JP2003021677A - Sensor device - Google Patents

Sensor device

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JP2003021677A
JP2003021677A JP2001206310A JP2001206310A JP2003021677A JP 2003021677 A JP2003021677 A JP 2003021677A JP 2001206310 A JP2001206310 A JP 2001206310A JP 2001206310 A JP2001206310 A JP 2001206310A JP 2003021677 A JP2003021677 A JP 2003021677A
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JP
Japan
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sensor device
signal
toilet
output
phase difference
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001206310A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Nagaishi
昌之 永石
Toshio Oguro
利雄 小黒
Mie Ikushima
見江 幾島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an object detection device capable of improving detection accuracy of a detection object at a small distance which is standing still or moving slowly, and having a comparatively simple device constitution and a comparatively low cost. SOLUTION: This device has one transmission part for transmitting a radio wave to the object, and two or more reception parts for receiving a reflected wave from the object. The device also has a phase difference generation means for generating the phase difference so that each phase of output signals outputted from each reception part does not agree completely with each other, and a frequency extraction part for extracting two specific frequency bands from one output signal outputted from the reception part. In the device, not only the output signals having different phases but also the output signals having a specific frequency band are taken out. Determination of approaching/ separation is performed relative to the signal having a high frequency, and the signal having a low frequency is used as an auxiliary output signal for the output signal having a different phase, to thereby detect existence of the object more accurately.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電波の送受信によ
って対象物のセンシングを行うセンサ装置において、対
象物の有無の判定に好適な装置に関する。特に、センサ
装置から近距離にある静止又は移動速度の遅い人体とい
った対象物を正確にセンシングする装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor device for sensing an object by transmitting and receiving radio waves, which is suitable for determining the presence or absence of the object. In particular, the present invention relates to a device that accurately senses an object such as a human body that is at a short distance from a sensor device or has a slow moving speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電波の送受信を利用して物体を検
知する装置としては、パルスレーダや、FM−CWレー
ダーなどが知られている。パルスレーダーは、パルス状
の電波を放射した時点から、該パルス状の電波が対象物
体に当たり、反射して該装置に戻ってくるまでの時間の
長/短によって、該装置から対象物体までの距離を測定
するものである。また、FM−CWレーダーは、該装置
から放射される連続波(CW)信号に、例えば鋸波状波
で周波数変調(FM)を施すことによって生じる送信信
号と反射信号とのビート周波数を測定することで、該装
置から対象物までの距離を測定するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, pulse radars, FM-CW radars and the like are known as devices for detecting an object by using transmission and reception of radio waves. The pulse radar is the distance from the device to the target object depending on the length / short time from the time when the pulsed radio wave is emitted to the time when the pulsed radio wave hits the target object and is reflected and returned to the device. Is measured. Further, the FM-CW radar measures the beat frequencies of a transmission signal and a reflection signal generated by subjecting a continuous wave (CW) signal radiated from the device to frequency modulation (FM) with, for example, a sawtooth wave. Then, the distance from the device to the object is measured.

【0003】また、近距離において、静止又は移動速度
の遅い対象物を検知する際に、複数の出力信号に位相差
を生じさせて検知を行うものもあった。
Further, when detecting an object that is stationary or has a slow moving speed at a short distance, there has been a method in which a phase difference is generated between a plurality of output signals for detection.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記記載のパ
ルスレーダーは、電波が放射した時点から該電波を受信
した時点までの時間の長/短により、該装置から対象物
までの距離を測定するように構成されているために対象
物体が近距離に存在する場合の距離測定に不向きであ
る。しかも、装置構成が比較的複雑且つ高価格という問
題もある。一方、上記FM−CWレーダーは上記のよう
な信号処理に起因して生じる送信信号と反射信号とのビ
ート周波数を測定することで該装置からの対象物体まで
の距離を求めるように構成されているため、対象物体が
近距離に存在する場合には、周波数を大きく変化させる
必要があるため、送信信号の占有周波数帯域幅が広がる
ことになるので、やはり不向きとなる。しかも、上記パ
ルスレーダーと同様に、装置構成が比較的複雑且つ高価
格であるという問題もある。そこで、上述したパルスレ
ーダーやFM−CWレーダーに変え、物体を検知するた
めの手段としてドップラレーダーを用いる方法も検討さ
れてきた。しかし、ドップラレーダーは航空機や自動車
等の高速で移動する物体を検知対象とする場合には非常
に有効であるが、検知対象が、例えば人体、しかもトイ
レで用を足そうとしてトイレの直前等に静止した状態で
立っているような、センシング領域で静止することがあ
り、また、移動速度の遅い人体の検知には不向きである
という問題もあった。そこで、移動速度が遅く、または
静止状態にある人体のような物体を検知する場合に、所
定の周波数帯域に属する電波を上記対象物に放射して、
該放射した電波と上記対象物体に当たって反射して戻っ
てくる電波とにより生成される定在波を受信信号として
受信し、該定在波の強度を測定することで上記対象物体
の検知を行う方法が検討された。しかし、定在波の強度
の測定にて検知を行う時の問題としては、定在波は1/
2周期にて振幅の大きな腹部と小さな節部が周期的に存
在するために、定在波の強度が該装置から対象物までの
距離と一義的に対応せず、したがって、センシング領域
とすべき所定距離にある人体を検出出来ないことがあっ
た。
The pulse radar described above measures the distance from the device to the object by the length / shortness of the time from the time when the radio wave is emitted to the time when the radio wave is received. Therefore, it is not suitable for distance measurement when the target object exists at a short distance. Moreover, there is a problem that the device configuration is relatively complicated and expensive. On the other hand, the FM-CW radar is configured to obtain the distance from the device to the target object by measuring the beat frequencies of the transmission signal and the reflection signal caused by the signal processing as described above. Therefore, when the target object is present at a short distance, the frequency needs to be changed greatly, and the occupied frequency bandwidth of the transmission signal is widened, which is also unsuitable. Moreover, similar to the pulse radar, there is a problem that the device configuration is relatively complicated and expensive. Therefore, a method of using a Doppler radar as a means for detecting an object has been studied instead of the pulse radar or FM-CW radar described above. However, the Doppler radar is very effective when detecting an object that moves at high speed such as an aircraft or an automobile, but the detection target is, for example, the human body, and even just before the toilet when trying to use it in the toilet. There is a problem that it may stand still in a sensing area such as standing still, and is unsuitable for detecting a human body having a slow moving speed. Therefore, when detecting an object such as a human body that has a slow moving speed or is in a stationary state, a radio wave belonging to a predetermined frequency band is radiated to the target object,
A method of detecting a target object by receiving a standing wave generated by the radiated radio wave and a radio wave that is reflected by the target object and returned to the target object, and measures the intensity of the standing wave. Was considered. However, as a problem when performing detection by measuring the strength of the standing wave, the standing wave is 1 /
Since the abdomen and the small node having large amplitude are periodically present in two cycles, the strength of the standing wave does not uniquely correspond to the distance from the device to the object, and should therefore be the sensing area. The human body at a certain distance could not be detected.

【0005】また、移動速度が遅く、または静止状態に
ある人体のような物体を検知する場合に、複数のアンテ
ナからの出力信号に位相差を生じさせ、その出力レベル
で対象物の有無を判断する方法を用いて検知を行う方法
も考えられたが、この方法を用いた場合においても、ア
ンテナの本数においては大きな節部を生じてしまう可能
性があり、特に、静止状態にある場合、この影響が顕著
であった。
Further, when detecting an object such as a human body having a slow moving speed or a stationary state, a phase difference is generated between output signals from a plurality of antennas, and the presence or absence of an object is judged by the output level. Although a method of performing detection using the method described above was also considered, even when this method is used, a large node may occur in the number of antennas. The effect was significant.

