JPH04120494A - 人体検出センサ及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電極間の容量変化を検出し、人体の有無を
検出する人体検出センサ及びその装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の物体検出センサとしては、従来、特開昭６３−
３０５２８２号公報に開示された床下埋設型物体検知セ
ンサ等がある。

このセンサば、第６図（ａ）、［有］ンに示す、シート
上絶縁体２０上に設けられた一方の平板電極２１と、こ
の電極の周を囲うように設けられた他方の電極２１′が
所定幅の隔壁２４を介してもけられたもので、床に埋設
され、その上部を床仕上げ材６′で被って使用される。

そのセンサの二枚の平板電極２１．２１′は同図（ａ）
に示すように、コイル２２と共にトランジスタ２３に接
続されて発振回路のタンク回路を形成し、トランジスタ
２３は前記電極２１．２１′間に形成されるタンク回路
の共振周波数でもって発振するようになっている。

したがって、この電極２１．２１′に導体である“人”
が近づくと、電極２１．２１′と“人”とによって生ず
る容量により、電極２１．２１′間の容量が変化し、タ
ンク回路の共振周波数が変移して発振周波数が偏移する
。この周波数の偏移と、例えばセンサ上に人が居ない状
態の発振周波数をしきい値として比較検出することによ
りセンサ上の人のを無を検出している。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記のものは、構造が簡単で故障が少ない、
センサ上の移動体のみならず静止体も検出できる、設置
の有無が気づかれにくい、等の数々の優れた点を有して
いる。

しかしながら、設置の際、埋設孔を設けなければならな
いため、その施工に非常に手間と費用がかかり、床の強
度も低下する。このため、特に既設の建造物に設置しに
くい等の問題がある。

マタ、一方、このセンサは、センサ上に設置物が置かれ
ると、第５図に示すように、この物体の検出信号がしき
い値を越えてしまう場合があり、検出信号が出ずっばり
となり、この場合には、人が近づいても検出できなかっ
た。このため、しきい値レベルを上下させる調整回路を
設けたものが考えられるが、このセンサは非常に鋭敏な
ため、この調整作業はクリティカルで難しいものであっ
た。

以上のように、このセンサは多（の優れた点を有すると
同時に、種々の問題点も合せもつため、例えば、自動ド
アの人体検出センサ等の限定された用途や場所にしか使
用されていない。

そこで、この発明の課題は、上記の問題を解決し、さま
ざまな用途や場所に使用できる人体検出センサ及びその
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するためシート状絶縁体上に二つの平
板電極を所定間隔を置いて設けてセンサ本体を形成し、
この本体に、前記電極によって形成される容量によって
発振周波数が決められる発振回路を接続した人体検出セ
ンサにおいて、前記電橋上をシート状絶縁材で直接に被
った構成としたのである。

また上記シート状絶縁材を床仕上げ材とし、床面に置か
れたセンサ本体を被い隠すようにした構成とすることも
できる。

さらに、上記人体検出センサの発振回路に検出回路を接
続し、この検出回路は、前記発振回路出力に接続された
検波回路と、この検波回路に接続されたＡ／Ｄ変換器と
、Ａ／Ｄ変換器に接続されリセット回路が設けられたＣ
ＰＵとから成り、前記リセット回路をＯＮにすると、Ｃ
ＰＵは記憶内容を消却し、リセット回路をＯＦＦにする
と、ＣＰＵは、前記Ａ／Ｄ変換器出力データを新ためて
記憶し直し、その記憶値と順次入力するＡ／Ｄ変換器出
力とを比較して出力する構成とすることもできる。

〔作用〕

このように構成されるこの発明は、床に直接センサ本体
を１き使用する。この時、平板電極はシート状絶縁材で
保護され電気的特性が保たれる。

また、シート状絶縁材を床仕上げ材とすると、センサ本
体が周囲の床面と一体化し目立たなくなる。

一方、上記検出回路は、センサ本体から出力される発振
信号を検波回路が直流電圧に検波し、Ａ／Ｄ変換器は、
この電圧をＣＰＵからの変換信号によりディジタル値に
変換してＣＰＵに出力する。

