特許 7581731 検出システム及び検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】検出システム及び検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/00 20060101AFI20241106BHJP

   G08B 21/08 20060101ALI20241106BHJP

   G01B 17/00 20060101ALI20241106BHJP

   A47K 3/00 20060101ALI20241106BHJP

   G01S 15/04 20060101ALI20241106BHJP

   G01S 15/08 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

G01B21/00 A

G08B21/08

G01B17/00 Z

A47K3/00 Z

G01S15/04

G01S15/08

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020159737

(22)【出願日】2020-09-24

(65)【公開番号】P2022053114

(43)【公開日】2022-04-05

【審査請求日】2023-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 康之

【審査官】信田 昌男

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－１１３８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６２０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０８３１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－８６１６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ２１／００

Ｇ０１Ｂ １７／００

Ａ４７Ｋ ３／００

Ｇ０８Ｂ ２１／０８

Ｇ０１Ｓ １５／０４

Ｇ０１Ｓ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象物に向けて超音波を発信及び受信する超音波発受信装置と、
前記対象物における超音波の反射波の基準反射波形を記憶する基準反射波形記憶部と、
前記対象物に向けて赤外光を発光及び受光する赤外光発受光装置と、
前記対象物の第一面に配置され赤外光を反射する第一反射部と、
前記対象物の第一面とは異なる第二面に配置され赤外光を反射する第二反射部と、
前記超音波発受信装置から発信された超音波の前記対象物における反射波の反射波形と、前記基準反射波形記憶部に記憶した前記基準反射波形と、前記赤外光発受光装置から発光された赤外光の前記第一反射部または前記第二反射部における反射光とに基づいて、前記対象物を判定する判定部と、
を備える検出システム。

【請求項2】

対象物に向けて超音波を発信及び受信する超音波発受信装置と、
前記超音波発受信装置から発信された超音波の前記対象物における反射波に基づいて、前記超音波発受信装置から前記対象物までの距離を算出する距離算出部と、
前記対象物に向けて赤外光を発光及び受光する赤外光発受光装置と、
前記対象物の第一面に配置され赤外光を反射する第一反射部と、
前記対象物の第一面とは異なる第二面に配置され赤外光を反射する第二反射部と、
前記距離算出部によって算出された距離と距離閾値との比較と、前記距離算出部によって算出された距離と前記赤外光発受光装置から発光された赤外光の前記第二反射部における反射光から算出された距離とに基づいて、所定の高さに位置する対象物を判定する判定部と、
を備える検出システム。

【請求項3】

前記第二反射部は、前記赤外光発受光装置の発光部および受光部と前記第一反射部とを結ぶ光路上に配置される、
請求項１または２に記載の検出システム。

【請求項4】

前記対象物は、浴室内の物体であり、
前記第一面は、浴槽の底面であり、
前記第二面は、蓋の表面である、
請求項１または２に記載の検出システム。

【請求項5】

請求項１に記載の検出システムが実行する検出方法であって、
前記超音波発受信装置から発信された超音波の前記対象物における反射波の反射波形と、前記基準反射波形記憶部に記憶した前記基準反射波形と、前記赤外光発受光装置から発光された赤外光の前記第一反射部または前記第二反射部における反射光とに基づいて、前記対象物を判定すること、
を検出システムが実行する検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出システム及び検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波を使用して、入浴者が浴槽において溺水しているか否かを判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－３４７６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、浴室には、浴槽の他に、シャワー、鏡、及び、図示しないシャンプーなどの雑貨などの様々な物体が配置されている。物体を認識する方法の一つとして、カメラで撮影された撮影データを画像処理することが知られている。ところが、撮影データを使用する場合、プライバシーに十分配慮することが必要である。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、プライバシーに配慮して対象物を検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る検出システムは、対象物に向けて超音波を発信及び受信する超音波発受信装置と、前記対象物における超音波の反射波の基準反射波形を記憶する基準反射波形記憶部と、前記超音波発受信装置から発信された超音波の前記対象物における反射波の反射波形と、前記基準反射波形記憶部に記憶した前記基準反射波形とに基づいて、前記対象物を判定する判定部とを備える。

【0007】

本発明に係る検出方法は、対象物に向けて超音波を発信及び受信する超音波発受信装置から発信された超音波の前記対象物における反射波の反射波形と、前記対象物における超音波の反射波の基準反射波形とに基づいて、前記対象物を判定する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、プライバシーに配慮して対象物を検出することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第一実施形態に係る検出システムの構成例を示す概略図である。

【図2】図２は、浴室を上方から見た概略図であり、入浴者がいない状態を示す図である。

【図3】図３は、浴室を上方から見た概略図であり、入浴者が浴槽内にいる状態を示す図である。

【図4】図４は、第一実施形態に係る超音波検出装置の構成例を示すブロック図である。

【図5】図５は、超音波を用いた対象物の検出を説明する説明図であり、入浴者がいない状態の受信波形を示す図である。

【図6】図６は、超音波を用いた対象物の検出を説明する説明図であり、入浴者が浴槽内にいる状態の受信波形を示す図である。

【図7】図７は、第一実施形態に係る検出システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。

【図8】図８は、第二実施形態に係る超音波検出装置の構成例を示すブロック図である。

【図9】図９は、第二実施形態に係る検出システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】図１０は、第三実施形態に係る超音波検出装置の構成例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、第三実施形態に係る検出システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。

