JP2004125399A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電波のドップラ効果を利用した物体検知装置において、人の接近または離遠を出力信号の周波数や、増加、減少の割合から精度良く検知する。
【解決手段】電波を外部へ送信する送信部と、検知対象物からの反射波を受信信号として受信する受信部と、送信信号と受信信号より低周波の出力信号を抽出するミキサ部とを有するセンサ部を備えた物体検知装置において、前記センサ部の出力信号の繰り返される振幅の最大または最小である極値を記憶するピーク記憶手段と、前記ピーク記憶手段により記憶した出力信号の繰り返される振幅の最大または最小である極値間の傾きを算出する傾き算出手段と、前記出力信号の周波数を算出する周波数算出手段とを備え、前記ピーク記憶手段と傾き算出手段と周波数算出手段から検知対象物がセンサ部に対して接近しているか、あるいは離遠しているかの判断を行う判断手段を備えたことを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には人体を含む物体検知装置に関わり、特に電波のドップラ効果を利用して物体の接近または離遠を判断する物体検知装置に関する。
電波としては、超音波やマイクロ波、あるいはミリ波といった１０ＫＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数帯に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、赤外線などで小便器の前に人がいることを検出し、その人がいなくなったときにフラッシュバルブを開き洗浄を行う装置が用いられている。しかし、赤外線検出器はそこにいる人の目に留まりやすく、監視されている印象をその小便器を利用する利用者に与えてしまう。また、赤外線を透過するプラスチックの窓が必要となり、悪戯などによる検出不具合が発生して好ましくない。このため近年は器具の内部からマイクロ波を送信し、このマイクロ波が人体から反射されてきた信号（ドップラ信号）を検出し、検出信号の高域周波数および低域周波数が所定時間以上継続した後にフラッシュバルブを開き洗浄を行っている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、マイクロ波を送信し、このマイクロ波が人体から反射されてきた信号（ドップラ信号）を検出し、検出信号のパワースペクトルを求め、このパワースペクトルのピークの変移や継続時間から、人体が小便器に対して近づいてきたのか退去したものかを判断する方法もある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６３−１４５９７３号公報（第４−９頁、第２図）
【特許文献２】
特開平９−８０１５０号公報（第３−７頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、小便器に対する人体の相対的な移動方向、移動速度などの移動態様は、時々の状況に応じて様々に異なる。そうした様々な移動態様は、様々なドップラ周波数信号のパターンを生じさせる。そのため、上記のように複数の周波数帯域での検出が一定順序で生じたか否かを判断する方法や、パワースペクトルのピークの継続時間で判断する方法では、人体は人それぞれ電波の反射率が異なるため電波のパワーだけで判断することは難しく、様々な移動態様の中から小便器を使用する態様だけを確実にピックアップすることが困難である。例えば、小便器にゆっくり近づく使用者や、小便器の側方から突然現れた使用者は必ずしも検知されない。また、小便器を通過する人を誤検知されることもある。また、複数人が連続的に小便器を使用する場合、各人の検知が困難である。類似の問題は、小便器以外の装置や施設に設けられた人体検知装置においても存在する。
【０００６】
