JPH10308659A - 人体センサ - Google Patents
人体センサInfo
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- JPH10308659A JPH10308659A JP11967597A JP11967597A JPH10308659A JP H10308659 A JPH10308659 A JP H10308659A JP 11967597 A JP11967597 A JP 11967597A JP 11967597 A JP11967597 A JP 11967597A JP H10308659 A JPH10308659 A JP H10308659A
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Abstract
くく、簡単な構成で高精度の人体検知をなす。 【解決手段】 発振部12から単一の周波数の高周波信
号を出力し、伝送路14を経て、センサ部11に与え
る。センサ部11は検知コイル21と2個の共振コンデ
ンサ22a、22bと、実数トランス23とからなり、
人体が存在する時、前記発振部12の信号周波数に共振
するように設定しており、人体が存在する時にセンサ部
11からの反射波レベルが小さく、何も存在しない場
合、その他の物質の場合に反射波レベルが大きい。セン
サ部11からの反射波レベルを検知部13で検知し、そ
のアナログ信号を信号増幅器53で増幅し、比較器54
で基準値との大小を比較して、人体の有無を検知する。
Description
ンデンサの共振回路を用いた人体センサに関する。
とコンデンサからなる共振回路を含む人体センサを開発
した。その一つは、図9に示すように、高周波信号を発
振する発振部1と、この発振部1より出力される高周波
信号を検波する検波回路2と、この検波回路2よりの検
波信号を受けて人体の有無を判別する制御部3とから構
成されている。
検知用コイル11aに並列に接続され、一端が接地され
るコンデンサ12aと、このコンデンサ12aに並列接
続される抵抗13aと、これら並列接続の他端がゲート
に接続されるFET14aと、このFET14aのゲー
トと接地間に接続されるコンデンサ15a、16aの直
列回路と、コンデンサ16aと並列に接続される抵抗1
7aとを備えている。コンデンサ15aと16aの接続
点は、FET14aのドレインに接続され、FET14
aのソースにはVcc電源が接続される。この発振部1
は、コルピッツ型のLC発振器であるが、ハートレイ発
振器、等の他のよく知られた発振器も使用されることが
ある。
T14aのドレインが一端に接続されるコンデンサ41
と、このコンデンサ41の他端にカソードが接続され、
アノードが接地されるダイオード42と、上記コンデン
サ41の他端にアノードが接続されるダイオード43
と、このダイオード43のカソードと接地間に接続され
るコンデンサ44とを備え、ダイオード43のカソード
から検波信号が出力される。
が加えられ、エミッタが接地接続され、コレクタより人
体有無の信号を出力するNPN型トランジスタ31を備
えている。この人体センサ1を座席に組み込んだ状態に
おいて、発振部1を発振させると、空席の場合、子供が
着座した場合、大人が着座した場合、及び荷物を載置し
た場合のアナログ信号の出力特性は図10のa、b、
c、dに示す特性となる。これによると、a、bの空
席、及び荷物を載置した場合のQが高く、アナログ出力
が低く、b、cの人体が着座した場合はQが小さく、ア
ナログ出力はa、dより大きくなる。それゆえ、制御部
3におけるON/OFFの基準値を荷物と子供の間に設
定すれば、人体の着座の有無を検知できる。
す人体センサがある。この人体センサ10は、センサ部
11と、このセンサ部11に伝送路14を介して高周波
信号を伝送する発振部12と、センサ部11に供給され
た高周波信号がセンサ11で反射されて発振部12に戻
る反射信号を検出する反射波センサ部13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15と、か
ら構成されている。センサ部11は、ここでは検知コイ
ル21と、この検知コイル21と直列共振回路を形成す
る共振用コンデンサ22と、1次側が入力側の共振回路
に接続され、2次側が高周波入力端子24とアースGN
Dに接続される実数用トランス23とから構成されてい
る。
周波信号を発生し、伝送路14を介してセンサ部11に
供給される。発振部12の高周波信号は、30MHZ〜
50MHZの範囲で走査される。センサ部11に供給さ
れた高周波信号は、センサ部11で反射される。センサ
部11では、検知コイル21の近傍に置かれる物体によ
り、物体の透磁率や誘電率が相違するところから、セン
サ部11のインピーダンスが相違し、コイル21の近
傍、つまり外部状況によって発生する反射波のレベルが
相違する。この反射波を反射波センサ部13で検出し、
制御部15でその反射波レベルと周波数から、空席、荷
物、人体等の別を判別検知する。すなわち、発振部12
を発振させると、空席の場合、子供が着座した場合、大
人が着座した場合、及び荷物を載置した場合の、反射波
の特性は図12のa、b、c、dに示す特性となる。こ
れによると、a、dの空席、及び荷物を載置した場合
は、ある周波数で反射波が非常に小さく、Qが高い。
b、cの人体が着座した場合は、ある周波数で反射波が
小さくなるが、変化の程度が小さく、Qが小さい。この
ような反射波の周波数特性の相違は、空席(空気)、荷
物、人体等の透磁率や誘電率の相違によって生じるもの
である。
される反射波レベルが、特性bと特性dの極小点に設定
する基準値SR より、全周波数範囲にわたり大きけれ
ば、人が着座しており、逆に基準値SR より低い反射波
の周波数があれば、空席かあるいは荷物が載置されてい
ることを示すことになり、人体と、空席、荷物の判別処
理を行うことができる。
ンサは、いずれのものも、金属物での誤動作や設置環境
の影響を受けやすいし、さらに前者の人体センサは、コ
イルの検知範囲が不均一であり、後者の人体センサは、
複数の周波数を用いるため、回路方式が複雑になるとい
う問題があった。
ものであって、金属物での誤動作や設置環境の影響を受
