JPH0618983U - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】何らかの原因によって発生する赤外光が外乱と
して作用しても、正確に物体の検出を行うことができる
赤外光を使用した物体検出装置を提供することを目的と
する。 【構成】この物体検出装置は、発光素子６ａから光を投
射し、その投射光が物体にあたって反射した反射光を受
光素子６ｂによって検出することにより物体を検知す
る。マイクロコンピュータ２２は、発光素子６ａが光を
投射する前に、受光素子６ｂが光を検出した場合は、受
光素子６ｂが光を検出しなくなるまで待ち、光を検出し
なくなったら発光素子６ａから光を投射させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は物体検出装置に係り、詳しくは、人体等の物体に対して光を投射し、 その投射光が物体にあたって反射した反射光を検出することによって物体の有無 を検出する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、赤外光の反射を利用して物体を検出する物体検出装置が、民生および産 業の様々な分野で広く用いられている。

【０００３】 そのような物体検出装置においては、まず、発光ダイオード等からなる発光素 子から赤外光を投射する。その赤外光が投射される空間に人体等の何らかの物体 が存在する場合、発光素子からの投射光はその物体にあたって反射する。その反 射光をフォトダイオード等からなる受光素子によって検出することにより物体の 有無を検出する。すなわち、受光素子が反射光を検出した場合は物体が存在して いると判定し、反射光を検出しない場合は物体が存在していないと判定するわけ である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、このような物体検出装置においては、何らかの外因によって発生す る赤外光が外乱として作用し（以下、外乱光という）、正確な物体検出ができな くなることがある。

【０００５】 なぜなら、受光素子は所定の波長の赤外光を受光した場合に検出信号を出力す るようになっているだけであって、その受光した赤外光が、発光素子からの投射 光が物体にあたって反射した反射光であるのか、外乱光であるのかを判別する機 能をもっていないためである。

【０００６】 そのため、外乱光の波長が発光素子の投射光の波長と合致している場合には、 実際に物体が存在しているのか、外乱光が発生しているのかを判別することがで きず、正確な物体検出ができないわけである。

【０００７】 本考案は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、外 乱光が発生しても正確に物体を検出することができる物体検出装置を提供するこ とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記問題点を解決するため、発光素子から光を投射し、その投射光が 物体にあたって反射した反射光を受光素子によって検出することにより物体を検 知するようにした物体検出装置において、発光素子が光を投射する前に、受光素 子が光を検出した場合は、受光素子が光を検出しなくなるまで待ち、光を検出し なくなったら発光素子から光を投射させる制御装置を設けたことをその要旨とす る。

【０００９】

【作用】

発光素子が光を投射する前に受光素子が光を検出した場合、制御装置は、その 光が発光素子の投射光ではなく何らかの原因によって発生した外乱光であると判 断する。そして、制御装置は、受光素子が光を検出しなくなるまで（すなわち、 外乱光が消失するまで）待ち、光を検出しなくなったら（すなわち、外乱光が消 失したら）、発光素子から光を投射させる。

【００１０】 従って、外乱光がないときに発光素子から光を投射させるため、外乱光の影響 を受けることなく物体の検出を行うことができる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の物体検出装置を男子用水洗小便器（以下、朝顔という）におけ る自動洗浄装置に具体化した一実施例を、図１〜図５に従って説明する。

【００１２】 図２に、本実施例の朝顔１の取り付け状態を示す。 朝顔１は洗面所の壁面２の表側に取り付けられ、朝顔１に接続された水供給管 ３には電磁開閉弁４が連結されている。その電磁開閉弁４が開かれると水供給管 ３から朝顔１へ洗浄水が供給される。反対に、電磁開閉弁４が閉じられると水供 給管３から朝顔１への洗浄水の供給は遮断される。

【００１３】 制御箱５は朝顔１よりも若干上方の壁面２の裏側に取着され、その制御箱５の 表面板５ａは壁面２に露出している。表面板５ａには発光素子６ａと受光素子６ ｂとからなる人検知センサ６が設けられ、制御箱５内にはコントローラ７および 電池８が設けられている。

【００１４】 尚、発光素子６ａは発光ダイオードからなり、予め設定された波長の赤外光を 投射する。また、受光素子６ｂはフォトダイオードまたはフォトトランジスタか らなり、発光素子６ａの投射光と同じ波長の赤外光を受光したときにのみ検出信 号を出力する。

【００１５】 図１に、本実施例の自動洗浄制御装置の電気ブロック回路を示す。 リチウム電池８は、コントローラ７内の定電圧回路２０および弁駆動回路２１ に電源を供給している。