そこで、本発明は、電波のドップラ効果を利用した物体検知装置において、人の接近または離遠を出力信号の周波数や、増加、減少の割合から精度良く検知できるようにすることにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、小便器のような複数の異なる人が利用する装置や施設に適用される物体検知装置において、複数の人が使用するために生じる誤検知を防止するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、送信信号として電波を外部へ送信する送信部と、検知対象物からの反射波を受信信号として受信する受信部と、送信信号と受信信号とから低周波の出力信号を抽出するミキサ部とを有するセンサ部を備えた物体検知装置において、前記センサ部の出力信号の繰り返される振幅の最大または最小である極値を記憶するピーク記憶手段と、前記ピーク記憶手段に記憶した極値間の傾きを算出する傾き算出手段と、前記出力信号の周波数を算出する周波数算出手段とを備え、前記傾き算出手段と周波数算出手段の算出結果から、検知対象物がセンサ部に対して接近しているか、あるいは離遠しているかの判断を行う判断手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
一般に、人が接近した場合に検出信号であるドップラ信号の振幅値は、近づくと共に増加し、その増加の仕方は比例的でなく、ある地点を境に二次関数的に増加し、また、人が退去する場合には、検出信号であるドップラ信号の振幅値は接近する場合とは逆に、遠ざかると共に減少し、その減少の仕方は比例的ではなく、ある地点を境に二次関数的に減少する。そのときの周波数は近づく速度に応じた周波数となる。このときの周波数は、センサ部から送信される電波の送信方向に対し、平行方向に動く物体は移動速度に応じた周波数が得られるが、電波の送信方向に対し、垂直方向になればあるほど、実際の移動速度に応じた周波数よりも小さな周波数値となる。
そこで、検出されるドップラ信号の周波数が、あらかじめ設定されている周波数値よりも大きいことにより、検知対象物がセンサ部の横を通り過ぎるのではなく、センサ部に対して近づいてきているか、遠ざかっているかの動きをしていることを判断し、ピーク記憶手段により記憶した極値間の傾きから、検知対象物がセンサ部に対して、近づいているのか、あるいは遠ざかっているのかの判断をすることができる。
【００１０】
さらに望ましくは、極値間の傾きを算出するときに、前記ピーク記憶手段により記憶した連続な極値間の傾きを算出することにより、確実に人体の動きを検出することが可能である。
こうすることにより、人による電波の反射率の違いなど、例えば人が通常より速く接近したために、通常接近するよりも極値が少なくなった場合においても、検出信号であるドップラ信号を取り損ねることなく、確実に人体の動きを検出することが可能になる。
【００１１】
また、前記ピーク記憶手段により記憶する極値は、ドップラ信号の繰り返される振幅の最大値でも、最小値でも特に限定されるものではない。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記判断手段は、周波数算出手段により算出する出力信号の周波数があらかじめ設定された周波数よりも大きい時に、前記傾き算出手段によって算出した傾きに基づいて接近と離遠の判断を行なうことを特徴とする。
具体的には、以下の（ａ）または（ｂ）何れかの判断を行なう構成とした。
（ａ）ピーク記憶手段により記憶している極値が出力信号の繰り返される振幅の最大であるとき、前記傾き算出手段によって算出した傾きに基づいて以下の（ａ−１）または（ａ−２）の判断を行なう。
（ａ−１）傾きが正の傾きであり、且つ、あらかじめ設定された傾きよりも大きいときに検知対象物がセンサ部に対して接近していると判断する。
（ａ−２）傾きが負の傾きであり、且つ、あらかじめ設定された傾きよりも小さいときに検知対象物がセンサ部から離遠していると判断する。
（ｂ）ピーク記憶手段により記憶している極値が出力信号の繰り返される振幅の最小であるとき、前記傾き算出手段によって算出した傾きに基づいて以下の（ｂ−１）または（ｂ−２）の判断を行なう。
（ｂ−１）傾きが負の傾きであり、且つ、あらかじめ設定された傾きよりも小さいときに検知対象物がセンサ部に対して接近していると判断する。
（ｂ−２）傾きが正の傾きであり、且つ、あらかじめ設定された傾きよりも大きいときに検知対象物がセンサ部から離遠していると判断する。
【００１３】
一般に、人が接近した場合に前記ピーク記憶手段により記憶した極値がドップラ信号の繰り返される振幅の最大値の場合、傾き算出手段により算出される傾きは正になる。そして、傾き算出手段により算出される傾きはある地点を境に急激に大きくなることになり、センサ前方付近に何も無い状態ではドップラ信号はほとんど変化無いが、人が接近することにより人体の移動速度に応じた周波数のドップラ信号が得られ、あらかじめ設定された周波数値よりも大きなドップラ信号が得られることにより、人体がセンサ部に対して横を通り過ぎているだけなのか、あるいは近づいたり遠ざかっている動作をしているのかの判断をすることが可能である。
