JP3144581B2 - 給水制御装置 - Google Patents

給水制御装置

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JP3144581B2 JP34874091A JP34874091A JP3144581B2 JP 3144581 B2 JP3144581 B2 JP 3144581B2 JP 34874091 A JP34874091 A JP 34874091A JP 34874091 A JP34874091 A JP 34874091A JP 3144581 B2 JP3144581 B2 JP 3144581B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は投光手段から投光した
光の反射光を受光手段で検出することで小便器等の使用
者の有無を感知する反射型センサを有する給水制御装
置、特に反射型センサの感度調整を自動的に行う給水制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は特開昭61−294032号公報
に開示された従来の給水制御装置に用いられている反射
型センサのブロック構成図である。
【0003】従来の反射型センサ100はパルス発生回
路101の出力に基いて投光素子102から赤外光を投
光し、使用者(図示せず)からの反射光を受光素子10
3で受光して電気信号に変換する。その受光素子103
の出力を増幅回路104で増幅し、オートゼロ回路10
5で投光直前における太陽光や蛍光灯等の外乱光レベル
を覚えておき、この外乱光レベルと投光に対する反射光
レベルとの差を検出し、この差が予め判別レベル信号発
生回路106で設定した判別レベルを超えているか否か
をコンパレータ107で判定して使用者の有無を示す感
知出力を得ている。
【0004】この判別レベル信号発生回路106は電源
106aと可変抵抗器106bとを備え、この可変抵抗
器106bで判別レベルを設定するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の給水制
御装置に用いられている反射型センサ単体の感度は標準
的な所定の範囲内に設定されているが、設置場所場所と
対向する壁や配置物までの距離が短いときには、それら
を感知しないように個々に判定レベルを調整する必要が
あり、設置時の調整作業が煩わしい。
【0006】また、長時間の使用に伴って投光素子であ
る発光ダイオード等の発光効率が低下し、センサの感度
低下を招く場合があり、保守の点からも感度調整作業が
必要であった。
【0007】さらに、公衆トイレ等の混雑時においては
センサの感知範囲内に複数の人が存在してしまうことが
あり、このようなとき、本来の使用者が立ち去ったこと
を感知できないことがある。このため、周囲の状況に合
せて感知感度を自動的に調整できるセンサが望まれてい
た。
【0008】本発明はこのような課題を解決するためな
されれたもので、その目的は設置場所や使用条件に応じ
て感知感度を自動的に調整できる反射型センサを有する
給水制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明の請求項1に係る給水制御装置は、非感知状態が
所定時間継続したときに感度増加要求指令を発生する感
度不足状態判断手段と、感度増加要求指令に基いて感知
感度を1段階増加させる感度切替制御手段とを備えた反
射型センサを設けた。
【0010】また、請求項2に係る給水制御装置は、感
知状態が所定時間継続したときに感度低下要求指令を発
生する感度過剰状態判断手段と、感度低下要求指令に基
いて感知感度を1段階減少させる感度切替制御手段とを
備えた反射型センサを設けた。
【0011】なお、感知感度の切替えは、投光素子の投
光電流を変更することにより行うのが好ましい。
【0012】また、感度を変更した状態が所定時間継続
したときに標準感度状態への復帰指令を発生する標準感
度状態復帰手段を備えてもよい。
【0013】
【作用】請求項1に係る給水制御装置の反射型センサ
は、所定時間継続して感知出力が得られないときには感
