JPH0226824B2 - - Google Patents
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- JPH0226824B2 JPH0226824B2 JP56083664A JP8366481A JPH0226824B2 JP H0226824 B2 JPH0226824 B2 JP H0226824B2 JP 56083664 A JP56083664 A JP 56083664A JP 8366481 A JP8366481 A JP 8366481A JP H0226824 B2 JPH0226824 B2 JP H0226824B2
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- waves
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- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Burglar Alarm Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は超音波感知スイツチ装置に関する。
動物、物体などの移動または存在を検出するセ
ンサには、赤外線、超音波などが利用されてい
る。赤外線センサは人体などの被検体から放射さ
れる赤外線を検出するが、周囲の温度が人間の体
温以上のときには誤動作をする欠点があり、電気
ヤグラコタツなどの節電スイツチのセンサには不
適であつた。また、超音波を用いたセンサでは物
体に反射した超音波を受信して検出するが、超音
波の指向性により検出範囲が限定される欠点があ
つた。
ンサには、赤外線、超音波などが利用されてい
る。赤外線センサは人体などの被検体から放射さ
れる赤外線を検出するが、周囲の温度が人間の体
温以上のときには誤動作をする欠点があり、電気
ヤグラコタツなどの節電スイツチのセンサには不
適であつた。また、超音波を用いたセンサでは物
体に反射した超音波を受信して検出するが、超音
波の指向性により検出範囲が限定される欠点があ
つた。
この発明は、上記従来の欠点に鑑みなされたも
のであり、周囲の温度の影響を受けることなく、
動く物体を広い範囲で検出して作動する超音波感
知スイツチ装置を提供することを目的としてい
る。
のであり、周囲の温度の影響を受けることなく、
動く物体を広い範囲で検出して作動する超音波感
知スイツチ装置を提供することを目的としてい
る。
この発明の超音波感知スイツチは電気ヤグラコ
タツなどの家庭電気製品の電源スイツチなどに適
用することができる。
タツなどの家庭電気製品の電源スイツチなどに適
用することができる。
この発明は、超音波による物体の検出原理に基
づいており、以下その原理を第１図によつて説明
する。超音波散乱装置１２と超音波受信装置１３
を対向して配置し、超音波発生装置１１から出さ
れた超音波を超音波散乱装置１２より散乱させ定
在波を発生させる。以下、説明の便宜上、超音波
が物体を介せず受信される場合と物体を介して受
信される場合の二つの波について考える。すなわ
ち、物体Ｆが１４の位置に存在すれば、第１図の
ＡとB1の波が生じる。この波Ａが進む距離を例
えば10波長とし、波B1が進む距離を例えば20波
長とすると、それぞれ第２図のａ，ｂの波形とな
る。超音波受信装置１３が受ける超音波はａ，ｂ
の波の位相が同じであるために強め合つてａ，ｂ
の波の２倍の振幅をもつたｃの波形となる。次に
物体Ｆが１４から１５の位置に移動したとき、波
B2が生じる。この波B2の進む距離が20.5波長で
あるとき第２図ｅの波形になり、派形ａと同一の
波形ｄの波Ａと弱め合い、波形ｆのように超音波
受信装置１３には超音波が入らない。このよう
に、物体が移動すると定在波の波長が変動するの
で、受信される超音波の振幅の大きさが変わる。
従つて、この振幅の大きさの変動を検出すること
により、動く物体の存在の有無を判定することが
できる。
づいており、以下その原理を第１図によつて説明
する。超音波散乱装置１２と超音波受信装置１３
を対向して配置し、超音波発生装置１１から出さ
れた超音波を超音波散乱装置１２より散乱させ定
在波を発生させる。以下、説明の便宜上、超音波
が物体を介せず受信される場合と物体を介して受
信される場合の二つの波について考える。すなわ
ち、物体Ｆが１４の位置に存在すれば、第１図の
ＡとB1の波が生じる。この波Ａが進む距離を例
えば10波長とし、波B1が進む距離を例えば20波
長とすると、それぞれ第２図のａ，ｂの波形とな
る。超音波受信装置１３が受ける超音波はａ，ｂ
の波の位相が同じであるために強め合つてａ，ｂ
の波の２倍の振幅をもつたｃの波形となる。次に
物体Ｆが１４から１５の位置に移動したとき、波
B2が生じる。この波B2の進む距離が20.5波長で
あるとき第２図ｅの波形になり、派形ａと同一の
波形ｄの波Ａと弱め合い、波形ｆのように超音波
受信装置１３には超音波が入らない。このよう