また、そのときに傾き算出手段により算出される傾きより、人体が物体検知装置に対して、接近しているのか、あるいは遠ざかっているのかの判断をすることができる。
【００１４】
また、上記説明では人が接近した場合で、極値としては最大値を利用した方法について述べたが、極値として最小値を利用した場合には、傾きは負で急激に減少することになる。同様にして、人が退去した場合には傾きの正負と増減は、接近した場合の逆になる。
【００１５】
人が接近、離遠している場合に出力されるドップラ信号の振幅値は、人（検知対象物）の大きさや移動態様に応じて変化するものであり、検知対象物が大人であれば大きな振幅値が得られるし、検知対象物が子供であれば小さな振幅値しか得られないなど、振幅値と周波数に閾値を設けておき、ただ単純にそれと比較するだけでは誤検知する可能性があり、確実な検地方法ではなかった。
そこで、上記構成のように検知対象物が接近、あるいは離遠することにより振幅値の最大値あるいは最小値は必ず変化することに着眼し、その傾きから判断することにより、どのような検知対象物に対しても確実に接近、あるいは離遠の判断をすることが可能となる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、前記判断手段は、周波数算出手段により算出する出力信号の周波数があらかじめ設定された周波数よりも大きい時に、前記傾き算出手段により算出する傾きを記憶してゆき、算出した傾きとそれ以前に算出した傾きとの変化の割合に基づいて接近と離遠の判断を行なうことを特徴とする。
具体的には、以下の（ｘ）または（ｙ）の何れかの判断を行なう構成とした。
（ｘ）ピーク記憶手段により記憶している極値が出力信号の繰り返される振幅の最大であるとき、傾き算出手段により算出する傾きを記憶してゆき、算出した傾きとそれ以前に算出した傾きとの変化の割合に基づいて以下の（ｘ−１）または（ｘ−２）の判断を行なう。
（ｘ−１）変化が増加であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも大きいときに検知対象物がセンサ部に対して接近していると判断する。
（ｘ−２）変化が減少であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも小さいときに検知対象物がセンサ部に対して離遠していると判断する。
（ｙ）ピーク記憶手段により記憶している極値が出力信号の繰り返される振幅の最小であるとき、傾き算出手段により算出する傾きを記憶してゆき、算出した傾きとそれ以前に算出した傾きとの変化の割合に基づいて以下の（ｙ−１）または（ｙ−２）の判断を行なう。
（ｙ−１）変化が減少であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも小さいときに検知対象物がセンサ部に対して接近していると判断する。
（ｙ−２）変化が増加であり、且つ、あらかじめ設定された変化の割合よりも大きいときに検知対象物がセンサ部に対して離遠していると判断する。
【００１７】
請求項２記載の傾き検出手段により算出された傾きのみで判断した場合、例えば、上記物体検知装置が連立した機器に組み込まれている場合などに、隣の機器に人が近づいている場合は振幅値が小さいながらも検出信号としてドップラ信号を得ることが可能であり、あらかじめ設定する傾きの大きさ如何によっては人が接近していると判断する可能性がある。
そこで上記構成によれば、傾き算出手段により算出された傾きの変化の割合を利用することにより、物体検知装置が連立した機器に組み込まれている場合などでも、本来検知対象である機器に近づいて来たときなどには、出力信号であるドップラ信号の振幅値は二次関数的に大きくなるために、変化の割合もそれに伴い増加するが、隣の機器に近づいた場合には得られる検出信号自体が小さい為に、傾きの変化の割合は殆ど変化せずに、確実に検知対象である機器に近づいた物体だけを検出することが可能になる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、前記請求項１乃至３記載の物体検知装置を備えた小便器装置において、判断手段により人体が接近したと判断したときに予備洗浄を行い、人体が離遠したときに本洗浄を行う制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