度不足と判断して感知感度を1段階増加する。
【0014】請求項2に係る給水制御装置の反射型セン
サは、所定時間継続して感知出力があるときには感度過
剰と判断して感知感度を1段階減少する。なお、感知感
度の変更は、投光電流を増減することで行う。また、感
度を変更した状態が所定時間継続したときは感知感度を
初期の感度に戻す。
【0015】
【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図1は本発明の第1実施例に係る給水制御装置の
ブロック構成図である。
【0016】給水制御装置1は感知対象である小便器等
の使用者を感知する反射型センサ2と、この反射型セン
サ2からの信号に基いて給水を制御する給水制御部3か
ら構成する。
【0017】反射型センサ2は光を発する投光手段4
と、光を受ける受光手段5と、使用者6の存在を判断す
る判断回路7と、投光電流指定手段8を備える。
【0018】投光手段4はクロック発生回路41と、間
欠投光周期を選択する選択回路42と、アンド回路43
と、投光回路44とから構成する。図3は投光手段の動
作を示すタイムチャートである。
【0019】クロック発生回路41は、水晶発振子やセ
ラミック発振子等を用いて発生したマスタクロックを分
周して図3(a)〜(c)に示すキャリアクロック信号
41a、非感知時の間欠投光クロック信号41b、感知
時の間欠投光クロック信号41cを生成する分周回路等
を備える。
【0020】この実施例においてはキャリアクロック信
号41aの周波数は約38kHz、非感知時の間欠投光
周期は約2秒、感知時の間欠投光周期は約1秒としてい
る。選択回路42は、投光電流指定手段8から供給され
る反射光感知状態信号81aに基いて非感知状態では非
感知時の間欠投光クロック信号41bを、感知状態では
感知時の間欠投光クロック信号41cを選択する。選択
された間欠投光クロック信号42aはアンド回路43の
一方の入力端子および判断回路7の比較基準信号入力端
子7aへ供給する。
【0021】アンド回路43の他方の入力端子にはキャ
リアクロック信号41aが供給され、このキャリアクロ
ック信号41aで変調した間欠投光クロック信号43a
を投光回路44へ供給する(図3dまたはe)。
【0022】投光回路44は赤外発光ダイオード等の投
光素子45と、npnトランジスタ46と、非感知状態
における投光電流を決定する感度切替手段としての抵抗
回路網47とからなる定電流駆動部を備える。
【0023】抵抗回路網47は投光電流指定手段8から
抵抗値指定入力端子47aに供給される投光電流指定情
報85aである4ビットデータを16にデコードして1
6個の抵抗値を選択するよう構成された一種のD/A変
換器で構成している。この抵抗回路網47は投光電流指
定情報85aを2進数で表現したとき、その値が大きく
なるにつれて抵抗値は小さくなるように構成している。
【0024】受光手段5はPINホトダイオードまたは
ホトトランジスタ等の受光素子51と、初段アンプ52
と、リミッタ回路53と、帯域通過フィルタ(BPF)
54と、検波回路55と、波形整形回路56を組合せた
従来既知の構成のものである。
【0025】すなわち、受光素子51の受光電流を初段
アンプ52で受光素子の光パワーに応じた電圧信号に変
換・増幅し、その出力電圧をリミッタ回路53で信号レ
ベルが等しくなるよう振幅制限した後、キャリア周波数
成分の信号を帯域通過フィルタ(BPF)54で抽出す
る。さらに、ダイオード等の検波回路55で復調した
後、波形整形回路56を介して所定の論理レベルの出力
信号5aを出力する。
【0026】判断回路7は、比較基準信号入力端子7a
に供給される間欠投光クロック信号42aと、受信信号
入力端子7bに供給される受信信号5aとを比較し、入
力された受信信号5aが投光信号に相当する間欠投光ク
ロック信号42aに同期し、かつ受信信号5aのパルス
幅が間欠投光クロック信号42aのパルス幅とほぼ等し
いときには、例えば間欠投光クロック信号42aの立上
がり時点から所定時間後にキャリアクロック信号41a
と同様のタイミングで所定時間長の感知出力7c(図3
e参照)を出力し、それ以外のときには同様のタイミン
