JPH04261927A - 自動給水制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動給水制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、使用者を検知した場合に自動的に
給水する自動給水制御装置においては、拡散反射型の赤
外線センサからの検知信号に基づき給水用電磁弁を駆動
して所定時間給水することが知られている（例えば、特
開昭６２−１５６４４６号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、使用者が赤
外線センサの検知領域の境界付近にいる場合には、使用
者が前後あるいは左右にわずかに動いただけで検知領域
内に入ったり出たりして検知信号がばたつき、その信号
に基づく給水・止水動作も安定せず、使用者に不快感を
与えるだけでなく無駄な電磁弁駆動により電力も浪費す
る。

【０００４】この発明の目的は、人検知領域の境界付近
にいる人に対しても安定した給水・止水動作を行うこと
ができる自動給水制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、図１に示す
ように、給水動作を行う給水手段Ｍ１と、人体に対し光
を発する発光素子Ｍ２と、発光期間と発光停止期間を１
サイクルとしたときの発光期間で前記発光素子Ｍ２を一
定周期で駆動する発光制御手段Ｍ３と、前記発光素子Ｍ
２からの光の人体での反射光を受光する受光素子Ｍ４と
、前記受光素子Ｍ４からの受光信号を入力して、前記発
光制御手段Ｍ３での前記発光素子Ｍ２の駆動周波数の周
辺の信号のみを抽出する特定周波数信号抽出手段Ｍ５と
、前記特定周波数信号抽出手段Ｍ５からの信号を入力し
て、前記発光制御手段Ｍ３による発光期間での発光開始
からの前記受光素子Ｍ４による積算受光量と予め設定し
た閾値とを比較する受光量比較手段Ｍ６と、前記発光制
御手段Ｍ３による発光期間での発光開始から前記受光量
比較手段Ｍ６による積算受光量が閾値を越えるまでの経
過時間と設定時間とを比較して経過時間が設定時間より
小さいと人を検知したとして前記給水手段Ｍ１による給
水動作を行わせる人検知手段Ｍ７と、前記人検知手段Ｍ
７により人を検知すると、人検知手段Ｍ７の設定時間を
初期値より大きな値に変更する設定時間変更手段Ｍ８と
を備えた自動給水制御装置をその要旨とするものである
。

【０００６】

【作用】発光制御手段Ｍ３は発光期間と発光停止期間を
１サイクルとしたときの発光期間で発光素子Ｍ２を一定
周期で駆動する。特定周波数信号抽出手段Ｍ５は受光素
子Ｍ４からの受光信号を入力して、発光制御手段Ｍ３で
の発光素子Ｍ２の駆動周波数の周辺の信号のみを抽出す
る。これにより、受光信号の中の外乱光成分が除去され
る。受光量比較手段Ｍ６は特定周波数信号抽出手段Ｍ５
からの信号を入力して、発光制御手段Ｍ３による発光期
間での発光開始からの受光素子Ｍ２による積算受光量と
予め設定した閾値とを比較する。人検知手段Ｍ７は発光
制御手段Ｍ３による発光期間での発光開始から受光量比
較手段Ｍ６による積算受光量が閾値を越えるまでの経過
時間と設定時間とを比較して経過時間が設定時間より小
さいと人を検知したとして給水手段Ｍ１による給水動作
を行わせる。さらに、設定時間変更手段Ｍ８は人検知手
段Ｍ７により人を検知すると、人検知手段Ｍ７の設定時
間を初期値より大きな値に変更する。その結果、人を検
知していない状態から検知領域内に入った人を検知する
と検知領域が拡大され、人のわずかな動きによって人が
検知領域外へ出てしまうことがなく、給水・止水動作を
安定させることができる。

【０００７】

【実施例】以下に、この発明を男子用便器の自動給水制
御装置、即ち、自動水洗装置に具体化した一実施例を図
面に従って説明する。図２は男子用小便器の自動水洗装
置３の正面図、図３は男子用小便器の自動水洗装置３の
側面図である。

