JP2661693B2 - 人員検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は人員の有無を検出する人員検出装置に関し、
特に人員を収容する空間を介して対向する少くとも一対
の電極間の静電容量の変化を検出する手段を備えた人員
検出装置に係る。 ［従来の技術］ 例えば車両においては、人員が乗車したときに自動的
に作動するシートベルト装置、人員が降車したときに自
動的に閉作動するパワーウインドあるいはオートロック
装置等々、車両内の人員の有無あるいは人員の体の一部
の介在の有無（以下、単に人員の有無という）に応じた
制御が要求される。そこで、人員の有無を検出する手段
が必要となり、例えば特開昭62−91882号公報及び特開
昭62−138780号公報に記載のようにシートに設けた導電
体と車両ボデーを電極として、この電極間の人員を収容
する車室空間とでコンデンサを形成し、人員の有無によ
る静電容量の変化を検出する装置が提案されている。そ
して、信号処理手段の一として後者の公報には上記コン
デンサを外付けとした発振器を設け、発振周波数がコン
デンサの容量変化に応じて変動することを利用して人員
の有無を検出する技術が開示されている。即ち、第７図
に示したように構成されており、人員がシートに着座し
て人員検出用コンデンサCFRが増大すると発振器の出力
周波数が低くなり、カウンタの出力データがデジタルコ
ンパレータにより参照値と比較され、参照値以下である
と「人員有」を示す信号“0"を出力するというものであ
る。 ［発明が解決しようとする問題点］ 然し乍ら、上記の従来技術においては、所謂自励発振
であるため、カウンタに入力するパルス信号に電極等を
介してノイズ信号が加わっても区別することが出来ず人
員検出装置が誤作動するおそれがある。例えば、人員検
出用コンデンサの電極を介して10kHzのノイズが加わる
とカウンタで10kHzがカウントされ、参照値が5kHzから1
5kHzの範囲で「人員有」と設定したものであるとする
と、コンパレータから「人員有」の信号を出力してしま
うことになる。従ってこのような連続的なノイズ信号等
を排除する手段を講ずる必要があるが、上記の如き自励
発振によるものにおいては極めて困難である。 そこで、本発明は確実に人員の有無を検出すると共
に、ノイズ信号を弁別し得るようにすることを目的とす
る。 ［問題点を解決するための手段］ 前述の問題点を解決し、上記目的を達成するため本発
明は次の構成を採用したものである。 即ち、本発明は人員を収容する空間を介して少なくと
も一対の検出手段を備えている。この検出手段として
は、例えば第１図に示した検出手段１のように、車両の
ボデー15とシート16との間の車室空間18に対し、ボデー
15とシート16に設けた電極17を含み得る。そして、所定
の周波数のクロックパルス信号（第４図（ｅ）の信号）
を出力すると共に、このクロックパルス信号を分周し分
周パルス信号（第４図（ｂ）の信号）を出力する発振手
段３と、この分周パルス信号を検出手段１の静電容量に
応じて遅延させて遅延パルス信号（第４図（ｃ）の信
号）を出力する遅延手段２と、この遅延手段２が出力し
た遅延パルス信号の立上りから立下りまで（例えば第４
図のt2からt4まで）及び立下りから立上りまで（例えば
第４図のt4からt6まで）を夫々１サイクルとし分周パル
ス信号を基準に検出手段１の静電容量に応じたデューテ
ィ比を有するデューティ比波形信号（第４図（ｄ）の信
号）に変換して出力すると共に、クロックパルス信号に
基づきデューティ比に相当するクロックパルス数を出力
するデューティ比変換手段４と、クロックパルス信号に
同期し分周パルス信号の立上り及び立下りに応じて基準
パルス信号（第４図（ｈ）の信号）を形成し、この基準
パルス信号とデューティ比波形信号の周期の一致または
不一致を比較して比較信号を出力する一致比較手段６
と、クロックパルス数を人員の有無を判別する基準値と
大小比較する大小比較手段７と、この大小比較手段７の
出力信号を入力し少くとも人員の有無を判定して判定結
果を出力すると共に、一致比較手段６の出力が不一致の
ときにエラー信号（第４図（ｉ）の信号）を出力する出
力手段８とを備えたものである。 ［作用］ 以上の構成になる本発明によれば、人員19の有無に応
じて検出手段１の静電容量が変化する。このとき、発振
手段３が出力した分周パルス信号は検出手段１の静電容
量の変化に応じて遅延され、遅延手段２からは遅延パル
ス信号が出力される。これらの両パルス信号は互いに同
期しており、二信号の一方が他方に対し遅延した関係に
ある。そして、この遅延パルス信号がデューティ比変換
手段４に入力され、遅延パルス信号の立上りから立下り
まで及び立下りから立上りまでを夫々１サイクルとし分
周パルス信号を基準に検出手段１の静電容量に応じたデ
ューティ比を有するデューティ比波形信号に変換される
と共に、発振手段３のクロックパルス信号に基づきデュ
ーティ比に相当するクロックパルス数が出力される。 そして、このデューティ比に相当するクロックパルス
数が大小比較手段７により人員の有無を判別する基準値
と大小比較され、出力手段８により大小比較手段７の出
力信号に基づき人員の有無が判定され、判定結果が出力
される。また、一致比較手段６において、発振手段３の
クロックパルス信号に同期し分周パルス信号の立上り及
び立下りに応じて基準パルス信号が形成され、この基準
パルス信号とデューティ比波形信号の周期の一致または
不一致が比較される。而して、例えばボデー15を介して
遅延パルス信号に非同期のノイズ信号が加わった場合に
は、分周パルス信号と遅延パルス信号は基本的に同期し
ており、従って基準パルス信号とデューティ比波形信号
も同期すべきところ、一致比較手段６の比較結果が、基
準パルス信号に対してデューティ比波形信号の周期が不
一致、即ち非同期となっておれば、遅延パルス信号にノ
イズ信号が含まれたことが容易に識別され、出力手段８
からエラー信号が出力される。 ［実施例］ 第２図は本発明の人員検出装置の一実施例を示すブロ
ック図で、検出手段１は第１図に示した車両のボデー15
とシート16に設けた電極17と、両者間の空間で形成され
るコンデンサCXから成り、このコンデンサCX及びこれに
接続された抵抗器R1,R2によって積分回路21が形成され
遅延手段２を構成する。 発振手段３は水晶振動子31,発振回路32及び分周回路3
3を含み、480kHzの水晶振動子31と例えばCMOSインバー
タの発振回路32によって形成される安定した発振周波数
の出力が例えば14段の分周機能を備えた分周回路33によ
り必要な周波数のパルス信号に分周される。この内、８
段の分周及び９段の分周出力、即ち1/28及び1/29分周の
パルス信号が夫々一致比較手段６及びデューティ比変換
手段４に出力されている。又、両者には発振回路32の出
力パルス信号がシステムクロックパルスとして供給され
ている。そして、11段の分周出力、即ち1/211分周のパ
ルス信号がリングカウンタ９に出力されている。 リングカウンタ９は本実施例の人員検出装置の制御手
段でありシーケンス発生回路を構成する。リングカウン
タ９は上記分周回路33の1/211分周パルス信号に応じて
以下のQ0乃至Q8の信号をシーケンシャルに出力するもの
である。 リングカウンタ９の出力信号Q0はオアゲート12を介し
てカウンタ42,44及び45のリセット端子RIに入力されて
いる。又、リングカウンタ９の出力信号Q1はカウンタ42
のカウントイネーブル端子EIに入力されており、出力信
号Q7はラッチ回路74のクロック端子CLKに入力されてい
る。更に、リングカウンタ９の出力信号Q5,Q6及びQ8は
出力手段８に入力されている。従って、リングカウンタ
９から出力信号Q0が出力されるとカウンタ42,44及び45
がリセットされる。又、リングカウンタ９から出力信号
Q1が出力されると、カウンタ42がカウントを開始する。
更にリングカウンタ９から出力信号Q7が出力されると、
ラッチ回路74にてカウンタ45のカウント結果がラッチさ
れる。尚、第２図中においてオアゲート12の出力信号を
RSTOとして示した。 リセット回路10は電源11が入ったとき、リングカウン
タ９及び分周回路33のほか各回路をリセットし（第２図
中RSTで示す）、或はオアゲート12を介して各カウンタ
をリセット（RSTO）して初期化を行なうものであり、入
力バッファ（図示せず）を備えている。 デューティ比変換手段４は一致回路41、４ビットのカ
ウンタ42、ノアゲート43、４ビットのカウンタ44及び８
ビットのカウンタ45で構成されている。一致回路41は排
他的論理和回路（EX−OR）の反転出力としたもので、一
致回路41によって遅延手段２の遅延時間がデューティ比
に変換される。即ち、分周回路33からの1/29分周パルス
信号が一致回路41の一方の入力端子に出力されると共
に、積分回路21に出力され、コンデンサCXの容量変化に
応じて遅延時間が変動する遅延パルス信号となり一致回
路41の他方の入力端子に入力し、デューティ比波形信号
の反転した信号（遅延部分がＬ（低）レベル）が出力さ
れる。 ノアゲート43はカウンタ42の出力信号（カウンタ42の