【００１６】 定電圧回路２０は３端子レギュレータによって構成され、コントローラ７内の マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す）２２、発光駆動回路２３、スイ ッチング回路２４のそれぞれに安定な直流電圧を供給している。

【００１７】 マイコン２２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、制御プログラムを記憶した読み出 し専用メモリ（ＲＯＭ）、後記する検知動作の結果を一時記憶する読み出しおよ び書き込み可能なメモリ（ＲＡＭ）、入出力インターフェイスから構成される。 そして、マイコン２２は、０．７秒間隔毎に一定時間だけスイッチング回路２４ に指令信号Ｓを出力すると共に、受光回路２５からの受光信号Ｒに基づいて発光 駆動回路２３に発光信号Ｆを出力する。

【００１８】 弁駆動回路２１はマイコン２２からの指令信号に基づいて自己保持ソレノイド ・バルブからなる電磁開閉弁４を開閉させる。すなわち、弁駆動回路２１がパル ス状のタイミング信号を出力する度に電磁開閉弁４の開閉の状態は切り替わり、 タイミング信号が出力されていないときには、それ以前の開閉の状態がそのまま 保持される。

【００１９】 スイッチング回路２４はマイコン２２からの指令信号Ｓに基づいて、オン・オ フ制御される。そして、スイッチング回路２４は、オン時に定電圧回路２０から 供給される電源を受光回路２５に供給し、オフ時に受光回路２５への電源供給を 遮断する。受光回路２５は、スイッチング回路２４から電源を供給されていると きにのみ動作可能になる。尚、マイコン２２からの指令信号Ｓは０．７秒間隔毎 に一定時間だけ出力されるため、スイッチング回路２４も０．７秒間隔毎に一定 時間だけ受光回路２５に電源を供給する。従って、受光回路２５は０．７秒間隔 毎に一定時間だけ電源がオンになって動作可能になる。

【００２０】 受光回路２５は受光素子６ｂの検出信号を増幅し、受光信号Ｒとしてマイコン ２２に出力する。尚、受光素子６ｂは、発光素子６ａの投射光の反射光を受光し た場合でも、発光素子６ａの投射光と同じ波長の外乱光を受光した場合でも、同 じように検出信号を出力する。そのため、受光回路２５も、発光素子６ａの投射 光の反射光を受光した場合でも、発光素子６ａの投射光と同じ波長の外乱光を受 光した場合でも、同じように受光信号Ｒを出力する。

【００２１】 発光駆動回路２３は、マイコン２２からの発光信号Ｆに基づいて発光素子６ａ を発光させる。 次に、上記のように構成された本実施例における、外乱光の有無を判別すると 共に、朝顔１の前に人が立っているかどうかを検知する動作について、図３に示 すフローチャートに従って説明する。

【００２２】 まず、ステップ（以下、Ｓとする）１において、マイコン２２はスイッチング 回路２４に指令信号Ｓを出力する。そのため、スイッチング回路２４はオンし、 受光回路２５に電源を供給する。すると、受光回路２５は電源がオンになって動 作可能状態になる。そして、Ｓ２へ移行する。

【００２３】 Ｓ２において、マイコン２２は受光回路２５の動作が安定するまでの間、次の ステップに移行するのを中断する。本実施例の受光回路２５の動作が安定するに は、電源が供給されて動作可能状態になってから６msecの時間を要するため、マ イコン２２は６msec経過するまで待ち、６msec経過したらＳ３へ移行する。

【００２４】 Ｓ３において、マイコン２２は計時動作を開始する。そして、Ｓ４へ移行する 。 Ｓ４において、マイコン２２は、受光回路２５から受光信号Ｒが出力されてい るかどうかを判別する。すなわち、この時点では発光素子６ａが発光していない ため、受光信号Ｒが出力されている場合、その受光信号Ｒは外乱光によるもので あることがわかる。また、受光信号Ｒが出力されていない場合、外乱光は発生し ていないことがわかる。そして、受光信号Ｒが出力されていればＳ５へ移行し、 出力されていなければＳ６へ移行する Ｓ５において、マイコン２２は、Ｓ３にて計時動作を開始してから５msec経過 したかどうかを判別する。そして、５msec経過していなければＳ４へ戻り、経過 していればＳ７へ移行する。

【００２５】 Ｓ７において、マイコン２２は計時動作を停止する。そして、Ｓ８へ移行する 。 Ｓ８において、マイコン２２は人が朝顔１の前に立っていないとして「人非検 知」と判定し、その判定結果をＲＡＭに記憶する。

