(57)【要約】【課題】室内の住宅内装建材等と外観的に融和した感圧シートを用いて、住宅電子機器を制御することができる屋内環境制御システムを提供する。【解決手段】屋内環境制御システムは、センサモジュールおよびデータ処理部を備え、センサモジュールは、制御部と、ユーザから複数の感圧領域のそれぞれに加わる荷重を測定し、各感圧領域に加わる荷重を示す荷重信号を制御部に出力する感圧シートと、制御部に接続され、荷重信号をデータ処理部に送信する送信部と、を備え、データ処理部は、送信部から送信された各荷重信号に基づいて、ユーザから感圧シートに加わった荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識するとともに、荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する。【選択図】図９
2019121890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサモジュールおよびデータ処理部を備えた屋内環境制御システムであって、
前記センサモジュールは、
制御部と、
ユーザから複数の感圧領域のそれぞれに加わる荷重を測定し、前記各感圧領域に加わる荷重を示す荷重信号を前記制御部に出力する感圧シートと、
前記制御部に接続され、前記荷重信号をデータ処理部に送信する送信部と、を備え、
前記データ処理部は、前記送信部から送信された前記各荷重信号に基づいて、ユーザから前記感圧シートに加わった荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識するとともに、前記荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する、屋内環境制御システム。
【請求項２】
前記感圧シートを包囲する住宅内装建材の少なくとも一部、および前記感圧シートの全体は、互いに面一に配置された表面上を連続した保護シートで覆われている、請求項１に記載の屋内環境制御システム。
【請求項３】
前記住宅内装建材の少なくとも一部および前記感圧シートの上に前記操作パターンを投影するガイド投影部をさらに備えた、請求項２に記載の屋内環境制御システム。
【請求項４】
前記感圧シートは、可撓性を有し、これを支持する支持部材とともに変形可能かつ伸縮可能である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の屋内環境制御システム。
【請求項５】
前記感圧シートは、少なくとも一部領域において湾曲した表面を含む支持部材に支持される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の屋内環境制御システム。
【請求項６】
前記データ処理部は、複数の前記操作パターンを予め記憶しているメモリを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の屋内環境制御システム。
【請求項７】
前記データ処理部は、人工知能機能を有し、前記荷重パターンおよびユーザによる前記住宅電子機器に対する特定の操作に基づいて前記操作パターンを学習するとともに、認識した前記荷重パターンが学習した前記操作パターンに合致したとき、前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の屋内環境制御システム。
【請求項８】
前記データ処理部は、前記荷重パターンとユーザによる前記住宅電子機器の特定の操作とを関連付けるための入力表示部とを有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の屋内環境制御システム。
【請求項９】
前記データ処理部は、クラウドコンピューティング環境で提供されるクラウドサーバーにより実現される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の屋内環境制御システム。
【請求項１０】
計時部をさらに備え、
前記データ処理部は、前記荷重パターンが前記操作パターンに合致したとき、前記計時部で得られた時刻を示す時刻信号および前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の屋内環境制御システム。
【請求項１１】
前記感圧シートは、壁に支持され、所定の高さより高い位置に配置される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の屋内環境制御システム。
【請求項１２】
制御部と、
ユーザから複数の感圧領域のそれぞれに加わる荷重を測定し、前記各感圧領域に加わる荷重を示す荷重信号を前記制御部に出力する感圧シートと、を備え、
前記制御部は、前記送信部から送信された前記各荷重信号に基づいて、ユーザから前記感圧シートに加わった荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識するとともに、前記荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する、センサモジュール。
【請求項１３】
前記感圧シートは、その周囲が住宅内装建材に包囲され、
前記感圧シートを包囲する前記住宅内装建材の少なくとも一部、および前記感圧シートの全体は、互いに面一に配置された表面上を連続した保護シートで覆われている、請求項１２に記載のセンサモジュール。
【請求項１４】
前記住宅内装建材の少なくとも一部および前記感圧シートの上に前記操作パターンを投影するガイド投影部をさらに備えた、請求項１２または１３に記載のセンサモジュール。
【請求項１５】
