JPH06194455A - 着座センサ - Google Patents

着座センサ

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JPH06194455A
JPH06194455A JP34223992A JP34223992A JPH06194455A JP H06194455 A JPH06194455 A JP H06194455A JP 34223992 A JP34223992 A JP 34223992A JP 34223992 A JP34223992 A JP 34223992A JP H06194455 A JPH06194455 A JP H06194455A
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heater
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toilet seat
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Yasuhiro Yanagi
康裕 柳
Yuji Nakagawa
裕司 中川
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】便座に内蔵したヒータの加熱による誤動作を防
止した着座センサを提供する。 【構成】検知エレメント1は一対の電極を略同一平面上
に近接させて配置したものであり、検知エレメント1の
静電容量に対応する電気信号を増幅するトランジスタと
ともに便座3に付設される。検知回路2は便座3に人が
着座したときの検知エレメント1の電極間の静電容量の
変化に基づいて着座を検知する。便座3にはヒータ4が
内蔵されるとともに、ヒータ4の温度を監視するサーミ
スタ5が内蔵される。サーミスタ5の出力は検知回路2
にも入力され、ヒータ4による加熱温度が変化すると、
検知回路2への入力信号に対する判定基準の基準値を調
節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、洋式便器に設けたヒー
タ内蔵型の便座への人の着座を検知する着座センサに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、洋式便器において便座に人が
着座している期間にのみ局部洗浄器などの付属機器を動
作可能にするために、人の着座を検知する着座センサが
用いられている。この種の着座センサとして、一対の電
極を略同一平面上に配置し、人体の接近に伴う両電極間
の静電容量の変化を利用して人の着座を検出するように
したものが考えられている。
【0003】すなわち、この着座センサは、図4に示す
ような形状の検知エレメント1を備えているのであっ
て、検知エレメント1は、内側電極11と、内側電極1
1の外周を全周に亙って囲む外側電極12とを略同一平
面上に配置したシート状に形成されている。内側電極1
1と外側電極12とは絶縁体のベース13に積層ないし
埋設される。図5に示すように、内側電極11は検出用
のトランジスタQのベースに接続され、外側電極12に
は矩形波状のパルス電圧が駆動信号drv として印加され
る。すなわち、駆動信号drv を外側電極12に印加すれ
ば、内側電極11では駆動信号drv の立ち上がりと立ち
下がりとに対応した電流が検出される。
【0004】検知エレメント1の周囲に物体が存在しな
いときには、図6(a)のように、内側電極11と外側
電極12との間にのみ電荷が分布している。一方、図6
(b)のように、検知エレメント1に対して大地間容量
の大きくなる物体10(図では指を示している)が接近
すると、外側電極12と物体との間にコンデンサが形成
されることになる。このコンデンサは大地へのバイパス
コンデンサとして機能するから、内側電極11と外側電
極12との間の静電容量は物体10が存在しないときよ
りも減少することになり、駆動信号drv の立ち上がり時
および立ち下がり時のトランジスタQのベースに流れる
電流が減少する。したがって、トランジスタQのコレク
タ出力である被判定信号sen には、物体の存否に応じて
図7(a)(b)に示すような波高値の変化が生じる。
【0005】被判定信号sen は検知回路に入力される。
検知回路では、電源投入時の被判定信号sen の波高値
(すなわち、検出電流の波高値)に基づいて求めた基準
値を記憶して、以後の被判定信号sen の波高値と基準値
とを逐次比較する。すなわち、被判定信号sen は一定周
期で取り出されて基準値と比較されるのである。また、
検知回路では被判定信号sen の波高値が基準値よりも小
さくなると物体が接近したものとして検知信号を発生す
る。この検知信号を用いてリレー等のスイッチ要素を制
御すれば、負荷をオン・オフすることができるのであ
る。
【0006】検知エレメント1は最低1個あればよい
が、複数個をマトリクス状に配列するのが望ましい。各
検知エレメント1は、図3に示すように、検知回路2に
接続されている。検知回路2は、外側電極12に駆動信
号drv を印加するマイクロコンピュータよりなる信号処
理部21を備える。駆動信号drv は25ミリ秒の周期を
有した矩形波状のパルス信号である。各検知エレメント
1a,1bの内側電極11にはそれぞれトランジスタQ
のベースが接続されて、トランジスタQのコレクタから
