JP4096293B2 - 人体検知装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御機器に組み込まれ、前記制御機器が備える各機能を駆動させたり、有効にさせたりするために利用される人体検知装置に関する技術であり、特に、送信した高周波の電波と物体により跳ね返ってきた反射波の干渉によって生じる定在波信号を用いて近距離（数メートル以内）における静止状態を含めた人体の検知に好適な人体検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高周波の電波を利用した人体検知装置としては、送信波と受信波の周波数の差を検出して動きを検知するドップラー式や、パルス波を送信して受信時の遅れ時間をもとに距離や動きを検出するレーダー式のものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高周波の電波を利用した人体検知装置は、従来多く用いられている赤外線を利用したものに比べ、利用される制御機器の外郭部材として多く用いられる樹脂等の材料を透過できるため、隠蔽が可能で、制御機器の意匠性の向上や人体検知装置の配置の自由度が高いというメリットがある。
また一方で、高周波の電波はその名の通り波であり、定在波と呼ばれる波長の１／２の距離を周期とした反射物との距離に応じた信号の強弱を伴いながら、距離が近いほど周期毎の極大値・極小値は大きくなる傾向がある。これを利用することで反射物との距離を検知することができる。
【０００４】
しかしながら、従来多く利用されているドップラー式の場合には、送信波の周波数と受信波の周波数の差分により動きを検出する構成であり、人体以外の設置環境等による定在波の影響を不要なものとして打ち消すため、低周波成分をカットしてしまう構成とすることが多い。このため、何らか動作をしているときは、信号の強弱である位置の判別は可能であるが、静止状態においては、信号がほとんど得られないため、位置を含め存在そのものが不明確となってしまい、検知したい領域内で静止状態となる場合も含めた人体の検知にまでは十分に適用できていない。
また、レーダー式の場合には、パルス波を送信して受信波との重なり部分で動きを、遅れ時間で距離を検知可能であるが、高周波の電波の移動速度は光速（約3×108m/s）であるため、わずか数メートル以内の近距離においては数ナノ秒レベルの時間計測が必要となり、ＧHzレベルのＣＰＵが必要になる等の制御上の問題点があり、近距離用に用いられることがなく、ましてや組み込まれる制御機器が備える各機能を駆動させたり、有効にさせたりするために利用されるようなものに用いられることはない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、人体以外の反射物体による定在波の影響を検出して、補正可能な構成とすることにより、近距離（数メートル以内）内の複数の領域における静止状態を含めた人体の検知に好適な人体検知装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記目的を達成するために、送信波と人体によって跳ね返された反射波を受信して得られる受信波の干渉により生じる定在波を検波して得られる検波信号に基づき人体を検知する高周波の電波を利用した人体検知装置であり、少なくとも前記検波信号を入力信号として増幅する第１信号増幅部と、第１信号増幅部から出力される第１増幅信号を入力信号としてさらに増幅する第２信号増幅部と、を備え、前記検波信号を複数段で増幅するよう構成された人体検知装置において、前記第１増幅信号および第２信号増幅部から出力される第２増幅信号を各々取り込み記憶する増幅信号記憶部と、前記増幅信号記憶部に記憶された第２増幅信号に基づいて人体の有無を示す検知信号を生成する検知信号生成部と、を備えると共に、第２信号増幅部から出力される第２増幅信号の振幅の中心となる第２基準信号を、前記増幅信号記憶部に記憶された第１増幅信号に基づいて制御する基準信号制御部を備え、前記基準信号制御部は、前記増幅信号記憶部に記憶された第１増幅信号をもとに平均値を演算する平均値演算部と、前記平均値演算部で演算された平均値と前記第１信号増幅部から出力される第１増幅信号との差が大きく、且つ前記平均値演算部で演算される平均値の変動量が大きいときは、前記第２基準信号の調整が必要と判断し、前記平均値演算部で演算された平均値と前記第１信号増幅部から出力される第１増幅信号との差が小さいときは、前記第２基準信号の調整が必要でないと判断する判断部と、を備え、前記判断部の判断に基づいて、第２基準信号の調整の制御を行うよう構成されていることを特徴とする人体検知装置が提供される。
従って、検波信号を多段に増幅し、各々増幅信号を取り出す構成とし、さらに第２信号増幅部の第２基準信号に、入力信号と同じ第１増幅信号を利用しているため、設置環境の変化等の影響によって生じる定在波の変化に伴う検波信号の振幅中心の変化に対応して、第２基準信号を制御することが可能であり、検知したい人体以外で生じる検波信号分をキャンセルして増幅することが可能で、確実に人体による定在波の変化を検出でき、これに基づいて静止状態を含めた人体を検知することができる。
【０００７】
また、平均値を演算することにより振幅中心を確実に検出でき、またその変動量で振幅中心のズレ量も検出することができるため、第２基準信号を適切に調整することが可能であり、また、もう一方で第１増幅信号と平均値およびその変動量に基づいて調整の必要性を判断することで、人体が静止した場合等で平均値のズレが生じた場合とを区別することができるため、第２基準信号の不要な調整を防止することができ、検知したい人体以外で生じる検波信号分のみをキャンセルして増幅することが可能で、より確実に静止状態を含めた人体を検知することができる。
【０００９】
また、前記基準信号制御部は、前記平均値演算部で演算された第１増幅信号の平均値の変動量をもとに、第２基準信号の補正値を演算する補正値演算部を備えると共に、前記判断部の判断に基づいて、第２基準信号に、演算された補正値を直接的に加算または減算することにより調整を行うよう制御する構成とすることができる。このようにすれば、第２基準信号の調整に際して、第１増幅信号の平均値の変動量をもとに、増幅信号の検出時の分解能と調整側の分解能の差や、調整側の減衰率等を用いて補正値を演算し、直接的に加算または減算するように構成しているため、段階的に調整する場合よりも、検波信号の振幅中心のズレに対する追従性が向上し、第２基準信号の調整時間の短縮が可能なため、調整中に起こりうる誤検知等の不具合を防止することができる。
【００１０】
また、前記人体検知装置は、送信波と人体によって跳ね返された反射波を受信して得られる受信波を各々同数に分割し、位相差生成部を介して干渉させることによって得られる互いに位相の異なる定在波を、各々検波して得られる複数の検波信号に基づき人体を検知する高周波の電波を利用した人体検知装置であり、前記第１増幅信号部は前記複数の検波信号を各々入力信号として各々増幅するよう構成され、前記第２増幅信号部は第１信号増幅部から出力される各々の第１増幅信号を各々入力信号として各々増幅するよう構成されているものとすることができる。このようにすれば、定在波には波長の１／２の距離を周期とした節が発生するため、その近傍の距離においては検波信号の変位量が少なく、どの距離におけるものかの判別するのは難しく、このため、直前の極大値を利用して状態を予測する等の処理が必要である。これに対し、位相の異なる複数の検波信号を利用すれば、互いの節の部分を補うことができるため、単純な振幅判定だけでも十分に静止状態を含めた人体を検知することができる。
【００１１】
また、前記基準信号制御部は、互いに位相の異なる各増幅信号の前記各増幅信号毎の平均値に対する振幅の変動による時間領域における位相の遅れ・進みをもとに、接近・離遠の人体の移動方向を判定するよう構成されているものとすることができる。定在波による検波信号は波長の１／２の距離を周期として振幅するため、位相の異なる検波信号間では１つの位置に対して各検波信号毎に振幅は異なり、その近傍における振幅の極大値の位置も異なる。これに対し、接近方向に移動している場合、時間領域で見た場合は距離による位相と逆位相となるが、離遠方向に移動していれば、時間領域で見た場合も同位相として現れるため、互いの時間領域における位相の遅れ・進みが逆転する。従って、この特徴を利用することで移動方向の判定が容易となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施例の人体検知装置１の構成を示すブロック図であり、図２は、人体検知装置１の基準信号制御部１ｆの構成を示すブロック図である。
本発明の第１実施例の人体検知装置１は、１０．５２５ＧＨｚ近傍の周波数を中心周波数とする高周波の電波を送信波Ｓ１として送信する送信部１ａ、前記送信波Ｓ１が人体等で反射して得られる反射波を受信波Ｓ２として受信する受信部１ｂ、前記送信波Ｓ１の一部と前記受信波Ｓ２を干渉させて検波信号Ｓ３を得る検波部１ｃ、半固定抵抗等で構成され第１基準信号Ｓ４を調整する第１調整部１ｇ、前記第１調整部１ｇから供給される第１基準信号Ｓ４と前記検波信号Ｓ３との差分を増幅して第１増幅信号Ｓ５を得る第１増幅部１ｄ、基準信号制御部１ｆから供給される第２基準信号Ｓ７と前記第１増幅信号Ｓ５との差分を増幅して第２増幅信号Ｓ６を得る第２増幅部１ｅ、前記第１増幅信号Ｓ５と第２増幅信号Ｓ６を記憶しておく増幅信号記憶部１ｈ、さらに前記増幅信号記憶部１ｈに記憶された増幅信号Ｓ８をもとに人体検知信号Ｓ９を生成し制御機器に向けて出力する検知信号生成部１ｋで構成されている。
また基準信号制御部１ｆは、前記増幅信号記憶１ｈに記憶された増幅信号Ｓ８をもとに両増幅信号の平均値Ｓ１０を演算する平均値演算部１ｐ、前記平均値Ｓ１０と前記記憶された増幅信号Ｓ８をもとに前記第２基準信号Ｓ７を調整すべきかどうかを判断する判断部１ｎ、そして前記判断部１ｎが出力する調整要否信号をもとに前記第２基準信号Ｓ７を調整して前記第２増幅部１ｅに出力する基準信号調整部１ｍで構成されている。
【００１３】
図３には、前記判断部１ｎの基準信号の調整要否を判断するフローを示すフローチャート図を示す。
まずＳｔｅｐ１で、第１増幅信号Ｓ５の現在値が平均値演算部１ｐで得られた平均値Ｓ１０と比較して閾値以上ずれているかどうかを確認し、もしずれているならＳｔｅｐ２へ、ずれていないならＳｔｅｐ４へ進み基準信号調整不要として抜けるようにしている。Ｓｔｅｐ２では、平均値演算部１ｐで得られた平均値Ｓ１０の過去値を保持しておき、これと現在の平均値Ｓ１０を比較して閾値以上のズレが生じていれば、Ｓｔｅｐ３へ進み基準信号調整必要とし、ずれていないならＳｔｅｐ４へ進み基準信号調整不要として抜けるようにしている。
【００１４】
まずＳｔｅｐ１の判断では、平均値と比較して現在値がズレが少ないということは検知対象物が非検知領域や遠方領域にいるため、信号が大きくなく安定状態にあると判断できるため、安定状態を基準に設定している第２基準信号Ｓ７を不用意に調整しないようにしている。次のＳｔｅｐ２の判断では、人体の接近等でＳｔｅｐ１を通過した場合は、人体の位置や動きによる振幅となり平均値の変動はあまりないのに対し、設定環境の変化が生じ定在波が変化してＳｔｅｐ１を通過した場合は、振幅中心自身がずれてしまい平均値の変動が大きくなる点を利用し、人体の接近等による場合は、第２基準信号Ｓ７を不用意に調整しないようにしている。
【００１５】
図４は、第１増幅部１ｄおよび第２増幅部１ｅの増幅のイメージを示す簡略図である。（ａ）と（ｃ）は第１増幅部１ｄについてであり、（ｂ）と（ｄ）および（ｅ）は第２増幅部１ｅについてである。
第１増幅部１ｄでは、検波信号Ｓ３と第１基準信号Ｒａ（図１ではＳ４）との差分をＡ１の増幅率で増幅するようになっており、さらに、第１調整部１ｇで半固定抵抗で第１基準信号Ｒａを調整して、第１増幅信号Ｓ５が１点鎖線で示す第２増幅部の安定状態の狙いの中心値近傍となるように調整されている。また第２増幅部１ｅでは、第１増幅信号Ｓ５と第２基準信号Ｒｂ（図２ではＳ７）との差分をＡ２の増幅率で増幅するようになっており、第２基準信号Ｒｂは図２で示したように調整可能に構成され、１点鎖線で示す第２増幅部１ｅの安定状態の狙いの中心値近傍となるように調整されている。このため、検波信号Ｓ３の振幅範囲ΔＷ０に対して第１増幅信号Ｓ５の振幅範囲ΔＷａはＡ１倍となっており、第１増幅信号Ｓ５の振幅範囲ΔＷａに対して第２増幅信号Ｓ６の振幅範囲ΔＷｂはＡ２倍となっており、検波信号Ｓ３の振幅範囲ΔＷ０に対しては、Ａ１×Ａ２倍となっている。図示した構成においては、第１増幅部１ｄで反転し、第２増幅部１ｅで再度反転して非反転としている。
