JPH11205116A - 人体センサ及び人体の検知方法 - Google Patents

人体センサ及び人体の検知方法

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JPH11205116A
JPH11205116A JP10005230A JP523098A JPH11205116A JP H11205116 A JPH11205116 A JP H11205116A JP 10005230 A JP10005230 A JP 10005230A JP 523098 A JP523098 A JP 523098A JP H11205116 A JPH11205116 A JP H11205116A
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JP
Japan
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antenna
human body
body sensor
unit
director
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Application number
JP10005230A
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English (en)
Inventor
Eiji Kasai
英治 笠井
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 距離が離れている所の人体を検知する。 【解決手段】 高周波発振器1から高周波信号を出力
し、アンテナ2より輻射する。人体Mが存在すると、ア
ンテナ2側のインピーダンスが変化し、アンテナ2で反
射する高周波信号の反射波が変化する。反射波センサ3
で、この反射波を検出し、信号増幅器4で増幅し、比較
器5で反射波の変化の有無により、人体の有無を判断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、人体センサ及び
人体の検知方法に関する。
【0002】
【従来の技術】本願発明者は、人体センサとして、検知
コイルとコンデンサからなるセンサ部と、このセンサ部
に伝送路を介して高周波信号を伝送する発振部と、この
発振部からの高周波信号がセンサ部で反射されて発振部
側に戻る反射信号を検出する反射波センサ部と、検出さ
れた反射信号を取り込んで信号処理する制御部とを備
え、制御部では反射信号レベルにより、例えば座席上の
人体有無を検出するものを開発し、すでに出願している
(特願平8−81112号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の人体セ
ンサは、金属物体、非金属物体、人体を区別して、確実
に検知できるが、検出距離が短い(10cm程度)の
で、遠く離れた地点、例えば道路を通過する人の検出に
は十分に検出できない、という問題があった。この発明
は、上記問題点に着目してなされたものであって、距離
が離れている例えば数m先でも検知できる人体センサ及
び人体検知方法を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】この出願の特許請求の範
囲の請求項1に係る人体センサは、高周波信号を出力す
る発振部と、この発振部からの高周波信号を受けるアン
テナ部と、このアンテナ部のインピーダンス変化に応じ
たアナログ信号を出力する検知部と、この検知部の出力
信号から人体の検知を行う制御部とから構成されてい
る。
【0005】また、請求項2に係る人体センサは、高周
波信号を出力する発振部と、この発振部からの高周波信
号を受けるアンテナ部と、このアンテナ部のインピーダ
ンス変化に応じたアナログ信号を出力する検知部と、こ
の検知部の出力信号から人体の検知を行う制御部と、前
記アンテナ部とは別に人体を挟む位置に導波器用アンテ
ナとから構成されている。
【0006】また、請求項12に係る人体検知方法は、
発振部で発生した高周波信号をアンテナ部に供給し、ア
ンテナ部から反射する反射波のレベルにより人体を検知
するようにしている。また、請求項13に係る人体検知
方法は、発振部で発生した高周波信号をアンテナ部に供
給し、外部の状況に応じて変化するアンテナ部の電圧又
は電流を検出し、この電圧又は電流により、人体を検知
するようにしている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態により、この発
明をさらに詳細に説明する。図1は、この発明の一実施
形態人体センサの構成を示すブロック図である。この人
体センサは、高周波発振器1と、アンテナ2と、反射波
センサ3と、信号増幅器4と、比較器5とから構成され
ている。反射波センサ3は、高周波発振器1の出力端と
アンテナ2間に接続される一次コイル31と、この一次
コイル31に結合される二次コイル32と、この二次コ
イル32に並列に接続され、一端が接地される抵抗33
と、この抵抗33の他端と信号増幅器4間に接続される
一次コイル34とダイオード35の直列回路と、一次コ
イル34とダイオード35の接続点と接地間に接続され
るダイオード36と、ダイオード35の出力(カソー
ド)側と接地間に接続されるコンデンサ37と、アンテ
