JPH0318788A - 在室検出装置 - 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 本発明は室内の人体の有無を判断し、負荷への電力供給
を制御する在室検出装置に関するものである。

従来の技術 従来のこの種の在室検出装置は、たとえば第７図に示す
ような構戊であった。な釦在室検出装置の負荷としては
、照明，換気扇，エアコン，空気調和機．空気清浄機，
警報装置等、種々のものが考えられるが、ここでは照明
を負荷として説明することとする。

従来の在室検出装置は、遠赤外線の変動を検出する焦電
センサを利用して釦シ、第７図に示すように、部屋７１
に存在する入体７２の体温として発生する遠赤外線を、
部屋７１の壁面７１′に設置され焦電センサを内蔵した
在室検出装置７３によシ検出している。この在室検出装
置７３には、ＡＣ電源線７６から電力が供給され、負荷
電線７６′によって照明７７が接続されている。そして
在室検出装置７３の人体了２の在室判断結果によって、
人体７２が存在すると判断した場合には、照明７７に電
力供給を行って点灯し、人体了２が存在しないと判断し
た場合には、照明了７の電力供給を停止して消灯する。

なか、第７図κかいて点線７８は在室検出装置了３内の
焦電センサの人体検出範囲を示している。

発明が解決しようとする課題 このような従来の構或では、在室検出装置７３が遠赤外
線の変動だけを検出する焦電センサを使用しているため
、部屋７１の中に人体７２が存在していても、静止した
ｉｔで動作していなければ在室と判断できず、人体７２
が在室にもかかわらず照明７７への電力供給を停止して
し壕い、また人体検出範囲７８をはずれた位置の人体７
２は検出できない。さらに部屋７１に存在する人数は判
断できず、照明の微妙な制御（照度制御や点燈数制御、
筐た仮に負荷をエアコンとすれば、在室人数に応じた冷
暖房の能力制御）が不可能であった。

本発明は上記課題を解決するもので、部屋内の人体存在
を確実に判断し、その人数を正確に検知でき、その人数
に応じた照明等の負荷の微妙な制御を可能とすることを
目的とするものである。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明は、部屋の天井面釦よ
び床面に張設された導電性フィルムと、この導電性フィ
ルム間の静電容量を検出する容量検出手段と、この容量
検出手段からの出力信号を入力とし、前記部屋内の人体
の有無釦よび人数を判断する在室判断手段と、この在室
判断手段の判断結果にもとづき、負荷への電力供給を制
御する電力制御手段とからなる在室検出手段を構威した
ものである。

作　　用 この構或によシ、部屋の天井面および床面に張設された
導・電性フィｌレム間の静電容量の人体在室による変化
を容量検出手段によ９検出し、この容量検出手段の部屋
内の静電容量検出結果にもとづき、在室判断手段によっ
て人体在室の有無ち・よびその人数を判断し、この在室
判断手段の判断結果にもとづき、電力制御手段によって
負荷への電力供給を制御することとなる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図にもとづき説
明する。

第１図にふ・して、部屋１の壁面１Ａに在室検出装置の
コントローラ５が設置されている。このコントローラ５
には、部屋１内の静電容量の変化を検出するために、部
屋１の天井面１Ｂに張設された導電性フィルムＡ３が信
号線Ａ４によって、かつ床面１Ｃに張設された導電性フ
ィルムＢ　３’が信号線Ｂ４′によって接続されている
。壕たコントローラ５ぱ、ＡＣ電源線６によって電力が
供給され、負荷電線６′に接続された照明７への電カ供
給を制御するように構或されている。な釦第１図に釦い
て、２は検出対象となる人体を示す。

上記在室検出装置は、後述するように人体在室の検出か
よびその人数を判断するが、その基本原理を第２図にも
とづき説明する。

部屋１内に人体２が存在しない場合、第２図ａに示すよ
うに、導電性フィルムＡ３・導電性フィルムＢ　３１間
（以後、導電性フィルムＡ３・Ｂ３′間と記載する）の
静電容量は、部屋１内の誘電率，導電性フィルムＡ３・
Ｂ　３’間の距離等一定であシ、一定値Ｃ。となる。部
屋１内に人体２が１人存在する場合には、第２図ｂに示
すように、導電性フィルムＡ３・Ｂ　３’間の静電容量
に、人体２在室による部屋１内の誘電率の変化、釦よび
人体２存在による導電性フィルムＡ３・Ｂ　３’間の相
対的な距離接近によって０１となる。ここでＣ。

とＣ　の関係は、一般にＣ０〈Ｃ１となる。１た在１ 室人数増加に対する４電性フィルムＡ３・Ｂ　３’間の
静電容量Ｃぱ、第２図Ｃに示すように、在室人数に対し
て増加する（０人→Ｃ０、１人→Ｃ１・・・・・・・・
・ｎ人→Ｃｎ：ＣｏくＣ１〈・・・・・・・・・くＣｎ
）８以上のように、導電性フィルムＡ３・ＢＳｌ間の静
電容量の変化を検出することによシ、部屋１内の人体２
の有無の検出釦よび在室人数の判断が可能となる。

