JPS63307384A - 物体検知装置 - 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〉 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
などに使用するための物体検知装置に関し、特に物体中
の人、犬、猫等の動物と机。

椅子１本等の静物を判断して、該物体中の動物を検知す
る物体検知装置に関するものでるる。

〈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５ものであるから、机、椅子
１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人が本体上に位置し
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。

く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
めのものであシ、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１本等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
圧が所定時間内に基準電圧より高い電圧若しくは低い電
圧の一方だけであれば上記静物が位置していると判断し
上記発生電圧が所定時間内に上記基準電圧よシ高い電圧
及び低い電圧にな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。

く作　用〉 上記のような構成の物体検知装置は、人、犬。

猫等の動物や机、椅子９本等の静物の物体により荷重が
印加されると圧電体が電圧を発生し、該圧電体の発生電
圧が所定時間内に基準電圧より高い電圧若しくは低い電
圧の一方だけであれば上記静物が位置していると判断手
段で判断し、上記圧電体の発生電圧が所定時間内に上記
基準電圧より高い電圧及び低い電圧になると上記動物が
位置していると上記判断手段で判断している。

〈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９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、電源の正
の端子に荷重・が印加されると電圧を発生する圧電体ｌ
の発生電圧がない時に該圧電体ｌの両端の電圧を基準電
圧（例えば５Ｖ）に設定するためのコンデンサ２・３．
抵抗４・５からなる基準電圧設定回路を介して上記圧電
体１の一方の出力端子６を接続するとともに電源の負の
端子を接続し、該電源の負の端子を接地し、該圧電体１
の他方の出力端子６に抵抗７・８・９．コンデンサｌＯ
・１１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ｌの発生
電圧を増幅する第１のオペアンプ１２の正の入力端子を
接続し、該オペアンプの負の入力端子に上記コンデンサ
ーＯを介して上記抵抗８と上記抵抗９との接続点を接続
し、該第■のオペアンプ１２の正の電源端子に上記電源
の正の端子を接続執該第１のオペアンプ＋２の負の電源
端子に上記電源の負の端子を接続し、該第１のオペアン
プ１２の負の入力端子と出力端子を接続し、該第１のオ
ペアンプ１２の出力端子にコンデンサ１３．抵抗１４を
介して該第１のオペアンプ■２の出力を逆位相（上記圧
電体重の正の発生電圧を負の電圧に、負の電圧を正の電
圧に）に反転させて増幅する第２のオペアンプ！５の負
の入力端子を接続し、該第２のオペアンプ＋５の正の入
力端子に上記圧電体ｌの一方の出力端子６１ｉＥ絖し、
該第２のオペアンプ１５の負の入力端子に該第２のオペ
アンプ１５の増幅率を可変する可変抵抗＋６．負帰還抵
抗１７を介して該第２のオペアンプ１５の出力端子を接
続し、該第２のオペアンプ１５の出力端子に抵抗Ｉ６を
介して該第２のオペアンプ１５からの入力が第１の設定
値以上（例えば７Ｖ以上）又は第２の設定値以下（例え
ば３ｖ以下）になシ計時手段の時計時間が所定時間を経
過するまでに上記第２のオペアンプ！５からの入力が該
３ｖ以下又は該７Ｖ以上になると人、犬。

猫等の動物が電気カーペット本体（図示せず）上に位置
していると判断して一定時間出力を行なうマイクロコン
ピュータ１９Ｃ以下マイコン１９と称す）の入力端子を
接続し、該マイコン！９の出力端子に該マイコン１９の
出力により上記電気カーペット本体に内設された発熱体
（図示せず）への通電を制御する制御回路（図示せず）
を接続し、該マイコン１９の正の電源端子に上記電源の
正の端子を接続し、該マイコン１９の負の電源端子に抵
抗２０を介して該マイコン１９の入力端子を接続すると
ともに上記電源の負の端子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１」何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
７体１を内股している。