ＣＰＵは、リセット回路をＯＮにすると、その度ごとに
記憶データを消却し、またリセット回路をＯＦＦにする
と、前記Ａ／Ｄ変換器出力データを記憶して、新たにし
きい値を設定し直し、そのしきい値と、順次入力するＡ
／Ｄ変換器出力とを比較し、その結果を出力する。この
時、例えばセンサ本体上に机やイス等が置かれると、こ
の被検出体を検出した検出電圧が記憶され、しきい値レ
ベルが上昇し、机やイス等によって生じる検出電圧はキ
ャンセルされて、検出回路はセンサ本体に机やイス等の
被検出体が置かれた状態でも人体の検出ができる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を第１図から第４図に基づいて
説明する。

第１図に示すように、人体検出センサ（以下センサと称
する）１は、センサ本体２と発振回路３とからなり、セ
ンサ本体２は、シート状絶縁体４上に平板電極５が設け
られ、その電極５上をシート状絶縁材６が被っている。

前記絶縁体４は、例えば厚さ４ｍｍ、幅９９０■、長さ
１３１０■程度の３倍発泡ポリエチレンシートを用いる
ことにより、バラツキの少ない１．７９程度の比誘電率
を得ており、この絶縁体４によって平板電極５間に形成
される静電容量Ｃをあまり大きくせずに人が近づいた時
の変化の度合が大きくなるようにして、平板電極５の人
体に対する感度を高めている。上記ポリエチレンシート
の発泡倍率は３倍に限定されるものではなく、また、シ
ートの大きさも上記のものに限定されるものではない。

平板電極５は、ｌ極が厚さ０．４ｍ＋、輻６００■、長
さ９００ａｗの極薄鉄板が用いられており、両電極５間
のギャップＧは２０ｍに保たれている。このギヤ７１０
幅は、その幅を変化させることにより、両電極５間の静
電容量Ｃを変えることができる。

したがって、このセンサ本体２は、絶縁体４の選択及び
ギヤ７１０幅の調整の二つの方法により、センサ感度を
任意に設定することが可能である。

なお、前記絶縁体４及び平板電極５の素材、大きさはこ
こに示したものに限定されるもではなく、様々なものが
使用できる。

シート状絶縁材６は、シート状の絶縁材であれば、どの
ようなものでも使用でき、従来、床下地上に床仕上げ材
６として使用されている例えば、塩化ビニールシート、
タイル、ジュータン、畳、・・・・・・等はとんどのも
のが使用可能である。このため、例えば、床仕上げ材６
として防水、防油特性のものを用いると、電極５を保護
してセンサ本体２を防水、防油特性を有するものとする
ことができる。

このようにセンサ本体２はシート状絶縁材６を選定する
ことにより、さまざまな環境状態で使用することが可能
となる。

一方、発振回路３は、第２図に示すように、前記センサ
本体２と接続されてタンク回路を形成するコイル７と、
トランジスタアンプ（図示せず）から成り、発振回路３
は、タンク回路の共振周波数で発振する。したがって、
センサ本体２上に人が立ち入ったり、立ち止まったりし
て電極５の静電容量Ｃが変化すると、共振周波数もそれ
につれて変移し、発振周波数も偏移する。

検出回路８は、検波回路９、Ａ／Ｄ変換器１０、リセッ
ト回路１１及びＣＰＵＩ　２から成っており、例えば、
検波回路９に用いられたダイオード検波回路により、前
記発振回路３出力は直流電圧に変換される。このため、
前記発振周波数が偏移すると、検波回路９からは、その
周波数偏移に比例した直流電圧が出力されることとなる
。

Ａ／Ｄ変換器１０は、前記検波回路９出力をＣＰＵ１２
からの変換信号（ＥＯＣ）で読み込んでディジタルデー
タに変換し、ＣＰＵ１２に出力するもので、リセット回
路１１は、電源投入時及びリセットスイッチＳＷを押さ
れた際に、ｃｐｕ１２にリセット信号を出力する。

ｃｐＵ１２は、一定周期でＡ／Ｄ変換器１０に変換信号
（ＥＯＣ）を出力してその変換データを読み込み、ＣＰ
Ｕ１２が記憶しているしきい値データと比較し、その結
果を例えば、表示ランプ１３の点滅及びリレー回路１４
の作動によって外部へ出力する。