つぎに、本実施例の在室検出装置に使用する導電性フィ
ルムの構或を第３図にもとづき説明する。

導電性フィルムＡ３は第３図ａに示すように構威されて
いる。すなわち、２枚の極薄のプラスチックフィルム８
間にアＩレミ蒸着層９をはさみ込み、信号線Ａ４をアル
ミ蒸着層９に接続し、全体として完全な絶縁構造として
いる。導電性フィルムＢ　３’を第３図ｂに示すが、こ
の導電性フィルムＢ　３’は、人体２との電気的結合を
強くして導電性フィルムＡ３・Ｂ　３’間の人体２の有
無かよび人数による静電容量の変化を効率よく検出でき
るように絶縁構造とはせず、床面１０に導電性のゴム製
フィルム１１を張設し、このゴム製フィルム１１と床面
１０との間に挿入した金属端子１２に、信号線Ｂ　４’
を接続して構威されている。

つぎに、在室検出装置のコントローラ５の基本構或を第
４図にもとづき説明する。導電性フィルムＡ３および導
電性フィルムＢ３′を信号線Ａ４および信号線Ｂ　４’
を介して接続し、その構或要素である容量検出手段１３
によって部屋１の静電容量情報を得ている。この情報に
よって容量検出手段１３から信号を出力し、この信号を
つぎに接続された在室判断手段１４が受信して、その静
電容量を基準値に対し比較，演算することにより、部屋
１内の人体２の有無の検出および在室人数の判断を行い
、その判断結果に応じて負荷である照明７の電力制御方
法を、つぎに接続された電力制御手段１６によって決定
し、実行する。

つぎに、本実施例の在室検出装置の主要回路を第６図に
もとづき説明する。図にｂｚで、容量検出手段１３はＣ
Ｒ発振器１６，周波数・電圧変換器１７，アナログ・希
ジタル変換器１８で構戊されておシ、部屋１の静電容量
はＯＲ発振器１６によシ周波数変換され、次段の周波数
・電圧変化器１７で電圧信号へと変換される。さらに次
段のアナログ・ディジタル変換器１８でディジタル信号
に変換され、次段の在室判断手段１４の本体となるマイ
クロコンピュータ１９に入力される。このマイクロコン
ピュータ１９はＣＰＵ　，ＲＯＭ　，ＲＡＭ、入出力ボ
ート等を１チップに構或したいわゆる１チップマイクロ
コンピュータであり、入力された部屋１の静電容量情報
としてのディジタル信号を基準値に対して比較・演算し
て、部屋１内の人体２の有無および在室人数を判断し、
その判断結果を次段に接続された電力制御手病１５に送
る。電力制御手段１５は負荷である照明をＯＮ，ＯＦＦ
制御するために、フォトカプラ２０とリレー２１で構或
され、マイクロコンピュータ１９からの信号をフォトカ
プラ２０で受け、交流電源に接続されたリレー２１［を
ＯＮすることによって照明７Ｋ電力を供給することとな
る。

上記にかいて第２にもとづき人体在室の検出釦よび在室
人数判断の原理説明をしたが、つぎにその具体的な方法
について第６図にもとづき説明をする，、 導電性フィルムＡ３・Ｂ　３’間の静電容量の変化は、
容量検出手段１３で検出されて在室判断手段１４に取シ
込まれるわけであるが、静電容量の変化は容量検出手段
１３の周波数・電圧変換器１７の出力電圧（以降Ｆ／Ｖ
ＯＵＴと書く）の変化を受信することによって検出でき
、在室判断手段１４の本体となるマイクロコンピュータ
１９での判断処理もＦ／ＶＯＵＴの変化を検知して行な
われる。

すなわちＦ／Ｖ　ＯＵＴと在室人数の関係は、第６図ａ
に示すように部屋１内に人体２が不在である場合にはＦ
／ＶＯＵＴがｖ０で、在室人数が１人．２人と増加する
ごトｙｃ　Ｆ　／　Ｖ　ＯＵＴ　カＶ１，　Ｖ２．−．
・・・・・・■ユ．■ｎ＋１（ｖｏ＞ｖ１〉ｖ２〉曲・
・・・・ｖ，＞■ｎ＋１　）となり、このような関係で
周波数・電圧変換器１７は動作する。つぎに、部屋１に
人体２が存在していなし場合、第６図ｂに示すように、
微小な設定時間ＪｔでのＦ／Ｖ○ＵＴの変化は微小値Ｊ
Ｖである。このＪＶは気温の変化や空気中湿度の変動に
よる誘電率の変化や回路誤差によるものである。また、
部屋１に人体２が入室した場合には、第６図Ｃに示すよ
うに微小な設定時間ＪｔでのＦ／ＶＯＵＴの変化は、人
体２が入室したことによる導電性フィルムＡ３・Ｂ　３
’　間０静電容量の大きな変動を受けてＨ′のように大
きくなる。しかし、入室した人体２の大小や服装の相違
によってＨ′は変動するので、ＪＶとＷｌとが確実に判
別できるように、ＪＶ　＜　，｛ＶＲ≦ＪＶ’の関係を
持つリファレンス電圧ｌｖＲを実験的に求め、部屋１へ
の人体２の入室・退室の判断基準としている。

