JPH0627864B2 - 物体検知装置 - Google Patents

物体検知装置

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JPH0627864B2
JPH0627864B2 JP62081922A JP8192287A JPH0627864B2 JP H0627864 B2 JPH0627864 B2 JP H0627864B2 JP 62081922 A JP62081922 A JP 62081922A JP 8192287 A JP8192287 A JP 8192287A JP H0627864 B2 JPH0627864 B2 JP H0627864B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は電気カーペットや電気座蒲団等の電気暖房器,
玄関や入口等に物体が位置していることを検知する装置
などに使用する物体検知装置に関し、特に物体中の人,
犬,猫等の動物のみを検知して該物体中の動物の有無を
検知する物体検知装置に関するものである。
<従来の技術> 従来の物体検知装置の一例を電気カーペットに使用した
例を掲げて説明すると、電気カーペットの本体に発熱体
を内設し、該本体に荷重が印加されると閉成して該発熱
体への通電を行ない荷重の印加がなくなると開成して該
発熱体への通電を遮断する感圧スイッチを設けて構成し
ている。
<発明が解決しようとする問題点> 上記のような構成の物体検知装置を使用した電気カーペ
ットであれば、荷重が印加されると感圧スイッチは閉成
して発熱体への通電を行なうものであるから机,椅子,
本等の静物が本体上に位置していると、人,犬,猫等の
動物が本体上に位置していなくても該静物の荷重によっ
て上記感圧スイッチは閉成して該動物が本体上に位置し
ていないのに上記発熱体への通電を行なってしまい無駄
な電力が消費されるという欠点があった。
本発明は上記のような欠点を除去した物体検知装置を提
供することを目的とするものである。
<問題点を解決するための手段> 本発明の物体検知装置は上記のような欠点を解決するた
めのものであり、その内容を本発明の物体検知装置の一
実施例を示す第1図とともに説明する。
本発明の物体検知装置は第1図に示すように、人,犬,
猫等の動物や机,椅子,本等の静物の物体により荷重が
印加されると電圧を発生する圧電体を設け、該圧電体の
発生電圧が設定値以上になったことを検知する検知手段
を設け、該検知手段の上記圧電体の発生電圧が設定値以
上時の一方の出力が入力されると所定時間を計時する計
時手段を設け、上記検知手段の一方の出力が入力されて
該計時手段が計時する所定時間内に上記検知手段の上記
圧電体1の発生電圧が設定値以上時の他方の出力が入力
されると上記動物が位置していると判断する判断手段を
設けて構成している。
<作用> 上記のような構成の物体検知装置であれば、圧電体1に
物体により荷重が印加されると該圧電体1は電圧を発生
し、該圧電体の発生電体が設定値以上になったことを検
知手段で検知してその旨を出力し、該検知手段の上記圧
電体1の発生電圧が設定値以上時の一方の出力が入力さ
れると所定時間を計時手段で計時し、上記検知手段の一
方の出力が入力されて該計時手段が計時する所定時間内
に上記検知手段の上記圧電体1の発生電圧が設定以上時
の他方の出力が入力されると判断手段が上記動物が位置
していると判断して該動物のみを検知する。
<実施例> 本発明の物体検知装置の一実施例を電気カーペットにお
いて使用した例を挙げて第1図乃至第11図とともに説
明する。
本発明の物体検知装置は第1図に示すように、荷重が印
加されると電圧を発生する圧電体1の一方の出力端子2
に抵抗3・4・5,コンデンサ6からなる電源周波数の
影響により発生する雑音を除去するローパスフィルタを
介して上記圧電体1の発生電圧を増幅する第1のオペア
ンプ7の正の入力端子を接続し、上記圧電体1の他方の
出力端子2を接地するとともに上記コンデンサ6を介し
て該第1のオペアンプ7の正の入力端子に接続し、該第
1のオペアンプ7の正の電源端子に電源の正の端子を接
続し、該第1のオペアンプ7の負の電源端子に電源の負
