JP6301343B2 - 物および／または人間の存在を検知するための静電容量式センサ - Google Patents

Description

本発明は、物および／または人間の存在の検知の分野に位置づけられるものである。

本発明の目的の一つは、物および／または人間の存在の有無を検知することができる単数または複数の静電容量式センサを用いて床を編成する（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅｒ）ことである。

本発明の主題は、こうして、単数または複数の静電容量式センサを用いて床が編成されている部屋の中での高齢者の転倒を検知するために有利な用途を見出す。本発明は、したがって、例えば老人ホームのような、高齢者専用の医療施設または非医療施設のためにとりわけ興味深いものである。

当然、他の有利な用途が、本発明の範囲内でとりわけ（例えば博物館、個人宅、公共建物等における）セキュリティの分野においてあるいはまた自動車の分野において検討されることができる。

衛生環境および健康状況は、ほとんどの国で改善されるものであり、このことは結果としてとりわけ平均余命の増加をもたらす。

このように、ヨーロッパでは、国民の平均年齢は通常は上昇する。２０６０年度の見通し予測は、６５歳以上の人のパーセンテージが、現在かろうじて２０％であるのに対し、全人口の５０％以上に達するであろうことを示している。

この国民の総高齢化は、出来る限り長期でしかも最小限の扶助を伴う自立を高齢者に保証するための解決案を見出すことを、医療従事者に促すものである。

この総高齢化によって提起される諸問題の中で、焦点のうちの一つは、高齢者の転倒を検知するためのシステムを設置することである。

というのも、毎年、転倒の検知が遅れたために入院となってしまう転倒があまりに数多く調査報告されている。通常、人の健康は、転倒後の処置が遅すぎると損なわれる。

従来技術において、転倒検知システムは存在する。

これらのシステムの中から、以下のものが見い出される：
−例えば「転倒対策」パッチのような常時身につけていなければならないもの、あるいはまた、
−例えば画像処理を伴う遠隔監視システムのような侵入的なもの。

しかしながら、上記の不都合を免れる他の検知用システムが存在する。

このために、国際公開第２００６／１３００８１号は、ベッドから起き上がった人を検知する方法を提案している。この文書において提案される方法は、高齢者および／または障害者にとりわけ適合している。

より正確には、ポリウレタンフォームの中に入れられる圧力センサは、圧力センサに圧力がかかるとアラームを起動させる監視システムに接続されている。

しかしながら、圧力センサを利用するこの方法は、転倒検知には適合しない。というのも、そのような方法では、歩いている人を転倒した人と区別することが不可能である。

一方、国際公開第２００９／０５０２８５号は、センサから成るシステムによって編成されるフロアマットを提案している。このシステムは、人または物の存在を区別せずに検知するために、中間層の変形と関連した静電容量を利用する。

しかしながら、このマットの中に入れられるセンサは、人または物の存在に結びついた電荷の移動を特に検知することには適合していない。

興味深いにも拘らず、上記のさまざまな解決案は、人の転倒の繊細な検知を可能にするものではない。別の面では、上記に提案される解決案の設置は、実施するには非常に費用がかかり、困難で且つ面倒である。

選択的に、静電容量式センサを部屋の床に組み入れることにより、物理量の変化を測定することによって表面にいる人の存在を非侵入的に検知することが可能となる。

すなわち、床にいる人は、誘電率の局所的変化または新しい電極の存在と同じものとみなせる。この状況において、静電容量式センサは、人の検知に特に適合したセンサである。すなわち、静電容量式センサは、コンデンサのように機能するものであり、また該センサの静電容量は、物または人間が近づくと変化する。この静電容量の変化により、センサのすぐ近くの物または人間の存在の有無を決定することが可能になる。

仏国特許発明第２９５６１３７号明細書は、そのような静電容量式センサを利用するものであり、また存在検知用に編成される床を提案している。この文書において床は以下を含む：
−電気絶縁材料で作られ、またスラブの上に置かれる下層、
−下層の上に置かれる静電容量式センサ、および
−下層の上に置かれるカバーであって、このカバーは絶縁でありまたセンサをすっかり覆うものである。

