JPH05291925A - Seat sensor - Google Patents
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- Toilet Supplies (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、椅子、便座、椅子型の
マッサージ機等の着座対象物に人が着座したことを検知
する着座センサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seating sensor for detecting that a person is seated on a seating object such as a chair, a toilet seat, and a chair-type massage machine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、車両において窓等の閉め忘れ
やエアコンの吹出口の方向制御などを行うために、座席
への人の着座を検知する着座センサが考えられている
（特開昭６２−１３８７８０号公報）。この着座センサ
では、座席のシートに配設した導電体と車体とをコンデ
ンサの電極として利用し、座席と車体との間での人の存
否に応じた容量変化を検出して、人が座席に着座してい
ることを検出するようになっている。この構成では、コ
ンデンサを構成する一方の電極が車体であるから、一般
の家庭内などでは使用できないという問題がある。2. Description of the Related Art Conventionally, a seating sensor for detecting the seating of a person on a seat has been considered in order to forget to close windows or the like in a vehicle or to control the direction of an air outlet of an air conditioner (JP-A-62-62). No. 138780). In this seating sensor, the conductor disposed on the seat of the seat and the vehicle body are used as the electrodes of the capacitor, and a capacitance change according to the presence or absence of a person between the seat and the vehicle body is detected, so that the person It is designed to detect that you are seated. In this configuration, one of the electrodes forming the capacitor is the vehicle body, so that there is a problem that it cannot be used in a general home.
【０００３】この問題を解決するために、便座のヒータ
の熱伝導を高める部材に導電体を用い、導電体を一方の
電極としてコンデンサが形成されるように、導電体に対
向する別の電極を設けた着座センサが考えられている
（実開昭６３−３８８９７号公報）。また、便座の周方
向に一定の間隔を保って一対の電極を設け、人が着座し
たときの両電極間の静電容量の変化を検出するようにし
た着座センサも考えられている（特開昭６２−３７４３
４号公報）。In order to solve this problem, a conductor is used as a member for enhancing the heat conduction of the heater of the toilet seat, and another electrode facing the conductor is formed so that a capacitor is formed with the conductor as one electrode. A seating sensor provided is considered (Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-38897). A seating sensor has also been considered in which a pair of electrodes are provided at a constant interval in the circumferential direction of the toilet seat to detect a change in electrostatic capacitance between the two electrodes when a person sits down (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-242242). 62-3743
4 publication).
【０００４】これらの着座センサは、どちらも使用者の
着座による静電容量の増加を検出するものである。すな
わち、前者では、原理が明確に記載されていなが、使用
者が着座したときに一方の電極に作用する荷重によって
両電極間の距離が小さくなって静電容量が増加すると考
えられ、後者では、両電極間に誘電率の大きい人体が介
在することによって静電容量が増加する。Both of these seating sensors detect an increase in capacitance due to seating by a user. That is, in the former, although the principle is not clearly described, it is considered that the distance between both electrodes is reduced and the capacitance increases due to the load acting on one electrode when the user is seated, and in the latter, The capacitance increases due to the presence of a human body having a large dielectric constant between both electrodes.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の着座
センサでは、人の荷重による電極間距離の変化を検出す
るものであるから可動部分を設ける必要があり、経年的
に破損しやすいという問題がある。また、両電極が離間
して対向するように配置されるから、荷重の作用する方
向に厚みが必要であって、着座対象物に着座センサを設
けることができる厚みがなければ、着座センサを設ける
ことができないという問題がある。By the way, since the former seating sensor detects changes in the distance between the electrodes due to the load of a person, it is necessary to provide a movable part, and there is a problem that the seating sensor is easily damaged over time. is there. Further, since both electrodes are arranged so as to be spaced apart and face each other, a thickness is required in the direction in which the load acts, and if there is not enough thickness to provide the seating sensor on the seating object, the seating sensor is provided. There is a problem that you can not.
【０００６】これに対して後者の着座センサでは、前者
のような厚みは必要としないが、両電極を略同一平面上
に配置した状態で人の接近による誘電率の増加を検出す
るためには、接近した人に電界が作用するように、電極
間の距離を大きくとる必要がある。すなわち、電極を２
箇所に設ける必要があるから、着座対象物に取り付ける
作業が面倒になる。On the other hand, the latter seating sensor does not require the thickness as in the former, but in order to detect the increase in the dielectric constant due to the approach of a person with both electrodes arranged on substantially the same plane, , It is necessary to increase the distance between the electrodes so that the electric field acts on the approaching person. Ie two electrodes
Since it is necessary to install it in a place, the work of attaching it to a seating object becomes troublesome.