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１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２１を撓みのない状態に引っ張って容器に仮シに
貼り付けておき、該圧電素子２１の両端に出力端子６ｔ
−接続し、上記圧電素子２Ｉを仮シに貼シ付けた容器に
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２２を形成するとともに該弾性体
２２ｔ−上記圧電素子２１に添着して該圧電素子２１を
該弾性体２２で覆って形成している。

上記のように形成した圧電体ｌは、第４図に示すように
机、椅子１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上で動いたシすると該圧電体
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Ｉ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シしたり該
電気カーペット本体上で該動物が動いたシするような動
作した時について説明すると、該動物が該電気カーペッ
ト本体上で動作をすると圧電体１に印加される荷重の印
加状態がかわシ該圧電体１０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７・８・９．コンデンサｌＯ・１１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ｌの発生電圧を第１のオペアンプ＋２で増
幅しＺ該第１のオペアンプ１２の出力の直流分を直流分
遮断コンデンサ１３で直流分を遮断し、該直流分遮断コ
ンデンサ１３を遮断した上記第１のオペアンプ１２の出
力を第２のオペアンプ！５で逆位相に反転させて可変抵
抗１６で設定した増幅率で増幅し、該第２のオペアンプ
１５からのマイコン１９への入力が第１の設定値の７ｖ
以上になシ、該マイコン１９がその旨を判断すると該マ
イコン１９は遅延時間の０．３秒が経過した後上記第２
のオペアンプ１５からの入力が第２の設定値の３ｖ以下
になっているかを判断し、該第２、のオペアンプ１５か
らの入力が該８ｖ以下であれば上記マイコン１９は上記
電気カーペット本体上に動物が位置していると判断して
該マイコン１９は一定時間（例えば５分間）出力を行な
い、該マイコン１９の出力により制御回路が上記電気カ
ーペット本体に内股された発熱体への通電を行ない、ま
た、上記第２のオペアンプ１５から上記マイコン１９へ
の入力が上記第１の設定値の７ｖ以上で遅延時間の０．
８秒経過した後上記第２のオペアンプ１５からの入力を
判断し該入力が上記第２の設定値の３ｖ以上であると上
記マイコン１９は上記第２のオペアンプ１５からの入力
が該第２の設定値以上であったこと金カウントし、該カ
ウントを行ない再び上記遅延時間の０３秒経過した後に
上記第２のオペアンプ１５からの入力が上記第２の設定
値の３ｖ以下であるか否かを判断し、該第２のオペアン
プ１５からの入力が該第２の設定値以上であるとこれを
カウントして上記動作を繰シ返し、該カウントが所定の
回数（実施例では１０回）になると上記マイコン１９は
上記電気カーペット本体上に上記動体が位置していない
と判断して該マイコン１９は出力を行なわず、上記制御
回路への該マイコン＋９からの入力がなく該制御回路は
上記発熱体への通電は行なわない。

そして、上記第２のオペアンプ１５からの入力が上記第
１の設定値の７ｖ以下であるか否かを判断し、該第１の
設定値の７ｖ以上であると次に該第２のオペアンプ１５
からの入力が上記第２の設定値の３ｖ以下であるか否か
を判断し、該第２の設定値の３ｖ以下であると上記マイ
コンＩ９が判断すると該マイコン１９は遅延時間の０．
３秒が経過した後上記第２のオペアンプ１５からの入力
が上記第１の設定値の７ｖ以上になっているか否かを判
断し、該第２のオペアンプ１５からの入力が該７ｖ以上
であれば上記マイコン１９は上記電気カーペット本体上
に動物が位置していると判断して該マイコン１９は一定
時間出力を行ない、該マイコン１９の出力により上記制
御回路が上記電気カーペット本体に内設された発熱体へ
の通電を行ない、また、上記第２のオペアンプＩ５から
上記マイコン＋９への入力が上記第２の設定値の３ｖ以
下で遅延時間の０．３秒経過した後上記第２のオペアン
プ１５からの入力を判断し、該入力が上記第璽の設定値
の７ｖ以下であると上記マイコン１９は上記第２のオペ
アンプ１５からの入力が該第１の設定値の７ｖ以下であ
ったことをカウントを行ない再び上記遅延時間の０．３
秒経過した後に上記第２のオペアンプ！５からの入力が
上記第１の設定値の７ｖ以上であるが否かを判断し、該
第２のオペアンプ１５からの入力が該第１の設定値の７
ｖ以下であるとこれをカウントして上記動作を繰り返し
、該カウントが所定の回数（５Ｊ！施例では１０回）に
なると上記マイコン１９は出力を行なわず、上記制御回
路への該マイコン１９からの入力がなく該制御回路は上
記発熱体への通電は行なわない。