けにく、簡単な構成で高精度に人体検知をなせる人体セ
ンサを提供することを目的としている。
は、単一の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、人体接近で共振する共振回路
を含むセンサ部と、このセンサ部のインピーダンスの変
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、を備えて
いる。
波数の高周波信号が出力され、センサ部に与えられる。
センサ部では近傍に人が居ない状態では、そのインピー
ダンスで入力側のマッチングが取れず、反射波レベルの
大きな信号が検知部より出力される。人が存在すると共
振し、インピーダンスマッチングが取れ、反射波レベル
が小さくなる。この反射波レベルの大小により人体の有
無を検知できる。
明をさらに詳細に説明する。図1は、この発明の一実施
形態人体センサの回路構成を示す回路図である。この実
施形態人体センサ10は、センサ部11と、高周波信号
を発生する発振部12と、この発振部12からの高周波
信号が伝送路14を経て、センサ部11に与えられて反
射されて来る反射波を検知する検知部13と、この検知
部13からのアナログ信号により人体有無を判別する制
御部15とを備えており、この点において、図11の人
体センサと同様である。しかし、この人体センサ10
は、発振部12が単一の周波数の高周波信号を出力する
ものである。この点において、図11の人体センサが複
数の周波数の高周波信号を出力するのとは相違する。発
振部12の高周波信号の周波数は10MHZのものを使
用するが、300MHZ程度までの周波数で、簡単な回
路構成で、しかも高感度なものが得られる。
11は、検知コイル21の両端に、2個の共振用のコン
デンサ22a、22bの一端が接続され、この共振用コ
ンデンサ22a、22bの他端が実数トランス23の1
次側コイルの両端に接続されており、平衡回路である点
がやはり図11の人体センサと相違している。また、こ
の実施形態人体センサのセンサ部11及び発振部12に
おいて、使用周波数と共振特性が図2の特性となるよう
に設定してある。すなわち、共振により反射波のレベル
が小さくなるのは、大人<子供<空席<荷物<金属の順
となるように設定し、しかも大人の共振点で反射レベル
の極小となる周波数が使用周波数fs となるように設定
してある。ここで、大人及び子供が存在する場合の周波
数fs における反射波は、入射波に対して50%よりも
小さくなるようにしている。検知コイル21は、コアに
巻回されていてもよいし、空心であってもよい。空心の
場合はコアを使用しないのでコスト安になるし、シート
下に設置しやすい。
振部12より周波数fs の高周波信号を出力する。この
高周波信号は伝送路14を介してセンサ部11に送ら
れ、反射してくる。反射波は検知部13で検知され、信
号増幅器53で増幅され、比較器54で基準値SR1 と
比較される。検知部13よりのアナログ信号が基準値S
R1 より小さければ人体有と判別し、基準値SR1 より
大きければ人体無しと判別される。この場合、使用周波
数fs では金属による反射レベルの減少がほとんどない
ので、金属物の存在で人体有りと誤検知することはな
い。金属以外の荷物の場合も同様である。ここで、さら
に図2の使用周波数fs における大人着座時の反射レベ
ルと子供着座時の反射レベルの間に、さらに基準値SR
2 を設定しておくことにより、人体の有無の判別に加
え、大人と子供の別も判別することができる。
3に示している。この実施形態人体センサでは、制御部
15に2個の比較器54a、54bを設け、入力電圧を
基準値SR1 と基準値SR2 で、それぞれ比較するよう
にしている。上記図1、図3の人体センサでは信号増幅
器53で増幅されたアナログ入力信号をアナログの比較
器54、あるいは比較器54a、54bで比較している
が、これらのアナログの比較器に代えて図4に示すよう
に、信号増幅器53の出力をアナログからデジタルに変
換するA/D変換器55と、入力信号をデジタルで取込
み、基準値SR1 あるいは基準値SR2 より大きいか否
か判別するCPU56を設けてもよい。
て着座位置を検知し得るものについて説明する。この実
施形態人体センサの回路は、図4のものを用いると良
い。また人体センサのセンサ部11の検知コイル21が
着座する椅子に埋設されている。この椅子に人が着座す
ると、当然、人体センサは人体有りを検知する。しかし
この着座した時のアナログ入力信号のレベルは、図5に
示すように、着座する位置を椅子の前方、中央部、後方
の3点に分け、さらにそれぞれの位置に着座した時の着
座姿勢を前かがみと普通姿勢の2種類について測定する
と、それぞれ異なるレベルとなる。そのため、CPU5
6でこれらを切分ける基準値を設定して、各基準値と比
較し、その大小関係をチェックすれば着座位置又は着座
姿勢を検知することができる。
れるセンサ部の検知コイルの具体例を示す図である。こ
の人体センサは、グリップセンサとして使用されるもの
であり、検知コイル21は筒状のボビン26に螺旋状に
巻回され、外周絶縁材で被覆されている。この検知コイ
ル21は、センサ本体10の内部の回路部に接続される
か、ボビン26内にセンサ部回路を配備し、共振用コン
デンサに接続しても良い。全体回路としては、例えば図
1のものが使用される。このグリップセンサでは人がこ
のセンサのグリップを握ると、検知コイル21でこれが
検知され、回路部にグリップされたことが伝えられる。
用途としてはモータバイクのハンドルがある。
サであり、パチンコ等のハンドル27に螺旋状とした検
知コイル21を埋設したものである。作用は図6のもの
と特に変わるところはない。図6、図7のグリップセン
サにおいて、素手でグリップした場合と、手袋をはめて
グリップした場合の検知部より出力されるアナログ信号
(反射波)は、図8に示す通りとなり、手袋を使用した
場合の方が反射波レベルが大となるが、グリップ無し、
他の物質等が接触した場合に比し、使用周波数の反射波
レベルが小さくなるので、十分に検知できる。
ば、発振部からセンサ部への高周波信号は単一周波数と
し、かつ反射波を使用し、しかも人体存在で反射波レベ
ルが最も小さくなるようにしているので、金属物での誤
動作が無くなる。設置環境の影響を受けにくい回路構成
