JP2002157936A - マットスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人間と犬猫等の動物とを明確に識別できるマ
ットスイッチを提供する。 【解決手段】 本発明のマットスイッチ１００は、マッ
トスイッチ本体１０上に人間若しくは犬猫等の動物が載
ったことによりＯＮ状態となっているスイッチ１１の個
数を、制御装置２０のカウント部２１によって所定の時
間間隔ごとにカウントするとともに、カウントしたスイ
ッチの個数が設定した閾値よりも大きいことを判別部２
３が判別すると、信号出力部２５が検出信号を出力す
る。これにより、人間と犬猫等の動物とでは足の大きさ
が異なること、および２本足の人間と４つ足の犬猫等の
動物とではマットスイッチ本体１０上を歩くときに一本
の足がマットスイッチ本体１０上に載っている時間が異
なることに基づき、マットスイッチ本体１０上に人間が
いるのか犬猫等の動物がいるのかを明確に識別できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、床面上に敷設され
るとともに人間がその上に載ったことを検出して検出信
号を出力するマットスイッチに関し、より詳しくは、犬
猫等の動物がその上に載っても検出信号を出力しないよ
うに検出精度を大幅に高めたマットスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定のエリア内に人間が入ったこ
とを赤外線センサを用いて検出する防犯警報装置が実用
化されているが、赤外センサは人間のみならず犬猫等の
動物をも検出するため、防犯警報の精度が低いという問
題を有している。そこで、例えば入口ドアの前方の床面
上にマットスイッチを敷設するとともに、このマットス
イッチが出力する検出信号を併用した防犯警報装置が開
発されている。

【０００３】このようなマットスイッチは、人間と犬猫
等の動物との体重差を検出するものと、人間と犬猫等の
動物との足の大きさの違いを検出するものとに大別され
る。

【０００４】例えば、特開平９−１７２７２号公報に記
載された「マットスイッチ」においては、一対の基板間
に介装した絶縁弾性体の材質、厚み、寸法、配列等を選
定することによりスイッチＯＮとなる荷重を設定し、人
間がその上に載ったときにのみ検出信号を出力するよう
になっている。

【０００５】また、特開平１１−６６４４２号公報に記
載された「和室内侵入警報装置」のマットスイッチにお
いては、一対の電極板間の剛性や間隔を選定することに
より、ある程度の体重を有する人間がその上に乗るとス
イッチＯＮとなるようにしている。

【０００６】これに対して、実開平５−９７０２４号公
報に記載された「マットスイッチ」においては、複数の
テープスイッチを所定の間隔を開けてマット内に並設す
るとともに、隣接する一対のテープスイッチが同時にＯ
Ｎとなったときに警報信号を出力するようにし、犬猫等
の足の小さな動物がマットスイッチを踏んでも動作しな
いようにしている。

【０００７】同様に、特開２０００−２１２６２号公報
に記載された「踏圧マット」においては、一対の加圧通
電部材を同時に踏圧したときにのみＯＮ状態となる踏圧
スイッチユニットを所定間隔を開けて多数並設し、犬猫
等の動物の小さな足によっては一対の加圧通電部材を同
時に踏むことができないようにしている。

【０００８】一方、特開平１１−１３２８７１号公報に
記載された「検出装置およびそれを用いたシステム」に
は、流体を封入した嚢袋内の圧力変化を圧力センサを用
いて検出するとともに、この圧力センサの出力変化が所
定の閾値を超えたときに信号を出力する検出装置が記載
されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人間と
犬猫等の動物との体重差を検出するマットスイッチにお
いては、スイッチＯＮとなる荷重の値を正確に設定しづ
らいことに加え、スイッチＯＮとなる荷重の値を必要に
応じて変化させることができない。さらに、人間の足に
よって繰り返し踏まれていると永久変形し若しくは破損
が生じ、検出精度が低下するという耐久性上の問題もあ
る。

【００１０】また、人間と犬猫等の動物の足の大きさの
違いを検出するマットスイッチにおいては、隣接する一
対のスイッチを犬猫等の動物が左右の前足で同時に踏ん
でも動作するため、検出精度が低いという問題がある。

【００１１】さらに、流体を封入した嚢袋内の圧力変化
を検出する装置においては、人間の足によって繰り返し
て踏まれていると嚢体が破損して封入した流体が漏れ出
る等、耐久性上の問題がある。