キャリー信号）及び一致回路41の出力信号を制御入力と
するゲート回路を構成している。即ち、ノアゲート43
は、発振回路32のクロックパルス（480kHz）を、カウン
タ42が1/29分周パルス信号を32パルスカウントする間、
一致回路41の出力信号のデューティ比に応じたパルス数
だけ通過させるものである。 ノアゲート43の出力信号はカウンタ44に入力される。
そして、ノアゲート43の出力信号のパルス数は、カウン
タ44,45によってカウントされる。カウンタ44,45によっ
てカウントされたパルス数は、大小比較手段７へ出力さ
れる。ここで、大小比較手段７に接続されているのはカ
ウンタ45のみであり、カウンタ44は大小比較手段７に接
続されていない。従って、ノアゲート43が出力した全パ
ルス数の1/32が大小比較手段７へ出力されることにな
る。即ち、大小比較手段７へは、ノアゲート43が出力し
た全出力パルス数の平均値が出力されることになる。こ
こで、カウンタ45がオーバーフローした場合には、オー
バーフロー信号OFL（カウンタ45のキャリー信号）が出
力手段８に送られるようになっている。出力手段８は、
カウンタ45からオーバーフロー信号OFLが入力されると
エラー信号ERRを発生するように構成されている。一致
回路41の出力信号は一致比較手段６を構成するパルス弁
別回路60にも出力される。 以下、第３図及び第４図に基きパルス弁別回路60及び
これに関連する回路を詳述する。 パルス弁別回路60は２段のＤフリップフロップ61,62
とノアゲート63とJKフリップフロップ64を備えている。
２段のＤフリップフロップ61,62の各々のクロック端子
Ｃには発振回路32のクロックパルス（480kHz）が入力し
両者の同期がとられている。 Ｄフリップフロップ61のＱ端子の出力信号はＤフリッ
プフロップ62のＤ端子に入力すると共にノアゲート63の
一方の端子に入力し、他方の端子にはＤフリップフロッ
プ62の端子の出力信号が入力する。ノアゲート63の出
力信号はJKフリップフロップ64のクロック端子Ｃにクロ
ックパルス入力として取り込まれる。これらのＤフリッ
プフロップ61,62、及びJKフリップフロップ64の各リセ
ット端子Ｒはリセット回路10に接続されている。JKフリ
ップフロップ64のＪ端子は一致回路41の反転出力端子に
接続され、Ｋ端子は接地されＬレベルとされている。 ２段のＴフリップフロップ33a,33bは分周回路33の一
部を構成するもので、Ｔフリップフロップ33aが1/28分
周パルス信号をＱ端子から出力し、Ｔフリップフロップ
33aの端子がＴフリップフロップ33bのＴ端子に接続さ
れＴフリップフロップ33bのＱ端子から1/29分周パルス
信号を積分回路21に出力するものである。尚、各リセッ
ト端子Ｒはリセット回路10と接続され、Ｔフリップフロ
ップ33aのＱ端子がＤフリップフロップ61のＤ端子に接
続されている。 上記第３図の回路の作動を、第４図に示した各部の信
号の波形図を参照して説明する。第４図の（ａ）乃至
（ｉ）は第３図の回路中の乃至の各点の波形を示
す。 先ず、電源11がオンされるとリセット回路10のリセッ
ト信号によりＴフリップフロップ33a,33b、Ｄフリップ
フロップ61,62及びJKフリップフロップ64の全てがリセ
ットされ初期状態となり、何れのＱ端子もＬレベルにあ
る。 分周回路33にて1/27分周パルス信号（約4kHz）がＴフ
リップフロップ33aのＴ端子に入力すると同パルス信号
の立上りで反転し1/2分周されてＱ端子から第４図
（ａ）の信号（約2kHz）が出力しＤフリップフロップ61
のＤ端子に送られる。端子からは反転した出力信号が
出力されたＴフリップフロップ33bのＴ端子に入力し、
同出力信号の立上りで反転し更に1/2分周されてＱ端子
から（ｂ）の信号（約1kHz）が出力し、これが積分回路
21を経て遅延部分が形成された（ｃ）の信号となる。こ
の（ｃ）の信号はＴフリップフロップ33bの出力信号
（ｂ）と共に一致回路41に入力し、（ｃ）の信号の立上
りから立下りまで（例えばt2からt4まで）及び立下りか
ら立上りまで（例えばt4からt6まで）を夫々１サイクル
とするデューティ比波形信号（ｄ）（実際には後述する
カウンタ44でカウントされるデューティ比波形信号の反
転信号）に変換される。即ち、一致回路41は前述のよう
に排他的論理和回路（EX−OR）の出力を反転させて、両
入力が一致したときの一致出力をアクティブＨで出力す
る一致回路を構成したものである。従って、（ｃ）の信
号の立上り立下り部でスレショルドレベルに到達してい
ない部分（遅延部分）がＬレベルとなる（ｄ）の信号が
出力されることとなり、第４図中のＴ時間がコンデンサ
CXの値により変動する。即ち、このＴ時間は計測すれば
コンデンサCXの変動が検出できることになる。デューテ
ィ比波形信号（ｄ）はノアゲート43を制御し、カウンタ
44にデューティ比に対応するクロックパルス数をカウン
トさせる。 一方、パルス弁別回路60においては、常時、発振回路
32のクロックパルス（ｅ）が入力されており、これに２
段のＤフリップフロップ61,62が同期している。即ち、
Ｄフリップフロップ61のＤ端子に入力した（ａ）の信号
はクロックパルス（ｅ）の立上りでそのままＱ端子から
出力し（ｆ）の信号となりノアゲート63に送られる。同
時に信号（ｆ）は、Ｄフリップフロップ62のＤ端子に入
力され、（ｆ）の信号がクロックパルス（ｅ）の立上り
毎にそのままＱ端子から出力され、端子からはその反
転した信号（ｇ）が出力されノアゲート63に送られるこ
とになる。従って、（ｇ）の信号は（ｆ）の信号に比し
反転し、且つ（ｅ）のクロックパルス１周期分遅れたパ
ルス信号となっている。そして、これら（ｆ）の信号と
（ｇ）の信号がノアゲート63に入力することにより
（ｅ）のクロックパルス１周期分の信号（ｈ）が出力さ
れることとなる。この（ｈ）の信号が本発明に言う基準
パルス信号に相当し、JKフリップフロップ64のクロック
端子Ｃに入力しクロックパルスとして機能する。 一方、JKフリップフロップ64はＫ端子がＬレベルに保
持されているためＪ端子がＨレベルのときＱ端子からは
Ｈレベルの信号が出力されることになり、Ｒ端子にリセ
ット信号が入力されると反転した信号が出力される。従
って、（ｈ）の信号がJKフリップフロップ64のクロック
端子Ｃに入力されるとき、入力信号たる（ｄ）は通常は
第４図中t7迄のように（ｄ）の信号はＬレベルとなって
いる。従って、JKフリップフロップ64のＱ端子の出力信
号（ｉ）はＬレベルとなる。 然し、検出手段１等にノイズが混入すると、例えばt7
乃至t8の状態のように（ｂ）の信号と（ｃ）の信号が同
期しなくなり、t8時に（ｈ）の信号がＨレベルとなった
とき（ｄ）の信号がＨレベルのままとなる。従って検出
手段１等にノイズが混入すると、JKフリップフロップ64
の出力信号（ｉ）がＨレベルに転ずる。而して、このＨ
レベルの出力信号（ｉ）がエラー信号として出力手段８
に送られると、出力端子OUTの出力は変化することなく
従前の出力状態が維持される。 第２図において、大小比較手段７は比較回路71,72,7
3、ラッチ回路74及び加減算回路75で構成されており各
回路は論理回路素子、フリップフロップ等の組合せによ
り形成される。比較回路71及び72にはカウンタ45の出力
信号が入力され、夫々基準Ａ及び基準Ｂの各々の設定デ
ータと比較される。比較回路71は、カウンタ45の出力デ
ータが基準Ａの設定データ以上となるＬレベルの信号を
端子PGAから出力する。又、比較回路72は、カウンタ45
の出力データが基準Ｂの設定データを下回ると端子PLB
からＬレベルの信号を出力する。比較回路71,72の出力
は、夫々出力手段８へ出力され、出力手段８にて、夫
々、「人員有」、「人員無」と判定される。この場合に
おいて、カウンタ45の出力データが基準Ａ、或は基準Ｂ
と等しい場合には「人員有」、「人員無」の何れに判定
してもよく、大小比較手段７はこのような等しい場合の
処理を排除するものではない。 この基準Ａ及び基準Ｂは前者が「人員無」から「人員
有」と判定されるときの基準値で、後者が「人員有」か
ら「人員無」と判定されるときの基準値であって、これ
らは第５図に示したように実験的に求められる。尚、第
５図において、Ｐはカウンタ45の出力を示し、Ｐは加減
算回路75の出力を示している。又、第５図においてはＰ
とＲの区別を明確にするために、Ｐを連続値で示した。
然しながら、実際には、Ｐはカウンタ45によって量子化
された値であるので、Ｒと同様に段階状の変化を示す。 基準Ａ及び基準Ｂは前述の検出手段１における電極17
の取付場所等によりコンデンサCXの値が異なるため実験
的に種々の基準値を定め、これを基準Ａ、基準Ｂとして
スイッチ等により８ビットで比較回路71,72に設定す
る。尚、基準Ａと基準Ｂは夫々別々に設定される。この
基準値を設定する場合のファクターとしては、検出対象
が人員全体か体の一部か、近接感知とするか接触感知と
するか、ノイズが多いか少ないか等々がある。例えば、
人員検出装置をパワーウインドの挟み込み防止装置に適
用する場合には近接感知とするため第５図において基準