ナ2と接地間に接続され、一次コイル34に結合される
二次コイル38とから構成されている。反射波センサ3
は検知部に相当し、信号増幅器4及び比較器5は制御部
に相当する。
【0008】この人体センサでは、高周波発振器1から
発せられた高周波信号は、アンテナ2より放射される。
アンテナ2の近傍を人体Mが通過すると、アンテナ2の
インピーダンスが変化する。このインピーダンスの変化
により、発振器1からの高周波信号がアンテナ2で反射
して戻る反射波のレベルが変化する。この反射波を反射
波センサ3で検出し、検出信号を信号増幅器4で増幅し
て、比較器5で検出信号と基準レベルとを比較し、比較
結果により人体Mが存在するか否かを示す信号を出力す
る。
【0009】図2は、この発明の他の実施形態人体セン
サを示すブロック図である。この人体センサは、発振器
1aとしてPLL高周波発振器を用いたこと、比較器5
の代わりにA/D変換機能付きCPU5aを用いている
が、他は図1に示した人体センサと同様である。図3
は、この発明のさらに他の実施形態人体センサを示すブ
ロック図である。この人体センサは、高周波発振器1
と、アンテナ2と、反射波センサ3と、信号増幅器4
と、比較器5とを備える点で、図1に示した人体センサ
と全く同様である。この実施形態人体センサでは、アン
テナ2よりさらに離れた地点に配置されるアンテナ2a
を設けたことが特徴である。アンテナ2とアンテナ2a
の距離は、0.1λ〜5λ(λ:波長)に設定される。
【0010】この実施形態人体センサにおいて、アンテ
ナ2とアンテナ2aの間を人体Mが通過すると、図1に
示したアンテナ2、1個の場合に比し、アンテナのイン
ピーダンスの変化が激しくなる。したがって、より高感
度に人体検知を行うことができる。図4は、図2で示し
た人体センサにおいて、アンテナ2の他にもう1つのア
ンテナ2aを配置したものである。図3の人体センサと
同様に、高感度に人体検知を行うことができる。
【0011】図1ないし図4の人体センサの発振器1
は、高周波信号の周波数を10MHZ〜10GHZとす
ることが望ましい。図1ないし図4の人体センサでは、
アンテナ2は人体が近傍に存在するときに共振し、かつ
反射波が50%を下回るようにすることが望ましい。も
っとも、人体が存在する時、何もない時、あるいはその
他目的とする物質が存在する時、のいずれかの時に、反
射波が一番小さくなるようにしてもよい。
【0012】図5は、この発明の他の実施形態人体セン
サを示すブロック図である。この人体センサは、高周波
発振器1と、アンテナ2と、検知部3と、信号増幅器4
と、比較器5とから構成されている。検知部3は、一次
コイル31と二次コイル32からなる実数トランス30
と、二次コイル32に並列接続され、一端が接地される
抵抗33と、この抵抗33の他端にアノードが接続さ
れ、カソードが信号増幅器4の入力に接続されるダイオ
ード35と、このダイオード34と接地間に接続される
コンデンサ37とを備えている。
【0013】この実施形態人体センサで、アンテナ2の
近傍に人体Mが接近すると、アンテナ2のインピーダン
スが変化する。インピーダンスの実数変化を実数トラン
ス30で電圧として捕らえ、この電圧を検出して、信号
増幅器4で増幅して、比較器5で、その電圧レベルから
人体の有無や他物質との区別を行う。同様に、発振器1
に流れる電流を測定することにより、インピーダンスの
変化を検出し、人体検知を行うことができる。
【0014】上記実施形態人体センサで使用するアンテ
ナは、図6に示すように輻射器単体6のみの場合、輻射
器6に直交する方向に、前後同じ大きさの8の字型の電
界パターンをつくる。したがって、輻射器6の前後方向
に人体が接近すると、これを検知できる。アンテナが図
7の(a)に示すように、輻射器6の他に反射器7を設
けた場合には、反射器7とは逆方向に指向性の大なる電
界パターンを得ることができる。また、図7の(b)に
示すように、輻射器6の他に導波器8を設けた場合は、
導波器と同方向に指向性の大なる電界パターンを得るこ
とができる。指向性の大なる方向からの人体の到来をよ
り高感度に検知できる。なお、ここで反射器7は輻射器
6の長さの1.02〜1.08倍の長さに、導波器8は
輻射器6の0.92〜0.98倍の長さに設定される。
【0015】また、図8に示すように、輻射器6の前後
に、反射器7と導波器8を配置すると、導波器8側によ
り指向性の高い電界パターンを得ることができる。ま
た、図9に示すように、反射器7、導波器8の他に、さ
らに第2の導波器8aを設けると、導波器8側にさらに
指向性の高い電界パターンを得ることができる。この第
1導波器8の長さは、上記したように輻射器6の0.9
2〜0.98倍の長さに設定され、第2導波器8aは第
1導波器8の1.0〜0.92倍の長さに設定される。
【0016】また、アンテナの輻射器6のエレメント6
aの中間か〔図10の(a)〕、エレメント6aの端部
か〔図10の(b)〕、あるいはエレメント6aの給電
部〔図10の(c)〕に、コイル9を設けることによ
り、短縮アンテナとできる。この場合、発振周波数に対
して、小型のアンテナとすることができる。逆に、図1
1のように、エレメント6aの中間にコンデンサ10を
接続することにより、延長アンテナとできる。この場
合、発振周波数に対して、大型のアンテナとすることが
できる。
【0017】また、上記実施形態で使用するアンテナ
は、図12に示すように、135°の位相給電を行うエ