前記感圧シートは、可撓性を有し、これを支持する支持部材とともに変形可能かつ伸縮可能である、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項１６】
前記感圧シートは、少なくとも一部領域において湾曲した表面を含む支持部材に支持される、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項１７】
前記制御部は、複数の所定の操作パターンを予め記憶しているメモリを有する、請求項１２〜１６のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項１８】
前記制御部は、人工知能機能を有し、前記荷重パターンおよびユーザによる前記住宅電子機器に対する特定の操作に基づいて前記操作パターンを学習するとともに、認識した前記荷重パターンが学習した前記操作パターンに合致したとき、前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する、請求項１２〜１７のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項１９】
前記制御部は、前記荷重パターンとユーザによる前記住宅電子機器の特定の操作とを関連付けるための入力表示部とを有する、請求項１２〜１８のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項２０】
計時部をさらに備え、
前記制御部は、前記荷重パターンが前記操作パターンに合致したとき、前記計時部で得られた時刻を示す時刻信号および前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する、請求項１２〜１９のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項２１】
前記感圧シートは、壁に支持され、所定の高さより高い位置に配置される、請求項１２〜２０のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項２２】
感圧シートを用いて、ユーザから複数の感圧領域のそれぞれに加わる荷重を測定し、前記各感圧領域に加わる荷重を示す荷重信号をデータ処理部に出力する工程と、
前記データ処理部を用いて、前記送信部から送信された前記各荷重信号に基づいて、ユーザから前記感圧シートに加わった荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識するとともに、前記荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する工程と、を備えた屋内環境制御方法。
【請求項２３】
ガイド投影部を用いて、前記感圧シート上に前記操作パターンを投影する工程をさらに備えた、請求項２２に記載の屋内環境制御方法。
【請求項２４】
前記操作パターンを予め記憶する工程をさらに備えた、請求項２２または２３に記載の屋内環境制御方法。
【請求項２５】
人工知能機能を有する前記データ処理部を用いて、前記荷重パターンおよびユーザによる前記住宅電子機器に対する特定の操作に基づいて前記操作パターンを学習するとともに、認識した前記荷重パターンが学習した前記操作パターンに合致したとき、前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する工程をさらに備えた、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の屋内環境制御方法。
【請求項２６】
前記データ処理部の入力表示部を用いて、前記荷重パターンとユーザによる前記住宅電子機器の特定の操作とを関連付ける工程をさらに備えた、請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の屋内環境制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内環境制御システムに関し、とりわけ壁に感圧シートを設置し、ユーザ（居住者）の壁への押圧パターン（荷重パターン）に基づいて住宅電子機器を制御する屋内環境制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅電子機器を制御する屋内環境制御システムとして、例えば特許文献１には、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を用いて、ユーザ（居住者）の顔、または、手の画像を撮影し、顔画像の有無、手の形状の画像、顔または手の上方向および下方向の動作の画像、あるいは、手が指し示す上方向および下方向の画像情報などのような、複数種の画像情報を認識して識別し、これらの識別結果に基づいて、照度設定、照度増加、または、照度減少のための照明制御情報を出力する照明制御システムが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の照明制御システムにおいては、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を住宅室内に設置する必要があるが、ＣＣＤカメラは、比較的に大きな装置であるため、居住者にとって威圧的で、室内の美観を損ねるものである。