【0006】そこで、本発明は、近距離で、静止又は移
動速度の遅い対象物の検知精度を更に向上させ、比較的
簡単な装置構成で、且つ比較的低コストであるセンサ装
置を提供することにある。
Therefore, the present invention provides a sensor device which has a relatively simple device configuration and a relatively low cost, which further improves the detection accuracy of an object that is stationary or has a slow moving speed at a short distance. It is in.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】前記目的
達成のために、本発明に係るセンサ装置は、電波を送信
信号として送信する送信部と、外部より電波を受信信号
として受信する受信部と、前記送信信号と受信信号を混
合するミキサ部とを備え、このミキサ部からの出力信号
に基づいて対象物の有無を判定するセンサ装置におい
て、前記ミキサー部は送信信号と受信信号との位相差が
夫々異なる状態で混合する複数のミキサー部からなり、
また、前記複数のミキサー部の一つの出力信号から特定
の周波数帯域を抽出する周波数抽出部とを有し、前記複
数のミキサー部から出力された信号強度と、周波数抽出
部から出力された信号の強度とから、対象物の有無を判
定することを特徴とする。ミキサー部からの出力信号
は、定在波成分が支配的ではあるがドップラ成分も含ま
れている。かかる構成により、複数のミキサー部から出
力された信号である定在波成分の信号のみで対象物の有
無を検知するのでなく、周波数抽出部によって静止状態
のかすかな動きに基づくドップラ成分の信号を取り出
し、併せて使用することにより、定在波成分の信号のも
では正確に検知できなかった静止状態のかすかな動きな
ども検知することができるため、静止又は移動速度の遅
い物体の検知精度をさらに向上させることが出来る。
Means for Solving the Problems and Actions / Effects In order to achieve the above object, a sensor device according to the present invention includes a transmitter for transmitting radio waves as a transmission signal and a receiver for receiving radio waves from outside as a reception signal. And a mixer unit that mixes the transmission signal and the reception signal, wherein the mixer unit determines the position of the transmission signal and the reception signal in the sensor device that determines the presence or absence of an object based on the output signal from the mixer unit. It consists of multiple mixers that mix in different phase differences,
Further, it has a frequency extraction unit for extracting a specific frequency band from one output signal of the plurality of mixer units, and the signal strength output from the plurality of mixer units and the signal output from the frequency extraction unit. The feature is that the presence or absence of the object is determined from the intensity. The output signal from the mixer section includes the Doppler component, although the standing wave component is dominant. With such a configuration, the presence or absence of the object is not detected only by the signal of the standing wave component which is the signal output from the plurality of mixer units, but the signal of the Doppler component based on the faint motion in the stationary state is detected by the frequency extraction unit. By taking it out and using it together, it is possible to detect faint movements in a stationary state that could not be accurately detected with the signal of the standing wave component, so it is possible to improve the detection accuracy of stationary or slow moving objects. It can be further improved.

【0008】また、前記周波数抽出部は異なる複数の周
波数帯域の信号を抽出する構成とるれば、前記した静止
状態のかすかな動きに基づく周波数帯域のドップラ信号
を抽出することが出来ると共に、対象物の接近/離脱な
どの大きな動きに基づく周波数帯域のドップラ信号を抽
出することができる。従って、対象物の接近/離脱など
の大きな動きを検出することができ、定在波信号に基づ
いて所定距離に対象物が存在していることを判断するだ
けよりも、所定の距離に存在する物体の検知精度をさら
に向上させることが出来る。
Further, if the frequency extraction unit is configured to extract signals in a plurality of different frequency bands, it is possible to extract the Doppler signal in the frequency band based on the faint motion in the stationary state and the object. It is possible to extract a Doppler signal in a frequency band based on a large movement such as approach / departure of the. Therefore, it is possible to detect a large movement such as approach / departure of the target object, and it is possible to detect the target object existing at a predetermined distance rather than just judging that the target object exists at a predetermined distance based on the standing wave signal. It is possible to further improve the detection accuracy of the object.

【0009】また、前記受信部を複数有し、各受信部と
ミキサー部との線路の途中に、各受信部から出力される
出力信号の各位相がすべて一致しないように位相差を生
じさせる位相差生成手段を設け、複数のミキサー部では
送信信号と受信信号との位相差が夫々異なる状態で混合
されることを特徴とする。かかる構成により、受信部の
位置をずらすといったセンサ装置の大型化を招くことな
く、複数ミキサ部毎に出力信号の各位相がすべて一致し
ないように位相差を生じさせることができ、定在波信号
の振動による節部が低減するため、任意の距離に対する
出力が略一意的に決定することが出来る。
Further, a plurality of the receiving sections are provided, and a phase difference is generated in the middle of the line between the receiving sections and the mixer section so that the phases of the output signals output from the receiving sections do not all match. The phase difference generating means is provided, and the plurality of mixers are characterized in that the transmission signals and the reception signals are mixed in different phase differences. With such a configuration, it is possible to cause a phase difference so that all the phases of the output signals do not match in each of the plurality of mixer units without inviting an increase in the size of the sensor device such as shifting the position of the receiving unit, and the standing wave signal is generated. Since the number of nodes due to the vibration is reduced, the output for an arbitrary distance can be determined substantially uniquely.

【0010】また、前記受信部と複数のミキサー部との
線路の途中に、受信部から出力される出力信号を分割
し、分割された信号の位相がすべて一致しないように位
相差を生じさせる位相差生成手段を設け、複数のミキサ
ー部では送信信号と受信信号との位相差が夫々異なる状
態で混合されることを特徴とする。かかる構成により、
送信部が1つであっても複数の出力を得ることが出来る
と共に、得られた定在波信号はすべて位相が異なるよう
になるため、各定在波の節部を低減し、任意の距離に対
する出力が略一意的に決定することが出来る。
Further, the output signal output from the receiving unit is divided in the middle of the line between the receiving unit and the plurality of mixer units, and a phase difference is generated so that the phases of the divided signals do not match. The phase difference generating means is provided, and the plurality of mixers are characterized in that the transmission signals and the reception signals are mixed in different phase differences. With this configuration,
Even if there is only one transmitter, multiple outputs can be obtained, and the resulting standing wave signals all have different phases, so the nodes of each standing wave can be reduced and the desired distance can be reduced. The output for can be determined substantially uniquely.

【0011】また、前記のセンサ装置を備えたトイレ装
置であって、このセンサ装置によって使用者を検知し、
その検知結果に基づいてトイレ装置が備えている機能の
オンオフを行うことを特徴とする。なお、このトイレ装
置は小便器を有し、センサ装置が使用者を検知しすると
小便器への洗浄水の供給を行うこと、このトイレ装置は
便座加温手段又は便器ボール部内空気吸引手段を有し、
センサ装置が使用者を検知すると便座加温手段又は便器
ボール内空気吸引手段の駆動を行うことを特徴とする。
このように、使用者が比較的低速で行動するか、または
静止状態が多いトイレブース内に設置されるトイレ装置
にこのセンサ装置を用いることによって、使用者の有無
を正確に判断することが出来るため、小便器への洗浄水
の供給や便座加温手段、便器ボール内空気吸引手段とい
ったトイレ装置が備えている機能のオンオフを使用者の
有無に応じて自動的に制御することができ、節水,省電
力に優れたトイレ装置を提供することができる。
A toilet device equipped with the above-mentioned sensor device, wherein the sensor device detects a user,
A feature of the present invention is that the function provided in the toilet device is turned on / off based on the detection result. This toilet device has a urinal, and when the sensor device detects the user, it supplies cleaning water to the urinal.This toilet device has a toilet seat heating means or a toilet bowl air suction means. Then
When the sensor device detects the user, the toilet seat heating means or the air suction means in the toilet bowl is driven.
As described above, by using this sensor device for the toilet device installed in the toilet booth where the user is moving at a relatively low speed or in a static state, it is possible to accurately determine the presence or absence of the user. Therefore, it is possible to automatically control the on / off of the functions provided in the toilet device such as the supply of flush water to the urinal, the toilet seat heating means, and the air suction means in the toilet bowl depending on the presence or absence of the user, thereby saving water. It is possible to provide a toilet device with excellent power saving.