被判定信号sen が出力され、各トランジスタQから出力
される被判定信号sen はマルチプレクサ22を介して順
次取り込まれるようになっている。マルチプレクサ22
を通して取り込まれた被判定信号sen は、直流成分除去
回路23に入力されて直流成分が除去された後、増幅回
路24により増幅される。被判定信号sen は、駆動信号
drv の立ち上がりおよび立ち下がりに対応して発生する
微分波形の信号であるから、増幅回路24の出力はピー
クホールド回路25に入力されて微分波形の波高値が検
出される。信号処理部21には電源投入時における被判
定信号sen の波高値に基づいて設定した基準値が記憶さ
れており、この基準値はディジタル−アナログ変換器2
7を通してコンパレータ26に入力される。コンパレー
タ26では、ピークホールド回路25の出力である被判
定信号sen の波高値をディジタル−アナログ変換器27
の出力である基準値と比較し、被判定信号sen の波高値
が基準値よりも小さくなると検知信号を発生して信号処
理部21に入力するのである。ここにおいて、検知信号
が出力されていない状態では、周囲環境の緩やかな変動
に追随できるように、基準値が逐次更新されるようにな
っている。
【0007】信号処理部21では、マルチプレクサ22
への選択信号sel によってどの検知エレメント1につい
て検知信号が発生したかを知ることができる。そこで、
複数個の検知エレメント1のうちの少なくとも1個にお
いて人体が検出されると信号処理部21から検知信号を
出力する。検知回路2から出力されるこの検知信号を利
用すれば各種機器を制御することができるのである。こ
こに、検知エレメント1とトランジスタQとは外部から
のノイズの影響を防止するために近接して配置されるの
であって、トランジスタQは検知エレメント1とともに
便座に付設されることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】一方、便座にはヒータ
が内蔵されたものがあり、トランジスタQは周囲温度に
応じて特性が変化するものであるから、ヒータの加熱に
よって被判定信号sen のレベルが変動することになる。
このように、被判定信号sen のレベルがヒータによるト
ランジスタQの加熱で変動すると、便座への人の着座の
判定に誤検知が生じることになる。すなわち、便座に人
が着座していない状態では静電容量の判断基準である基
準値が逐次更新されるから、ヒータの加熱によって被判
定信号senのレベルが緩やかに変動しても誤動作は生じ
ないのであるが、人が着座して検知信号が出力されると
基準値は更新されなくなるから、着座中にヒータ温度を
調節したりすると、被判定信号sen のレベル変動が、便
座からの人の離脱によるものか、ヒータの温度変化によ
るものかが識別できず、誤動作が生じることがあるとい
う問題を有している。
【0009】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、ヒータを内蔵する便座に用いる際にヒータに
よる加熱温度が変化しても誤動作が生じないようにした
着座センサを提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、一対の電極を略同一平面上に近接させ
て配置した検知エレメントと、検知エレメントの静電容
量に対応する電気信号を増幅するトランジスタと、検知
エレメントの近傍での物体の存在による両電極間の静電
容量の変化に基づいて検知信号を出力する検知回路とを
備え、検知エレメントおよびトランジスタはヒータを内
蔵した便座に付設され、検知回路はヒータ温度を監視す
るために便座に設けられている既設の温度センサの出力
を用いて検知信号を出力する際の静電容量に対する判定
基準を補正するのである。
【0011】
【作用】上記構成によれば、ヒータの温度を監視するた
めに便座に設けられている既設の温度センサの出力を流
用して検知回路に設定されている静電容量の変化の程度
の判断基準を補正するので、ヒータの温度が変化しても
誤検知が生じないように判断基準を補正することができ
るのであって、ヒータによる加熱温度の変化での誤動作
を防止することができるのである。すなわち、着座中の
温度調節によって人が便座から離れたと誤判断したり、
人が便座から離れても人が便座に着座していると誤検知
するなどの誤動作を防止することができるのである。
【0012】
【実施例】本実施例では、図1に示すように、合成樹脂
の成形品よりなる便座3に内蔵したヒータ4を人が着座
している間にのみオンにしたり、局部洗浄器を人が着座
しているときにのみ動作可能にする場合の利用例を示
す。検知エレメント1、検知回路2などは従来の技術に
おいて説明した構成と同様であって、本実施例では、温
度センサとして便座3に付設されているサーミスタ5の
出力を信号処理部21に入力し、サーミスタ5の出力に
応じて信号処理部21から発生する基準値を補正するよ
うにした点が相違する。
【0013】便座3には、ヒータ4が略全長に亙って内
蔵されるとともに、ヒータ4の熱を便座3の全体に均一
に拡散させる拡散板6が内蔵されている。サーミスタ5
は、ヒータ4が設定温度に保たれるようにヒータ4の加
熱温度を監視するために設けられている。検知エレメン
ト1およびトランジスタQは、人が着座したときに検知
エレメント1の内側電極11と外側電極12との間の静
電容量が変化するような位置で便座3に埋設されてい
る。本実施例では、サーミスタ5の出力を信号処理部2