【０００７】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、薄肉であるとともに機械的な可動部分がない
ことによって取付条件に制約が少なく、しかも、一対の
電極を近接させて配置することにより着座対象物に１箇
所で簡単に取り付けることができる着座センサを提供し
ようとするものである。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and is thin and has no mechanically movable parts, so that there are few restrictions on the mounting conditions, and a pair of electrodes are arranged close to each other. By doing so, it is intended to provide a seating sensor that can be easily attached to a seating object at one place.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、一対の電極を略同一平面上に近接させ
て配置した検知エレメントを備えるセンシング部と、検
知エレメントの一方の電極にパルス電圧を印加し人体の
接近に伴う他方の電極での検出電流の波高値の減少に基
づいて２値の出力信号を反転させる検知回路とを備え、
センシング部は人が座る着座対象物の着座部位に配設さ
れているのである。According to the present invention, in order to achieve the above object, a sensing section having a sensing element in which a pair of electrodes are arranged close to each other on a substantially same plane, and one electrode of the sensing element are provided. A detection circuit that applies a pulse voltage and inverts a binary output signal based on a decrease in the peak value of the detected current at the other electrode due to the approach of the human body,
The sensing unit is arranged at the seating site of the seated object on which a person sits.
【０００９】[0009]
【作用】上記構成によれば、一対の電極を略同一平面上
に近接させて配置した検知エレメントを備えるセンシン
グ部を設け、一方の電極にパルス電圧を印加し他方の電
極での検出電流の波高値が人体の接近時に減少すること
を検知するので、一対の電極が略同一平面上に配置され
ていることによって薄肉に形成することができる。ま
た、人体の接近に伴う電流変化を検出するものであって
非接触で人体を検知するから機械的可動部分がなく、薄
肉であることとあいまって、着座対象物に対する取付条
件の制約が少なくなり、各種物品にセンシング部を取り
付けることができるのである。しかも、一方の電極にパ
ルス電圧を印加し電極の大地間容量の増加による検出電
流の波高値の減少によって人体の接近を検出するので、
両電極を近接させて配置して１つの検知エレメントを構
成することができるのであって、電極を離れた２箇所に
配置する必要がなく、簡単に取り付けることができるの
である。さらに、検知エレメントの大きさと、接近する
物の大きさとの相対関係によって検出電流の波高値が変
化するから、たとえば、人が単に手で触れただけである
か、実際に着座したのかを波高値によって識別できる。According to the above construction, a sensing section having a sensing element in which a pair of electrodes are arranged close to each other on a substantially same plane is provided, a pulse voltage is applied to one electrode, and a wave of a detection current at the other electrode is applied. Since it is detected that the high value decreases when the human body approaches, it can be formed thin by arranging the pair of electrodes on substantially the same plane. In addition, because it detects the current change due to the approach of the human body and detects the human body in a non-contact manner, it has no mechanically moving parts and is thin, which reduces the restrictions on mounting conditions for seated objects. The sensing unit can be attached to various articles. Moreover, since the pulse voltage is applied to one of the electrodes, and the approach of the human body is detected by the decrease in the peak value of the detected current due to the increase in the capacitance between the electrodes,
Since both electrodes can be arranged close to each other to form one sensing element, it is not necessary to dispose the electrodes at two positions apart from each other, and the electrodes can be easily attached. Furthermore, the peak value of the detected current changes depending on the relative relationship between the size of the sensing element and the size of an approaching object.For example, it is determined whether the person just touched the hand or actually sat down. Can be identified by
【００１０】[0010]
【実施例】本実施例では、便座に内蔵したヒータを人が
着座している間にのみオンにしたり、局部洗浄器を人が
着座しているときにのみ動作可能にするために、着座セ
ンサを利用する例を示す。検知エレメント１は、図３に
示すように、内側電極１１と、内側電極１１の外周を全
周に亙って囲む外側電極１２とを略同一平面上に配置し
たシート状に形成される。内側電極１１と外側電極１２
とは絶縁体のベース１３に積層ないし埋設される。図４
に示すように、内側電極１１は検出用のトランジスタＱ
のベースに接続され、外側電極１２には矩形波であるパ
ルス電圧が駆動信号drv として印加される。すなわち、
駆動信号drv を外側導体１２に印加すれば、内側導体１
１では駆動信号drv の立ち上がりと立ち下がりとに対応
した電流が検出される。[Embodiment] In this embodiment, a seating sensor is provided in order to turn on a heater built in a toilet seat only while a person is seated and to make a local cleaning device operable only when a person is seated. Here is an example of using. As shown in FIG. 3, the sensing element 1 is formed in a sheet shape in which an inner electrode 11 and an outer electrode 12 that surrounds the outer circumference of the inner electrode 11 are arranged on substantially the same plane. Inner electrode 11 and outer electrode 12
Are laminated or embedded in the base 13 of the insulator. Figure 4
, The inner electrode 11 is a transistor Q for detection.