の端子を接続し、該第1のオペアンプ7の負の入力端子
を該第1のオペアンプ7の出力端子に接続し、該第1の
オペアンプ7の出力端子にコンデンサ8を介して上記抵
抗4と上記抵抗5との接続点を接続し、該第1のオペア
ンプ7の出力端子にコンデンサ9,抵抗10を介して該
第1のオペアンプ7の出力を逆位相(上記圧電体1の正
の発生電圧を負の位相に負の発生電圧を正の位相に)に
反転させて増幅する第2のオペアンプ11の負の入力端
子を接続し、該第2のオペアンプ11の正の入力端子を
上記圧電体1の他の出力端子に接続し、該第2のオペア
ンプ11の正の入力端子と該第2のオペアンプ11の出
力端子との間に負帰還抵抗12を接続し、該第2のオペ
アンプ11の出力端子に該第2のオペアンプ11からの
入力が正の設定値以上になるとローレベル(以下Lレベ
ルと称す)の出力をハイレベル(以下Hレベルと称す)
の出力にする第1のコンパレータ13の正の入力端子を
接続し、上記第2のオペアンプ11の出力端子に該第2
のオペアンプ11からの入力が負の設定値以上になると
Lレベルの出力をHレベルの出力にする第2のコンパレ
ータ14の負の入力端子を接続し、該第2のコンパレー
タ14の出力端子に該第2のコンパレータ14若しくは
上記第1のコンパレータ13のどちらか一方のHレベル
の出力が入力されると計時を行ない所定時間(例えば3
秒)経過するまでに他方のHレベルの出力が入力される
と人,犬,猫等の動物が位置しているものと判断してL
レベルの出力からHレベルの出力にするマイクロコンピ
ュータ15(以下マイコン15と称す)の一方の入力端
子Aを接続し、該マイコン15の他方の入力端子Bに上
記第1のコンパレータ13の出力端子を接続し、該マイ
コン15の出力端子に該マイコン15からHレベルの出
力が入力されると電気カーペット本体(図示せず)に内
設された発熱体(図示せず)への通電を一定時間行なう
制御回路(図示せず)を接続し、上記マイコン15の正
の電源端子に電源の正の端子を接続し、該マイコン15
の負の電源端子に電源の負の端子を接続し、上記第1の
コンパレータ13の負の入力端子に抵抗16を介して電
源の正の端子を接続するとともに抵抗17,18を介し
て電源の負の端子を接続し、該第1のコンパレータ13
の負の入力端子と正の入力端子との間に該負の入力端子
から該正の入力端子へ順方向にダイオード19を接続
し、上記第2のコンパレータ14の正の入力端子に抵抗
20,21を介して電源の正の入力端子を接続するとと
もに抵抗22を介して電源の負の端子を接続し、該第2
のコンパレータ14の正の入力端子と負の入力端子との
間に該負の入力端子から該正の入力端子へ順方向にダイ
オード23を接続して構成しており、上記構成の物体検
知装置を上記制御回路とともに上記電気カーペット本体
の隅部に設けられた操作部(図示せず)に設け、該電気
カーペット本体の全面に渡って上記圧電体1を内設して
いる。
上記構成の圧電体1は第2図及び第3図に示すように
人,犬,猫等の動物や机,椅子,本等の静物の物体によ
り荷重が印加されると電圧を発生するポリフッ化ビニリ
デン,ポリ四フッ化エチレン等をフィルム状に形成した
圧電素子24を撓みのない状態に引っ張って容器に仮り
に貼り付けておき、該圧電素子24の両端に出力端子2
を接続し、上記圧電素子24を仮りに貼り付けた容器に
ウレタン,シリコン等を溶かした溶剤を注入し、これを
燃焼させ固体の弾性体25を形成するとともに該弾性体
25を上記圧電素子24に添着して該圧電素子24を該
弾性体25で覆って形成している。
上記のように形成した圧電体1は、第4図に示すように
机,椅子,本等の静物が該圧電体1上に位置している間
一定電圧を発生し、また、第5図に示すように人,犬,
猫等の動物が上記圧電体1上で動いたりすると該圧電体
1に印加される荷重の印加状態がかわり発生電圧が変化
し、そして第6図に示すように上記圧電体1は周囲温度
が上昇すると該圧電体1の圧電素子24が伸びて電圧を
発生する。
上記のような構成の電気カーペットの動作を説明する。
まず、動物が電気カーペット本体上に乗り降りしたり該
電気カーペット本体上で該動物が動いたりするような動
