JP6635838B2 - インターホンシステム - Google Patents

Description

本発明は、来訪者が居住者を呼び出して通話するインターホンシステムに関し、特に居住者が応答操作する機器として、固定型の居室親機に加えてワイヤレス親機を有するインターホンシステムに関する。

固定設置された居室親機に加えて携行して移動できるワイヤレス親機を備えたインターホンシステムがある（例えば、特許文献１参照）。このようなワイヤレス親機を備えたシステムでは、居室親機とワイヤレス親機との通信に通常マイクロ波が使用され、動作待機時に居室親機から例えば１．９ＧＨｚの同期信号がワイヤレス親機に対して一定間隔で送信されている。

一方で、居住者の安否情報を入手することができるインターホンシステムがある。例えば特許文献２では、居室親機に人感センサが接続されて、人感センサが一定期間検知動作しなかったら居室親機が異常発生と判断し、玄関子機から確認操作が成されたら異常発生が玄関子機に通知される。

特開２０１３−９０２０６号公報 特開２０１５−３２９６０号公報

上記安否確認できる従来のインターホンシステムは、居住者の存在を検知するために人感センサを居室親機に接続する必要があった。また、接続する人感センサは熱変化で検知する焦電型赤外線方式が安価であるため普及しているが、周囲環境の影響を受けやすく、室内で動く人物を検知させるセンサーとして使用するにはエラーが発生し易かった。そのため、精度を上げるためにマイクロ波を使用して人物を検知する方式が考えられるが、コスト高であった。
この点、ワイヤレス親機を備えたシステムでは、ワイヤレス親機と通信するためにマイクロ波が使用されており、この反射波を接近する人物の検知に利用できれば人感センサを使用することなく居住者の見守りが可能となる。

そこで、本発明はこのワイヤレス親機と通信する機能を利用することで、別途人感センサを接続すること無く人物の存在を検知して居住者の見守りを可能とするインターホンシステムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、来訪者が居住者を呼び出して通話するための玄関子機と、居住者が玄関子機からの呼び出しに応答するための居室親機と、居室親機と無線通信して玄関子機からの呼び出しに応答するためのワイヤレス親機とを有するインターホンシステムにおいて、居室親機は、ワイヤレス親機と無線通信する２つのアンテナと、２つのアンテナを切り替えるアンテナ切替器と、待機時にワイヤレス親機に対して定期的にマイクロ波を使用した同期信号を送信して通信を実施すると共に、空間ダイバシティ制御により使用するアンテナを選択する無線通信部と、減衰手段により減衰した進行波と選択されていない他方のアンテナから入来した反射波との積を求めて反射波からキャリア周波数成分を削除するためのミキサ回路と、ミキサ回路が出力する位相差情報から移動体の存在を判定する移動体判定部と、を具備したことを特徴とする。
この構成によれば、居室親機がワイヤレス親機と無線通信する機能を利用して居室親機周辺の移動体、即ち居住者を検出するため、別途人感センサを設置することなく居住者等の接近を検知でき、居住者の見守りが可能となる。また、マイクロ波の反射波により判断するため、焦電型赤外線方式に比べて誤検知を少なくできるし、選択されていないアンテナに入来する反射波を利用するため、方向性結合器を用いること無く反射波を入手でき省スペースで人感センサを構成できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、ミキサ回路の出力信号を一定時間保持するサンプルホールド回路を具備することを特徴とする。
この構成によれば、同期信号がバースト状の間欠信号であっても、ミキサ回路の出力は保持されるため、バーストの影響を排除して反射波から人物の存在を良好に検知できる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、玄関子機が来訪者を撮像するためのカメラを有する一方、居室親機がカメラの撮像映像を表示するモニタと、撮像映像を保存する映像記憶部と、カメラの撮像映像を保存制御する親機制御部とを有し、
親機制御部は、移動体判定部が移動体を検出しない時間が所定時間を超えたら、玄関子機の呼出操作を受けて起動したカメラの撮像映像を保存する留守録モード動作を実施することを特徴とする。
この構成によれば、移動体を所定時間検出しなければ、留守録モードに移行して来訪者があったらカメラの撮像映像が保存される。よって、外出する際に留守録モードに設定し忘れても、自動で留守録モードに移行して訪問者を録画するため、後から確認でき利便性がよい。

請求項４の発明は、請求項３に記載の構成において、居室親機は、起動時にモニタに予め設定されたスタート画面を表示し親機制御部は、移動体判定部が移動体を検出したら、モニタにスタート画面を表示させることを特徴とする。
この構成によれば、居住者が居室親機に近づいたらモニタが表示動作するため、別途表示操作することなく、所定の情報を表示させることができ、利便性が良い。