に、物体が移動すると定在波の波長が変動するの
で、受信される超音波の振幅の大きさが変わる。
従つて、この振幅の大きさの変動を検出すること
により、動く物体の存在の有無を判定することが
できる。
次に、この発明の実施例を図面に従い説明す
る。
る。
第３図に、この発明を電気ヤグラコタツに実施
した実施例を示す。超音波発生装置は超音波駆動
回路３と超音波送信器１からなり、超音波送信器
１からの超音波は超音波散乱用ホーンからなる超
音波散乱装置２により散乱される。超音波散乱装
置２と対向して超音波受信器４が設けられてい
る。超音波送信器１、超音波散乱装置２および超
音波受信器４は電気ヤグラコタツ５内部に設けら
れている。増幅器６は超音波受信器４の出力を増
幅して矩形波にする。交流−直流変換回路７はこ
の矩形波を直流出力に変換し、コンデンサＣと抵
抗R1の微分回路を通じてコンパレータ８に入力
する。コンパレータ８はCR1微分回路を経て導入
される交流−直流変換回路７の直流出力と基準電
圧V0との大小関係を比較し、上記直流出力が基
準電圧V0より大きいとき“Ｈ”（高）レベルの信
号を出力する。抵抗R2，R3は電源電圧Vccから
基準電圧V0を設定する抵抗である。コンパレー
タ８の出力はワンシヨツト回路９に接続されてい
る。ワンシヨツト回路９の出力は抵抗R4を介し
てトランジスタ１０のベースに接続されている。
トランジスタ１０のコレクタはリレーコイル１１
に接続され、リレーコイル１１に連動するリレー
接点１２はコンパレータ９の出力が“Ｈ”のとき
閉状態にする。交流電源１３とリレー接点１２と
電気ヤグラコタツの所定負荷１４が直列に接続さ
れている。この負荷１４はヒータなどの発熱装置
を形成する。
した実施例を示す。超音波発生装置は超音波駆動
回路３と超音波送信器１からなり、超音波送信器
１からの超音波は超音波散乱用ホーンからなる超
音波散乱装置２により散乱される。超音波散乱装
置２と対向して超音波受信器４が設けられてい
る。超音波送信器１、超音波散乱装置２および超
音波受信器４は電気ヤグラコタツ５内部に設けら
れている。増幅器６は超音波受信器４の出力を増
幅して矩形波にする。交流−直流変換回路７はこ
の矩形波を直流出力に変換し、コンデンサＣと抵
抗R1の微分回路を通じてコンパレータ８に入力
する。コンパレータ８はCR1微分回路を経て導入
される交流−直流変換回路７の直流出力と基準電
圧V0との大小関係を比較し、上記直流出力が基
準電圧V0より大きいとき“Ｈ”（高）レベルの信
号を出力する。抵抗R2，R3は電源電圧Vccから
基準電圧V0を設定する抵抗である。コンパレー
タ８の出力はワンシヨツト回路９に接続されてい
る。ワンシヨツト回路９の出力は抵抗R4を介し
てトランジスタ１０のベースに接続されている。
トランジスタ１０のコレクタはリレーコイル１１
に接続され、リレーコイル１１に連動するリレー
接点１２はコンパレータ９の出力が“Ｈ”のとき
閉状態にする。交流電源１３とリレー接点１２と
電気ヤグラコタツの所定負荷１４が直列に接続さ
れている。この負荷１４はヒータなどの発熱装置
を形成する。
次にこの実施例の作用を説明する。
電源スイツチがオンにされると超音波駆動回路
３により超音波送信器１が振動し、超音波を出力
する。この超音波は超音波散乱装置２で散乱さ
れ、ヤグラコタツ５内に定在波が発生する。この
ヤグラコタツに入つている人間は常に静止してい
ることはなく、多少なりとも必らず動くため、上
述の検出原理で説明したように、ヤグラコタツ５
内に人間などの動く物体が存在すればその移動に
より上記定在波の波長が変動する。超音波受信器
４はこの定在波を受信し、その出力は増幅、直流
変換されコンパレータ８に入力される。超音波受
信器４の出力電圧は、ヤグラコタツ５内の定在波
が複雑に変動していることから第４図のａのよう
な波形になる。この出力電圧はCR1微分回路によ
つてその変動分だけ取り出され、コンパレータ８
においてその変動分の電圧と基準電圧V0の大小
関係が比較され（第４図ｂ）、その変動分の電圧
が基準電圧V0より大きいときにはコンパレータ
８から“Ｈ”信号がワンシヨツト回路９にトリガ
信号として入力される。このときワンシヨツト回
路９はトランジスタ１０をオン状態にする信号を
発し、リレー接点１２が閉じられ負荷１４に電源
が供給される。ワンシヨツト回路９の出力信号が
無くなる一定の駆動時間が経過するまでの間に、
ヤグラコタツ５内に入つている人間が動くことに
よつて定在波が変動し、コンパレータ８から
“Ｈ”信号が出力されてワンシヨツト回路９が再
トリガされる。即ち、ヤグラコタツに人間が入つ
ている間はワンシヨツト回路９から連続的に信号
出力され、負荷１４は常に通電状態におかれる。
従つて、人間がヤグラコタツ５内に入つていると
きは負荷１４に電源供給される。
３により超音波送信器１が振動し、超音波を出力
する。この超音波は超音波散乱装置２で散乱さ
れ、ヤグラコタツ５内に定在波が発生する。この
ヤグラコタツに入つている人間は常に静止してい
ることはなく、多少なりとも必らず動くため、上