【図12】図１２は、第四実施形態に係る検出システムの構成例を示す概略図である。

【図13】図１３は、第四実施形態に係る検出システムの赤外光発受光装置と赤外光検出装置との構成例を示す概略図である。

【図14】図１４は、浴室を側方から見た概略図であり、浴槽に蓋をしている状態を示す図である。

【図15】図１５は、浴室を側方から見た概略図であり、水の入っていない浴槽に蓋をしていない状態を示す図である。

【図16】図１６は、浴室を側方から見た概略図であり、水の入っていない浴槽に蓋をしていない状態を示す図である。

【図17】図１７は、浴室を側方から見た概略図であり、水の入った浴槽の半分に蓋をしている状態を示す図である。

【図18】図１８は、浴槽の蓋に配置された反射部の一例を示す図である。

【図19】図１９は、浴槽の蓋に配置された反射部の他の例を示す図である。

【図20】図２０は、浴槽の蓋に配置された反射部の他の例を示す図である。

【図21】図２１は、第四実施形態に係る検出システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。

【図22】図２２は、第四実施形態に係る検出システムにおける処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に添付図面を参照して、本発明に係る検出システム及び検出方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0011】

［第一実施形態］
（検出システム）
図１は、第一実施形態に係る検出システム１の構成例を示す概略図である。図２は、浴室１００を上方から見た概略図であり、入浴者Ｍがいない状態を示す図である。図３は、浴室１００を上方から見た概略図であり、入浴者Ｍが浴槽１０１内にいる状態を示す図である。図１に示すように、検出システム１は、超音波発受信装置２と、超音波検出装置３とを備える。検出システム１は、対象物に向けて超音波を発信し、その反射波によって対象物を検出する。検出システム１は、例えば、浴室１００、ガレージ、介護施設などの屋内または屋外において、対象物を検出する。本実施形態では、検出システム１は、浴室１００において対象物を検出するものとして説明する。言い換えると、本実施形態において、対象物は、浴室１００内の人を含む物体である。

【0012】

図２、図３に示すように、浴室１００には、浴槽１０１が配置されている。また、浴室１００には、浴槽１０１の他に、シャワー１０２、鏡１０３、及び、図示しないシャンプーなどの雑貨などが配置されている。

【0013】

超音波発受信装置２は、対象物に向けて超音波を発信及び受信する。本実施形態では、超音波発受信装置２は、浴室１００の上部に位置する天井１０９に配置され、下方に向けて超音波を発信し、その反射波を受信する。超音波発受信装置２は、浴室１００の全体に向けて短時間の超音波を間欠的に発信する。超音波発受信装置２は、発信した超音波が入浴者Ｍ、浴槽１０１の縁部上面１０１ａ、またはシャワー１０２、鏡１０３、及び、図示しないシャンプーなどの雑貨等で反射した反射波（エコー波）を受信する。

【0014】

（超音波検出装置）
超音波検出装置３は、超音波発受信装置２が受信した反射波に基づいて、浴室１００の対象物を検出する。超音波検出装置３は、例えば、浴室１００の内外の任意の場所に設置可能である。本実施形態では、超音波検出装置３は、例えば、浴室１００に設置されている。超音波検出装置３は、超音波発受信装置２に内蔵されていてもよい。超音波発受信装置２と超音波検出装置３とは、有線または無線で信号を送受信可能に接続されている。

【0015】

図４は、第一実施形態に係る超音波検出装置３の構成例を示すブロック図である。超音波検出装置３は、パルス発生回路２０と、発振回路２１と、断続回路２２と、送信用増幅回路２３と、発受信切替回路２４と、受信用増幅回路２５と、フィルタ回路２６と、波形分析回路２７と、反射波抽出部２８と、基準反射波形記憶部２９と、判定部３０と、を備える。反射波抽出部２８と判定部３０とは、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）の論理回路により構成される。

【0016】

パルス発生回路２０は、超音波の発受信時間を決定するためのパルスを発生し、発受信切替回路２４、断続回路２２及び波形分析回路２７に出力する。

【0017】

発振回路２１は、超音波帯域の交流信号を発生させる。断続回路２２は、パルス発生回路２０からのパルスにより制御され、発振回路２１からの交流信号をパルス状の振幅を持った交流波形とする。送信用増幅回路２３は、断続回路２２からの交流信号を増幅する。

【0018】

発受信切替回路２４は、パルス発生回路２０からのパルスにより制御され、超音波発受信装置２の発受信を切り替える。まず、発受信切替回路２４は、超音波発受信装置２の接続先を送信用増幅回路２３に切り替える。超音波発受信装置２により、継続時間幅が短いパルス状の超音波が浴室１００の内部に向けて発射される。超音波が入浴者Ｍの頭頂部を含む身体や縁部上面１０１ａ、浴槽１０１の周辺部分に反射し再び超音波発受信装置２に到達する。反射波が超音波発受信装置２に到達する時点において、発受信切替回路２４は、超音波発受信装置２の接続先を受信用増幅回路２５に切り替える。

【0019】

受信用増幅回路２５は、超音波発受信装置２により受信された反射波を増幅する。フィルタ回路２６は、超音波発受信装置２が発信した超音波の周波数成分以外の周波数成分を除去する。フィルタ回路２６からの出力は波形分析回路２７に入力される。

