JPH0682177U - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単且つ安価な構成で物体の存在の有無のみ
ならず存在するときの位置に応じた状態を検出可能にす
る。 【構成】 着座形便器の上方に人体センサ３を設ける。
制御回路４は３つの出力端子Ａ１ないしＡ３から選択的
に投光信号を出力して投光回路５内の３個のトランジス
タをオンオフ制御し、赤外ＬＥＤ６の赤外光の強度を変
化させる。赤外光の強度が高いときに遠くからの反射光
を受光素子８により検出することができ、赤外光の強度
が低いときには近くからの反射光しか検出することがで
きないので、検出エリア内の人体の存在位置に応じた検
出を行える。制御回路４は、便器に着座状態にある人体
が起立状態に変化するのを検出して駆動回路１２を介し
てパイロットバルブ１３を駆動して自動的に洗浄水を便
器に流す。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、検出エリア内に赤外光を投光してその反射光を受けることで物体の 検出を行うようにした物体検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のものとしては、例えば、男子小便器等に設けられる自動洗浄装 置の人体センサがある。これは、投光素子から小便器の前方に向けて赤外線を出 力し、人体が小便器近傍に存在するときにはその反射光を受けて人体の存在を検 出し、その後、小便器から人体が離れるとこれを検出して一定時間後に小便器に 洗浄水を流して自動的に洗浄するようにしたものである。

【０００３】 これにより、例えば、公衆トイレなどにおいては、使用後に確実に洗浄動作を 行うことができ、一定時間間隔で一律に洗浄水を流す方式のものに比べて水の使 用量を必要最小限に抑えることができると共に悪臭の発生を極力抑制することが できるものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述のような従来構成のものでは、人体の有無を判別すること はできるが、検出エリア内で人体がどの様な状態にあるかを検出することはでき ないので、例えば、着座形の便器の自動洗浄装置に適用して、人体が着座状態か 起立状態かを検出して自動的に洗浄動作を行なわせることができないものであっ た。この場合、例えば、距離センサなどを用いて人体の状態を検出する構成とす るのでは、距離センサが高価であるとともに検出回路の構成が複雑になるため総 じてコストが高くなり、実用に適さないものであった。

【０００５】 また、装置が設置された環境によっては、検出エリアの状態が一定ではないの で、背景の色や反射率、あるいは検出しようとする物体としての人体の服の色や 反射率等の違いにより、一定の検出レベルを設定しているのでは場合によって誤 検出してしまう虞があった。

【０００６】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単且つ安価な構成 としながら、検出エリア内の物体の状態に応じた存在の有無を検出することがで きる物体検出装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の物体検出装置は、検出エリアに向けて赤外光を出力する投光素子と、 この投光素子の赤外光の強度を複数段階に切り換える切換駆動手段と、前記投光 素子による赤外光の反射光を受ける受光素子と、前記切換駆動手段により前記投 光素子を複数段階に切り換えて投光動作を行わせると共に、そのとき受光素子に より受けられた赤外光に基いて、前記検出エリア内の物体の状態に応じた存在の 有無を検出する検出手段とを設けて構成したところに特徴を有する。

【０００８】 また、本考案の物体検出装置は、検出エリアに向けて赤外光を出力する投光素 子と、この投光素子による赤外光の反射光を受ける受光素子と、この受光素子か らの受光信号に対する検出レベルを複数段階に設定可能な検出レベル設定手段と 、前記受光素子から出力される受光信号に対して、前記検出レベル設定手段によ り設定された複数段階の検出レベルに基いて検出動作を行うことにより、前記検 出エリア内の物体の状態に応じた存在の有無を検出する検出手段とを設けて構成 することもできる。

【０００９】

【作用】

請求項１記載の物体検出装置によれば、検出手段は、切換駆動手段により投光 素子の赤外光の強度を複数段階に切り換えるように出力させ、受光素子により受 けられた反射光に基いて投光素子の赤外光の強度に応じた物体の有無を検出する 。この場合、投光素子の赤外光の強度が大きい場合には、検出エリア内において 投光素子から遠い位置にある物体からの反射光が強いレベルで受光素子に戻るの で、遠距離に位置する物体まで検出することができ、投光素子の赤外光の強度が 小さくなると、受光素子により物体の有無が検出可能な反射光のレベルは検出エ リア内における投光素子からの距離が近接距離に位置する物体からのものとなり 、この結果、検出エリア内の物体の有無を投光素子からの距離に応じて検出する ことができるようになる。