述の検出原理で説明したように、ヤグラコタツ５
内に人間などの動く物体が存在すればその移動に
より上記定在波の波長が変動する。超音波受信器
４はこの定在波を受信し、その出力は増幅、直流
変換されコンパレータ８に入力される。超音波受
信器４の出力電圧は、ヤグラコタツ５内の定在波
が複雑に変動していることから第４図のａのよう
な波形になる。この出力電圧はCR1微分回路によ
つてその変動分だけ取り出され、コンパレータ８
においてその変動分の電圧と基準電圧V0の大小
関係が比較され（第４図ｂ）、その変動分の電圧
が基準電圧V0より大きいときにはコンパレータ
８から“Ｈ”信号がワンシヨツト回路９にトリガ
信号として入力される。このときワンシヨツト回
路９はトランジスタ１０をオン状態にする信号を
発し、リレー接点１２が閉じられ負荷１４に電源
が供給される。ワンシヨツト回路９の出力信号が
無くなる一定の駆動時間が経過するまでの間に、
ヤグラコタツ５内に入つている人間が動くことに
よつて定在波が変動し、コンパレータ８から
“Ｈ”信号が出力されてワンシヨツト回路９が再
トリガされる。即ち、ヤグラコタツに人間が入つ
ている間はワンシヨツト回路９から連続的に信号
出力され、負荷１４は常に通電状態におかれる。
従つて、人間がヤグラコタツ５内に入つていると
きは負荷１４に電源供給される。
次に、人間がヤグラコタツ５内から出ると、定
在波は安定し、コンパレータ８には信号が入力さ
れないから、ワンシヨツト回路９から出力信号が
出ず、トランジスタ１０はオフ状態になり、リレ
ー接点１２は開かれ負荷１４に電源供給されな
い。
在波は安定し、コンパレータ８には信号が入力さ
れないから、ワンシヨツト回路９から出力信号が
出ず、トランジスタ１０はオフ状態になり、リレ
ー接点１２は開かれ負荷１４に電源供給されな
い。
このように、ヤグラコタツ内に人間が入つてい
るときには負荷に電源供給され、ヤグラコタツよ
り出たときには速やかに負荷への電源供給が停止
されるので、使用状況に応じて電気ヤグラコタツ
のオン・オフが自動的に制御され、節電などに役
立つ。また、超音波の定在波の変動のみにより作
動するものであり、高温状態において制御しなけ
ればならない電気ヤグラコタツなど適用すること
ができる。さらに、ヤグラコタツ内などに静止物
体があつても定在波は変動しないので誤動作をし
ない。ところで、前記実施例のように電気ヤグラ
コタツの電源スイツチのオン・オフ制御に適用し
た場合には、ヤグラコタツ本体、床面および保温
用布団等により閉ざされた空間内に超音波送信器
１から送信された超音波は、前記保温用布団等に
より幾分吸収されるが、超音波送信器１の送信出
力強度と超音波受信器４の出力を増幅する増幅器
６の利得との関係を適切に設定することにより、
人体等の動く物体の存在の有無を確実に検出する
ことができる。
るときには負荷に電源供給され、ヤグラコタツよ
り出たときには速やかに負荷への電源供給が停止
されるので、使用状況に応じて電気ヤグラコタツ
のオン・オフが自動的に制御され、節電などに役
立つ。また、超音波の定在波の変動のみにより作
動するものであり、高温状態において制御しなけ
ればならない電気ヤグラコタツなど適用すること
ができる。さらに、ヤグラコタツ内などに静止物
体があつても定在波は変動しないので誤動作をし
ない。ところで、前記実施例のように電気ヤグラ
コタツの電源スイツチのオン・オフ制御に適用し
た場合には、ヤグラコタツ本体、床面および保温
用布団等により閉ざされた空間内に超音波送信器
１から送信された超音波は、前記保温用布団等に
より幾分吸収されるが、超音波送信器１の送信出
力強度と超音波受信器４の出力を増幅する増幅器
６の利得との関係を適切に設定することにより、
人体等の動く物体の存在の有無を確実に検出する
ことができる。
以上のように、この発明によれば周囲の温度の
影響で誤動作することのない超音波の反射方式を
用いながらも、超音波を散乱させて定在波を発生
させ、この定在波の人体等の移動による変動分に
よつて人体等の動く物体を検出するようにしたの
で、指向性があるために検出範囲が狭い超音波の
欠点を解消することができ、人体の存在の有無に
よつて家庭電気機器の電源スイツチ等のオン・オ
フを自動的に制御することのできる超音波感知ス
イツチ装置を提供することができ、電源の切り忘
れ等を防止して節電効果を得られる。
影響で誤動作することのない超音波の反射方式を
用いながらも、超音波を散乱させて定在波を発生
させ、この定在波の人体等の移動による変動分に
よつて人体等の動く物体を検出するようにしたの
で、指向性があるために検出範囲が狭い超音波の
欠点を解消することができ、人体の存在の有無に
よつて家庭電気機器の電源スイツチ等のオン・オ
フを自動的に制御することのできる超音波感知ス
イツチ装置を提供することができ、電源の切り忘
れ等を防止して節電効果を得られる。
第１図はこの発明の原理説明図である。第２図
は第１図における超音波の定在波の出力波形図で
ある。第３図はこの発明の実施例を示す回路図で