【0012】また、前記センサ装置を備えた水栓装置で
あって、このセンサ装置によって使用者を検知し、その
検知結果に基づいて吐水のオンオフを行うことや、この
センサ装置によって使用者と吐水されている水とを判別
してて吐水のオンオフを行うことを特徴する。このよう
に、比較的低速であるか、または静止状態が多い使用者
の手の存在をこのセンサ装置を用いることによって正確
且つ迅速に行うことが出来き、吐水のオンオフの実際の
手の有無に応じて速やかに切り替えることが出来、節水
性能に優れた水栓装置を提供することが出来る。また、
使用者と水の判別ができることにより、従来のセンサに
おいて起こる可能性があった水を人体と判断して水が止
まらないという誤検知を防止することができる。
A water faucet device equipped with the above-mentioned sensor device, wherein the sensor device detects a user and turns on / off the water discharge based on the detection result, and the sensor device detects the user and the water discharge. It is characterized in that the discharged water is turned on and off by discriminating the discharged water. In this way, the presence of the user's hand, which is relatively slow or has many stationary states, can be accurately and quickly performed by using this sensor device, and the presence or absence of the actual hand on / off of the water discharge can be determined. It is possible to provide a faucet device having excellent water-saving performance, which can be switched promptly. Also,
By being able to discriminate the water from the user, it is possible to prevent erroneous detection, which may occur in a conventional sensor, by determining that water is a human body and the water does not stop.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を、図面
を参照にして説明する。本実施例では、送信信号の中心
周波数は10.525GHzの周波数で行っている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the center frequency of the transmission signal is 10.525 GHz.

【0014】図1にセンサ装置の全体概略図を示す。こ
こで、本発明のセンサ装置は、対象物に電波の送信を行
う1つの送信アンテナ1と、対象物からの反射波を受信
する2つの受信アンテナ2とを有し、該各受信部から出
力される出力信号の各位相が全て一致しないように位相
差を生じさせる位相差生成手段3と、受信部から出力さ
れる1つの出力信号から2つの特定の周波数帯域を抽出
する周波数抽出部4とを有するものである。ここでは、
パッチアンテナ10上に1つの送信部1を分割する方法
を取って送信信号5の大きさ及び指向性の調整を行って
いるが、実際には1つの送信信号5を分割しているだけ
であるので、送信アンテナ1は1つである。
FIG. 1 shows an overall schematic view of the sensor device. Here, the sensor device of the present invention has one transmitting antenna 1 for transmitting a radio wave to an object and two receiving antennas 2 for receiving a reflected wave from the object, and outputs from each receiving unit. A phase difference generating means 3 for generating a phase difference so that all the phases of the output signals to be output do not match, and a frequency extraction part 4 for extracting two specific frequency bands from one output signal output from the receiving part. Is to have. here,
Although the size and directivity of the transmission signal 5 are adjusted by adopting a method of dividing one transmission unit 1 on the patch antenna 10, in actuality, only one transmission signal 5 is divided. Therefore, the number of transmitting antennas 1 is one.

【0015】ここで、送信アンテナ1には送信信号5を
生成する信号発生部6から信号を送っている。この送信
信号5は、送信アンテナ1に送られるだけでなく、受信
アンテナ2と位相差生成手段3より下流に設けられたミ
キサー部7にも送られる。このミキサー部7によって、
受信アンテナ2から出力された受信信号8は送信信号5
と混合され、その結果、夫々のミキサー部7からの出力
信号(ビート信号)は、低周波出力信号9a,9bとし
て取り出される。この低周波出力信号9a,9bは定在
波としての成分に、ドップラ成分が重畳された信号であ
り、そのため、ドップラ周波数に基づく低周波の出力が
得られるものである。
Here, a signal is sent to the transmitting antenna 1 from a signal generator 6 which generates a transmitting signal 5. The transmission signal 5 is sent not only to the transmission antenna 1 but also to the mixer section 7 provided downstream of the reception antenna 2 and the phase difference generating means 3. With this mixer section 7,
The reception signal 8 output from the reception antenna 2 is the transmission signal 5
As a result, the output signals (beat signals) from the respective mixer units 7 are taken out as low frequency output signals 9a and 9b. The low frequency output signals 9a and 9b are signals in which the Doppler component is superimposed on the component as the standing wave, and therefore, the low frequency output based on the Doppler frequency is obtained.

【0016】そして、この低周波出力信号9a,9bは
対象物の判断を行なう判定手段14へ向かうと共に、一
方の低周波出力信号9bは分岐されて周波数抽出部4へ
も送られる。周波数抽出部4は、ミキサー部7で低周波
に変換された信号から特定の周波数帯域の信号を取り出
すものである。本実施例では、この周波数抽出部4は、
抵抗とコンデンサによるバンドパスフィルタで構成され
ている。また、この時の周波数帯域は静止した人体の
「揺らぎ」を検出するための0Hzから数Hzまでの第一周
波数帯域フィルタ11と、人体の接近及び離脱に伴う電
圧レベルの変動を見る数Hzから30Hzまでの第二周波数
帯域フィルタ12を用いている。
The low-frequency output signals 9a and 9b are sent to the determination means 14 for determining the object, and one of the low-frequency output signals 9b is branched and sent to the frequency extracting section 4. The frequency extraction unit 4 extracts a signal in a specific frequency band from the signal converted into the low frequency by the mixer unit 7. In this embodiment, the frequency extraction unit 4 is
It is composed of a bandpass filter consisting of a resistor and a capacitor. In addition, the frequency band at this time is from the first frequency band filter 11 from 0 Hz to several Hz for detecting the "fluctuation" of the stationary human body, and from several Hz to see the fluctuation of the voltage level due to the approach and departure of the human body. The second frequency band filter 12 up to 30 Hz is used.

【0017】ここで判定手段14は、位相差生成手段3
を通過した2つの低周波出力信号9a、9bと、周波数抽
出部4の第一周波数帯域11を通過した補助信号13と
を、対象物の有無を判断する閾値と比較することによっ
て、対象物の有無を判断するものである。
Here, the judging means 14 is the phase difference generating means 3
By comparing the two low-frequency output signals 9a and 9b that have passed through and the auxiliary signal 13 that has passed through the first frequency band 11 of the frequency extraction unit 4 with a threshold value for determining the presence or absence of the object, The presence or absence is judged.

【0018】また、周波数抽出部4の第二周波数帯域1
2を通過した移動検出信号15により、対象物の接近/
離脱といった動作状態を移動検出判定手段16で検出す
ることができ、対象物の有無を判断する補助的な判断基
準として利用することができ、低周波出力信号9a,9
bに基づく判定手段14での対象物有無の判断を補完
し、対象物の検知をより正確に行うことが出来る。
The second frequency band 1 of the frequency extraction unit 4
The movement detection signal 15 passing through 2 causes the object to approach /
An operation state such as detachment can be detected by the movement detection determination means 16 and can be used as an auxiliary determination reference for determining the presence or absence of an object, and the low frequency output signals 9a, 9 are used.
The determination of the presence or absence of the object by the determination unit 14 based on b can be complemented, and the object can be detected more accurately.

【0019】図2に位相差生成手段の概略図を示す。こ
こでは、2つの受信アンテナ2からそれぞれ受信信号8
が得られているため、各受信信号8の位相をずらす方法
を取っている。図2において、位相生成手段8は、受信
アンテナ2からミキサー部7までの線路長を変える変長
部21であり、この変長部によって位相をずらしてい
る。この方法により、変長部21の長さを色々と変更す
ることで位相を自由にずらすことが可能となる。また、
本実施例では、受信アンテナ2は2つであるので、出力
波形の節部を低減させるために90°位相をずらすこと
にしている(図3)。これにより、節部の影響を低減す
ることが可能となり、検知の精度を高めることができ
る。
FIG. 2 shows a schematic diagram of the phase difference generating means. Here, the received signals 8 are respectively received from the two receiving antennas 2.
Therefore, the method of shifting the phase of each received signal 8 is adopted. In FIG. 2, the phase generation means 8 is a variable length portion 21 that changes the line length from the receiving antenna 2 to the mixer portion 7, and the variable length portion shifts the phase. By this method, the phase can be freely shifted by changing the length of the variable length portion 21 variously. Also,
In this embodiment, since there are two receiving antennas 2, the 90 ° phase is shifted to reduce the nodes of the output waveform (FIG. 3). As a result, it is possible to reduce the influence of the knots and improve the accuracy of detection.