【0020】

波形分析回路２７は、フィルタ回路２６から入力した反射波の受信波形に対して、エンベロープ検波を行い、エンベロープ検波波形を出力する。

【0021】

反射波抽出部２８は、波形分析回路２７から出力された受信波形及びそのエンベロープ検波波形の少なくともいずれか一つに基づいて、受信波形を対象物における反射波として抽出する。本実施形態では、反射波抽出部２８は、波形分析回路２７から出力された受信波形及びそのエンベロープ検波波形の少なくともいずれか一つに基づいて、受信波形を浴室１００に位置する対象物における反射波として抽出する。

【0022】

基準反射波形記憶部２９は、検出対象となり得る対象物における超音波の反射波の反射波形を基準反射波形として記憶する。本実施形態では、基準反射波形記憶部２９は、浴室１００に位置する対象物における超音波の反射波の基準反射波形を記憶する。基準反射波形記憶部２９は、例えば、入浴者Ｍ、浴槽１０１の縁部上面１０１ａ、またはシャワー１０２、鏡１０３、及び、図示しないシャンプーなどの雑貨等における超音波の反射波の基準反射波形を記憶する。

【0023】

基準反射波形は、波形の形状を含む。基準反射波形は、波形が観測されるタイミングの情報を含んでもよい。

【0024】

判定部３０は、超音波発受信装置２から発信された超音波の対象物における反射波の反射波形と、基準反射波形記憶部２９に記憶した基準反射波形とに基づいて、対象物を判定する。判定部３０は、反射波抽出部２８が抽出した対象物における反射波形と、基準反射波形記憶部２９に記憶した基準反射波形とに基づいて、対象物を特定する。本実施形態では、判定部３０は、反射波抽出部２８が抽出した反射波形と、基準反射波形記憶部２９に記憶した基準反射波形とに基づいて、浴室１００に存在する対象物を判定する。判定部３０は、例えば、反射波形が、入浴者Ｍにおける基準反射波形に一致する場合、対象物は入浴者Ｍであると判定する。判定部３０は、例えば、反射波形が、浴槽１０１の縁部上面１０１ａにおける基準反射波形に一致する場合、対象物は浴槽１０１の縁部上面１０１ａであると判定する。

【0025】

判定部３０は、反射波形と基準反射波形との波形の形状を比較して、対象物を判定可能である。波形の形状は、反射波の周期、振幅、揺らぎなどを示す。波形の形状は、対象物の形状及び面積によって変化する。波形の形状は、対象物が固定物であるか、水面のように変動するものであるかで変化する。判定部３０は、反射波形と基準反射波形とが観測されるタイミングを比較して、対象物を判定可能してもよい。波形が観測されるタイミングは、対象物の位置に応じて変化する。

【0026】

図５は、超音波を用いた対象物の検出を説明する説明図であり、入浴者Ｍがいない状態の受信波形を示す図である。図５は、浴室１００に入浴者Ｍがいない状態において、波形分析回路２７に入力される受信波形（ｒｘ）を示す。図５に示すように、超音波発受信装置２から浴室１００へ超音波が発信されると、超音波発受信装置２の近くに位置する対象物で反射した受信波形Ｗから順番に観測される。図５に示す例では、観測される順番が早い順に、シャワー１０２で反射した受信波形Ｗ１０２、鏡１０３で反射した受信波形Ｗ１０３、浴槽１０１の縁部上面１０１ａで反射した受信波形Ｗ１０１ａ、浴槽１０１の水面１１０で反射した受信波形Ｗ１１０が観測される。

【0027】

例えば、シャワー１０２は固定物であり、天井１０９に近く、反射波が反射する反射面の面積が小さい。例えば、鏡１０３は固定物であり、シャワー１０２の次に天井１０９に近く、反射波が反射する反射面の面積がシャワー１０２の次に狭い。例えば、浴槽１０１の縁部上面１０１ａは固定物であり、鏡１０３より天井１０９から遠く、反射波が反射する反射面の面積が鏡１０３より広い。例えば、浴槽１０１の水面１１０は、浴槽１０１の縁部上面１０１ａより天井１０９から遠く、反射波が反射する反射面の面積が浴槽１０１の縁部上面１０１ａより広い。対象物が固定物である場合、受信波形は受信強度及び出現タイミングに変動がなく、一定となる。例えば、浴槽１０１の水面１１０は、固定物ではないため、受信波形Ｗ１１０は一定にならない。水面１１０には浴槽１０１の形状及び大きさで決定する定在波による波が存在するので、水面１１０に対応する反射波は、周期的で、変動周期が短い傾向がみられる。このように、対象物ごとに、波形に特徴があるので、他の受信波形から区別することが可能である。

【0028】

図６は、超音波を用いた対象物の検出を説明する説明図であり、入浴者Ｍが浴槽１０１内にいる状態の受信波形を示す図である。図６は、浴室１００に入浴者Ｍがいる状態において、波形分析回路２７に入力される受信波形（ｒｘ）を示す。図６に示すように、超音波発受信装置２から浴室１００へ超音波が発信されると、図５に示した受信波形に加えて、入浴者Ｍで反射した受信波形ＷＭが観測される。

【0029】

例えば、入浴者Ｍは浴槽１０１の縁部上面１０１ａより天井１０９に近く、反射波が反射する反射面の面積が浴槽１０１の水面１１０より狭い。

【0030】

（超音波による検出方法）
次に、図７を用いて、検出システム１における処理の流れについて説明する。図７は、第一実施形態に係る検出システム１における処理の流れを示すフローチャートである。