And a pulse voltage of a rectangular wave is applied as a drive signal drv to the outer electrode 12. That is,
If the drive signal drv is applied to the outer conductor 12, the inner conductor 1
At 1, the currents corresponding to the rising and falling of the drive signal drv are detected.
【００１１】検知エレメント１の周囲に物体が存在しな
ければ、図５（ａ）のように、内側電極１１と外側電極
１２との間にのみ電荷が分布している。一方、図５
（ｂ）のように、検知エレメント１に対して人体のよう
な大地間容量の大きくなる物体が接近すると、外側電極
１２と物体との間にコンデンサが形成されることにな
る。このコンデンサは大地へのバイパスコンデンサとし
て機能するから、駆動信号drv の立ち上がりと立ち下が
りとに対応して内側電極１１で検出される電流の波高値
が、物体が存在しないときよりも低減することになる。
すなわち、物体が存在しないときに検出電流の波高値が
図６（ａ）のようであるとすれば、物体が存在するとき
には図６（ｂ）のように波高値が低減するのである。し
たがって、検出電流に対応してトランジスタＱのコレク
タより出力される検出信号sen の波高値に基づいて物体
の存否を判定できることになる。If there is no object around the sensing element 1, electric charges are distributed only between the inner electrode 11 and the outer electrode 12 as shown in FIG. On the other hand, FIG.
As shown in (b), when an object having a large earth-to-ground capacitance such as a human body approaches the sensing element 1, a capacitor is formed between the outer electrode 12 and the object. Since this capacitor functions as a bypass capacitor to the ground, the peak value of the current detected by the inner electrode 11 corresponding to the rising and falling of the drive signal drv should be lower than that when there is no object. Become.
That is, if the crest value of the detected current is as shown in FIG. 6A when the object does not exist, the crest value decreases as shown in FIG. 6B when the object exists. Therefore, the presence or absence of the object can be determined based on the peak value of the detection signal sen output from the collector of the transistor Q corresponding to the detection current.
【００１２】検出信号sen は後述する検知回路に入力さ
れる。検知回路では、電源投入時の検出信号sen の波高
値（すなわち、検出電流の波高値）に基づいて求めた基
準値を記憶し、以後の検出信号sen の波高値と基準値と
を比較する。検出信号sen の波高値が基準値よりも小さ
くなると物体が接近したものとして２値の出力信号を反
転させるのである。この出力信号によりリレー等のスイ
ッチ要素を制御すれば、負荷をオン・オフすることがで
きる。The detection signal sen is input to a detection circuit described later. The detection circuit stores the reference value obtained based on the peak value of the detection signal sen (that is, the peak value of the detected current) when the power is turned on, and compares the peak value of the subsequent detection signal sen with the reference value. When the peak value of the detection signal sen becomes smaller than the reference value, it is considered that the object is approaching and the binary output signal is inverted. The load can be turned on / off by controlling a switching element such as a relay by this output signal.
【００１３】着座センサのセンシング部Ａは、上述した
検知エレメント１を少なくとも１個用いることによって
構成される。多数個の検知エレメント１を用いてセンシ
ング部Ａを構成する場合には、図７に示すように、マト
リクス状に配列すればよい。多数個の検知エレメント１
を備えるセンシング部Ａを形成すれば、個々の検知エレ
メント１での検出結果のばらつきを相殺して検出感度を
安定化したり、面積の広い物体を検知することが可能に
なる。この場合、行または列ごとに検知エレメント１を
スキャンして状態変化を検出すればよい。多数個の検知
エレメント１を有する場合でもセンシング部Ａをシート
状に形成することができる。The sensing section A of the seating sensor is constructed by using at least one of the above-mentioned sensing elements 1. When the sensing unit A is configured by using a large number of sensing elements 1, it may be arranged in a matrix as shown in FIG. 7. Multiple sensing elements 1
By forming the sensing unit A including the above, it is possible to cancel the variation in the detection results of the individual detection elements 1 to stabilize the detection sensitivity and to detect an object having a large area. In this case, the sensing element 1 may be scanned row by row or column by column to detect a state change. The sensing unit A can be formed in a sheet shape even if the sensing unit 1 has a large number of sensing elements 1.