作した時について説明すると、該動物が該電気カーペッ
ト本体上で動作すると圧電体1に印加される荷重の印加
状態がかわり発生電圧が変化し、該圧電体1の発生電圧
は電源周波数の影響による雑音を含んでいるので抵抗3
・4・5,コンデンサ6からなるローパスフィルタで該
雑音を除去し、該雑音を除去した上記圧電体1の発生電
圧を第1のオペアンプ7で増幅し、該第1のオペアンプ
7により増幅された該圧電体1の発生電圧を第2のオペ
アンプ11で第7図に示すように逆位相に反転させて増
幅し、該第2のオペアンプ11からの入力が第1のコン
パレータ13の正の設定値以上になると該第1のコンパ
レータ13は第8図に示すようにLレベルの出力からH
レベルの出力になり、該第1のコンパレータ13からマ
イコン15の入力端子BにHレベルの入力があると該マ
イコン15は計時を開始し、該マイコン15の入力端子
Aに第2のコンパレータ14からHレベルの入力がない
と該マイコン15は計時を引き続き行ない、上記第2の
オペアンプ11の出力が正の出力から負の出力にかわ
り、該第2のオペアンプ11からの入力が負の設定値以
上になると上記第2のコンパレータ14はLレベルの出
力からHレベルの出力になり、該第2のコンパレータ1
4から上記マイコン15の入力端子Aに所定時間の3秒
が経過するまでにHレベルの入力があると、該マイコン
15は動物が電気カーペット本体上に位置していると判
断して該マイコン15はHレベルの出力を行ない、該マ
イコン15からHレベルの出力が入力されることにより
制御回路は発熱体への通電を一定時間行ない、該一定時
間経過して上記マイコン15からHレベルの出力が入力
されると上記発熱体に引き続いて通電を行ない、上記第
2のコンパレータ14から上記マイコン15の入力端子
AにHレベルの入力があり、上記第1のコンパレータ1
3から該マイコン15の入力端子BにHレベルの入力が
なく3秒経過すると該マイコン15は上記電気カーペッ
ト本体上に動物が位置していないと判断して該マイコン
15はLレベルの出力のままであり、上記制御回路は上
記発熱体への通電を遮断する。また上記マイコン15の
入力端子Aに初めに上記第2のコンパレータ14からH
レベルの入力があると該マイコン15は計時を行ない、
該マイコン15の入力端子Bに上記コンパレータ13か
らHレベルの入力がないと引き続き計時を行ない、該マ
イコン15の入力端子Bに3秒経過するまでに上記第1
のコンパレータ13からHレベルの入力があると該マイ
コン15はHレベルの出力を行ない、該マイコン15の
入力端子Aに上記第2のコンパレータ14からHレベル
の入力があり、該マイコン15の入力端子Bに3秒経過
しても上記第1のコンパレータ13からHレベルの入力
がないと該マイコン15はLレベルの出力のままでHレ
ベルの出力は行なわない。
次に温度変化による上記圧電体1の発生電圧による動作
を説明すると、発熱体の温度上昇により該圧電体1は正
の電圧を発生し、該発熱体の温度が上昇を続けると該圧
電体1の発生電圧は増加し、該圧電体1の発生電圧は電
源周波数の影響による雑音を含んでいるので上記ローパ
スフィルタで該雑音を除去し、該雑音を除去した圧電体
1の発生電圧を第1のオペアンプ7で増幅し、該第1の
オペアンプ7により増幅された該圧電体1の電圧を第2
のオペアンプ11で逆位相(上記圧電体1は上記発熱体
の温度上昇により正の電圧を発生しているので負の電圧
に)に反転させて増幅し、該第2のオペアンプ11から
の入力が第2のコンパレータ14の負の設定値以上にな
ると該第2のコンパレータ14はLレベルの出力からH
レベルの出力になり、第2のコンパレータ14からマイ
コン15の入力端子AにHレベルの入力が行なわれるか
ら該マイコン15は計時を行ない、上記第2のオペアン
プ11の出力は負の出力であるので第1のコンパレータ
13はLレベルのままの出力であり、上記圧電体1の発
生電圧は正の発生電圧のみであるから上記第2のオペア
ンプ11は負の出力しか行なわず、上記第1のコンパレ
ータ13はLレベルの出力からHレベルの出力にかわる
ことはなく上記マイコン15の入力端子AにHレベルの
入力がされて3秒経過しても該マイコン15の入力端子