【0031】

超音波発受信装置２が、浴室１００へ向けて超音波を発信する（ステップＳ１０１）。発信された超音波は、浴槽１０１の縁部上面１０１ａ、またはシャワー１０２、鏡１０３、及び、図示しないシャンプーなどの雑貨等で反射し、反射波が超音波発受信装置２により受信される。

【0032】

超音波検出装置３は、波形分析回路２７によって、超音波発受信装置２が受信した反射波の波形、そのエンベロープ検波波形を出力する（ステップＳ１０２）。

【0033】

超音波検出装置３は、反射波抽出部２８によって、波形分析回路２７からの出力された受信波形及びそのエンベロープ検波波形に基づいて、受信した反射波のうち受信波形Ｗを浴室１００に位置する対象物における反射波として抽出する（ステップＳ１０３）。

【0034】

超音波検出装置３は、判定部３０によって、反射波抽出部２８が抽出した反射波形と、基準反射波形記憶部２９に記憶した基準反射波形とに基づいて、対象物を特定する（ステップＳ１０４）。

【0035】

（効果）
上述したように、本実施形態は、超音波の対象物における反射波の反射波形と、基準反射波形記憶部２９に記憶した基準反射波形とに基づいて、対象物を判定することができる。本実施形態では、超音波の対象物における反射波を利用するので、対象物及び対象物の周辺のプライバシーを保護して、対象物を判定することができる。

【0036】

上記のように構成された検出システム１を、浴室１００における溺水検出システムに適用する場合について説明する。検出システム１は、浴室１００における対象物を判定可能である。検出システム１は、入浴者Ｍの頭部が、浴槽１０１の水面１１０より下に位置することを検出した場合、溺水の可能性があると判定する。検出システム１によって、浴槽１０１の水面１１０より高い位置に、入浴者Ｍの頭部以外の対象物があることが判定された場合、当該対象物を溺水検出の検出対象から除くことができる。

【0037】

［第二実施形態］
図８は、第二実施形態に係る超音波検出装置３Ａの構成例を示すブロック図である。図９は、第二実施形態に係る検出システム１Ａにおける処理の流れを示すフローチャートである。超音波検出装置３Ａは、所定の高さに対象物が検出された場合、警報装置９Ａから警報を出力する。本実施形態では、超音波検出装置３Ａは、入浴時の入浴者Ｍの頭部の高さと同程度の高さに対象物が検出された場合、警報装置９Ａから警報を出力する。超音波検出装置３Ａと警報装置９Ａとは、有線または無線で信号を送受信可能に接続されている。

【0038】

超音波検出装置３Ａは、パルス発生回路２０と、発振回路２１と、断続回路２２と、送信用増幅回路２３と、発受信切替回路２４と、受信用増幅回路２５と、フィルタ回路２６と、波形分析回路２７と、反射波抽出部２８と、距離算出部３１Ａと、判定部３０Ａとを備える。

【0039】

距離算出部３１Ａは、超音波発受信装置２から発信された超音波の対象物における反射波に基づいて、超音波発受信装置２から対象物までの距離を算出する。より詳しくは、距離算出部３１Ａは、反射波抽出部２８により抽出された各対象物の反射波の受信波形に基づいて、超音波発受信装置２から各対象物までの距離を算出する。

【0040】

超音波発受信装置２から各対象物までの距離は、超音波が発信されてから、反射波抽出部２８により抽出された各対象物の反射波が受信されるまでの時間に、超音波の伝搬速度を乗算することによって算出される。

【0041】

判定部３０Ａは、距離算出部３１Ａによって算出された距離と距離閾値とを比較して、所定の高さに位置する対象物を判定する。本実施形態では、判定部３０Ａは、浴槽１０１の縁部上面１０１ａの近傍の高さに位置する対象物を判定する。より詳しくは、判定部３０Ａは、距離算出部３１Ａが算出した超音波発受信装置２から各対象物までの距離と、図示しない記憶部に記憶された超音波発受信装置２から浴槽１０１の縁部上面１０１ａまでの距離とを比較する。判定部３０Ａは、超音波発受信装置２から対象物までの距離が、超音波発受信装置２から浴槽１０１の縁部上面１０１ａまでの距離の閾値以内である場合、当該対象物が浴槽１０１の縁部上面１０１ａの高さの近傍に位置すると判定する。

【0042】

警報装置９Ａは、超音波検出装置３Ａの判定部３０Ａによって、所定の高さに位置する対象物が存在すると判定された場合、警報を出力する。本実施形態では、警報装置９Ａは、超音波検出装置３Ａの判定部３０Ａによって、浴槽１０１の縁部上面１０１ａの近傍に位置する対象物が存在すると判定された場合、警報を出力する。警報装置９Ａは、例えば、スピーカ、警報ランプ、表示部などである。

【0043】

警報装置９Ａは、例えば、浴槽１０１の縁部上面１０１ａの近傍の高さに位置する対象物を動かすように案内する音声をスピーカから出力してもよい。警報装置９Ａは、例えば、浴槽１０１の縁部上面１０１ａの近傍の高さに位置する対象物を動かすように案内する映像を表示部に表示してもよい。警報装置９Ａは、例えば、浴槽１０１の縁部上面１０１ａの近傍の高さに位置する対象物が存在することを警告灯の点灯によって通知してもよい。