また、ＣＣＤカメラは、通常、固定されており、照明制御システムを利用するためには、居住者は、ＣＣＤカメラの撮像範囲まで移動した後、所定の照明制御動作を行う必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０１６２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、ＣＣＤカメラのように、室内の美観を損ねることなく、また居住者がＣＣＤカメラの撮像範囲まで移動する必要がなく、住宅電子機器を制御することができる屋内環境制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る第１の態様は、屋内環境制御システムに関し、この屋内環境制御システムは、センサモジュールおよびデータ処理部を備え、前記センサモジュールは、制御部と、ユーザから複数の感圧領域のそれぞれに加わる荷重を測定し、前記各感圧領域に加わる荷重を示す荷重信号を前記制御部に出力する感圧シートと、前記制御部に接続され、前記荷重信号をデータ処理部に送信する送信部と、を備え、前記データ処理部は、前記送信部から送信された前記各荷重信号に基づいて、ユーザから前記感圧シートに加わった荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識するとともに、前記荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する。
【０００７】
本発明に係る第２の態様は、センサモジュールに関し、このセンサモジュールは、制御部と、ユーザから複数の感圧領域のそれぞれに加わる荷重を測定し、前記各感圧領域に加わる荷重を示す荷重信号を前記制御部に出力する感圧シートと、を備え、前記制御部は、前記送信部から送信された前記各荷重信号に基づいて、ユーザから前記感圧シートに加わった荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識するとともに、前記荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する。
【０００８】
本発明に係る第３の態様は、屋内環境制御方法に関し、この屋内環境制御方法は、感圧シートを用いて、ユーザから複数の感圧領域のそれぞれに加わる荷重を測定し、前記各感圧領域に加わる荷重を示す荷重信号をデータ処理部に出力する工程と、前記データ処理部を用いて、前記送信部から送信された前記各荷重信号に基づいて、ユーザから前記感圧シートに加わった荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識するとともに、前記荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、前記操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御する工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る実施形態は、室内の住宅内装建材等と外観的に融和した感圧シートを用いて、住宅電子機器を制御することができる屋内環境制御システムを提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る屋内環境制御システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】屋内環境制御システムのより詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】感圧シートの一部の構成部品を透視した平面図である。
【図４】図２のIV-IV線から見た感圧シートの断面図である。
【図５】特定の感圧領域に押圧力が加わったときの感圧シートの断面図である。
【図６】屋内環境制御システムの設置／準備の各工程を示すフローチャートである。
【図７】内壁の一部領域に埋設された感圧シートを部分的に示す断面図である。
【図８】対象住宅機器に対応する操作パターンを示す平面図である。
【図９】屋内環境制御システムの動作の各工程を示すフローチャートである。
【図１０】データ処理部で検知された、対象住宅機器に対応する荷重パターンを示す平面図である。
【図１１】対象住宅機器の作動／停止および出力強度の操作パターンの一例を示す平面図である。
【図１２】変形例に係る屋内環境制御システムのより詳細な構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る屋内環境制御システム、これに用いられるセンサモジュール、および屋内環境制御方法の実施形態について以下説明する。本発明に係る屋内環境制御システムは、概略、センサモジュールを構成する感圧シート（感圧センサ）の複数の感圧領域にユーザが与えた荷重（圧力）を測定し、各感圧領域における荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識して、認識された荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、その操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御するものである。
【００１２】
より具体的には、本発明に係る屋内環境制御システムは、センサモジュールおよびデータ処理部を備え、センサモジュールは、制御部と、ユーザから複数の感圧領域のそれぞれに加わる荷重を測定し、各感圧領域に加わる荷重を示す荷重信号を制御部に出力する感圧シートと、制御部に接続され、荷重信号をデータ処理部に送信する送信部と、を備え、データ処理部は、送信部から送信された各荷重信号に基づいて、ユーザから感圧シートに加わった荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識するとともに、荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御するものであってもよい。このように、データ処理部は、住宅の内壁等に設けた感圧シートの各感圧領域に加わる荷重信号に基づいて、ユーザが感圧シートに入力した荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識し、荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御するので、ユーザは、あたかも住宅の内壁等を触るだけで住宅電子機器を制御することができる。