【００１２】そこで本発明の目的は、上述した従来技術
が有する問題点を解消し、人間と犬猫等の動物とを明確
に識別できるとともに、耐久性に優れ、かつ使用条件に
応じて最適状態に設定可能なマットスイッチを提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載の手段は、床面上に敷設されるとともにその
上に人間が載ると検出信号を出力するマットスイッチで
あって、所定面積の踏面を有するとともに踏まれるとＯ
Ｎ状態となる複数のスイッチを所定間隔で並設したスイ
ッチ手段と、ＯＮ状態となっているスイッチの個数を所
定の時間間隔毎にカウントするカウント手段と、このカ
ウント手段から得られるＯＮ状態となっているスイッチ
の個数が所定の閾値を上回ったことを判別して検出信号
を出力する検出信号出力手段と、を備えることを特徴と
する。

【００１４】また、上記課題を解決する請求項２に記載
の手段は、請求項１に記載のマットスイッチに、前記閾
値を設定する閾値設定手段をさらに備えさせたことを特
徴とする。

【００１５】すなわち、人間と犬猫等の動物とでは足の
大きさが異なるから、本発明のマットスイッチ上に載っ
たときにその足によって踏まれるスイッチの個数が異な
る。また、２本足の人間と４つ足の犬猫等の動物とで
は、本発明のマットスイッチ上を歩くときに一本の足が
スイッチを踏んでいる時間が異なる。したがって、人間
若しくは犬猫等の動物の足によって踏まれてＯＮ状態と
なっているスイッチの個数を所定の時間間隔ごとにカウ
ントするとともに、カウントした値が所定の閾値を上回
ったときに検出信号を出力することにより、人間と犬猫
等の動物とを明確に識別することができる。

【００１６】このとき本発明のマットスイッチは、踏み
つけられた荷重の大きさに応じてＯＮ／ＯＦＦ動作する
ものではなく、例えば小さな猫の足によって踏まれても
ＯＮ状態となるスイッチを用いる。これにより、ＯＮ／
ＯＦＦ動作の境界となる荷重値を各スイッチ毎に設定す
ることの困難さを回避することができる。

【００１７】さらに所定の閾値の大きさ、すなわちＯＮ
状態となっているスイッチの個数がいくつになれば検出
信号を出力するかについては、閾値設定手段を用いて任
意の値に容易に調節できるから、本発明のマットスイッ
チの作動条件をその使用条件に応じて最適に設定するこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るマットスイッ
チの一実施形態を、図１乃至図７を参照して詳細に説明
する。なお、以下の説明においては、同一部分には同一
の符号を用いてその説明を省略するとともに、鉛直方向
を上下方向と言う。

【００１９】図１に示した本実施形態のマットスイッチ
１００は、例えば入口ドア１の斜め上方に設けた赤外線
センサ２によって不審人物３の接近を検出する警報シス
テム４と併用されるもので、入口ドア１の前方床面上に
敷設されたマットスイッチ本体１０と制御装置２０との
組み合わせからなり、マットスイッチ本体１０上に載っ
ているのが人間であると識別すると警報システム４に検
出信号を送出する。

【００２０】マットスイッチ本体１０は、図２に詳しく
示したように、所定面積の踏面を有するとともに所定間
隔で並設された多数のスイッチ（スイッチ手段）１１を
有している。

【００２１】各スイッチ１１は、図３に示したように、
絶縁樹脂材料製の板状ベース１２の上面に各収納凹部１
２ａを凹設して各コイルばね１３を収納するとともに、
これらのコイルばね１３によって絶縁樹脂材料製の可動
子１４を上方に付勢したものである。各コイルばね１３
のばね定数は小さく、例えば体重４キログラム程度の小
さな猫の足によって踏まれても可動子１４が降下するよ
うになっている。

【００２２】可動子１４は、図２に示したように平面視
で正方形状の踏面１４ａを有しているが、その大きさは
本実施形態においては２６ミリメートル×２６ミリメー
トルであり、かつ４ミリメートルずつの隙間１４ｂを開
けて碁盤目状に並設されている。また、これらの可動子
１４には保護表皮１５が被せられ、マットスイッチ本体
１０内に埃等が侵入することを防止しているが、この保
護表皮１５は各スイッチ１１の個別の動作を妨げること
がない。

【００２３】各可動子１４に設けた環状電極１６と板状
ベース１２に対向して設けた各環状電極１７とは、図３
の右側半分に示したように可動子１４が踏まれて降下す
ると互いに接触し、図示されないフレキシブルプリント
配線によって各スイッチ１１毎に構成された電気回路を
閉じる。すると、各スイッチ１１毎に個別に配設される
配線１８を介して接続された制御装置２０内のＣＰＵ
は、各スイッチ１１に個別に対応するＲＡＭにそのスイ
ッチ１１が踏まれてＯＮ状態にあることを示すフラグを
書き込む。これに対して、可動子１４が上昇して可動子
１４側の環状電極１６と板状ベース１２側の環状電極１
７とが離間すると、ＣＰＵは対応するＲＡＭに書き込ん
だフラグを消去する。

