CN101548055A - 小便器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种小便器装置，具有：小便器本体；放射倾斜地穿透前述小便器本体上表面并朝向钵状体的电波束，接收来自被检测体的反射波，进而生成检测信号的高频感应器；以及跟据前述检测信号，对前述小便器本体排出或停止排出洗净水的阀。前述小便器装置中，包含前述小便器本体的前述上表面的第1平面与包含前述高频感应器天线放射面的第2平面所成的角度比0度大比90度小。前述第1平面与前述第2平面交叉的交叉线与前述小便器本体的左右方向基本平行，前述电波束被直线偏振。前述电波束的激励方向与前述交叉线交叉。穿透前述小便器本体的前述电波束的强度比在前述上表面反射的前述电波束的强度更高。

Description

小便器装置

技术领域

本发明涉及一种小便器装置，尤其涉及一种具备高频感应器的小便器装置。

背景技术

可做成以下的小便器装置：根据来自高频感应器的多普勒频率信号，高精度地检测出人体、液流等，且适时地控制阀的开闭，从而可不浪费地使用洗净水。以贴片电极构成高频感应器的天线时，则高频感应器的小型化变的容易。

有关于对配设在洗净水配管内的阀进行开闭控制的便器洗净装置的关连技术(例如，参照专利文献1)。该关连技术中，基于发送波与接收波的差分即多普勒频率信号，计算钵状部内空间的液流状态来控制阀。

小便器装置中，要想抑制错误检测并以低辐射功率检测人体或尿流时，必须高精度地控制电波束的方向。但是，只控制贴片电极的配置或相位，要改变电波束的方向是有限的。调整贴片天线的放射面与小便器本体的交叉角的话，则改变电波束的方向变的容易。此时，会因激励方向使电介质的穿透率降低，在被检测物体侧有电波束无法以高的穿透率穿透的问题。

又，专利文献2中，揭示有在小便器本体上表面的背后安装电波感应器，倾斜放射电波束的小便器。但该关连技术的构成中，从电波感应器放射的电波束会在小便器本体与空气的交界处被反射。因此，为了检测人体与尿流，必须在电波感应器的上部设置反射板，该反射板用于将小便器本体与空气的交界处被反射的电波束再予以反射。因此存在的问题是，必须额外设置反射板，因此相应地会对小便器装置的设计造成限制。

[专利文献1]日本国特许公报第3740696号

[专利文献2]日本国特许公开公报2005-290718号

发明内容

[发明要解决的课题]

本发明的目的是提供一种具备介电体中的穿透率高、朝向被检测体高精度地放射电波束的高频感应器的小便器装置。

根据本发明的一形态，提供一种小便器装置，其特征为，具有：小便器本体；放射倾斜地穿透前述小便器本体上表面并朝向钵状体的电波束，接收来自被检测体的反射波，进而生成检测信号的高频感应器；以及根据前述检测信号对前述小便器本体排出或停止排出洗净水的阀，包含前述小便器本体的前述上表面的第1平面与包含前述高频感应器天线的放射面的第2平面所成的角度比0度大比90度小，前述第1平面与前述第2平面交叉的交叉线与前述小便器本体的左右方向基本平行，

前述电波束被直线偏振，前述电波束的激励方向与前述交叉线交叉，穿透前述小便器本体的前述电波束的强度比在前述上表面反射的前述电波束的强度更高。

根据本发明的另一形态，提供一种小便器装置，其特征为，具有：小便器本体；放射倾斜地穿透前述小便器本体的背表面并朝向钵状体的电波束，接收来自被检测体的反射波，进而生成检测信号的高频感应器；以及跟据前述检测信号，对前述小便器本体排出或停止排出洗净水的阀，包含前述小便器本体的前述背表面的第1平面与包含前述高频感应器天线的放射面的第2平面所成的角度比0度大比90度小，前述第1平面与前述第2平面交叉的交叉线与前述小便器本体的左右方向基本平行，前述电波束被直线偏振，前述电波束的激励方向与前述交叉线交叉，穿透前述小便器本体的前述电波束的强度比在前述背表面反射的前述电波束的强度更高。