【0020】また、アンテナの本数を増やすことで更に
検知精度を高めることが可能であり、この時の位相差
は、アンテナ本数N本の時、(180/N)°することに
より、節部の影響を低減することが可能となる。
Further, it is possible to further increase the detection accuracy by increasing the number of antennas, and the phase difference at this time is (180 / N) ° when the number of antennas is N, and the phase difference of It is possible to reduce the influence.

【0021】本実施例において、アンテナはパッチアン
テナ10を用いているため、線路長にて位相をずらす方
法を取っているが、アンテナが別のもの、例えばポール
式のアンテナを用いた場合は、ポールアンテナ22は、
導波管23の開口部からポールアンテナ22までの距離
を変化させることにより受信信号9の位相を容易にずら
すことも可能である(図4)。なお、信号発信部6とミ
キサ部7とを結ぶ線路に位相差生成手段3を設け、各ミ
キサ部7へ入力される送信信号に位相差を生じさせるよ
うにしても良い。
In this embodiment, since the patch antenna 10 is used as the antenna, a method of shifting the phase depending on the line length is adopted. However, when another antenna, for example, a pole type antenna is used, The pole antenna 22 is
It is also possible to easily shift the phase of the received signal 9 by changing the distance from the opening of the waveguide 23 to the pole antenna 22 (FIG. 4). The phase difference generating means 3 may be provided in the line connecting the signal transmitting unit 6 and the mixer unit 7 to generate a phase difference in the transmission signals input to each mixer unit 7.

【0022】図5に判定手段14の判定方法概略図を示
す。ここでは、対象物の有無を判定するために予め閾値
を設定しておく。この時、各低周波出力信号9a,9b
及び補助信号13が設定した閾値より大か小かで判定を
行うものである。判定としては、閾値を1つ定めるよう
にするために各低周波出力信号9を全波整流する方法も
あるが、本実施例は、閾値を正負対象に2つ設定し、各
低周波出力信号9と補助信号13の値と比較を行うもの
である。ここで、低周波出力信号9aの絶対値と閾値の
絶対値を比較(S61)し、信号9aの絶対値が閾値よ
り低ければ信号9bの絶対値と閾値の絶対値を比較(S
62)する。ここで、2つの低周波出力信号の絶対値が
閾値の絶対値より小さい時、補助信号13を用いて判断
(S63)を行う。補助信号13は、静止中の人体の
「揺らぎ」に基づくドップラ信号を第一周波数帯域フィ
ルタ11によって抽出し、静止物体の揺らぎなどのかす
かな動きに対して信号を得ている。従って、この補助信
号13を用いることで、かすかな動きも検出することが
出来るため、2つの低周波出力信号9a,9bでは検出
困難であった静止中の人体を検出することができ、検知
精度を向上させることが出来る。
FIG. 5 shows a schematic diagram of the judging method of the judging means 14. Here, a threshold value is set in advance in order to determine the presence or absence of the object. At this time, the low frequency output signals 9a and 9b
And the auxiliary signal 13 is larger or smaller than the set threshold value. For the determination, there is also a method of full-wave rectifying each low-frequency output signal 9 so as to determine one threshold value, but in the present embodiment, two threshold values are set for positive and negative targets and each low-frequency output signal is set. 9 and the value of the auxiliary signal 13 are compared. Here, the absolute value of the low frequency output signal 9a and the absolute value of the threshold value are compared (S61), and if the absolute value of the signal 9a is lower than the threshold value, the absolute value of the signal 9b and the absolute value of the threshold value are compared (S61).
62) Here, when the absolute values of the two low-frequency output signals are smaller than the absolute value of the threshold value, the determination is performed using the auxiliary signal 13 (S63). As the auxiliary signal 13, a Doppler signal based on the “fluctuation” of a human body at rest is extracted by the first frequency band filter 11 to obtain a signal for a faint motion such as a fluctuation of a stationary object. Therefore, by using this auxiliary signal 13, even a faint movement can be detected, and a human body at rest, which was difficult to detect with the two low-frequency output signals 9a and 9b, can be detected. Can be improved.

【0023】図6に移動検出判定手段16の判定方法概
略図を示す。移動検出判定手段16は、移動検出信号1
5を用いて対象物の接近または離脱を判断するものであ
る。具体的には、人体の接近及び離脱に伴うドップラ信
号を第二周波数帯域フィルタ12によって低周波出力信
号9bから移動検知信号15として抽出し、この移動検
知信号15を全波整流処理を行い、予め設定していた複
数の閾値を越えるか否かで接近か離脱かの判断をするも
のである。処理手順としては、ある設定間隔毎に出力値
を取り出し、取り出した出力値と複数ある閾値の小さな
値から順に比較していき、出力値がどの範囲に属してい
るかを検出し(S64〜S66)、メモリー部に常に複
数のデータを記憶するものである。
FIG. 6 shows a schematic diagram of the determination method of the movement detection determination means 16. The movement detection determination means 16 uses the movement detection signal 1
5 is used to determine the approach or departure of the object. Specifically, the Doppler signal associated with the approach and departure of the human body is extracted from the low-frequency output signal 9b as the movement detection signal 15 by the second frequency band filter 12, and the movement detection signal 15 is subjected to full-wave rectification processing in advance. It is determined whether to approach or leave based on whether or not a plurality of set thresholds are exceeded. As a processing procedure, an output value is taken out at a certain set interval, and the taken output value is compared with a plurality of small threshold values in order to detect which range the output value belongs to (S64 to S66). The memory unit always stores a plurality of data.

【0024】ここで、メモリー部に蓄積されるデータ
は、そのデータより以前に収集された複数のデータと比
較を行い、接近及び離脱の判断を行うものである。メモ
リー部は、例えばマイコンを用いて、出力値の属する範
囲を記憶していき、記憶したデータとその直前に収集さ
れたデータとの比較を行い(S67)、レベルの上昇/
下降を−1(下降)と1(上昇)の上下値で記憶させて
おく。ここで、過去比較を行い、収集された上下値のう
ち、最も新しい上下値から任意の数(この例では5個)
だけ上下値を順に調べ(S68)、抽出された上下値の
1の数が規定値に達していれば、接近と判断し0の数が
規定に達していれば離脱と判断するものである。また、
どちらの規定値にも達していない場合はセンサ装置への
接近及び離脱は無いものと判断する。ここで、出力値の
属するレベルには上下が見られるが、これは移動検出信
号16が振動しているために起こる現象であり、本実施
例ではメモリー部に記憶されている複数のデータより接
近/離脱を判断する方法を行っているため、誤検知を防
止することができる。
Here, the data stored in the memory unit is used to compare with a plurality of data collected before the data and to judge the approach and the departure. The memory unit stores the range to which the output value belongs by using, for example, a microcomputer, compares the stored data with the data collected immediately before (S67), and raises / lowers the level.
The descending value is stored as the upper and lower values of -1 (falling) and 1 (increase). Here, the past comparison is performed, and an arbitrary number (5 in this example) from the newest upper and lower values among the collected upper and lower values.
The upper and lower values are sequentially checked (S68), and if the number of the extracted upper and lower values of 1 has reached the specified value, it is determined to be approaching, and if the number of 0 has reached the specified value, it is determined to be the departure. Also,
If neither specified value is reached, it is determined that there is no approach or departure from the sensor device. Here, although the level to which the output value belongs is seen to be up and down, this is a phenomenon that occurs because the movement detection signal 16 is vibrating. In this embodiment, it is closer than the plurality of data stored in the memory unit. / Because the method of judging departure is performed, erroneous detection can be prevented.

