JPH06249963A - 物体検出装置 - Google Patents
物体検出装置Info
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- JPH06249963A JPH06249963A JP6293893A JP6293893A JPH06249963A JP H06249963 A JPH06249963 A JP H06249963A JP 6293893 A JP6293893 A JP 6293893A JP 6293893 A JP6293893 A JP 6293893A JP H06249963 A JPH06249963 A JP H06249963A
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- Japan
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- electrode
- circuit
- detected
- quality factor
- oscillation circuit
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
- G01V3/088—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices operating with electric fields
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- Environmental & Geological Engineering (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極に物体が近づくと発振回路のクオリティ
ファクタQが変動することを利用し、このQの変動に基
づいて物体の有無を検出する。 【構成】 被検出空間に面して配置された電極と、この
電極と共に発振回路を構成する付加装置と、上記発振回
路のクオリティファクタの変動を検出するQ検出装置と
を備える。
ファクタQが変動することを利用し、このQの変動に基
づいて物体の有無を検出する。 【構成】 被検出空間に面して配置された電極と、この
電極と共に発振回路を構成する付加装置と、上記発振回
路のクオリティファクタの変動を検出するQ検出装置と
を備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被検出空間に物体が有
るか否かを検出する物体検出装置の改良に関する。
るか否かを検出する物体検出装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の物体検出装置として、例
えば特開昭63−305282号公報に開示されるよう
に、床に埋設され且つ隔壁を介して設けられた一対の電
極と、上記電極を組み込んで発振回路を構成する付加回
路とを備え、上記電極に例えば人が近づくと電極の容量
が変化して発振回路の発振周波数が変動することを利用
し、発振周波数を基準周波数と比較することにより、人
その他の物体の有無を検出するようにしたものが知られ
ている。
えば特開昭63−305282号公報に開示されるよう
に、床に埋設され且つ隔壁を介して設けられた一対の電
極と、上記電極を組み込んで発振回路を構成する付加回
路とを備え、上記電極に例えば人が近づくと電極の容量
が変化して発振回路の発振周波数が変動することを利用
し、発振周波数を基準周波数と比較することにより、人
その他の物体の有無を検出するようにしたものが知られ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものでは、発振周波数の変動を通して物体の有無を検出
しているので、周波数を検出する回路として例えばF−
V変換器や、FM検波回路が必要になり、単に電圧値や
電流値をしきい値と比較するような構成の検出回路に比
較すれば回路構成が複雑になって装置が大型化したりコ
スト的に高くつくことになる。特に検出精度を向上させ
るときには高度な調整が必要になり、使い勝手が悪くな
る。
ものでは、発振周波数の変動を通して物体の有無を検出
しているので、周波数を検出する回路として例えばF−
V変換器や、FM検波回路が必要になり、単に電圧値や
電流値をしきい値と比較するような構成の検出回路に比
較すれば回路構成が複雑になって装置が大型化したりコ
スト的に高くつくことになる。特に検出精度を向上させ
るときには高度な調整が必要になり、使い勝手が悪くな
る。
【0004】本発明は、このような点に着目してなされ
たものであり、電極に物体が近づくと発振回路のクオリ
ティファクタQが変動することを利用し、このQの変動
に基づいて物体の有無を検出することを目的とする。
たものであり、電極に物体が近づくと発振回路のクオリ
ティファクタQが変動することを利用し、このQの変動
に基づいて物体の有無を検出することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の物体検出装置は、被検出空間に面して配