Bに上記第1のコンパレータ13からHレベルの入力は
なく該マイコン15はLレベルの出力のままでHレベル
の出力は行なわない。
そして、机,椅子,本等の静物を上記電気カーペット本
体上に載置すると載置された時は該電気カーペット本体
の発熱体への通電は行なわれるが該電気カーペット本体
に内設された圧電体1の発生電圧は一定の正の出力のみ
を発生し、該発生電圧は電源周波数による雑音を含んで
いるので上記のローパスフィルタで該雑音を除去し、該
雑音を除去した圧電体1の発生電圧を第1のオペアンプ
7で増幅し、該オペアンプ7により増幅された該圧電体
1の発生電圧をオペアンプ11で逆位相(該圧電体1は
一定の正の発生電圧を出力しているので負の電圧に)に
反転して増幅し、該オペアンプからの入力が第2のコン
パレータ14の負の設定値以上になると該第2のコンパ
レータ14はLレベルの出力からHレベルの出力にな
り、該第2のコンパレータ14からマイコン15の入力
端子AにHレベルの入力が行なわれ該マイコン15は所
定時間の計時を行ない、上記オペアンプ11の出力が負
の出力であるから第1のコンパレータ13はLレベルの
出力のままであり、上記圧電体1の発生電圧は正の発生
電圧のみであるから上記マイコン15の計時時間が所定
時間の3秒を経過しても該マイコン15の入力端子Bに
上記第1のコンパレータ13からHレベルの出力が入力
されることはなく上記電気カーペット本体上に上記動物
が位置していないと判断して該マイコン15はLレベル
の出力のままでHレベルの出力は行なわない。
尚、上記一実施例のマイコン15の所定時間を5秒,1
0秒等の適切な時間に設定してもよい。
<発明の効果> 本発明の物体検知装置は上記のような構成であるから、
位置しているのが動物であるのか静物であるのかの区別
を極めて簡単な構成で確実に行うことができ、しかもそ
の区別を電圧の変化と時間の変化としてとらえるので、
マイコン化等による物体検知装置として回路化が極めて
容易に行え、マイコンの使用した電気カーペット等にお
いてはそのマイコンの一部の機能を使用して組み込むこ
とができ、物体検知装置の付加を簡単な構成の付加で極
めて容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の物体検知装置の一実施例を示す回路
図、第2図は第1図の圧電体を示す縦断面図、第3図は
第1図の圧電体を示す横断面図、第4図は第1図の圧電
体が静物の載置により発生する圧電を示す電圧波形図、
第5図は第1図の圧電体が動物の動作により発生する電
圧を示す電圧波形図、第6図は第1図の圧電体が温度変
化により発生する電圧を示す電圧波形図、第7図は第1
図の第2のオペアンプの出力を示す電圧波形図、第8図
は第1図の第1のコンパレータの出力を示す電圧波形
図、第9図は第1図の第2のコンパレータの出力を示す
電圧波形図、第10図は第1図のマイクロコンピュータ
の出力を示す電圧波形図、第11図は本発明の動体検知
装置の動作を示すフローチャートである。 図中、1:圧電体、11:第2のオペアンプ、13:第
1のコンパレータ、14:第2のコンパレータ、15:
マイクロコンピュータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】人,犬,猫の動物や机,椅子,本等の静物
    の物体によって印加される荷重により該物体の有無を検
    知する物体検知装置において、上記物体により荷重が印
    加されると電圧を発生する圧電体と、該圧電体の発生電
    圧が設定値以上になったことを検知する検知手段と、該
    検知手段の設定値以上の出力が入力されると所定時間を
    計時する計時手段と、該計時手段が計時する所定時間内
    に上記検知手段より次の出力が入力されると上記動物が
    位置していると判断する判断手段とを備えたことを特徴
    とする物体検知装置。
JP62081922A 1987-04-02 1987-04-02 物体検知装置 Expired - Fee Related JPH0627864B2 (ja)

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