JP2002277558A - 人体検知装置 - Google Patents
人体検知装置Info
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- JP2002277558A JP2002277558A JP2001079140A JP2001079140A JP2002277558A JP 2002277558 A JP2002277558 A JP 2002277558A JP 2001079140 A JP2001079140 A JP 2001079140A JP 2001079140 A JP2001079140 A JP 2001079140A JP 2002277558 A JP2002277558 A JP 2002277558A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】人電波を用いて人体の有無を検出を行う場合、
従来はパルスレーダやＦＭーＣＷレーダ等が使われてき
たが、回路構成が比較的複雑で高価であった。ドップラ
センサは、回路構成が比較的に安価であるが、静止して
いる人体を検出出来ない問題があった。 【解決手段】ドップラセンサから出力される定在波出力
をフィードバック制御された直流増幅器によって増幅
し、人体の動きのある時は、定在波の変動によって、ま
た、人体が完全に静止している時は、人体が存在しない
時のセンサ出力値と比較することで人体有無の検出を行
う。
従来はパルスレーダやＦＭーＣＷレーダ等が使われてき
たが、回路構成が比較的複雑で高価であった。ドップラ
センサは、回路構成が比較的に安価であるが、静止して
いる人体を検出出来ない問題があった。 【解決手段】ドップラセンサから出力される定在波出力
をフィードバック制御された直流増幅器によって増幅
し、人体の動きのある時は、定在波の変動によって、ま
た、人体が完全に静止している時は、人体が存在しない
時のセンサ出力値と比較することで人体有無の検出を行
う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロ波センサに
係り、人体の有無の検出に好適な装置に関する。
係り、人体の有無の検出に好適な装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動ドアや不法侵入の検出には簡
易型の人体検出センサとしてドップラ効果を利用したマ
イクロ波センサが多く用いられてきた。このセンサの原
理は、センサから電波を発射し、人体に当たり反射して
きた電波と発射した電波を混合する。このときに人体が
センサに対して近づく或いは遠ざかる場合には、反射電
波はドップラシフトを受け周波数が変化するために、発
射電波と反射電波を混合すると、その周波数の差をビー
ト信号として取り出している。
易型の人体検出センサとしてドップラ効果を利用したマ
イクロ波センサが多く用いられてきた。このセンサの原
理は、センサから電波を発射し、人体に当たり反射して
きた電波と発射した電波を混合する。このときに人体が
センサに対して近づく或いは遠ざかる場合には、反射電
波はドップラシフトを受け周波数が変化するために、発
射電波と反射電波を混合すると、その周波数の差をビー
ト信号として取り出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、電波を用いて人
体の有無を検出を行う場合、パルスレーダやＦＭーＣＷ
レーダ等が使われてきたが、近距離に於ける物体検知に
は不向きであり、回路構成も複雑で高価であった。比較
的簡単な回路構成のセンサとしては、ドップラセンサ方
式があるが、この方式のセンサは移動する物体によるド
ップラシフトを利用しているために、被検出物体が静止
している場合には、出力信号が得られないという欠点が
あった。
体の有無を検出を行う場合、パルスレーダやＦＭーＣＷ
レーダ等が使われてきたが、近距離に於ける物体検知に
は不向きであり、回路構成も複雑で高価であった。比較
的簡単な回路構成のセンサとしては、ドップラセンサ方
式があるが、この方式のセンサは移動する物体によるド
ップラシフトを利用しているために、被検出物体が静止
している場合には、出力信号が得られないという欠点が
あった。
【０００４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、静止物体の検出におい
て、被反射物体が移動と静止の如何に問わず検出可能な
装置を提供することにある。
れたもので、本発明の目的は、静止物体の検出におい
て、被反射物体が移動と静止の如何に問わず検出可能な
装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、人体に向けてマイクロ波を送信する手段