【0025】本実施例では、図7に、一例として20ms
毎のサンプリングで出力電圧を測定した結果を示す。こ
の時の閾値は40mV毎に設定しており、閾値と出力電圧
とを比較してレベル帯図に示している。このとき、16
0mSのときに出力電圧レベルが大幅に低下しているが、
それ以前のデータ比較による上下値により、この場合は
対象物が接近していると判断される。同様に、離脱に関
しても本実施例と同様の手順で判定を行なう。このよう
な方法を用いることで、対象物の移動に伴うドップラ信
号を用いて、対象物の検知を行うことが可能となる。
In this embodiment, FIG. 7 shows an example of 20 ms.
The result of measuring the output voltage at each sampling is shown. The threshold value at this time is set every 40 mV, and the threshold value and the output voltage are compared and shown in the level band diagram. At this time, 16
The output voltage level drops significantly at 0 mS,
In this case, it is determined that the object is approaching based on the upper and lower values obtained by comparing the data before that. Similarly, with respect to departure, determination is performed in the same procedure as in this embodiment. By using such a method, it becomes possible to detect the target object using the Doppler signal accompanying the movement of the target object.

【0026】ここで、上記に示した判定手段14と移動
判定手段16の2つの判定手段を用いた人体検知につい
て示す。ここでは、本発明のセンサ装置に人体が近づき
一旦停止して離れるという動作を行った。この動作に対
する2つの低周波出力信号9a、9b、補助信号13、移
動検出信号15を図11に示す。
Now, the human body detection using the two judging means, the judging means 14 and the movement judging means 16 described above, will be described. Here, an operation is performed in which a human body approaches the sensor device of the present invention, and then temporarily stops and then leaves. FIG. 11 shows two low-frequency output signals 9a and 9b, an auxiliary signal 13, and a movement detection signal 15 for this operation.

【0027】図11より、2つの低周波出力信号9a、
9bは位相差が90°である定在波信号である。ここ
で、低周波出力信号9a、9bのような定在波信号は、対
象物が動いているときは単に定在波だけでなくドップラ
信号も混在しているため、人体が接近及び離脱を行うと
きはドップラ信号と同様の波形となっている。また、補
助信号13は、非常に低い周波数信号のみをとるように
設定しているため、人体の接近/離脱における信号はほ
とんどなく、人体が立ち止まったときに信号を得る。逆
に移動検出信号15は、移動するものを検知するように
設定しているため、接近/離脱は出力を得るが、立ち止
まっている場合にはほとんど出力を得ることができな
い。
From FIG. 11, two low frequency output signals 9a,
9b is a standing wave signal having a phase difference of 90 °. Here, the standing wave signals such as the low-frequency output signals 9a and 9b include not only standing waves but also Doppler signals when the object is moving, and thus the human body approaches and leaves. At this time, the waveform is similar to that of the Doppler signal. Further, since the auxiliary signal 13 is set so as to take only a very low frequency signal, there is almost no signal when the human body approaches or leaves, and the signal is obtained when the human body stops. On the contrary, since the movement detection signal 15 is set so as to detect a moving object, output can be obtained when approaching / departing, but almost no output can be obtained when stopped.

【0028】これらの出力信号を用いて人体検知を行う
動作図を図12に示す。本発明のセンサ装置は、動作を
開始するとまず、図6のフローに基づいて移動検出判定
手段16によって、移動検出信号15の出力より人体の
接近について移動判定を行う(S121)。ここで、移
動検出信号15によって人体の接近または離脱が検出で
されると(S121Yes)と、人体有りと判断する
(S122)。しかし、移動判定によって接近と離脱の
何れも検出できないと(S121No)、センサ装置は
図5のフローに基づいて判定手段14によって低周波出
力信号9a、9bと補助信号13によってセンサ装置近辺
にいる人体の検知を開始する(S123)。センサ装置
近辺の人体検知は、主に低周波出力信号9a、9bを用い
て検知が行われるが、定在波が節部になってしまう距離
においては低周波出力信号9a、9bでの検知が出来ない
可能性もあるため、この時は補助信号13を用い、結果
として低周波出力信号9a,9b又は補助信号13何れ
かが閾値以上出力されていれば人体検出と判断する(S
124)。補助信号13を用いることによって、静止し
た人体の検知精度を向上させることが出来る。
FIG. 12 shows an operation diagram for detecting a human body by using these output signals. When the sensor device of the present invention starts its operation, first, based on the flow of FIG. 6, the movement detection determination means 16 determines the movement of the human body from the output of the movement detection signal 15 (S121). Here, when the movement detection signal 15 detects the approach or departure of the human body (S121 Yes), it is determined that the human body is present (S122). However, if neither the approach nor the departure can be detected by the movement determination (No in S121), the sensor device uses the low-frequency output signals 9a and 9b and the auxiliary signal 13 by the determination means 14 based on the flow of FIG. Detection is started (S123). Human body detection in the vicinity of the sensor device is mainly performed by using the low frequency output signals 9a and 9b, but at the distance where the standing wave becomes a node, the low frequency output signals 9a and 9b cannot be detected. Since it may not be possible, the auxiliary signal 13 is used at this time, and if any of the low-frequency output signals 9a and 9b or the auxiliary signal 13 is output above the threshold value, it is determined that the human body is detected (S).
124). By using the auxiliary signal 13, it is possible to improve the detection accuracy of a stationary human body.

【0029】補助信号13を用いても人体が検知できな
いと(S123No)、判定手段14は人体がセンサ装
置近辺に存在しないと判断する(S125)。このよう
に複数の出力信号を用いることで、各出力信号の欠点を
補うことが可能となり、検知精度を向上させることがで
きる。
If the human body cannot be detected even by using the auxiliary signal 13 (No in S123), the judging means 14 judges that the human body does not exist near the sensor device (S125). By using a plurality of output signals in this way, it becomes possible to compensate for the defects of each output signal and improve the detection accuracy.

【0030】次に、送信アンテナ1及び受信アンテナ2
が1つのセンサ装置の概略図を図8に示す。本実施例で
は、受信アンテナ2が1つのため受信アンテナ2とミキ
サー部7の線路上に設けた位相差生成手段7によって受
信信号8を2分割にし、それぞれ異なる位相で2つの出
力を得ている。本実施例では、位相差生成手段7は基板
のパターンであるHybrid Coupled Type移相器を用い
ている(図9)。このHybrid Coupled Type移相器は
90°の位相差を生じさせるものであり、本実施例のよ
うに2出力で対象物の有無を判断するのには適してい
る。
Next, the transmitting antenna 1 and the receiving antenna 2
FIG. 8 shows a schematic view of a sensor device having one unit. In this embodiment, since there is only one receiving antenna 2, the receiving signal 8 is divided into two by the receiving antenna 2 and the phase difference generating means 7 provided on the line of the mixer section 7, and two outputs are obtained at different phases. . In this embodiment, the phase difference generating means 7 uses a Hybrid Coupled Type phase shifter which is a substrate pattern (FIG. 9). This Hybrid Coupled Type phase shifter produces a phase difference of 90 °, and is suitable for determining the presence / absence of an object with two outputs as in the present embodiment.

【0031】また、このような位相生成手段3は、例え
ば45°の位相差を生じるLoadedLine Type移相器など
があり、このLoaded Line Type移相器を用いれば、4
出力で対象物の検知を行うのに適している。また、自由
に位相を調整するためには線路長の長さを変更すること
で調整可能であるが、受信アンテナ2が1つの時は、複
数の信号にするために分割器を用いて1つの信号を分割
し、線路長を変えて位相をずらすことにより、自由に位
相をずらすことができ、複数の出力に対しても対応する
ことが出来る(図10)。
Further, such a phase generating means 3 includes, for example, a Loaded Line Type phase shifter which produces a phase difference of 45 °, and when this Loaded Line Type phase shifter is used, 4
It is suitable for detecting an object in the output. Further, it is possible to freely adjust the phase by changing the length of the line, but when the number of the receiving antenna 2 is one, it is possible to use one by using a divider in order to obtain a plurality of signals. By dividing the signal and changing the line length to shift the phase, the phase can be freely shifted, and it is possible to handle a plurality of outputs (FIG. 10).