置された電極と、この電極と共に発振回路を構成する付
加装置と、上記発振回路のクオリティファクタの変動を
検出するQ検出装置とを備える構成としている。
め、請求項1の物体検出装置は、被検出空間に面して配
置された電極と、この電極と共に発振回路を構成する付
加装置と、上記発振回路のクオリティファクタの変動を
検出するQ検出装置とを備える構成としている。
【0006】
【作用】被検出空間に物体が入ると、発振回路のQが変
動し、このQの変動がQ検出装置で検出され、物体の侵
入が検知される。
動し、このQの変動がQ検出装置で検出され、物体の侵
入が検知される。
【0007】
【実施例】以下、実施例を説明する。図1は、被検出空
間に面して配置された電極10である。電極は一対又は
複数対の導体電極より構成してもよいし、一つの導体電
極とアースポテンシャルとによって構成してもよいが、
実施例の電極10は、図1に示すように発泡ポリエチレ
ン等よりなるシート状の絶縁体11の上に所定間隔をあ
けて置かれた極薄鉄板等よりなる二つの電極板12,1
3よりなり、その上を更に塩化ビニール等よりなるシー
ト状の絶縁材14が覆っている。上記電極板12,13
は例えば銅、アルミニウム等で形成してもよい。
間に面して配置された電極10である。電極は一対又は
複数対の導体電極より構成してもよいし、一つの導体電
極とアースポテンシャルとによって構成してもよいが、
実施例の電極10は、図1に示すように発泡ポリエチレ
ン等よりなるシート状の絶縁体11の上に所定間隔をあ
けて置かれた極薄鉄板等よりなる二つの電極板12,1
3よりなり、その上を更に塩化ビニール等よりなるシー
ト状の絶縁材14が覆っている。上記電極板12,13
は例えば銅、アルミニウム等で形成してもよい。
【0008】上記電極10には、この電極10と共に発
振回路Sを構成する付加装置20が接続されている。す
なわち、図2に示すように上記付加装置20は増幅回路
21と、ポジティブフィードバック要素22とを備え、
このポジティブフィードバック要素22に、上記電極1
0(キャパシタと等価としている)が並列接続されてい
る。上記増幅回路21の出力側には、発振回路Sのクオ
リティファクタQの変動を検出するQ検出装置30が接
続されている。Qの変動は、例えば上記増幅回路21か
ら出力される電圧の振幅変動を通じて検出される。そし
て、クオリティファクタQの変動を検出したときにはQ
検出装置30から侵入識別信号が出力される。
振回路Sを構成する付加装置20が接続されている。す
なわち、図2に示すように上記付加装置20は増幅回路
21と、ポジティブフィードバック要素22とを備え、
このポジティブフィードバック要素22に、上記電極1
0(キャパシタと等価としている)が並列接続されてい
る。上記増幅回路21の出力側には、発振回路Sのクオ
リティファクタQの変動を検出するQ検出装置30が接
続されている。Qの変動は、例えば上記増幅回路21か
ら出力される電圧の振幅変動を通じて検出される。そし
て、クオリティファクタQの変動を検出したときにはQ
検出装置30から侵入識別信号が出力される。
【0009】従って、上記実施例においては、付加装置
20への通電により図3に示すように電極10の周囲の
被検出空間に電界が形成され、この被検出空間に図4に
示すように物体(図では人)が入ると発振回路SのQが
変動し、このQの変動がQ検出装置30で検出され、物
体の侵入が検知される。この場合、電極10が極薄であ
るので、床に置くだけで設置が完了する。このため、防
犯用として銀行のCDコーナーに設置し、侵入識別信号
を受けて防犯カメラを作動するようにしたり、デパート
等では人の隠れそうなトイレや物陰等に配置し、侵入識
別信号を受けて閉店後の人の所在を表示させたりする他
に、寮、ホテル、事務所等の洗面所やトイレ等に設置し
て、侵入識別信号を受けてトイレ照明、芳香剤供給装置
のON/OFFスイッチや自動水洗トイレの水洗バルブ
を開閉したりすることができる。また、ビルの床全体に
設置して、人の所在の有無によって空調、照明等の効率
的運用に役立てたり、独居老人宅やシルバーマンション
のトイレその他に設置して居人の一ケ所での滞留時間を
計測し、例えばトイレ内で行動不能となり、使用時間が
異常に長くなった場合等の生活リズムの乱れを検出し、
警報を出す等のセキュリティ用に応用したり、工場等の
危険地区へ設置して侵入警報又は立ち入り警告用に応用
できる。
20への通電により図3に示すように電極10の周囲の
被検出空間に電界が形成され、この被検出空間に図4に
示すように物体(図では人)が入ると発振回路SのQが
変動し、このQの変動がQ検出装置30で検出され、物
体の侵入が検知される。この場合、電極10が極薄であ
るので、床に置くだけで設置が完了する。このため、防
犯用として銀行のCDコーナーに設置し、侵入識別信号
を受けて防犯カメラを作動するようにしたり、デパート
等では人の隠れそうなトイレや物陰等に配置し、侵入識
別信号を受けて閉店後の人の所在を表示させたりする他
に、寮、ホテル、事務所等の洗面所やトイレ等に設置し
て、侵入識別信号を受けてトイレ照明、芳香剤供給装置