請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の構成において、居室親機は、公衆通信網を介して外部の通信装置と通信する通信部を有し、親機制御部は、移動体判定部が所定時間を超える一定時間に亘り移動体を検出しなければ、通信装置に異常発生信号を送信することを特徴とする。
この構成によれば、長時間に亘り居住者を確認できない場合、外部に通知することができ、訪問することなく居住者に発生した異常を外部で把握でき、居住者の見守りが可能となる。

本発明によれば、居室親機がワイヤレス親機と無線通信する機能を利用して居室親機周辺の移動体、即ち居住者を検出するため、別途人感センサを設置することなく居住者等の接近を検知でき、居住者の見守りが可能となる。また、マイクロ波の反射波により判断するため、焦電型赤外線方式に比べて誤検知を少なくできるし、選択されていないアンテナに入来する反射波を利用するため、方向性結合器を用いること無く反射波を入手でき省スペースで人感センサを構成できる。

本発明に係るインターホンシステムの一例を示す構成図である。 居室親機の回路ブロック図である。 居室親機のワイヤレス通信部の回路ブロック図である。 信号の説明図であり、（ａ）は同期信号である進行波信号、（ｂ）は反射信号、（ｃ）はサンプルホールド回路の出力を示している。 ワイヤレス通信部の他の構成を示す回路ブロック図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るインターホンシステムの一例を示す構成図であり、１は来訪者が居住者を呼び出して通話するための玄関子機、２は居住者が玄関子機からの呼び出しに応答するための居室親機、３は居室親機２と無線通信して玄関子機１からの呼び出しに応答するためのワイヤレス親機、６は外部に設置されたサーバ（通信装置）、Ｎはインターネット等の公衆通信網である。玄関子機１と居室親機２とは伝送線Ｌにより接続され、ワイヤレス親機３は居室親機２と無線通信を実施する。

玄関子機１は、呼出ボタン１１、カメラ１２、マイク１３及びスピーカ１４を有し、呼出ボタン１１が押下操作されたら呼出信号を居室親機２へ伝送すると共に、カメラ１２が起動してその撮像映像が居室親機２に伝送される。

居室親機２は、カメラ１２の撮像映像を表示するためのモニタ２１、呼び出しに応答するための通話ボタン２２、各種操作を行う操作部２３、通話するためのマイク２４ａ及びスピーカ２４ｂを有している。そして、玄関子機１からの呼出信号が送信されたら呼出音を鳴動し、モニタ２１にカメラ１２の撮像映像が表示される。そして、呼び出しを受けて通話ボタン２２が押下されると通話路が形成され、来訪者と居住者の間で通話が可能となる。

またワイヤレス親機３は、カメラ１２の撮像映像を表示するためのモニタ３１、呼び出しに応答するための通話ボタン３２、そして図示しない通話部を有している。そして、玄関子機１から居室親機２に呼出信号が伝送されたら、居室親機２からワイヤレス親機３に呼出信号が送信され、居室親機２と共に呼出音が鳴動する。また、居室親機２に伝送された映像信号は、居室親機２からワイヤレス親機３に送信されてモニタ３１にカメラ１２の撮像映像が表示される。そして、居室親機２より先に通話ボタン３２が押下されると、居室親機２を介して玄関子機１とワイヤレス親機３との間で通話路が形成され通話が可能となる。

図２は居室親機２の回路ブロック図を示している。居室親機２は、図２に示すようにモニタ２１、通話ボタン２２、操作部２３、マイク２４ａ及びスピーカ２４ｂに加えて、通話音声を制御する音響部２４、モニタ２１が表示する映像を生成する映像処理部２５、カメラ１２の撮像映像を録画する録画メモリ２６、ワイヤレス親機３と通信するワイヤレス通信部２７、外部のサーバ６と通信する外部通信ＩＦ２８、居室親機２を制御すると共にワイヤレス親機３との通信を制御する親機ＣＰＵ２９、玄関子機１と通信する親機ＩＦ３０等を備えている。

図３は居室親機２のワイヤレス通信部２７の回路ブロック図を示し、以後ワイヤレス通信部２７の構成及び作用を具体的に説明する。
図３において、４１はワイヤレス親機３と通信する無線通信部、４２はワイヤレス親機３との間で電波を送受信する２つのアンテナ（第１アンテナ４２ａ，第２アンテナ４２ｂ）、４３はアンテナを切り替えるアンテナ切替器、４４は進行波を減衰させる減衰手段としての抵抗素子、４５は反射波を増幅するＲＦアンプ、４６は減衰手段４４により減衰した進行波とＲＦアンプ４５が出力する反射波とをミックスして、反射波からキャリア周波数成分を削除するためのミキサ回路、４７はミキサ回路４５の出力を増幅するＩＦアンプ、４８はサンプルホールド回路、４９は居住者等の移動体Ｐの存在を判別する振幅判定部である。