【0032】以上、前記に示したセンサ装置45を多機
能トイレ装置1に組込んだ例を図13に示す。本実施例
の多機能トイレ装置41は便座42に便座加温装置58
や、便器ボール内の空気を吸引する脱臭装置57、自動
的に洗浄水を供給する自動洗浄機能を搭載した多機能ト
イレ装置である。まず、センサ装置45の設置場所とし
ては、人体の接近及び着座を検知でき、且つ便座42や
便蓋43の開閉による誤検知を防ぐために、ロータンク
44の上部で便蓋43と重ならない場所に設置するもの
である。
FIG. 13 shows an example in which the sensor device 45 described above is incorporated in the multi-functional toilet device 1. In the multi-functional toilet device 41 of this embodiment, the toilet seat warming device 58 is attached to the toilet seat 42.
It is also a multi-functional toilet device equipped with a deodorizing device 57 for sucking air in the toilet bowl and an automatic cleaning function for automatically supplying cleaning water. First, as the installation location of the sensor device 45, in order to detect the approach and sitting of the human body and prevent erroneous detection due to the opening and closing of the toilet seat 42 and the toilet lid 43, the sensor device 45 is installed at a location not overlapping the toilet lid 43. To do.

【0033】この時、センサ装置45の設置方向は、使
用者の使用状況に関わらず検知ができなければならない
ため、本実施例では、方向は多機能トイレ装置41の中
心線46上でトイレ装置先端部47から約50cmの距離
で成人男性の腰の高さを目標にして設置するものであ
る。また、本実施例のように10GHz近辺の周波数で
は、金属類以外はほぼ透過するので、陶器や樹脂によっ
てセンサを密閉することが可能となり、いたずらによる
センサの破損を低減することができる。
At this time, since the installation direction of the sensor device 45 must be able to be detected irrespective of the use condition of the user, in this embodiment, the direction is the toilet device on the center line 46 of the multifunctional toilet device 41. It is installed at a distance of about 50 cm from the tip 47, aiming at the waist height of an adult male. Further, as in the present embodiment, at frequencies near 10 GHz, except for metals, almost all of them are transmitted, so that the sensor can be sealed with pottery or resin, and damage to the sensor due to mischief can be reduced.

【0034】ここで、本実施例におけるトイレ装置41
の動作順序を図15に示す。ここに示す移動検出手段1
6と判定手段14の動作順序は、図12のフローチャー
トのような相関性を持ったものである。まず、図12の
S121の相当するセンサ装置45の移動検出手段16
における動作順序を図15−Aに示す。ここで、移動検
出手段16は、まず図6のフローチャートに基づき人体
の「接近」、「離脱」、「接近、離脱無し」の判断を行
う(S151)。ここで、人体が接近していると移動検
知手段16によって検知すると、トイレ装置41に設置
されている周辺機器(自動開閉便蓋43、脱臭装置5
7、便座加温装置58等)に動作開始信号を送信する制
御部59へ人体の接近を通知し、各周辺機器の動作が開
始される(S152)。
Here, the toilet device 41 in this embodiment is used.
FIG. 15 shows the operation sequence of the above. Movement detecting means 1 shown here
The operation order of 6 and the determination means 14 has a correlation as shown in the flowchart of FIG. First, the movement detecting means 16 of the sensor device 45 corresponding to S121 of FIG.
FIG. 15-A shows the operation sequence in FIG. Here, the movement detection means 16 first determines “approach”, “leave”, “approach, no departure” of the human body based on the flowchart of FIG. 6 (S151). Here, when the movement detecting means 16 detects that the human body is approaching, the peripheral devices installed in the toilet device 41 (the automatic opening / closing toilet lid 43, the deodorizing device 5).
7, the toilet seat warming device 58, etc.) is notified of the approach of the human body to the operation start signal, and the operation of each peripheral device is started (S152).

【0035】次に移動検出手段16は、S151と同様
に人体の「接近」、「離脱」、「接近、離脱無し」を検
知する(S153)。ここでは、人体の離脱を検知する
ものでありそれ以外の検知結果に対しては処理を終了す
る。S153によって人体の離脱が検知されると、移動
検知手段16は制御部59へ人体の離脱を知らせるもの
である。
Next, the movement detecting means 16 detects "approach", "departure", "approach, no separation" of the human body as in S151 (S153). Here, the separation of the human body is detected, and the processing ends for other detection results. When the separation of the human body is detected in S153, the movement detection means 16 notifies the control unit 59 of the separation of the human body.

【0036】移動検知手段16より人体の離脱を通知さ
れた制御部59は、各周辺機器に対して動作の停止を行
うための動作停止信号を送信し、各周辺機器を停止させ
る(S154)。上記のように移動検知手段16は、人
体の接近、離脱よりトイレ装置41周辺機器の制御を行
っている。
The control unit 59, which has been notified by the movement detecting means 16 of the departure of the human body, transmits an operation stop signal for stopping the operation to each peripheral device to stop each peripheral device (S154). As described above, the movement detection unit 16 controls the peripheral devices of the toilet device 41 depending on the approaching and leaving of the human body.

【0037】次に図12のS123の相当する判定手段
14の動作について示す。判定手段14における動作順
序を図15−Bに示す。判定手段14は、まず図5に示
すフローチャートに基づき、トイレ装置周辺の人体の検
知を行う(S155)。ここで、トイレ装置41周辺に
人体の存在が確認されると判定手段14は開閉弁54の
開閉制御を行う弁制御部55に、人体検知を知らせる人
体有信号を送信し、この信号に伴なって弁制御部55内
のタイマ装置が動作を開始する(S156)。
Next, the operation of the determination means 14 corresponding to S123 of FIG. 12 will be described. The operation sequence in the determination means 14 is shown in FIG. 15-B. The determination means 14 first detects the human body around the toilet device based on the flowchart shown in FIG. 5 (S155). Here, when the presence of a human body is confirmed around the toilet device 41, the determination means 14 transmits a human body presence signal for notifying the human body detection to the valve control unit 55 that controls the opening / closing of the opening / closing valve 54, and this signal is accompanied. Then, the timer device in the valve control unit 55 starts operating (S156).

【0038】ここで、S155にて人体が検知できなか
った場合、タイマが動作中か確認する(S157)。そ
して、タイマが動作中であると判断されると(S157
Yes)、弁制御部55は、この信号を受信してタイマ
装置を停止し、タイマ装置より得られた人体検知時間T
を集計する(S158)。
If the human body cannot be detected in S155, it is confirmed whether the timer is operating (S157). When it is determined that the timer is operating (S157)
Yes), the valve control unit 55 receives this signal, stops the timer device, and detects the human body detection time T obtained from the timer device.
Are totaled (S158).

【0039】タイマ装置によって得られた人体検知時間
Tは、弁制御部55に予め設定していた基準時間tと比
較を行い、基準時間より長ければ(T>t)洗浄水量の
多い大洗浄、基準時間より短ければ(T<t)浄水量の
少ない小洗浄を行うように、弁制御部55によって開閉
弁54を制御するものである(S159)。
The human body detection time T obtained by the timer device is compared with a reference time t preset in the valve control unit 55, and if it is longer than the reference time (T> t), a large amount of washing water, If it is shorter than the reference time (T <t), the valve control unit 55 controls the opening / closing valve 54 so as to perform small cleaning with a small amount of purified water (S159).