【0044】

次に、図９を用いて、検出システム１Ａにおける処理の流れについて説明する。ステップＳ１１１ないしステップＳ１１３の処理は、図７に示すフローチャートのステップＳ１０１ないしステップＳ１０３と同様の処理を行う。

【0045】

距離算出部３１Ａは、反射波抽出部２８により抽出された各対象物の反射波に基づいて、超音波発受信装置２から各対象物までの距離を算出する（ステップＳ１１４）。

【0046】

判定部３０Ａは、浴槽１０１の縁部上面１０１ａの近傍の高さに位置する対象物があるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。判定部３０Ａは、浴槽１０１の縁部上面１０１ａの近傍の高さに位置する対象物があると判定する場合（ステップＳ１１５でＹｅｓ）、ステップＳ１１６へ進む。判定部３０Ａは、浴槽１０１の縁部上面１０１ａの近傍の高さに位置する対象物があると判定しない場合（ステップＳ１１５でＮｏ）、処理を終了する。

【0047】

浴槽１０１の縁部上面１０１ａの近傍の高さに位置する対象物があると判定する場合（ステップＳ１１５でＹｅｓ）、警報装置９Ａは、警報を出力する（ステップＳ１１６）。

【0048】

上述したように、本実施形態は、超音波の反射波に基づいて、所定の高さに位置する対象物が存在すると判定された場合、警報を出力することができる。本実施形態によれば、例えば、所定の高さに存在する対象物を動かすように警報を出力できる。

【0049】

上記のように構成された検出システム１Ａを、浴室１００における溺水検出システムに適用する場合について説明する。浴槽１０１の縁部上面１０１ａに位置する対象物がある場合、警報を出力することができる。本実施形態によれば、対象物を誤って検出することを抑制できる。本実施形態によれば、溺水検出の精度を向上できる。

【0050】

［第三実施形態］
図１０は、第三実施形態に係る超音波検出装置３Ｂの構成例を示すブロック図である。図１１は、第三実施形態に係る検出システム１Ｂにおける処理の流れを示すフローチャートである。超音波検出装置３Ｂは、基準状態と異なる状態における反射波形から、基準状態における反射波形のキャンセル処理を行う。本実施形態では、超音波検出装置３Ｂは、入浴者Ｍがいるときに得られた浴室１００の反射波形から、入浴者Ｍがいないときに得られた浴室１００の反射波形のキャンセル処理を行う。

【0051】

超音波検出装置３Ｂは、パルス発生回路２０と、発振回路２１と、断続回路２２と、送信用増幅回路２３と、発受信切替回路２４と、受信用増幅回路２５と、フィルタ回路２６と、波形分析回路２７と、反射波抽出部２８と、キャンセル処理部３２Ｂとを備える。

【0052】

反射波抽出部２８は、基準状態における反射波と、基準状態と異なる状態における反射波とを抽出する。本実施形態では、反射波抽出部２８は、基準状態として入浴者Ｍがいない状態における浴室１００における基準反射波と、基準状態と異なる状態として入浴者Ｍの入浴時における浴室１００における処理前反射波とを抽出する。基準反射波と処理前反射波との区別を要しない場合、反射波という。

【0053】

キャンセル処理部３２Ｂは、基準状態と異なる状態において超音波発受信装置２から発信された超音波の対象物における処理前反射波から、基準状態において超音波発受信装置２から発信された超音波の対象物における基準反射波をキャンセルする。キャンセル処理部３２Ｂは、反射波抽出部２８によって得られた、基準状態と異なる状態における反射波から、基準状態における反射波のキャンセル処理を行う。本実施形態では、キャンセル処理部３２Ｂは、入浴者Ｍの入浴時における浴室１００における反射波から、入浴者Ｍがいない状態における浴室１００における反射波をキャンセルする。これにより、入浴者Ｍがいるときと入浴者Ｍがいないときの、反射波形の差分が取得可能である。得られた反射波形の差分は、入浴者Ｍの入浴時にのみ存在する対象物における反射波形である。入浴時と入浴前とで、浴室１００内に配置されている物体の変化がない場合、反射波形の差分は、入浴者Ｍにおける反射波の波形である。

【0054】

次に、図１１を用いて、検出システム１Ｂにおける処理の流れについて説明する。ステップＳ１２１ないしステップＳ１２３の処理は、図７に示すフローチャートのステップＳ１０１ないしステップＳ１０３と同様の処理を行う。

【0055】

キャンセル処理部３２Ｂは、入浴者Ｍの入浴時における浴室１００における反射波から、入浴者Ｍがいない状態における浴室１００における反射波をキャンセルする。（ステップＳ１２４）。

【0056】

上述したように、本実施形態は、基準状態と異なる状態における反射波から、基準状態における反射波をキャンセルする。本実施形態によれば、基準状態と、基準状態と異なる状態とにおいて変化した物体における反射波のみを取得できる。

【0057】

本実施形態によれば、例えば、浴室１００に位置する物体の反射波形をデータベースとして記憶することなく、基準状態と異なる状態とにおいて変化した物体における反射波のみを取得できる。