【００１４】上記構成のセンシング部Ａを用いて人が便
座に着座したことを検知する場合には、図１に示すよう
に、便座２における着座部位にセンシング部Ａを配置す
る。センシング部Ａは、便座２の内部、上面、下面のい
ずれでも設けることができるが、センシング部Ａの破損
を防止するためには、成形品よりなる便座２に埋設する
か、あるいは、便座２の下面側に形成した凹所２ａ内に
配置してヒータ３により凹所２ａを閉塞するようにして
取り付けるのが望ましい。センシング部Ａは薄肉である
から、センシング部Ａよりも下側にヒータ３を設けてい
る場合であっても、便座２の上面側への熱伝導が損なわ
れることはない。また、センシング部Ａは、図１（ａ）
のように、便座２の側部に配置することによって、着座
面（上面）に人が座ったことを検出し、便座２の前端部
を持って便座２を立てる際には人を検出しないようにす
ることができる。When it is detected that a person sits on the toilet seat by using the sensing unit A having the above-described structure, the sensing unit A is arranged at the seating portion of the toilet seat 2 as shown in FIG. The sensing portion A can be provided on the inside, the upper surface, or the lower surface of the toilet seat 2, but in order to prevent damage to the sensing portion A, it is embedded in the toilet seat 2 made of a molded product, or It is desirable that the heater 2 is disposed in the recess 2a formed on the lower surface side and the heater 3 closes the recess 2a so that the heater 2 is attached. Since the sensing portion A is thin, even if the heater 3 is provided below the sensing portion A, heat conduction to the upper surface side of the toilet seat 2 is not impaired. Further, the sensing unit A is shown in FIG.
By arranging it on the side of the toilet seat 2 as described above, it is possible to detect that a person is sitting on the seating surface (upper surface), and not to detect the person when the toilet seat 2 is held by the front end of the toilet seat 2. Can be
【００１５】センシング部Ａの外側電極１２には、図１
（ｃ）に示すように、マイクロコンピュータよりなる検
知回路４からの駆動信号drv が印加される。駆動信号dr
v は２０ｍ秒の周期を有した矩形波である。内側電極１
１にはトランジスタＱのベースが接続されているから、
トランジスタＱのコレクタから検出信号sen が得られ、
信号処理部５を通して検出信号sen の波高値に対応する
信号が検知回路４に入力される。信号処理部５では駆動
信号drv の立ち上がりおよび立ち下がりに対応して発生
する図６のような微分波形の信号に基づいて、微分波形
の波高値に比例する波高値を有した矩形波の信号を出力
する。検知回路４では上述したように作成した基準値と
検出信号sen の波高値とを駆動信号drv のたびに比較
し、波高値が基準値以下になる状態が１００ｍ秒以上継
続すると（すなわち、５個以上の駆動信号drv に対して
波高値が基準値以下であると）、人が着座したと判定し
て２値の出力信号を反転させるのである。The outer electrode 12 of the sensing section A has a structure shown in FIG.
As shown in (c), the drive signal drv from the detection circuit 4 including a microcomputer is applied. Drive signal dr
v is a square wave with a period of 20 msec. Inner electrode 1
Since the base of the transistor Q is connected to 1,
The detection signal sen is obtained from the collector of the transistor Q,
A signal corresponding to the peak value of the detection signal sen is input to the detection circuit 4 through the signal processing unit 5. The signal processing unit 5 generates a rectangular wave signal having a peak value proportional to the peak value of the differential waveform based on the differential waveform signal as shown in FIG. 6 generated in response to the rising and falling of the drive signal drv. Output. In the detection circuit 4, the reference value created as described above and the peak value of the detection signal sen are compared every driving signal drv, and if the peak value remains below the reference value for 100 ms or more (that is, 5 peaks). If the crest value is less than or equal to the reference value with respect to the above drive signal drv), it is determined that a person is seated and the binary output signal is inverted.
【００１６】一方、人の着座を検知した後に、検出信号
sen の波高値が基準値以下になる状態が１００ｍ秒以上
継続すると、検知回路４は人が立ったものと判断して出
力信号を反転させる。上記構成では、矩形状のセンシン
グ部Ａを１個用いているが、図２（ａ）に示すように、
便座２の前端部に沿うように略Ｕ形に形成したセンシン
グ部Ａを用いてもよい。この場合、１個の検知エレメン
ト１を略Ｕ形に形成しても、また、多数個の検知エレメ
ント１を配列したセンシング部Ａを略Ｕ形に形成しても
よい。また、図２（ｂ）に示すように、便座２の両側部
に２個のセンシング部Ａを配置してもよい。多数個の検
知エレメント１を備えるセンシング部Ａを用いる場合に
は、図１（ｃ）のように行あるいは列ごとにトランジス
タＱのエミッタをスキャン制御して検出信号sen を取り
込めばよい。On the other hand, after detecting the seating of a person, the detection signal
If the state in which the peak value of sen falls below the reference value continues for 100 ms or more, the detection circuit 4 determines that a person is standing and inverts the output signal. In the above configuration, one rectangular sensing unit A is used, but as shown in FIG.