尚、アンテナ切替器４３は、ワイヤレス親機３と通信するアンテナ４２を選択する第１切替器４３ａに加えて、移動体Ｐを検知するために同期信号の反射波を受信するアンテナ４２を選択する第２切替器４３ｂを備えており、両者は反転動作するよう構成されている。

無線通信部４１は、動作待機時に１．９ＧＨｚ帯の同期信号を生成してアンテナ４２を介してワイヤレス親機３へ向けて一定間隔（例えば、１０ｍｓの間隔）で常時送信している。
第１アンテナ４２ａ、第２アンテナ４２ｂは、無線通信部４１の制御でアンテナ切替器４３により切替制御されるダイバシティ制御が実施される。具体的に、ワイヤレス親機３と通信するアンテナ４２が第１切替器４３ａの切替により第１アンテナ４２ａと第２アンテナ４２ｂとの間で自動で切り替わる。一方、反転動作する第２切替器４３ｂにより、通信に使用されないアンテナ４２に同時に切り替えられて移動体Ｐの検知に使用される。

具体的に、通信に使用されないアンテナ４２により同期信号の反射波を受信し、受信した反射波がＲＦアンプ４５で増幅された後、ミキサ回路４６において進行波と掛け合わされる。このミキサ回路４６の作用は、以下の様に数式で表すことができる。
まず、アンテナ間距離ｘ、進行波周波数ｆ、反射体による位相変動φ（ｔ）、進行波振幅Ａｔｘ、反射波振幅Ａｒｘとすると、進行波（Ｐｆ）及び反射波（Ｐｒ）が次式のように表される。

尚、ｘは固定値であり、時間変動には寄与しない。
この式から、ミキサ回路４６の出力ＩＦ（ｔ）は次式で表される。

この式より、キャリア周波数（進行波周波数ｆ）である１．９ＧＨｚという周波数を扱う必要が無くなり信号の大きさと位相情報から判断でき、判別し易くなる。
そして、このミキサ回路４６の出力はＩＦアンプ４７で増幅された後、サンプルホールド回路４８で波形が保持されて振幅判定部４９で移動体Ｐの有無が判定される。

図４は主要部の信号の説明図であり、（ａ）は進行波信号Ｐｆ、（ｂ）は反射波信号Ｐｒ、（ｃ）はサンプルホールド回路４８の出力信号を示している。図４（ａ）に示すように、同期信号は１．９ＧＨ帯の信号を周期Ｔ１が１０ｍｓ、時間幅Ｔ２が４０μｓで出力される。このように、同期信号は一定の周期で送信されるが、サンプルホールド回路４８により反射波信号が保持されることで、その後振幅判定部４９は精度の高い判定を実施できる。尚、サンプルホールド回路４８は、同期信号の周期Ｔ１に等しい時間幅で信号を保持する。
そして、ミキサ回路４６の出力は移動体Ｐの存在により変化するため、図４（ｃ）に示すようにサンプルホールド回路４８の出力が変化し、移動体即ち居住者の存在を判別できる。

このように、居室親機２がワイヤレス親機３と無線通信する機能を利用して居室親機２周辺の移動体Ｐを検出するため、別途人感センサを設置することなく居住者等の接近を検知できるし、マイクロ波の反射波により判断するため、焦電型赤外線方式に比べて誤検知を少なくできる。
また、同期信号がバースト状の間欠信号であっても、サンプルホールド回路４８によりミキサ回路４６の出力は保持されるため、バーストの影響を排除して反射波から人物の存在を良好に検知できる。
加えて、選択されていないアンテナ４２に入来する反射波を利用するため、方向性結合器を用いること無く反射波を入手でき省スペースで人感センサを構成できる。
ここで方向性結合器を使用した場合の例を示すと、４分の１波長の長さが必要であるため、キャリア周波数が１．９ＧＨｚの場合は４ｃｍ程度となる。そのための少なくともこれだけの長さの空間が必要となる。

このような同期信号の反射波から居住者の存在を検知する機能を利用することで、インターホンシステムによる居住者の見守り、その他の動作は以下の様に実施される。
居住者の存在を検知しない時間が例えば１０時間（第１の設定時間）継続したら、親機ＣＰＵ２９は居住者が外出したと判断して留守録モードに移行制御する。留守録モードに移行すると、玄関子機１の呼出ボタン１１押下を受けてカメラ１２が撮像を開始したら、その映像が録画メモリ２６に録画される。