【００２４】制御装置２０には、踏まれてＯＮ状態とな
っているスイッチ１１の個数をカウントするカウント部
２１が設けられている。このカウント部２１は、タイマ
２２から所定の時間間隔、例えば０．２秒ごとに送出さ
れるカウントパルス信号を受け取る毎にＲＡＭに書き込
まれているフラグの個数をカウントし、判別部２３に送
出する。なお、タイマ２２が送出するカウントパルス信
号の時間間隔は、時間間隔設定手段を設けて任意の値に
設定することもできる。

【００２５】判別部２３は、カウント部２１から送出さ
れた踏まれてＯＮ状態となっているスイッチ１１の個数
を、閾値設定部２４によって設定された閾値と比較し、
その判別結果を信号出力部２５に送出する。信号出力部
２５は、判別部２３から送出された判別結果がＹＥＳの
場合、すなわち踏まれてＯＮ状態となっているスイッチ
１１の個数が閾値を上回っている場合に、マットスイッ
チ本体１０上に人間が載っていることを表す信号を警報
システム４に送出する。すると警報システム４は、入口
ドア１の前に不審人物３が存在することを表す警報を発
する。

【００２６】次に、上述した構成を有する本実施形態の
マットスイッチ１００の作動について、図４および図５
を参照して説明する。

【００２７】図４に示したように、例えば靴のサイズが
２５センチの成人男子がマットスイッチ本体１０上に静
止したときには、踏まれてＯＮ状態となるスイッチ１１
の個数は片足で約３４個、両足で約６８個である。これ
に対して図５に示したように、例えば体重が４〜１０キ
ログラム程度の犬猫がマットスイッチ本体１０上に載っ
たときには、踏まれてＯＮ状態となるスイッチ１１の個
数は約１６個である。

【００２８】このように、踏まれてＯＮ状態となるスイ
ッチ１１の個数は、人間や犬猫等の動物の足の大きさに
も依存するが、上述の例の場合には人間が載ったときに
６８個、犬猫等の動物が載ったときには１６個であり、
両者の値は大幅に異なる。したがって、例えば閾値を２
５個に設定すれば、制御装置２０の判別部２３は、マッ
トスイッチ本体１０上に人間が載っているのか犬猫等の
動物が載っているのかを容易にかつ確実に識別すること
ができる。

【００２９】次に、人間や犬猫等の動物がマットスイッ
チ本体１０上を歩く場合について、図６および図７に示
したヒストグラムを用いて説明する。

【００３０】図６に示したヒストグラムは、制御装置２
０のカウント部２１がカウントした踏まれてＯＮ状態と
なっているスイッチ１１の個数の時間的な変化を、人間
がマットスイッチ本体１０上を歩いた場合について示し
ている。すなわち、踏まれてＯＮ状態となるスイッチ１
１の個数は、例えば左足の踵がマットスイッチ本体１０
上に載った瞬間から増加し始め、左足の足の裏が完全に
接した瞬間にピークを迎え、足が離れるにつれて減少す
る。このとき、踏まれてＯＮ状態となるスイッチ１１の
個数は、図４に示したように最大で約３４個である。次
いで、右足がマットスイッチ本体１０上に載るとほぼ同
様の変化が生じ、踏まれてＯＮ状態となるスイッチ１１
の個数の最大値は、やはり約３４個である。

【００３１】これに対して図７に示したように、犬猫等
の動物がマットスイッチ本体１０上を歩く場合には、４
本の足のうち３本の足がほぼ同時にマットスイッチ本体
１０上に載るから、踏まれてＯＮ状態となるスイッチ１
１の個数は最大で約１２個、瞬間的には約１６個であ
る。

【００３２】このように、踏まれてＯＮ状態となるスイ
ッチ１１の個数は、人間や犬猫等の動物の足の大きさや
歩き方にも依存するが、マットスイッチ本体１０上を人
間が歩いた場合には最大で約３４個、犬猫等の動物が歩
いた場合には最大で約１６個であり、両者の値は大幅に
異なる。したがって、例えば閾値を２５個に設定してお
けば、制御装置２０の判別部２３は、マットスイッチ本
体１０上を人間が歩いているのか犬猫等の動物が歩いて
いるのかを容易にかつ確実に識別することができる。