1に取り込んで上述した基準値を補正するのである。
【0014】信号処理部21では、トランジスタQの出
力を25ミリ秒の周期で取り込み、この出力レベルが基
準値以下の状態が100ミリ秒以上継続すると、人が便
座3に着座したと判断するようになっている。また、基
準値を越える状態が200ミリ秒以上継続すると人が便
座3から離れたと判断する。さらに、人が便座3に着座
していないと判断されている期間には、トランジスタQ
の出力レベルが200ミリ秒の間ほぼ一定に保たれてい
ると、そのレベルを基準値に設定するように基準値を更
新する。したがって、便座3に人が着座していない状態
では、ヒータ4の加熱温度が変化したり周囲温度が変化
しても、基準値を更新して温度変化に追従することがで
きる。これは、ヒータ4の温度変化による被判定信号se
n のレベル変化が基準値の収束に比べて遅いからであ
る。
【0015】被判定信号sen のレベル変化によって便座
3への人の着座を検出すると、信号処理部21はその時
点でのサーミスタ5の出力を取り込む。ここで、サーミ
スタ5の出力と被判定信号sen のレベルとの関係は図2
に示すような直線関係であってサーミスタ5の出力に応
じて基準値を調節し、その後も着座中はサーミスタ5の
出力に基づいて基準値の補正を行う。また、被判定信号
sen に対する基準値およびサーミスタ5の出力は、信号
処理部21の中ではディジタル処理されるものであり、
図示例では、サーミスタ5の出力がディジタル値で8段
階変化したときに、基準値が1段階変化する関係として
示してある。したがって、図示例では、サーミスタ5の
出力の8段階の変化に対して基準値を1段階だけ変化さ
せるように基準値の補正を行うことになる。
【0016】
【発明の効果】本発明は上述のように、一対の電極を略
同一平面上に近接させて配置した検知エレメントと、検
知エレメントの静電容量に対応する電気信号を増幅する
トランジスタと、検知エレメントの近傍での物体の存在
による両電極間の静電容量の変化に基づいて検知信号を
出力する検知回路とを備え、検知エレメントおよびトラ
ンジスタはヒータを内蔵した便座に付設され、検知回路
はヒータ温度を監視するために便座に設けられている既
設の温度センサの出力を用いて検知信号を出力する際の
静電容量に対する判定基準を補正するものであり、ヒー
タの温度を監視するために便座に設けられている既設の
温度センサの出力を流用して検知回路に設定されている
静電容量の変化の程度の判断基準を補正するので、ヒー
タの温度が変化しても誤検知が生じないように判断基準
を補正することができるのであって、ヒータによる加熱
温度の変化での誤動作を防止することができるという利
点がある。すなわち、着座中の温度調節によって人が便
座から離れたと誤判断したり、人が便座から離れても人
が便座に着座していると誤検知するなどの誤動作を防止
することができるのである。また、検知エレメントは一
対の電極が略同一平面上に配置された構成であるから薄
肉に形成することができ、かつ機械的な可動部分がなく
経年変化が少ないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を示し、(a)は概略構成図、(b)は
要部断面図である。
【図2】実施例の動作説明図である。
【図3】基本構成を示すブロック回路図である。
【図4】基本構成に用いる検知エレメントの平面図であ
る。
【図5】基本構成の要部回路図である。
【図6】基本構成の要部の原理説明図である。
【図7】基本構成の要部の動作説明図である。
【符号の説明】
1 検知エレメント 2 検知回路 3 便座 4 ヒータ 5 サーミスタ 21 信号処理部 22 マルチプレクサ 23 直流成分除去回路 24 増幅回路 25 ピークホールド回路 26 コンパレータ 27 ディジタル−アナログ変換器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の電極を略同一平面上に近接させて
    配置した検知エレメントと、検知エレメントの静電容量
    に対応する電気信号を増幅するトランジスタと、検知エ
    レメントの近傍での物体の存在による両電極間の静電容
    量の変化に基づいて検知信号を出力する検知回路とを備
    え、検知エレメントおよびトランジスタはヒータを内蔵
    した便座に付設され、検知回路はヒータ温度を監視する
    ために便座に設けられている既設の温度センサの出力を
    用いて検知信号を出力する際の静電容量に対する判定基
    準を補正することを特徴とする着座センサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012142100A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Kojima Press Industry Co Ltd スイッチ装置および車室用照明装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012142100A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Kojima Press Industry Co Ltd スイッチ装置および車室用照明装置

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