A,Bを下方に移動させ感度を鋭くし、自動ドアロック装
置のようにむしろ接触感知とした方がよい場合には基準
A,Bを上方に移動させて感度を鈍くするというように設
定される。又、ノイズ対策として基準ＡとＢの間隔を広
げヒステリシスを大きく設定することとしてもよい。 一方、加減算回路75にて１サイクル前の検出データと
基準Ｃのデータが加減算され、この演算結果Ｒとカウン
タ45のカウンタ出力Ｐが比較回路73によって比較され
る。そして、カウンタ出力Ｐが、基準Ｃの値よりも大と
なるような変化を示した場合には、カウンタ出力Ｐに何
等かのノイズが取り込まれていると考えられる（第５図
参照）。 そこで、第２図に示すようにカウンタ45をラッチ回路
74と接続し、カウンタ45の出力データがリングカウンタ
９のQ7の出力に応じてラッチされるようにしている。従
って、次のサイクルでは、加減算回路75においてラッチ
回路74にラッチされたデータに対して基準Ｃにより設定
されたデータが加減算され、その演算結果Ｒとカウンタ
出力Ｐとが比較回路73にて比較される。そして、比較回
路73からは両者の大小に応じてＲ＝Ｐのときは端子REP
から、Ｒ＜Ｐのときは端子RLPから、そして、Ｒ＞Ｐの
ときは端子RGPからＨレベルの信号が夫々出力される。 尚、加減算回路75は加減算端子ASIに入力される加減
算信号ADD/SUBに応じてラッチ回路74のデータと基準Ｃ
とを加算又は減算する回路である。より具体的には、出
力手段８が「人員有」を検出している時にはラッチ回路
74のデータから基準Ｃを減算し、出力手段８が「人員
無」を検出している場合にはラッチ回路74のデータに基
準Ｃを加算する。 而して、出力手段８において、演算結果Ｒとカウンタ
出力Ｐとの差の絶対値が基準Ｃより小さければ基準A,B
との比較結果は有効とされ、基準Ｃより大であるときは
ノイズと判断され、出力手段８の出力状態が変更されな
いよう処理される。尚、基準Ｃのデータは４ビットでス
イッチ等により設定されている。又、端子CRYからは演
算結果がオーバーフローした場合にオーバーフロー信号
（キャリー信号）が出力される。 出力手段８は、第６図にその詳細回路を示したよう
に、判定回路82、出力ゲート回路83及び出力タイミング
回路84を備える判定出力回路80とエラー判定回路81で構
成されている。 判定回路82は比較回路73の端子REP,RLP及びRGPと比較
回路71及び72の端子PGA及びPLBに接続され、アンドゲー
ト821,822及びノアゲート823,824,825で構成されてい
る。 出力ゲート回路83のJKフリップフロップ831のＱ端子
と比較回路73の端子RLPがアンドゲート821の入力端子に
接続され、端子と端子RGPがアンドゲート822の入力端
子に接続されている。これらアンドゲート821,822の出
力端子と比較回路73の端子REPがノアゲート823の入力端
子に接続され、その反転出力端子がノアゲート824,825
の出力端子に接続されている。 又、比較回路71の端子PGAがノアゲート824の入力端子
に接続され、比較回路72の端子PLBがノアゲート825の入
力端子に接続されている。そして、ノアゲート824の反
転出力端子がJKフリップフロップ831のＪ端子に、ノア
ゲート825の反転出力端子がJKフリップフロップのＫ端
子に接続されている。 出力ゲート回路83はJKフリップフロップ831を備えて
いる。JKフリップフロップ831は、Ｊ端子がノアゲート8
24、Ｋ端子がノアゲート825の反転出力端子に夫々接続
されている。又、リセット端子Ｒはリセット回路10に接
続されており、セット端子Ｓは接地されている。そし
て、Ｑ端子はバッファアンプ833を介し出力端子OUTに、
端子はインバータ832を介して加減算回路75の加減算
端子ASIに接続されている。 出力タイミング回路84はJKフリップフロップ831に対
してクロック入力を与える回路で、RSフリップフロップ
841、ナンドゲート842、及びノアゲート843を備えてい
る。RSフリップフロップ841とナンドゲート842は第１ゲ
ート回路を構成し、電源11が投入された後リングカウン
タ９の第１周期が経過するまで（即ち、Q8が入力される
まで）、JKフリップフロップ831のクロック入力を遮断
する。又、ノアゲート843は第２ゲート回路を構成し、
パルス弁別回路60の端子ILGにエラー出力が発生してい
る場合、又は、エラー判定回路81がエラーを検出してい
る場合（詳しくは後述する）にJKフリップフロップ831
のクロック入力を遮断する。即ち、出力タイミング回路
84は、電源11が投入された後リングカウンタ９の第１
周期が経過するまでの間（この期間にはラッチ回路74に
カウンタ45の出力がラッチされていないので、判定回路
82が正しい判定を行えない）、パルス弁別回路60の端
子ILGにエラー出力が発生している場合、及び、エラ
ー判定回路81がエラーを検出している場合には、JKフリ
ップフロップ31のクロック入力を遮断し、JKフリップフ
ロップ831の出力端子の状態を従前の状態に維持する。
尚、RSフリップフロップ841のリセット端子Ｒはリセッ
ト回路10に接続されている。 JKフリップフロップ831には、判定回路82の判定出力
が入力されている。JKフリップフロップ831は判定回路8
2の判定出力を、出力タイミング回路84を介して入力さ
れた信号Q6のタイミングでラッチし、出力端子OUTに判
定出力を供給する。 エラー判定回路81はJKフリップフロップ831のＱ端子
出力と加減算回路75の端子CRYのキャリー出力を入力と
する排他的論理和回路811を有し加減算回路75のキャリ
ー出力とJKフリップフロップ831のＱ端子出力が不一致
のときＨレベルを出力する。 Ｄフリップフロップ812は、カウンタ45の端子OFLから
セット端子Ｓにオーバーフロー出力があるとセットさ
れ、且つ排他的論理和回路811のＨレベル出力があるとQ
5出力のクロック端子CLKへの入力タイミングにより、エ
ラー信号ERRを出力する。このときＤフリップフロップ8
12のＱ端子からノアゲート843にＨレベル信号が出力さ
れるので、JKフリップフロップ831のクロック入力がカ
ットされ出力端子OUTの出力が従前の状態に維持され
る。尚、Ｄフリップフロップ812のリセット端子Ｒはリ
セット回路10に接続されている。 以下、出力手段８の作動を第２図、第５図及び第６図
を参照して説明する。 先ず、第５図に示す「人員無」から「人員有」の状態
となって、検出出力「人員有」が出力される場合を説明
する。第６図において、「人員無」の状態においては、
JKフリップフロップ831のＱ端子出力がＬレベルで、
端子出力がＨレベルであるので加減算端子ASIへの加減
算信号ADD/SUBはＬレベルの加算信号となっている。従
って、加減算回路75は加算回路として動作し、ラッチ回
路74でラッチされたデータに基準Ｃが加算され、その演
算結果Ｒが比較回路73にてカウンタ45のカウンタ出力Ｐ
と比較される。演算結果Ｒがカウンタ出力Ｐより大であ
れば（Ｒ＞Ｐ）比較回路73の端子RGPからＨレベルが出
力される。このとき、JKフリップフロップ831の端子
出力がＨレベルであることから、アンドゲート822の出
力がＨレベルとなる。従って、ノアゲート823の反転出
力端子の出力はＬレベルとなる。尚、演算結果Ｒとカウ
ンタ出力Ｐが等しい場合には（Ｒ＝Ｐ）、比較回路73の
端子REPからＨレベルが出力され、演算結果Ｒがカウン
タ出力Ｐより大である場合と同様に作動する。 この状態で、比較回路71の端子PGAのＬレベル出力
（カウンタ出力Ｐが第５図の基準Ａを越えた場合の出
力）があると、ノアゲート824の反転出力端子がＨレベ
ルとなりJKフリップフロップ831のＪ端子に入力され
る。一方、ノアゲート825は端子PLBの出力がＨレベルに
あるためＫ端子に対してＬレベル出力となっている。従
って、クロック端子CLKへの出力タイミング回路84から
の入力信号に応じてＱ端子からＨレベル信号が出力さ
れ、「人員有」を示す検出出力が出力端子OUTから出力
される。 上記の状態で加算処理の演算結果Ｒがカウンタ出力Ｐ
より大であると、カウンタ出力Ｐが基準Ｃの設定値を越
えた変動をしていることになる。この場合には、端子RG
PからＨレベル信号が、又、端子RLPからＬレベル信号が
出力されることになるのでアンドゲート821,822は何れ
もＬレベル出力となる。又、端子REPもＬレベルである
ので、ノアゲート823はＨレベル出力となり、JKフリッ
プフロップ831のＪ端子,K端子共にＬレベル入力とな
る。従って、クロック端子CLKの入力があってもJKフリ
ップフロップ831は従前の出力状態に維持される。 以上のように、カウンタ出力Ｐが基準Ｃを越える変化
をした場合にはノイズとして処理され、出力状態に変更
が生じないようにされる。 次に、第５図に示す「人員有」から「人員無」の状態
となる場合について説明する。「人員有」のときはJKフ
リップフロップ831のＱ端子のＨレベル出力がアンドゲ
ート821に入力されている。又、加減算端子ASIへの出力
もＨレベルであるため加減算回路75においてラッチ回路