【００１６】
設定環境が変化しなければ、（ａ）と（ｂ）で示す状態が継続するため問題ないが、逆に設定環境が変化し定在波が変化した場合には、（ｃ）で示す検波信号Ｓ３の振幅中心のズレ量Δｘ０に対して第１増幅信号Ｓ５の振幅中心のズレ量Δｘａは逆方向にＡ１倍となり、このずれた位置を中心として振幅することになる。さらに（ｄ）で示すように、第１増幅信号Ｓ５の振幅中心のズレ量Δｘａに対して第２増幅信号Ｓ６の振幅中心のズレ量Δｘｂは逆方向にＡ２倍となり、検波信号Ｓ３の振幅中心のズレ量Δｘ０に対しては同方向にＡ１×Ａ２倍となり、このずれた位置を中心として振幅することになる。このため、第２増幅信号Ｓ６が振り切れてしまい有効な信号を取り出せなくなってしまう。
【００１７】
これに対して（ｅ）で示すように、図３で示した判断フローで第２基準信号Ｒｂの調整要否を判断し、検波信号Ｓ３の振幅中心のズレ量Δｘ０が発生しても、第２増幅信号Ｓ６の振幅中心が１点鎖線で示す第２増幅部１ｅの安定状態での狙いの中心値近傍となる適切な第２基準信号の補正量ΔＲｂだけ補正して、第２基準信号Ｒｂ’に変更することで、第２増幅信号Ｓ６が振り切れることなく有効な信号を取り出すことができるようになる。
【００１８】
また、上記の適切な第２基準信号の補正量ΔＲｂは、第１増幅信号Ｓ５の振幅中心のズレ量Δｘａから直接的に演算することが可能である。図５は、基準信号制御部１ｆを置き換えた図２の別例である基準信号制御部１ｆ’の構成を示すブロック図である。
基準信号制御部１ｆ’には、図２と比較して、平均値演算部１ｐで演算された平均値Ｓ１０をもとに第２基準信号の補正量Ｓ３０を演算する補正値演算部１ｑを備えている。前記補正値演算部１ｑにおいて適切な第２基準信号の補正量ΔＲｂは、第１増幅信号Ｓ５の振幅中心のズレ量Δｘａに対してＡ２／（１＋Ａ２）倍とすればよく、これに各増幅信号の読み取り分解能と基準信号調整部の調整分解能との差を考慮した演算を行い、補正値を算出している。また基準信号調整部に減衰器を組み込んでいれば、さらに減衰率も考慮した演算を行うことで対応することができる。
【００１９】
次に、本発明の第２実施例として２位相の人体検知装置について説明する。
図６は、本発明の第２実施例の人体検知装置２の構成を示すブロック図であり、図７は、人体検知装置２の基準信号制御部２ｈの構成を示すブロック図である。
本発明の第２実施例の人体検知装置２は、第１実施例の人体検知装置１とほぼ同様な構成で、１０．５２５ＧＨｚ近傍の周波数を中心周波数とする高周波の電波を送信波Ｓ１２として送信する送信部２ａ、前記送信波Ｓ１２が人体等で反射して得られる反射波を受信波Ｓ１３として受信する受信部２ｂ、前記送信波Ｓ１２の一部と前記受信波Ｓ１３をそれぞれ２つに分割して、前記送信波Ｓ１２の分割した２つの送信波の位相を９０度ずらす位相差生成部２ｖ、位相差生成部２ｖで得られた位相の異なる２つの送信波Ｓ１２’と分割された受信波Ｓ１３’をそれぞれ干渉させて９０度位相の異なる第１位相検波信号Ｓ１４と第２位相検波信号１５を得る検波部２ｃ、前記第１位相検波信号Ｓ１４と前記第２位相検波信号Ｓ１５に対して、半固定抵抗等で構成され第１基準信号Ｓ２２を調整する第１調整部２ｎおよび第２基準信号Ｓ２３を調整する第１調整部２ｐ、前記第１調整部２ｎから供給される第１基準信号Ｓ２２と前記第１位相検波信号Ｓ１４との差分を増幅して第１位相第１増幅信号Ｓ１６を得る第１位相第１増幅部２ｄおよび前記第２調整部２ｐから供給される第２基準信号Ｓ２３と前記第２位相検波信号Ｓ１５との差分を増幅して第２位相第１増幅信号Ｓ１７を得る第２位相第１増幅部２ｆ、基準信号制御部２ｈから供給される第１位相第２基準信号Ｓ２０と前記第１位相第１増幅信号Ｓ１６との差分を増幅して第１位相第２増幅信号Ｓ１８を得る第１位相第２増幅部２ｅおよび基準信号制御部２ｈから供給される第２位相第２基準信号Ｓ２１と前記第２位相第１増幅信号Ｓ１７との差分を増幅して第２位相第２増幅信号Ｓ１９を得る第２位相第２増幅部２ｇ、前記第１位相第１増幅信号Ｓ１６と前記第１位相第２増幅信号Ｓ１８と前記第２位相第１増幅信号Ｓ１７と前記第２位相第２増幅信号Ｓ１９を記憶しておく増幅信号記憶部２ｋ、さらに前記増幅信号記憶部２ｋに記憶された増幅信号Ｓ２４をもとに人体検知信号Ｓ２５を生成し制御機器に向けて出力する検知信号生成部２ｍで構成されている。
【００２０】
また基準信号制御部２ｈは、前記増幅信号記憶２ｋに記憶された増幅信号Ｓ２４をもとにすべての増幅信号の平均値Ｓ２７を演算する平均値演算部２ｓ、前記記憶された増幅信号Ｓ２４と前記平均値Ｓ２７をもとに移動方向を判定し移動方向判定信号Ｓ２６を出力する移動方向判定部２ｔ、前記平均値Ｓ２７と前記移動方向判定信号Ｓ２６と前記記憶された増幅信号Ｓ２４をもとに前記第１位相第２基準信号Ｓ２０および第２位相第２基準信号Ｓ２１を調整すべきかどうかを判断する判断部２ｒ、そして前記判断部２ｒが出力する調整要否信号をもとに前記第１位相第２基準信号Ｓ２０および第２位相第２基準信号Ｓ２１を調整して前記第１位相第２増幅部２ｅおよび第２位相第２増幅部２ｇに出力する基準信号調整部２ｑで構成されている。
【００２１】
上記のように、第２の実施例の人体検知装置２では、第１実施例の人体検知装置１と比較し、２つの９０度位相の異なる検波信号を利用し、定在波の波長の１／２の距離を周期とした節に対して互いの節の部分を補うことができるような構成としている。またさらに、人体が近距離にある場合において、動きは少ないが検波信号の変動は大きいといった状態が発生することがあり、このような場合には平均値も大きな変動となるが、遠距離から近距離といった異なる領域間の移動を検出可能とすることで、人体による平均値の変動が大きくなる領域での不要意な調整を避けることができるようになっている。
【００２２】
さらに図８は、基準信号制御部２ｈを置き換えた図７の別例である基準信号制御部２ｈ’の構成を示すブロック図である。
基準信号制御部２ｈ’には、図７と比較して、第１の実施例の人体検知装置１の図２と図４の関係と同様に、平均値演算部２ｓで演算された平均値Ｓ２７をもとに第１位相第２基準信号Ｓ２０および第２位相第２基準信号Ｓ２１の補正量Ｓ２９を演算する補正値演算部２ｕを備えている。前記補正値演算部２ｕにおける演算の内容は、図４で説明したものと同様である。またこの他に、判断部２ｒは検知信号生成部２ｍで出力された人体検知信号Ｓ２５も判断に利用するようにしており、また逆に、移動方向判定部２ｔで得られた移動方向判定出力Ｓ２６を検知信号生成部２ｍが利用するような構成としている。このような構成とすることで、より確実に人体検知が可能となっている。上記基準信号制御部２ｈ’を備えた人体検知装置２を制御機器に組み込んだ実施例として、便器装置について図面に基づいて説明する。
【００２３】
図９は、本発明の第２実施例の人体検知装置２を組み込んだ便器装置３をトイレに設置した状態を示す全体斜視図である。
便器装置３は大きく分けて、陶器で構成された土台となる便器部７、便器装置３の備える用便後の局部を温水で洗浄する局部洗浄や用便後に便器部７内に洗浄水を流す便器洗浄といった各機能を司る各機能生成手段と、前記各機能生成手段を制御する制御手段、および便器装置３の前記各機能の不用意な動作の防止や、使用者が適切に使用するための手段として組み込まれている使用者を検知する本発明の第２実施例の人体検知装置２を、内部に収納する本体部４、内部に加熱手段を備えて本体部４に回転自在に枢軸された便座部５、そして便座部５の開口部を閉止状態にて塞ぐ便座部５と同様に本体部４に回転自在に枢軸された便蓋部６から構成されている。また、高周波の電波は、本体部４の外郭部材であるＡＢＳ樹脂や、便蓋部６の構成部材であるＰＰを透過することが可能であるため、フィルタ等の別部材を組み込むような切り欠き等を本体部４の外郭部材の人体検知方向には設けておらず、本体部４に被水等が起きても内部への浸水することがないようになっている。
【００２４】
次に、人体検知装置２の配置について説明する。
図１０は、便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便蓋部６の開放状態における側面図であり、あり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。また、図１１は、便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便蓋部６の閉止状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。さらに、図１２は、便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便座部５の開放状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【００２５】
上記において、人体検知装置２は、便座部５と便蓋部６が回転自在に枢軸されている位置の後方で、左右方向において略中央に配置されており、高さ方向は、枢軸されている高さとほぼ同等としている。また本体部４内への組込状況は、本体部４の対向する外郭部材４ａの内壁面と、アンテナ面２ｘは略平行に配置されている。一方、便蓋部６は開放状態において、枢軸部分近傍の後端部分の上面が、本体部４の前面に回り込むような構成となっており、便蓋部６の開放状態において、回り込んだ枢軸部分近傍の後端部分の上面６ａと、これに対向する本体部４の外郭部材４ａの前面形状が、略平行となるように構成している。この便蓋部６の枢軸部分近傍の後端部分の上面６ａの左右方向の中央近傍は、構成している曲線の半径が大きく平面形状に近く、同様に略平行に構成されている本体部４の外郭部材４ａの前面形状を構成している曲線の半径も大きく平面形状に近くなっている。これらの構成により、人体検知装置２のアンテナ面２ｘは、本体部４の対向する外郭部材４ａの内壁面を介して、開放状態の便蓋部６の枢軸部分近傍の後端部分の上面６ａと略平行となるように配置されている。一方、送信波の出力や受信波の感度はアンテナ面２ｘに対して、法線方向が最も強く、この方向を送信方向２ｚとすると、送信方向２ｚが、本体部４の対向する外郭部材４ａの内壁面と共に、便蓋部６の枢軸部分近傍の後端部分の上面６ａの対向する面に対しても、略垂直となっている。また同時に、便蓋部６は閉止状態からおよそ１００度程度の回転で、開放状態となるため、送信方向２ｚがちょうど便器装置３を使用する人体に向けられ、人体検知に非常に適した方向でもある。
【００２６】
このように配置しているのは、高周波の電波は本体部４や便蓋部６等の構成部材である樹脂を透過する一方で、誘電率の異なる境界面での反射や、構成部材内を透過する際の屈折が少なからず発生してしまためで、本体部４の外郭部材４ａや開放状態の便蓋部６を透過する際において、入射角が垂直なので、垂直方向への反射は発生するが、屈折や反射による不要な方向への分散を抑えることができる。これにより、本体部４内に人体検知装置２を配置したことによる本来人体検知装置２が備えている検知感度の低下を抑えることができ、また、便蓋部６の閉止状態の検知感度に対する開放状態の検知感度の低下を抑えることもでき、便蓋部６の開閉姿勢による感度の調整を不要としている。
【００２７】
また一方で、本体部４は便座装置３全体のデザイン上、側方への張り出し部分がなく、また高さも低い構成であるため、便座部５を完全に避けきれる構成を取ることが難しい。
これに対応するため、便蓋部６の閉止状態においては、図１１に示すように、人体検知装置２のアンテナ面２ｘの送信方向２ｚの２点鎖線で示す投影面の下方の一部が、便蓋部６の枢軸部分近傍の後端部分６ａで覆われるように構成させている。またもう一方で、便座部５の左右の枢軸部分間には、ねじれ等に対する補強のために、着座面側にほぼ垂直に枢軸の中心高さ程度の壁面５ａを設けており、便座部５の閉止状態においては、図１１で示すように、人体検知装置２のアンテナ面２ｘの送信方向の投影面の下方の一部が、便座部５の枢軸部分間の壁面５ａで覆われ、便座部５の開放状態においては、図１２で示すように、人体検知装置２のアンテナ面２ｘの送信方向の投影面の上方の一部が、便座部５の左右の枢軸部分間の壁面５ａおよび着座面の一部で覆われるように構成させている。