一般に、人が小便器に接近し、用を足し、退去するまでの検出されるドップラ信号は、人が接近している間は徐々に振幅値の大きくなるある周波数のドップラ信号であり、用を足している間は、人体の動きが殆ど無いために検出されるドップラ信号も、振幅、周波数が殆ど現れないほぼ一定な信号であり、退去するときは、徐々に振幅値の小さくなるある周波数のドップラ信号である。
特に自動で洗浄を行う小便器装置などでは、赤外線の反射を用いて人体検出を行っているために、赤外線を反射しない服を着ている場合に起きる不具合や、小便器装置の前を通過しただけで洗浄水を流してしまう不具合があったが、上記構成によれば、確実に人体の接近、離遠を判断することが可能であるために、予備洗浄と本洗浄を確実に行うことが可能となり、便器の洗浄性が向上し、無駄な洗浄水を流すこともなくなる。
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、検出信号であるドップラ信号の極値の傾きや、傾きの変化の割合とその周波数より、検知物体の接近、離遠を確実に判断する物体検知装置を提供することが可能となる。
【００２１】
また、上記物体検知装置が併設された環境下においても、隣接する機器に近づいている物体と、本機器に近づいている物体との区別が確実にできることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面により詳細に説明する。
【００２３】
本発明の要旨である、物体検知装置の検知動作について詳しく説明する。
上記装置は、電波を利用して検知動作を行うもので、図１に示すように外部に信号を電波として送信するための送信信号を生成する発信部１４と、送信波として１０ＧＨｚ近傍のマイクロ波を送信する送信部１２と、送信部１２から送信されたマイクロ波の検知対象物１１からの反射波を受信する受信部１３と、送信信号と受信信号を基に低周波数の出力信号を抽出するミキサ部１５と、ミキサ部１５から出力される低周波数の信号の繰り返される振幅の最大値または最小値である極値を記憶するピーク記憶手段１６と、ピーク記憶手段１６で記憶した極値間の傾きを算出する傾き算出手段１７と、ミキサ部１５より出力される低周波数の信号の周波数を算出する周波数算出手段１８とを備える。
【００２４】
図２は、上記装置に物体が近づいてきたときの出力信号の波形を示す。ピーク記憶手段１６は、ミキサ部１５より出力される低周波数の出力信号をある一定のサンプリング周期でその振幅値をサンプリング２１ａ〜２１ｍする。例えば繰り返される振幅の最大値を求める場合には、サンプリングされた振幅値２１ａ〜２１ｃは連続的に上昇を続け、ある地点２１ｄを境に連続的に下降する２１ｅ〜２１ｇこととなり、その変化点２１ｄが最大値（極値）であり、変化点を求めることにより最大値を算出することが可能である。
同様に、繰り返される振幅の最小値を求める場合には、サンプリングされた振幅値２１ｈ〜２１ｊは連続的に下降を続け、ある地点を境に連続的に上昇２１ｋ〜２１ｍすることになり、その変化点が最小値（極値）ということになる。
【００２５】
上記説明においては、装置に対して物体が近づいてきたときの波形を用いて説明したが、物体が装置に対して離れていく場合でも、極値の算出方法は同じである。
また、連続的に上昇を続けた後にある地点を境に連続的に下降した場合であっても、信号に混入するノイズなどの影響により極値と判断できない場合もあり、連続的な上昇、下降があらかじめ設定された時間以上続くか、若しくは設定された振幅値以上、もしくは以下でないと極値と判断しないなどという条件を加えることにより、確実に極値を算出することが可能となる。
本説明において、サンプリングはある一定のサンプリング周期としたが、例えば歩いている人体を検知すると想定した場合、人体の歩行速度は約４ｋｍ／ｈ（ドップラ周波数＝約７７Ｈｚ）であるため、出力信号の繰り返される極値を確実にサンプリングするために１ｋＨｚ以上でサンプリングするのが望ましく（１周期に１０点以上サンプリングできるので）、サンプリング周期が早ければ早いほど、測定精度が向上することは言うまでもない。
【００２６】
図３に上記装置に物体が近づいたときの出力信号の波形を示し、傾き算出手段による傾きの算出方法を説明する。
ピーク記憶手段により記憶した２つの極値を３１ａ、３１ｂとし、極値３１ａでの振幅値をａ１、時間をｔ１、極値３１ｂでの振幅値をａ２、時間をｔ２とすると、傾き算出手段により傾きは（ａ２−ａ１）／（ｔ２−ｔ１）で算出することができる。