74でラッチされたデータから基準Ｃのデータが減算され
る。これにより、演算結果Ｒがカウンタ出力Ｐを下回り
（Ｒ＜Ｐ）、端子RLPからＨレベル信号が出力される。 従って、アンドゲート821がＨレベル出力となり、ノ
アゲート823がＬレベル出力となる。そして比較回路72
の端子PLBのＬレベル出力があると、ノアゲート825がＨ
レベル出力となり、JKフリップフロップ831のＫ端子に
入力される。一方、端子PGAからの入力がＨレベルであ
るためノアゲート824がＬレベルとなり、JKフリップフ
ロップ831のＪ端子はＬレベル入力となる。而して、出
力タイミング回路84の出力信号がJKフリップフロップ83
1のクロック端子CLKに入力されることによりＱ端子出力
がＬレベルとなり、「人員無」を示す検出出力が出力端
子OUTから出力される。 上記の状態で減算処理の演算結果Ｒがカウンタ出力Ｐ
より小であると、カウンタ出力Ｐが基準Ｃを越えた変動
をしたことになる。この場合には、端子RLPからＨレベ
ル信号が、又、端子RGPからＬレベル信号が出力される
ため、アンドゲート821,822の出力がＬレベルとなり、
端子REPもＬレベルであるので、ノアゲート823はＨレベ
ル出力となる。従って、JKフリップフロップ831のＪ端
子,K端子の入力は何れもＬレベルとなる。このため、JK
フリップフロップ831はクロック端子CLKの入力があって
も従前の出力状態に維持される。 以上の構成になる実施例の作動を説明すると、第２図
において、各回路はリングカウンタ９によりシーケンシ
ャルに作動制御される。 先ず、電源11が投入されるとリセット回路10が作動し
リングカウンタ９、分周回路33、カウンタ42,44,45、パ
ルス弁別回路60、比較回路71,72,73、ラッチ回路74、及
び加減算回路75がリセットされ初期化される。そして、
リングカウンタ９が作動し、第１ステップでカウンタ4
2,44,45をリセットし、第２ステップでカウンタ42を起
動し32パルスのカウントを開始しノアゲート43のゲート
を開く。この間、1/29分周パルス信号が積分回路21及び
一致回路41に送られ、一致回路41にてコンデンサCXの値
に応じた遅延パルス信号との一致がとられデューティ比
波形信号に変換され、ノアゲート43に出力されると共に
パルス弁別回路60に送られる。ノアゲート43には発振回
路32の出力クロックパルス（480kHz）が入力しており、
前述のカウンタ42によりゲートが開かれている間、前記
デューティ比波形信号の反転信号のＨレベルに同期する
クロックパルスがカウンタ44に出力される。即ち、コン
デンサCXの値に応じて変動するデューティ比に対応する
クロックパルス数がカウンタ44,45で計測される。 一方、一致回路41の出力信号はパルス弁別回路60にも
送られ、前述の第３図の作動説明で詳述したように、積
分回路21の出力信号にノイズが含まれているとパルス弁
別回路60の端子ILGからＨレベルの信号が出力手段８に
出力される。 カウンタ45の出力データは比較回路71,72に送られ、
基準Ａ及びＢの設定データと大小比較され、夫々大又は
小を表す信号が端子PGA又は端子PLBから出力手段８に出
力される。又、比較回路73及びラッチ回路74にも前記出
力データが送られるが、この時点ではラッチ回路74はリ
セットされた初期状態のままであり、リンガカウンタ９
の第７ステップで初めてデータが取り込まれることとな
る。即ち、第１サイクルでは比較回路73からは正しい比
較結果が出力されない。このため、第１サイクルの第８
ステップでは出力ゲートがオフされている。尚、第２サ
イクル以降ではカウンタ45の出力データの前回サイクル
分がラッチ回路74にラッチされており、加減算回路75に
てこの値に基準Ｃのデータが加減算されカウンタ45の出
力データとの比較結果が出力手段８に出力される。 リングカウンタ９の第２ステップ乃至第４ステップに
おいては上述のカウンタ42が32パルスカウンタ中であり
この間上述の作動が行なわれている。第５ステップに
て、カウンタ45のオーバーフローと判定されたときには
端子ERRからエラーを示す信号が出力され次の第６ステ
ップの作動は行なわれず、次のサイクルに進む。 そして、第６ステップでは、Q6出力により第２サイク
ル以降では前述のように比較回路71,72及び73の出力が
判定される。即ち、演算結果Ｒとカウンタ出力Ｐとの差
が基準Ｃの範囲内であることを条件に、基準Ａより大を
表す信号を入力すると「人員有」と判定され、基準Ｂよ
り小を表す信号を入力すると「人員無」と判定される。 尚、出力手段８にパルス弁別回路60の端子ILGからＨ
レベルのエラー信号が出力されると出力端子OUTの出力
は従前の状態に維持される。 そして、第７ステップではカウンタ45の出力データを
ラッチ回路74にラッチし次回のサイクルでの演算に備
え、第８ステップは第１サイクル時は前述のように出力
ゲートをオフとし第２サイクル以降はオンとしている。 以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えばマイクロコンピュー
タを用いることとしてもよい。また、本発明は車輛だけ
でなく、例えば劇場等の人員の計数等にも応用し得るこ
とは言うまでもない。 ［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、所定の周波数のクロッ
クパルス信号を出力すると共に、このクロックパルス信
号を分周して分周パルス信号を出力し、この分周パルス
信号を検出手段の静電容量に応じて遅延させて遅延パル
ス信号を出力し、この遅延パルス信号の立上りから立下
りまで及び立下りから立下りまでを夫々１サイクルとし
分周パルス信号を基準に検出手段の静電容量に応じたデ
ューティ比を有するデューティ比波形信号に変換して出
力すると共に、クロックパルス信号に基づきデューティ
比に相当するクロックパルス数を出力し、このクロック
パルス数を人員の有無を判別する基準値と大小比較する
と共に、デューティ比波形信号と基準パルス信号の周期
の一致または不一致を比較することとしているので、デ
ューティ比波形信号と基準パルス信号を比較するに当り
同期している上記両パルス信号に対し非同期となるノイ
ズ信号は容易に識別出来、従ってこのようなノイズ信号
を弁別した上で比較することが出来、人員の有無を正確
に検出出来るという効果が得られる。
特に人員を収容する空間を介して対向する少くとも一対
の電極間の静電容量の変化を検出する手段を備えた人員
検出装置に係る。 ［従来の技術］ 例えば車両においては、人員が乗車したときに自動的
に作動するシートベルト装置、人員が降車したときに自
動的に閉作動するパワーウインドあるいはオートロック
装置等々、車両内の人員の有無あるいは人員の体の一部
の介在の有無（以下、単に人員の有無という）に応じた
制御が要求される。そこで、人員の有無を検出する手段
が必要となり、例えば特開昭62−91882号公報及び特開
昭62−138780号公報に記載のようにシートに設けた導電
体と車両ボデーを電極として、この電極間の人員を収容
する車室空間とでコンデンサを形成し、人員の有無によ
る静電容量の変化を検出する装置が提案されている。そ
して、信号処理手段の一として後者の公報には上記コン
デンサを外付けとした発振器を設け、発振周波数がコン
デンサの容量変化に応じて変動することを利用して人員
の有無を検出する技術が開示されている。即ち、第７図
に示したように構成されており、人員がシートに着座し
て人員検出用コンデンサCFRが増大すると発振器の出力
周波数が低くなり、カウンタの出力データがデジタルコ
ンパレータにより参照値と比較され、参照値以下である
と「人員有」を示す信号“0"を出力するというものであ
る。 ［発明が解決しようとする問題点］ 然し乍ら、上記の従来技術においては、所謂自励発振
であるため、カウンタに入力するパルス信号に電極等を
介してノイズ信号が加わっても区別することが出来ず人
員検出装置が誤作動するおそれがある。例えば、人員検
出用コンデンサの電極を介して10kHzのノイズが加わる
とカウンタで10kHzがカウントされ、参照値が5kHzから1
5kHzの範囲で「人員有」と設定したものであるとする
と、コンパレータから「人員有」の信号を出力してしま
うことになる。従ってこのような連続的なノイズ信号等
を排除する手段を講ずる必要があるが、上記の如き自励
発振によるものにおいては極めて困難である。 そこで、本発明は確実に人員の有無を検出すると共
に、ノイズ信号を弁別し得るようにすることを目的とす
る。 ［問題点を解決するための手段］ 前述の問題点を解決し、上記目的を達成するため本発
明は次の構成を採用したものである。 即ち、本発明は人員を収容する空間を介して少なくと
も一対の検出手段を備えている。この検出手段として
は、例えば第１図に示した検出手段１のように、車両の
ボデー15とシート16との間の車室空間18に対し、ボデー
15とシート16に設けた電極17を含み得る。そして、所定
の周波数のクロックパルス信号（第４図（ｅ）の信号）
を出力すると共に、このクロックパルス信号を分周し分
周パルス信号（第４図（ｂ）の信号）を出力する発振手