【0058】

上記のように構成された検出システム１Ｂを、浴室１００における溺水検出システムに適用する場合について説明する。入浴者Ｍの入浴時における浴室１００における反射波から、入浴者Ｍがいない状態における浴室１００における反射波をキャンセルすることができる。本実施形態によれば、入浴時と入浴前とで、浴室１００内に配置されている物体の変化がない場合、反射波形の差分として、入浴者Ｍにおける反射波の波形のみを取得できる。本実施形態によれば、入浴者Ｍ以外の物体を誤って検出することを抑制できる。本実施形態によれば、溺水検出の精度を向上できる。

【0059】

［第四実施形態］
図１２ないし図２２を用いて、第四実施形態について説明する。第四実施形態は、赤外光による検出装置を組み合わせた検出システム１Ｃについて説明する。図１２は、第四実施形態に係る検出システム１Ｃの構成例を示す概略図である。図１３は、第四実施形態に係る検出システム１Ｃの赤外光発受光装置４と赤外光検出装置５との構成例を示す概略図である。図１４は、浴室１００を側方から見た概略図であり、浴槽１０１に蓋１０５をしている状態を示す図である。

【0060】

蓋１０５は、浴槽１０１の底面の少なくとも一部を覆う位置に着脱可能に配置される開閉体である。蓋１０５は、浴槽１０１の蓋である。蓋１０５は、浴槽１０１の縁部上面１０１ａに置いた状態で使用される。蓋１０５の表面（第二面）とは、浴槽１０１を覆って配置した状態で、天井１０９を向いた面である。

【0061】

図１２に示すように、検出システム１Ｃは、超音波発受信装置２と、超音波検出装置３と、赤外光発受光装置４と、赤外光検出装置５と、処理装置１０とを備える。本実施形態の超音波検出装置３は、第一実施形態ないし第三実施形態のいずれかと同様の構成を有する。検出システム１Ｃは、対象物に向けて超音波を発信し、その反射波によって対象物を検出するシステムにおいて、赤外光を使用して超音波を遮る遮蔽物が存在するか否かを検出可能なシステムである。本実施形態では、検出システム１Ｃは、赤外光を使用して浴槽１０１内の入浴者Ｍを検出するシステムにおいて、赤外光を使用して浴槽１０１に蓋１０５がされているか否かを検出する。より詳しくは、検出システム１Ｃは、浴槽１０１の底面（第一面）に設置した第一反射部７に赤外光を照射し反射光によって入浴者Ｍの有無を検出する。また、検出システム１Ｃは、蓋１０５の表面（第二面）に設置した第二反射部８に赤外光を照射し反射光によって浴槽１０１に蓋１０５がされているか否かを検出する。

【0062】

赤外光発受光装置４は、対象物である浴槽１０１内の入浴者Ｍに向けて赤外光を発受光する。赤外光発受光装置４は、浴室１００の上部に位置する天井１０９に配置され、下方に向けて赤外光を発光し反射光を受光する。本実施形態では、赤外光発受光装置４は、超音波発受信装置２の近傍に配置される。赤外光発受光装置４は、少なくとも浴槽１０１に向けて赤外光を発光する。赤外光発受光装置４は、発光した赤外光が浴槽１０１の底面に置かれた第一反射部７、または、蓋１０５に置かれた第二反射部８で反射した反射光を受光する。

【0063】

赤外光発受光装置４は、赤外光の発光部４１と、発光部４１から発光された赤外光の反射光を受光する受光部４２とを含む。本実施形態では、発光部４１が浴槽１０１に赤外光を照射し、受光部４２が反射光を受光する。

【0064】

第一反射部７は、再帰性反射板である。第一反射部７は、第一面である浴槽１０１の底面に配置され、赤外光発受光装置４から発光された赤外光を反射する。第一反射部７は、入浴者Ｍの入浴時、入浴者Ｍの身体の下方になるように配置されている。本実施形態では、第一反射部７は、浴槽１０１の長手方向の両端部に配置されている。入浴者Ｍが入浴していない時、赤外光発受光装置４が発光した光は、第一反射部７に入射し反射する。入浴者Ｍの入浴時、赤外光発受光装置４が発光した光の少なくとも一部は、入浴者Ｍの身体によって遮られて第一反射部７に入射しない。これにより、第一反射部７から反射する反射光は、入浴者Ｍの入浴時は非入浴時に比べて、少なくとも低減する。

【0065】

第二反射部８は、再帰性反射板である。第二反射部８は、浴槽１０１の蓋１０５に配置されている。より詳しくは、第二反射部８は、浴槽１０１の底面の少なくとも一部を覆う位置に着脱可能に配置される蓋１０５の表面に配置され、赤外光発受光装置４から発光された赤外光を反射する。第二反射部８は、赤外光発受光装置４の発光部４１と第一反射部７とを結ぶ光路上、かつ、赤外光発受光装置４の受光部４２と第一反射部７とを結ぶ光路上に配置されている。