【００１３】
感圧シートを包囲する住宅内装建材の少なくとも一部、および感圧シートの全体は、互いに面一に配置された表面上を連続した保護シートで覆われてもよい。すなわち感圧シートは、内壁等の住宅内装建材と一体に構成され、外観的に融和するものであり、前掲特許文献１に記載のＣＣＤカメラとは異なり、室内の美観を損ねることなく、すなわち審美性が高く見栄えがよい。
【００１４】
住宅内装建材の少なくとも一部および感圧シートの上に操作パターンを投影するガイド投影部をさらに備えてもよい。ユーザは、ガイド投影部に投影された押圧すべき操作パターンを参照しながら、感圧シートを押圧することにより、確実に住宅電子機器を操作することができる。
【００１５】
感圧シートは、可撓性を有し、これを支持する支持部材とともに変形可能かつ伸縮可能であってもよい。また感圧シートは、少なくとも一部領域において湾曲した表面を含む支持部材に支持されてもよい。すなわち感圧シートを任意の形状を有する身近な物品の上に配置することにより、ユーザは住宅電子機器を容易に制御することができ、利便性を格段に向上させることができる。
【００１６】
データ処理部は、複数の操作パターンを予め記憶しているメモリを有してもよい。択一的には、データ処理部は、人工知能機能を有し、荷重パターンおよびユーザによる住宅電子機器に対する特定の操作に基づいて操作パターンを学習するとともに、認識した荷重パターンが学習した操作パターンに合致したとき、操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御してもよい。このようにデータ処理部は、人工知能機能を有し、センサモジュールと住宅電子機器（対象住宅機器）の制御との関連付け（ペアリング）を自動的に行うように機械学習（教師なし学習）することができるので、ユーザが入力表示部を用いて上記ペアリングを実行する手間を省略することができる。
【００１７】
データ処理部は、荷重パターンとユーザによる住宅電子機器の特定の操作とを関連付けることにより、荷重パターンに対応する操作パターンの学習を支援する入力表示部とを有してもよい。入力表示部を用いて、センサモジュールと対象住宅機器の制御との関連付け（ペアリング）する際、荷重パターンに対応する操作パターンをデータ処理部に認識（学習）させることができる。さらに入力表示部は、上記関連付け（ペアリング）を自動的に行うように機械学習（教師あり学習）させる上でも有用である。
【００１８】
データ処理部は、クラウドコンピューティング環境で提供されるクラウドサーバーにより実現されてもよい。クラウドサーバーで実現されるデータ処理部は、より複雑な情報処理を、より高速に実施することができ、さらに室内に配置されるデータ処理部に相当する物理的なハードウェアを省略して、省スペース化を図ることができる。
【００１９】
屋内環境制御システムは、計時部をさらに備え、データ処理部は、荷重パターンが操作パターンに合致したとき、計時部で得られた時刻を示す時刻信号および操作パターンに基づいて住宅電子機器を制御してもよい。荷重パターンは、圧力データだけでなく時刻データを含むので、ユーザから押圧された荷重の経時的変化を表すことができ、データ処理部は、ユーザの押圧動作をより正確に認識することができる。
【００２０】
感圧シートは、壁に支持され、所定の高さより高い位置に配置されてもよい。これにより、幼児等による誤操作を未然に防止することができる。
【００２１】
［屋内環境制御システム］
ここで図１および図２を参照しながら、本発明の実施形態に係る屋内環境制御システム１の概略的構成について説明する。この実施形態に係る屋内環境制御システム１は、図１に示すように、概略、住居の複数の内壁（壁Ａ，Ｂ，Ｃ）等に設置されるセンサモジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃおよび集中データ処理装置３０（以下、単に「データ処理部」ともいう。）を備える。
【００２２】
センサモジュール１０は、図２に示すように、制御部１２（中央演算処理部）、および制御部１２に接続されたセンサ部１４（以下、「感圧シート」ともいう。）、通信部１６ならびに計時部１８を有する。感圧シート１４は、詳細は後述するが、ユーザ（例えば、住宅の居住者）から複数の感圧領域Ｒｉｊのそれぞれに加わる荷重を測定し、各感圧領域Ｒｉｊに付随する複数の荷重信号Ｐｉｊを制御部１２に出力する。すなわち各荷重信号Ｐｉｊとは、対応する感圧領域Ｒｉｊに加えられた圧力または荷重を示す信号であり、感圧シート１４は、荷重信号Ｐｉｊを感圧領域Ｒｉｊに関連付けて（Ｒｉｊ／Ｐｉｊ）制御部１２に出力する。また制御部１２は、通信部１６を介して、各感圧領域Ｒｉｊに付随する複数の荷重信号Ｐｉｊを集中データ処理装置３０に通信するように構成されている。
【００２３】
データ処理部３０は、図１に示すように、センサモジュール１０ａ，１０ｂ，１０ｃにそれぞれ付随する感圧シート１４からの各感圧領域Ｒｉｊに付随する複数の荷重信号Ｐｉｊを受けて、１つまたはそれ以上の住宅機器５０ａ〜５０ｅ（住宅電子機器）を電気的に制御するように構成されている。換言すると、住宅機器５０ａ〜５０ｅは、センサモジュール１０の感圧シート１４の各感圧領域Ｒｉｊで得られた複数の荷重信号Ｐｉｊに基づいて制御される。
【００２４】