この文書において、静電容量式センサを用いた効果的な検知を可能にするために、電気絶縁材料で構成される下層を配置することが必要不可欠であることが示されている。

そのような電気絶縁下層を用いた仏国特発明第２９５６１３７号明細書にしたがって編成される床の設置は、複雑でまた費用がかかる。

したがって、従来技術の文書のうちのいずれも、床上の物および／または人間の存在の有無を検知することを可能にする、効果的で、設置が単純で、満足のいく解決案を提案していないことは明らかである。

本発明の目的のうちの一つは、上に言及された不都合を解決することによって、先に記述された現状を改善することである。

このために、本発明の主題は、物および／または人間の存在を検知するための静電容量式センサに関する。

本発明の根底にある概念は、静電容量式センサの幾何学的構造を適合させることである。より正確には、本発明は、存在を検知しなければならない物および／または人間の物理的性質またとりわけ誘電特性に最もよく適合するために、センサを構成する電極の特殊な配置を準備する。

こうして、本発明によると、静電容量式センサは、少なくとも三つの細長い電極を有し、該少なくとも三つの細長い電極は、ほぼ同じ平面において広がり、また定められた離間距離でそれらの長さの全部かもしくは一部にわたって互いに離れているものである。

この離間距離は、ほぼ一定である。

好ましくは、この離間距離は、およそ数ミリである。

このような形状を用いると、人または物の存在を正確に検知するために、電気絶縁下層を置く必要はない。

本発明によると、電極は、互いに独立して分極する。このことは、独立した測定値を得ることを可能にし、このことにより、電極によって異なる情報を収集することが可能になる。

他の電極と無関係に分極するそれぞれの電極が異なる感度を有することにより、物および／または人の存在を的確に検知するために、センサの感度を電子的に適合させることが可能になる。

中心電極を囲む少なくとも二つの周囲電極を有する意義は、中心電極が分極されまた中心電極を囲む周囲電極が接地されるときに、発生する電場の範囲を制限することである。

分極用電極の両側の接地電極の存在は、電場の範囲を、おおよそ電極が広がる平面の二つの軸にしたがった電極間距離に制限することを可能にする。

こうして、電極のうちの単数または複数が分極するときに、中心電極の信号を測定することにある測定段階は、環境の変化についての情報を与える。

それに対して、その他の電極の信号を測定することにある測定段階は、センサのすぐ近くの物および／または人についての情報を与える。

さまざまな測定段階を組み合わせることによって、それゆえにさまざまな情報を区別すること、またこうして状況の的確な予測を立てることが可能である。

本発明の有利な実施変形例において、静電容量式センサは、定められた曲率半径を呈する中心電極と、中心電極の両側に位置決めされる少なくとも二つの周囲電極とを含む、少なくとも三つの電極を有する。

この変形例において、互いに隣接した各電極の軸の間の軸間距離は、この曲率半径のおよそ３倍から６倍の間にほぼ含まれるが、これは好ましくは曲率半径がおよそ０．０５ミリから１ミリの間に含まれるときである。

中心電極の曲率半径と軸間距離とのこの比率は、本発明の有利な特徴のうちの一つである。この比率は、物および／または人間がセンサのすぐ近くであるときのそれらの存在の有無の非常に繊細な検知を行うことを可能にする。

上で触れられているように、中心電極の曲率半径は、好ましくはおよそ０．０５ミリから１ミリの間にほぼ含まれる。

中心電極がおよそ０．０５ミリから１ミリの間にほぼ含まれる曲率半径を有するとき、また３から６の間に含まれる軸間距離と曲率半径との比率を尊重しながらセンサの電極が互いに位置決めされるとき、センサの作動および性能への特筆すべき影響はないことが出願人によって観察された。

これらの比率およびこれらの距離は、上に明記されたさまざまな問題を少なくとも部分的に解決することを可能にする満足のいく性能を提供する。

本発明によると、中心電極は、楕円形（押しつぶされた円形）の横断面を呈する。この楕円形は、したがってとりわけその曲率半径によって定義される。当業者であれば、ここで、中心電極が円盤（円形）を形成する横断面を呈するとき、曲率半径は半径と同じものとみなせることを理解するであろう。