このように構成することで、便蓋部６の閉止状態と、便蓋部６は開放状態で便座部５は閉止状態と、便座部５の開放状態の３つの開閉姿勢に対して、一部を犠牲にしながら、いずれの状態においても人体検知に必要なアンテナ面積を確保できるようにし、便蓋部６および便座部５の開閉姿勢による感度の調整を不要としている。
【００２８】
次に、垂直方向の反射で生じる定在波の影響分の補正について、信号波形の一例をもとに説明する。
図１３は、便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の第１位相第１増幅信号の信号波形の１例を示す図である。（ａ）は使用状況全体を示す図であり、（ｂ）は便蓋部６の開放時近傍の拡大図であり、（ｃ）は便座部５への着座動作近傍の拡大図である。
【００２９】
図１３において、大きめの振幅をともなった信号波形は、図６で示した第１位相第１増幅信号Ｓ１６の離散時間領域での信号波形Ｗ１（ｚ）であり、前記信号波形の振幅の略中心を通った振幅の少ない信号波形は、図８で示した平均値演算部２ｓで演算された平均値Ｓ２７の１つである第１位相第１増幅信号平均値の離散時間領域での信号波形Ｗ１ａｖｇ（ｚ）である。また１点鎖線で示しているのは、人体検知の判定の際に利用する信号波形Ｗ１ａｖｇ（ｚ）が安定した状態で更新される第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１Ｚである。なおこの第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１Ｚは、信号波形Ｗ１ａｖｇ（ｚ）が安定した状態で更新されるため、図１３（ｂ）に示すように確定平均値更新点Ｐ２’でステップ状に変化する。
【００３０】
（ａ）に示す信号波形をもとに便器装置３の使用状況を時間的流れで説明する。
まず左端は便蓋部６の閉止状態での待機状態である。その後トイレ内への入室点Ｐ１に達し、人体の遠方領域での動きによりＷ１（ｚ）の振幅が若干大きくなる。次に便蓋部６の開放動作開始点Ｐ２に達し、この便蓋部６の動きによりＷ１（ｚ）が振幅の中心も含めて大きく変動すると共に、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）も大きく変動する。さらに脱衣動作等を行った後、着座に向けた接近動作開始点Ｐ３に達し、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）は安定したままＷ１（ｚ）の振幅が連続的に増加傾向となる。着座点Ｐ４に達すると、Ｗ１（ｚ）の振幅はほとんどなくり、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）も含め着座に向けた接近動作中のＷ１ａｖｇ（ｚ）からはずれた状態で安定する。用便終了後の離座動作開始点Ｐ５に達すると、Ｗ１（ｚ）の振幅が連続的に減少傾向となり、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）は着座に向けた接近動作中と同レベルに安定する。その後の着衣動作等では先の脱衣動作と同様な状態が続く。また図示していないが、便蓋部６の閉止動作が入れば、先述した便蓋部６の開放動作開始点Ｐ２以前と同様な状態となる。
この信号波形の特徴を生かして、第２基準信号制御部２ｈ’は第１位相第２基準信号Ｓ２０および第２位相第２基準信号Ｓ２１を制御するようにしている。
【００３１】
図１４は、便器装置３に組み込んだ人体検知装置２が備える第２基準信号制御部２ｈ’の判断部２ｓの基準信号調整要否を判断するフローを示すフローチャート図である。
図１４について各ステップ毎に説明する。Ｓｔｅｐ１１では、着座領域に人体を検知しているかどうか、つまり着座中かどうか確認し、非検知中であればＳｔｅｐ１２へ進み、着座中であればＳｔｅｐ１９へ進んで基準信号調整不要として基準信号調整フラグをクリアして抜けるようにしている。図８で示すように、判断部２ｓは人体検知信号Ｓ２５を利用するように構成しており、また図１３（ｃ）を見て分かるように、着座直前のＷ１ａｖｇ（ｚ）に対して、着座中のＷ１（ｚ）とＷ１ａｖｇ（ｚ）はずれて安定してしているため、信号波形だけで判断すると基準信号調整必要と判断してしまい不要意な調整を行ってしまう恐れがあるのを防止している。Ｓｔｅｐ１２では、図１５に示す接近判定フローにより設定された接近判定フラグを確認し、クリアされていればＳｔｅｐ１３へ進み、セットされていれば基準信号調整不要として基準信号調整フラグをクリアして抜けるようにしている。接近判定フラグを利用している理由は、前記着座領域よりは遠い領域ではあるが、図１３（ｃ）を見て分かるように、Ｗ１（ｚ）とＷ１ａｖｇ（ｚ）の振幅は大きくなりつつある状態であるため、基準信号調整必要と判断してしまい不要意な調整を行ってしまう恐れがあるのを防止するためである。またもう一方で、図１３（ｂ）と（ｃ）を比較して分かるように、単純に信号波形の振幅の大きさだけで着座を検出するようにしていると、便蓋部６の開放動作を着座と判断してしまう恐れがあるのに対して、Ｗ１（ｚ）の振幅の連続的な増加傾向を接近動作と判断し、これを経由しない限り着座はないとしておけば、着座動作と便蓋部６の開閉動作を区別することができる。このため、図８に示すように、移動方向判定部２ｔで判定される移動方向判定信号Ｓ２６を検知信号生成部２ｍにも出力するように構成している。Ｓｔｅｐ１３では、遠方領域に人体を検知しているかどうか、つまり便器装置３前に立っているかどうか確認し、非検知中であればＳｔｅｐ１４へ進み、第１増幅信号安定度閾値ＴＨ１に小さい値であるＡを設定し、検知中であればＳｔｅｐ１５へ進み、第１増幅信号安定度閾値ＴＨ１に大きい値であるＢを設定し、Ｓｔｅｐ１６へ進むようにしている。閾値を切り換えている理由は、本来は非検知時にすべき基準信号調整を、便蓋部６の開閉動作によるズレを補正するために、人体検知中であってもする必要があり、人体の動きにより生ずる振幅よりも大きい閾値としている。Ｓｔｅｐ１６では、図８で示す入室時Ｐ１前や着座動作開始点Ｐ３前のように安定しているＷ１ａｖｇ（ｚ）の確定値である図１３（ｂ）（ｃ）において１点鎖線で示す第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１ＺとＷ１（ｚ）の差分である振幅が前記第１増幅信号安定度閾値ＴＨ１以上かどうか確認し、以上であればＳｔｅｐ１７へ進み、未満であれば当然安定状態が継続していることを意味しており、Ｓｔｅｐ１９へ進み、基準信号調整不要として基準信号調整フラグをクリアして抜けるようにしている。Ｓｔｅｐ１７では、Ｓｔｅｐ１６で利用した前記第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１ＺとＷ１ａｖｇ（ｚ）の差分である変動量が第１増幅信号平均値安定度閾値ＴＨ２を超えるかどうか確認し、超えていればＳｔｅｐ１８へ進み、基準信号調整必要として基準信号調整フラグをセットし、超えていなければＳｔｅｐ１９へ進み、基準信号調整不要として基準信号調整フラグをクリアして抜けるようにしている。図１３（ｃ）に示すように、接近動作中はＷ１（ｚ）の振幅は増加傾向であるため、接近検知フラグセット前でＳｔｅｐ１７へ進んでくることがあっても、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）の変動が少ないため、基準信号調整不要と判断し、不要意な調整を行うのを防止することができる。
【００３２】
なお遠方領域や着座領域での人体の検知については、特にフローを示していないが、図１３（ｂ）（ｃ）において１点鎖線で示す第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１ＺとＷ１（ｚ）の差分である振幅が、遠方検知閾値ＴＨＬや着座検知閾値ＴＨＳ以上かどうかで判定している。また、検知後の非検知への移行に関してはヒステリシスを持たせて前記閾値より小さい閾値とすることで安定させるようにしている。
【００３３】
次に、移動方向判定部２ｔでの移動方向の判定フローについて説明する。
図１５は、先述した移動方向判定部２ｔの接近判定のフローを示すフローチャート図である。Ｓｔｅｐ２１では、前記第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１Ｚに対してＷ１（ｚ）が大きいかどうか、つまり差分が正か負かを確認し、正ならＳｔｅｐ２２へ進み、それ以外はＳｔｅｐ２３へ進むようにしている。正であれば直近の極大値Ｗ１Ｈ１を書き換え中である可能性があるため、Ｓｔｅｐ２２以降で利用しないようにしている。逆に負であれば極小値Ｗ１Ｌ１を書き換え中である可能性があるため、Ｓｔｅｐ２３以降で利用しないようにしている。Ｓｔｅｐ２２〜Ｓｔｅｐ２７では、極大値と極小値の差分が増加傾向にあるかどうか確認し、Ｓｔｅｐ２２のルートであれＳｔｅｐ２３のルートであれ、３ステップ分通過すれば、Ｓｔｅｐ２８へ進み、それ以外ではＳｔｅｐ２９へ進み、Ｗ１（ｚ）の振幅は増加傾向にないと判断し、接近判定フラグをクリアして抜けるようにしている。Ｓｔｅｐ２８では、Ｗ１（ｚ）の一番古い極大値と極小値の差分が第１信号接近判定閾値ＴＨ３を超えているかどうか確認し、超えていれば接近判定フラグをセットし、超えていなければ十分に接近した距離ではないと判断し、接近判定フラグをクリアして抜けるようにしている。もちろん前記第１信号接近判定閾値ＴＨ３は、遠方領域での人体の動きにより生ずる振幅よりも大きい閾値としている。また図示はしていないが、離遠方向については、Ｗ１（ｚ）の振幅は減少傾向かどうかと、Ｗ１（ｚ）の極大値と極小値の差分の直近値が前記第１信号接近判定閾値ＴＨ３以下であるかで判断することができる。
また移動方向の判定方法としては、２つの９０度位相の異なる検波信号の移動方向の違いによる時間領域での遅れと進みの関係も利用することが可能である。
【００３４】
図１６は、便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の２つの第２増幅信号の位相の関係を示すグラフである。（ａ）は検知対象物との距離による出力レベルと位相の関係を示すグラフであり、（ｂ）は接近時、（ｃ）は離遠時の時間領域での出力レベルと位相の関係を示す図である。
２つの検波信号から得られる第１位相第２増幅信号Ｗ３および９０度位相をずらした第２位相第２増幅信号Ｗ４は、互いに（ａ）に示すような関係にある。この状況において、２点差線で示す位置から左方向に動くことは接近を意味し、逆に右方向に動くことは離遠を意味している。これをそれぞれ時間軸で記載した図が（ｂ）と（ｃ）である。まず（ｂ）で接近方向について説明すると、Ｗ４（ｚ）が振幅中心に向かう時に、Ｗ３（ｚ）は極大値に向かう動きをする。またＷ３（ｚ）は位相の９０度分遅れて振幅中心に向かう動きとなる。このため、接近方向への動きに対してはＷ４（ｚ）がＷ３（ｚ）に対して先行することになる。次に（ｃ）で離遠方向について説明すると、、Ｗ３（ｚ）が振幅中心に向かう時に、Ｗ４（ｚ）は極大値に向かう動きをする。またＷ４（ｚ）は位相の９０度分遅れて振幅中心に向かう動きとなる。このため、接近方向への動きに対してはＷ３（ｚ）がＷ４（ｚ）に対して先行することになる。つまり、移動方向の違いで互いの時間領域での遅れと進みが逆転することになる。これを利用することで移動方向の判定は可能である。
【００３５】
以下に、上記を利用した接近判定のフローを説明する。
図１７は、便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の移動方向判定部２ｔの別例の接近判定のフローを示すフローチャート図である。