ここで、ピーク記憶手段により記憶している極値が最大値の場合には、傾き算出手段により算出される傾きは正となり、逆に、ピーク記憶手段により記憶している極値が最小値の場合には、傾き算出手段により算出される傾きは負となる。同様にして、上記装置に物体が遠ざかる場合には、ピーク記憶手段により記憶している極値が最大値の場合には負、最小値の場合には正となる。
【００２７】
また、あまりにもかけ離れた極値間の傾きを算出すると、本来では接近し終わっているにも関わらず傾きが無く誤検知する可能性があるために、傾きを算出するときに用いるピーク記憶手段により記憶した極値は、連続する２極間の傾きを算出することがの望ましい。
【００２８】
周波数算出手段による周波数算出方法は、ピーク記憶手段により記憶した連続する２つのピーク間の時間より、１／（連続する２つのピーク間の時間）を用いて容易に算出することが可能である。
また、ミキサ部より出力される出力信号にＦＦＴ（高速フーリエ変換）を行うことにより、周波数スペクトル分布から出力信号の周波数を求める方法などもある。
【００２９】
上記説明において説明した方法により算出された、極値間の傾き、出力信号の周波数を基に、判断手段は図４に示すフローチャートにより、物体検知装置に対して物体が接近しているのか、離遠しているのかの判断をする。
図４のフローチャートはピーク記憶手段により記憶している極値は最大値である場合のときの制御フローを示すものである。
【００３０】
判断手段は、まずピーク記憶手段により記憶している極値が最大値であるのか、最小値であるのかを判断し、例えば、ピーク記憶手段により記憶している極値が最大値の場合に、次に周波数算出手段により算出されたミキサ部より出力された信号の周波数が、あらかじめ設定されている周波数よりも高いか低いかを判断する（Ｓ４１）。あらかじめ設定されている周波数よりも低い場合には、検知対象物は動いていないと判断し、判断終了となる。
周波数が高い場合、すなわち検知対象物が動いていると判断した場合には、次に傾き算出手段により算出した傾きの正負を判断する（Ｓ４２）。ここで、傾きが正の場合には、検知対象物が装置に対して接近している可能性があり、傾きが負の場合には、検知対象物が装置に対して離遠している可能性がある。
傾きが正の場合、あらかじめ設定された傾きよりも大であれば検知対象物は装置に対して接近していると判断し、設定された傾きに満たない場合には接近、離遠のどちらとも言えないと判断して、判断終了となる（Ｓ４３）。また、傾きが負の場合には、あらかじめ設定された傾きよりも小であれば検知対象物は装置に対して離遠していると判断し、設定された傾きよりも大であった場合には接近、離遠のどちらにも言えないと判断して、判断終了となる（Ｓ４４）。
【００３１】
同様にして、ピーク記憶手段により記憶している極値が最小値の場合も接近、離遠の判断を行うことが可能である。
ここで、判断手段はマイコンなどにより判断させるため、あらかじめ設定される周波数や傾きの閾値は、ソフトウェアの書き込みによって変えたり、ディップスイッチや外部入力素子などを利用して可変できるようにすることで、使い勝手が向上することは言うまでもない。
【００３２】
また、図５に示すような、ピーク記憶手段にて記憶した極値の傾きだけでなく、その傾きの変化の割合（傾きの変化率）より判断することにより、誤検知を減らすことが可能となる。
図５に示すように、傾き算出手段により算出した傾きを５１ｂとし、前回算出した傾きが５１ａとすると、傾きの割合（変化率）は５１ｂ／５１ａで算出される。傾きの割合（変化率）は、信号の大小に関係なく傾きが変化することが確実に検出できるため、例え傾きが小さくても相対的に傾きが増加しているのであれば、それを検知することができる。
【００３３】
図６に傾きの割合（変化率）を用いた接近、離遠判断のフローチャートを示す。
図６のフローチャートはピーク記憶手段により記憶している極値は最大値である場合のときの制御フローを示すものである。
判断手段は、まずピーク記憶手段により記憶している極値が最大値であるのか、最小値であるのかを判断し、例えば、ピーク記憶手段により記憶している極値が最大値の場合に、次に周波数算出手段により算出されたミキサ部より出力された信号の周波数が、あらかじめ設定されている周波数よりも高いか低いかを判断する（Ｓ６１）。あらかじめ設定されている周波数よりも低い場合には、検知対象物は動いていないと判断し、判断終了となる。
周波数が高い場合、すなわち検知対象物が動いていると判断した場合には、次に傾き算出手段により算出した傾きの正負を判断する（Ｓ６２）。ここで、傾きが正の場合には、検知対象物が装置に対して接近している可能性があり、傾きが負の場合には、検知対象物が装置に対して離遠している可能性がある。