段３と、この分周パルス信号を検出手段１の静電容量に
応じて遅延させて遅延パルス信号（第４図（ｃ）の信
号）を出力する遅延手段２と、この遅延手段２が出力し
た遅延パルス信号の立上りから立下りまで（例えば第４
図のt2からt4まで）及び立下りから立上りまで（例えば
第４図のt4からt6まで）を夫々１サイクルとし分周パル
ス信号を基準に検出手段１の静電容量に応じたデューテ
ィ比を有するデューティ比波形信号（第４図（ｄ）の信
号）に変換して出力すると共に、クロックパルス信号に
基づきデューティ比に相当するクロックパルス数を出力
するデューティ比変換手段４と、クロックパルス信号に
同期し分周パルス信号の立上り及び立下りに応じて基準
パルス信号（第４図（ｈ）の信号）を形成し、この基準
パルス信号とデューティ比波形信号の周期の一致または
不一致を比較して比較信号を出力する一致比較手段６
と、クロックパルス数を人員の有無を判別する基準値と
大小比較する大小比較手段７と、この大小比較手段７の
出力信号を入力し少くとも人員の有無を判定して判定結
果を出力すると共に、一致比較手段６の出力が不一致の
ときにエラー信号（第４図（ｉ）の信号）を出力する出
力手段８とを備えたものである。 ［作用］ 以上の構成になる本発明によれば、人員19の有無に応
じて検出手段１の静電容量が変化する。このとき、発振
手段３が出力した分周パルス信号は検出手段１の静電容
量の変化に応じて遅延され、遅延手段２からは遅延パル
ス信号が出力される。これらの両パルス信号は互いに同
期しており、二信号の一方が他方に対し遅延した関係に
ある。そして、この遅延パルス信号がデューティ比変換
手段４に入力され、遅延パルス信号の立上りから立下り
まで及び立下りから立上りまでを夫々１サイクルとし分
周パルス信号を基準に検出手段１の静電容量に応じたデ
ューティ比を有するデューティ比波形信号に変換される
と共に、発振手段３のクロックパルス信号に基づきデュ
ーティ比に相当するクロックパルス数が出力される。 そして、このデューティ比に相当するクロックパルス
数が大小比較手段７により人員の有無を判別する基準値
と大小比較され、出力手段８により大小比較手段７の出
力信号に基づき人員の有無が判定され、判定結果が出力
される。また、一致比較手段６において、発振手段３の
クロックパルス信号に同期し分周パルス信号の立上り及
び立下りに応じて基準パルス信号が形成され、この基準
パルス信号とデューティ比波形信号の周期の一致または
不一致が比較される。而して、例えばボデー15を介して
遅延パルス信号に非同期のノイズ信号が加わった場合に
は、分周パルス信号と遅延パルス信号は基本的に同期し
ており、従って基準パルス信号とデューティ比波形信号
も同期すべきところ、一致比較手段６の比較結果が、基
準パルス信号に対してデューティ比波形信号の周期が不
一致、即ち非同期となっておれば、遅延パルス信号にノ
イズ信号が含まれたことが容易に識別され、出力手段８
からエラー信号が出力される。 ［実施例］ 第２図は本発明の人員検出装置の一実施例を示すブロ
ック図で、検出手段１は第１図に示した車両のボデー15
とシート16に設けた電極17と、両者間の空間で形成され
るコンデンサCXから成り、このコンデンサCX及びこれに
接続された抵抗器R1,R2によって積分回路21が形成され
遅延手段２を構成する。 発振手段３は水晶振動子31,発振回路32及び分周回路3
3を含み、480kHzの水晶振動子31と例えばCMOSインバー
タの発振回路32によって形成される安定した発振周波数
の出力が例えば14段の分周機能を備えた分周回路33によ
り必要な周波数のパルス信号に分周される。この内、８
段の分周及び９段の分周出力、即ち1/28及び1/29分周の
パルス信号が夫々一致比較手段６及びデューティ比変換
手段４に出力されている。又、両者には発振回路32の出
力パルス信号がシステムクロックパルスとして供給され
ている。そして、11段の分周出力、即ち1/211分周のパ
ルス信号がリングカウンタ９に出力されている。 リングカウンタ９は本実施例の人員検出装置の制御手
段でありシーケンス発生回路を構成する。リングカウン
タ９は上記分周回路33の1/211分周パルス信号に応じて
以下のQ0乃至Q8の信号をシーケンシャルに出力するもの
である。 リングカウンタ９の出力信号Q0はオアゲート12を介し
てカウンタ42,44及び45のリセット端子RIに入力されて
いる。又、リングカウンタ９の出力信号Q1はカウンタ42
のカウントイネーブル端子EIに入力されており、出力信
号Q7はラッチ回路74のクロック端子CLKに入力されてい
る。更に、リングカウンタ９の出力信号Q5,Q6及びQ8は
出力手段８に入力されている。従って、リングカウンタ
９から出力信号Q0が出力されるとカウンタ42,44及び45
がリセットされる。又、リングカウンタ９から出力信号
Q1が出力されると、カウンタ42がカウントを開始する。
更にリングカウンタ９から出力信号Q7が出力されると、
ラッチ回路74にてカウンタ45のカウント結果がラッチさ
れる。尚、第２図中においてオアゲート12の出力信号を
RSTOとして示した。 リセット回路10は電源11が入ったとき、リングカウン
タ９及び分周回路33のほか各回路をリセットし（第２図
中RSTで示す）、或はオアゲート12を介して各カウンタ
をリセット（RSTO）して初期化を行なうものであり、入
力バッファ（図示せず）を備えている。 デューティ比変換手段４は一致回路41、４ビットのカ
ウンタ42、ノアゲート43、４ビットのカウンタ44及び８
ビットのカウンタ45で構成されている。一致回路41は排
他的論理和回路（EX−OR）の反転出力としたもので、一
致回路41によって遅延手段２の遅延時間がデューティ比
に変換される。即ち、分周回路33からの1/29分周パルス
信号が一致回路41の一方の入力端子に出力されると共
に、積分回路21に出力され、コンデンサCXの容量変化に
応じて遅延時間が変動する遅延パルス信号となり一致回
路41の他方の入力端子に入力し、デューティ比波形信号
の反転した信号（遅延部分がＬ（低）レベル）が出力さ
れる。 ノアゲート43はカウンタ42の出力信号（カウンタ42の
キャリー信号）及び一致回路41の出力信号を制御入力と
するゲート回路を構成している。即ち、ノアゲート43
は、発振回路32のクロックパルス（480kHz）を、カウン
タ42が1/29分周パルス信号を32パルスカウントする間、
一致回路41の出力信号のデューティ比に応じたパルス数
だけ通過させるものである。 ノアゲート43の出力信号はカウンタ44に入力される。
そして、ノアゲート43の出力信号のパルス数は、カウン
タ44,45によってカウントされる。カウンタ44,45によっ
てカウントされたパルス数は、大小比較手段７へ出力さ
れる。ここで、大小比較手段７に接続されているのはカ
ウンタ45のみであり、カウンタ44は大小比較手段７に接
続されていない。従って、ノアゲート43が出力した全パ
ルス数の1/32が大小比較手段７へ出力されることにな
る。即ち、大小比較手段７へは、ノアゲート43が出力し
た全出力パルス数の平均値が出力されることになる。こ
こで、カウンタ45がオーバーフローした場合には、オー
バーフロー信号OFL（カウンタ45のキャリー信号）が出
力手段８に送られるようになっている。出力手段８は、
カウンタ45からオーバーフロー信号OFLが入力されると
エラー信号ERRを発生するように構成されている。一致
回路41の出力信号は一致比較手段６を構成するパルス弁
別回路60にも出力される。 以下、第３図及び第４図に基きパルス弁別回路60及び
これに関連する回路を詳述する。 パルス弁別回路60は２段のＤフリップフロップ61,62
とノアゲート63とJKフリップフロップ64を備えている。
２段のＤフリップフロップ61,62の各々のクロック端子
Ｃには発振回路32のクロックパルス（480kHz）が入力し
両者の同期がとられている。 Ｄフリップフロップ61のＱ端子の出力信号はＤフリッ
プフロップ62のＤ端子に入力すると共にノアゲート63の
一方の端子に入力し、他方の端子にはＤフリップフロッ
プ62の端子の出力信号が入力する。ノアゲート63の出
力信号はJKフリップフロップ64のクロック端子Ｃにクロ
ックパルス入力として取り込まれる。これらのＤフリッ
プフロップ61,62、及びJKフリップフロップ64の各リセ
ット端子Ｒはリセット回路10に接続されている。JKフリ
ップフロップ64のＪ端子は一致回路41の反転出力端子に
接続され、Ｋ端子は接地されＬレベルとされている。 ２段のＴフリップフロップ33a,33bは分周回路33の一
部を構成するもので、Ｔフリップフロップ33aが1/28分
周パルス信号をＱ端子から出力し、Ｔフリップフロップ
33aの端子がＴフリップフロップ33bのＴ端子に接続さ
れＴフリップフロップ33bのＱ端子から1/29分周パルス
信号を積分回路21に出力するものである。尚、各リセッ
ト端子Ｒはリセット回路10と接続され、Ｔフリップフロ
ップ33aのＱ端子がＤフリップフロップ61のＤ端子に接
続されている。 上記第３図の回路の作動を、第４図に示した各部の信