と、送信したマイクロ波が人体に当たって跳ね返ってき
た反射波を受信する手段と、該送信手段によって送信さ
れたマイクロ波と該受信手段で受信したマイクロ波との
干渉によって生じる検波電圧から人体の存在の有無を検
知することを特徴とする。検波電圧は、人体がセンサに
近づいてくる時、一義的に強くなるのではなく、電波の
干渉波によって周期的な変動を繰り返すことになる。こ
の検波電圧が変動している、若しくは人体が接近する前
と異なる時、人体有りと判断することができる。
に請求項１は、人体に向けてマイクロ波を送信する手段
と、送信したマイクロ波が人体に当たって跳ね返ってき
た反射波を受信する手段と、該送信手段によって送信さ
れたマイクロ波と該受信手段で受信したマイクロ波との
干渉によって生じる検波電圧から人体の存在の有無を検
知することを特徴とする。検波電圧は、人体がセンサに
近づいてくる時、一義的に強くなるのではなく、電波の
干渉波によって周期的な変動を繰り返すことになる。こ
の検波電圧が変動している、若しくは人体が接近する前
と異なる時、人体有りと判断することができる。
【０００６】請求項２は、前記マイクロ波人体検知装置
は、前記検波電圧を増幅する直流増幅器の出力の変動か
ら人体検知を行うものであり、前記直流増幅器は出力を
入力に遅延回路を通してフィードバックすることにより
入力オフセットをうち消す回路構成にしたことを特徴と
する。マイクロ波センサからの検波電圧は小さいため、
通常は増幅器が必要となるが、センサ検波電圧にオフセ
ットがある場合、直流増幅を行うとオフセット分も増幅
してしまい、増幅器の出力が飽和してしまうことがある
が、上記のような構成にすることで、センサ検波電圧に
オフセットがあっても、アンプの出力は飽和することな
く０電位近くにとどまることが出来る。また、フィード
バックループを構成している遅延回路の時定数は人体の
動きを検出した時のセンサ検波電圧の変化に対して十分
大きく設定することで、センサ本来の人体接近等検出に
対しては、影響のないようにする事が可能である。
は、前記検波電圧を増幅する直流増幅器の出力の変動か
ら人体検知を行うものであり、前記直流増幅器は出力を
入力に遅延回路を通してフィードバックすることにより
入力オフセットをうち消す回路構成にしたことを特徴と
する。マイクロ波センサからの検波電圧は小さいため、
通常は増幅器が必要となるが、センサ検波電圧にオフセ
ットがある場合、直流増幅を行うとオフセット分も増幅
してしまい、増幅器の出力が飽和してしまうことがある
が、上記のような構成にすることで、センサ検波電圧に
オフセットがあっても、アンプの出力は飽和することな
く０電位近くにとどまることが出来る。また、フィード
バックループを構成している遅延回路の時定数は人体の
動きを検出した時のセンサ検波電圧の変化に対して十分
大きく設定することで、センサ本来の人体接近等検出に
対しては、影響のないようにする事が可能である。
【０００７】請求項３は、前記マイクロ波人体検知装置
は、前記検波電圧を増幅する直流増幅器の出力の変動に
基づいて人体存在を検知すると、変動前の直流増幅器の
出力電圧を記憶することを特徴とする。変動前の直流増
幅器の出力電圧を記憶しておくことにより、人体が存在
しなくなったことを判断する閾値として利用することが
でき、人体が存在しなくなったことを正確に検知でき
る。
は、前記検波電圧を増幅する直流増幅器の出力の変動に
基づいて人体存在を検知すると、変動前の直流増幅器の
出力電圧を記憶することを特徴とする。変動前の直流増
幅器の出力電圧を記憶しておくことにより、人体が存在
しなくなったことを判断する閾値として利用することが
でき、人体が存在しなくなったことを正確に検知でき
る。
【０００８】請求項４は、前記直流増幅器のフィードバ
ックループに、フィードバック電圧を保持する手段を具
備し、直流増幅器の出力の変動に基づいて人体存在を検
知すると保持手段を機能させ、その後記憶されている変
動前の人体検知前の電圧レベルに一定時間戻ると保持手
段を開放することを特徴とする。人体がセンサの近くに
長時間いた場合出力信号もフィードバックを介してうち
消されてしまう問題があるが、このような問題を回避す
るために、人体接近による微少な出力変動を検出したと
きにスイッチによってフィードバックループを開放し、
大容量コンデンサでフィードバック電圧を供給させるよ
うにすれば、フィードバック電圧を保持することができ
る。
ックループに、フィードバック電圧を保持する手段を具
備し、直流増幅器の出力の変動に基づいて人体存在を検
知すると保持手段を機能させ、その後記憶されている変
動前の人体検知前の電圧レベルに一定時間戻ると保持手
段を開放することを特徴とする。人体がセンサの近くに