【0066】

図１４ないし図１７を用いて、浴槽１０１の蓋１０５と第二反射部８との関係について説明する。図１５は、浴室１００を側方から見た概略図であり、水の入った浴槽１０１に蓋１０５をしていない状態を示す図である。図１６は、浴室１００を側方から見た概略図であり、水の入っていない浴槽１０１に蓋１０５をしていない状態を示す図である。図１７は、浴室１００を側方から見た概略図であり、水の入った浴槽１０１の半分に蓋１０５をしている状態を示す図である。図１４は、浴槽１０１に蓋１０５をした状態を示す。この場合、赤外光発受光装置４が発光した光は、蓋１０５によって遮られて第一反射部７に入射しない。赤外光発受光装置４が発光した光は、第二反射部８において反射して、受光部４２によって受光される。図１５は、浴槽１０１に蓋１０５がされていない状態を示す。図１５は、浴槽１０１に水がない状態である。この場合、赤外光発受光装置４が発光した光は、第一反射部７において反射して、受光部４２によって受光される。図１６は、浴槽１０１に蓋１０５がされていない状態を示す。図１６は、浴槽１０１に水がある状態である。この場合、赤外光発受光装置４が発光した光は、第一反射部７において反射して、受光部４２によって受光される。赤外光発受光装置４が発光した光は、浴槽１０１の水を通過する。このため、受光部４２が受光する反射光は、浴槽１０１に水がない状態に比べて低減する。図１７は、浴槽１０１の右側に蓋１０５をした状態を示す。図１７は、浴槽１０１に水がある状態である。この場合、浴槽１０１の右側では、赤外光発受光装置４が発光した光は、蓋１０５によって遮られて第一反射部７Ｒに入射せず、第二反射部８Ｒにおいて反射して、受光部４２によって受光される。また、浴槽１０１の左側では、赤外光発受光装置４が発光した光は、第一反射部７Ｌにおいて反射して、受光部４２によって受光される。

【0067】

図１８ないし図２０を用いて、第二反射部８の配置について説明する。図１８は、浴槽１０１の蓋１０５に配置された第二反射部８の一例を示す図である。図１９は、浴槽１０１の蓋１０５に配置された第二反射部８の他の例を示す図である。図２０は、浴槽１０１の蓋１０５に配置された第二反射部８の他の例を示す図である。図１８に示すように、第二反射部８は、一対の蓋１０５にそれぞれ配置されていてもよい。一対の蓋１０５のそれぞれは、浴槽１０１の半分を覆うことが可能である。図１９に示すように第二反射部８は、複数に分割された蓋１０５にそれぞれ配置されていてもよい。この場合、浴槽１０１の縁部上面１０１ａにおける蓋１０５を並べる順番は限定されない。図２０に示すように、第二反射部８は、例えばロール式のような１枚の蓋１０５の長手方向に沿って配置されていてもよい。

【0068】

（赤外光検出装置）
赤外光検出装置５は、赤外光発受光装置４における赤外光の発受光を制御するとともに、反射光を検出する。赤外光検出装置５は、赤外光発受光装置４が発光した赤外光の反射光に基づいて、入浴者Ｍの有無を検出する。赤外光検出装置５は、赤外光発受光装置４が発光した赤外光の反射光に基づいて、蓋１０５の有無を検出する。赤外光検出装置５は、例えば、浴室１００の内外の任意の場所に設置可能である。本実施形態では、赤外光検出装置５は、例えば、浴室１００に設置されている。赤外光検出装置５は、赤外光発受光装置４に内蔵されていてもよい。赤外光発受光装置４と赤外光検出装置５とは、有線または無線で信号を送受信可能に接続されている。図１３に示すように、赤外光検出装置５は、検出部５０を有する。検出部５０は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）の論理回路により構成される。

【0069】

検出部５０は、赤外光発受光装置４が受光した反射光を検出する。より詳しくは、検出部５０は、反射光の強度を検出する。検出部５０は、反射強度が閾値以上である場合に、反射光として検出してもよい。検出部５０は、発光部４１によって発光された時間と、受光部４２によって受光された時間とから反射光の検出時間を検出してもよい。

【0070】

（処理装置）
処理装置１０は、例えば、浴室１００の内外の任意の場所に設置可能である。本実施形態では、処理装置１０は、例えば、浴室１００に設置されている。処理装置１０と超音波検出装置３と赤外光検出装置５とは、有線または無線で信号を送受信可能に接続されている。処理装置１０は、判定部１１を有する。判定部１１は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）の論理回路により構成される。

【0071】

判定部１１は、第一反射部７または第二反射部８における反射光に基づいて、浴槽１０１内の第一反射部７の上の入浴者Ｍの有無を判定する。より詳しくは、判定部１１は、赤外光検出装置５の検出結果に基づいて、第一反射部７または第二反射部８から反射光を受光したか否かによって、浴槽１０１に入浴者Ｍがいるか否かを判定する。判定部１１は、赤外光検出装置５の検出結果が反射光を受光したことを示す場合、浴槽１０１に入浴者Ｍがいないと判定する。判定部１１は、赤外光検出装置５の検出結果が反射光を受光していない、または、反射光が減少していることを示す場合、浴槽１０１に入浴者Ｍがいると判定する。

【0072】

判定部１１は、超音波検出装置３の距離算出部によって算出された距離と、第二反射部８における反射光から算出された距離とに基づいて、蓋１０５が置かれていると判定してもよい。より詳しくは、判定部１１は、超音波検出装置３の検出結果と、赤外光検出装置５の検出結果とに基づいて、浴槽１０１に蓋１０５が設置されているか否かを判定してもよい。より詳しくは、判定部１１は、超音波検出装置３によって検出された浴槽１０１の縁部上面１０１ａまでの距離と、赤外光検出装置５によって検出された反射光の検出時間から算出した距離とが同程度である場合、蓋１０５がされていると判定する。同程度であるとは、超音波検出装置３が算出した浴槽１０１の縁部上面１０１ａまでの距離と、赤外光検出装置５が算出した距離との差が、所定範囲内であることをいう。

