(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴室内における入浴者の動作を画像により検出する監視センサを備えた入浴監視装置であって、
前記監視センサは、入浴者の動作を認識できるが入浴者の体形の詳細を認識できない程度の低画素数の受光部を有していることを特徴とする入浴監視装置。
【請求項２】
前記受光部の画素数は、約１００〜５０００画素であることを特徴とする、請求項１に記載の入浴監視装置。
【請求項３】
浴室内における入浴者の動作を画像により検出する監視センサを備えた入浴監視装置であって、
前記監視センサは、入浴者の画像の重心を演算し、演算された画像の重心の移動パターンと予め記憶されている画像の重心の移動パターンとの一致度に基づいて入浴者の動作を判別することを特徴とする入浴監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は入浴監視装置に関する。具体的にいうと、浴室内において入浴者に異常がないか否かを監視するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、浴室内における意識不明や死亡等の事故が増加し、問題となっている。例えば、老人が入浴中に心不全や脳卒中などで倒れ、家人やホテルの従業員などによる発見が遅れたがために手遅れとなり、死に至る場合もある。入浴中に心不全や脳卒中などで倒れることまで防止することはできないにしても、このような事故を早期に発見することができれば、軽傷で済み一命を取り留めることができる場合もある。
【０００３】
そのため、人体検出センサによって入浴者の状態を監視し、事故が重大な結果に至ることを未然に防止するための入浴監視装置が従来より提案されている（例えば、特開平８−５０６９３号公報）。人体検出センサとしては、赤外線や超音波を利用したものを用いるのが一般的であるが、画像を利用したものも提案されている（特開平４−３４７４４７号公報）。
【０００４】
しかし、浴室にカメラを設置することは入浴者に心理的な圧迫感や羞恥心を感じさせることから、画像を利用したものは利用が困難であると考えられており、一般的には赤外線や超音波を利用したものが主となっている。一方、赤外線や超音波を利用したものは、画像によるものと比較して判断精度が低いので、誤って事故と判断して騒ぎを起こしたり、逆に、事故の発見が遅れたりするという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、入浴者に心理的な圧迫感や羞恥心を感じさせることなく画像による入浴者の監視を行うことができる入浴監視装置を提供することにある。
【００１２】
【発明の開示】
請求項１に記載した入浴監視装置は、浴室内における入浴者の動作を画像により検出する監視センサを備えた入浴監視装置であって、前記監視センサは、入浴者の動作を認識できるが入浴者の体形の詳細を認識できない程度の低画素数の受光部を有していることを特徴としている。
【００１３】
このような低画素数の受光部を有する監視センサを用いれば、画像をそのまま用いて監視する場合でも、プライバシーの問題を避けることができ、また入浴者に不快感を与えることがない。従って、画像により入浴者の動作を監視する監視センサを浴室に用いることを可能にすることができる。さらに、監視センサにより得た画像にモザイク処理などを施す必要もなく、画像処理が簡略になる。また、監視センサにより得た画像を処理して出力する場合でも、画素数が少ないので、画像処理が簡単になる。
【００１４】
このような監視センサに用いられる受光部の画素数は、約１００〜５０００画素であることが望ましい。１００画素より少ないと、入浴者の動作を監視して異常発生を発見する精度が低くなり、５０００画素より多いと、入浴者の体形を認識できるようになる不都合が生じるためである。従って、入浴者の体形を認識できないことと、演算速度及び検出精度とを考慮すれば、受光部の画素数としては、１００〜５０００画素程度が望ましい
【００１９】
請求項３に記載した入浴監視装置は、浴室内における入浴者の動作を画像により検出する監視センサを備えた入浴監視装置であって、前記監視センサは、入浴者の画像の重心を演算し、演算された画像の重心の移動パターンと予め記憶されている画像の重心の移動パターンとの一致度に基づいて入浴者の動作を判別することを特徴としている。