【００１０】 また、検出エリアの背景や検出しようとする物体の色あるいは反射率が異なる 場合に、投光素子による赤外光の強度を複数段階に切り換えて出力するので、背 景や物体の状態に応じて受光素子に入射する反射光のレベルが異なる場合でも、 その状態に対応して物体の存在の有無を検出することができるようになる。

【００１１】 請求項２記載の物体検出装置によれば、投光素子により検出エリア内に出力さ れた赤外光の反射光を受光素子により受けると、検出手段は、検出レベル設定手 段により設定された複数段階の検出レベルに対応し、受光素子から出力される受 光信号に基いて、検出エリア内の物体の状態に応じた存在の有無を検出する。こ の場合、検出レベル設定手段により設定された検出レベルが低い側では、検出エ リア内において投光素子から遠い位置にある物体からの反射光でも検出レベル以 上となるので、遠距離に位置する物体まで検出することができ、検出レベルが高 い側では、受光素子からの受光信号により物体の有無が検出可能な反射光のレベ ルは検出エリア内における投光素子からの距離が近接距離に位置する物体からの ものとなり、この結果、検出エリア内の物体の有無を投光素子からの距離に応じ て検出することができるようになる。

【００１２】 また、検出エリアの背景や検出しようとする物体の色あるいは反射率が異なる 場合に、受光素子からの受光信号のレベルを検出レベル設定手段により設定した 複数段階の検出レベルに対応して検出動作を行うので、背景や物体の状態に応じ て受光素子に入射する反射光のレベルが異なる場合でも、その状態に対応して物 体の存在の有無を検出することができるようになる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案を、着座形の便器に設置可能な自動洗浄装置の人体センサに適用 した場合の第１の実施例について、図１ないし図５を参照して説明する。 すなわち、図３に示すように、着座形の便器１が配設された部屋２の天井部位 ２ａには本考案でいうところの物体検出装置である人体の存在状態を検出するた めの人体センサ３が設けられており、その配置位置から下方の便器１に至る領域 を人体の検出エリアＥとしている。

【００１４】 人体センサ３は、図１のように構成される。検出手段としての制御回路４は、 後述する検出プログラムがあらかじめ記憶されているもので、３つの出力端子Ａ １，Ａ２，Ａ３は切換駆動手段としての投光回路５に接続されている。投光回路 ５は制御回路４からの駆動信号に基いて投光素子としての赤外ＬＥＤ６に投光動 作を行なわせるもので、その赤外光の強度を複数段階である例えば３段階に切り 換えて出力させるようになっている。制御回路４の入力端子Ｂは受光回路７に接 続されている。受光回路７は、受光素子としてのフォトダイオード８により受け られた赤外反射光の受光信号を制御回路４に入力する。

【００１５】 リセット回路９は、制御回路４の入力端子Ｃに接続されているもので、電源投 入時に制御回路４にリセット信号を与えて初期状態に設定するパワーオンリセッ ト動作を行なわせるための回路である。クロック回路１０は、制御回路４の入力 端子Ｄに接続されているもので、制御回路４にクロック信号を与えるものである 。設定回路１１は、制御回路４の入力端子Ｅに接続されているもので、外部から 洗浄時間等を設定入力するためのものである。

【００１６】 駆動回路１２は、制御回路４の出力端子Ｆ１，Ｆ２に接続されているもので、 便器１に洗浄水を流すためのバルブ（図示せず）を開閉駆動するパイロットバル ブ１３に駆動出力を与えるものである。また、電源回路１４は交流電源入力端子 ＡＣを介して外部から与えられる交流入力を所定電圧の直流出力に変換して直流 電源端子ＶＤに給電するもので、上記各回路にこの直流電源端子ＶＤを介して給 電するようになっている。