【００３３】すなわち、本実施形態のマットスイッチ１
００は、踏まれるとＯＮ状態になるスイッチ１１の踏面
１４ａの寸法を２６ミリメートル×２６ミリメートルと
するとともに、４ミリメートルの間隔を開けてスイッチ
１１を碁盤目状に並設したから、マットスイッチ本体１
０上に人間が載り若しくは歩いていることを確実に識別
することができる。また、スイッチ１１は、踏まれると
環状電極１６，１７を介して板状ベース１２上に密着す
る構造であるから、容易に摩耗することも無く、優れた
耐久性を有する。さらには、制御装置２０に閾値設定部
２４を設けたから、マットスイッチ１００の使用状態に
応じて判別部２３が判別に用いる閾値の値を最適に設定
できる。

【００３４】以上、本発明に係るマットスイッチの一実
施形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した実施
形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可
能であることは言うまでもない。例えば、上述した実施
形態においては、踏まれると可動子１４が降下してＯＮ
状態となるスイッチ１１を用いたが、マットスイッチ本
体１０上に人間若しくは犬猫等の動物が載ったことによ
り反応する、可動部分を全く持たない静電容量形等の非
接触スイッチを用いることもできる。また、上述した実
施形態においては、防犯警報システムと併用した場合に
ついて説明したが、例えば暗い通路を照らす照明を自動
的に点灯させるために本発明のマットスイッチを用いる
こともできる。

【００３５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のマットスイッチは、その上に人間若しくは犬猫等の動
物が載ったことにより踏まれてＯＮ状態となっているス
イッチの個数を所定の時間間隔ごとにカウントするとと
もに、カウントしたスイッチの個数が設定した閾値より
も大きいことを判別すると検出信号を出力するものであ
る。これにより、人間と犬猫等の動物とでは足の大きさ
が異なること、および２本足の人間と４つ足の犬猫等の
動物とでは本発明のマットスイッチ上を歩くときに一本
の足がマットスイッチを踏む時間が異なることに基づい
て、マットスイッチ上に人間がいるのか犬猫等の動物が
いるのかを明確に識別することができる。また、本発明
のマットスイッチは、踏みつけられる荷重の大きさに応
じてＯＮ／ＯＦＦ動作するものではないから、ＯＮ／Ｏ
ＦＦ動作の境界となる荷重値を各スイッチ毎に等しく設
定することの困難さを回避することができる。さらに本
発明のマットスイッチは、閾値の大きさ、すなわちＯＮ
状態となっているスイッチの個数がいくつになれば検出
信号を出力するかについて、閾値設定手段を用いて任意
の値に調節できるから、その使用条件に応じて作動条件
を最適に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態のマットスイッチを模
式的に示す図。

【図２】図１に示したマットスイッチ本体の平面図。

【図３】図１に示したマットスイッチ本体の要部拡大断
面図。

【図４】人間の足がマットスイッチ本体上に載った状態
を模式的に示す平面図。

【図５】犬猫等の動物の足がマットスイッチ本体上に載
った状態を模式的に示す平面図。

【図６】人間の足がマットスイッチ本体上を歩いたとき
にカウントされるＯＮ状態のスイッチの個数の時間的な
変化を示すヒストグラム。

【図７】犬猫等の動物の足がマットスイッチ本体上を歩
いたときにカウントされるＯＮ状態のスイッチの個数の
時間的な変化を示すヒストグラム。

【符号の説明】

１ 入口ドア ２ 赤外線センサ ３ 不審人物 ４ 警報システム １０ マットスイッチ本体 １１ スイッチ １２ 板状ベース １３ コイルばね １４ 可動子 １４ａ 踏面 １５ 保護表皮 １６、１７ 環状電極 １８ 配線 ２０ 制御装置 ２１ カウント部 ２２ タイマ ２３ 判別部 ２４ 閾値設定部 ２５ 信号出力部 １００ 本発明に係る一実施形態のマットスイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】床面上に敷設されるとともにその上に人間
   が載ると検出信号を出力するマットスイッチであって、 所定面積の踏面を有するとともに踏まれるとＯＮ状態と
   なる複数のスイッチを所定間隔で並設したスイッチ手段
   と、 ＯＮ状態となっているスイッチの個数を所定の時間間隔
   毎にカウントするカウント手段と、 このカウント手段から得られるＯＮ状態となっているス
   イッチの個数が所定の閾値を上回ったことを判別して検
   出信号を出力する検出信号出力手段と、を備えることを
   特徴とするマットスイッチ。
2. 【請求項２】前記閾値を設定する閾値設定手段をさらに
   備えることを特徴とする請求項１に記載のマツトスイッ
   チ。