【００２０】
この方法によれば、監視センサの画素数が少なくて荒い画像しか得られない場合であっても、入浴者の画像を解析することによって入浴者の動作を精度よく監視することができ、入浴者に異常が発生しているか否かを高い確度で判断できるようになる。
【００２０】
これらの方法によれば、監視センサの画素数が少なくて荒い画像しか得られない場合であっても、入浴者の画像を解析することによって入浴者の動作を精度よく監視することができ、入浴者に異常が発生しているか否かを高い確度で判断できるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（入浴監視装置を備えた給湯システム）
図１は本発明の一実施形態による入浴監視装置を備えた給湯システムの構成を示す概略図である。１は、浴室２や台所３等のカランに給湯したり、浴槽４の湯を追い焚きしたりするための給湯装置である。浴室２内には浴室用のリモートコントローラ（以下、浴室リモコンという）５Ａが設置され、台所３にはコントローラ（以下、台所リモコンという）５Ｂが設置されており、浴室リモコン５Ａ及び台所リモコン５Ｂは給湯装置１内のメインコントローラ１ａに通信線（リモコン線）１ｂを介して接続されている。従って、浴室リモコン５Ａと台所リモコン５Ｂもメインコントローラ１ａを介して互いに接続されている。もちろん、浴室リモコン５Ａと台所リモコン５Ｂを直接に結ぶ通信線１ｂがあってもよい。
【００２３】
図２は浴室リモコン５Ａの正面図である。浴室リモコン５Ａには、一般的な浴室リモコンと同様、浴槽４に湯を張るための「自動」スイッチ６ａや「給湯」スイッチ６ｂ、浴槽４内の湯を追い焚きするための「追焚」スイッチ６ｃ、泡バス用の「泡」スイッチ６ｄ、設定温度上昇スイッチ６ｅ、設定温度下降スイッチ６ｆなどの入力操作部６を備え、水位や設定温度、設定モードなどを表示するための表示部７を備えている。さらに、この浴室リモコン５Ａは、浴室２内のおける人体の動きを監視するための小型の監視センサ８を内蔵している。また、浴室リモコン５Ａは、浴室２内の音を監視すると共に緊急時に通話するためのスピーカ・マイク９を内蔵し、入浴者が緊急時に通報するための救急ボタン１０を備えている。
【００２４】
図３は上記浴室リモコン５Ａの構成を示す図である。通信制御部１１は、通信線１ｂを介して給湯装置１のメインコントローラ１ａに各種情報（音声信号や画像情報など）や制御信号などを送受信するためのものである。しかして、入力操作部６のいずれかのスイッチ又はボタンが操作されると、中央処理部（ＣＰＵ）１２は当該給湯装置操作情報を給湯装置１のメインコントローラ１ａへ送信し、給湯装置１を制御させる。一方、浴室リモコン５Ａの入力操作部６または台所リモコン５Ｂから入力された操作情報や設定値は、表示部７に表示される。
【００２５】
スピーカ・マイク９は通常は通話不能となっているが、常に集音監視状態となっている。そして、音声監視部１３は、浴室２内で音声（人の声や物音）が発生しているか否かを監視し、浴室２内で「音がする」、「音がしない」という情報を台所リモコン５Ｂへ伝送する。また、音がしない状態が何分継続しているか計測し、音がしない状態が所定時間以上経過した場合には異常信号を発生し、無音経過時間の情報や異常信号も台所リモコン５Ｂへ送信している。また、緊急時に入浴者が救急ボタン１０を押すと、スピーカ・マイク９は通話状態となり、浴室リモコン５Ａと台所リモコン５Ｂとの間で通話可能となる。
【００２６】
監視センサ８は、撮像部１４、画像処理部１５及び異常判定部１６からなり、撮像部１４によって浴室２内の画像を取り込み、入浴者の動作を監視している。すなわち、撮像部１４から取り込まれた画像は、画像処理部１５において必要な画像処理を施された後、異常判定部１６で、入浴者に異常がないか否かの判断をし、あるいはその判断に必要な情報を生成し、当該判断結果または情報を台所リモコン５Ｂに送信する。例えば、この実施形態の場合では、入浴者が洗い場１７にいるか、浴槽４内にいるかを検知すると同時に、入浴者の状態管理を行うことにより入浴者が動いているか否かを検知し、洗い場１７又は浴槽４で動きのない状態が何分以上経過しているか監視している。また、一定時間以上入浴者の動きを検知できない場合には、異常が発生している恐れがあると判断し、異常信号を発生する。これらの情報または信号は、台所リモコン５Ｂへ送信される。