有利には、本発明による静電容量式センサの三つの電極のうち少なくとも一つの電極は、モノフィラメントである（すなわちただ一本の導線で形成される）。

有利には、本発明による静電容量式センサの三つの電極は、例えばケーブルのような保護被覆の中に組み込まれて、こうして電極の広がりを形成する。このことは、電極の電極間での位置の保持に有利に働くこと、またこうして電極間でほぼ一定の離間距離を保持することを可能にする。

有利な実施変形例によると、静電容量式センサは、少なくとも四つの電極を有する。言い換えれば、電極が一つ追加されたということである。

本発明によると、この四つ目の電極もまた他の電極とは無関係に分極する。

好ましくは、この追加される電極は、モノフィラメントである。

そのような電極を追加する利点は、センサの左右対称を崩すことである。このことにより、独立した測定値の数が増加し、またこうして検知の精度が改善される。すなわち、独立した測定値が多ければ多いほど、測定状況の識別の予測はより複雑でなくなる。

この変形例において、偏心電極と呼ばれるこの電極は、他の電極のそれぞれから、離間距離の少なくとも１０倍にほぼ等しい隔たり距離で離れている。

他の電極に対して偏心している少なくとも一つの電極の追加によるこの非対称の幾何学的構造の利点は、独立した情報として測定段階を利用することを可能にするさまざまな範囲を得ることである。

非限定例として、短範囲の測定段階（すなわち任意の電極のうちの一つを分極し、またマルチフィラメント部分の中心電極の信号を測定することにある段階）は、推奨的には、例えば周囲の温度および湿度の変化に結びついた環境の変動を追跡することを可能にする。

中範囲の測定段階（すなわち測定用電極が偏心電極の横の電極である段階）は、アース接続の影響を制限することを可能にする。

最後に、広範囲の測定段階（すなわち測定用電極が二つの周囲電極のうちの一つである段階）は、アース接続を評価する、つまり検知される物または人の大きさを予測することを可能にする。

有利には、本発明による静電容量式センサは、例えば物および／または人間が静電容量式センサのすぐ近くに存在するときに各電極が発する単数または複数の電気信号を収集および処理するように構成される、処理用電子機器ボックスを有する。

好ましくは、処理用電子機器ボックスは、そのうえ、各電極が発する電気信号に応じて、静電容量式センサのすぐ近くの物および／または人間の存在の有無を決定するように設定される。

好ましくは、この決定は、例えば人の転倒、家庭内動物の通過等のさまざまな考えられるパターンに関する情報を有するあらかじめ設定される実験に基づくデータベースを利用することによって実現される。

上に記述される静電容量式センサは、その幾何学およびその構造によって、人の転倒を優れた精度で検知するために的確で独立した電気信号の発生を可能にすることから、検知の観点でとりわけ効果的である。さらに、この構造は、電気絶縁層を必要としないことから、床に広く配置するのがとりわけ簡単である。

相関的に、本発明の主題は、物および／または人間の存在の検知を可能にする床の構造を対象としている。

本発明の趣旨の床によって、ここでは、とりわけカバー、また場合によっては基礎層、水密性バリア、塗料、仕上げ層、接着剤層、および／または被覆層を含む構造を呈するあらゆるシステムを意味する。

本発明によると、床の構造は、上に記述されるような静電容量式センサを少なくとも一つ有する。

上に記述されるような静電容量式センサを少なくとも一つ有する床の設備は、とりわけ設置が単純なシステムを得ることを可能にするが、そのような床は、物および／または人間の存在の検知用に適合している。