次に机、椅子１本等の静物を上記カーペット本体上に載
置した際を説明すると、該静物が該電気カーペット本体
上に載置されると上記圧電体Ｉの発生電圧は一定の電圧
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ｌの発生電圧を上記第１のオペアン
プ１２で増幅し、該第１のオペアンプ１２の出力の直流
分を直流分遮断コンデンサ＋３で直流分を遮断し、該直
流分を遮断した該第１のオペアンプ１２の出力を逆位相
に反転させて可変抵抗１６で設定した増幅率で増幅し、
該第２のオペアンプ１５からのマイコン＋９への入力が
上記第１の設定値の７ｖ以上になシ、該マイコン１９が
その旨を判断すると該マイコン１９は遅延時間の０．３
秒経過した後上記第２のオペアンプ１５から上記マイコ
ン１９への入力が上記第２の設定値の３ｖ以下であるか
否かを判断するが上記圧電体■の発生電圧は一定の電圧
を発生するので上記第一２のオペアンプ１５からの入力
は上記第２の設定値の３ｖ以下にはならず、上記マイコ
ン１９は出力を行なわないから上記制御回路は上記発熱
体への通電は行なわない。

また、上記第２のオペアンプ１５から上記マイコン１９
への入力が上記第２の設定値の３ｖ以下であると上記圧
電体１０発生電圧は一定であるので該マイコン１９への
上記第２のオペアンプ１５からの入力は一定であり、上
記第１の設定値の７ｖ以上になることはなく該マイコン
夏９は出力を行なわない。

尚、上記一実施例のマイコン１９の遅延時間を０．５秒
、１秒等の適切な時間に設定してもよい。

〈発明の効果〉 本発明の動体検知装置は人、犬、猫等の動物や机、椅子
９本等の静物の物体により荷重が印加されると圧電体が
電圧を発生し、該圧電体の発生電圧が所定時間内に基準
電圧より高い電圧若しくは、　　低い電圧の一方だけで
あれば上記静物が位置していると判断手段で判断し、上
記圧電体の発生電圧が所定時間内に上記基準電圧より高
い電圧及び低い電圧になると上記動物が位置していると
上記判断手段で判断しているので上記動物と静物を区別
して判断することができるから、上記のような構成の物
体検知装置を電気カーペットの動物を検知するセンサー
に使用すれば、上記動物がカーペット本体に位置してお
らず上記静物だけが位置している際には発熱体への通電
を遮断させるので無駄な電力消費を防止することができ
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電圧を示す電圧波形図、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波形図、第７図及び第８図は第１図
のマイコンＩ９に入力される電圧波形図、第９図は本発
明の物体検知装置の動作を示すフローチャートである。 図中、ｌ：圧電体、Ｉ９：マイコン。 代理人　弁理士　杉　山　毅　至（他！名）第　１　図 第２１！１ 第　３Ｗ 第４図 第５ＷＩ 第６ｒＩＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、人、犬、猫等の動物や机、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
   物体検知装置に於いて、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所
   定時間内に基準電圧より高い電圧若しくは低い電圧だけ
   であれば上記静物が位置していると判断し上記発生電圧
   が所定時間内に上記基準電圧より高い電圧及び低い電圧
   にな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。