まずＳｔｅｐ３１では、Ｗ４（ｚ）の直前値Ｗ４（１）と現在値Ｗ４（０）の差分が第２増幅信号変動判定閾値ＴＨ４以上かどうか大小関係も含めて確認し、以上ならＳｔｅｐ３２へ進み、未満ならＳｔｅｐ３６へ進むようにしている。ここでは、図１６（ｂ）で示したＷ４（ｚ）が振幅中心に向かう状態かどうかの確認をしており、また変動量が少ない場合は無視するようにしている。次にＳｔｅｐ３２では、現在値Ｗ４（０）と第２位相第２増幅信号確定平均値Ｗ４Ｚとの差分の絶対値が第２増幅信号振幅中心近傍閾値ＴＨ５以内かどうか確認し、以内ならＳｔｅｐ３３へ進み、超えるならＳｔｅｐ３６へ進むようにしている。ここでは、図１６（ｂ）で示したＷ４（ｚ）が振幅中心に達したかどうかの確認をしており、きっちりその瞬間を検出できるか不明であるため、閾値を設けてある程度の範囲をカバーするようにしている。Ｓｔｅｐ３３では、現在値Ｗ３（０）と第１位相第２増幅信号確定平均値Ｗ３Ｚとの差分の絶対値が第１増幅信号接近判定閾値ＴＨ６以上かどうか確認し、以上ならＳｔｅｐ３４へ進み、未満ならＳｔｅｐ３６へ進むようにしている。ここでは、図１６（ｂ）で示したＷ３（ｚ）が極大値に向かう状態となっているかどうかの確認と十分に大きな振幅が発生しているかの確認をしており、振幅が小さければ無視するようにしている。Ｓｔｅｐ３４では、接近検知カウンタＣＣＮＴの値を１増やし、また接近判定継続タイマーＣＴＩＭに所定時間Ｔ１を設定してＳｔｅｐ３５へ進み、Ｓｔｅｐ３５では、接近検知カウンタＣＣＮＴの値が所定値Ｎ１以上かどうか確認し、以上ならＳｔｅｐ３８へ進み、接近判定フラグをセットし、未満ならＳｔｅｐ３９へ進み、接近判定フラグをクリアして抜けるようにしている。一方Ｓｔｅｐ３６では、前記接近判定継続タイマーＣＴＩＭが０かどうかを確認し、まだ時間が残っているならそのままＳｔｅｐ３９へ進み、また０となっているなら前記接近検知カウンタＣＣＮＴと前記接近判定継続タイマーＣＴＩＭをともに０としてＳｔｅｐ３９へ進み、接近判定フラグをクリアして抜けるようにしている。ここでは、単発の動作ではなく連続的な動作を検知するようにしており、複数回の検知とまた所定時間の継続を考慮させている。もちろん継続性がなければ、無視することができる。また図示していないが、離遠判定についてはＷ４（ｚ）とＷ３（ｚ）を互いに置き換えることで判定することができる。
【００３６】
上記実施例では、時間領域において先行する側が振幅中心に向かうポイントを移動方向の判定に利用しているが、逆に遅れ側が振幅中心に向かうポイントや、極大値や極小値近傍の上昇方向と下降方向との切り替わりポイントを利用することも可能である。
【００３７】
また、本発明の実施例では、人体検知装置は１０．５２５ＧＨｚ近傍の周波数を送信波の中心周波数とする電波で検知するもので記載したが、マイクロ波やミリ波と称される高周波の電波であれば、特に使用する周波数を限定するものではない。
【００３８】
また、本発明の人体検知装置を組み込んだ制御機器に、便器部と一体となった便器装置を例として記載したが、便器装置としては便器部と別体となったものでも良く、また、可動部等を備えた人体以外の定在波の影響を受けるような他の制御機器にも好適であり、特に制御機器を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の人体検知装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例の人体検知装置１の基準信号制御部１ｆの構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施例の人体検知装置１の判断部１ｎの基準信号調整要否を判断するフローを示すフローチャート図である。
【図４】第１実施例の人体検知装置１の第１増幅部１ｄおよび第２増幅部１ｅの増幅のイメージを示す簡略図である。（ａ）と（ｃ）は第１増幅部１ｄについてであり、（ｂ）と（ｄ）と（ｅ）は第２増幅部１ｅについてである。
【図５】第１実施例の人体検知装置１の基準信号制御部１ｆを置き換えた図２の別例である基準信号制御部１ｆ’の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例の人体検知装置２の構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施例の人体検知装置２の基準信号制御部２ｈの構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施例の人体検知装置２の基準信号制御部２ｈを置き換えた図４の別例である基準信号制御部２ｈ’の構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施例の人体検知装置２を組み込んだ便器装置３をトイレに設置した状態を示す全体斜視図である。
【図１０】便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便蓋部６閉止状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【図１１】便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便蓋部６開放状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【図１２】便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便座部５開放状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【図１３】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の第１位相第１増幅信号の信号波形の１例を示す図である。（ａ）は使用状況全体を示す図であり、（ｂ）は便蓋部６の開放時近傍の拡大図であり、（ｃ）は便座部５への着座動作近傍の拡大図である。
【図１４】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２が備える第２基準信号制御部２ｈ’の判断部２ｓの基準信号調整要否を判断するフローを示すフローチャート図である。
【図１５】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２が備える第２基準信号制御部２ｈ’の移動方向判定部２ｔの接近判定のフローを示すフローチャート図である。
【図１６】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の２つの第２増幅信号の位相の関係を示すグラフである。（ａ）は検知対象物との距離による出力レベルと位相の関係を示すグラフであり、（ｂ）は接近時、（ｃ）は離遠時の時間領域での出力レベルと位相の関係を示す図である。
【図１７】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の移動方向判定部２ｔの別例の接近判定のフローを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１、２ … 人体検知装置， １ａ、２ａ …送信部，
１ｂ、２ｂ … 受信部， １ｃ、２ｃ … 受信部，
１ｄ … 第１増幅部， １ｅ … 第２増幅部，
１ｆ、１ｆ’、２ｈ、２ｈ’ … 基準信号制御部，
１ｇ、２ｎ … 第１調整部， １ｈ、２ｋ … 増幅信号記憶部，
１ｋ、２ｍ … 検知信号生成部， １ｍ、２ｑ … 基準信号調整部，
１ｎ、２ｒ … 判断部， １ｐ、２ｓ … 平均値演算部，
１ｑ、２ｕ … 補正値演算部， ２ｄ … 第１位相第１増幅部，
２ｅ … 第１位相第２増幅部， ２ｆ … 第２位相第１増幅部，
２ｇ … 第２位相第２増幅部， ２ｐ … 第２調整部，
２ｔ … 移動方向判定部， ２ｘ … アンテナ面，
２ｖ … 位相差生成部， ２ｚ … 送信方向
３ … 便器装置， ４ … 本体部， ４ａ … 外郭部材
５ … 便座部， ５ａ … 壁面， ６ … 便蓋部，
６ａ … 枢軸部分近傍の後端部分の上面， ７ … 便器部，
Ｓ１、Ｓ１２ … 送信波， Ｓ２、Ｓ１３ … 受信波，
Ｓ３ … 検波信号， Ｓ４ … 第１基準信号， Ｓ５ … 第１増幅信号，
Ｓ６ … 第２増幅信号， Ｓ７ … 第２基準信号，
Ｓ８、Ｓ２４ … 記憶された増幅信号， Ｓ９、Ｓ２５ … 人体検知信号，
Ｓ１０、Ｓ２７ … 平均値， Ｓ１１、Ｓ２８ … 調整要否信号，
Ｓ１２’ … 位相の異なる２つの送信波， Ｓ１３’ … 分割された受信波，
Ｓ１４ … 第１検波信号， Ｓ１５ … 第２検波信号，
Ｓ１６ … 第１位相第１増幅信号， Ｓ１７ … 第２位相第１増幅信号，
Ｓ１８ … 第１位相第２増幅信号， Ｓ１９ … 第２位相第２増幅信号，
Ｓ２０ … 第１位相第２基準信号， Ｓ２１ … 第２位相第２基準信号，
Ｓ２２ … 第１位相第１基準信号， Ｓ２３ … 第２位相第１基準信号，
Ｓ２６ … 移動方向判定信号， Ｓ２９、Ｓ３０ … 補正量，
ΔＷ０ … 検波信号の振幅， ΔＷａ … 第１増幅信号の振幅，
ΔＷｂ … 第２増幅信号の振幅， Ａ１ … 第１増幅部の増幅率，
Ａ２ … 第２増幅部の増幅率， Ｒａ … 第１基準信号，
Ｒｂ … 第２基準信号， Δｘ０ … 検波信号の振幅中心のズレ量，
Δｘａ … 第１増幅信号の振幅中心のズレ量，
Δｘｂ … 第２増幅信号の振幅中心のズレ量，
ΔＷａ’ … 状態変化後の第１増幅信号の振幅，
ΔＷｂ’、ΔＷｂ” … 補正後の第２増幅信号の振幅，
Ｒｂ’、Ｒｂ” … 補正後の第２基準信号，
ΔＲｂ、ΔＲｂ’… 第２基準信号の補正量，
Ｗ１（ｚ） … 第１位相第１増幅信号の離散時間領域での信号波形，
Ｗ１ａｖｇ（ｚ） … 第１位相第１増幅信号平均値の離散時間領域での信号波形，
※［Ｗ１（０）他のｚ＝０は現在値を示す］
Ｗ１Ｚ … 第１位相第１増幅信号確定平均値，
Ｗ１Ｈ１、Ｗ１Ｈ２、Ｗ１Ｈ３ … 第１位相第１増幅信号極大値［末尾１が直近］，
Ｗ１Ｌ１、Ｗ１Ｌ２、Ｗ１Ｌ３ … 第１位相第１増幅信号極小値［末尾１が直近］，
Ｗ３（ｚ） … 第１位相第２増幅信号［Ｗ３（０）は現在値］，
Ｗ４（ｚ） … 第２位相第２増幅信号［Ｗ４（０）は現在値］，
Ｗ３Ｚ … 第１位相第２増幅信号確定平均値，
Ｗ４Ｚ … 第２位相第２増幅信号確定平均値，
Ｐ１ … 入室点， Ｐ２ … 便蓋部開放動作開始点，
Ｐ２’ … 確定平均値更新点， Ｐ３ … 着座動作開始点，
Ｐ４ … 着座点， Ｐ５ … 離座動作開始点，
ＴＨ１ … 第１増幅信号安定度判定閾値，
ＴＨ２ … 第１増幅信号平均値安定度判定閾値，
ＴＨ３ … 第１増幅信号接近判定閾値，
ＴＨ４ … 第２増幅信号変動判定閾値，
ＴＨ５ … 第２増幅信号振幅中心近傍閾値，
ＴＨ６ … 第２増幅信号接近判定閾値，
ＴＨＬ … 着座検知閾値， ＴＨ６ … 遠方検知閾値，
ＣＣＮＴ … 接近検知カウンタ， ＣＴＩＭ … 接近判定継続タイマー，
Ｓｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ３９ … 制御ステップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、制御機器に組み込まれ、前記制御機器が備える各機能を駆動させたり、有効にさせたりするために利用される人体検知装置に関する技術であり、特に、送信した高周波の電波と物体により跳ね返ってきた反射波の干渉によって生じる定在波信号を用いて近距離（数メートル以内）における静止状態を含めた人体の検知に好適な人体検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高周波の電波を利用した人体検知装置としては、送信波と受信波の周波数の差を検出して動きを検知するドップラー式や、パルス波を送信して受信時の遅れ時間をもとに距離や動きを検出するレーダー式のものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高周波の電波を利用した人体検知装置は、従来多く用いられている赤外線を利用したものに比べ、利用される制御機器の外郭部材として多く用いられる樹脂等の材料を透過できるため、隠蔽が可能で、制御機器の意匠性の向上や人体検知装置の配置の自由度が高いというメリットがある。
また一方で、高周波の電波はその名の通り波であり、定在波と呼ばれる波長の１／２の距離を周期とした反射物との距離に応じた信号の強弱を伴いながら、距離が近いほど周期毎の極大値・極小値は大きくなる傾向がある。これを利用することで反射物との距離を検知することができる。