また、第１の設定時間より長い例えば２４時間（第２の設定時間）が経過しても居住者を検知できなかったら、親機ＣＰＵ２９は居住者に異常が発生したと判断して公衆通信網Ｎを介してサーバ６に対して異常発生信号を送信する。
サーバ６は警備会社等に設置されており、この信号を受けて予め登録されている見守り先住所データから関連する住所、居住者氏名等を読み出して図示しないディスプレイに表示するし、警報音が鳴動して異常発生を表示と音で通知する。

このように、移動体Ｐを所定時間検出しなければ、留守録モードに移行して来訪者があったらカメラ１２の撮像映像が保存される。よって、外出する際に留守録モードに設定し忘れても、自動で留守録モードに移行して訪問者を録画するため、後から確認でき利便性がよい。
また、長時間に亘り居住者を確認できない場合、外部に通知するため、訪問することなく居住者に発生した異常を把握でき、居住者も見守りが可能となる。

更に親機ＣＰＵ２９は、居住者を検知したら待受状態からモニタ２１を起動させ、所定のスタート画面（図示せず）を表示させる。尚、このスタート画面は、例えば各種操作をする選択画面であったり、カメラ１２が撮像した玄関先の映像であったりする。
このように、居住者が居室親機２に近づいたらモニタ２１が表示動作するため、別途表示操作することなく、所定の情報を表示させることができ、利便性が良い。

図５は、インターホンシステムの他の形態を示し、居室親機２のワイヤレス通信部２７の構成の変更例を示し、サンプルホールド回路４８に代えて積分回路５０を配置している。このように、ミキサ回路４６の出力信号を単に積分するだけでも移動体Ｐの判別は可能である。

尚、上記実施形態では居住者の異常発生を外部のサーバ６に通知しているが、福祉担当者や家族が携行している携帯端末に対して通知しても良い。

１・・玄関子機、２・・居室親機、３・・ワイヤレス親機、６・・サーバ（通信装置）１２・・カメラ、２１・・モニタ、２６・・録画メモリ、２７・・ワイヤレス通信部、２９・・親機ＣＰＵ（親機制御部）、３１・・モニタ、４２・・アンテナ、４２ａ・・第１アンテナ、４２ｂ・・第２アンテナ、４３・・アンテナ切替器、４４・・抵抗素子（減衰手段）、４６・・ミキサ回路、４７・・ＩＦアンプ、４８・・サンプルホールド回路、４９・・振幅判定部（移動体判定部）。

Claims (5)

1. 来訪者が居住者を呼び出して通話するための玄関子機と、居住者が前記玄関子機からの呼び出しに応答するための居室親機と、前記居室親機と無線通信して前記玄関子機からの呼び出しに応答するためのワイヤレス親機とを有するインターホンシステムにおいて、
   前記居室親機は、前記ワイヤレス親機と無線通信する２つのアンテナと、
   前記２つのアンテナを切り替えるアンテナ切替器と、
   待機時に前記ワイヤレス親機に対して定期的にマイクロ波を使用した同期信号を送信して通信を実施すると共に、空間ダイバシティ制御により使用するアンテナを選択する無線通信部と、
   減衰手段により減衰した進行波と選択されていない他方のアンテナから入来した反射波との積を求めて前記反射波からキャリア周波数成分を削除するためのミキサ回路と、
   前記ミキサ回路が出力する位相差情報から移動体の存在を判定する移動体判定部と、を具備したことを特徴とするインターホンシステム。
2. 前記ミキサ回路の出力信号を一定時間保持するサンプルホールド回路を具備することを特徴とする請求項１記載のインターホンシステム。
3. 前記玄関子機が来訪者を撮像するためのカメラを有する一方、前記居室親機が前記カメラの撮像映像を表示するモニタと、前記撮像映像を保存する映像記憶部と、前記カメラの撮像映像を保存制御する親機制御部とを有し、
   前記親機制御部は、前記移動体判定部が移動体を検出しない時間が所定時間を超えたら、前記玄関子機の呼出操作を受けて起動した前記カメラの撮像映像を保存する留守録モード動作を実施することを特徴とする請求項１又は２記載のインターホンシステム。
4. 前記居室親機は、起動時に前記モニタに予め設定されたスタート画面を表示し、
   前記親機制御部は、前記移動体判定部が移動体を検出したら、前記モニタに前記スタート画面を表示させることを特徴とする請求項３記載のインターホンシステム。
5. 前記居室親機は、公衆通信網を介して外部の通信装置と通信する通信部を有し、
   前記親機制御部は、前記移動体判定部が前記所定時間を超える一定時間に亘り移動体を検出しなければ、前記通信装置に異常発生信号を送信することを特徴とする請求項３又は４記載のインターホンシステム。

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