【0040】以上より、従来複数のセンサ装置を用いて
行われてきた静止検知と移動物体の検知を、1つのセン
サ装置によって行うことができるため、センサ装置を組
込む機器の小型化を図ることができる。更に、静止検知
の補助信号として低周波ドップラ信号を用いているため
に、静止検知精度の高いセンサ装置となる。
As described above, since the stationary detection and the detection of the moving object, which have been conventionally performed by using a plurality of sensor devices, can be performed by one sensor device, it is possible to miniaturize the device incorporating the sensor device. it can. Furthermore, since the low-frequency Doppler signal is used as the auxiliary signal for stationary detection, the sensor device has high stationary detection accuracy.

【0041】図14に、本発明のセンサ装置を小便器5
1に搭載した図を示す。ここでは、従来小便器51に搭
載されていたセンサ装置と同様の場所に搭載するもので
ある。ここでは、上記に示したトイレ装置41同様にセ
ンサ装置45を密閉することが可能であるため、いたず
らによるセンサ装置45の破損を低減することが可能と
なる。
FIG. 14 shows the sensor device of the present invention as a urinal 5.
The figure mounted in 1 is shown. Here, it is mounted in the same place as the sensor device conventionally mounted in the urinal 51. Here, since the sensor device 45 can be hermetically sealed like the toilet device 41 described above, damage to the sensor device 45 due to mischief can be reduced.

【0042】検知動作としても、上記に示したトイレ装
置と同様に、人体の接近/離脱と人体有無の判定との組
み合わせにより、静止した人物又は移動速度の速くない
人物の検知をより正確に行うことができる。
As for the detecting operation, similarly to the toilet device described above, the combination of the approaching / leaving of the human body and the determination of the presence / absence of the human body more accurately detects a stationary person or a person whose moving speed is not fast. be able to.

【0043】図16に本発明であるセンサ装置の自動水
栓への組み込み図を示す。自動水栓52に従来搭載され
ていたセンサと同様の場所に、本発明のセンサ装置45
を搭載するものである。本発明のセンサ装置45に変更
することで、従来必要であったセンサ用の窓が不要とな
り、いたずらなどによるセンサの破損も低減できる。
FIG. 16 shows an assembly diagram of the sensor device of the present invention in an automatic faucet. The sensor device 45 of the present invention is installed in the same location as the sensor conventionally mounted on the automatic faucet 52.
Is equipped with. By changing to the sensor device 45 of the present invention, the window for the sensor, which was necessary in the past, becomes unnecessary, and the damage to the sensor due to mischief or the like can be reduced.

【0044】ここで、本実施例の自動水栓52において
は、判定手段14で行う静止または移動速度の遅い対象
物の検知は上記と同様に行うが、移動検出判断手段16
で行っていた接近および離脱の判定を行わず、水と使用
者との判断を行うものとする。ここで、判定動作図を図
17に示す。
Here, in the automatic faucet 52 of the present embodiment, the detection of the stationary or slow moving object performed by the determination means 14 is performed in the same manner as described above, but the movement detection determination means 16 is used.
The judgment between water and the user shall be made instead of the judgment of approach and departure that was made in. Here, a determination operation diagram is shown in FIG.

【0045】図17に自動水栓52の動作順序を示す。
まず、判定手段14は、図5に示すフローチャートに基
づき自動水栓52の使用者の有無を検知する(S17
1)。ここで、自動水栓52を使用する使用者がいるこ
とを検知すると、判定手段14は自動水栓52の開閉弁
を開ける開信号を送信し、吐水を開始させる(S17
2)。
FIG. 17 shows the operation sequence of the automatic faucet 52.
First, the determination means 14 detects the presence / absence of a user of the automatic faucet 52 based on the flowchart shown in FIG. 5 (S17).
1). Here, when it is detected that there is a user who uses the automatic faucet 52, the determination unit 14 transmits an open signal for opening the opening / closing valve of the automatic faucet 52 to start water discharge (S17).
2).

【0046】引き続き判定手段14は、人体の検知を行
う(S173)が、判定手段14が人体がいることを検
知すると、次に移動検出手段16によって人体の動作
か、吐水の流れによる動きかの判断を行う(S17
4)。ここで、移動検出手段16は、図6のフローチャ
ートにしたがって動作を行うが、図6のS68の判断が
異なっており、この判断部によって人体か吐水かの判断
を行うものである。
Subsequently, the determination means 14 detects the human body (S173). When the determination means 14 detects the presence of the human body, the movement detection means 16 determines whether the movement of the human body or the movement due to the flow of water discharge. Make a judgment (S17)
4). Here, the movement detection means 16 operates according to the flowchart of FIG. 6, but the determination in S68 of FIG. 6 is different, and this determination unit determines whether the human body or water is discharged.

【0047】ここでの人体か吐水かの判断を図18の動
作図に示す。自動水栓から吐水される洗浄水は定流量が
常に同一場所に向かって吐水されるため、ドップラ信号
の周波数及び振幅の変化は無い。しかし人体の場合は手
洗いを行うために、手洗いを行う手の動作によって、ド
ップラ信号は周波数及び振幅の変化が生じる。ここで
は、S181でこの周波数及び振幅の変化を用いて判断
する。例えば、S181での判断フラグ0が一定データ
中(5個)に任意の個数(3個)以上あれば、振幅がほ
とんど変化していないと判断できるため、使用者がいな
いのに吐水が行われていると判断することができる。こ
のような時に吐水を停止させれば、吐水と人体を誤検知
して水の流れっぱなしを防止することができる。
The judgment of the human body or water discharge here is shown in the operation diagram of FIG. Since the flush water discharged from the automatic faucet always has a constant flow rate toward the same place, there is no change in the frequency and amplitude of the Doppler signal. However, in the case of a human body, since the hand is washed, the frequency and amplitude of the Doppler signal change due to the movement of the hand. Here, determination is made using the changes in the frequency and the amplitude in S181. For example, if the determination flag 0 in S181 is equal to or more than an arbitrary number (3) in the fixed data (5), it can be determined that the amplitude has hardly changed, and thus water is discharged even if there is no user. Can be determined. If the water discharge is stopped at such a time, the water discharge and the human body can be erroneously detected to prevent the water flow.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】受信部が2個の時のセンサ装置全体概略図FIG. 1 is a schematic view of the entire sensor device when there are two receiving units.

【図2】図1における位相差生成手段の概略図FIG. 2 is a schematic diagram of a phase difference generating means in FIG.

【図3】図1における出力波形に位相差を生じさせた概
略図
FIG. 3 is a schematic diagram in which a phase difference is generated in the output waveform in FIG.

【図4】ポール型アンテナを用いた場合の位相差生成手
段の概略図
FIG. 4 is a schematic diagram of phase difference generation means when a pole type antenna is used.

【図5】判定手段の判定方法図FIG. 5 is a diagram illustrating a determination method of determination means.

【図6】移動検出判定手段の判定法方図FIG. 6 is a determination method diagram of movement detection determination means.

【図7】出力電圧測定結果図[Figure 7] Output voltage measurement result diagram

【図8】受信部が1個の時のセンサ装置全体概略図FIG. 8 is a schematic view of the entire sensor device when there is one receiving unit.

【図9】Hybrid Coupled Type移相器概略図FIG. 9 Schematic diagram of Hybrid Coupled Type phase shifter

【図10】分割器概略図FIG. 10 is a schematic diagram of a divider.

【図11】各出力信号の概略図FIG. 11 is a schematic diagram of each output signal.

【図12】定在波信号とドップラ信号を用いた検知方法
FIG. 12 is a diagram of a detection method using a standing wave signal and a Doppler signal.

【図13】本発明であるセンサ装置のトイレ装置への組
み込み図
FIG. 13 is a view showing how the sensor device of the present invention is installed in a toilet device.

【図14】本発明であるセンサ装置の小便器への組み込
み図
FIG. 14 is a view showing an assembly of the sensor device of the present invention into a urinal.

【図15】トイレ装置へ組込んだセンサ装置動作図FIG. 15 is an operation diagram of a sensor device incorporated in the toilet device.

【図16】本発明であるセンサ装置の自動水栓への組み
込み図
FIG. 16 is a view showing an assembly of the sensor device of the present invention into an automatic faucet.