傾きが正の場合、前回算出した傾きとの変化率があらかじめ設定された変化率よりも大であれば検知対象物は装置に対して接近していると判断し、設定された変化率に満たない場合には接近、離遠のどちらとも言えないと判断して、判断終了となる（Ｓ６３）。また、傾きが負の場合には、前回算出した傾きとの変化率があらかじめ設定された変化率よりも小であれば検知対象物は装置に対して離遠していると判断し、設定された変化率よりも大であった場合には接近、離遠のどちらにも言えないと判断して、判断終了となる（Ｓ６４）。
【００３４】
上記構成のように、出力信号の繰り返される振幅の最大、または最小を極値として傾きや傾きの変化の割合の算出方法を述べたが、出力されるドップラー信号の中心（ドップラー信号が得られない振幅０の信号）を基準に全波整流することにより、出力信号の繰り返される振幅の最大、および最小が、常に最大となって現される。
そこで、上記全波整流によって現された最大を極値として記憶してゆくことにより、傾きや、傾きの変化の割合を算出することも可能となる。
【００３５】
図７に、本発明の物体検知装置を組み込んだ小便器装置を、図８に、出力信号として得られる波形を、図９に本発明の物体検知装置を小便器装置に組み込んだときの制御フローチャートを示す。
【００３６】
本実施例によれば、本発明の物体検知装置７２を小便器７３内部に設置し、人体７１方向に向けて電波を送信する。人体７１が小用を行うときに行う一連の動作は、小便器に近づく８２、小用を足す８３、小便器から離れる８４の３通りが基本的なパターンであり、図８に示すような波形８１によって表わされる。
そこで図９に示すフローチャートのように、本発明の物体検知装置を用いて人体が小便器に対して、接近したと判断した場合（Ｓ９１）、小便器を汚れにくくするための前洗浄を行い（Ｓ９２）、人体が離遠したと判断した場合に（Ｓ９３）、小便器の汚れを流す本洗浄を行う（Ｓ９４）。
【００３７】
受信信号の繰り返される振幅の増加減と、あらかじめ設定された閾値との比較により物体の接近、離遠を判断する方法では、例えば上記小便器装置に組み込んだ場合になど、検知対象物としての人体は大人も子供も両方とも想定する必要があり、人体の大きさによって振幅値が左右されるために、大人では設定した閾値を超えるが、子供では振幅値が小さいために閾値を超えない可能性があり、誤検知の原因となっていた。
そこで、本発明の物体検知装置を小便器装置に組み込むことにより、出力信号の極値の傾きで人体の接近、離遠を判断するために振幅値の大きさに左右されることなく振幅の増加減を判断することが可能となる。
【００３８】
特に、図１０に示すような小便器装置が連立したオフィスや駅舎などの場合には、小便器を使用せずに歩く人体１０４や、隣の小便器を使用する人体１０３を検出する恐れがあり、本来使用していないにも関わらず、人体の「接近」を判断してしまう可能性があり、傾き算出手段による傾きだけでなく、傾きの割合（変化率）を組み合わせて判断手段として使用することにより、誤検知を更に減少させることができる。
【００３９】
図１１に、本発明の物体検知装置を温水洗浄便座に組み込んだ図を示す。
本実施例によれば、本発明の物体検知装置１１１を温水洗浄便座１１２に組み込むことにより、人体１１３の接近を判断して便ふたを自動で開き、人体の退去（離遠）を判断することにより、便ふたを自動的に閉じることが可能となり使い勝手が向上する。
【００４０】
また、最近では電力消費量を小さくする家電製品が主流であり、温水便座装置においても温水の貯湯タンクや便座のヒータなどの電力消費量が大きく、使用のたびに主電源（コンセント）を入り切りするのは煩わしさがあり、常時電源を投入している状態で貯湯タンクや便座ヒータの電源が入っていると、省エネ上大きな問題となっていた。
しかしながら、最近の製品では、人体の便座への着座を検知することにより貯湯タンクや便座ヒータの電源を入れるなどの制御方法は取られていたが、特に便座ヒータの場合など、着座を検知することにより便座ヒータを入れるのでは、座ったときは冷たく、暖まるまでに時間がかかるため非常に不快な思いをしていた。
そこで、本発明の物体検知装置を使用することにより、人体が温水洗浄便座に近づくことを検知することにより貯湯タンクや便座ヒータの電源を入れることが可能であり、また、退去したことを判断して電源を切ることが可能であるので、使い勝手が向上するだけでなく、電力消費量を小さくすることにも大きく貢献することができる。