【００２７】
一方、台所リモコン５Ｂは図４に示すようなレイアウトに構成されている。台所リモコン５Ｂには、浴槽４に自動お湯張りするための「自動」スイッチ１８ａや自動お湯張り取消し用の「停止」スイッチ１８ｂ、設定温度上昇スイッチ１８ｃ、設定温度下降スイッチ１８ｄなどを備え、水位や設定温度、設定モードなどを表示するための表示部１９を備えている。
【００２８】
また、台所リモコン５Ｂは、浴室２で音がしているか、音がしていないか、また音がしなくなってから何分経過しているかを表示するための監視用表示部２０を有しており、音声監視部１３から受信した情報に基づいて「音がします」、「音がしません」というメッセージや、音がしなくなってからの経過時間を監視用表示部２０に表示する。さらに、音声監視部１３から異常信号を受信した場合には、監視用表示部２０を点滅させたり、スピーカ・マイク２２で警報ブザーを鳴らしたりする。異常が発生した場合には、通話ボタン２３を押すと、スピーカ・マイク２２を通して浴室２にいる入浴者と通話することができる。
【００２９】
また、台所リモコン５Ｂは、浴室リモコン５Ａの監視センサ８に対応した監視用表示部２１を備えており、入浴者が洗い場１７にいて入浴者の動きが検知されていない旨の情報を異常判定部１６から受信している場合には表示マーク２１ａを点灯させ、入浴者が浴槽４内にいて入浴者の動きが検知されていない旨の信号を受信している場合には表示マーク２１ｂを点灯させ、さらに動きのない状態の経過（継続）時間をデジタル表示器２１ｃに表示する。さらに、異常判定部１６からの異常信号を受信した場合には、監視用表示部２１を点滅させたり、スピーカ・マイク２２で警報ブザーを鳴らしたりする。この場合にも、通話ボタン２３を押すと、スピーカ・マイク２２を通して浴室２にいる入浴者と通話することができる。
【００３０】
従って、このような給湯システムに組み込まれた入浴監視装置によれば、台所３やリビングにおいて入浴者に異常がないか否かを監視することができ、入浴者（特に、老人）が心不全や脳卒中などで倒れたりして異常が発生した場合には、直ちにこれを発見して対処することができ、処置の手後れによって死などの重大な結果に至るのを防止することができる。
【００３１】
（監視センサの詳細）
つぎに、上記監視センサ８において入浴者の異常を高い確度で検知し、誤判定を極力少なくするための構成を詳細に説明する。監視センサ８としては、図５に示すようなものを用いている。監視センサ８の撮像部１４は、縦３２×横３２画素（＝１０２４画素）のＣ−ＭＯＳアレイからなる画像検出部２４、結像レンズ２５、スキャナ２６、マルチプレクサ２７及びスキャナ駆動制御部２８から構成されている。また、各画素は、図６に示すような画素コア回路２９によって構成されている。画素コア回路２９は受光素子３０、電荷蓄積回路３１、感度可変回路３２から構成されており、感度可変端子及びリセット端子がスキャナ２６に接続され、光電流出力端子がマルチプレクサ２７に接続されている。
【００３２】
しかして、この撮像部１４にあっては、浴室２内の画像は、結像レンズ２５によって画像検出部２４に結像される。スキャナ２６は、スキャナ駆動制御部２８によって駆動制御されており、画像検出部２４の各画素列を順次一定周期毎に受光状態（オン状態）となるように制御している。受光状態となった１列の各画素から同時に出力された光電流は、マルチプレクサ２７によってシリアルデータに変換されて画像処理部１５へ出力される。
【００３３】
こうして画像処理部１５は、画像検出部２４を構成する全画素から画像情報を受信する。画像処理部１５は、画像情報を受け取ると、当該画像から入浴者の姿勢や位置、動作などを所定の解析アルゴリズムに従って解析し、入浴者の動きを監視する。具体的にいうと、画像処理部１５が受け取る原画像は、かろうじて入浴者の存在が分かる程度の非常に粗い画像であって、画像処理部１５は、この原画像を受け取ると、まず原画像に背景除去処理を施して入浴者の画像のみを取り出す。ついで、エッジ処理を施して画像の輪郭を取り出す。この段階で、入浴者の動きが分かる程度の画像が生成され、また画像の輪郭のみをデータとして残すことによって処理データを少なくし、画像処理時間の高速化を図る。ついで、この画像に対して体形の認識処理を行って腕の領域、脚の領域、胴体の領域をフレーム取りし、各フレーム内の重心位置を求める。そして、腕の領域の重心位置の変化から腕の動きを認識し、脚の領域の重心位置の変化から脚の動きを認識し、胴体の領域の重心位置の変化から移動方向や立ったり、座ったりしたことなどを認識する。