のON/OFFスイッチや自動水洗トイレの水洗バルブ
を開閉したりすることができる。また、ビルの床全体に
設置して、人の所在の有無によって空調、照明等の効率
的運用に役立てたり、独居老人宅やシルバーマンション
のトイレその他に設置して居人の一ケ所での滞留時間を
計測し、例えばトイレ内で行動不能となり、使用時間が
異常に長くなった場合等の生活リズムの乱れを検出し、
警報を出す等のセキュリティ用に応用したり、工場等の
危険地区へ設置して侵入警報又は立ち入り警告用に応用
できる。
【0010】ここで、物体の侵入により発振回路SのQ
が変動するメカニズムを以下に詳しく説明する。電極1
0付近の被検出空間に物体が侵入したとき、これを等価
回路で表すと、図4に示すように電極10に容量の付加
成分41及び抵抗成分42が並列に接続した回路にな
る。このうち抵抗成分42に着目すれば、全体構成は図
5に示すようになり、この抵抗成分42により上述した
ように発振回路SのQが変動する。これを上記図5の回
路構成をもつモデルでシミュレートした結果が図6であ
るが、抵抗成分32の抵抗値Rを増やしていくと、縦軸
で示したQが低くなっていくことがよく分かる。
が変動するメカニズムを以下に詳しく説明する。電極1
0付近の被検出空間に物体が侵入したとき、これを等価
回路で表すと、図4に示すように電極10に容量の付加
成分41及び抵抗成分42が並列に接続した回路にな
る。このうち抵抗成分42に着目すれば、全体構成は図
5に示すようになり、この抵抗成分42により上述した
ように発振回路SのQが変動する。これを上記図5の回
路構成をもつモデルでシミュレートした結果が図6であ
るが、抵抗成分32の抵抗値Rを増やしていくと、縦軸
で示したQが低くなっていくことがよく分かる。
【0011】さらに、上記メカニズムを別の観点から説
明する。今、図7中の左に示すように抵抗Rsとリアク
タンスXsとを直列に接続した回路Aと、図7中の右に
示すように抵抗RpとリアクタンスXpとを並列に接続
した回路Bとを想定し、回路Aから回路Bへのインピー
ダンス変換を考える。この場合、「Rp=Rs*(1+
Q*Q)=FO(Xs,Rs)」、「Xp=Xs*(1
+Q*Q)/Q/Q=Rs*(1+Q*Q)/Q=F1
(Xs,Rs)」、「Q=Xs/Rs」の関係があるか
ら、回路Aにおけるリアクタンス成分の変化は回路Bに
おける抵抗の変化に変換されることになる。すなわち、
図8に示すように容量Cの電極と内部抵抗Rとを直列に
接続した回路で上記電極の容量が(C+dC)へと変動
することは、容量C’の電極と外部抵抗R’とを並列に
接続した回路において上記外部抵抗R’が変動すること
に置き換えられる。すなわち、物体が侵入することによ
り電極10の容量が変動するが、これはあたかも電極1
0に並列接続された外部抵抗の抵抗値が変動したと同様
の効果を与え、発振回路SのQが変動することが説明で
きる。これを上記図8の回路構成をもつモデルでシミュ
レートした結果が図9であるが、容量Cxを増やしてい
くと、縦軸で示したQが低くなっていくことがよく分か
る。
明する。今、図7中の左に示すように抵抗Rsとリアク
タンスXsとを直列に接続した回路Aと、図7中の右に
示すように抵抗RpとリアクタンスXpとを並列に接続
した回路Bとを想定し、回路Aから回路Bへのインピー
ダンス変換を考える。この場合、「Rp=Rs*(1+
Q*Q)=FO(Xs,Rs)」、「Xp=Xs*(1
+Q*Q)/Q/Q=Rs*(1+Q*Q)/Q=F1
(Xs,Rs)」、「Q=Xs/Rs」の関係があるか
ら、回路Aにおけるリアクタンス成分の変化は回路Bに
おける抵抗の変化に変換されることになる。すなわち、
図8に示すように容量Cの電極と内部抵抗Rとを直列に
接続した回路で上記電極の容量が(C+dC)へと変動
することは、容量C’の電極と外部抵抗R’とを並列に
接続した回路において上記外部抵抗R’が変動すること
に置き換えられる。すなわち、物体が侵入することによ
り電極10の容量が変動するが、これはあたかも電極1
0に並列接続された外部抵抗の抵抗値が変動したと同様
の効果を与え、発振回路SのQが変動することが説明で
きる。これを上記図8の回路構成をもつモデルでシミュ
レートした結果が図9であるが、容量Cxを増やしてい
くと、縦軸で示したQが低くなっていくことがよく分か
る。
【0012】上記実施例では、従来のものでは要した周
波数検出回路が不要であるので、それだけ回路構成が簡
単になり、装置が小型化できると共にコストが低減で
き、また調整が簡単になるので使い勝手が良い。
波数検出回路が不要であるので、それだけ回路構成が簡
単になり、装置が小型化できると共にコストが低減で
き、また調整が簡単になるので使い勝手が良い。
【0013】次に、上記電極10の他の使用態様をいく
つか説明する。まず、図10に示す使用態様では浴槽5
0の外壁に電極板12,13が剥き出しで取り付けられ
ている。従って、これに付加装置20及びQ検出装置3
0を接続し、Q検出装置30でしきい値を複数設定して
複数の識別信号を出力するようにすれば、浴槽50内の
人の存在の検出と同時に浴槽50の中の水位の検出も行