長時間いた場合出力信号もフィードバックを介してうち
消されてしまう問題があるが、このような問題を回避す
るために、人体接近による微少な出力変動を検出したと
きにスイッチによってフィードバックループを開放し、
大容量コンデンサでフィードバック電圧を供給させるよ
うにすれば、フィードバック電圧を保持することができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により説明する。図１はセンサと人体との距離に対す
る受信検波電圧の関係のグラフである。図２は検波電圧
を検出するための、ブロック図である。発振器４によっ
て生成された電波出力は一方は送信アンテナ１から人体
に向かって発射され、もう一方はミキサ３に加えられ
る。人体に向けて発射された電波は人体に当たり、一部
が反射されて、受信アンテナ２に入力される。受信アン
テナ２の出力はミキサ３に加えられ、ミキサ３からは発
振器４と受信アンテナ２の出力が混合され、人体との距
離に応じた検波電圧が得られる。
面により説明する。図１はセンサと人体との距離に対す
る受信検波電圧の関係のグラフである。図２は検波電圧
を検出するための、ブロック図である。発振器４によっ
て生成された電波出力は一方は送信アンテナ１から人体
に向かって発射され、もう一方はミキサ３に加えられ
る。人体に向けて発射された電波は人体に当たり、一部
が反射されて、受信アンテナ２に入力される。受信アン
テナ２の出力はミキサ３に加えられ、ミキサ３からは発
振器４と受信アンテナ２の出力が混合され、人体との距
離に応じた検波電圧が得られる。
【００１０】図３は直流増幅器にフィードバックループ
と遅延回路を付加した回路図の一例である。図３のよう
に、マイクロ波センサ検波電圧はオペアンプ１７と抵抗
１１、抵抗１２により構成された反転増幅器の入力に加
えられ増幅された後、さらにオペアンプ１８と抵抗１
３、抵抗１４により構成された反転増幅器によって増幅
される。この出力は抵抗１５とコンデンサ１６により構
成された遅延回路を通じて初段のオペアンプ１７のプラ
ス入力にフィードバックされている。この結果、オペア
ンプ１８からの出力はＡＤ変換器を行うのに十分な電圧
まで増幅される。また、検波電圧にはもともと素子のば
らつきや周囲環境の影響によって電圧オフセットが存在
している。フィードバックループが無しで直流増幅する
と、電圧オフセット分も増幅するために、増幅器の出力
は飽和してしまう恐れがあるが、フィードバックするこ
とで、増幅器の出力が飽和するのを防いでいる。フィー
ドバックループの抵抗１５とコンデンサ１６によって構
成された遅延回路は、人体が接近するなど本来のセンサ
出力に対する応答を遅らせる目的で挿入されている。
と遅延回路を付加した回路図の一例である。図３のよう
に、マイクロ波センサ検波電圧はオペアンプ１７と抵抗
１１、抵抗１２により構成された反転増幅器の入力に加
えられ増幅された後、さらにオペアンプ１８と抵抗１
３、抵抗１４により構成された反転増幅器によって増幅
される。この出力は抵抗１５とコンデンサ１６により構
成された遅延回路を通じて初段のオペアンプ１７のプラ
ス入力にフィードバックされている。この結果、オペア
ンプ１８からの出力はＡＤ変換器を行うのに十分な電圧
まで増幅される。また、検波電圧にはもともと素子のば
らつきや周囲環境の影響によって電圧オフセットが存在
している。フィードバックループが無しで直流増幅する
と、電圧オフセット分も増幅するために、増幅器の出力
は飽和してしまう恐れがあるが、フィードバックするこ
とで、増幅器の出力が飽和するのを防いでいる。フィー
ドバックループの抵抗１５とコンデンサ１６によって構
成された遅延回路は、人体が接近するなど本来のセンサ
出力に対する応答を遅らせる目的で挿入されている。
【００１１】図４は図３のフィードバックループにフィ
ードバック電圧を保持するためのスイッチ９を追加した
ブロック図である。直流増幅回路は図３に示した回路で
構成されている。
ードバック電圧を保持するためのスイッチ９を追加した
ブロック図である。直流増幅回路は図３に示した回路で
構成されている。
【００１２】図４に於けるマイコンの動作を図５のフロ
ーチャートに示す。
ーチャートに示す。
【００１３】直流増幅されたセンサ出力はＡ／Ｄ変換さ
れ定期的にマイコンに取り込まれている。（Ｓ１） Ｓ２で人体が近くに存在しない時には、センサ出力は一
定である。このような状態では人体無しと判断される。
（Ｓ８） この時、遠くから人体が接近してくると一定だった出力
にわずかな変動が観測される。
れ定期的にマイコンに取り込まれている。（Ｓ１） Ｓ２で人体が近くに存在しない時には、センサ出力は一
定である。このような状態では人体無しと判断される。
（Ｓ８） この時、遠くから人体が接近してくると一定だった出力