本発明のおかげで、床の設備は、改装中の住居または建設中の建物のために検討されることができる。

有利な実施変形例によると、床の構造は、例えば有機結合剤および／または無機結合剤を主成分にしたモルタルから少なくとも部分的に成る、仕上げ層を呈することができる。

好ましくは、この変形例において、静電容量式センサは、ポリマーであることができ、またそれ自体が仕上げ層の中に組み込まれることができる保護被覆に包まれる。

好ましくは、この保護被覆は接着式である。

この変形例は、建物の建設におけるまたは少なくとも床の修復の際の本発明の実施のためにとりわけ興味深いものである。そのような設置は、とりわけ頑丈である。

別の実施変形例によると、床の構造は、被覆層を呈することができる。

被覆層によって、ここでは、例えばまた非限定的に、寄せ木張りの床、タイル張りの床、ロール式またはタイル式のニットカーペット、タフテッドカーペット、織カーペット、フロックカーペットのような柔軟な被覆材、ロール式またはタイル式のニードルパンチ床被覆材、ポリ塩化ビニルを主成分にした均質または不均質の床被覆材、ジュートまたはポリエステルの土台の上のまたは裏側がポリ塩化ビニル製のポリエステルの土台の上のポリ塩化ビニルを主成分にした床被覆材、ポリ塩化ビニルフォームを主成分にした床被覆材、コルクを主成分にした土台を用いたポリ塩化ビニルを主成分にした床被覆材、発砲ポリ塩化ビニルを主成分にした床被覆材、ポリ塩化ビニルを主成分にした半硬質タイル、あるいはまたポリ塩化ビニルを主成分にした摩耗層を用いた凝集コルクタイル、のような層を意味することができる。

有利には、この変形例において、静電容量式センサは、被覆層の下面の少なくとも一部に直接または間接に接着によって固定される。

選択的に、床の構造は、接着剤層を介して被覆層に固定される仕上げ層も呈することができる。この場合、静電容量式センサは、接着剤層の中に少なくとも部分的に埋め込まれることができる。

別の選択的な変形例によると、床の構造は、好ましくは上に挙げられる材料のうちの一つで少なくとも部分的に作られる被覆層を呈することができる。この場合、静電容量式センサは、被覆層の中に組み込まれることができる。

このように、本発明による床の構造は、物および／または人間の存在の検知用の床の設備を可能せしめる複数の可能な選択肢を提案する。

その構造的なまた機能的なさまざまな特徴のおかげで、本発明の主題は、電極の幾何学的構造に変化をもたせることによって、人の転倒、部屋またはセキュリティエリアの中への人の侵入、家庭内動物の通過等の、さまざまなパターンに適合する検知を可能にする。

このようなセンサは、従来技術における場合のように電気絶縁下層を必要とすることなく、容易に床を編成することを可能にする。

本発明の他の特徴および利点は、いかなる限定的特徴もないさまざまな実施例を示す以下のような付属の図面１ａ〜１ｅから４ａ〜４ｂを参照しながら、以降の説明により明らかになるであろう。

本発明の有利な実施例に従った静電容量式センサの平面図を概略的に示している。 本発明の有利な実施例に従った静電容量式センサの横断面図を概略的に示している。 本発明の他の二つの実施変形例に従った静電容量式センサの横断面図を概略的に示している。 本発明の他の二つの実施変形例に従った静電容量式センサの横断面図を概略的に示している。 本発明の有利な実施変形例に従った静電容量式センサの平面図を概略的に示している。 本発明の別の有利な実施例に従った静電容量式センサの平面図を概略的に示している。 本発明の実施例に従った床の構造の概略断面図を示している。 本発明の実施例に従った床の構造の概略断面図を示している。 本発明の実施例に従った床の構造の概略断面図を示している。 本発明の実施例に従った床の構造の概略断面図を示している。 本発明による静電容量式センサにおける電極間距離の影響を明らかにする実験値の表を示している。 本発明による静電容量式センサにおける電極間距離の影響を明らかにする実験値の表を示している。

本発明のさまざまな有利な実施例に従った複数の静電容量式センサおよび床の構造は、今度は、図１ａ〜１ｅから４ａ〜４ｂを参照しながら記述されていく。

ここに記述される例は、老人ホームタイプの医療設備の整った内部における高齢者の転倒検知タイプの用途のためにとりわけ適合される。当然、先に触れられているように、他の用途もまた、本発明の範囲内で検討されることができる。

繰り返しになるが、床のすぐ近くの物および／または人間の検知を可能にすることは、本発明の目的のうちの一つである。

センサの簡単な設置を可能にしながら床を編成することがきるセンサを考案することもまた、本発明の目的のうちの一つである。

このために、本発明の根底にある概念は、静電容量式センサの技術を利用すること、またそこで、これらのセンサがそれらの環境にも、また検知しようとするパターンのうちの一つ、すなわちここで記述される例においては人の転倒にも適合するように複数のパラメータを多様化させることである。