【０００８】小便器１が壁面２に固定され、小便器１の
上方の壁面２に自動水洗装置３が固定されている。自動
水洗装置３の正面側には使用者が正面に立った状態で使
用者の胸の当たりに相当する高さに赤外線センサ４が配
置されている。同センサ４は発光・受光素子を有し、使
用者が小便器１の前方に立ったことを検出するためのも
のである。尚、自動水洗装置３は、露出型の他にも壁埋
込型でもよい。

【０００９】次に、図４に基づいて自動水洗装置３の回
路構成を説明する。前記赤外線センサ４は、発光素子と
しての赤外発光ダイオード（以下、赤外ＬＥＤという）
５と、受光素子としてのホトダイオード６とを備えてい
る。発光回路７は赤外ＬＥＤ５を駆動して赤外ＬＥＤ５
から赤外線を人体に向かって発光させる。この発光回路
７には発振回路８が接続され、同発振回路８からの発振
信号により赤外ＬＥＤ５が駆動される。この発振周波数
は、本実施例では４０ｋＨｚとなっている。

【００１０】発光制御手段、人検知手段，設定時間変更
手段としてのコントローラ９にはマイコン１０及びタイ
マ１１が内蔵されている。そして、マイコン１０は図５
での１サイクルがＴ２時間のうちのＴ１時間だけ発振回
路８からの発振信号を発光回路７に出力させ、赤外ＬＥ
Ｄ５から赤外線を所定周波数で発光させる。つまり、マ
イコン１０は発光期間と発光停止期間を１サイクルとし
たときの発光期間で赤外ＬＥＤ５を一定周期で駆動する
。本実施例では、Ｔ１　＝３５０μｓｅｃ、Ｔ２　＝０
．７秒としている。

【００１１】この赤外ＬＥＤ５からの光が人体に反射し
てホトダイオード６にて受光される。受光回路１２は図
５に示すようにホトダイオード６の受光に伴う電気信号
を出力する。特定周波数信号抽出手段としてのバンドパ
スフィルタ１３は受光回路１２からの信号を入力して赤
外ＬＥＤ５の駆動周波数（４０ｋＨｚ　）の周辺の信号
のみを通過させる。増幅回路１４はバンドパスフィルタ
１３からの信号を入力して増幅して出力する。検波回路
１５は増幅回路１４からの信号を入力して図５に示すよ
うにピーク値をホールドして直流電圧信号に変換して出
力する。積分回路１６は検波回路１５からの信号を入力
し、図５に示すように、積分して出力する。

【００１２】波形整形回路１７は積分回路１６からの信
号を入力して図５に示すように、積分回路１６による積
分信号を予め設定した閾値Ｌｔｈと比較し、積分信号の
レベルが閾値Ｌｔｈより大きい場合に人検知信号（実施
例ではアクティブ・ハイ）をコントローラ９に出力する
。マイコン１０は図５での１サイクルの発光期間での発
光開始タイミング（ｔ１　のタイミング）から波形整形
回路１７から人検知信号（ハイレベル信号）を入力する
までの経過時間Ｔｄをタイマ１１により計測している。 この経過時間Ｔｄ　は赤外線センサ４と使用者との距離
によって変化し、距離が近い場合は受光量が多いので検
波回路１５の出力する検波信号のレベルは高くなり、そ
の積分信号が閾値Ｌｔｈのレベルを超え人検知信号を出
力するまでの経過時間Ｔｄ　は短くなる。又、図６に示
すように、人までの距離が遠い場合は受光量が少ないの
で検波信号のレベルは低くなり、その積分信号が閾値Ｌ
ｔｈを超え人検知信号を出力するまでの時間Ｔｄ　は長
くなる。さらに、使用者がいない時や極端に遠いときは
受光量はさらに少なく、１サイクルでの発光期間Ｔ１　
以内に検知信号が出力されない。つまり、マイコン１０
は発振回路８の駆動と同時にタイマ１１のカウント動作
を開始させ、波形整形回路１７から人検知信号が出力さ
れるまでの時間Ｔｄ　を測定する。この時間Ｔｄ　が赤
外線センサ４と使用者との距離に対応するものとなる。