【００１７】 さて、図２において、投光回路５は次のように構成される。すなわち、制御回 路４の３つの出力端子Ａ１，Ａ２，Ａ３のそれぞれは、３個のｎｐｎ形トランジ スタ１５，１６，１７の各ベースに抵抗１５ａ，１６ａ，１７ａを介して接続さ れており、それら３個のトランジスタ１５ないし１７のオンオフが制御されるよ うになっている。一方、赤外ＬＥＤ６のアノードは直流電源端子ＶＤに接続され 、カソードは電流制限抵抗１８，１９，２０の直列回路を介すると共にトランジ スタ１７のコレクタ・エミッタ間を介してアースされている。また、電流制限抵 抗１８および１９の共通接続点はトランジスタ１５のコレクタ・エミッタ間を介 してアースされ、電流制限抵抗１９および２０の共通接続点はトランジスタ１６ のコレクタ・エミッタ間を介してアースされている。

【００１８】 この場合、３個のトランジスタ１５ないし１７により、赤外ＬＥＤ６への通電 電流を変化させてその発光強度を３段階に切り換えるようになっている。そして 、トランジスタ１７がオンされたときには、検出エリアＥで起立状態にある人体 からの反射光のみが検出可能となるように赤外ＬＥＤ６の発光強度が設定されて おり、トランジスタ１５あるいは１６がオンされたときには、便器１に着座状態 にある人体からの反射光までが検出可能となるように赤外ＬＥＤ６の発光強度が 設定されている。

【００１９】 次に、本実施例の作用について図４および図５をも参照して説明する。なお、 図４は自動洗浄動作を行うためのメインプログラムのフローチャートを示してお り、図５は人体の存在位置を検出するための人体検出ルーチンのフローチャート を示している。

【００２０】 電源が投入されると、電源回路１４は直流電源端子ＶＤを介して各部に給電す るようになる。これにより、制御回路４は、リセット回路９からのリセット信号 が解除されると、クロック回路１０からのクロック信号を与えられてメインプロ グラムをスタートするようになる。

【００２１】 まず、制御回路４は、ステップＳ１にて図５に示す人体検出ルーチンを実行し て検出エリアＥ内に人体が存在するか否か、また、存在する場合にはどの状態に あるかを検出する。なお、検出動作の詳細については後述する。そして、制御回 路４は、その人体検出ルーチンにより、検出エリアＥ内における状態が、「人体 不在」，「人体着座」あるいは「人体起立」状態のいずれの状態であるかを検出 する。

【００２２】 そして、制御回路４は、ステップＳ１にて「人体不在」状態あるいは「人体起 立」状態を検出しているときには、ステップＳ１に戻って人体検出ルーチンを繰 り返し、「人体着座」状態を検出しているときには、ステップＳ２，Ｓ３を経て ステップＳ４に進み、ここで再び人体検出ルーチンを実行する。そして、制御回 路４は、ステップＳ４における人体検出ルーチンにて「人体起立」状態を検出し たときにはステップＳ５を経てステップＳ６に移行するようになる。

【００２３】 次に、制御回路４は、ステップＳ６にて内蔵タイマをスタートさせてタイマ時 間が経過するまで待機状態となる（ステップＳ７）。タイマ時間が終了すると、 制御回路４は、洗浄時間を設定し（ステップＳ８）、続くステップＳ９にて駆動 回路１２に駆動信号を出力してパイロットバルブ１３を洗浄時間だけ動作させて 便器１に洗浄水を流すようになる。この後、制御回路４は、ステップＳ１に戻っ て再び上述の動作を繰り返すようになる。なお、洗浄時間の設定は、設定回路１ １にプリセットされている時間あるいは使用者により設定された所望の時間が制 御回路４に入力されるようになっている。

【００２４】 なお、上述のステップＳ１ないしＳ５を実行するのは、制御回路４により、人 体Ｐが便器１に一度着座して用を足した後に起立した状態に移行するのを検出す るためのもので、洗浄水を便器１に流す必要があるタイミングを検出しているで ある。また、ステップＳ９の洗浄動作を開始する前に洗浄タイマ時間が経過する のを待機するのは、人体Ｐが起立した直後ではなく、一定時間が経過してから使 用者が違和感を覚えることなく洗浄動作が行われるようにするためである。