号の波形図を参照して説明する。第４図の（ａ）乃至
（ｉ）は第３図の回路中の乃至の各点の波形を示
す。 先ず、電源11がオンされるとリセット回路10のリセッ
ト信号によりＴフリップフロップ33a,33b、Ｄフリップ
フロップ61,62及びJKフリップフロップ64の全てがリセ
ットされ初期状態となり、何れのＱ端子もＬレベルにあ
る。 分周回路33にて1/27分周パルス信号（約4kHz）がＴフ
リップフロップ33aのＴ端子に入力すると同パルス信号
の立上りで反転し1/2分周されてＱ端子から第４図
（ａ）の信号（約2kHz）が出力しＤフリップフロップ61
のＤ端子に送られる。端子からは反転した出力信号が
出力されたＴフリップフロップ33bのＴ端子に入力し、
同出力信号の立上りで反転し更に1/2分周されてＱ端子
から（ｂ）の信号（約1kHz）が出力し、これが積分回路
21を経て遅延部分が形成された（ｃ）の信号となる。こ
の（ｃ）の信号はＴフリップフロップ33bの出力信号
（ｂ）と共に一致回路41に入力し、（ｃ）の信号の立上
りから立下りまで（例えばt2からt4まで）及び立下りか
ら立上りまで（例えばt4からt6まで）を夫々１サイクル
とするデューティ比波形信号（ｄ）（実際には後述する
カウンタ44でカウントされるデューティ比波形信号の反
転信号）に変換される。即ち、一致回路41は前述のよう
に排他的論理和回路（EX−OR）の出力を反転させて、両
入力が一致したときの一致出力をアクティブＨで出力す
る一致回路を構成したものである。従って、（ｃ）の信
号の立上り立下り部でスレショルドレベルに到達してい
ない部分（遅延部分）がＬレベルとなる（ｄ）の信号が
出力されることとなり、第４図中のＴ時間がコンデンサ
CXの値により変動する。即ち、このＴ時間は計測すれば
コンデンサCXの変動が検出できることになる。デューテ
ィ比波形信号（ｄ）はノアゲート43を制御し、カウンタ
44にデューティ比に対応するクロックパルス数をカウン
トさせる。 一方、パルス弁別回路60においては、常時、発振回路
32のクロックパルス（ｅ）が入力されており、これに２
段のＤフリップフロップ61,62が同期している。即ち、
Ｄフリップフロップ61のＤ端子に入力した（ａ）の信号
はクロックパルス（ｅ）の立上りでそのままＱ端子から
出力し（ｆ）の信号となりノアゲート63に送られる。同
時に信号（ｆ）は、Ｄフリップフロップ62のＤ端子に入
力され、（ｆ）の信号がクロックパルス（ｅ）の立上り
毎にそのままＱ端子から出力され、端子からはその反
転した信号（ｇ）が出力されノアゲート63に送られるこ
とになる。従って、（ｇ）の信号は（ｆ）の信号に比し
反転し、且つ（ｅ）のクロックパルス１周期分遅れたパ
ルス信号となっている。そして、これら（ｆ）の信号と
（ｇ）の信号がノアゲート63に入力することにより
（ｅ）のクロックパルス１周期分の信号（ｈ）が出力さ
れることとなる。この（ｈ）の信号が本発明に言う基準
パルス信号に相当し、JKフリップフロップ64のクロック
端子Ｃに入力しクロックパルスとして機能する。 一方、JKフリップフロップ64はＫ端子がＬレベルに保
持されているためＪ端子がＨレベルのときＱ端子からは
Ｈレベルの信号が出力されることになり、Ｒ端子にリセ
ット信号が入力されると反転した信号が出力される。従
って、（ｈ）の信号がJKフリップフロップ64のクロック
端子Ｃに入力されるとき、入力信号たる（ｄ）は通常は
第４図中t7迄のように（ｄ）の信号はＬレベルとなって
いる。従って、JKフリップフロップ64のＱ端子の出力信
号（ｉ）はＬレベルとなる。 然し、検出手段１等にノイズが混入すると、例えばt7
乃至t8の状態のように（ｂ）の信号と（ｃ）の信号が同
期しなくなり、t8時に（ｈ）の信号がＨレベルとなった
とき（ｄ）の信号がＨレベルのままとなる。従って検出
手段１等にノイズが混入すると、JKフリップフロップ64
の出力信号（ｉ）がＨレベルに転ずる。而して、このＨ
レベルの出力信号（ｉ）がエラー信号として出力手段８
に送られると、出力端子OUTの出力は変化することなく
従前の出力状態が維持される。 第２図において、大小比較手段７は比較回路71,72,7
3、ラッチ回路74及び加減算回路75で構成されており各
回路は論理回路素子、フリップフロップ等の組合せによ
り形成される。比較回路71及び72にはカウンタ45の出力
信号が入力され、夫々基準Ａ及び基準Ｂの各々の設定デ
ータと比較される。比較回路71は、カウンタ45の出力デ
ータが基準Ａの設定データ以上となるＬレベルの信号を
端子PGAから出力する。又、比較回路72は、カウンタ45
の出力データが基準Ｂの設定データを下回ると端子PLB
からＬレベルの信号を出力する。比較回路71,72の出力
は、夫々出力手段８へ出力され、出力手段８にて、夫
々、「人員有」、「人員無」と判定される。この場合に
おいて、カウンタ45の出力データが基準Ａ、或は基準Ｂ
と等しい場合には「人員有」、「人員無」の何れに判定
してもよく、大小比較手段７はこのような等しい場合の
処理を排除するものではない。 この基準Ａ及び基準Ｂは前者が「人員無」から「人員
有」と判定されるときの基準値で、後者が「人員有」か
ら「人員無」と判定されるときの基準値であって、これ
らは第５図に示したように実験的に求められる。尚、第
５図において、Ｐはカウンタ45の出力を示し、Ｐは加減
算回路75の出力を示している。又、第５図においてはＰ
とＲの区別を明確にするために、Ｐを連続値で示した。
然しながら、実際には、Ｐはカウンタ45によって量子化
された値であるので、Ｒと同様に段階状の変化を示す。 基準Ａ及び基準Ｂは前述の検出手段１における電極17
の取付場所等によりコンデンサCXの値が異なるため実験
的に種々の基準値を定め、これを基準Ａ、基準Ｂとして
スイッチ等により８ビットで比較回路71,72に設定す
る。尚、基準Ａと基準Ｂは夫々別々に設定される。この
基準値を設定する場合のファクターとしては、検出対象
が人員全体か体の一部か、近接感知とするか接触感知と
するか、ノイズが多いか少ないか等々がある。例えば、
人員検出装置をパワーウインドの挟み込み防止装置に適
用する場合には近接感知とするため第５図において基準
A,Bを下方に移動させ感度を鋭くし、自動ドアロック装
置のようにむしろ接触感知とした方がよい場合には基準
A,Bを上方に移動させて感度を鈍くするというように設
定される。又、ノイズ対策として基準ＡとＢの間隔を広
げヒステリシスを大きく設定することとしてもよい。 一方、加減算回路75にて１サイクル前の検出データと
基準Ｃのデータが加減算され、この演算結果Ｒとカウン
タ45のカウンタ出力Ｐが比較回路73によって比較され
る。そして、カウンタ出力Ｐが、基準Ｃの値よりも大と
なるような変化を示した場合には、カウンタ出力Ｐに何
等かのノイズが取り込まれていると考えられる（第５図
参照）。 そこで、第２図に示すようにカウンタ45をラッチ回路
74と接続し、カウンタ45の出力データがリングカウンタ
９のQ7の出力に応じてラッチされるようにしている。従
って、次のサイクルでは、加減算回路75においてラッチ
回路74にラッチされたデータに対して基準Ｃにより設定
されたデータが加減算され、その演算結果Ｒとカウンタ
出力Ｐとが比較回路73にて比較される。そして、比較回
路73からは両者の大小に応じてＲ＝Ｐのときは端子REP
から、Ｒ＜Ｐのときは端子RLPから、そして、Ｒ＞Ｐの
ときは端子RGPからＨレベルの信号が夫々出力される。 尚、加減算回路75は加減算端子ASIに入力される加減
算信号ADD/SUBに応じてラッチ回路74のデータと基準Ｃ
とを加算又は減算する回路である。より具体的には、出
力手段８が「人員有」を検出している時にはラッチ回路
74のデータから基準Ｃを減算し、出力手段８が「人員
無」を検出している場合にはラッチ回路74のデータに基
準Ｃを加算する。 而して、出力手段８において、演算結果Ｒとカウンタ
出力Ｐとの差の絶対値が基準Ｃより小さければ基準A,B
との比較結果は有効とされ、基準Ｃより大であるときは
ノイズと判断され、出力手段８の出力状態が変更されな
いよう処理される。尚、基準Ｃのデータは４ビットでス
イッチ等により設定されている。又、端子CRYからは演
算結果がオーバーフローした場合にオーバーフロー信号
（キャリー信号）が出力される。 出力手段８は、第６図にその詳細回路を示したよう
に、判定回路82、出力ゲート回路83及び出力タイミング
回路84を備える判定出力回路80とエラー判定回路81で構
成されている。 判定回路82は比較回路73の端子REP,RLP及びRGPと比較
回路71及び72の端子PGA及びPLBに接続され、アンドゲー
ト821,822及びノアゲート823,824,825で構成されてい
る。 出力ゲート回路83のJKフリップフロップ831のＱ端子
と比較回路73の端子RLPがアンドゲート821の入力端子に
接続され、端子と端子RGPがアンドゲート822の入力端
子に接続されている。これらアンドゲート821,822の出
力端子と比較回路73の端子REPがノアゲート823の入力端
子に接続され、その反転出力端子がノアゲート824,825