【００１３】又、コントローラ９には電磁弁駆動回路１
８を介して給水手段としての給水用電磁弁１９が接続さ
れ、マイコン１０は同電磁弁１９を開閉する。本実施例
では、給水用電磁弁１９にはラッチングソレノイドバル
ブが使用され、動作コイル又は復帰コイルに通電するこ
とにより弁体が開閉動作して給水・止水する。本実施例
では、積分回路１６と波形整形回路１７とから受光量比
較手段を構成している。

【００１４】次に、このように構成した自動水洗装置の
作用を、図７に示すマイコン１０の給水制御ルーチンに
て説明する。まず、マイコン１０はステップ１００で設
定時間Ｔｒｅｆ　として所定の時間Ｔｒｅｆ１を設定す
る。この時間Ｔｒｅｆ１は使用者との距離が６０ｃｍ程
度のときの時間となっている。そして、マイコン１０は
ステップ１０１で図５に示すように発振回路８を制御し
て１サイクルでの発光期間で赤外ＬＥＤ５を発光動作さ
せる。

【００１５】その結果、発光期間と発光停止期間を１サ
イクルとしたときの発光期間で赤外ＬＥＤ５が一定周期
で駆動されて光が人体に発光され、その反射光がホトダ
イオード６にて受光されて受光回路１２から受光に伴う
電気信号が出力される。そして、受光信号がバンドパス
フィルタ１３に入力され赤外ＬＥＤ５の駆動周波数（４
０ｋＨｚ　）の周辺の信号のみが通過して外乱光が除去
される。さらに、バンドパスフィルタ１３の通過信号は
増幅回路１４にて増幅され、検波回路１５にてピーク値
がホールドされ直流電圧信号に変換される。この検波回
路１５の出力信号は積分回路１６にて積分され、波形整
形回路１７にて積分信号が閾値Ｌｔｈと比較されて閾値
Ｌｔｈより大きいと人検知信号がコントローラ９に出力
される。

【００１６】マイコン１０はステップ１０２で１サイク
ルでの発光期間Ｔ１　で波形整形回路１７から人検知信
号が出力されたか否か判断して、人検知信号があると、
ステップ１０３で発光期間の開始から人検知信号の入力
までの経過時間Ｔｄ　とステップ１００で設定した設定
時間Ｔｒｅｆ１とを比較する。マイコン１０は経過時間
Ｔｄ　が設定時間Ｔｒｅｆ１より小さいと、使用者が検
知領域内に入ったと判断してステップ１０４で給水用電
磁弁１９を作動して所定時間給水を行う。

【００１７】一方、マイコン１０はステップ１０２で人
検知信号が出力されない場合、又はステップ１０３で設
定時間Ｔｄ　が比較時間Ｔｒｅｆ１より大きい場合には
、使用者は検知領域外にいると判断しステップ１０１に
戻る。 次に、マイコン１０はステップ１０５で設定時間Ｔｒｅ
ｆ　として新たな所定時間Ｔｒｅｆ２（＞Ｔｒｅｆ１）
を設定する。 この時間Ｔｒｅｆ２は使用者との距離が８０ｃｍ程度の
ときの時間である。そして、マイコン１０はステップ１
０６においてステップ１０１と同様の発光制御を行い、
ステップ１０７で１サイクルでの発光期間Ｔ１で波形整
形回路１７から人検知信号が出力されたか否か判断して
、人検知信号があると、ステップ１０８で経過時間Ｔｄ
　と設定時間Ｔｒｅｆ２とを比較する。マイコン１０は
経過時間Ｔｄ　が設定時間Ｔｒｅｆ２よりも小さい場合
には使用者はまだ検知領域内にいると判断しステップ１
０６に戻る。マイコン１０はステップ１０７で人検知信
号が出力されない場合、又はステップ１０８で経過時間
Ｔｄ　が設定時間Ｔｒｅｆ２よりも大きい場合には、使
用者は検知領域外にいると判断してステップ１０９で再
度所定時間給水する。その後、マイコン１０はステップ
１００に戻る。