図２に示すように、データ処理部３０には、入力表示部３２を設けてもよい。入力表示部３２は、データ処理部３０からのさまざまな情報またはデータに関する複数の選択肢や質問をユーザに表示する（プロンプト）とともに、ユーザによる選択や回答をデータ処理部３０に入力するための汎用ヒューマン・マシン・インタフェース装置であって、例えば画面付きリモコン、コンソール、パソコン用のキーボード（マウス）ならびにディスプレイ、またはタッチパネルであってもよい。また、詳細は後述するが、データ処理部３０は、クラウドコンピューティング環境で提供されるクラウドサーバーにより実現されるものであってもよい（図１２）。クラウドサーバーで実現されるデータ処理部３０は、より複雑な情報処理を、より高速に実施することができ、さらに室内に配置されるデータ処理部３０に相当する物理的なハードウェアを省略して、省スペース化を図ることができる。
【００２５】
［センサモジュールの感圧シート］
次に、図３〜図５を参照しながら、センサモジュール１０の感圧シート１４の基本的構成および動作について説明する。図３は、感圧シート１４の一部の構成部品を透視した平面図であり、図４は、図２のIV-IV線から見た感圧シート１４の断面図である。
【００２６】
感圧シート１４は、図３および図４に示すように、基材２０と、その上に略等間隔で配置された複数のワイヤ電極部２１と、ワイヤ電極部２１の上に配置された複数の短冊状の弾性電極部２２とを備える。図３の紙面上、短冊状の弾性電極部２２は上下方向に延び、ワイヤ電極部２１は左右方向に延び、波状に配置されている。なお、図４の断面図から明らかなように、ワイヤ電極部２１は、弾性電極部２２の下方に配置されているため、図３の平面図では表れないものであるが、図３は、弾性電極部２２とワイヤ電極部２１の配置関係を明確にするため、ワイヤ電極部２１を透視して図示し、弾性電極部２２にはハッチングを付して図示している。また図３は、ワイヤ電極部２１と弾性電極部２２とが交差する複数の感圧領域Ｒｉｊを示す。
【００２７】
弾性電極部２２は、実質的に大きい可撓性および弾性（例えば約１０６Ｐａの弾性率）を有するため、図３の上下方向に伸縮し、ワイヤ電極部２１は、より小さい弾性（例えば約１０１１Ｐａの弾性率）を有するものの波状に配置されているため、図３の左右方向に伸縮することができる。したがって、本発明に係る感圧シート１４は、全体として可撓性を有し、ワイヤ電極部２１および弾性電極部２２がそれぞれ左右方向および上下方向に変形および伸縮することができるため、任意の曲面を有する支持部材の上に配置することができる。すなわち本発明に係る感圧シート１４は、全体的または少なくとも部分的に湾曲した表面を含む支持部材の上に配置でき、内壁だけでなく、家具、玩具、または寝具等の上にも配置することができる。
【００２８】
ワイヤ電極部２１は、図４に示すように、例えば金または銅等からなるワイヤ本体２３と、その周囲に被膜された誘電体層２４とを有する。誘電体層２４は、特に限定されないが、例えばポリプロピレン系等の樹脂材料で形成されてもよい。
【００２９】
弾性電極部２２は、上述のように、ワイヤ電極部２１より大きな弾性および伸縮性を有する材料で形成され、特に限定されないが、例えばゴム材料および分散した導電性フィラーからなる導電性ゴムで形成されてもよい。
【００３０】
弾性電極部２２と、誘電体層２４と、誘電体層２４を介して弾性電極部２２に近接配置されたワイヤ本体２３とは、コンデンサ要素Ｃｉｊを構成する（図４）。また、上述のように、各ワイヤ電極部２１は、各弾性電極部２２と交差するように配置されており、これらの交差する領域が、各コンデンサ要素Ｃｉｊに対応する感圧領域ｉｊを構成する。図３において、感圧領域Ｒｉｊは、各弾性電極部２２を示す上下方向の実線と、各ワイヤ電極部２１の両端に示す左右方向の仮想線（破線）で画定されている。
【００３１】
各弾性電極部２２および各ワイヤ電極部２１は、図３の端子Ｈｉ，Ｌｊに接続される制御部１２の複数のＸ端子およびＹ端子（ともに図示せず）に接続されている。制御部１２は、Ｘ端子およびＹ端子に入力される各弾性電極部２２および各ワイヤ電極部２１の端子Ｈｉ，Ｌｊの電位に基づいて、各感圧領域Ｒｉｊにおける各コンデンサ要素Ｃｉｊの静電容量を測定することができる。制御部１２は、自動平衡ブリッジ法等を用いて、各ワイヤ電極部２１（Ｙ端子）に適当な電位を順次印加することにより測定することができる。このとき、各弾性電極部２２に対するノイズを極力抑えるために弾性電極部２２（端子ＨｉまたはＸ端子）を接地電位に維持してもよい。感圧領域Ｒｉｊの大きさは、特に限定されないが、例えば１ｃｍｘ１ｃｍであってもよい。また制御部１２が各コンデンサ要素Ｃｉｊの静電容量を測定する際のサンプリングレートは、感圧領域Ｒｉｊの大きさにも依存するが、例えば１０ｍｓであってもよい。
【００３２】
感圧シート１４の特定の感圧領域Ｒｉｊにおいて、弾性電極部２２からワイヤ電極部２１に向かう方向に押圧力または圧力Ｐｉｊが加わると、図５に示すように、弾性電極部２２がワイヤ電極部２１に比して大きく撓み、弾性電極部２２と誘電体層２４との接触面積が増大する。本発明に係る感圧シート１４の弾性電極部２２、誘電体層２４、およびワイヤ本体２３により構成される各コンデンサ要素Ｃｉｊの静電容量は、各弾性電極部２２と各ワイヤ電極部２１の誘電体層２４との接触面積に線形（一次関数的）に比例する。したがって本発明に係る感圧シート１４において、弾性電極部２２とワイヤ本体２３との間の静電容量を測定することにより、図３に示すように、複数の（マトリックス状に配置された）感圧領域Ｒｉｊのそれぞれに加わる圧力Ｐｉｊを精緻に、かつリアルタイムで検知することができる。
【００３３】
［屋内環境制御システムの設置／準備］