【００２６】 すなわち、外乱光が５msec以上持続して発生している場合には、人を検知する ことは不可能であるとして、人がいないものと判定するわけである。そして、Ｓ ９へ移行する。

【００２７】 Ｓ９において、マイコン２２はスイッチング回路２４に指令信号Ｓを出力する のを停止する。そのため、スイッチング回路２４はオフし、受光回路２５への電 源供給を遮断する。すると、受光回路２５の電源がオフして動作が停止する。そ して、Ｓ１へ戻る。

【００２８】 一方、Ｓ６において、マイコン２２は発光駆動回路２３に発光信号Ｆを出力す る。すると、発光駆動回路２３はその発光信号Ｆに基づいて発光素子６ａを発光 させる。そして、Ｓ１０へ移行する。

【００２９】 Ｓ１０において、マイコン２２は、受光回路２５から受光信号Ｒが出力されて いるかどうかを判別する。すなわち、朝顔１の前に人が立っている場合、発光素 子６ａからの投射光はその人にあたって反射する。すると、受光素子６ｂはその 反射光を検出して検出信号を出力し、受光回路２５はその検出信号を増幅した受 光信号Ｒを出力する。

【００３０】 また、朝顔１の前に人が立っていない場合、発光素子６ａからの投射光は反射 せず、受光素子６ｂは反射光を検出できないため検出信号を出力しない。そのた め、受光回路２５は受光信号Ｒを出力しない。

【００３１】 そして、受光信号Ｒが出力されていればＳ１１へ移行し、出力されていなけれ ばＳ８へ移行する Ｓ１１において、マイコン２２は人が朝顔１の前に立っているとして「人検知 」と判定し、その判定結果をＲＡＭに記憶する。そして、Ｓ９へ移行する。

【００３２】 このように本実施例においては、発光素子６ａを発光させる前に、受光素子６ ｂが受光しているかどうかを検出する。そして、発光素子６ａが発光していない にも関わらず受光素子６ｂが受光していれば外乱光があると判定し、受光素子６ ｂが受光していなければ外乱光がないと判定する。

【００３３】 そして、外乱光がなければ発光素子６ａを発光させ、その反射光の有無に従っ て人の存在を検出する。 一方、外乱光がある場合、その外乱光が５msec以上持続するかどうかを検出し 、持続していれば人を検知することは不可能であるとして人が存在していないと 判定する。また、外乱光が５msec以内で消失すれば、消失すると同時に発光素子 ６ａを発光させ、その反射光の有無に従って人の存在を検出する。

【００３４】 従って、外乱光がない場合にのみ発光素子６ａを発光させるため、外乱光に影 響されることなく人の存在を検出することができる。 尚、受光回路２５は０．７秒間隔毎に動作可能になるため、上記のルーチンは ０．７秒間隔毎に繰り返される。すなわち、１回のルーチン毎に、マイコン２２ のＲＡＭには「人検知」または「人非検知」という判定結果が記憶される。

【００３５】 そして、図４に示すように、「人非検知」という判定結果の次に「人検知」と いう判定結果が２回連続した場合、マイコン２２は朝顔１の前に立っている人が 小用を足そうとしていると判定する。

【００３６】 これは、朝顔１の前を人が横切った場合でも、１回だけなら「人検知」という 判定結果がでることがあるためである。すなわち、「人検知」という判定結果が ２回連続すれば、朝顔１の前に立っている人は０．７秒以上立ち止まっているこ とになり、単に朝顔１の前を横切ったのではなく、小用を足そうとしていること がわかるわけである。

【００３７】 すると、マイコン２２は弁駆動回路２１を制御することにより電磁開閉弁４を 一定時間だけ開かせて水供給間３から朝顔１へ一定量の洗浄水を供給させ、朝顔 １を洗浄する。これにより、快適に小用を足すことができると共に朝顔１を汚れ にくくしている。

【００３８】 続いて、図５に示すように、「人検知」という判定結果の次に「人非検知」と いう判定結果が２回連続した場合、マイコン２２は小用を足し終えた人が朝顔１ の前から立ち去ったと判定する。

【００３９】 これは、小用中に人の体が揺れた場合でも、１回だけなら「人非検知」という 判定結果がでることがあるためである。すなわち、「人非検知」という判定結果 が２回連続すれば、朝顔１の前には０．７秒以上人がいないことになり、小用を 足し終えた人が立ち去ったことが確実にわかるわけである。

【００４０】 すると、マイコン２２は弁駆動回路２１を制御することにより電磁開閉弁４を 一定時間だけ開かせて水供給管３から朝顔１へ一定量の洗浄水を供給させ、朝顔 １を洗浄する。