【図17】自動水栓におけるセンサ装置動作図FIG. 17 is an operation diagram of a sensor device in the automatic faucet.

【図18】自動水栓におけるセンサ装置の人体と吐水の
判別図
FIG. 18 is a diagram for distinguishing the human body and the water discharge of the sensor device in the automatic faucet.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:送信アンテナ、2:受信アンテナ、3:位相差生成
手段、4:周波数抽出部、5:送信信号、6:送信信号
発生部、7:ミキサー部、8:受信信号、9a、9b:低
周波出力信号、10:パッチアンテナ、11:低周波数
帯域、12:高周波数帯域、13:補助信号、14:判
定手段、15:移動検出信号、16:移動検出判定手
段、21:変長部、22:ポールアンテナ、23:導波
管、31:伝送線路、32:入力、33:出力、34:
抵抗、35:GND、41:トイレ装置、42:衛生洗浄
装置、43:便蓋、44:ロータンク、45:センサ装
置、46:中心線、47:トイレ装置先端部、51:小
便器、52:自動水栓、53:有人信号、54:開閉
弁、55:弁制御部、56:無人信号、57:脱臭装
置、58:便座加温装置、59:制御部
1: Transmitting antenna, 2: Receiving antenna, 3: Phase difference generating means, 4: Frequency extracting unit, 5: Transmitting signal, 6: Transmitting signal generating unit, 7: Mixer unit, 8: Received signal, 9a, 9b: Low Frequency output signal, 10: patch antenna, 11: low frequency band, 12: high frequency band, 13: auxiliary signal, 14: determination means, 15: movement detection signal, 16: movement detection determination means, 21: variable length section, 22: Pole antenna, 23: Waveguide, 31: Transmission line, 32: Input, 33: Output, 34:
Resistance, 35: GND, 41: Toilet device, 42: Sanitary washing device, 43: Toilet lid, 44: Low tank, 45: Sensor device, 46: Center line, 47: Toilet device tip part, 51: Urinal, 52: Automatic faucet, 53: Manned signal, 54: Open / close valve, 55: Valve control unit, 56: Unmanned signal, 57: Deodorizing device, 58: Toilet seat warming device, 59: Control unit

フロントページの続き (72)発明者 幾島 見江 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 Fターム(参考) 5J070 AB15 AD01 AD05 AE09 AH14 AH40 AJ13 AK22 BA01 Continued front page    (72) Inventor Mie Ikushima             2-1-1 Nakajima, Kokurakita-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture             No. Totoki Equipment Co., Ltd. F-term (reference) 5J070 AB15 AD01 AD05 AE09 AH14                       AH40 AJ13 AK22 BA01

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電波を送信信号として送信する送信部
と、外部より電波を受信信号として受信する受信部と、
前記送信信号と受信信号を混合するミキサ部とを備え、
このミキサ部からの出力信号に基づいて対象物の有無を
判定するセンサ装置において、前記ミキサー部は送信信
号と受信信号との位相差が夫々異なる状態で混合する複
数のミキサー部からなり、また、前記複数のミキサー部
の一つの出力信号から特定の周波数帯域を抽出する周波
数抽出部とを有し、前記複数のミキサー部から出力され
た信号強度と、周波数抽出部から出力された信号の強度
とから、対象物の有無を判定することを特徴とするセン
サ装置。
1. A transmission unit for transmitting radio waves as a transmission signal, and a reception unit for receiving radio waves as a reception signal from the outside.
A mixer unit for mixing the transmission signal and the reception signal,
In the sensor device that determines the presence or absence of an object based on the output signal from the mixer unit, the mixer unit includes a plurality of mixer units that mix in a state in which the phase difference between the transmission signal and the reception signal is different, and, And a frequency extraction unit for extracting a specific frequency band from one output signal of the plurality of mixer units, the signal strength output from the plurality of mixer units, and the strength of the signal output from the frequency extraction unit, From the above, a sensor device for determining the presence or absence of an object.
【請求項2】 前記周波数抽出部は異なる複数の周波数
帯域の信号を抽出することを特徴とする請求項1記載の
センサ装置。
2. The sensor device according to claim 1, wherein the frequency extraction unit extracts signals in a plurality of different frequency bands.
【請求項3】 前記受信部を複数有し、各受信部とミキ
サー部との線路の途中に、各受信部から出力される出力
信号の各位相がすべて一致しないように位相差を生じさ
せる位相差生成手段を設け、複数のミキサー部では送信
信号と受信信号との位相差が夫々異なる状態で混合され
ることを特徴とする請求項1乃至2記載のセンサ装置。
3. A plurality of the receivers are provided, and a phase difference is generated in the middle of the line between the receivers and the mixer so that the phases of the output signals output from the receivers do not all match. 3. The sensor device according to claim 1, wherein a phase difference generating means is provided, and the plurality of mixers mix the transmission signal and the reception signal with different phase differences.
【請求項4】 前記受信部と複数のミキサー部との線路
の途中に、受信部から出力される出力信号を分割し、分
割された信号の位相がすべて一致しないように位相差を
生じさせる位相差生成手段を設け、複数のミキサー部で
は送信信号と受信信号との位相差が夫々異なる状態で混
合されることを特徴とする請求項1乃至2記載のセンサ
装置。
4. An output signal output from the receiving unit is divided in the middle of a line between the receiving unit and a plurality of mixer units, and a phase difference is generated so that the phases of the divided signals do not match. 3. The sensor device according to claim 1, wherein a phase difference generating means is provided, and the plurality of mixers mix the transmission signal and the reception signal with different phase differences.
【請求項5】 前記請求項1乃至4何れか記載のセンサ
装置を備えたトイレ装置であって、このセンサ装置によ
って使用者を検知し、その検知結果に基づいてトイレ装
置が備えている機能のオンオフを行うことを特徴とする
センサ装置を備えたトイレ装置。
5. A toilet device comprising the sensor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor device detects a user, and the function of the toilet device based on the detection result is detected. A toilet device including a sensor device that is turned on and off.
【請求項6】 前記請求項5記載のセンサ装置を備えた
トイレ装置であって、このトイレ装置は小便器を有し、
センサ装置が使用者を検知すると小便器への洗浄水の供
給を行うことを特徴とするセンサ装置を備えたトイレ装
置。
6. A toilet device comprising the sensor device according to claim 5, wherein the toilet device has a urinal,
A toilet device equipped with a sensor device, wherein the sensor device supplies washing water to the urinal when the user detects the user.
【請求項7】 前記請求項5記載のセンサ装置を備えた
トイレ装置であって、このトイレ装置は便座加温手段又
は便器ボール部内空気吸引手段を有し、センサ装置が使
用者を検知すると便座加温手段又は便器ボール内空気吸
引手段の駆動を行うことを特徴とするセンサ装置を備え
たトイレ装置。
7. A toilet device provided with the sensor device according to claim 5, wherein the toilet device has a toilet seat heating means or an air suction means in the toilet bowl portion, and the toilet seat is detected when the sensor device detects a user. A toilet device provided with a sensor device, characterized in that the heating device or the air sucking device in the toilet bowl is driven.
【請求項8】 前記請求項1乃至4何れか記載のセンサ
装置を備えた水栓装置であって、このセンサ装置によっ
て使用者を検知し、この検知結果に基づいて吐水のオン
オフを行うことを特徴とするセンサ装置を備えた水栓装
置。
8. A faucet device comprising the sensor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor device detects a user, and on / off of water discharge is performed based on the detection result. A faucet device equipped with a characteristic sensor device.
【請求項9】 前記請求項1乃至4記載のセンサ装置を
備えた水栓装置であって、このセンサ装置によって使用
者と吐水されている水とを判別して検知し、この検知結
果に基づいて吐水のオンオフを行うことを特徴とするセ
ンサ装置を備えた水栓装置。
9. A faucet device comprising the sensor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor device discriminates between a user and water being discharged, and detects the result. Based on the detection result. A faucet device equipped with a sensor device for turning on / off water discharge.
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