附图说明

[图1]是说明小便器装置构成的图。

[图2]A～C是说明激励方向与入射面基本平行时的高频感应器的配置图。

[图3]A～C是说明激励方向与入射面基本正交时的高频感应器的配置图。

[图4]A、B是放射面未与表面直接接触时的模式剖视图。

[图5]A、B是α＝0时由模拟所产生的放射图形剖视图。

[图6]A、B是由模拟所产生的入射面内放射图形的剖视图。

[图7]A、B是由模拟所产生的入射面内放射图形的剖视图。

[图8]A、B是由模拟所产生的入射面内放射图形的剖视图。

[图9]A～F是由模拟所产生的入射面内放射图形的剖视图。

[图10]A、B是第1实施形态的小便器装置的模式剖视图。

[图11]是第2实施形态的小便器装置的模式剖视图。

[图12]A～C是第3实施形态的小便器装置的模式剖视图。

[图13]A、B是第4实施形态的小便器装置的模式剖视图。

[图14]是第5实施形态的小便器装置的模式剖视图。

主要元件符号说明

10：小便器装置

12：小便器本体

12a：上表面

12b：背表面

12c：容器口前端部

14：电波束

17：交叉线

18：阀

30：高频感应器

32：贴片天线

32a：放射面

36：中心点

具体实施方式

以下，参照图面对本发明的实施形态的一例进行说明。图1是说明本发明的实施形态的小便器装置的构成的图。小便器本体12例如由陶器(介电常数：εγ)所构成，其表面具有上表面12a及背表面12b。高频感应器30配置在上表面12a或背表面12b，放射电波束14。控制高频感应器30的放射图形，从高频感应器30对控制部16输入发送波和来自被检测体的反射波的差分频率即多普勒频率信号。控制部16输出ON-OFF信号，控制阀18的开闭，排出或停止排出洗净水19。

高频感应器30对于小便器本体12相对固定，穿透小便器本体12对钵状体放射电波束14。在此，当上表面12a与天线的放射面基本平行时，电波束14从天线的放射面32a朝基本垂直方向放射，电波束14朝向基本垂直下方。此时，会将储存在小便器本体12的钵状体内的封水(日语：封水)的晃动误检测为人体的多普勒频率。另一方面，天线的放射面与背表面12b基本平行时，电波束14朝向水平方向。此时，容易检测出萤光灯的噪音或通过小便器本体12附近的人体等的干扰。

本实施形态的情况，包含从天线所放射的电波射入的小便器本体12的入射面的平面与包含天线的放射面的平面是呈比0度大比90度小的角度，且在交叉线交叉。并且，使电波束的激励方向相对于该交叉线基本垂直。

具体而言，将小便器本体12上表面12a与天线的放射面32a或背表面12b与放射面32a所成的角度α设置成比0度大比90度小。又，上表面12a与放射面32a的交叉线17或背表面12b与放射面32a的交叉线17是与以箭头表示的小便器本体12的左右方向基本平行。即配置为，放射面32a与上表面12a或放射面32a与背表面12b之间产生的空隙保持角度α，并相对于小便器本体12的左右方向基本相同。如此的话，可降低上述错误检测及干扰的影响。再者，容易使电波束14朝向与小便器本体12的左右方向基本正交的方向，且可抑制并排的复数个小便器的干扰，可改善被检测体的检测精度。

图2A～C是说明本实施形态的小便器装置10的高频感应器30的配置图，图2A为模式立体图，图2B为贴片天线的模式俯视图，图2C表示电波束的图。在陶器等的上表面12a配置有高频感应器30。且是以上表面12a与贴片天线32的放射面32a的交叉角成为α的方式配置高频感应器30。从贴片天线32所放射的电波束14在上表面12a产生穿透束44与反射束46。而且，不仅在上表面12a，在背表面12b也相同。