にわずかな変動が観測される。
【００１４】Ｓ３で、マイコンは人体接近によるセンサ
出力の変動を検出すると変動を検出する直前の値をメモ
リに保存する。次にＳ４ではフィードバックのスイッチ
９を開放してフィードバックをオープンにする。この時
のフィードバック電圧はフィードバックループに挿入さ
れているコンデンサ１６により保持されているので、ス
イッチがオフされても増幅器の出力が飽和してしまうこ
とはない。
出力の変動を検出すると変動を検出する直前の値をメモ
リに保存する。次にＳ４ではフィードバックのスイッチ
９を開放してフィードバックをオープンにする。この時
のフィードバック電圧はフィードバックループに挿入さ
れているコンデンサ１６により保持されているので、ス
イッチがオフされても増幅器の出力が飽和してしまうこ
とはない。
【００１５】Ｓ５では、センサ出力が変動しているかど
うかを判断している。センサ出力が変動している時に
は、人体がある距離内に存在していることになる。（Ｓ
９） また、人体が近くに存在していても、完全に静止してい
る場合には、センサ出力の変動はなくなるが、その場合
には、次のＳ６で、記憶しておいた人体接近前の電圧と
比較し、異なっていれば人体が近くに存在していると判
断できる。（Ｓ９） たまたま、人体が近くに存在し、且つ記憶した人体接近
前の電圧と一致する場合もあり得るが、その場合は、記
憶した人体接近前の電圧と一致する時間は通常瞬間であ
り、長時間その状態が維持されることは、ほとんどない
と考えられるので、人体接近前の電圧と一致している時
間がある一定時間継続されたならば、次のＳ７に進む。
うかを判断している。センサ出力が変動している時に
は、人体がある距離内に存在していることになる。（Ｓ
９） また、人体が近くに存在していても、完全に静止してい
る場合には、センサ出力の変動はなくなるが、その場合
には、次のＳ６で、記憶しておいた人体接近前の電圧と
比較し、異なっていれば人体が近くに存在していると判
断できる。（Ｓ９） たまたま、人体が近くに存在し、且つ記憶した人体接近
前の電圧と一致する場合もあり得るが、その場合は、記
憶した人体接近前の電圧と一致する時間は通常瞬間であ
り、長時間その状態が維持されることは、ほとんどない
と考えられるので、人体接近前の電圧と一致している時
間がある一定時間継続されたならば、次のＳ７に進む。
【００１６】Ｓ７では、フィードバックのスイッチを閉
じて、待機状態に戻る。この待機状態においては、再び
人体が近づいて来ない限り、センサ出力に変動はないの
で、Ｓ８の人体無しと判断される。
じて、待機状態に戻る。この待機状態においては、再び
人体が近づいて来ない限り、センサ出力に変動はないの
で、Ｓ８の人体無しと判断される。
【００１７】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。近距離において移動中の人体のみならず、静止人
体の存在の有無を検出することが可能になる。
する。近距離において移動中の人体のみならず、静止人
体の存在の有無を検出することが可能になる。
【図１】 本発明の人体との距離とセンサ出力電圧との
関係である。
関係である。
【図２】 本発明の定在波を検出する機能ブロック図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の直流増幅器にフィードバックループ
と遅延回路を付加した回路図である。
と遅延回路を付加した回路図である。
【図４】 本発明のフィードバックループにスイッチと
フィードバック電圧保持機能を設けたブロック図であ
る。
フィードバック電圧保持機能を設けたブロック図であ
る。
【図５】 本発明のマイコンのフローチャートである。
1…送信アンテナ、2…受信アンテナ、３…ミキサ、４…
発振器、５…マイクロ波センサ、６…直流増幅器、７…
Ａ／Ｄ変換器、８…マイコン、９…フィードバックスイ
ッチ、１１…抵抗、1２…抵抗、１３…抵抗、１４…抵
抗、１５…フィードバック抵抗、１６…フィードバック
電圧保持用コンデンサ
発振器、５…マイクロ波センサ、６…直流増幅器、７…
Ａ／Ｄ変換器、８…マイコン、９…フィードバックスイ
ッチ、１１…抵抗、1２…抵抗、１３…抵抗、１４…抵
抗、１５…フィードバック抵抗、１６…フィードバック
電圧保持用コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G005 DA04 5J070 AB15 AD02 AE09 AH31 BA01
Claims (4)
- 【請求項１】 人体に向けてマイクロ波を送信する手段
と、送信したマイクロ波が人体に当たって跳ね返ってき
た反射波を受信する手段と、該送信手段によって送信さ
れたマイクロ波と該受信手段で受信したマイクロ波との