える。そのため、例えば入り始めには湯を熱く感じるの
で、給湯時の湯音を低く設定しておき、人が浴槽50に
入ったことを検出して追い焚き命令を出力するよう設定
することができる。また、人の存在を検出している時間
を計測し、計測時間が一定時間を超えたときに浴槽50
内で異常が発生したと判断し、異常信号を発するよう設
定することもできる。なお、電極板12,13は浴槽5
0の外壁に取り付けるだけでなく、電極板表面に防水及
び絶縁処理を施して浴槽50の内壁へ設けることもでき
る。さらに、その設置箇所も浴槽50の底部の内外に設
けてもよいし、浴槽50に壁内に埋設してもよい。さら
に、洗い場にも電極板12,13を設けて、浴室内全域
で人体の検出を行って、入浴中の事故を未然に防ぐこと
ができる。
つか説明する。まず、図10に示す使用態様では浴槽5
0の外壁に電極板12,13が剥き出しで取り付けられ
ている。従って、これに付加装置20及びQ検出装置3
0を接続し、Q検出装置30でしきい値を複数設定して
複数の識別信号を出力するようにすれば、浴槽50内の
人の存在の検出と同時に浴槽50の中の水位の検出も行
える。そのため、例えば入り始めには湯を熱く感じるの
で、給湯時の湯音を低く設定しておき、人が浴槽50に
入ったことを検出して追い焚き命令を出力するよう設定
することができる。また、人の存在を検出している時間
を計測し、計測時間が一定時間を超えたときに浴槽50
内で異常が発生したと判断し、異常信号を発するよう設
定することもできる。なお、電極板12,13は浴槽5
0の外壁に取り付けるだけでなく、電極板表面に防水及
び絶縁処理を施して浴槽50の内壁へ設けることもでき
る。さらに、その設置箇所も浴槽50の底部の内外に設
けてもよいし、浴槽50に壁内に埋設してもよい。さら
に、洗い場にも電極板12,13を設けて、浴室内全域
で人体の検出を行って、入浴中の事故を未然に防ぐこと
ができる。
【0014】次に、図11に示す使用態様ではトイレの
便座60の裏面に剥き出しで電極板12,13が取り付
けられている。従って、これに付加装置20及びQ検出
装置30を接続し、Q検出装置30でしきい値を設定し
て識別信号を出力するようにすれば、便座60に座る人
の存在の検出が行える。そのため、例えば便座60に座
る人の存在を検出している時間を計測し、計測時間が一
定時間を超えたときに便座60に座っている間に異常が
発生したと判断し、異常信号を発するよう設定すること
もできる。なお、電極板12,13は便座60の裏面に
取り付けるだけでなく、便器の他の部分に設けてもよい
し、電極板表面に防水及び絶縁処理を施すなどしてもよ
い。
便座60の裏面に剥き出しで電極板12,13が取り付
けられている。従って、これに付加装置20及びQ検出
装置30を接続し、Q検出装置30でしきい値を設定し
て識別信号を出力するようにすれば、便座60に座る人
の存在の検出が行える。そのため、例えば便座60に座
る人の存在を検出している時間を計測し、計測時間が一
定時間を超えたときに便座60に座っている間に異常が
発生したと判断し、異常信号を発するよう設定すること
もできる。なお、電極板12,13は便座60の裏面に
取り付けるだけでなく、便器の他の部分に設けてもよい
し、電極板表面に防水及び絶縁処理を施すなどしてもよ
い。
【0015】また、図12に示す使用態様では椅子70
の座面及び背当てに電極板12,13が取り付けられて
いる。従って、これに付加装置20及びQ検出装置30
を接続し、Q検出装置30のしきい値を設定して識別信
号を出力するようにすれば、椅子70に座る人の存在の
検出が行える。そのため、例えば劇場、映画館、大学教
室等の混み具合を表示したり、そのデータを例えば照明
や空調等に利用したりするものの他、自動車や航空機の
座席に設け、走行時や離着陸時のシートベルトの着用確
認等の安全確認用に利用できる。なお、電極板12,1
3は椅子70の座面及び背当てのみでなく他の部分に設
けてもよい。
の座面及び背当てに電極板12,13が取り付けられて
いる。従って、これに付加装置20及びQ検出装置30
を接続し、Q検出装置30のしきい値を設定して識別信
号を出力するようにすれば、椅子70に座る人の存在の
検出が行える。そのため、例えば劇場、映画館、大学教
室等の混み具合を表示したり、そのデータを例えば照明
や空調等に利用したりするものの他、自動車や航空機の
座席に設け、走行時や離着陸時のシートベルトの着用確
認等の安全確認用に利用できる。なお、電極板12,1
3は椅子70の座面及び背当てのみでなく他の部分に設
けてもよい。
【0016】なお、上記実施例ではポジティブフィード
バック要素22に電極10を並列に接続したが(図
2)、これらを直列に接続しても同様の作用・効果が得
られる。また、電極10に容量の付加成分41及び抵抗
成分42が並列に接続されるとしたが(図4)、これら
が直列に接続されるとしてもよく、同様の作用・効果が
説明できる。上記実施例では極薄の電極板12,13を
有した電極10を説明したが、もっと厚みの大きな電極
を用いてもよい。また、Q検出装置の入出力信号は必要
に応じて増幅器等によって増幅してもよい。