【００３４】
図７は、入浴者の身体各部の重心を求める重心演算部と浴室における身体各部の重心の移動パターンを保存するパターン記憶部とを備え、重心演算部によって演算された身体各部の重心の移動パターンとパターン記憶部に保存されている重心の移動パターンとの一致度に基づいて、動作判別部により入浴者の体全体の動きを判別する場合を説明しており、図７（ａ）は向かって左側（例えば、洗い場１７側）へ移動しようとしている画像３３を、図７（ｂ）は向かって右側（例えば、浴槽４側）へ移動しようとしている画像３３を、図７（ｃ）は立ち上がっている画像３３を、図７（ｄ）は座ろうとする画像３３をそれぞれ表している。これによって入浴者に動きがないか否かを正確に判別でき、入浴者に動きがない状態が一定時間以上持続した場合には、異常が発生したと判断できる。あるいは、パターン記憶部に、入浴者が脳卒中などで意識を失って倒れる動きのパターンなどを登録しておけば、その動きの中から倒れる動作を検出して異常を発見することもできる。
【００３５】
また、図８は、入浴者の画像のうちから胴体の重心Ｇを求める重心演算部を備え、重心演算部によって演算された重心Ｇの移動方向と胴体の領域を示すフレーム３４の傾き角度から入浴者の動きを判定するようにした場合を説明しており、図８（ａ）は向かって左側へ移動しようとしている画像３３を、図８（ｂ）は向かって右側へ移動しようとしている画像３３を、図８（ｃ）は立ち上がっている画像３３を、図８（ｄ）は座ろうとする画像３３をそれぞれ表している。そして、異常判定部１６は、重心演算部によって演算された画像の重心の静止時間によって動きがないと判断し、入浴者に異常が発生していないか否かを判別する。
【００３６】
このようにして画像処理部１５から入浴者の動きを示す情報が異常判定部１６へ送出されると、異常判定部１６は入浴者の状態管理を行い、以下に説明するように入浴者の状態の遷移を監視し続けることによって入浴者に異常が発生しているか否か判断し、異常が発生した恐れがあると判断すると、異常信号を出力する。このように入浴者の状態の遷移を追跡して異常発生を判断することにより、異常発生の発見の確度を高めることができる。
【００３７】
図９は、異常判定部１６による入浴者の状態管理の様子を説明する図である。図９により状態管理の様子を説明する。異常判定部１６が「入浴者なし」の状態と記憶しているとき、例えば監視センサ８が浴室２内における一定以上の動きを検出した場合、あるいは、浴室リモコンの入力操作部６が操作された場合などには、異常判定部１６は「入浴者なし」から「入浴者あり（正常）」へ状態が遷移したと判断し（遷移Ｔ１）、記憶を更新する。また、「入浴者あり（正常）」の状態と記憶しているとき、例えば入浴者が洗い場１７からドア側へ移動して浴室２内における一定動きが検出されなくなった場合には、異常判定部１６は「入浴者あり（正常）」から「入浴者なし」へ状態が遷移したと判断し（遷移Ｔ２）、記憶を更新する。
【００３８】
「入浴者あり（正常）」の状態と記憶しているときには、前述のように、異常判定部１６は入浴者が洗い場１７側にいるか、浴槽４側にいるか判別し、入浴者の動きを検知しないと、洗い場１７側にいて動きを検知しない旨の情報、あるいは浴槽４側にいて動きを検知しない旨の情報を台所リモコン５Ｂへ送信する。また、動きが止ってからの経過時間も台所リモコン５Ｂへ送信する。こうして、「入浴者あり（正常）」の状態で、一定時間入浴者の動きを検知できない場合（さらに、重心が一定高さ以下であることも条件として加重してもよい）には、異常判定部１６は「入浴者あり（正常）」から「入浴者あり（異常）」へ状態が遷移したと判断し（遷移Ｔ３）、異常信号を出力する。なお、異常と判断するまでの時間は、入浴者が洗い場１７にいる場合と浴槽４にいる場合とで異なっていてもよい。