本発明により多様化させることができるさまざまなパラメータの中で、とりわけ、電極の数、それらのサイズ、それらの幾何学的構造、ならびにこれらの電極の互いに相対的な配置が考慮される。これらのパラメータを多様化させることにより、仏国特許発明第２９５６１３７号明細書において提案されるような電気絶縁層の存在を断つことがとりわけ可能である。

ここで対象とされる用途を考慮すると、本用途の趣旨において「優れた」センサ１００は、床に横たわった人の存在の有無を検知することを可能にするセンサである。

そうするために、本発明によるセンサ１００は、したがって、その環境に妨げられることなく床の被覆層２３０の上に存在するものを感知できなければならない。

したがって、ここでは、感度が被覆層２３０の上でゼロではないセンサ１００を考案することが必要である。また感度が測定段階に応じて異なるセンサ１００を考案することも必要である。

このように、被覆面上の同じ誘電環境について異なる情報を回収することによって、例えばマット、水膜、または湿気の変化のような妨害要素の影響を回避することが可能である。

センサの感度の範囲を制御するために、空間内での電場の分布に影響を与えることができるように分極が強制される電極が複数必要である。本発明の範囲において展開されるセンサ１００は、したがって、互いに独立して分極することができるＮ個の電極を有する。

Ｎが３以上の正の整数であるＮ個の電極を利用するということは、Ｎ（Ｎ−１）／２個の独立した測定値を得ることを可能にする。

ここに記述されまた図１ａおよび１ｂで示される第一の実施例において、本発明による静電容量式センサ１００は、三つの細長い電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３を含む。電極Ｅ１は中心電極と呼ばれる電極であり、周囲電極と呼ばれる二つの電極Ｅ２およびＥ３に囲まれる。

ここに記述される例において、これらの三つの電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３は、平面Ｐにおいて縦に広がる（この平面は例えば床を定義する）。図１ａで示されるように、電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３は直線的に広がり、またこのようにそれらの長さの全部かもしくは一部にわたって電極間でほぼ平行である。隣接する電極Ｅ２／Ｅ１およびＥ３／Ｅ１の組のそれぞれは、それらの長さの全部かもしくは一部にわたってほぼ一定である離間距離、それぞれにｄ２およびｄ３で離れている。

当業者であれば、ここで、電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３の電極間のアレンジが他の幾何学的構造を呈することができることを理解するであろう。例として、図１ｅで示されるように、電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３は、それぞれが、このように「Ｓ」の連続を形成するジグザグの線を呈することができるが、ここで重要なのは、電極の長さの全部かもしくは一部にわたってほぼ一定の離間距離を有することである。

ここに記述されまた図１ａで示される例において、電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３は、直線状に互いの横に設置されることができるように準備される。ここに記述される例において、電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３は、しかしながら、電子機器ボックス１１０への接続技術を単純化するための屈曲部を電子機器ボックス１１０のところに呈する。

電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３はまた、電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３の間の離間距離ｄ２およびｄ３がそれらの全長さにわたってほぼ等しくさえあれば（もちろん屈曲部のところは除く）、部屋（ここでは非表示）の幾何学的構造の輪郭をたどるための屈曲部を呈することもできる。

図１ｂで示されるように、転倒を検知するためにここで取り上げられた幾何学的構造は、半径ｒ１が０．３ミリにほぼ等しいモノフィラメントの中心電極Ｅ１を選択し、また電極Ｅ１の軸Ａ１と、電極Ｅ２およびＥ３のそれぞれの軸Ａ２およびＡ３とを、１．２７ミリにほぼ等しい軸間距離ｄ２’およびｄ３’で離すものである。

ここに記述される例において、各軸間距離ｄ２’およびｄ３’と曲率半径ｒ１の比率は、およそ４．２にほぼ等しい。

この幾何学的構造は、人がそのようなセンサ１００のすぐ近くにいるときにとりわけ満足のいく測定値を得ることを可能にする。

当業者であれば、ここで、電極が別の形を呈することができることを理解するであろう。こうして、図１ｃおよび１ｄで示されるように、中心電極Ｅ１および／または周囲電極Ｅ２およびＥ３は、楕円形（または「ジャガイモ」の形）を呈する横断面を有することができる。この場合は、「曲率半径」と言う。いずれにしても、上に示される軸間距離と曲率半径（または半径）の比率は、そのまま変わらない。