干渉によって生じる検波電圧から人体の存在の有無を検
知することを特徴とするマイクロ波人体検知装置。 - 【請求項２】 前記マイクロ波人体検知装置は、前記検
波電圧を増幅する直流増幅器の出力の変動から人体検知
を行うものであり、前記直流増幅器は出力を入力に遅延
回路を通してフィードバックすることにより入力オフセ
ットをうち消す回路構成にしたことを特徴とする請求項
第１項記載のマイクロ波人体検知装置。 - 【請求項３】 前記マイクロ波人体検知装置は、前記検
波電圧を増幅する直流増幅器の出力の変動に基づいて人
体存在を検知すると、変動前の直流増幅器の出力電圧を
記憶することを特徴とする請求項２記載のマイクロ波人
体検知装置。 - 【請求項４】 前記直流増幅器のフィードバックループ
に、フィードバック電圧を保持する手段を具備し、直流
増幅器の出力の変動に基づいて人体存在を検知すると保
持手段を機能させ、その後記憶されている変動前の人体
検知前の電圧レベルに一定時間戻ると保持手段を開放す
ることを特徴とする請求項第３項記載のマイクロ波人体
検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079140A JP2002277558A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 人体検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001079140A JP2002277558A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 人体検知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002277558A true JP2002277558A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18935642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001079140A Pending JP2002277558A (ja) | 2001-03-19 | 2001-03-19 | 人体検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002277558A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003279643A (ja) * | 2001-03-14 | 2003-10-02 | Toto Ltd | 物体検知装置 |
| WO2005038483A1 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | 近接センサ |
| WO2012042636A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | 移動物体検知装置 |
-
2001
- 2001-03-19 JP JP2001079140A patent/JP2002277558A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003279643A (ja) * | 2001-03-14 | 2003-10-02 | Toto Ltd | 物体検知装置 |
| WO2005038483A1 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | 近接センサ |
| US7532151B2 (en) | 2003-10-17 | 2009-05-12 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Proximity sensor |
| WO2012042636A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | 移動物体検知装置 |
| JP5310870B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2013-10-09 | トヨタ自動車株式会社 | 移動物体検知装置 |
| US8830114B2 (en) | 2010-09-30 | 2014-09-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Mobile object detecting apparatus |
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