前記しきい値データは、リセット回路１１出力がアクテ
ィブとなると消却され、一方、リセット回路１１出力が
インアクティブとなると、Ａ／Ｄ変換器１０からの出力
データが読み込まれて新たなしきい値として記憶され、
しきい値データが更新される。

検出回路８には、これら以外にアナログスイッチ１５が
設けられており、同図に示すように、センサ１を多数設
けた際、一つの検出回路８で多数のセンサ１を監視する
ことができるように、ＣＰＵ１２からの指令により、Ａ
／Ｄ変換器１０に各センサ１からの出力を順に切り替え
て入力する。

この実施例は、以上のように構成されており、例えば第
３図に示すように６枚のセンサ１を並べ、その出力を検
出回路８に接続する。この時センサ１は、上部のシート
状の絶縁材６を除くと、その厚さは４．４ｍ＋と極薄の
ため、床面に直装置いても周囲の床面と段差は生じにく
い。特に床面のセンサ１設置面の床仕上げ材を取り除い
てセンサ１を設置し、前記絶縁材６を床仕上げ材とした
場合には、周囲の床面と一体化し、非常に区別しにくく
なる。しかも、埋設孔を設ける必要もないので床の強度
を落すことなく、建物の２Ｆ、３Ｆ・・・・・・等床厚
の薄い場所にも設置可能であり、設置場所を選ばない。

いま、この状態で電源を投入すると、リセット回路１１
からｃｐＵ１２にリセット信号が出力され、各センサ１
からセンサ本体２上に被検出物のなにもない状態の出力
電圧がＣＰＵ１２に入力される。ＣＰＵ１２は、この電
圧を各センサ１に対応したメモリに記憶し、しきい値の
初期値設定（イニシャライズ）を行なう。この後、人が
センサ本体２上を矢印のように、例えば、１番のセンサ
本体２から２番のセンサ本体２へ移動すると、検出回路
９の表示ランプ１３は、点灯していた１”番のランプ１
３が消灯し、“２″番のランプ１３が点灯する。同様に
、２番から６番まで移動すると、ランプ１３の点灯も“
２”−“３”−“４”−５”−“６”番へと順に移動し
、人の移動を表示する、また、人がその途中で立ち止ま
ると、ランプ１３の移動も停止し、人が静止しているセ
ンサ本体２を示すランプ１３のみが点灯し、他のランプ
１３は消灯して、人の所在位置を表示する。

むろん、この時、人が２つのセンサ本体２にまたがって
静止した場合には、その両センサ本体２を表示する２つ
のランプ１３が点灯する。

ところで、このセンサ本体２上に第４図に示すように、
設置物体、例えば机１６やイス等が置かれ、センサ１が
検出した机１６やイス１７の検出レベルが前記しきい値
レベルを越えた場合には、表示ランプ１３の、”１”“
２°゛゛３°。

“５”、”　６　”が点灯し、検出不能となる。この場
合には、検出回路９のリセットスイッチＳＷを押して、
リセット回路１１を作動させると、ＣＰＵ１２は、各セ
ンサ１が出力する机１６及びイス１７の検出電圧を記憶
し、しきい値レベルの更新が各センサ１ごとに行なわれ
る。そして、その再設定が行なわれると、全表示ランプ
１３は消灯し、センサ１は再び人の検出が可能なスタン
バイ状態となる。このようにリセットスイッチＳＷを押
すという簡単な操作だけでセンサ１上に被検出体がなに
もない状態のしきい値レベルと、机１６及びイス１７の
検出電圧が入れ替わって記憶されるため、しきい値レベ
ルが上昇し、机１６及びイス１７によって生ずる検出電
圧は各センサ１ごとにキャンセルされることとなる。

したがって、この状態でセンサ１に人が近づくと、人に
よって生ずる検出電圧のみが検出されることとなり、セ
ンサ１上に設置物が置かれた状態でも人の検出が行なえ
る。

以上のように、このセンサ装置は、床におくだけで設置
が完了し、検出回路８のしきい値の再設定も簡単に行な
えるため、誤検出も少なく、移動、静止に関係なく人体
を検出できる。また、使用部品も特別なものを使用しな
いので安価に製作できる。