図４ｂは、上に記述されるようなセンサを用いた相互静電容量に応じた固有の静電容量の変化を示している。この図で示されるように、曲線の集まりは、互いに非常に異なっている。これらの結果は、このように測定段階の間の違いを明らかにしている。得られる測定値は、互いに独立している。測定段階のこの差異は、情報を与える事象の妨害事象との区別を考慮に入れることを可能にする。

これらの結果は、したがって、半径（または曲率半径）ｒ１がおよそ０．０５ミリから１ミリの間に含まれる限り、およそ３から６の間に含まれる軸間距離ｄ２’またはｄ３’と半径（または曲率半径）ｒ１の比率を保つことが望ましいことを示している。距離ｄ２’およびｄ３’と半径（または曲率半径）ｒ１との間のこれらの比率を守ることにより、正確で満足のいく結果を得ることが可能となる。

一方図４ａは、上に提案される幾何学的構造（電極間の比率および距離）を尊重していないセンサを用いた相互静電容量に応じた固有の静電容量の変化を示している。この図において、測定段階の間の違いはほぼ皆無である。いくつかの曲線の集まりは、ほとんど全て同一である。この図はこのように、電極間の距離が大き過ぎると複数の測定段階がほぼ同様の信号を発し、このことが測定値の非独立性、すなわち測定値の中から適切な情報を抽出することが不可能であることを意味することを示している。

図４ａおよび図４ｂの測定段階の比較は、したがって、本発明の範囲内で提案される幾何学的構造の重要性を明らかにする。

このように、上記に示される幾何学的構造を尊重することにより、人がセンサ１００のすぐ近くにいるとき各電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３によって生み出される電場を独立して測定することが可能であるが、この電場は、とりわけ、上記の幾何学的構造、およびセンサの環境における誘導材料の誘電率分布に依るものである。

本出願人は、もし電極Ｅ１、Ｅ２、またはＥ３が細すぎるならば（すなわち０．０５ミリ未満の曲率半径ｒ１を呈するならば）、そのとき、電極Ｅ１、Ｅ２、またはＥ３のすぐ傍の環境が電気信号に重大な波及効果をもち、このことによって、より長い距離の影響が犠牲になることを観察している。すなわち電場は電極の近くでｌ／ｄに減少する。

したがって、本発明の範囲において、電極Ｅ１、Ｅ２、およびＥ３が、被覆層の粒子の平均径の半分に相当する値を呈する曲率半径を有することは適切であるが、この中には、図３ａで示されるようにセンサ１００が仕上げ層の中に組み込まれる場合、例えばモルタルの粒子が含まれることが準備される。

別の面では、もし電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３の間の軸間距離ｄ２’およびｄ３’が曲率半径ｒ１に対して増すならば、外部要素とりわけ人の影響は、測定段階間でもはや区別されない（とりわけ図４ａ参照）。したがって、そのような電極を使っては、マルチ電極を使用する利点を失いかねない。

このことは、電極間の結合が電極と塊（言い換えると電極と人）との間の結合と比べてごくわずかになることが原因である。このように、この幾何学的構造およびこの配置を尊重しないと、各電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３は、類似した仕方で影響を及ぼす（図４ａ）。その代りに、電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３間の距離ｄ２およびｄ３（またはｄ２’およびｄ３’）が十分に近いと、結合は強い。このことにより、強い結合をもつ電極（例えば中心電極Ｅ１）は、より弱い結合をもつ電極（例えば周囲電極Ｅ２およびＥ３）と区別される。この幾何学的構造は、このように、独立した結果を得ることを可能にする（図４ｂ）。