【0073】

赤外光検出装置５から各対象物までの距離は、赤外光が発光されてから、各対象物の反射波が受光されるまでの時間に、赤外光の伝搬速度を乗算することによって算出される。

【0074】

判定部１１は、超音波検出装置３の検出結果と、赤外光検出装置５の検出結果とに基づいて、浴槽１０１に蓋１０５が一部されているか否かを判定してもよい。より詳しくは、判定部１１は、赤外光検出装置５によって検出された左右どちらか一方の第二反射部８における反射光の検出時間から算出した距離と、他方の第一反射部７における反射光の検出時間から算出した距離とに例えば数１０ｃｍ程度の差異があり、赤外光検出装置５によって検出された第二反射部８からの反射光の検出時間から算出した距離が超音波検出装置３によって検出された浴槽１０１の縁部上面１０１ａまでの距離と同程度である場合、一方の蓋１０５がされていると判定してもよい。

【0075】

次に、図２１、図２２を用いて、検出システム１Ｃにおける処理の流れについて説明する。図２１は、第四実施形態に係る検出システム１Ｃにおける処理の流れを示すフローチャートである。図２２は、第四実施形態に係る検出システム１Ｃにおける処理の流れを示すフローチャートである。

【0076】

赤外光発受光装置４が、浴槽１０１へ向けて赤外光を発光する（ステップＳ２０１）。発光された赤外光は、浴槽１０１の床面に配置された第一反射部７、または、蓋１０５に配置された第二反射部８で反射し、反射光が赤外光発受光装置４により受光される。

【0077】

赤外光検出装置５は、検出部５０によって、赤外光発受光装置４が受光した反射を検出する（ステップＳ２０２）。

【0078】

処理装置１０は、判定部１１によって、超音波検出装置３から検出結果を取得する（ステップＳ３０１）。

【0079】

処理装置１０は、判定部１１によって、赤外光検出装置５から検出結果を取得する（ステップＳ３０２）。

【0080】

処理装置１０は、判定部１１によって、赤外光の反射強度が閾値以上であり、かつ、超音波で検出した浴槽１０１の縁部上面１０１ａと同じ高さに強い反射があるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。処理装置１０は、判定部１１によって、赤外光の反射強度が閾値以上であり、かつ、超音波で検出した浴槽１０１の縁部上面１０１ａと同じ高さに強い反射があると判定する場合（ステップＳ３０３でＹｅｓ）、ステップＳ３０４へ進む。処理装置１０は、判定部１１によって、赤外光の反射強度が閾値以上ではない、または、超音波で検出した浴槽１０１の縁部上面１０１ａと同じ高さに強い反射がないと判定する場合（ステップＳ３０３でＮｏ）、処理を終了する。

【0081】

処理装置１０は、判定部１１によって、浴槽１０１には蓋１０５がされていると判定する（ステップＳ３０４）。

【0082】

このように、浴槽１０１に蓋１０５がされていると判定した場合、入浴者Ｍが入浴していないので、溺水検出システムの溺水判定処理を行わないようにしてもよい。

【0083】

上述したように、本実施形態は、浴槽１０１に蓋１０５がされている場合、第二反射部８から反射光が反射される。本実施形態は、浴槽１０１に蓋１０５がされて第一反射部７からの反射光が遮断されても、第二反射部８からの反射光を検出可能である。本実施形態によれば、浴槽１０１に蓋１０５がされたことを、入浴者Ｍが入浴中であると誤検出することを抑制できる。

【0084】

本実施形態は、超音波距離測定を同時に行うことにより、反射波が浴槽１０１の縁部上面１０１ａと同じ距離で、かつ、強い反射が得られる場合、蓋１０５がされていると判断することができる。

【0085】

本実施形態は、左右どちらか一方の第二反射部からの反射があり、左右の他方の第一反射部７からの反射がなく入浴検出のための赤外光の光路が遮断されている場合、蓋１０５の一部を設置して入浴者Ｍが入浴していると判断することができる。これにより、本実施形態は、溺水検出システムによる溺水検出を蓋１０５がされていない側、言い換えると、入浴者Ｍがいる側に限定して行うことで、検出精度を向上することができる。

【0086】

本発明に係る検出システム１は、上述した実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてもよい。

【0087】

上記した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものを含む。さらに、上記した構成は適宜組み合わせが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において構成の種々の省略、置換または変更が可能である。

【0088】

第一実施形態は、一例として浴室１００において物体を検出する場合について説明したが、例えば、介護施設または病院などのベッドに人がいるか否かを検出する、いわゆる離床検出にも適用可能である。この場合にも、プライバシーを保護して、ベッド上の人を検出できる。

【符号の説明】

【0089】

１ 検出システム
２ 超音波発受信装置
３ 超音波検出装置
４ 赤外光発受光装置
５ 赤外光検出装置
５０ 検出部
１０ 処理装置
１１ 判定部
２０ パルス発生回路
２１ 発振回路
２２ 断続回路
２３ 送信用増幅回路
２４ 発受信切替回路
２５ 受信用増幅回路
２６ フィルタ回路
２７ 波形分析回路
２８ 反射波抽出部
２９ 基準反射波形記憶部
３０ 判定部
１００ 浴室
１０１ 浴槽
１０１ａ 縁部上面
１０５ 蓋
１１０ 水面
Ｍ 入浴者

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】