このため、防犯用として銀行のＣＤコーナーに設置し、
センサ装置の作動時に防犯カメラを作動するようにした
り、デパート等では、人の隠れそうなトイレや物陰等に
配置し、閉店後の人の所在を表示させたりする他に、寮
・ホテル・事務所等の洗面所やトイレ等に設置して、ト
イレ照明、芳香供給装置のＯＮ１０　Ｆ　Ｆ用スイッチ
や自動水洗トイレの水洗パルプの自動開閉用の検出セン
サとして用いたり、ビルの床全体に設置して、人の所在
の有無によって空調、照明等の効率運用に役立てたり、
独居老人宅やシルバーマンションのトイレその他に設置
して、属人の一ケ所での滞留時間を計測し、例えばトイ
レ内で行動不能となり、使用時間が異常に長くなった場
合等の生活リズムの乱れを検出し、警報を出す等のセキ
ュリティ用センサとして使用したり、工場等の危険地区
へ設置して、進入警報又は立ち入り警告用の検出センサ
・・・・・・等の様々な所で利用できる。

なお、上記人体検出センサは、しきい値を変えることに
より、人間ばかりでなく動物にも適用可能である。

また、上記人体検出センサ１を、建物の新築時に設置す
る場合には、床下地に床仕上げ材を施工する際に、床下
地上に直接シート状絶縁体６と平板電極５とを設けてか
ら床仕上げ材を施工するようにしてもよい。

さらに、上記人体検出センサは、シート状絶縁材６を壁
面材とすると、壁面にも設置できる。

〔効果〕

この発明は以上のように構成し、人体検出センサを埋設
孔を設けることなく床に設置できるようにしたので、そ
の施工も簡単で費用も少なくて済み、床の強度も低下さ
せないため、設置場所を選ばない。

また、検出回路のしきい値設定も簡単に行なえるため、
センサ上に例えば机やイス等の物が置かれていても人体
の検出が行なえる。このため、自動ドアの検出センサの
みならず、防犯、警報、制御、セキュリティー・・・・
・・等各種用途の人体検出センサとして利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、この発明に係る人体検出センサ及
びその装置の一実施例を示し、第１図は人体検出センサ
の斜視図、第２図は、人体検出センサ装置のブロック図
、第３図及び第４図は作用説明図、第５図は従来例の作
用説明図、第６図（ａ）は従来例の断面図、（ｂ）は斜
視図である。 １・・・・・・人体検出センサ、２・・・・・・センサ
本体、３・・・・・・発振回路、　　　４・・・・・・
シート状絶縁体、５・・・・・・平板電極、 ６・・・・・・シート状絶縁材（床仕上げ材）、８・・
・・・・検出回路、　　　Ｓ・・・・・・検波回路、１
０・・・・・・Ａ／Ｄ変換器、１１・・・・・・リセッ
ト回路、１２・・・・・・ｃｐｕ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シート状絶縁体上に二つの平板電極を所定間隔を
   置いて設けてセンサ本体を形成し、この本体に、前記電
   極によって形成される容量によって発振周波数が決めら
   れる発振回路を接続した人体検出センサにおいて、前記
   電極上をシート状絶縁材で直接に被ったことを特徴とす
   る人体検出センサ。
2. （２）上記シート状絶縁材を床仕上げ材とし、床面に置
   かれたセンサ本体を被い隠すようにしたことを特徴とす
   る請求項（１）記載の人体検出センサ。
3. （３）上記請求項（１）または（２）記載の人体検出セ
   ンサの発振回路に検出回路を接続し、この検出回路は、
   前記発振回路出力に接続された検波回路と、この検波回
   路に接続されたＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器に接続さ
   れリセット回路が設けられたＣＰＵとから成り、前記リ
   セット回路をＯＮにすると、ＣＰＵは記憶内容を消却し
   、リセット回路をＯＦＦにすると、ＣＰＵは前記Ａ／Ｄ
   変換器出力データを新たに記憶し直し、その記憶値と順
   次入力するＡ／Ｄ変換器出力とを比較して出力すること
   を特徴とする人体検出センサ。