ここで図１ａに記述される例において、本発明による静電容量式センサ１００は、例えば物および／または人間が静電容量式センサ１００のすぐ近くに存在するとき、各電極Ｅ１、Ｅ２およびＥ３が発する単数または複数の独立した電気信号を収集および処理するために構成される、電子機器ボックス１１０を有する。この収納箱１１０は、そのうえ、各電極Ｅ１、Ｅ２およびＥ３によって発せられる電気信号およびあらかじめ設定されるデータベースに応じて、静電容量式センサ１００のすぐ近くの物および／または人間の存在の有無を決定するように設定される。

図２で示される第二の有利な実施例は、第一の実施例のために上に記述された特徴の全体を有し、またそのうえ離間距離ｄ２またはｄ３の少なくとも１０倍にほぼ等しい隔たり距離ｄ４で電極Ｅ３から遠ざけられる四つ目の電極Ｅ４の追加を準備する。

この第二の実態形態によるこの四つ目の電極Ｅ４の特殊な位置決めは、独立した情報としての測定段階を利用することを可能にするさまざまな範囲を得ること、またこうして例えば環境の変動から解放されることを可能にする。

そのような非対称の幾何学的構造を呈するセンサ１００のこの例は、測定される係数が検知の高さで区別されまた存在の有無を検知しなければならない物または人間の環境を感知できる、静電容量の検知を行うことを可能にする。

ここに記述されまた図１ａと１ｂおよび図２で示される二つの実施例によるセンサ１００は、したがってとりわけ高性能である。別の面では、該センサは、床の構造２００の中に容易に組み込まれることができるが、これはとりわけ電気絶縁層の存在が必要ないからである。

さまざまな床の構造２００は、このように本発明の範囲内で検討されるが、これらの構造のそれぞれは、図１ａおよび１ｂの第一の実施例によるセンサ１００を少なくとも一つ有する（とりわけ図３ａから３ｄ参照）。もちろん、本発明による他のあらゆるタイプのセンサ１００（とりわけ図２のセンサ：ここでは非表示）の組み込みが、ここで検討されることができることを理解しなければならない。

このように、図３ａの実施例は、仕上げ層２１０の中へのセンサ１００の組み入れを準備する。

この例において、施工者のための容易な実施を保証するために、センサ１００は、有孔で接着式であることができる、場合によってはポリマーの、被覆に包まれる。この被覆は、そのうえ、各センサ１００の幾何学的構造および電極Ｅ１、Ｅ２およびＥ３間の間隔の、位置の保持を保証する。

もし静電容量式センサ１００が仕上げ層２１０の中に入れられるならば、床の設備は、例えば次の仕方で実施されることができる：カバー２４０の設置、カバー２４０の上への一次接着層の塗付、一次接着層の上への静電容量式センサ１００の取付け、センサ１００の上への仕上げ層２１０の流し込み、センサ１００とともに編成された乾いた仕上げ層２１０の上への接着剤層２２０および被覆層２３０の塗付。

こうして、静電容量式センサ１００を用いたそのような構造２００を呈する編成された床は、追加の絶縁層を置く必要なく床の近くの人を効果的に検知することを可能にする。

図３ｂおよび３ｃの実施例は、仕上げ層２１０の上に直接または間接に置かれるセンサ１００を用いた床の設備を準備している。

図３ｂの例において、床の設備は、次の仕方で実施される：静電容量式センサ１００は、仕上げ層２１０の上に置かれる接着剤層２２０を形成する接着テープの間に加えられる。

図３ｃの例は、静電容量式センサ１００が、被覆層２３０の下面の一部へ直接に接着によって固定されるという点で、図３ｂの例とは異なる。

最後に、図３ｄに示される第四の実施例によると、センサ１００は被覆層２３０の中に直接に入れられる。この例では、例えばセンサ１００を被覆層２３０と一緒に製織することによって編成される被覆層２３０を予め製造しておいてから、先の設置過程が再び採用される。

このように、本発明の範囲内で準備されるような電極Ｅ１、Ｅ２およびＥ３の幾何学的構造は、とりわけ有利であり、また前記センサのすぐ近くに位置する人および／または物の繊細で的確な存在検知を保証する静電容量式センサ１００の構想を可能にする。

このように得られるセンサ１００は、例えば医療施設および／または老人ホームにおける用途のために床を編成するのに容易に役立つことができ、床の構造２００は、ここでは、従来技術における場合のように電気絶縁層の存在を必要とはしない。