が簡単となる。小型化、低価格が実現できる。検知範囲
が均一になる。等の効果がある。
1のものの効果に加えて、コモンモード電流が減少する
という効果がある。また、請求項3に係る発明によれ
ば、人体存在時の反射波が50%を下回るものとするの
で、人体検知が確実になせる。また、請求項4に係る発
明によれば、発振周波数を10MHZ以上300MHZ
以下とするので、簡単な構成で高感度が得られるという
効果がある。また、請求項5に係る発明によれば、検知
コイルとして1巻以上の空芯コイルを用いているのでコ
ストが安く、またシートの下に設置しやすいという効果
がある。また、請求項6に係る発明によれば、ハンドル
をグリップするだけで確実に人体検知ができ、その後、
必要な動作をなさしめることができる。また、請求項7
及び請求項8に係る発明によれば、人体の有無のみなら
ず、人体着座位置、着座姿勢又は大人と子供の別も検知
できる。
である。
による反射波特性を示す図である。
図である。
図である。
ための着座位置、着座姿勢による出力電圧を示す図であ
る。
ップセンサの一例を示す図である。
出力電圧の相違を説明する図である。
を示す図である。
す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】単一の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、人体接近で共振する
共振回路を含むセンサ部と、このセンサ部のインピーダ
ンスの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、
を備えたことを特徴とする人体センサ。 - 【請求項2】前記センサ部は、検知コイルと、2個の共
振コンデンサと、実数トランスからなるものである請求
項1記載の人体センサ。 - 【請求項3】前記センサ部は、人体が近傍に存在する時
に反射波が小さく、入射波に対して反射波が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。 - 【請求項4】前記発振部は、発振周波数を10MHZ以
上300MHZ以下に設定するものである請求項1、請
求項2又は請求項3記載の人体センサ。 - 【請求項5】前記センサ部の検知コイルは、1回巻き以
上の空芯コイルである請求項2、請求項3又は請求項4
記載の人体センサ。 - 【請求項6】前記センサ部の検知コイルは、人体接触部
に組み込まれたものである請求項2、請求項3、請求項
4又は請求項5記載の人体センサ。 - 【請求項7】前記制御部は、前記検知部のアナログ信号
に応じて、人体着座位置もしくは着座姿勢を検知するも
のである請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請
求項5又は請求項6記載の人体センサ。 - 【請求項8】前記制御部は、前記検知部のアナログ信号
に応じて人体着座の有無、大人と子供の別を検知するも
のである請求項1、請求項2、請求項3、請求項4、請
求項5又は請求項6記載の人体センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11967597A JPH10308659A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 人体センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11967597A JPH10308659A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 人体センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10308659A true JPH10308659A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14767278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11967597A Withdrawn JPH10308659A (ja) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | 人体センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10308659A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109407085A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-01 | 深圳贝仕达克技术股份有限公司 | 一种人体感应电路 |
-
1997
- 1997-05-09 JP JP11967597A patent/JPH10308659A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109407085A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-01 | 深圳贝仕达克技术股份有限公司 | 一种人体感应电路 |
| CN109407085B (zh) * | 2018-12-25 | 2024-03-15 | 深圳贝仕达克技术股份有限公司 | 一种人体感应电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040202 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040323 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040517 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040524 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20040611 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060809 |