【０００４】
しかしながら、従来多く利用されているドップラー式の場合には、送信波の周波数と受信波の周波数の差分により動きを検出する構成であり、人体以外の設置環境等による定在波の影響を不要なものとして打ち消すため、低周波成分をカットしてしまう構成とすることが多い。このため、何らか動作をしているときは、信号の強弱である位置の判別は可能であるが、静止状態においては、信号がほとんど得られないため、位置を含め存在そのものが不明確となってしまい、検知したい領域内で静止状態となる場合も含めた人体の検知にまでは十分に適用できていない。
また、レーダー式の場合には、パルス波を送信して受信波との重なり部分で動きを、遅れ時間で距離を検知可能であるが、高周波の電波の移動速度は光速（約3×108m/s）であるため、わずか数メートル以内の近距離においては数ナノ秒レベルの時間計測が必要となり、ＧHzレベルのＣＰＵが必要になる等の制御上の問題点があり、近距離用に用いられることがなく、ましてや組み込まれる制御機器が備える各機能を駆動させたり、有効にさせたりするために利用されるようなものに用いられることはない。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、人体以外の反射物体による定在波の影響を検出して、補正可能な構成とすることにより、近距離（数メートル以内）内の複数の領域における静止状態を含めた人体の検知に好適な人体検知装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
上記目的を達成するために、送信波と人体によって跳ね返された反射波を受信して得られる受信波の干渉により生じる定在波を検波して得られる検波信号に基づき人体を検知する高周波の電波を利用した人体検知装置であり、少なくとも前記検波信号を入力信号として増幅する第１信号増幅部と、第１信号増幅部から出力される第１増幅信号を入力信号としてさらに増幅する第２信号増幅部と、を備え、前記検波信号を複数段で増幅するよう構成された人体検知装置において、前記第１増幅信号および第２信号増幅部から出力される第２増幅信号を各々取り込み記憶する増幅信号記憶部と、前記増幅信号記憶部に記憶された第２増幅信号に基づいて人体の有無を示す検知信号を生成する検知信号生成部と、を備えると共に、第２信号増幅部から出力される第２増幅信号の振幅の中心となる第２基準信号を、前記増幅信号記憶部に記憶された第１増幅信号に基づいて制御する基準信号制御部を備え、前記基準信号制御部は、前記増幅信号記憶部に記憶された第１増幅信号をもとに平均値を演算する平均値演算部と、前記平均値演算部で演算された平均値と前記第１信号増幅部から出力される第１増幅信号との差が大きく、且つ前記平均値演算部で演算される平均値の変動量が大きいときは、前記第２基準信号の調整が必要と判断し、前記平均値演算部で演算された平均値と前記第１信号増幅部から出力される第１増幅信号との差が小さいときは、前記第２基準信号の調整が必要でないと判断する判断部と、を備え、前記判断部の判断に基づいて、第２基準信号の調整の制御を行うよう構成されていることを特徴とする人体検知装置が提供される。
従って、検波信号を多段に増幅し、各々増幅信号を取り出す構成とし、さらに第２信号増幅部の第２基準信号に、入力信号と同じ第１増幅信号を利用しているため、設置環境の変化等の影響によって生じる定在波の変化に伴う検波信号の振幅中心の変化に対応して、第２基準信号を制御することが可能であり、検知したい人体以外で生じる検波信号分をキャンセルして増幅することが可能で、確実に人体による定在波の変化を検出でき、これに基づいて静止状態を含めた人体を検知することができる。
【０００７】
また、平均値を演算することにより振幅中心を確実に検出でき、またその変動量で振幅中心のズレ量も検出することができるため、第２基準信号を適切に調整することが可能であり、また、もう一方で第１増幅信号と平均値およびその変動量に基づいて調整の必要性を判断することで、人体が静止した場合等で平均値のズレが生じた場合とを区別することができるため、第２基準信号の不要な調整を防止することができ、検知したい人体以外で生じる検波信号分のみをキャンセルして増幅することが可能で、より確実に静止状態を含めた人体を検知することができる。
【０００９】
また、前記基準信号制御部は、前記平均値演算部で演算された第１増幅信号の平均値の変動量をもとに、第２基準信号の補正値を演算する補正値演算部を備えると共に、前記判断部の判断に基づいて、第２基準信号に、演算された補正値を直接的に加算または減算することにより調整を行うよう制御する構成とすることができる。このようにすれば、第２基準信号の調整に際して、第１増幅信号の平均値の変動量をもとに、増幅信号の検出時の分解能と調整側の分解能の差や、調整側の減衰率等を用いて補正値を演算し、直接的に加算または減算するように構成しているため、段階的に調整する場合よりも、検波信号の振幅中心のズレに対する追従性が向上し、第２基準信号の調整時間の短縮が可能なため、調整中に起こりうる誤検知等の不具合を防止することができる。
【００１０】
また、前記人体検知装置は、送信波と人体によって跳ね返された反射波を受信して得られる受信波を各々同数に分割し、位相差生成部を介して干渉させることによって得られる互いに位相の異なる定在波を、各々検波して得られる複数の検波信号に基づき人体を検知する高周波の電波を利用した人体検知装置であり、前記第１増幅信号部は前記複数の検波信号を各々入力信号として各々増幅するよう構成され、前記第２増幅信号部は第１信号増幅部から出力される各々の第１増幅信号を各々入力信号として各々増幅するよう構成されているものとすることができる。このようにすれば、定在波には波長の１／２の距離を周期とした節が発生するため、その近傍の距離においては検波信号の変位量が少なく、どの距離におけるものかの判別するのは難しく、このため、直前の極大値を利用して状態を予測する等の処理が必要である。これに対し、位相の異なる複数の検波信号を利用すれば、互いの節の部分を補うことができるため、単純な振幅判定だけでも十分に静止状態を含めた人体を検知することができる。
【００１１】
また、前記基準信号制御部は、互いに位相の異なる各増幅信号の前記各増幅信号毎の平均値に対する振幅の変動による時間領域における位相の遅れ・進みをもとに、接近・離遠の人体の移動方向を判定するよう構成されているものとすることができる。定在波による検波信号は波長の１／２の距離を周期として振幅するため、位相の異なる検波信号間では１つの位置に対して各検波信号毎に振幅は異なり、その近傍における振幅の極大値の位置も異なる。これに対し、接近方向に移動している場合、時間領域で見た場合は距離による位相と逆位相となるが、離遠方向に移動していれば、時間領域で見た場合も同位相として現れるため、互いの時間領域における位相の遅れ・進みが逆転する。従って、この特徴を利用することで移動方向の判定が容易となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施例の人体検知装置１の構成を示すブロック図であり、図２は、人体検知装置１の基準信号制御部１ｆの構成を示すブロック図である。
本発明の第１実施例の人体検知装置１は、１０．５２５ＧＨｚ近傍の周波数を中心周波数とする高周波の電波を送信波Ｓ１として送信する送信部１ａ、前記送信波Ｓ１が人体等で反射して得られる反射波を受信波Ｓ２として受信する受信部１ｂ、前記送信波Ｓ１の一部と前記受信波Ｓ２を干渉させて検波信号Ｓ３を得る検波部１ｃ、半固定抵抗等で構成され第１基準信号Ｓ４を調整する第１調整部１ｇ、前記第１調整部１ｇから供給される第１基準信号Ｓ４と前記検波信号Ｓ３との差分を増幅して第１増幅信号Ｓ５を得る第１増幅部１ｄ、基準信号制御部１ｆから供給される第２基準信号Ｓ７と前記第１増幅信号Ｓ５との差分を増幅して第２増幅信号Ｓ６を得る第２増幅部１ｅ、前記第１増幅信号Ｓ５と第２増幅信号Ｓ６を記憶しておく増幅信号記憶部１ｈ、さらに前記増幅信号記憶部１ｈに記憶された増幅信号Ｓ８をもとに人体検知信号Ｓ９を生成し制御機器に向けて出力する検知信号生成部１ｋで構成されている。
また基準信号制御部１ｆは、前記増幅信号記憶１ｈに記憶された増幅信号Ｓ８をもとに両増幅信号の平均値Ｓ１０を演算する平均値演算部１ｐ、前記平均値Ｓ１０と前記記憶された増幅信号Ｓ８をもとに前記第２基準信号Ｓ７を調整すべきかどうかを判断する判断部１ｎ、そして前記判断部１ｎが出力する調整要否信号をもとに前記第２基準信号Ｓ７を調整して前記第２増幅部１ｅに出力する基準信号調整部１ｍで構成されている。
【００１３】
図３には、前記判断部１ｎの基準信号の調整要否を判断するフローを示すフローチャート図を示す。
まずＳｔｅｐ１で、第１増幅信号Ｓ５の現在値が平均値演算部１ｐで得られた平均値Ｓ１０と比較して閾値以上ずれているかどうかを確認し、もしずれているならＳｔｅｐ２へ、ずれていないならＳｔｅｐ４へ進み基準信号調整不要として抜けるようにしている。Ｓｔｅｐ２では、平均値演算部１ｐで得られた平均値Ｓ１０の過去値を保持しておき、これと現在の平均値Ｓ１０を比較して閾値以上のズレが生じていれば、Ｓｔｅｐ３へ進み基準信号調整必要とし、ずれていないならＳｔｅｐ４へ進み基準信号調整不要として抜けるようにしている。
【００１４】
まずＳｔｅｐ１の判断では、平均値と比較して現在値がズレが少ないということは検知対象物が非検知領域や遠方領域にいるため、信号が大きくなく安定状態にあると判断できるため、安定状態を基準に設定している第２基準信号Ｓ７を不用意に調整しないようにしている。次のＳｔｅｐ２の判断では、人体の接近等でＳｔｅｐ１を通過した場合は、人体の位置や動きによる振幅となり平均値の変動はあまりないのに対し、設定環境の変化が生じ定在波が変化してＳｔｅｐ１を通過した場合は、振幅中心自身がずれてしまい平均値の変動が大きくなる点を利用し、人体の接近等による場合は、第２基準信号Ｓ７を不用意に調整しないようにしている。
【００１５】
図４は、第１増幅部１ｄおよび第２増幅部１ｅの増幅のイメージを示す簡略図である。（ａ）と（ｃ）は第１増幅部１ｄについてであり、（ｂ）と（ｄ）および（ｅ）は第２増幅部１ｅについてである。
第１増幅部１ｄでは、検波信号Ｓ３と第１基準信号Ｒａ（図１ではＳ４）との差分をＡ１の増幅率で増幅するようになっており、さらに、第１調整部１ｇで半固定抵抗で第１基準信号Ｒａを調整して、第１増幅信号Ｓ５が１点鎖線で示す第２増幅部の安定状態の狙いの中心値近傍となるように調整されている。また第２増幅部１ｅでは、第１増幅信号Ｓ５と第２基準信号Ｒｂ（図２ではＳ７）との差分をＡ２の増幅率で増幅するようになっており、第２基準信号Ｒｂは図２で示したように調整可能に構成され、１点鎖線で示す第２増幅部１ｅの安定状態の狙いの中心値近傍となるように調整されている。このため、検波信号Ｓ３の振幅範囲ΔＷ０に対して第１増幅信号Ｓ５の振幅範囲ΔＷａはＡ１倍となっており、第１増幅信号Ｓ５の振幅範囲ΔＷａに対して第２増幅信号Ｓ６の振幅範囲ΔＷｂはＡ２倍となっており、検波信号Ｓ３の振幅範囲ΔＷ０に対しては、Ａ１×Ａ２倍となっている。図示した構成においては、第１増幅部１ｄで反転し、第２増幅部１ｅで再度反転して非反転としている。
【００１６】
設定環境が変化しなければ、（ａ）と（ｂ）で示す状態が継続するため問題ないが、逆に設定環境が変化し定在波が変化した場合には、（ｃ）で示す検波信号Ｓ３の振幅中心のズレ量Δｘ０に対して第１増幅信号Ｓ５の振幅中心のズレ量Δｘａは逆方向にＡ１倍となり、このずれた位置を中心として振幅することになる。さらに（ｄ）で示すように、第１増幅信号Ｓ５の振幅中心のズレ量Δｘａに対して第２増幅信号Ｓ６の振幅中心のズレ量Δｘｂは逆方向にＡ２倍となり、検波信号Ｓ３の振幅中心のズレ量Δｘ０に対しては同方向にＡ１×Ａ２倍となり、このずれた位置を中心として振幅することになる。このため、第２増幅信号Ｓ６が振り切れてしまい有効な信号を取り出せなくなってしまう。
【００１７】
これに対して（ｅ）で示すように、図３で示した判断フローで第２基準信号Ｒｂの調整要否を判断し、検波信号Ｓ３の振幅中心のズレ量Δｘ０が発生しても、第２増幅信号Ｓ６の振幅中心が１点鎖線で示す第２増幅部１ｅの安定状態での狙いの中心値近傍となる適切な第２基準信号の補正量ΔＲｂだけ補正して、第２基準信号Ｒｂ’に変更することで、第２増幅信号Ｓ６が振り切れることなく有効な信号を取り出すことができるようになる。