グで非感知出力7d(図3d参照)を出力するよう構成
している。
【0027】投光電流指定手段8はセット・リセット型
のフリップフロップ(以下R−Sフリップフロップと称
する)81と、標準感度データ設定手段82、感度不足
状態判断手段83と、感度過剰状態判断手段84と、感
度切替制御手段85とを備える。
【0028】R−Sフリップフロップ81は使用者6等
が感知されている間、セット入力端子Sに感知出力7c
を供給し、リセット入力端子Rに後述する非感知状態確
定信号31aを供給することで出力端子Qから反射光感
知状態信号81aを出力するよう構成している。
【0029】標準感度データ設定手段82は4ビットデ
ータからなる標準感度データを記憶しており、所定条件
の下で後述する感度切替制御手段85へこのデータを出
力する。
【0030】感度不足状態判断手段83は非感知出力7
dが入力すると計時を開始し、感知出力7cが入力した
ところでリセットするタイマ(図示せず)等を備える。
計時状態が予め設定した時間(例えば、4時間)経過し
たときには感度増加要求指令83aを発生する。
【0031】感度過剰状態判断手段84は感知出力7c
が入力すると計時を開始し、非感知出力7dが入力した
ところでリセットするタイマ(図示せず)等を備える。
計時状態が予め設定した時間(例えば、10分)経過し
たときには感度低下要求指令84aを発生する。
【0032】感度切替制御手段85はこの反射型センサ
2の電源投入時に標準感度データ設定手段82から与え
られるデータを読み込み、この読み込んだ標準感度設定
情報85aを投光電流指定データとして抵抗回路網47
へ出力する。
【0033】この感度切替制御手段85は感度増加要求
指令83aを受けると、現在出力している4ビットデー
タからなる投光電流指定情報85aを1だけインクリメ
ント(ただし、15を超えないように制限)する。
【0034】また、この感度切替制御手段85は感度低
下要求指令84aを受けると、現在出力している4ビッ
トデータからなる投光電流指定情報85aを1だけディ
クリメント(ただし、0以下とならないように制限)す
る。このような機能を有する感度切替制御手段85は、
例えばプリセット機能を有する4ビットのアップ・ダウ
ンカウンタをフリップフロップ等を使って構成できる。
【0035】給水制御部3は、感知部2からの感知出力
7cおよび非感知出力7dに基いて小便器等への給水を
制御する給水制御手段31と、開閉弁32とを備える。
開閉弁32は一端を給水管33に接続し、他端を洗浄給
水管34を介して小便器等(図示せず)に接続してい
る。
【0036】開閉弁32は開弁時および閉弁時にパルス
通電しそれ以外はバネ力あるいは永久磁石の磁力により
開弁または閉弁状態を保持する、いわゆるラッチングソ
レノイドをアクチュエータとして用いた電磁弁で構成す
る。なお、ラッチングソレノイドを用いた電磁弁の代り
に圧電素子を用いたアクチュエータを備え、開または閉
パルスが印加される毎に弁開度を変化させ、非通電状態
ではその時の弁開度を保持する構造の弁を用いてもよ
い。
【0037】図4は給水制御部の動作を示すタイムチャ
ートである。図4(a)〜(c)に示すように、給水制
御手段31は判断回路7から出力される感知出力7cが
一定時間継続したときは使用者有りと判断し、非感知出
力7dが一定時間継続したときは使用者無しと判断する
よう構成している。
【0038】給水制御手段31は使用者有りと判断した
ときには図4(e)〜(g)に示すように、まず開弁パ
ルス31bを発生して開閉弁32を開にし予め設定した
微小時間経過後、閉弁パルス31cを発生しこの期間小
便器の使用前の前洗浄給水を行う。
【0039】その後、給水制御手段31は使用者有りか
ら使用者無しに判断が変化したときには開弁パルス31
bを発生して開閉弁32を予め設定した所定時間開にし
た後閉弁パルス31cを発生して後洗浄給水を行う。同
時に、給水制御手段31は図3dに示す非感知状態確定
信号31aを出力する。
【0040】以上の構成であるから給水制御装置は次の
ように動作する。使用者を検知していないときには反射
光感知状態信号81a(投光電流指定手段8内のR−S
フリップフロップ81のQ出力)はLレベルとなってお
