に、この判定結果を電源制御部２１１に通知するように構成する。この通知を受けて電源制御部２１１が、電力モードをスタンバイモードからスリープモードに変更するようにしてもよい。

本実施例によれば、誤検知の要因となるような外来ノイズが発生していたり温度差があるような環境下でも、超音波センサによる誤検知を防ぐことができる。

本実施例で示したマイコン５１４が実行する処理は、GPU(Graphics Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等で実現してもよい。また、実行する処理の一部がハードウェア化されていてもよい。

本実施例では、本発明を適用可能な電子機器の一例として多機能プリンタを用いて説明したが、本発明を適用可能な電子機器はこれに限定されるものではない。例えば、超音波センサ等の測距型センサによって物体検知を行うパーソナルコンピュータ、家電製品等であってもよい。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

Claims

情報処理装置であって、
超音波の出力を開始してから所定時間経過した後に、超音波の出力を停止し、出力した超音波の反射波を受信する動作を繰り返し実行する超音波センサと、
前記超音波センサが一定時間おきに受信した前記反射波の測定結果から、前記超音波の出力を停止してから前記反射波を受信するまでの時間に相当する距離の変化及び前記受信した前記反射波の振幅の変化に基づいて、前記情報処理装置の電力状態を、第１電力状態から前記第１電力状態より消費電力が大きい第２電力状態に移行させる電力制御手段と、
前記測定結果において、今回の測定で受信した反射波の振幅が、予め定めた基準となる振幅以上である場合であって、かつ、当該今回の測定で受信した反射波についての前記距離が、当該今回の測定の前の測定である前回の測定で受信した反射波についての前記距離より近いと判定されるたびに計数する第１のカウンタと、
前記測定結果において、当該今回の測定で受信した反射波の最大振幅が、前記予め定めた基準となる振幅以上である場合であって、かつ、当該今回の測定で受信した反射波の振幅についての前記距離が複数取得されるたび、及び、当該今回の測定で受信した反射波の振幅が、前記予め定めた基準となる振幅以上である場合であって、当該今回の測定で受信した反射波についての前記距離が、当該前回の測定で受信した反射波についての前記距離と同じであると判定され、かつ、当該今回の測定で受信した反射波の振幅が、当該前回の測定で受信した反射波の振幅より低いと判断されるたびに、計数し、そのカウンタ値が第２の所定値以上になった場合に、前記第１のカウンタを初期化する第２のカウンタと、
を備え、
前記電力制御手段は、前記第１のカウンタのカウンタ値が第１の所定値以上になった場合に、前記情報処理装置の電力状態を、前記第１電力状態から前記第２電力状態に移行させる
ことを特徴とする情報処理装置。
用紙に画像を印刷する印刷手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
原稿の画像を読み取る読取手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
情報処理装置の制御方法であって、
前記情報処理装置は、
超音波の出力を開始してから所定時間経過した後に、超音波の出力を停止し、出力した超音波の反射波を受信する動作を繰り返し実行する超音波センサと、
前記超音波センサが一定時間おきに受信した前記反射波の測定結果から、前記超音波の出力を停止してから前記反射波を受信するまでの時間に相当する距離の変化及び前記受信した前記反射波の振幅の変化に基づいて、前記情報処理装置の電力状態を、第１電力状態から前記第１電力状態より消費電力が大きい第２電力状態に移行させる電力制御手段と、
前記測定結果において、今回の測定で受信した反射波の振幅が、予め定めた基準となる振幅以上である場合であって、かつ、当該今回の測定で受信した反射波についての前記距離が、当該今回の測定の前の測定である前回の測定で受信した反射波についての前記距離より近いと判定されるたびに計数する第１のカウンタと、
前記測定結果において、当該今回の測定で受信した反射波の最大振幅が、前記予め定めた基準となる振幅以上である場合であって、かつ、当該今回の測定で受信した反射波の振幅についての前記距離が複数取得されるたび、及び、当該今回の測定で受信した反射波の振幅が、前記予め定めた基準となる振幅以上である場合であって、当該今回の測定で受信した反射波についての前記距離が、当該前回の測定で受信した反射波についての前記距離と同じであると判定され、かつ、当該今回の測定で受信した反射波の振幅が、当該前回の測定で受信した反射波の振幅より低いと判断されるたびに、計数し、そのカウンタ値が第２の所定値以上になった場合に、前記第１のカウンタを初期化する第２のカウンタと、
を備え、
前記第１のカウンタのカウンタ値が第１の所定値以上になった場合に、前記情報処理装置の電力状態を、前記第１電力状態から前記第２電力状態に移行させる制御を行う、ことを特徴とする制御方法。
前記情報処理装置が用紙に画像を印刷する印刷手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項４に記載の制御方法。
前記情報処理装置が原稿の画像を読み取る読取手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項４に記載の制御方法。