図６は、屋内環境制御システム１の設置／準備の各工程を示すフローチャートである。屋内環境制御システムの設置工程において、住居等の内壁（住宅内装建材）の全面または一部領域にセンサモジュール１０の感圧シート１４、制御部１２および通信部１６を埋設する（ステップＳＴ０１）。図７は、内壁６０の一部領域に埋設された感圧シート１４を部分的に示す断面図である。具体的には、内壁６０に設けた凹部６２は、感圧シート１４を埋設したとき、感圧シート１４の弾性電極部２２の表面と、凹部６２が形成されない領域における内壁６０の表面とが面一に配置されるように形成される。感圧シート１４を内壁６０に設けた凹部６２に埋設した後、連続した保護シート６４が、面一に配置された両者の表面上を覆うように配置される（貼り付けられる）。このように配置された感圧シート１４は、内壁６０と一体に構成され、外観的に融和するため、審美性が高く見栄えがよい。また、感圧シート１４は、内壁６０に支持される場合、幼児等による誤操作を未然に防止するため、幼児等が手の届かない高い位置に配置することが好ましく、例えば１２０ｃｍ以上の高い位置に設けるとよい。
【００３４】
センサモジュール１０を内壁６０に埋設した後、センサモジュール１０の制御部１２を、無線ＬＡＮ機能（IEEE802.11に準拠）を有する集中データ処理装置３０（データ処理部）に接続する。すなわち、各センサモジュール１０に付随する感圧シート１４または単一の感圧シート１４を分割した複数の感圧シート領域（図示せず）のうちの１つの感圧シート領域を、データ処理部３０に認証させる。このとき、データ処理部３０の入力表示部３２を用いて、センサモジュール１０ａに付随するセンサモジュール１０ａの感圧シート１４は、例えばドア付近にある内壁６０に配置されたことを関連付けるようにデータ処理部３０に記憶させる（ステップＳＴ０２）。なお入力表示部３２は、上述のとおり、ユーザがさまざまな情報またはデータを、データ処理部３０に入力するための汎用ヒューマン・マシン・インタフェース装置である。
【００３５】
同様に、無線ＬＡＮ機能による無線通信機能を用いて、データ処理部３０を介して、制御すべき住宅機器５０（対象住宅機器）を制御部１２と通信できるように接続する。すなわち、データ処理部３０の入力表示部３２を用いて、ユーザは、対象住宅機器５０と対応するセンサモジュール１０（および付随する感圧シート１４）とをペアリングするようにデータ処理部３０を設定する（ステップＳＴ０３）。例えば照明機器５０ａをセンサモジュール１０ａとペアリングするようにデータ処理部３０を設定する。
【００３６】
さらに、データ処理部３０の入力表示部３２を用いて、対象住宅機器５０の操作パターンをデータ処理部３０に記憶させる。すなわちデータ処理部３０は、複数の対象住宅機器５０ａ〜５０ｅに対応する複数の操作パターンを予め記憶しているメモリ（図示せず）を有する。例えば、特定のセンサモジュール１０に付随する感圧シート１４に、予めメモリに記憶させた「丸」印の操作パターン（図８（ａ））が認識されたとき、データ処理部３０が照明機器５０ａを作動させるように入力表示部３２で設定してもよい。具体的には、ユーザは、入力表示部３２を用いて、照明機器（室内灯）５０ａを特定のセンサモジュール１０とペアリングした後、図８（ａ）〜図８（ｆ）に示すいくつかの操作パターンの中から「丸」印を選択する。こうしてデータ処理部３０は、「丸」印の荷重パターンを認識したとき、照明機器（室内灯）５０ａを作動させるように設定してもよい（ステップＳＴ０４）。
【００３７】
また、本発明に係る感圧シート１４は、ユーザが各感圧領域Ｒｉｊに加える圧力Ｐｉｊに応じた圧力データＰｉｊを精緻に検知することができるので、感圧シート１４で検知される荷重パターンの強度に応じて、対象住宅機器５０の出力強度を制御するようにデータ処理部３０を設定してもよい。例えば、入力表示部３２を用いて、照明機器５０ａに対応する感圧シート１４で検知される荷重パターンの強度（圧力Ｐｉｊ）に応じて、照明機器５０ａの照明強度を制御するようにデータ処理部３０を設定してもよい（ステップＳＴ０５）。
【００３８】
［屋内環境制御システムの動作］
図９は、屋内環境制御システムの動作の各工程を示すフローチャートである。図９のフローチャートのステップＳＴ１１において、ユーザ（住宅の居住者等）は、特定の感圧シート１４（または感圧シートの一部領域）を、作動のための特定の荷重パターンおよび圧力を意図して押圧する。例えば、ユーザはドア付近にある内壁６０に配置された（ただし視認されない）感圧シート１４の上方にある（感圧シート１４を覆う）保護シート６４を、「丸」印を意識して押圧する。本発明に係る屋内環境制御システム１は、ガイド投影部３４を備えてもよい（図２）。ガイド投影部３４とは、例えばドア付近にある内壁６０に配置された感圧シート１４の上方にある保護シート６４に、ユーザが押圧すべき少なくとも１つの操作パターンを投影する機能を有するものである。例えば、ユーザがドア付近にある保護シート６４をタッチ（一点の接触動作）すると、これをトリガーとして、ガイド投影部３４を作動させ、少なくとも１つの操作パターンを投影させてもよい。この場合、ユーザは、ガイド投影部３４により投影された操作パターンを参照しながら、感圧シート１４を押圧することにより、所望の住宅電子機器５０を確実に操作することができる。また図２のガイド投影部３４は、データ処理部３０に設けられているが、センサモジュール１０の制御部１２に設けてもよい（図１２）。
【００３９】
データ処理部３０は、図１０（ａ）に示すような荷重パターンを認識する。データ処理部３０が検知する荷重パターンは、感圧シート１４で得られた各感圧領域Ｒｉｊにおける圧力データＰｉｊおよび計時部１８で得られた時刻データｔを含み、図１０（ａ）では、各感圧領域Ｒｉｊにおける圧力データ（相対強度）および時刻データ（相対時刻）の対がＰｉｊ／ｔとして記載され、時刻ｔ＝１（始点）からｔ＝２７（終点）までの時間、圧力データＰｉｊが２〜９で推移するものとして図示されている。すなわちデータ処理部３０は、ユーザから感圧シート１４に加わった荷重の経時的変化を示す荷重パターンを認識するように構成されている。荷重パターンは、圧力データＰｉｊだけでなく時刻データｔを含むので、荷重の経時的変化を表すことができ、データ処理部３０は、ユーザの押圧動作をより正確に認識することができる。