You may use the sensing part A formed in substantially U shape along the front end part of the toilet seat 2. In this case, one sensing element 1 may be formed in a substantially U shape, or the sensing portion A in which a large number of detecting elements 1 are arranged may be formed in a substantially U shape. Further, as shown in FIG. 2B, two sensing parts A may be arranged on both sides of the toilet seat 2. When the sensing unit A including a large number of sensing elements 1 is used, the emitter of the transistor Q may be scan-controlled for each row or column to capture the detection signal sen as shown in FIG.
【００１７】上記構成のセンシング部Ａを用いて人を検
出することによって、センシング部Ａに接近する物体の
大きさに対応した検出信号sen が発生するから、便座２
に手を触れた状態と、便座２に着座した状態とを波高値
の大きさによって区別することができる。したがって、
検出回路４では、着座２のみを検出するように波高値に
対する閾値を設定するようにする。When a person is detected by using the sensing unit A having the above structure, a detection signal sen corresponding to the size of an object approaching the sensing unit A is generated.
It is possible to distinguish the state where the user touches the hand from the state where the user sits on the toilet seat 2 by the magnitude of the peak value. Therefore,
In the detection circuit 4, the threshold value for the peak value is set so that only the seat 2 is detected.
【００１８】なお、信号処理部５または検出回路４にお
いて検出信号sen を遅延させてチャタリングを防止すれ
ば、人が多少動いても誤動作が生じないようにすること
ができる。また、便座２への着座を検出した後に、波高
値に対する閾値を引き上げるようにしてヒステリシスを
持たせれば、着座中は高感度で人を検知することにな
り、人が多少動いても誤動作が生じないようにすること
ができる。By delaying the detection signal sen in the signal processing unit 5 or the detection circuit 4 to prevent chattering, it is possible to prevent malfunction even if a person moves a little. Further, if a threshold value for the peak value is raised after the seating on the toilet seat 2 is detected so that a hysteresis is provided, a person can be detected with high sensitivity while seated, and a malfunction occurs even if the person moves a little. You can avoid it.
【００１９】上記実施例では、便座２に着座センサを用
いてヒータのオン・オフを制御する例を示したが、着座
センサはヒータを内蔵した座蒲団におけるヒータのオン
・オフを制御するために用いることもできる。すなわ
ち、ヒータの給電路に設けたスイッチ要素を着座センサ
の２値の出力信号によってオン・オフ制御する。座蒲団
に人が座ればヒータがオンになり、人が座蒲団から下り
るとヒータがオフになるのである。この構成によれば、
ヒータのオン・オフのために外部にスイッチを設ける必
要がなく、また、ヒータの切り忘れを防止することがで
きる。In the above embodiment, the seat sensor is used for the toilet seat 2 to control the on / off of the heater. However, the seat sensor is used to control the on / off of the heater in the seat having the heater. You can also That is, the switch element provided in the power feeding path of the heater is on / off controlled by the binary output signal of the seating sensor. The heater turns on when a person sits in the troupe, and turns off when a person descends from the troupe. According to this configuration,
It is not necessary to provide an external switch for turning on / off the heater, and it is possible to prevent forgetting to turn off the heater.
【００２０】さらに、椅子型に形成された据置型のマッ
サージ装置の着座部分に着座センサを設けてもよい。こ
の場合も、人が着座したときのみマッサージ装置が動作
するようにすれば、切り忘れを防止することができる。
また、通常の椅子に設け、在籍を検知することもでき
る。この場合には、たとえば、照明の調節や在籍者の人
数の把握に利用することができる。このように在籍検知
に本発明の着座センサを用いれば、従来より在籍検知に
用いられている赤外線センサ等に比較して着座を確実に
検知することができ誤動作の防止につながる。Further, a seating sensor may be provided on a seating portion of a stationary massage device formed in a chair shape. Also in this case, if the massage device is operated only when a person sits down, forgetting to cut can be prevented.