り、この反射光感知状態信号81aに基いて選択回路4
2は非感知時の間欠投光クロック信号41bを選択し、
この選択された間欠投光周期T毎にキャリアクロック信
号41aで変調された投光がなされる。このとき、感度
切替制御手段85は標準感度データ設定手段82から標
準感度設定データが投光電流指定データとして読み込ま
れており、投光素子44の投光電流はこの投光電流指定
データで選択される抵抗値で決定される。
【0041】受光部5が反射光を受け使用者6等の存在
を感知すると、判断回路7は感知出力7cを出力してR
−Sフリップフロップ81の入力端子SをセットしQ出
力である反射光感知状態信号81aをHレベルとする。
これにより選択回路42は感知時の間欠投光クロック信
号41cに切り替わり感知間隔がT/2に短縮される。
【0042】同時に、この感知出力7cは感度不足状態
判断手段83および感度過剰状態判断手段84にも出力
され、感度不足状態判断手段83のタイマをリセット
し、感度過剰状態判断手段84の計時を開始する。そし
て、この計時状態が所定の時間以上継続したときには感
度低下要求指令84aを出力して投光電流指定情報85
aを1段階減少させる。すると、トランジスタ46のエ
ミッタ抵抗値が大きくなるので、この分トランジスタ4
6のコレクタ電流が小さくなって投光素子45に流れる
投光電流も小さくなり感知感度が下がる。
【0043】使用者が立ち去ると、非感知出力7dを出
力して給水制御手段31から非感知状態確定信号31a
を発生してR−Sフリップフロップ81をリセットしQ
出力である反射光感知状態信号81aをLレベルとす
る。これにより選択回路42は非感知時の間欠投光クロ
ック信号41bに切り替わり感知間隔はTとなる。
【0044】同時に、この非感知出力7dは感度不足状
態判断手段83および感度過剰状態判断手段84にも出
力され、感度過剰状態判断手段84のタイマをリセット
し、感度不足状態判断手段83の計時を開始する。そし
て、この計時状態が所定の時間以上継続したときには感
度増加要求指令83aを出力して投光電流指定情報85
aを1段階増加させる。すると、トランジスタ46のエ
ミッタ抵抗値が小さくなるので、この分トランジスタ4
6のコレクタ電流が大きくなって投光素子45に流れる
投光電流も大きくなり感知感度が上がる。
【0045】給水制御部3は感知出力7cにより使用者
6等が接近したことを感知したときに前洗浄給水を行
い、非感知出力7dにより使用者6等が立ち去ったこと
を感知したとき後洗浄給水を行う。なお、前洗浄給水は
行わない構成でもよい。
【0046】図2は本発明の第2実施例に係る給水制御
装置のブロック構成図であり、同一部分には同一符号を
付してその説明を省略する。この第2実施例は前記第1
実施例の構成に標準感度状態復帰手段86を加えたもの
であり、標準感度状態復帰手段86は感度増加または減
少要求指令が入力したときリセットされ計時を開始する
タイマ等を備え、予め設定した時間(例えば、8時間)
経過した時点で標準感度状態復帰指令86a(パルス信
号)を生成するよう構成している。
【0047】また、感度切替制御手段85はこの復帰指
令86aを受けると標準感度データ設定手段82に記憶
されている標準感度データをセットする構成となってい
る。したがって、これ以外の動作は前記実施例と同様で
ある。
【0048】なお、抵抗回路網47でエミッタ抵抗値を
可変する以外に投光電流指定情報85aに基いて投光素
子45である赤外発光ダイオードのアノードに供給する
電圧を可変する構成としたり、npnトランジスタ46
のベース電圧を可変する構成としてもよい。
【0049】また、上記2つの実施例では個別部品を用
いた構成例を示したが、標準感度データ設定手段、感度
不足状態判断手段、感度過剰状態判断手段、判断回路等
は、それらの機能を例えば4ビットの1チップマイクロ
コンピュータを用いストアードプログラム制御で実現し
てもよい。
【0050】上記第1実施例および第2実施例において
は赤外光を用いた例を示したが、これに限らず他の手
段、例えば超音波等を用いても同様な作用効果を得るこ
とができる。