【００４１】 このように朝顔１の自動洗浄制御装置においては、小用を足そうとする人が朝 顔１の前に立つと朝顔１を洗浄し（前洗浄処理）、小用を足し終えた人が朝顔１ の前から立ち去ると再度朝顔１を洗浄（後洗浄処理）するようになっている。

【００４２】 ここで、外乱光が５msec以上持続した場合には、前記したように「人非検知」 と判定されるため、朝顔１の前に誰もいないにも関わらず、外乱光を人からの反 射光であるとして「人検知」と誤って判定することはない。

【００４３】 従って、外乱光が発生した場合でも、朝顔１を不必要に洗浄することがなく、 洗浄水が流れっ放しになる事故を防止することができる。 尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、例えば、以下のように実 施してもよい。

【００４４】 １）外乱光が５msec以上持続した場合でも、「人非検知」と判定するのではな く、外乱光が消失するまで待ち、消失すると同時に発光素子６ａを発光させる。 そして、マイコン２２は、「人検知」または「人非検知」のいずれかの判定結果 がでた後、０．７秒後に指令信号Ｓを出力する。

【００４５】 すなわち、外乱光がない場合には上記実施例と同様に０．７秒間隔毎に指令信 号Ｓが出力されるが、外乱光が持続する場合には指令信号Ｓの出力される間隔が 一定ではなくなる。

【００４６】 ２）発光信号Ｆを、インバータ蛍光灯の点灯周波数とは異なる適宜な周波数で 任意なデューティの複数のパルスとする。例えば、３８ＫＨZ 、デューティ５０ ％のパルス１２個で発光信号Ｆを構成する。

【００４７】 ３）マイコン２２から指令信号Ｓが出力される間隔は０．７秒ではなく適宜な 時間にする。 ４）前記Ｓ５においては、Ｓ３で計時動作を開始してから５msec経過したかど うかを判定したが、その時間を５msecではなく予め定めた適宜な時間にする。

【００４８】 尚、上記１）〜４）は、マイコン２２のプログラムを変更するだけで他の構成 は同一のまま容易に実施することができる。 ５）電池８を直流電源装置に置き換え、商用電源から電源を供給する。

【００４９】 ６）赤外光ではなく可視光または紫外光を利用する。すなわち、発光素子６ａ は赤外光ではなく可視光または紫外光を投射するようにし、受光素子６ｂはその 投射光を受光して検出信号を出力する。

【００５０】 ７）光ではなく超音波を利用する。すなわち、発光素子６ａを超音波用スーピ ーカに置き換え、受光素子６ｂを超音波用マイクロフォンに置き換える。また、 受光回路２５および発光回路２３の回路構成も適宜に変更する。そして、超音波 用スーピーカからの超音波が物体にあたって反射した音波を、超音波用マイクロ フォンによって検出する。

【００５１】 ８）朝顔１だけでなく、洗面台等の各種の衛生器具における自動洗浄制御装置 に具体化する。 ９）衛生器具における自動洗浄制御装置だけでなく、自動ドア、ＦＡ機器等の 他の物体検出装置に具体化する。

【００５２】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、外乱光が発生しても正確に物体を検出す ることができる物体検出装置を提供することができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の自動洗浄制御装置を示す電
気ブロック回路図である。

【図２】（ａ）は一実施例の男子用水洗小便器の取り付
け状態を示す一部切欠側面図であり、（ｂ）は同じく正
面図である。

【図３】一実施例のフローチャートである。

【図４】一実施例の前洗浄処理のタイムチャートであ
る。

【図５】一実施例の後洗浄処理のタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

６ａ…発光素子、６ｂ…受光素子、２２…制御装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子（６ａ）から光を投射し、その
   投射光が物体にあたって反射した反射光を受光素子（６
   ｂ）によって検出することにより物体を検知するように
   した物体検出装置において、 発光素子（６ａ）が光を投射する前に、受光素子（６
   ｂ）が光を検出した場合は、受光素子（６ｂ）が光を検
   出しなくなるまで待ち、光を検出しなくなったら発光素
   子（６ａ）から光を投射させる制御装置（２２）を設け
   たことを特徴とする物体検出装置。
2. 【請求項２】 前記制御装置（２２）は、前記発光素子
   （６ａ）が光を投射する前に、前記受光素子（６ｂ）が
   光を検出したとき、その光が予め定めた時間以上持続し
   て検出された場合は、物体が存在しないと判定すること
   を特徴とする請求項１記載の物体検出装置。