Also, it can be installed in a normal chair to detect enrollment. In this case, for example, it can be used to adjust the lighting and to grasp the number of enrolled people. As described above, when the seating sensor of the present invention is used for the enrollment detection, the seating can be detected more reliably as compared with an infrared sensor or the like which has been conventionally used for enrollment detection, which leads to prevention of malfunction.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明は上述のように、一対の電極を略
同一平面上に近接させて配置した検知エレメントを備え
るセンシング部を設け、一方の電極にパルス電圧を印加
し他方の電極での検出電流の波高値が人体の接近時に減
少することを検知するので、一対の電極が略同一平面上
に配置されていることによって薄肉に形成することがで
きる。また、人体の接近に伴う電流変化を検出するもの
であって非接触で人体を検知するから機械的可動部分が
なく、薄肉であることとあいまって、着座対象物に対す
る取付条件の制約が少なくなり、各種物品にセンシング
部を取り付けることができるという効果がある。しか
も、機械的可動部分がないから経年変化による接点不良
などが発生せず、長期間に亙って性能を維持することが
できるという利点を有する。また、一方の電極にパルス
電圧を印加し電極の大地間容量の増加による検出電流の
波高値の減少によって人体の接近を検出するので、両電
極を近接させて配置して１つの検知エレメントを構成す
ることができるのであって、電極を離れた２箇所に配置
する必要がなく、簡単に取り付けることができるのであ
る。さらに、検知エレメントの大きさと、接近する物の
大きさとの相対関係によって検出電流の波高値が変化す
るから、たとえば、人が単に手で触れただけであるか、
実際に着座したのかを波高値によって識別したり、人体
と絶縁物とを識別することができるという利点がある。As described above, the present invention is provided with a sensing portion provided with a sensing element in which a pair of electrodes are arranged close to each other on a substantially same plane, and a pulse voltage is applied to one electrode and a sensing voltage is applied to the other electrode. Since it is detected that the peak value of the detected current decreases when the human body approaches, it can be formed thin by arranging the pair of electrodes on substantially the same plane. In addition, because it detects the current change due to the approach of the human body and detects the human body in a non-contact manner, it has no mechanically moving parts and is thin, which reduces the restrictions on mounting conditions for seated objects. There is an effect that the sensing unit can be attached to various articles. Moreover, since there are no mechanically movable parts, contact defects due to secular change do not occur, and there is an advantage that the performance can be maintained for a long period of time. In addition, a pulse voltage is applied to one of the electrodes, and the approach of the human body is detected by the decrease in the peak value of the detection current due to the increase in the capacitance between the electrodes. Therefore, it is not necessary to dispose the electrodes at two separate positions, and the electrodes can be easily attached. Furthermore, since the peak value of the detected current changes depending on the relative relationship between the size of the sensing element and the size of an approaching object, for example, is a person merely touching with a hand?
There are advantages that it is possible to identify whether or not the person is actually seated by the peak value, and it is possible to distinguish between the human body and the insulator.
【図１】実施例を示し、（ａ）は着座センサを用いた便
座を示す平面図、（ｂ）は着座センサを用いた便座の断
面図、（ｃ）は着座センサを示す回路図である。FIG. 1 shows an embodiment, (a) is a plan view showing a toilet seat using a seat sensor, (b) is a sectional view of a toilet seat using a seat sensor, and (c) is a circuit diagram showing the seat sensor. ..
【図２】実施例を示し、（ａ）（ｂ）は着座センサを用
いた便座の他の例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are other examples of a toilet seat using a seating sensor.
【図３】実施例に用いる検知エレメントの平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view of a sensing element used in the embodiment.
【図４】実施例の要部回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a main part of the embodiment.
【図５】実施例の原理説明図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of the embodiment.
【図６】実施例の動作説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the embodiment.
【図７】実施例に用いるセンシング部の一例を示す平面
図である。FIG. 7 is a plan view showing an example of a sensing unit used in the examples.
１ 検知エレメント ２ 便座 ４ 検知回路 Ａ センシング部 1 Detection element 2 Toilet seat 4 Detection circuit A Sensing section
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成４年６月１日[Submission date] June 1, 1992
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項１[Name of item to be corrected] Claim 1
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、一対の電極を略同一平面上に近接させ
て配置した検知エレメントを備えるセンシング部と、検
知エレメントの一方の電極にパルス電圧を印加し人体の
接近に伴う両電極間の静電容量の減少に基づいて２値の
出力信号を反転させる検知回路とを備え、センシング部
は人が座る着座対象物の着座部位に配設されているので
ある。According to the present invention, in order to achieve the above object, a sensing section having a sensing element in which a pair of electrodes are arranged close to each other on a substantially same plane, and one electrode of the sensing element are provided. A sensing circuit that applies a pulse voltage and inverts a binary output signal based on a decrease in electrostatic capacitance between both electrodes due to the approach of a human body, and the sensing unit is arranged at a seating site of a seated object on which a person sits. It is set up.