ある。第４図は上記実施例の作用説明図である。 １……超音波送信器、２……超音波散乱装置、
３……超音波駆動回路、４……超音波受信器、８
……コンパレータ、９……ワンシヨツト回路、１
１……リレーコイル、１２……リレー接点。
は第１図における超音波の定在波の出力波形図で
ある。第３図はこの発明の実施例を示す回路図で
ある。第４図は上記実施例の作用説明図である。 １……超音波送信器、２……超音波散乱装置、
３……超音波駆動回路、４……超音波受信器、８
……コンパレータ、９……ワンシヨツト回路、１
１……リレーコイル、１２……リレー接点。
Claims (1)
- １ 超音波送信器からの超音波を散乱させて定在
波を発生させる超音波散乱装置と、この超音波散
乱装置からの定在波を直接および物体により反射
された後に受信する超音波受信器と、この超音波
受信器の出力電圧を増幅する増幅器と、この増幅
器の出力電圧の前記物体の移動または挙動による
変動分を取り出す微分回路と、この微分回路の出
力電圧と基準電圧とを比較して判定信号を出力す
るコンパレータと、このコンパレータの判定信号
によりトリガされるワンシヨツト回路と、このワ
ンシヨツト回路の信号出力時にのみオン状態とな
つて家庭電気機器の電源回路を閉成する電源スイ
ツチ部とを備えてなる超音波感知スイツチ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8366481A JPS57197926A (en) | 1981-05-30 | 1981-05-30 | Ultrasonic sense switch device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8366481A JPS57197926A (en) | 1981-05-30 | 1981-05-30 | Ultrasonic sense switch device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57197926A JPS57197926A (en) | 1982-12-04 |
| JPH0226824B2 true JPH0226824B2 (ja) | 1990-06-13 |
Family
ID=13808720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8366481A Granted JPS57197926A (en) | 1981-05-30 | 1981-05-30 | Ultrasonic sense switch device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57197926A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2396775A1 (en) * | 2009-02-11 | 2011-12-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Motion detection system and method with null points |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52152146A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Multistage amplifier circuit |
| JPS5610593A (en) * | 1979-06-28 | 1981-02-03 | Chevron Res | Lubricant oil composition containing molybdenum compound and production thereof |
-
1981
- 1981-05-30 JP JP8366481A patent/JPS57197926A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52152146A (en) * | 1976-06-14 | 1977-12-17 | Matsushita Electric Works Ltd | Multistage amplifier circuit |
| JPS5610593A (en) * | 1979-06-28 | 1981-02-03 | Chevron Res | Lubricant oil composition containing molybdenum compound and production thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57197926A (en) | 1982-12-04 |
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