【００１８】
また、上記の適切な第２基準信号の補正量ΔＲｂは、第１増幅信号Ｓ５の振幅中心のズレ量Δｘａから直接的に演算することが可能である。図５は、基準信号制御部１ｆを置き換えた図２の別例である基準信号制御部１ｆ’の構成を示すブロック図である。
基準信号制御部１ｆ’には、図２と比較して、平均値演算部１ｐで演算された平均値Ｓ１０をもとに第２基準信号の補正量Ｓ３０を演算する補正値演算部１ｑを備えている。前記補正値演算部１ｑにおいて適切な第２基準信号の補正量ΔＲｂは、第１増幅信号Ｓ５の振幅中心のズレ量Δｘａに対してＡ２／（１＋Ａ２）倍とすればよく、これに各増幅信号の読み取り分解能と基準信号調整部の調整分解能との差を考慮した演算を行い、補正値を算出している。また基準信号調整部に減衰器を組み込んでいれば、さらに減衰率も考慮した演算を行うことで対応することができる。
【００１９】
次に、本発明の第２実施例として２位相の人体検知装置について説明する。
図６は、本発明の第２実施例の人体検知装置２の構成を示すブロック図であり、図７は、人体検知装置２の基準信号制御部２ｈの構成を示すブロック図である。
本発明の第２実施例の人体検知装置２は、第１実施例の人体検知装置１とほぼ同様な構成で、１０．５２５ＧＨｚ近傍の周波数を中心周波数とする高周波の電波を送信波Ｓ１２として送信する送信部２ａ、前記送信波Ｓ１２が人体等で反射して得られる反射波を受信波Ｓ１３として受信する受信部２ｂ、前記送信波Ｓ１２の一部と前記受信波Ｓ１３をそれぞれ２つに分割して、前記送信波Ｓ１２の分割した２つの送信波の位相を９０度ずらす位相差生成部２ｖ、位相差生成部２ｖで得られた位相の異なる２つの送信波Ｓ１２’と分割された受信波Ｓ１３’をそれぞれ干渉させて９０度位相の異なる第１位相検波信号Ｓ１４と第２位相検波信号１５を得る検波部２ｃ、前記第１位相検波信号Ｓ１４と前記第２位相検波信号Ｓ１５に対して、半固定抵抗等で構成され第１基準信号Ｓ２２を調整する第１調整部２ｎおよび第２基準信号Ｓ２３を調整する第１調整部２ｐ、前記第１調整部２ｎから供給される第１基準信号Ｓ２２と前記第１位相検波信号Ｓ１４との差分を増幅して第１位相第１増幅信号Ｓ１６を得る第１位相第１増幅部２ｄおよび前記第２調整部２ｐから供給される第２基準信号Ｓ２３と前記第２位相検波信号Ｓ１５との差分を増幅して第２位相第１増幅信号Ｓ１７を得る第２位相第１増幅部２ｆ、基準信号制御部２ｈから供給される第１位相第２基準信号Ｓ２０と前記第１位相第１増幅信号Ｓ１６との差分を増幅して第１位相第２増幅信号Ｓ１８を得る第１位相第２増幅部２ｅおよび基準信号制御部２ｈから供給される第２位相第２基準信号Ｓ２１と前記第２位相第１増幅信号Ｓ１７との差分を増幅して第２位相第２増幅信号Ｓ１９を得る第２位相第２増幅部２ｇ、前記第１位相第１増幅信号Ｓ１６と前記第１位相第２増幅信号Ｓ１８と前記第２位相第１増幅信号Ｓ１７と前記第２位相第２増幅信号Ｓ１９を記憶しておく増幅信号記憶部２ｋ、さらに前記増幅信号記憶部２ｋに記憶された増幅信号Ｓ２４をもとに人体検知信号Ｓ２５を生成し制御機器に向けて出力する検知信号生成部２ｍで構成されている。
【００２０】
また基準信号制御部２ｈは、前記増幅信号記憶２ｋに記憶された増幅信号Ｓ２４をもとにすべての増幅信号の平均値Ｓ２７を演算する平均値演算部２ｓ、前記記憶された増幅信号Ｓ２４と前記平均値Ｓ２７をもとに移動方向を判定し移動方向判定信号Ｓ２６を出力する移動方向判定部２ｔ、前記平均値Ｓ２７と前記移動方向判定信号Ｓ２６と前記記憶された増幅信号Ｓ２４をもとに前記第１位相第２基準信号Ｓ２０および第２位相第２基準信号Ｓ２１を調整すべきかどうかを判断する判断部２ｒ、そして前記判断部２ｒが出力する調整要否信号をもとに前記第１位相第２基準信号Ｓ２０および第２位相第２基準信号Ｓ２１を調整して前記第１位相第２増幅部２ｅおよび第２位相第２増幅部２ｇに出力する基準信号調整部２ｑで構成されている。
【００２１】
上記のように、第２の実施例の人体検知装置２では、第１実施例の人体検知装置１と比較し、２つの９０度位相の異なる検波信号を利用し、定在波の波長の１／２の距離を周期とした節に対して互いの節の部分を補うことができるような構成としている。またさらに、人体が近距離にある場合において、動きは少ないが検波信号の変動は大きいといった状態が発生することがあり、このような場合には平均値も大きな変動となるが、遠距離から近距離といった異なる領域間の移動を検出可能とすることで、人体による平均値の変動が大きくなる領域での不要意な調整を避けることができるようになっている。
【００２２】
さらに図８は、基準信号制御部２ｈを置き換えた図７の別例である基準信号制御部２ｈ’の構成を示すブロック図である。
基準信号制御部２ｈ’には、図７と比較して、第１の実施例の人体検知装置１の図２と図４の関係と同様に、平均値演算部２ｓで演算された平均値Ｓ２７をもとに第１位相第２基準信号Ｓ２０および第２位相第２基準信号Ｓ２１の補正量Ｓ２９を演算する補正値演算部２ｕを備えている。前記補正値演算部２ｕにおける演算の内容は、図４で説明したものと同様である。またこの他に、判断部２ｒは検知信号生成部２ｍで出力された人体検知信号Ｓ２５も判断に利用するようにしており、また逆に、移動方向判定部２ｔで得られた移動方向判定出力Ｓ２６を検知信号生成部２ｍが利用するような構成としている。このような構成とすることで、より確実に人体検知が可能となっている。上記基準信号制御部２ｈ’を備えた人体検知装置２を制御機器に組み込んだ実施例として、便器装置について図面に基づいて説明する。
【００２３】
図９は、本発明の第２実施例の人体検知装置２を組み込んだ便器装置３をトイレに設置した状態を示す全体斜視図である。
便器装置３は大きく分けて、陶器で構成された土台となる便器部７、便器装置３の備える用便後の局部を温水で洗浄する局部洗浄や用便後に便器部７内に洗浄水を流す便器洗浄といった各機能を司る各機能生成手段と、前記各機能生成手段を制御する制御手段、および便器装置３の前記各機能の不用意な動作の防止や、使用者が適切に使用するための手段として組み込まれている使用者を検知する本発明の第２実施例の人体検知装置２を、内部に収納する本体部４、内部に加熱手段を備えて本体部４に回転自在に枢軸された便座部５、そして便座部５の開口部を閉止状態にて塞ぐ便座部５と同様に本体部４に回転自在に枢軸された便蓋部６から構成されている。また、高周波の電波は、本体部４の外郭部材であるＡＢＳ樹脂や、便蓋部６の構成部材であるＰＰを透過することが可能であるため、フィルタ等の別部材を組み込むような切り欠き等を本体部４の外郭部材の人体検知方向には設けておらず、本体部４に被水等が起きても内部への浸水することがないようになっている。
【００２４】
次に、人体検知装置２の配置について説明する。
図１０は、便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便蓋部６の開放状態における側面図であり、あり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。また、図１１は、便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便蓋部６の閉止状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。さらに、図１２は、便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便座部５の開放状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【００２５】
上記において、人体検知装置２は、便座部５と便蓋部６が回転自在に枢軸されている位置の後方で、左右方向において略中央に配置されており、高さ方向は、枢軸されている高さとほぼ同等としている。また本体部４内への組込状況は、本体部４の対向する外郭部材４ａの内壁面と、アンテナ面２ｘは略平行に配置されている。一方、便蓋部６は開放状態において、枢軸部分近傍の後端部分の上面が、本体部４の前面に回り込むような構成となっており、便蓋部６の開放状態において、回り込んだ枢軸部分近傍の後端部分の上面６ａと、これに対向する本体部４の外郭部材４ａの前面形状が、略平行となるように構成している。この便蓋部６の枢軸部分近傍の後端部分の上面６ａの左右方向の中央近傍は、構成している曲線の半径が大きく平面形状に近く、同様に略平行に構成されている本体部４の外郭部材４ａの前面形状を構成している曲線の半径も大きく平面形状に近くなっている。これらの構成により、人体検知装置２のアンテナ面２ｘは、本体部４の対向する外郭部材４ａの内壁面を介して、開放状態の便蓋部６の枢軸部分近傍の後端部分の上面６ａと略平行となるように配置されている。一方、送信波の出力や受信波の感度はアンテナ面２ｘに対して、法線方向が最も強く、この方向を送信方向２ｚとすると、送信方向２ｚが、本体部４の対向する外郭部材４ａの内壁面と共に、便蓋部６の枢軸部分近傍の後端部分の上面６ａの対向する面に対しても、略垂直となっている。また同時に、便蓋部６は閉止状態からおよそ１００度程度の回転で、開放状態となるため、送信方向２ｚがちょうど便器装置３を使用する人体に向けられ、人体検知に非常に適した方向でもある。
【００２６】
このように配置しているのは、高周波の電波は本体部４や便蓋部６等の構成部材である樹脂を透過する一方で、誘電率の異なる境界面での反射や、構成部材内を透過する際の屈折が少なからず発生してしまためで、本体部４の外郭部材４ａや開放状態の便蓋部６を透過する際において、入射角が垂直なので、垂直方向への反射は発生するが、屈折や反射による不要な方向への分散を抑えることができる。これにより、本体部４内に人体検知装置２を配置したことによる本来人体検知装置２が備えている検知感度の低下を抑えることができ、また、便蓋部６の閉止状態の検知感度に対する開放状態の検知感度の低下を抑えることもでき、便蓋部６の開閉姿勢による感度の調整を不要としている。
【００２７】
また一方で、本体部４は便座装置３全体のデザイン上、側方への張り出し部分がなく、また高さも低い構成であるため、便座部５を完全に避けきれる構成を取ることが難しい。
これに対応するため、便蓋部６の閉止状態においては、図１１に示すように、人体検知装置２のアンテナ面２ｘの送信方向２ｚの２点鎖線で示す投影面の下方の一部が、便蓋部６の枢軸部分近傍の後端部分６ａで覆われるように構成させている。またもう一方で、便座部５の左右の枢軸部分間には、ねじれ等に対する補強のために、着座面側にほぼ垂直に枢軸の中心高さ程度の壁面５ａを設けており、便座部５の閉止状態においては、図１１で示すように、人体検知装置２のアンテナ面２ｘの送信方向の投影面の下方の一部が、便座部５の枢軸部分間の壁面５ａで覆われ、便座部５の開放状態においては、図１２で示すように、人体検知装置２のアンテナ面２ｘの送信方向の投影面の上方の一部が、便座部５の左右の枢軸部分間の壁面５ａおよび着座面の一部で覆われるように構成させている。
このように構成することで、便蓋部６の閉止状態と、便蓋部６は開放状態で便座部５は閉止状態と、便座部５の開放状態の３つの開閉姿勢に対して、一部を犠牲にしながら、いずれの状態においても人体検知に必要なアンテナ面積を確保できるようにし、便蓋部６および便座部５の開閉姿勢による感度の調整を不要としている。
【００２８】
次に、垂直方向の反射で生じる定在波の影響分の補正について、信号波形の一例をもとに説明する。
図１３は、便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の第１位相第１増幅信号の信号波形の１例を示す図である。（ａ）は使用状況全体を示す図であり、（ｂ）は便蓋部６の開放時近傍の拡大図であり、（ｃ）は便座部５への着座動作近傍の拡大図である。
【００２９】