【００１８】このように本実施例では、マイコン１０は
発光期間と発光停止期間を１サイクルとしたときの発光
期間で発光ＬＥＤ５を一定周期で駆動し、バンドパスフ
ィルタ１３にてホトダイオード６からの受光信号に対し
発光ＬＥＤ５の駆動周波数の周辺の信号のみが抽出され
る。そして、積分回路１６及び波形整形回路１７にて、
バンドパスフィルタ１３からの信号が入力されて発光期
間での発光開始からの積算受光量と予め設定した閾値Ｌ
ｔｈとが比較される。そして、マイコン１０は発光期間
での発光開始から積算受光量が閾値Ｌｔｈを越えるまで
の経過時間Ｔｄ　と設定時間Ｔｒｅｆ１とを比較して経
過時間Ｔｄ　が設定時間Ｔｒｅｆ１より小さいと人を検
知したとして給水用電磁弁１９による給水動作を行わせ
る。さらに、マイコン１０は人を検知すると、設定時間
を初期値Ｔｒｅｆ１より大きな値Ｔｒｅｆ２に変更する
。

【００１９】その結果、人を検知していない状態から検
知領域内に入った人を検知すると検知領域が拡大され、
人のわずかな動きによって人が検知領域外へ出てしまう
ことがなく、給水・止水動作を安定させることができる
。さらに、バンドパスフィルタ１３によりホトダイオー
ド６からの受光信号を入力して、発光ＬＥＤ５の駆動周
波数の周辺の信号のみを抽出するようにしたので外乱光
の影響を受けることなく確実に反射光のみを抽出できる
。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
人検知領域の境界付近にいる人に対しても安定した給水
・止水動作を行うことができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図である。

【図２】実施例の自動水洗装置の正面図である。

【図３】自動水洗装置の側面図である。

【図４】自動水洗装置の電気回路図である。

【図５】タイミングチャートである。

【図６】タイミングチャートである。

【図７】フローチャートである。

【符号の説明】

５　　発光素子としての発光ＬＥＤ ６　　受光素子としてのホトダイオード９　　発光制御
手段、人検知手段、設定時間変更手段としてのコントロ
ーラ １３　　特定周波数信号抽出手段としてのバンドパスフ
ィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　給水動作を行う給水手段と、人体に対
   し光を発する発光素子と、発光期間と発光停止期間を１
   サイクルとしたときの発光期間で前記発光素子を一定周
   期で駆動する発光制御手段と、前記発光素子からの光の
   人体での反射光を受光する受光素子と、前記受光素子か
   らの受光信号を入力して、前記発光制御手段での前記発
   光素子の駆動周波数の周辺の信号のみを抽出する特定周
   波数信号抽出手段と、前記特定周波数信号抽出手段から
   の信号を入力して、前記発光制御手段による発光期間で
   の発光開始からの前記受光素子による積算受光量と予め
   設定した閾値とを比較する受光量比較手段と、前記発光
   制御手段による発光期間での発光開始から前記受光量比
   較手段による積算受光量が閾値を越えるまでの経過時間
   と設定時間とを比較して経過時間が設定時間より小さい
   と人を検知したとして前記給水手段による給水動作を行
   わせる人検知手段と、前記人検知手段により人を検知す
   ると、人検知手段の設定時間を初期値より大きな値に変
   更する設定時間変更手段とを備えたことを特徴とする自
   動給水制御装置。