【0051】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る給水制
御装置の反射型センサは、周囲の状況に合せて感知感度
を自動的に増減できるので設置時の調整作業を必要とせ
ず、また設置後におけるセンサの感度低下に基く保守作
業を軽減することができる。また、投光電流を増減する
ことで感度を変更するので、受光手段で発生する雑音量
は変化せず、したがって雑音による誤感知発生を少なく
することができる。
【0052】さらに、感度を変更した状態が所定時間継
続したときは初期感度に戻す構成とすることで、標準感
度状態で感知エリア内に物が一時的に置かれた後撤去さ
れるときや、投光部に半透明の張紙等が一時的に貼られ
たとき等の特殊な状況に対して感度が極端に低いまたは
高いレベルに設定されても、所定時間後に妥当な感度に
戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る給水制御装置のブロ
ック構成図
【図2】本発明の第2実施例に係る給水制御装置のブロ
ック構成図
【図3】投光手段の動作を示すタイムチャート
【図4】給水制御部の動作を示すタイムチャート
【図5】従来の反射型センサのブロック構成図
【符号の説明】
1…給水制御装置、2…反射型センサ、3…給水制御
部、4…投光手段、5…受光手段、6…使用者、7…判
断回路、8…投光電流指定手段、31…給水制御手段、
32…開閉弁、33…給水管、34…洗浄給水管、41
…クロック発生回路、42…選択回路、43…アンド回
路、44…投光回路、45…投光素子、46…トランジ
スタ、47…抵抗回路網、51…受光素子、52…初段
アンプ、53…リミッタ回路、54…帯域通過フィルタ
(BPF)、55…検波回路、56…波形整形回路、8
1…セット・リセット型フリップフロップ(R−Sフリ
ップフロップ)、82…標準感度データ設定手段、83
…感度不足状態判断手段、84…感度過剰状態判断手
段、85…感度切替制御手段、86…標準感度状態復帰
手段。
フロントページの続き (72)発明者 西 智寛 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 (56)参考文献 特開 平3−233032(JP,A) 特開 平4−256807(JP,A) 実開 平4−49893(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E03D 5/10 E03D 13/00 G01V 9/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 投光手段から投光した光の反射光を受光
    手段で検出して使用者の有無を感知する反射型センサを
    有する給水制御装置において、前記反射型センサは感知
    感度を多段階に切替える感度切替手段と、非感知状態が
    予め設定した時間継続したときに感度増加要求指令を発
    生する感度不足状態判断手段と、感度増加要求指令に基
    いて感度を1段階増加させる感度切替制御手段とを備え
    たことを特徴とする給水制御装置。
  2. 【請求項2】 投光手段から投光した光の反射光を受光
    手段で検出して使用者の有無を感知する反射型センサを
    有する給水制御装置において、前記反射型センサは感知
    感度を多段階に切替える感度切替手段と、感知状態が予
    め設定した時間継続したときに感度低下要求指令を発生
    する感度過剰状態判断手段と、感度低下要求指令に基い
    て感度を1段階減少させる感度切替制御手段とを備えた
    ことを特徴とする給水制御装置。
  3. 【請求項3】 前記感度切替制御手段は投光素子の投光
    電流を変更することを特徴とする請求項1または2記載
    の給水制御装置。
  4. 【請求項4】 感度変更を行った状態が予め設定した時
    間継続したときに標準感度状態への復帰指令を発生する
    標準感度状態復帰手段を備えたことを特徴とする請求項
    1または2記載の給水制御装置。
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