如图2B所示，在A—A线及B—B线的两侧配置有4个供电元件32c。A-A线和与A-A线正交的B-B线的交点即中心点36为贴片天线32的基本中心，且为电波束14放射的中心。供电点35与振荡器连接，激励出电波束14。电波束14的激励方向如箭头所示，沿A-A线平行，且在放射面32a上。使用这种贴片天线32，直线偏振波激励容易产生。

又，如图2C所示，空间扩散的电波束14的放射图形，可通过改变4个供电元件32c的配置等的方式进行控制。图2A中，是将与放射面32a垂直，通过中心点36，并与上表面12a正交的面称为入射面40。从中心点36附近放射并扩散的电波束14产生以上表面12a作为穿透面穿透构成小便器本体12的陶器等的媒介内的穿透束和以上表面12a作为反射面的反射束。

而，图2B所示的实施形态中，通过4个供电元件32c控制电波束14的放射图形。但是，贴片天线32的构成并不侷限于此。

接着，模拟放射面32a与上表面12a或背表面12b之间的交叉角α使电波束14改变的情形来说明将小便器本体12做成εγ＝4.15的陶器的情况。图3A～C表示激励方向与入射面40基本正交时的高频感应器的配置，图3A为模式立体图，图3B为贴片天线的模式俯视图。而模拟频率为10.525GHz。以下的模拟中，激励方向与包含放射面32a的平面和小便器本体12的上表面12a或背表面12b的交叉线17的交叉角β是基本正交。此外，放射面32a也可不与上表面12a及背表面12b直接接触。图4A表示包含放射面32a的平面与上表面12a、或包含放射面32a的平面与背表面12b交叉的情况。图4B表示包含放射面32a的平面与包含上表面12a的平面、或包含放射面32a的平面与包含背表面12b的平面交叉的情况。

即使β不是90度时，对于与交叉线17正交的部分模拟的结果也可适用。在入射面40内电波束14包含：入射束42、穿透束44、和反射束46。即，入射束42会因空气与小便器本体12的介电常数的不同而弯折，并与形成穿透束44的部分和形成在上表面12a或背表面12b反射的反射束46的部分分开。

图5A、B是α＝0，即放射面32a与上表面12a、背表面12b不倾斜的平行情况的由模拟产生的入射面40内的放射图形的剖视图。图5A为激励方向与入射面40基本平行的情况，图5B为激励方向与入射面40基本正交的情况。图5A、B的曲线是连结电波束14成为等量放射强度的点所获得，越外侧的曲线放射强度越弱。而不管在任何情况，电波束14都能较好地穿透小便器本体12，对于穿透电力不会产生很大的差。然而，被检测体不限于位于这个位置，此时，使放射面32a对于上表面12a、背表面12b倾斜的话，则可使电波束14朝向被检测体更有效率的放射。

图6A、B表示α＝30°的由模拟所产生的入射面40内的放射图形的剖视图，图6A是激励方向与入射面40基本平行的情况，图6B是激励方向与入射面40基本正交的情况。图6A的穿透率比图6B的穿透率高。又，图6B表示小便器本体12的反射率高的情况。

图7A、B表示α＝45°的由模拟产生的入射面40内的放射图形的剖视图，图7A表示激励方向与入射面40基本平行的情况，图7B表示激励方向与入射面40基本正交的情况。与α＝30°相比，各自的穿透率下降。尤其，图7B中，反射率变的更高，穿透束44的放射强度比图7A更低，且检测感度下降。图8A、B表示α＝60°的由模拟产生的入射面40内的放射图形的剖视图，图8A是激励方向与入射面40基本平行的情况，图8B表示激励方向与入射面40基本正交的情况。各穿透率比α＝45°时还要下降。尤其，图8B中，穿透束44几乎不存在，被检测体的检测困难。一般，高频感应器30因小便器装置安装的场所预先被决定。小便器装置10中，通过适当选择α，可使电波束高精度地朝向被检测体。即，图9A～F是改变电波束14的激励方向与交叉线17所成的角度β时入射面40内放射图形的剖视图。且将包含天线32的放射面32a的平面与小便器本体12上表面12a或背表面12b所成的角度α设定成45度，图9A表示β＝80°的情况，图9B表示β＝75°的情况，图9C表示β＝60°的情况，图9D表示β＝55°的情况，图9E表示β＝50°的情况，图9F表示β＝45°的情况。