レメント6a、6bのアンテナ、ログペリアアンテナP
Lでも良い。さらに、ループアンテナ、パラボラアンテ
ナ、バイコニカルアンテナ等を用いてもよい。
【0018】
【発明の効果】特許請求の範囲の請求項1、請求項12
及び請求項13に係る発明によれば、数m先の人体有無
が検知でき、また人体と物質の区別も行うことができ
る。また、アンテナ部を自由な大きさにでき、アンテナ
に指向性を持たせることにより、高感度検出ができ、検
出範囲も限定できる。また、他の人体センサと比較して
低価格化が可能であり、かつ微弱電波で検出が可能であ
る。
【0019】また、請求項2によれば、人体を挟む位置
に、アンテナ部とは別に導波器用アンテナを有するの
で、上記効果の他に、かなり離れた位置の人体をより高
感度に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態人体センサの構成を示す
ブロック図である。
【図2】この発明の他の実施形態人体センサの構成を示
すブロック図である。
【図3】この発明のさらに他の実施形態人体センサの構
成を示すブロック図である。
【図4】この発明のさらに他の実施形態人体センサの構
成を示すブロック図である。
【図5】この発明のさらに他の実施形態人体センサの構
成を示すブロック図である。
【図6】上記各実施形態人体センサに使用されるアンテ
ナの電界パターンを示す図である。
【図7】上記各実施形態人体センサに使用される他のア
ンテナの電界パターンを示す図である。
【図8】上記各実施形態人体センサに使用されるさらに
他のアンテナの電界パターンを示す図である。
【図9】上記各実施形態人体センサに使用されるさらに
他のアンテナの電界パターンを示す図である。
【図10】上記各実施形態人体センサに使用されるさら
に他のアンテナを示す図である。
【図11】上記各実施形態人体センサに使用されるさら
に他のアンテナを示す図である。
【図12】上記各実施形態人体センサに使用されるさら
に他のアンテナを示す図である。
【符号の説明】
1 高周波発振器 2 アンテナ 3 反射波センサ 4 信号増幅器 5 比較器

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高周波信号を出力する発振部と、この発振
    部からの高周波信号を受けるアンテナ部と、このアンテ
    ナ部のインピーダンス変化に応じたアナログ信号を出力
    する検知部と、この検知部の出力信号から人体の検知を
    行う制御部とを有する人体センサ。
  2. 【請求項2】高周波信号を出力する発振部と、この発振
    部からの高周波信号を受けるアンテナ部と、このアンテ
    ナ部のインピーダンス変化に応じたアナログ信号を出力
    する検知部と、この検知部の出力信号から人体の検知を
    行う制御部と、前記アンテナ部とは別に人体を挟む位置
    に導波器用アンテナとを有する人体センサ。
  3. 【請求項3】前記発振部は、発振周波数を10MHz〜
    10GHzの範囲に設定するものである請求項1又は請
    求項2記載の人体センサ。
  4. 【請求項4】前記アンテナ部は、人体が近傍に存在する
    時に共振し、かつ反射波が50%を下回るものである請
    求項1又は請求項2記載の人体センサ。
  5. 【請求項5】前記アンテナ部は、輻射器と反射板又は輻
    射器と反射器を備えたことを特徴とする請求項1又は請
    求項2記載の人体センサ。
  6. 【請求項6】前記アンテナ部は、導波器を備えたことを
    特徴とする請求項1、請求項2又は請求項5記載の人体
    センサ。
  7. 【請求項7】前記アンテナ部及び導波器用アンテナのエ
    レメントにコイルを設け発振周波数に対して小型のアン
    テナや導波器用アンテナであることを特徴とする請求項
    1又は請求項2記載の人体センサ。
  8. 【請求項8】前記アンテナ部及び導波器用アンテナのエ
    レメントにコンデンサを設け、発振周波数に対して大型
    のアンテナや導波器用アンテナであることを特徴とする
    請求項1又は請求項2記載の人体センサ。
  9. 【請求項9】前記アンテナ部は、各エレメントに同時給
    電することを特徴とする請求項1、請求項2、請求項5
    又は請求項6記載の人体センサ。
  10. 【請求項10】前記導波器用アンテナは、アンテナ部の
    共振周波数よりも1〜10%高い共振周波数であること
    を特徴とする請求項2記載の人体センサ。
  11. 【請求項11】前記導波器用アンテナは、アンテナ部の
    導波器と同一の共振周波数であることを特徴とする請求
    項2又は請求項6記載の人体センサ。
  12. 【請求項12】発振部で発生した高周波信号をアンテナ
    部に供給し、アンテナ部から反射する反射波のレベルに
    より人体を検知する人体検知方法。
  13. 【請求項13】発振部で発生した高周波信号をアンテナ
    部に供給し、外部の状況に応じて変化するアンテナ部の
    電圧又は電流を検出し、この電圧又は電流により、人体
    を検知する人体検知方法。
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Cited By (6)

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