バック要素22に電極10を並列に接続したが(図
2)、これらを直列に接続しても同様の作用・効果が得
られる。また、電極10に容量の付加成分41及び抵抗
成分42が並列に接続されるとしたが(図4)、これら
が直列に接続されるとしてもよく、同様の作用・効果が
説明できる。上記実施例では極薄の電極板12,13を
有した電極10を説明したが、もっと厚みの大きな電極
を用いてもよい。また、Q検出装置の入出力信号は必要
に応じて増幅器等によって増幅してもよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の物体検出
装置は、被検出空間に面して配置された電極と、この電
極と共に発振回路を構成する付加装置と、上記発振回路
のクオリティファクタの変動を検出するQ検出装置とを
備えたので、周波数検出回路を不要として全体の構成が
簡単になり、装置の小型化、コスト低減、使い勝手の向
上を実現しながら、被検出空間に物体が有るか否かを確
実に検出することができる。
装置は、被検出空間に面して配置された電極と、この電
極と共に発振回路を構成する付加装置と、上記発振回路
のクオリティファクタの変動を検出するQ検出装置とを
備えたので、周波数検出回路を不要として全体の構成が
簡単になり、装置の小型化、コスト低減、使い勝手の向
上を実現しながら、被検出空間に物体が有るか否かを確
実に検出することができる。
【図1】実施例の電極を示す斜視図、
【図2】実施例の全体構成を示す回路図、
【図3】実施例の電極まわりを示す説明図、
【図4】物体侵入時における図3相当図、
【図5】物体侵入時における図2相当図、
【図6】図5に基づくシミュレーション結果図(横軸は
周波数、縦軸はQ)、
周波数、縦軸はQ)、
【図7】抵抗とリアクタンスとを接続した回路における
インピーダンス変換を示す図、
インピーダンス変換を示す図、
【図8】容量変動を抵抗変動に置き換える概念を説明す
る図、
る図、
【図9】図8に基づくシミュレーション結果図(横軸は
周波数、縦軸はQ)、
周波数、縦軸はQ)、
【図10】電極の他の使用態様で浴槽に設けた態様を示
す斜視図、
す斜視図、
【図11】同じく便座に設けた態様を示す斜視図、
【図12】同じく椅子に設けた態様を示す斜視図であ
る。
る。
10 電極 12 電極板 13 電極板 20 付加装置 30 Q検出装置 S 発振回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 和博 東京都町田市旭町1丁目23番19号 株式会 社本田電子技研内 (72)発明者 岸川 正嘉 大阪府吹田市広芝町12番14号 エフビーオ ートメ株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】被検出空間に面して配置された電極と、こ
の電極と共に発振回路を構成する付加装置と、上記発振
回路のクオリティファクタの変動を検出するQ検出装置
とを備えたことを特徴とする物体検出装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6293893A JPH06249963A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 物体検出装置 |
EP93103876A EP0613026A1 (en) | 1993-02-25 | 1993-03-10 | Object detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6293893A JPH06249963A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 物体検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06249963A true JPH06249963A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=13214748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6293893A Pending JPH06249963A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 物体検出装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0613026A1 (ja) |
JP (1) | JPH06249963A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008506119A (ja) * | 2004-07-09 | 2008-02-28 | タッチセンサー テクノロジーズ,エルエルシー | ビルジ・レベル検出用近接センサ |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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