穿透小便器本体12的光束44，在β为90度最大，随着β的减少的同时强度下降。另一方面，在上表面12a或背表面12b的反射束46(虚线)是随着β的减少同时强度变高。由此分析结果可知，β在55度以上，则反射束46的强度会比穿透束44更高。本实施形态中，设定激励方向与交叉线17所成的角度β，使穿透束44的强度变的比反射束46的强度更高，而可提高朝向被检测体的电波束14的穿透率。这样的话，利用低输出电波束的检测变的容易。

例如，在公厕等，并排有多个小便器时，必须在各个小便器的背表面侧安装高频感应器。此时，从高频感应器所放射的电波在陶瓷制的小便器的背表面被反射时，可能会对相邻的其他的高频感应器造成影响，会因电波的干扰等造成错误检测的情形。

相对于此，根据本实施形态，相对于介电体的表面倾斜高频感应器的电波放射面，且调整电波的激励方向，由此可抑制在介电体表面的电波的反射。其结果，能可靠地检测出在便器前的使用者等，且可防止因被反射的电波束引起的错误检测等。

图10A是表示第1实施形态的小便器装置10的模式剖视图。高频感应器30做成在图1的β＝90°，激励方向做成与入射面40平行。又，放射面32a与上表面12a的交叉角α比0度大比90度小。并电波束14其在入射面40内放射强度为最大的方向相对于放射面32a基本垂直时，则来自配设在小便器本体12上部内的高频感应器装置30的电波束14的方向朝向人体50。

例如，在由陶瓷构成的小便器本体12上部设有收容高频感应器30的凹部，并与成为上表面12a的凹部底面形成交叉角α地配设高频感应器30。本实施形态中，电波束14的方向是最适合对人体50检测的，且尿流检测也可以。另一方面，稍微容易受到萤光灯噪音或通过附近的人体等干扰的影响。

图10B是第1实施形态的变形例的小便器装置10的模式剖视图。电波束14的放射强度成为最大的方向是与天线的中心点36和小便器本体12的容器口前端部中心12c连结的线基本一致。这样的话，尿流与人体皆可高精度检测出。此外，容器口前端部中心12c设定为在小便器本体12的下部相对于左右位于中心附近。

图11是第2实施形态的小便器装置10的模式剖视图。电波束14的前端部分朝向小便器本体12背表面12b的方向。电波束14朝向尿流，最适合尿流的检测，且最合适抑制干扰的影响。另一方面，电波束14不朝向人体，所以会有人体检测的灵敏度不够的情形。

图12A为第3实施形态的小便器装置10的模式剖视图。高频感应器30被配设成与背表面12b的交叉角成为α。交叉角α比0度大比90度小较好，60度以下更好。这样的话，最适合尿流检测，人体检测也可，且不易受到干扰的影响。此外，背表面12b如图1所示是指：与人体成相反侧的小便器本体12的里面侧。图12B表示第3实施形态的变形例的模式图。电波束14的放射强度呈最大的方向是与天线的中心点36和小便器本体12的容器口前端部中心12c连结的线基本一致，尿流与人体都可高精度地检测出。

图12C表示第3实施形态的变形例的放射图形的剖面，是α＝60°，且放射图形的最大强度方向相对于放射面32a基本垂直的情况。

图13A表示第4实施形态的小便器装置10，是表示0<α，且关于放射面32a的法线，最大强度方向倾斜时的模式图。又，图13B是α＝30°，且放射面32a的法线与最大强度方向的交叉角γ为30度时的放射图形的剖面。本实施形态中，使α的角度比第3实施形态更小并削减背表面12b的空间达成薄型化。可是，当交叉角γ比30度还大时，则天线增益下降，放射电力下降，同时较高地保持尿流及人体的检测精度变的困难。因此，交叉角γ是0以上30度以下较好。