【００３９】
また、「入浴者あり（異常）」の状態と記憶しているとき、例えば入浴者が洗い場１７からドア側へ移動して浴室２内における一定動きが検出されなくなった場合には、異常判定部１６は「入浴者あり（異常）」から「入浴者なし」へ状態が遷移したと判断し（遷移Ｔ４）、異常信号を解除する。これに対し、「入浴者あり（異常）」の状態と記憶しているとき、浴室２内で一定動きを検出しても「入浴者あり（正常）」と判断せず、異常信号も解除しない。
【００４０】
なお、撮像部１４としては、Ｃ−ＭＯＳアレイに代えて低画素数のＣＣＤを用いても差し支えない。また、数１０万画素以上の高精細なＣＣＤ、Ｃ−ＭＯＳアレイなどの受光デバイスを用いても差し支えないが、映像情報として用いる場合にはモザイク処理を施す必要があったり、画像処理時にデータ数が増大して処理に時間が掛かったりする。従って、上記のようなセンサーのように画素数の少ないものを用いるのが好ましい。この画素数としては、１００〜４０００画素くらい（例えば、縦１０×横１０画素から縦６４×横６４画素くらいのもの）が望ましく、特に１０００画素程度が好ましい。また、監視センサ８で取り込んだ画像を台所リモコン５Ｂへ送り、台所リモコン５Ｂで画像を処理し、入浴者に異常がないか否かを判断するようにしてもよいが、上記実施形態のように、浴室リモコンからは異常が発生していないか否かを知らせるための情報のみを浴室リモコンから出力するようにすれば、画像情報の盗窃を防止することができる。
【００４１】
（視野角）
つぎに監視センサ８（浴室リモコン）の設置位置及びその視野角θ１、θ２について説明する。監視センサ８を内蔵した浴室リモコンは、図１０に示すように、浴室壁面の浴槽４側と洗い場１７側との中間に取り付けている。このような位置に設置することにより、浴室リモコンを洗い場１７側からも浴室２側からも操作し易く、また監視センサ８による入浴者が浴室２側にいるか洗い場１７側にいるかの判断も容易になる。
【００４２】
図１１及び図１２は、このような位置に設置された監視センサ８の視野角を示す図である。浴室２の大きさ、特に浴室ユニットの大きさは、一般的にはほぼ同じ寸法であるので、監視センサ８の上下方向における視野角θ１及び左右方向における視野角θ２は一定としてあり、現場における調整を不要としている。上下方向の視野角θ１としては、図１１に示すように、入浴者が監視センサ８に比較的接近したとき、そのほぼ全身を捕えられるような広さに設定している。また左右方向の視野角θ２は、浴室２の一方壁面から他方壁面にわたる範囲を監視できる広さとしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による入浴監視装置を備えた給湯システムの概略図である。
【図２】浴室に設置された浴室リモコンの正面図である。
【図３】浴室リモコンの構成を示すブロック図である。
【図４】台所に設置されたリモコンの正面図である。
【図５】監視センサの構成を示す図である。
【図６】監視センサの画像検出部の１画素を構成する画素コア回路の構成を示す回路図である。
【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は画像から入浴者の状態を把握する一方法を説明する図である。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は画像から入浴者の状態を把握する別な方法を説明する図である。
【図９】入浴者の状態管理の様子を説明する図である。
【図１０】浴室リモコンの設置位置を説明するための浴室の縦断面図である。
【図１１】浴室リモコンに設けられた監視センサの視野角を説明するための浴室の縦断面図である。
【図１２】浴室リモコンに設けられた監視センサの視野角を説明するための浴室の水平断面図である。
【符号の説明】
２  浴室
４  浴槽
５Ａ  浴室リモコン
５Ｂ  台所ロモコン
８  監視センサ
１７  洗い場
２１  監視表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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