の出力端子に接続されている。 又、比較回路71の端子PGAがノアゲート824の入力端子
に接続され、比較回路72の端子PLBがノアゲート825の入
力端子に接続されている。そして、ノアゲート824の反
転出力端子がJKフリップフロップ831のＪ端子に、ノア
ゲート825の反転出力端子がJKフリップフロップのＫ端
子に接続されている。 出力ゲート回路83はJKフリップフロップ831を備えて
いる。JKフリップフロップ831は、Ｊ端子がノアゲート8
24、Ｋ端子がノアゲート825の反転出力端子に夫々接続
されている。又、リセット端子Ｒはリセット回路10に接
続されており、セット端子Ｓは接地されている。そし
て、Ｑ端子はバッファアンプ833を介し出力端子OUTに、
端子はインバータ832を介して加減算回路75の加減算
端子ASIに接続されている。 出力タイミング回路84はJKフリップフロップ831に対
してクロック入力を与える回路で、RSフリップフロップ
841、ナンドゲート842、及びノアゲート843を備えてい
る。RSフリップフロップ841とナンドゲート842は第１ゲ
ート回路を構成し、電源11が投入された後リングカウン
タ９の第１周期が経過するまで（即ち、Q8が入力される
まで）、JKフリップフロップ831のクロック入力を遮断
する。又、ノアゲート843は第２ゲート回路を構成し、
パルス弁別回路60の端子ILGにエラー出力が発生してい
る場合、又は、エラー判定回路81がエラーを検出してい
る場合（詳しくは後述する）にJKフリップフロップ831
のクロック入力を遮断する。即ち、出力タイミング回路
84は、電源11が投入された後リングカウンタ９の第１
周期が経過するまでの間（この期間にはラッチ回路74に
カウンタ45の出力がラッチされていないので、判定回路
82が正しい判定を行えない）、パルス弁別回路60の端
子ILGにエラー出力が発生している場合、及び、エラ
ー判定回路81がエラーを検出している場合には、JKフリ
ップフロップ31のクロック入力を遮断し、JKフリップフ
ロップ831の出力端子の状態を従前の状態に維持する。
尚、RSフリップフロップ841のリセット端子Ｒはリセッ
ト回路10に接続されている。 JKフリップフロップ831には、判定回路82の判定出力
が入力されている。JKフリップフロップ831は判定回路8
2の判定出力を、出力タイミング回路84を介して入力さ
れた信号Q6のタイミングでラッチし、出力端子OUTに判
定出力を供給する。 エラー判定回路81はJKフリップフロップ831のＱ端子
出力と加減算回路75の端子CRYのキャリー出力を入力と
する排他的論理和回路811を有し加減算回路75のキャリ
ー出力とJKフリップフロップ831のＱ端子出力が不一致
のときＨレベルを出力する。 Ｄフリップフロップ812は、カウンタ45の端子OFLから
セット端子Ｓにオーバーフロー出力があるとセットさ
れ、且つ排他的論理和回路811のＨレベル出力があるとQ
5出力のクロック端子CLKへの入力タイミングにより、エ
ラー信号ERRを出力する。このときＤフリップフロップ8
12のＱ端子からノアゲート843にＨレベル信号が出力さ
れるので、JKフリップフロップ831のクロック入力がカ
ットされ出力端子OUTの出力が従前の状態に維持され
る。尚、Ｄフリップフロップ812のリセット端子Ｒはリ
セット回路10に接続されている。 以下、出力手段８の作動を第２図、第５図及び第６図
を参照して説明する。 先ず、第５図に示す「人員無」から「人員有」の状態
となって、検出出力「人員有」が出力される場合を説明
する。第６図において、「人員無」の状態においては、
JKフリップフロップ831のＱ端子出力がＬレベルで、
端子出力がＨレベルであるので加減算端子ASIへの加減
算信号ADD/SUBはＬレベルの加算信号となっている。従
って、加減算回路75は加算回路として動作し、ラッチ回
路74でラッチされたデータに基準Ｃが加算され、その演
算結果Ｒが比較回路73にてカウンタ45のカウンタ出力Ｐ
と比較される。演算結果Ｒがカウンタ出力Ｐより大であ
れば（Ｒ＞Ｐ）比較回路73の端子RGPからＨレベルが出
力される。このとき、JKフリップフロップ831の端子
出力がＨレベルであることから、アンドゲート822の出
力がＨレベルとなる。従って、ノアゲート823の反転出
力端子の出力はＬレベルとなる。尚、演算結果Ｒとカウ
ンタ出力Ｐが等しい場合には（Ｒ＝Ｐ）、比較回路73の
端子REPからＨレベルが出力され、演算結果Ｒがカウン
タ出力Ｐより大である場合と同様に作動する。 この状態で、比較回路71の端子PGAのＬレベル出力
（カウンタ出力Ｐが第５図の基準Ａを越えた場合の出
力）があると、ノアゲート824の反転出力端子がＨレベ
ルとなりJKフリップフロップ831のＪ端子に入力され
る。一方、ノアゲート825は端子PLBの出力がＨレベルに
あるためＫ端子に対してＬレベル出力となっている。従
って、クロック端子CLKへの出力タイミング回路84から
の入力信号に応じてＱ端子からＨレベル信号が出力さ
れ、「人員有」を示す検出出力が出力端子OUTから出力
される。 上記の状態で加算処理の演算結果Ｒがカウンタ出力Ｐ
より大であると、カウンタ出力Ｐが基準Ｃの設定値を越
えた変動をしていることになる。この場合には、端子RG
PからＨレベル信号が、又、端子RLPからＬレベル信号が
出力されることになるのでアンドゲート821,822は何れ
もＬレベル出力となる。又、端子REPもＬレベルである
ので、ノアゲート823はＨレベル出力となり、JKフリッ
プフロップ831のＪ端子,K端子共にＬレベル入力とな
る。従って、クロック端子CLKの入力があってもJKフリ
ップフロップ831は従前の出力状態に維持される。 以上のように、カウンタ出力Ｐが基準Ｃを越える変化
をした場合にはノイズとして処理され、出力状態に変更
が生じないようにされる。 次に、第５図に示す「人員有」から「人員無」の状態
となる場合について説明する。「人員有」のときはJKフ
リップフロップ831のＱ端子のＨレベル出力がアンドゲ
ート821に入力されている。又、加減算端子ASIへの出力
もＨレベルであるため加減算回路75においてラッチ回路
74でラッチされたデータから基準Ｃのデータが減算され
る。これにより、演算結果Ｒがカウンタ出力Ｐを下回り
（Ｒ＜Ｐ）、端子RLPからＨレベル信号が出力される。 従って、アンドゲート821がＨレベル出力となり、ノ
アゲート823がＬレベル出力となる。そして比較回路72
の端子PLBのＬレベル出力があると、ノアゲート825がＨ
レベル出力となり、JKフリップフロップ831のＫ端子に
入力される。一方、端子PGAからの入力がＨレベルであ
るためノアゲート824がＬレベルとなり、JKフリップフ
ロップ831のＪ端子はＬレベル入力となる。而して、出
力タイミング回路84の出力信号がJKフリップフロップ83
1のクロック端子CLKに入力されることによりＱ端子出力
がＬレベルとなり、「人員無」を示す検出出力が出力端
子OUTから出力される。 上記の状態で減算処理の演算結果Ｒがカウンタ出力Ｐ
より小であると、カウンタ出力Ｐが基準Ｃを越えた変動
をしたことになる。この場合には、端子RLPからＨレベ
ル信号が、又、端子RGPからＬレベル信号が出力される
ため、アンドゲート821,822の出力がＬレベルとなり、
端子REPもＬレベルであるので、ノアゲート823はＨレベ
ル出力となる。従って、JKフリップフロップ831のＪ端
子,K端子の入力は何れもＬレベルとなる。このため、JK
フリップフロップ831はクロック端子CLKの入力があって
も従前の出力状態に維持される。 以上の構成になる実施例の作動を説明すると、第２図
において、各回路はリングカウンタ９によりシーケンシ
ャルに作動制御される。 先ず、電源11が投入されるとリセット回路10が作動し
リングカウンタ９、分周回路33、カウンタ42,44,45、パ
ルス弁別回路60、比較回路71,72,73、ラッチ回路74、及
び加減算回路75がリセットされ初期化される。そして、
リングカウンタ９が作動し、第１ステップでカウンタ4
2,44,45をリセットし、第２ステップでカウンタ42を起
動し32パルスのカウントを開始しノアゲート43のゲート
を開く。この間、1/29分周パルス信号が積分回路21及び
一致回路41に送られ、一致回路41にてコンデンサCXの値
に応じた遅延パルス信号との一致がとられデューティ比
波形信号に変換され、ノアゲート43に出力されると共に
パルス弁別回路60に送られる。ノアゲート43には発振回
路32の出力クロックパルス（480kHz）が入力しており、
前述のカウンタ42によりゲートが開かれている間、前記
デューティ比波形信号の反転信号のＨレベルに同期する
クロックパルスがカウンタ44に出力される。即ち、コン
デンサCXの値に応じて変動するデューティ比に対応する
クロックパルス数がカウンタ44,45で計測される。 一方、一致回路41の出力信号はパルス弁別回路60にも
送られ、前述の第３図の作動説明で詳述したように、積
分回路21の出力信号にノイズが含まれているとパルス弁
別回路60の端子ILGからＨレベルの信号が出力手段８に
出力される。 カウンタ45の出力データは比較回路71,72に送られ、