この詳細な説明が本発明の特徴的な実施例を対象とするものの、いかなる場合においても、この説明が本発明の主題を制限するなんらの特徴も呈しないこと、それどころか、該説明が、続く請求項の場合によってはあり得るあらゆる曖昧さまたはあらゆる不適切な解釈を取り除くことを目的としていることが、観察されなければならないであろう。

１００ センサ
１１０ 電子機器ボックス
２００ 床の構造
２１０ 仕上げ層
２２０ 接着剤層
２３０ 被覆層
２４０ カバー
Ｅ１〜Ｅ４ 電極

国際公開第２００６／１３００８１号 国際公開第２００９／０５０２８５号 仏国特許発明第２９５６１３７号明細書

Claims (11)

1. 物および／または人間を検知するための静電容量式センサ（１００）であって、少なくとも三つの細長い電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）を有し、該少なくとも三つの細長い電極が、ほぼ同じ平面（Ｐ）において広がり、またほぼ一定の定められた離間距離（ｄ２、ｄ３）でそれらの長さの全部かもしくは一部にわたって互いに離れているものであり、
   前記少なくとも三つの電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）が、互いに独立して分極し、
   定められる曲率半径（ｒ１）を呈する中心電極（Ｅ１）と、中心電極（Ｅ１）の両側に位置決めされる少なくとも二つの周囲電極（Ｅ２、Ｅ３）とを有し、互いに隣接した各電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）の軸の間の軸間距離（ｄ２’、ｄ３’）が、曲率半径（ｒ１）の値のおよそ３倍から６倍の間にほぼ含まれることを特徴とする、静電容量式センサ。
2. 前記少なくとも三つの電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）のうちの少なくとも一つの電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）が、モノフィラメントであることを特徴とする、請求項１に記載の静電容量式センサ（１００）。
3. 前記少なくとも三つの電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）が、前記電極の位置の保持のために構成される保護被覆の中に組み込まれることを特徴とする、請求項１または２に記載の静電容量式センサ（１００）。
4. 四つ目の電極（Ｅ４）をさらに有し、前記四つ目の電極（Ｅ４）が、前記少なくとも三つの電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）のそれぞれから、離間距離（ｄ２、ｄ３）の少なくとも１０倍に等しい隔たり距離（ｄ４）で離れていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一つに記載の静電容量式センサ（１００）。
5. 物および／または人間が前記静電容量式センサ（１００）のすぐ近くに存在するときに、各電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）が発する単数または複数の電気信号を収集および処理するように構成される、処理用電子機器ボックス（１１０）を有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一つに記載の静電容量式センサ（１００）。
6. 処理用電子機器ボックス（１１０）が、各電極（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）が発する電気信号に応じて、前記静電容量式センサ（１００）のすぐ近くの物および／または人間の存在の有無を決定するように設定されることを特徴とする、請求項５に記載の静電容量式センサ（１００）。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の静電容量式センサ（１００）を少なくとも一つ有することを特徴とする、物および／または人間を検知するための床の構造（２００）。
8. 前記少なくとも一つの静電容量式センサ（１００）が、好ましくは接着式の、それ自体が仕上げ層（２１０）の中に組み込まれる保護被覆に包まれること、またこの保護被覆がポリマーであることを特徴とする、仕上げ層（２１０）を呈する請求項７に記載の床の構造（２００）。
9. 前記少なくとも一つの静電容量式センサ（１００）が、被覆層（２３０）の下面の少なくとも一部に直接または間接に接着によって固定されることを特徴とする、被覆層（２３０）を呈する請求項７に記載の床の構造（２００）。
10. 被覆層（２３０）が、接着剤層（２２０）を介して仕上げ層（２１０）に固定されること、また前記少なくとも一つの静電容量式センサ（１００）が、接着剤層（２２０）の中に少なくとも部分的に埋め込まれることを特徴とする、仕上げ層（２１０）を呈する請求項９に記載の床の構造（２００）。
11. 前記少なくとも一つの静電容量式センサ（１００）が、被覆層（２３０）の中に組み込まれることを特徴とする、被覆層（２３０）を呈する請求項７に記載の床の構造（２００）。
    
    

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