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００９[Correction target item name] 0009
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００９】[0009]
【作用】上記構成によれば、一対の電極を略同一平面上
に近接させて配置した検知エレメントを備えるセンシン
グ部を設け、一方の電極にパルス電圧を印加し両電極間
の静電容量が人体の接近時に減少することを検知するの
で、一対の電極が略同一平面上に配置されていることに
よって薄肉に形成することができる。また、人体の接近
に伴う電流変化を検出するものであって非接触で人体を
検知するから機械的可動部分がなく、薄肉であることと
あいまって、着座対象物に対する取付条件の制約が少な
くなり、各種物品にセンシング部を取り付けることがで
きるのである。しかも、一方の電極にパルス電圧を印加
し電極の大地間容量の増加による検出電流の波高値の減
少によって人体の接近を検出するので、両電極を近接さ
せて配置して１つの検知エレメントを構成することがで
きるのであって、電極を離れた２箇所に配置する必要が
なく、簡単に取り付けることができるのである。さら
に、検知エレメントの大きさと、接近する物の大きさと
の相対関係によって検出電流の波高値が変化するから、
たとえば、人が単に手で触れただけであるか、実際に着
座したのかを波高値によって識別できる。According to the above construction, a sensing section having a sensing element in which a pair of electrodes are arranged close to each other on a substantially same plane is provided, and a pulse voltage is applied to one of the electrodes to apply a voltage between both electrodes.
Since it is detected that the electrostatic capacitance decreases when the human body approaches, it can be formed thin by arranging the pair of electrodes on substantially the same plane. In addition, because it detects the current change due to the approach of the human body and detects the human body in a non-contact manner, it has no mechanically moving parts and is thin, which reduces the restrictions on mounting conditions for seated objects. The sensing unit can be attached to various articles. Moreover, a pulse voltage is applied to one of the electrodes and the approach of the human body is detected by the decrease of the peak value of the detected current due to the increase of the capacitance between the electrodes, so that both electrodes are arranged close to each other to form one sensing element. Therefore, it is not necessary to dispose the electrodes at two positions apart from each other, and the electrodes can be easily attached. Furthermore, since the peak value of the detected current changes depending on the relative relationship between the size of the sensing element and the size of an approaching object,
For example, it is possible to identify whether a person merely touches with his / her hand or actually sits down by the peak value.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１１[Correction target item name] 0011
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１１】検知エレメント１の周囲に物体が存在しな
ければ、図５（ａ）のように、内側電極１１と外側電極
１２との間にのみ電荷が分布している。一方、図５
（ｂ）のように、検知エレメント１に対して人体のよう
な大地間容量の大きくなる物体が接近すると、外側電極
１２と物体との間にコンデンサが形成されることにな
る。このコンデンサは大地へのバイパスコンデンサとし
て機能するから、内側電極１１と外側電極１２との間の
静電容量は物体が存在しないときよりも低減することに
なり、駆動信号drv の立ち上がり時および立ち下がり時
のトランジスタＱのベースに流れる電流が低減する。し
たがって、トランジスタＱのコレクタ出力である検出信
号sen には、物体の存否によって図６に示すような波高
値の変化が生じる。 If there is no object around the sensing element 1, electric charges are distributed only between the inner electrode 11 and the outer electrode 12 as shown in FIG. On the other hand, FIG.
As shown in (b), when an object having a large earth-to-ground capacitance such as a human body approaches the sensing element 1, a capacitor is formed between the outer electrode 12 and the object. Since this capacitor functions as a bypass capacitor to the ground, the capacitor between the inner electrode 11 and the outer electrode 12 is
Capacitance will be lower than when there is no object
And when the drive signal drv rises and falls
The current flowing through the base of the transistor Q of is reduced. Shi
Therefore, the detection signal that is the collector output of the transistor Q is
No. sen has a wave height as shown in Fig. 6 depending on the existence of an object.
The value changes.