基準Ａ及びＢの設定データと大小比較され、夫々大又は
小を表す信号が端子PGA又は端子PLBから出力手段８に出
力される。又、比較回路73及びラッチ回路74にも前記出
力データが送られるが、この時点ではラッチ回路74はリ
セットされた初期状態のままであり、リンガカウンタ９
の第７ステップで初めてデータが取り込まれることとな
る。即ち、第１サイクルでは比較回路73からは正しい比
較結果が出力されない。このため、第１サイクルの第８
ステップでは出力ゲートがオフされている。尚、第２サ
イクル以降ではカウンタ45の出力データの前回サイクル
分がラッチ回路74にラッチされており、加減算回路75に
てこの値に基準Ｃのデータが加減算されカウンタ45の出
力データとの比較結果が出力手段８に出力される。 リングカウンタ９の第２ステップ乃至第４ステップに
おいては上述のカウンタ42が32パルスカウンタ中であり
この間上述の作動が行なわれている。第５ステップに
て、カウンタ45のオーバーフローと判定されたときには
端子ERRからエラーを示す信号が出力され次の第６ステ
ップの作動は行なわれず、次のサイクルに進む。 そして、第６ステップでは、Q6出力により第２サイク
ル以降では前述のように比較回路71,72及び73の出力が
判定される。即ち、演算結果Ｒとカウンタ出力Ｐとの差
が基準Ｃの範囲内であることを条件に、基準Ａより大を
表す信号を入力すると「人員有」と判定され、基準Ｂよ
り小を表す信号を入力すると「人員無」と判定される。 尚、出力手段８にパルス弁別回路60の端子ILGからＨ
レベルのエラー信号が出力されると出力端子OUTの出力
は従前の状態に維持される。 そして、第７ステップではカウンタ45の出力データを
ラッチ回路74にラッチし次回のサイクルでの演算に備
え、第８ステップは第１サイクル時は前述のように出力
ゲートをオフとし第２サイクル以降はオンとしている。 以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、例えばマイクロコンピュー
タを用いることとしてもよい。また、本発明は車輛だけ
でなく、例えば劇場等の人員の計数等にも応用し得るこ
とは言うまでもない。 ［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、所定の周波数のクロッ
クパルス信号を出力すると共に、このクロックパルス信
号を分周して分周パルス信号を出力し、この分周パルス
信号を検出手段の静電容量に応じて遅延させて遅延パル
ス信号を出力し、この遅延パルス信号の立上りから立下
りまで及び立下りから立下りまでを夫々１サイクルとし
分周パルス信号を基準に検出手段の静電容量に応じたデ
ューティ比を有するデューティ比波形信号に変換して出
力すると共に、クロックパルス信号に基づきデューティ
比に相当するクロックパルス数を出力し、このクロック
パルス数を人員の有無を判別する基準値と大小比較する
と共に、デューティ比波形信号と基準パルス信号の周期
の一致または不一致を比較することとしているので、デ
ューティ比波形信号と基準パルス信号を比較するに当り
同期している上記両パルス信号に対し非同期となるノイ
ズ信号は容易に識別出来、従ってこのようなノイズ信号
を弁別した上で比較することが出来、人員の有無を正確
に検出出来るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の構成を示す機能ブロック図、
第２図は本発明の人員検出装置の一実施例を示すブロッ
ク図、 第３図は同、パルス弁別回路を含む部分回路図、 第４図は第３図の回路の動作を説明するための各部の信
号波形図、 第５図は本発明の一実施例における比較手段の動作を説
明するための特性図、 第６図は本発明の一実施例の出力手段の回路図、 第７図は従来の人員検出装置のブロック図である。 １……検出手段,2……遅延手段， ３……発振手段,4……デューティ比変換手段， ５……比較手段,6……一致比較手段， ７……大小比較手段,8……出力手段， ９……リングカウンタ,10……リセット回路， 11……電源,12……OR回路， 15……ボデー,16……シート， 17……電極,18……車室空間， 19……人員,21……積分回路， 31……水晶振動子,32……発振回路， 33……分周回路,41……一致回路， 42……カウンタ,43……ノアゲート， 44……カウンタ,45……カウンタ， 60……パルス弁別回路， 61……Ｄフリップフロップ， 62……Ｄフリップフロップ， 63……ノアゲート， 64……JKフリップフロップ， 71……比較回路,72……比較回路， 73……比較回路,74……ラッチ回路， 75……加減算回路,80……判定出力回路， 81……エラー判定回路,82……判定回路， 83……出力ゲート回路,84……出力タイミング回路
ク図、 第３図は同、パルス弁別回路を含む部分回路図、 第４図は第３図の回路の動作を説明するための各部の信
号波形図、 第５図は本発明の一実施例における比較手段の動作を説
明するための特性図、 第６図は本発明の一実施例の出力手段の回路図、 第７図は従来の人員検出装置のブロック図である。 １……検出手段,2……遅延手段， ３……発振手段,4……デューティ比変換手段， ５……比較手段,6……一致比較手段， ７……大小比較手段,8……出力手段， ９……リングカウンタ,10……リセット回路， 11……電源,12……OR回路， 15……ボデー,16……シート， 17……電極,18……車室空間， 19……人員,21……積分回路， 31……水晶振動子,32……発振回路， 33……分周回路,41……一致回路， 42……カウンタ,43……ノアゲート， 44……カウンタ,45……カウンタ， 60……パルス弁別回路， 61……Ｄフリップフロップ， 62……Ｄフリップフロップ， 63……ノアゲート， 64……JKフリップフロップ， 71……比較回路,72……比較回路， 73……比較回路,74……ラッチ回路， 75……加減算回路,80……判定出力回路， 81……エラー判定回路,82……判定回路， 83……出力ゲート回路,84……出力タイミング回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 白井 隆生
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(56)参考文献 特開 昭57−149911（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−36566（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．人員を収容する空間を介して配設された少なくとも
一対の電極を有する検出手段を備えた人員検出装置にお
いて、所定の周波数のクロックパルス信号を出力すると
共に、該クロックパルス信号を分周し分周パルス信号を
出力する発振手段と、前記分周パルス信号を前記検出手
段の静電容量に応じて遅延させて遅延パルス信号を出力
する遅延手段と、該遅延手段が出力した遅延パルス信号
の立上りから立下りまで及び立下りから立上りまでを夫
々１サイクルとし前記分周パルス信号を基準に前記検出
手段の静電容量に応じたデューティ比を有するデューテ
ィ比波形信号に変換して出力すると共に、前記クロック
パルス信号に基づき前記デューティ比に相当するクロッ
クパルス数を出力するデューティ比変換手段と、前記ク
ロックパルス信号に同期し前記分周パルス信号の立ち上
り及び立下りに応じて基準パルス信号を形成し、該基準
パルス信号と前記デューティ比波形信号の周期の一致ま
たは不一致を比較して比較信号を出力する一致比較手段
と、前記クロックパルス数を人員の有無を判別する基準
値と大小比較する大小比較手段と、該大小比較手段の出
力信号を入力し少くとも人員の有無を判定して判定結果
を出力すると共に、前記一致比較手段の出力が不一致の
ときにエラー信号を出力する出力手段とを備えたことを
特徴とする人員検出装置。 ２．前記デューティ比変換手段が、前記発振手段の分周
パルス信号と前記遅延手段の遅延パルス信号とを入力信
号とする一致回路と、該一致回路に接続したカウンタと
から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
人員検出装置。 ３．前記一致回路を排他的論理和回路素子で構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の人員検出装
置。 ４．前記カウンタが所定の制御サイクルに従って計測作
動するものであって、制御サイクル毎に所定期間ゲート
を開放するゲート回路を備えたことを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の人員検出装置。
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Applications Claiming Priority (1)
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