図１３において、大きめの振幅をともなった信号波形は、図６で示した第１位相第１増幅信号Ｓ１６の離散時間領域での信号波形Ｗ１（ｚ）であり、前記信号波形の振幅の略中心を通った振幅の少ない信号波形は、図８で示した平均値演算部２ｓで演算された平均値Ｓ２７の１つである第１位相第１増幅信号平均値の離散時間領域での信号波形Ｗ１ａｖｇ（ｚ）である。また１点鎖線で示しているのは、人体検知の判定の際に利用する信号波形Ｗ１ａｖｇ（ｚ）が安定した状態で更新される第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１Ｚである。なおこの第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１Ｚは、信号波形Ｗ１ａｖｇ（ｚ）が安定した状態で更新されるため、図１３（ｂ）に示すように確定平均値更新点Ｐ２’でステップ状に変化する。
【００３０】
（ａ）に示す信号波形をもとに便器装置３の使用状況を時間的流れで説明する。
まず左端は便蓋部６の閉止状態での待機状態である。その後トイレ内への入室点Ｐ１に達し、人体の遠方領域での動きによりＷ１（ｚ）の振幅が若干大きくなる。次に便蓋部６の開放動作開始点Ｐ２に達し、この便蓋部６の動きによりＷ１（ｚ）が振幅の中心も含めて大きく変動すると共に、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）も大きく変動する。さらに脱衣動作等を行った後、着座に向けた接近動作開始点Ｐ３に達し、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）は安定したままＷ１（ｚ）の振幅が連続的に増加傾向となる。着座点Ｐ４に達すると、Ｗ１（ｚ）の振幅はほとんどなくり、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）も含め着座に向けた接近動作中のＷ１ａｖｇ（ｚ）からはずれた状態で安定する。用便終了後の離座動作開始点Ｐ５に達すると、Ｗ１（ｚ）の振幅が連続的に減少傾向となり、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）は着座に向けた接近動作中と同レベルに安定する。その後の着衣動作等では先の脱衣動作と同様な状態が続く。また図示していないが、便蓋部６の閉止動作が入れば、先述した便蓋部６の開放動作開始点Ｐ２以前と同様な状態となる。
この信号波形の特徴を生かして、第２基準信号制御部２ｈ’は第１位相第２基準信号Ｓ２０および第２位相第２基準信号Ｓ２１を制御するようにしている。
【００３１】
図１４は、便器装置３に組み込んだ人体検知装置２が備える第２基準信号制御部２ｈ’の判断部２ｓの基準信号調整要否を判断するフローを示すフローチャート図である。
図１４について各ステップ毎に説明する。Ｓｔｅｐ１１では、着座領域に人体を検知しているかどうか、つまり着座中かどうか確認し、非検知中であればＳｔｅｐ１２へ進み、着座中であればＳｔｅｐ１９へ進んで基準信号調整不要として基準信号調整フラグをクリアして抜けるようにしている。図８で示すように、判断部２ｓは人体検知信号Ｓ２５を利用するように構成しており、また図１３（ｃ）を見て分かるように、着座直前のＷ１ａｖｇ（ｚ）に対して、着座中のＷ１（ｚ）とＷ１ａｖｇ（ｚ）はずれて安定してしているため、信号波形だけで判断すると基準信号調整必要と判断してしまい不要意な調整を行ってしまう恐れがあるのを防止している。Ｓｔｅｐ１２では、図１５に示す接近判定フローにより設定された接近判定フラグを確認し、クリアされていればＳｔｅｐ１３へ進み、セットされていれば基準信号調整不要として基準信号調整フラグをクリアして抜けるようにしている。接近判定フラグを利用している理由は、前記着座領域よりは遠い領域ではあるが、図１３（ｃ）を見て分かるように、Ｗ１（ｚ）とＷ１ａｖｇ（ｚ）の振幅は大きくなりつつある状態であるため、基準信号調整必要と判断してしまい不要意な調整を行ってしまう恐れがあるのを防止するためである。またもう一方で、図１３（ｂ）と（ｃ）を比較して分かるように、単純に信号波形の振幅の大きさだけで着座を検出するようにしていると、便蓋部６の開放動作を着座と判断してしまう恐れがあるのに対して、Ｗ１（ｚ）の振幅の連続的な増加傾向を接近動作と判断し、これを経由しない限り着座はないとしておけば、着座動作と便蓋部６の開閉動作を区別することができる。このため、図８に示すように、移動方向判定部２ｔで判定される移動方向判定信号Ｓ２６を検知信号生成部２ｍにも出力するように構成している。Ｓｔｅｐ１３では、遠方領域に人体を検知しているかどうか、つまり便器装置３前に立っているかどうか確認し、非検知中であればＳｔｅｐ１４へ進み、第１増幅信号安定度閾値ＴＨ１に小さい値であるＡを設定し、検知中であればＳｔｅｐ１５へ進み、第１増幅信号安定度閾値ＴＨ１に大きい値であるＢを設定し、Ｓｔｅｐ１６へ進むようにしている。閾値を切り換えている理由は、本来は非検知時にすべき基準信号調整を、便蓋部６の開閉動作によるズレを補正するために、人体検知中であってもする必要があり、人体の動きにより生ずる振幅よりも大きい閾値としている。Ｓｔｅｐ１６では、図８で示す入室時Ｐ１前や着座動作開始点Ｐ３前のように安定しているＷ１ａｖｇ（ｚ）の確定値である図１３（ｂ）（ｃ）において１点鎖線で示す第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１ＺとＷ１（ｚ）の差分である振幅が前記第１増幅信号安定度閾値ＴＨ１以上かどうか確認し、以上であればＳｔｅｐ１７へ進み、未満であれば当然安定状態が継続していることを意味しており、Ｓｔｅｐ１９へ進み、基準信号調整不要として基準信号調整フラグをクリアして抜けるようにしている。Ｓｔｅｐ１７では、Ｓｔｅｐ１６で利用した前記第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１ＺとＷ１ａｖｇ（ｚ）の差分である変動量が第１増幅信号平均値安定度閾値ＴＨ２を超えるかどうか確認し、超えていればＳｔｅｐ１８へ進み、基準信号調整必要として基準信号調整フラグをセットし、超えていなければＳｔｅｐ１９へ進み、基準信号調整不要として基準信号調整フラグをクリアして抜けるようにしている。図１３（ｃ）に示すように、接近動作中はＷ１（ｚ）の振幅は増加傾向であるため、接近検知フラグセット前でＳｔｅｐ１７へ進んでくることがあっても、Ｗ１ａｖｇ（ｚ）の変動が少ないため、基準信号調整不要と判断し、不要意な調整を行うのを防止することができる。
【００３２】
なお遠方領域や着座領域での人体の検知については、特にフローを示していないが、図１３（ｂ）（ｃ）において１点鎖線で示す第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１ＺとＷ１（ｚ）の差分である振幅が、遠方検知閾値ＴＨＬや着座検知閾値ＴＨＳ以上かどうかで判定している。また、検知後の非検知への移行に関してはヒステリシスを持たせて前記閾値より小さい閾値とすることで安定させるようにしている。
【００３３】
次に、移動方向判定部２ｔでの移動方向の判定フローについて説明する。
図１５は、先述した移動方向判定部２ｔの接近判定のフローを示すフローチャート図である。Ｓｔｅｐ２１では、前記第１位相第１増幅信号確定平均値Ｗ１Ｚに対してＷ１（ｚ）が大きいかどうか、つまり差分が正か負かを確認し、正ならＳｔｅｐ２２へ進み、それ以外はＳｔｅｐ２３へ進むようにしている。正であれば直近の極大値Ｗ１Ｈ１を書き換え中である可能性があるため、Ｓｔｅｐ２２以降で利用しないようにしている。逆に負であれば極小値Ｗ１Ｌ１を書き換え中である可能性があるため、Ｓｔｅｐ２３以降で利用しないようにしている。Ｓｔｅｐ２２〜Ｓｔｅｐ２７では、極大値と極小値の差分が増加傾向にあるかどうか確認し、Ｓｔｅｐ２２のルートであれＳｔｅｐ２３のルートであれ、３ステップ分通過すれば、Ｓｔｅｐ２８へ進み、それ以外ではＳｔｅｐ２９へ進み、Ｗ１（ｚ）の振幅は増加傾向にないと判断し、接近判定フラグをクリアして抜けるようにしている。Ｓｔｅｐ２８では、Ｗ１（ｚ）の一番古い極大値と極小値の差分が第１信号接近判定閾値ＴＨ３を超えているかどうか確認し、超えていれば接近判定フラグをセットし、超えていなければ十分に接近した距離ではないと判断し、接近判定フラグをクリアして抜けるようにしている。もちろん前記第１信号接近判定閾値ＴＨ３は、遠方領域での人体の動きにより生ずる振幅よりも大きい閾値としている。また図示はしていないが、離遠方向については、Ｗ１（ｚ）の振幅は減少傾向かどうかと、Ｗ１（ｚ）の極大値と極小値の差分の直近値が前記第１信号接近判定閾値ＴＨ３以下であるかで判断することができる。
また移動方向の判定方法としては、２つの９０度位相の異なる検波信号の移動方向の違いによる時間領域での遅れと進みの関係も利用することが可能である。
【００３４】
図１６は、便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の２つの第２増幅信号の位相の関係を示すグラフである。（ａ）は検知対象物との距離による出力レベルと位相の関係を示すグラフであり、（ｂ）は接近時、（ｃ）は離遠時の時間領域での出力レベルと位相の関係を示す図である。
２つの検波信号から得られる第１位相第２増幅信号Ｗ３および９０度位相をずらした第２位相第２増幅信号Ｗ４は、互いに（ａ）に示すような関係にある。この状況において、２点差線で示す位置から左方向に動くことは接近を意味し、逆に右方向に動くことは離遠を意味している。これをそれぞれ時間軸で記載した図が（ｂ）と（ｃ）である。まず（ｂ）で接近方向について説明すると、Ｗ４（ｚ）が振幅中心に向かう時に、Ｗ３（ｚ）は極大値に向かう動きをする。またＷ３（ｚ）は位相の９０度分遅れて振幅中心に向かう動きとなる。このため、接近方向への動きに対してはＷ４（ｚ）がＷ３（ｚ）に対して先行することになる。次に（ｃ）で離遠方向について説明すると、、Ｗ３（ｚ）が振幅中心に向かう時に、Ｗ４（ｚ）は極大値に向かう動きをする。またＷ４（ｚ）は位相の９０度分遅れて振幅中心に向かう動きとなる。このため、接近方向への動きに対してはＷ３（ｚ）がＷ４（ｚ）に対して先行することになる。つまり、移動方向の違いで互いの時間領域での遅れと進みが逆転することになる。これを利用することで移動方向の判定は可能である。
【００３５】
以下に、上記を利用した接近判定のフローを説明する。
図１７は、便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の移動方向判定部２ｔの別例の接近判定のフローを示すフローチャート図である。
まずＳｔｅｐ３１では、Ｗ４（ｚ）の直前値Ｗ４（１）と現在値Ｗ４（０）の差分が第２増幅信号変動判定閾値ＴＨ４以上かどうか大小関係も含めて確認し、以上ならＳｔｅｐ３２へ進み、未満ならＳｔｅｐ３６へ進むようにしている。ここでは、図１６（ｂ）で示したＷ４（ｚ）が振幅中心に向かう状態かどうかの確認をしており、また変動量が少ない場合は無視するようにしている。次にＳｔｅｐ３２では、現在値Ｗ４（０）と第２位相第２増幅信号確定平均値Ｗ４Ｚとの差分の絶対値が第２増幅信号振幅中心近傍閾値ＴＨ５以内かどうか確認し、以内ならＳｔｅｐ３３へ進み、超えるならＳｔｅｐ３６へ進むようにしている。ここでは、図１６（ｂ）で示したＷ４（ｚ）が振幅中心に達したかどうかの確認をしており、きっちりその瞬間を検出できるか不明であるため、閾値を設けてある程度の範囲をカバーするようにしている。Ｓｔｅｐ３３では、現在値Ｗ３（０）と第１位相第２増幅信号確定平均値Ｗ３Ｚとの差分の絶対値が第１増幅信号接近判定閾値ＴＨ６以上かどうか確認し、以上ならＳｔｅｐ３４へ進み、未満ならＳｔｅｐ３６へ進むようにしている。ここでは、図１６（ｂ）で示したＷ３（ｚ）が極大値に向かう状態となっているかどうかの確認と十分に大きな振幅が発生しているかの確認をしており、振幅が小さければ無視するようにしている。Ｓｔｅｐ３４では、接近検知カウンタＣＣＮＴの値を１増やし、また接近判定継続タイマーＣＴＩＭに所定時間Ｔ１を設定してＳｔｅｐ３５へ進み、Ｓｔｅｐ３５では、接近検知カウンタＣＣＮＴの値が所定値Ｎ１以上かどうか確認し、以上ならＳｔｅｐ３８へ進み、接近判定フラグをセットし、未満ならＳｔｅｐ３９へ進み、接近判定フラグをクリアして抜けるようにしている。一方Ｓｔｅｐ３６では、前記接近判定継続タイマーＣＴＩＭが０かどうかを確認し、まだ時間が残っているならそのままＳｔｅｐ３９へ進み、また０となっているなら前記接近検知カウンタＣＣＮＴと前記接近判定継続タイマーＣＴＩＭをともに０としてＳｔｅｐ３９へ進み、接近判定フラグをクリアして抜けるようにしている。ここでは、単発の動作ではなく連続的な動作を検知するようにしており、複数回の検知とまた所定時間の継続を考慮させている。もちろん継続性がなければ、無視することができる。また図示していないが、離遠判定についてはＷ４（ｚ）とＷ３（ｚ）を互いに置き換えることで判定することができる。