【手続補正５】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２１[Correction target item name] 0021
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明は上述のように、一対の電極を略
同一平面上に近接させて配置した検知エレメントを備え
るセンシング部を設け、一方の電極にパルス電圧を印加
し両電極間の静電容量が人体の接近時に減少することを
検知するので、一対の電極が略同一平面上に配置されて
いることによって薄肉に形成することができる。また、
人体の接近に伴う電流変化を検出するものであって非接
触で人体を検知するから機械的可動部分がなく、薄肉で
あることとあいまって、着座対象物に対する取付条件の
制約が少なくなり、各種物品にセンシング部を取り付け
ることができるという効果がある。しかも、機械的可動
部分がないから経年変化による接点不良などが発生せ
ず、長期間に亙って性能を維持することができるという
利点を有する。また、一方の電極にパルス電圧を印加し
電極の大地間容量の増加による検出電流の波高値の減少
によって人体の接近を検出するので、両電極を近接させ
て配置して１つの検知エレメントを構成することができ
るのであって、電極を離れた２箇所に配置する必要がな
く、簡単に取り付けることができるのである。さらに、
検知エレメントの大きさと、接近する物の大きさとの相
対関係によって検出電流の波高値が変化するから、たと
えば、人が単に手で触れただけであるか、実際に着座し
たのかを波高値によって識別したり、人体と絶縁物とを
識別することができるという利点がある。As described above, the present invention is provided with a sensing section having a sensing element in which a pair of electrodes are arranged close to each other on a substantially same plane, and a pulse voltage is applied to one of the electrodes to prevent static electricity between both electrodes. Since it is detected that the capacitance decreases when the human body approaches, it can be formed thin by arranging the pair of electrodes on substantially the same plane. Also,
It detects the change in current due to the approach of the human body, and because it detects the human body in a non-contact manner, it has no mechanically moving parts and is thin, so there are less restrictions on mounting conditions for seated objects. There is an effect that the sensing unit can be attached to the article. Moreover, since there are no mechanically movable parts, contact defects due to secular change do not occur, and there is an advantage that the performance can be maintained for a long period of time. Further, a pulse voltage is applied to one of the electrodes to detect the approach of the human body by the decrease of the peak value of the detection current due to the increase of the capacitance between the electrodes, so that both electrodes are arranged close to each other to form one sensing element. Therefore, it is not necessary to dispose the electrodes at two positions apart from each other, and the electrodes can be easily attached. further,
Since the peak value of the detected current changes depending on the relative relationship between the size of the sensing element and the size of an approaching object, for example, it is possible to distinguish whether the person is merely touching with the hand or actually sitting down by the peak value. There is an advantage that the human body can be distinguished from the insulator.
Claims (1)
配置した検知エレメントを備えるセンシング部と、検知
エレメントの一方の電極にパルス電圧を印加し人体の接
近に伴う他方の電極での検出電流の波高値の減少に基づ
いて２値の出力信号を反転させる検知回路とを備え、セ
ンシング部は人が座る着座対象物の着座部位に配設され
ていることを特徴とする着座センサ。1. A sensing unit including a sensing element in which a pair of electrodes are arranged in close proximity to each other on a substantially same plane, and a pulse voltage is applied to one electrode of the sensing element to detect the other electrode when a human body approaches. A seating sensor, comprising: a detection circuit that inverts a binary output signal based on a decrease in the peak value of a current, wherein the sensing unit is disposed at a seated portion of a seated object on which a person sits.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4094649A JP2972022B2 (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Seating sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4094649A JP2972022B2 (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Seating sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291925A true JPH05291925A (en) | 1993-11-05 |
| JP2972022B2 JP2972022B2 (en) | 1999-11-08 |
Family
ID=14116108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4094649A Expired - Fee Related JP2972022B2 (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Seating sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2972022B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6559555B1 (en) | 1999-09-02 | 2003-05-06 | Nec Corporation | Passenger detection system and detection method |
| JP2008042725A (en) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Input device |
| JP2009116849A (en) * | 2007-10-16 | 2009-05-28 | Epson Imaging Devices Corp | Input device, display device with input function, and electronic equipment |
| JP2020036870A (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-12 | Toto株式会社 | Toilet seat device |
| EP3272260B1 (en) * | 2016-07-22 | 2024-08-21 | Duravit Aktiengesellschaft | Sanitary device seat and sanitary device |
Citations (2)
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| JPS6237434A (en) * | 1985-08-09 | 1987-02-18 | 愛知電機株式会社 | Erroneous operation preventing apparatus of privates washingapparatus |
| JPS63502540A (en) * | 1986-01-30 | 1988-09-22 | インテレクト エレクトロニクス リミテツド | proximity detection device |
-
1992
- 1992-04-15 JP JP4094649A patent/JP2972022B2/en not_active Expired - Fee Related
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| EP3272260B1 (en) * | 2016-07-22 | 2024-08-21 | Duravit Aktiengesellschaft | Sanitary device seat and sanitary device |
| JP2020036870A (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-12 | Toto株式会社 | Toilet seat device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2972022B2 (en) | 1999-11-08 |
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