【００４０】
データ処理部３０は、検知された荷重パターンが、その感圧シート１４に対応する対象住宅機器５０の作動のための操作パターンと合致するか否か判断する（ステップＳＴ１２）。例えばデータ処理部３０は、感圧シート１４が照明機器５０ａに関連付けられたものであり、かつ検知された荷重パターンが予めメモリに記憶された照明機器５０ａに対応する「丸」印であると判断した場合、荷重パターンと操作パターンとが合致したと判断する。データ処理部３０は、荷重パターンと操作パターンとが合致したと判断したとき、ステップＳＴ１３にて、対象住宅機器５０を作動させ（照明機器５０ａを点灯させ）、合致しないと判断したとき、ステップＳＴ１１に戻ってユーザによる更なる荷重パターンの入力に備えて待機する。すなわちデータ処理部３０は、認識された荷重パターンが所定の操作パターンに合致したとき、その操作パターンに基づいて対象電子機器５０を制御するように構成されている。
【００４１】
データ処理部３０は、ステップＳＴ１１で検知された荷重パターンの圧力データの最大値または平均値が所定の閾値を越えると判断したとき（ステップＳＴ１４）、対象住宅機器５０の出力強度（照明機器５０ａの照明強度）が「強」となるように（ステップＳＴ１５）、さもなければ「弱」となるように（ステップＳＴ１６）対象住宅機器５０を制御してもよい。
【００４２】
対象住宅機器５０の停止に際し、ユーザは、同一の感圧シート１４（または感圧シート領域）を、停止のための特定の操作パターンおよび圧力で押圧する（ステップＳＴ１７）。例えば、ユーザはドア付近にある感圧シート１４に「レ点」を意識して押圧する。このとき、データ処理部３０は、図１０（ｂ）に示すような荷重パターンを検知する。図１０（ｂ）は、時刻ｔ＝１（始点）からｔ＝１３（終点）までの時間、圧力データＰｉｊが２〜１０で推移する荷重パターンを示す。
【００４３】
データ処理部３０は、検知された荷重パターン（図１０（ｂ））が、対象住宅機器５０の特定の停止のための操作パターン（照明機器５０ａの消灯に対応する操作パターン）と合致するか否か判断する（ステップＳＴ１８）。データ処理部３０は、荷重パターンと操作パターンとが合致したと判断したとき、ステップＳＴ１９にて、対象住宅機器５０を停止させ（照明機器５０ａを消灯させ）、合致しないと判断したとき、ステップＳＴ１７に戻ってユーザによる荷重パターンの更なる入力に備えて待機する。
【００４４】
［屋内環境制御システムの変形例］
次に、上記実施形態の変形例に係る屋内環境制御システム１について以下説明する。上記実施形態に係る屋内環境制御システム１は、入力表示部３２を用いて、対象住宅機器５０に対応する特定の感圧シート１４を関連付け（ステップＳＴ０２）、対象住宅機器５０と対応する感圧シート１４とをペアリングし（ステップＳＴ０３）、対象住宅機器５０に固有の操作パターンを設定し（ステップＳＴ０４）、そして感圧シート１４で検知される荷重パターンの強度に応じて対象住宅機器５０の出力強度を制御するように設定される（ステップＳＴ０５）ものとして上記説明したが、これに限定されるものではない。
【００４５】
例えば、任意の感圧シート１４において、特定の操作パターンを対象住宅機器５０に関連付けてもよい。例えば、図８（ａ）〜図８（ｆ）に示す操作パターンを、それぞれ照明機器Ａ（室内灯）、照明機器Ｂ（フットライト）、ガイド投影部３４、テレビ受像機、オーディオ機器、およびカーテン開閉器に対応するように設定してもよい。感圧シート１４を内壁６０の実質的な面積にわたって配置した場合、内壁６０全体に配置された感圧シート１４の任意の領域を用いて、数多くの住宅機器５０を制御することができる。また、入力表示部３２を用いて、新規に導入した住宅機器５０に対応する操作パターンを、データ処理部３０に容易に記憶させることができる。
【００４６】
また上記実施形態では、データ処理部３０は、特定の対象住宅機器５０に対する作動および停止のための異なる操作パターンを設定して、感圧シート１４に入力された荷重パターンが操作パターンと合致したとき、その対象住宅機器５０を制御するように構成されたが（ステップＳＴ１２およびステップＳＴ１８）、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４７】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、対象住宅機器の作動／停止および出力強度の操作パターンの一例を示す平面図であり、図中の丸印はユーザによるタッチ（一点の接触動作）を表し、図中の線分は接触位置の経時的変化を伴う接触（撫でるような接触動作）を表す。例えば、特定の対象住宅機器５０を選択するために、ユーザが図８（ａ）〜図８（ｆ）に示す操作パターンで感圧シート１４を押圧した後、続けて図１１（ａ）および図１１（ｂ）の作動および停止を示す別の操作パターンで感圧シート１４を押圧することにより、その対象住宅機器５０を作動または停止させるようにデータ処理部３０を設定してもよい。これにより、感圧シート１４を押圧すべき操作パターンの数は増大するが、感圧シート１４の任意の領域を用いて、任意の対象住宅機器５０を制御することができる。
【００４８】
同様に、上記実施形態では、検知された荷重パターンの圧力データの最大値または平均値が所定の閾値を越えると判断されたとき（ステップＳＴ１４）、対象住宅機器５０の出力強度が「強」となるように（ステップＳＴ１５）、その他の場合には「弱」となるように（ステップＳＴ１６）対象住宅機器５０を制御するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