【００３６】
上記実施例では、時間領域において先行する側が振幅中心に向かうポイントを移動方向の判定に利用しているが、逆に遅れ側が振幅中心に向かうポイントや、極大値や極小値近傍の上昇方向と下降方向との切り替わりポイントを利用することも可能である。
【００３７】
また、本発明の実施例では、人体検知装置は１０．５２５ＧＨｚ近傍の周波数を送信波の中心周波数とする電波で検知するもので記載したが、マイクロ波やミリ波と称される高周波の電波であれば、特に使用する周波数を限定するものではない。
【００３８】
また、本発明の人体検知装置を組み込んだ制御機器に、便器部と一体となった便器装置を例として記載したが、便器装置としては便器部と別体となったものでも良く、また、可動部等を備えた人体以外の定在波の影響を受けるような他の制御機器にも好適であり、特に制御機器を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の人体検知装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施例の人体検知装置１の基準信号制御部１ｆの構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施例の人体検知装置１の判断部１ｎの基準信号調整要否を判断するフローを示すフローチャート図である。
【図４】第１実施例の人体検知装置１の第１増幅部１ｄおよび第２増幅部１ｅの増幅のイメージを示す簡略図である。（ａ）と（ｃ）は第１増幅部１ｄについてであり、（ｂ）と（ｄ）と（ｅ）は第２増幅部１ｅについてである。
【図５】第１実施例の人体検知装置１の基準信号制御部１ｆを置き換えた図２の別例である基準信号制御部１ｆ’の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例の人体検知装置２の構成を示すブロック図である。
【図７】第２実施例の人体検知装置２の基準信号制御部２ｈの構成を示すブロック図である。
【図８】第２実施例の人体検知装置２の基準信号制御部２ｈを置き換えた図４の別例である基準信号制御部２ｈ’の構成を示すブロック図である。
【図９】第２実施例の人体検知装置２を組み込んだ便器装置３をトイレに設置した状態を示す全体斜視図である。
【図１０】便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便蓋部６閉止状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【図１１】便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便蓋部６開放状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【図１２】便器装置３への人体検知装置２の配置を示す便座部５開放状態における側面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【図１３】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の第１位相第１増幅信号の信号波形の１例を示す図である。（ａ）は使用状況全体を示す図であり、（ｂ）は便蓋部６の開放時近傍の拡大図であり、（ｃ）は便座部５への着座動作近傍の拡大図である。
【図１４】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２が備える第２基準信号制御部２ｈ’の判断部２ｓの基準信号調整要否を判断するフローを示すフローチャート図である。
【図１５】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２が備える第２基準信号制御部２ｈ’の移動方向判定部２ｔの接近判定のフローを示すフローチャート図である。
【図１６】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の２つの第２増幅信号の位相の関係を示すグラフである。（ａ）は検知対象物との距離による出力レベルと位相の関係を示すグラフであり、（ｂ）は接近時、（ｃ）は離遠時の時間領域での出力レベルと位相の関係を示す図である。
【図１７】便器装置３に組み込んだ人体検知装置２の移動方向判定部２ｔの別例の接近判定のフローを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１、２ … 人体検知装置， １ａ、２ａ …送信部，
１ｂ、２ｂ … 受信部， １ｃ、２ｃ … 受信部，
１ｄ … 第１増幅部， １ｅ … 第２増幅部，
１ｆ、１ｆ’、２ｈ、２ｈ’ … 基準信号制御部，
１ｇ、２ｎ … 第１調整部， １ｈ、２ｋ … 増幅信号記憶部，
１ｋ、２ｍ … 検知信号生成部， １ｍ、２ｑ … 基準信号調整部，
１ｎ、２ｒ … 判断部， １ｐ、２ｓ … 平均値演算部，
１ｑ、２ｕ … 補正値演算部， ２ｄ … 第１位相第１増幅部，
２ｅ … 第１位相第２増幅部， ２ｆ … 第２位相第１増幅部，
２ｇ … 第２位相第２増幅部， ２ｐ … 第２調整部，
２ｔ … 移動方向判定部， ２ｘ … アンテナ面，
２ｖ … 位相差生成部， ２ｚ … 送信方向
３ … 便器装置， ４ … 本体部， ４ａ … 外郭部材
５ … 便座部， ５ａ … 壁面， ６ … 便蓋部，
６ａ … 枢軸部分近傍の後端部分の上面， ７ … 便器部，
Ｓ１、Ｓ１２ … 送信波， Ｓ２、Ｓ１３ … 受信波，
Ｓ３ … 検波信号， Ｓ４ … 第１基準信号， Ｓ５ … 第１増幅信号，
Ｓ６ … 第２増幅信号， Ｓ７ … 第２基準信号，
Ｓ８、Ｓ２４ … 記憶された増幅信号， Ｓ９、Ｓ２５ … 人体検知信号，
Ｓ１０、Ｓ２７ … 平均値， Ｓ１１、Ｓ２８ … 調整要否信号，
Ｓ１２’ … 位相の異なる２つの送信波， Ｓ１３’ … 分割された受信波，
Ｓ１４ … 第１検波信号， Ｓ１５ … 第２検波信号，
Ｓ１６ … 第１位相第１増幅信号， Ｓ１７ … 第２位相第１増幅信号，
Ｓ１８ … 第１位相第２増幅信号， Ｓ１９ … 第２位相第２増幅信号，
Ｓ２０ … 第１位相第２基準信号， Ｓ２１ … 第２位相第２基準信号，
Ｓ２２ … 第１位相第１基準信号， Ｓ２３ … 第２位相第１基準信号，
Ｓ２６ … 移動方向判定信号， Ｓ２９、Ｓ３０ … 補正量，
ΔＷ０ … 検波信号の振幅， ΔＷａ … 第１増幅信号の振幅，
ΔＷｂ … 第２増幅信号の振幅， Ａ１ … 第１増幅部の増幅率，
Ａ２ … 第２増幅部の増幅率， Ｒａ … 第１基準信号，
Ｒｂ … 第２基準信号， Δｘ０ … 検波信号の振幅中心のズレ量，
Δｘａ … 第１増幅信号の振幅中心のズレ量，
Δｘｂ … 第２増幅信号の振幅中心のズレ量，
ΔＷａ’ … 状態変化後の第１増幅信号の振幅，
ΔＷｂ’、ΔＷｂ” … 補正後の第２増幅信号の振幅，
Ｒｂ’、Ｒｂ” … 補正後の第２基準信号，
ΔＲｂ、ΔＲｂ’… 第２基準信号の補正量，
Ｗ１（ｚ） … 第１位相第１増幅信号の離散時間領域での信号波形，
Ｗ１ａｖｇ（ｚ） … 第１位相第１増幅信号平均値の離散時間領域での信号波形，
※［Ｗ１（０）他のｚ＝０は現在値を示す］
Ｗ１Ｚ … 第１位相第１増幅信号確定平均値，
Ｗ１Ｈ１、Ｗ１Ｈ２、Ｗ１Ｈ３ … 第１位相第１増幅信号極大値［末尾１が直近］，
Ｗ１Ｌ１、Ｗ１Ｌ２、Ｗ１Ｌ３ … 第１位相第１増幅信号極小値［末尾１が直近］，
Ｗ３（ｚ） … 第１位相第２増幅信号［Ｗ３（０）は現在値］，
Ｗ４（ｚ） … 第２位相第２増幅信号［Ｗ４（０）は現在値］，
Ｗ３Ｚ … 第１位相第２増幅信号確定平均値，
Ｗ４Ｚ … 第２位相第２増幅信号確定平均値，
Ｐ１ … 入室点， Ｐ２ … 便蓋部開放動作開始点，
Ｐ２’ … 確定平均値更新点， Ｐ３ … 着座動作開始点，
Ｐ４ … 着座点， Ｐ５ … 離座動作開始点，
ＴＨ１ … 第１増幅信号安定度判定閾値，
ＴＨ２ … 第１増幅信号平均値安定度判定閾値，
ＴＨ３ … 第１増幅信号接近判定閾値，
ＴＨ４ … 第２増幅信号変動判定閾値，
ＴＨ５ … 第２増幅信号振幅中心近傍閾値，
ＴＨ６ … 第２増幅信号接近判定閾値，
ＴＨＬ … 着座検知閾値， ＴＨ６ … 遠方検知閾値，
ＣＣＮＴ … 接近検知カウンタ， ＣＴＩＭ … 接近判定継続タイマー，
Ｓｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ３９ … 制御ステップ
Claims (4)
- 送信波と人体によって跳ね返された反射波を受信して得られる受信波の干渉により生じる定在波を検波して得られる検波信号に基づき人体を検知する高周波の電波を利用した人体検知装置であり、
少なくとも前記検波信号を入力信号として増幅する第１信号増幅部と、
第１信号増幅部から出力される第１増幅信号を入力信号としてさらに増幅する第２信号増幅部と、
を備え、前記検波信号を複数段で増幅するよう構成された人体検知装置において、
前記第１増幅信号および第２信号増幅部から出力される第２増幅信号を各々取り込み記憶する増幅信号記憶部と、
前記増幅信号記憶部に記憶された第２増幅信号に基づいて人体の有無を示す検知信号を生成する検知信号生成部と、
を備えると共に、
第２信号増幅部から出力される第２増幅信号の振幅の中心となる第２基準信号を、前記増幅信号記憶部に記憶された第１増幅信号に基づいて制御する基準信号制御部を備え、
前記基準信号制御部は、
前記増幅信号記憶部に記憶された第１増幅信号をもとに平均値を演算する平均値演算部と、
前記平均値演算部で演算された平均値と前記第１信号増幅部から出力される第１増幅信号との差が大きく、且つ前記平均値演算部で演算される平均値の変動量が大きいときは、前記第２基準信号の調整が必要と判断し、前記平均値演算部で演算された平均値と前記第１信号増幅部から出力される第１増幅信号との差が小さいときは、前記第２基準信号の調整が必要でないと判断する判断部と、
を備え、前記判断部の判断に基づいて、第２基準信号の調整の制御を行うよう構成されていることを特徴とする人体検知装置。 - 前記基準信号制御部は、前記平均値演算部で演算された第１増幅信号の平均値の変動量をもとに、第２基準信号の補正値を演算する補正値演算部を備えると共に、前記判断部の判断に基づいて、第２基準信号に、演算された補正値を直接的に加算または減算することにより調整を行うよう制御する構成とされていることを特徴とする請求項１記載の人体検知装置。
- 前記人体検知装置は、送信波と人体によって跳ね返された反射波を受信して得られる受信波を各々同数に分割し、位相差生成部を介して干渉させることによって得られる互いに位相の異なる定在波を、各々検波して得られる複数の検波信号に基づき人体を検知する高周波の電波を利用した人体検知装置であり、前記第１増幅信号部は前記複数の検波信号を各々入力信号として各々増幅するよう構成され、前記第２増幅信号部は第１信号増幅部から出力される各々の第１増幅信号を各々入力信号として各々増幅するよう構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の人体検知装置。
- 前記基準信号制御部は、互いに位相の異なる各増幅信号の前記各増幅信号毎の平均値に対する振幅の変動による時間領域における位相の遅れ・進みをもとに、接近・離遠の人体の移動方向を判定するよう構成されていることを特徴とする請求項３記載の人体検知装置。
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| KR101974383B1 (ko) * | 2018-08-02 | 2019-08-23 | 대림통상 주식회사 | 마이크로파센서를 사용한 소변감지장치 |
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