つぎに、第６図ｄにもとづきＦ／ＶＯＵＴの人体２の入
室釦よび退室による変化を時間経過にしたがって説明す
る。図において、”Ｔ１〜”Ｔａはそれぞれ入室時間を
示し、ａＴ４〜ａＴ６はそれぞれ退室時間を示し、ａ　
Ｔｏ　ｋよびａＴ７は人体２不在状態を示してしる。そ
して、ＪＶ１〜ｄ■６ぱリファレンス電圧ｌｖＨに対し
、ＪｖＲ≦ｌ　ＪＶ１１〜１ＪＶ６１の関係があシ、し
たがってマイクロコンビ！−１１９−ｔ’微小設定時間
ＪｔごとノＦ／Ｖ　ＯＵＴの変化．ＪＶを演算しリファ
レンス電圧Ｊ　Ｖ　Ｒと比較することによシ、１ａｖｌ
＜ａｖＲなら人体２不在状態ト、−１　タｌ　ＪＶ　ｌ
　≧ｌＪＶＨ　テ、かツｄｖ〈○であれば１人入室と、
さらにｌ　ｊｉＶ　ｌ≧Ｊ　Ｖ　Ｒで、かつＪＶ＞○で
あれば１人退室と、それぞれ判断できる。そして、マイ
クロコンピュータ１９で入室および退室の人体２の数を
カウントすることによシ、第６図ｄに示すように、その
とき部屋ＩＫ．存在する人数を把握できることとなる。

つぎに、上記構収の在室検出装置の動作を説明する。壕
ず初期状態（部屋１に人体２が不在である場合）のＦ／
Ｖ　ＯＵＴをマイクロコンピュータ１９で記憶し、微小
設定時間Ｊｔを１サイクルとする動作で、Ｆ／Ｖ　ＯＵ
Ｔの変化，｛Ｖを演算し、このＪＶとリファレンス電圧
ｌｖＲを比較する作業を繰シ返す。上記のＪＶとＪ　Ｖ
　ｕの比較作業にち・いて、ｌ　ＪＶＩ　（　ＪＶＲな
ら初期状態から変化なし、すなわち人体２不在状ｕ．ｌ
ＪＶｌ≧ｄＶＲかつＪＶ＜○であれば１人入室、レ■１
≧ｌ　Ｖ　ＲかつＪＶ）ｏであれば１人退室と、マイク
ロコンピュータ１９で判断し、マイクロコンピュータ１
９で総入退室の人数を相殺してカウントすることにより
、現在部屋１内に何人存在しているかを把握する。さら
にマイクロコンピュータ１９は、人体２が部屋１に存在
していないと判断した場合には、電力制御手段１６に制
御信号を送って照明７への電力供給を停止させ、１た人
体２が部屋１に在室していると判断した場合には、照明
７へ電力を供給させることとなる。

以上のように実施例によれば、確実な在室判断と正確な
在室人数の把握が可能となシ、不在，在室釦よびその人
数の判断による、負荷である照明７への電力供給が正し
く制御されることとなる。

な釦、実施例では、負荷の制御は照明７のＯＮ，ＯＦＦ
制御として、電力制御手段１５を単準なフォトカプラ２
０ふ・よびリレー２１の回路としたが、たとえば電力制
御手段１５をインパータ制御回路とし、マイクロコンピ
ュータ１９の出力信号を在室人数に対するディジタル数
値出力とすることによシ、換気扇やエアコン等の能力可
変制御等、負荷の微妙な制御にも対応可能であることは
いう昔でもない。

発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように本発明によれば
、部屋内の人体の存在を確実に判断でき、さらに部屋内
に存在する人数を正確に把握可能であるため、在室の有
無釦よび在室人数に応じた負荷の適切な制御を確実に行
うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の在室検出装置の構戊図、第
２図は同在室検出装置の人体在室の検出釦よび在室人数
判断の原理図、第３図は同在室検出装置の導電性フィル
ムの構或を示す一部破断斜視図、第４図は同在室検出装
置のブロック図、第５図は同在室検出装置の主要回路図
、第６図は同在室検出装置の人体在室釦よびその人数の
具体的判断方法の説明図、第７図は従来の在室検出装置
の構或図である。 １・・・・・・部屋、１Ｂ　・・・・天井面、１Ｃ・・
・・・・床面、２・・・・・人体、３・・・・・・導電
性フィルムＡ　　３’・・・・・・導電性フィルムＢ，
５・・・・・・コントローラ、７・・・・・・照明、１
３・・・・・・容量検出手段、１４・・・・・・在室判
断手段、１５・・・・・電力制御手段、１９・・・・・
・マイクロコンピュータｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 部屋の天井面および床面に張設された導電性フィルムと
   、この導電性フィルム間の静電容量を検出する容量検出
   手段と、この容量検出手段からの出力信号を入力とし、
   前記部屋内の人体の有無および人数を判断する在室判断
   手段と、この在室判断手段の判断結果にもとづき負荷へ
   の電力供給を制御する電力制御手段とからなる在室検出
   装置。