【００４１】
本実施例のように、本発明の電波式による人体検知を行うことにより、特に陶器を透過するマイクロ波帯域を使用した場合などには、小便器内に人体検知装置を完全に隠蔽することが可能となり、デザイン上の制約や、小便器を悪戯から守ることが可能となるだけでなく、赤外線の光電センサと違い、放射状に広がる性質を持つ電波式であるため、放射方向を特に気にすることなく人体検知を行うことも可能である。
【００４２】
また、温水洗浄便座などは従来、人体検知用のセンサとしては赤外線を利用したものが殆どであり、人体の接近、離遠により便ふたの開閉を制御する場合に、検出距離がなるべく遠い必要があるゆえに、遠くまで検出距離を伸ばそうとすることにより、便座に近づく人のみならず、トイレ前方を通過する人までを誤検知してしまう問題があった。
そこで、本物体検知装置を用いることにより、電波式であるので検出距離が長いにも係わらず、検知対象物接近、離遠を容易に判断することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる物体検知装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明に係わるピーク記憶手段による極値算出方法を示す出力波形図。
【図３】本発明に係わる傾き算出手段による傾き算出方法を示す出力波形図。
【図４】本発明に係わる判断手段による接近、離遠の判断基準を示すフローチャート図。
【図５】本発明に係わる傾きの割合（変化率）の算出方法を示す出力波形図。
【図６】本発明に係わる判断手段による傾きの割合を利用した接近、離遠の判断基準を示すフローチャート図。
【図７】本発明に係わる物体検知装置を小便器装置に搭載した図。
【図８】本発明に係わる物体検知装置を小便器装置に搭載したときの出力波形図。
【図９】本発明に係わる物体検知装置を小便器装置に搭載したときの制御フローチャート図。
【図１０】本発明に係わる物体検知装置を連立する小便器装置に搭載した図。
【図１１】本発明に係わる物体検知装置を温水洗浄便座に搭載した図。
【符号の説明】
１１：検知対象物、１２：送信部、１３：受信部、１４：発信部、１５：ミキサ部、１６：ピーク記憶手段、１７：傾き算出手段、１８：周波数算出手段、１９：判断手段、２１ａ〜２１ｍ：サンプリング値、２２：最大値、２３：最小値、２４：出力信号、３１ａ、３１ｂ：極値、５１ａ、５１ｂ：傾き、７１：検知対象物（人体）、７２：物体検知装置、７３：小便器装置、８１：出力信号、８２：接近中、８３：小用中、８４：離遠中、１０１ａ〜１０１ｃ：物体検知装置、１０２ａ〜１０２ｄ：小便器装置、１０３：小用中の人体、１０４：小便器装置後方を歩く人体、１１１：物体検知装置、１１２：温水洗浄便座付トイレ、１１３：人体

Claims (4)

1. 送信信号として電波を外部へ送信する送信部と、検知対象物からの反射波を受信信号として受信する受信部と、送信信号と受信信号とから低周波の出力信号を抽出するミキサ部とを有するセンサ部を備えた物体検知装置において、前記センサ部の出力信号の繰り返される振幅の最大または最小である極値を記憶するピーク記憶手段と、前記ピーク記憶手段に記憶した極値間の傾きを算出する傾き算出手段と、前記出力信号の周波数を算出する周波数算出手段とを備え、前記傾き算出手段と周波数算出手段の算出結果から、検知対象物がセンサ部に対して接近しているか、あるいは離遠しているかの判断を行う判断手段を備えたことを特徴とする物体検知装置。
2. 前記判断手段は、周波数算出手段により算出する出力信号の周波数があらかじめ設定された周波数よりも大きい時に、前記傾き算出手段によって算出した傾きに基づいて接近と離遠の判断を行なうことを特徴とする、前記請求項１記載の物体検知装置。
3. 前記判断手段は、周波数算出手段により算出する出力信号の周波数があらかじめ設定された周波数よりも大きい時に、前記傾き算出手段により算出する傾きを記憶してゆき、算出した傾きとそれ以前に算出した傾きとの変化の割合に基づいて接近と離遠の判断を行なうことを特徴とする、前記請求項１記載の物体検知装置。
4. 前記請求項１乃至３記載の物体検知装置を備えた小便器装置において、前記センサ部を人体に向けて送受信させるように小便器内部に設け、判断手段により人体が接近したと判断したときに予備洗浄を行い、人体が離遠したときに本洗浄を行う制御手段を備えたことを特徴とする小便器装置。

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