图14为第5实施形态的小便器装置10的模式剖视图。高频感应器30设在容器口前端部中心12c的高度附近的位置，且相对于背表面12b交叉角仅倾斜α配设，使电波束14朝向上方放射。交叉角α大的话，可提高电波束14的穿透率，尤其，可改善尿流检测的精度。

第1～第5实施形态中，将放射面32a与小便器本体12上表面12a所成的角度α、或放射面32a与背表面12b所成的角度α设定为比0度大比90度小。又，设定激励方向与交叉线17的交叉角β，以使穿透小便器本体12的电波束14的强度比在上表面12a或背表面12b反射的反射束46的强度更高。这样的话，以下的小便器装置10成为可能：使穿透束44的方向正确朝向被检测体的方向变的容易，可提高电波束14的穿透率，且通过低输出的电波束14可抑制干扰的影响，可高精度地检测出被检测体。

以上，参照附图对本发明的实施形态进行了说明。但是，本发明并不局限于这些实施形态，关于构成小便器装置的小便器本体、天线、高频感应器等的形状、尺寸、材质、配置关系等，即使本领域的技术人员对设计进行了变更，只要在不脱离本发明的主旨下，就包含在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种小便器装置，其特征在于，具有：小便器本体；

放射倾斜地穿透所述小便器本体上表面并朝向钵状体的电波束、接收来自被检测体的反射波、进而生成检测信号的高频感应器；以及

根据所述检测信号对所述小便器本体排出或停止排出洗净水的阀，

包含所述小便器本体的所述上表面的第1平面与包含所述高频感应器天线的放射面的第2平面所成的角度比0度大比90度小，

所述第1平面与所述第2平面交叉的交叉线与所述小便器本体的左右方向基本平行，

所述电波束被直线偏振，

所述电波束的激励方向与所述交叉线交叉，

穿透所述小便器本体的所述电波束的强度比在所述上表面反射的所述电波束的强度更高。

2.如权利要求1所述的小便器装置，其特征在于，所述激励方向与所述交叉线基本正交。

3.如权利要求1所述的小便器装置，其特征在于，所述电波束的最大强度方向与连接所述天线的中心点和所述小便器本体的容器口前端部中心的直线基本一致。

4.如权利要求2所述的小便器装置，其特征在于，所述电波束的最大强度方向与连接所述天线的中心点和所述小便器本体的容器口前端部中心的直线基本一致。

5.一种小便器装置，其特征在于，具有：小便器本体；

放射倾斜地穿透所述小便器本体背表面并朝向钵状体的电波束，接收来自被检测体的反射波，进而生成检测信号的高频感应器；以及

跟据所述检测信号，对所述小便器本体排出或停止排出洗净水的阀，

包含所述小便器本体的所述背表面的第1平面与包含所述高频感应器天线的放射面的第2平面所成的角度比0度大比90度小，

所述第1平面与所述第2平面交叉的交叉线与所述小便器本体的左右方向基本平行，

所述电波束被直线偏振，

所述电波束的激励方向与所述交叉线交叉，

穿透所述小便器本体的所述电波束的强度比在所述背表面反射的所述电波束的强度更高。

6.如权利要求5所述的小便器装置，其特征在于，所述激励方向与所述交叉线基本正交。

7.如权利要求5所述的小便器装置，其特征在于，所述电波束的最大强度方向与连接所述天线的中心点和所述小便器本体的容器口前端部中心的直线基本一致。

8.如权利要求6所述的小便器装置，其特征在于，所述电波束的最大强度方向与连接所述天线的中心点和所述小便器本体的容器口前端部中心的直线基本一致。

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