特定の対象住宅機器５０を選択するために、ユーザが図８（ａ）〜図８（ｆ）に示す操作パターンで感圧シート１４を押圧した後、続けて図１１（ｃ）および図１１（ｄ）の出力強度の増大および低減を示す別の操作パターンで感圧シート１４を押圧するごとに、その対象住宅機器５０の出力強度を段階的または連続的に増減させてもよい。また図１１（ｃ）および図１１（ｄ）の出力強度の増大および低減を示す操作パターンで感圧シート１４を押圧したときの圧力Ｐｉｊに基づいて、その対象住宅機器５０の出力強度を増減させてもよい。図１１（ｃ）および図１１（ｄ）の他、詳細図示しないが、例えば、右上方向に延びる線分を出力強度の増大を示す操作パターンと設定し、反対に、右下方向に延びる線分を出力強度の低減を示す操作パターンとして定義し、これらの操作パターンで感圧シート１４を押圧したときの圧力Ｐｉｊに基づいて、その対象住宅機器５０の出力強度を増減させてもよい。
【００５０】
さらに、データ処理部３０は、人工知能（ＡＩ）機能を備えるように構成してもよい。すなわちユーザは、入力表示部３２を用いる代わりに、図８（ａ）〜図８（ｆ）および図１１（ａ）〜図１１（ｄ）に示す特定の操作パターンで任意の感圧シート１４に押圧した後に、続けて対象住宅機器５０の手動による操作を反復することにより、データ処理部３０は、センサモジュール１０と対象住宅機器５０の制御との関連付け（ペアリング）を行うように機械学習（教師なし学習）させてもよい。
このように機械学習したデータ処理部３０は、上記実施形態と同様、ユーザが押圧（入力）した荷重パターンが特定の操作パターンと合致したことを認識したとき、対象住宅機器５０の作動もしくは停止および出力強度の増減を制御することができる。
【００５１】
例えば、ユーザは、任意の感圧シート１４またはその任意の領域に「丸」印の荷重パターンを押圧（入力）した後、速やかに照明機器Ａ（室内灯）を手動で作動させる一連の操作を反復することにより、ＡＩ機能付きデータ処理部３０は、照明機器Ａ（室内灯）とセンサモジュール１０とペアリングするとともに、ユーザが押圧（入力）した荷重パターンが特定の操作パターンと合致したことを認識したとき、対象住宅機器５０の作動もしくは停止および出力強度の増減を制御するように機械学習させることができる。
【００５２】
さらに、人工知能（ＡＩ）機能を備えたデータ処理部３０は、ユーザが感圧シート１４に特定の荷重パターンで押圧（サンプリング入力）した後、入力表示部３２を用いて、より確実に、センサモジュール１０と対象住宅機器５０の制御との関連付け（ペアリング）を行うように機械学習（教師あり学習）させてもよい。データ処理部３０は、「教師あり学習」を採用することで、「教師なし学習」に比べてより少ない情報量で学習成果を効率的に得ることができる。
【００５３】
例えば、ユーザが任意の感圧シート１４またはその任意の領域に「丸」印の荷重パターンを押圧（入力）した後、入力表示部３２を用いて、「照明機器Ａ（室内灯）の点灯」に対応する操作パターンを選択することにより、データ処理部３０は、次に感圧シート１４に入力された荷重パターンが、「照明機器Ａ（室内灯）の点灯」に対応する操作パターンと合致することを認識したとき、照明機器Ａ（室内灯）を点灯させるように制御することができる。すなわち、入力表示部３２は、人工知能機能を備えたデータ処理部３０の教師あり学習を支援する学習支援部として機能させることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態および上記変形例では、センサモジュール１０およびデータ処理部３０は別体のものとして説明したが、センサモジュール１０の制御部１２がデータ処理部３０の上記機能を兼ね備え、データ処理部３０を省略してもよいし、データ処理部３０をクラウドサーバーで構成してもよい。データ処理部３０をクラウドサーバーで構成する場合、センサモジュール１０は、図１２に示すように、制御部１２に接続された入力表示部３２およびガイド投影部３４を備え、上記説明した屋内環境制御システム１を実現することができる。
【００５５】
上述のように、本発明に係る感圧シート１４は、可撓性および伸縮性を有することから、住宅の内壁６０の他、凹凸または曲面を有する家具、テーブル、ボール状クッション、座布団、または枕（抱き枕）等の上にも配置することができる。ユーザの身近にあって、任意の形状を有する物品に感圧シート１４を設けることにより、室内の美観を損ねることなく、住宅機器５０を容易に制御することを可能にし、利便性を格段に向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、感圧シートを用いて、住宅電子機器を制御することができる屋内環境制御システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…屋内環境制御システム、１０…センサモジュール、１２…制御部（中央演算処理部）、１４…センサ部（感圧シート）、１６…通信部、１８…計時部、２０…基材、２１…ワイヤ電極部、２２…弾性電極部、２３…ワイヤ本体、２４…誘電体層、３０…集中データ処理装置（データ処理部）、３２…入力表示部、３４…ガイド投影部、５０…住宅電子機器、６０…内壁、６２…凹部、６４…保護シート、Ｃｉｊ…コンデンサ要素、Ｒｉｊ…感圧領域、Ｐｉｊ…荷重信号（圧力データ）
【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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