【００２５】 さて、上述のステップＳ１あるいはＳ４にて実行される人体検出ルーチンの動 作について、図５を参照しながら以下に詳述する。すなわち、制御回路４は、ま ず出力端子Ａ１から「Ｈ」レベルのパルス状の投光信号を出力してトランジスタ １５をオンさせる（ステップＴ１）。これにより、赤外ＬＥＤ６は、直流電源端 子ＶＤから電流制限抵抗１８を介した状態で通電され、電流制限抵抗１８の抵抗 値に対応した通電電流で点灯されるようになる。この状態では、赤外ＬＥＤ６へ の通電電流が最大となるので、検出エリアＥの一番遠い位置に存在する物体から の反射光が検出されるようになる。つまり、便器１に着座状態にある人体からの 反射光がフォトダイオード８により検出可能となる状態である。

【００２６】 そこで、制御回路４は、受光信号が入力されないときにはステップＴ２にて「 ＮＯ」と判断して「人体不在」状態を判断する（ステップＴ３）。また、受光信 号が入力されたときには、制御回路４は、ステップＴ２で「ＹＥＳ」と判断して ステップＴ４に移行し、こんどはトランジスタ１６をオンさせるように出力端子 Ａ２から「Ｈ」レベルの信号を出力するようになる。これにより、赤外ＬＥＤ６ は電流制限抵抗１８および１９を介した状態で通電されるようになり、制御回路 ４は、この状態で受光回路７から検出信号が得られなかった場合には、人体着座 の第１パターンであるとしてステップＴ５で「ＮＯ」と判断し、「人体着座」状 態を判断する（ステップＴ６）。

【００２７】 また、制御回路４は、ステップＴ５で「ＹＥＳ」と判断したときには、ステッ プＴ７に移行してトランジスタ１７をオンさせるように出力端子Ａ３から「Ｈ」 レベルの信号を出力するようになる。これにより、赤外ＬＥＤ６は電流制限抵抗 １８ないし２０を直列に介した状態で通電されるようになり、制御回路３は、こ の状態で受光回路７から検出信号が得られたときには、天井部位２ａから最短距 離に人体が存在する状態である「人体起立」状態を判断する（ステップＴ９）よ うになる。

【００２８】 一方、制御回路４は、トランジスタ１６がオンされたときに検出信号が得られ ない場合には、ステップＴ８で「ＮＯ」と判断してステップＴ６に進み、この場 合には、「人体起立」状態ではなく、人体着座の第２パターンであるとして前述 同様に「人体着座」状態を判断する。なお、以上の結果をまとめると、検出エリ アＥ内における各状態において制御回路４から出力される投光信号に応じた検出 信号の応答状態は次の表１に示すようになる。

【００２９】

【表１】

【００３０】 このような本実施例によれば、投光回路５に３個のトランジスタ１５，１６， １７を設け、制御回路４により、それら３個のトランジスタ１５，１６，１７を 順次オンオフさせることにより、赤外ＬＥＤ６を電流制限抵抗１８ないし２０を 切り換えて通電することによりその通電電流を変化させ、もって赤外ＬＥＤ６の 赤外光の強度を３段階に変化させて投光すると共に、そのときのフォトダイオー ド８の受光信号に基いて検出エリアＥ内すなわち便器１に対する人体Ｐの存在の 有無あるいは存在状態を検出するようにしたので、簡単且つ安価な構成としなが ら、人体Ｐが着座状態から起立状態に移行したときを確実に検出することができ るようになり、便器１の自動洗浄動作を適切なタイミングで実施できるようにな る。

【００３１】 図６ないし図９は本考案の第２の実施例を示すもので、第１の実施例と異なる ところは、制御回路４および投光回路５に代えて、それぞれ検出手段としての制 御回路２１および切換駆動手段としての投光回路２２を設けたところである。図 ６において、投光回路２２には５個のｎｐｎ形トランジスタ２３ないし２７が設 けられており、それぞれのベースは制御回路２１の出力端子Ｇ１ないしＧ５に抵 抗２３ａないし２７ａを介して接続されている。

【００３２】 赤外ＬＥＤ６のアノードは直流電源端子ＶＤに接続され、カソードは５個の電 流制限抵抗２８ないし３２を直列に介すると共にトランジスタ２７のコレクタ・ エミッタ間を介してアースされている。５個の電流制限抵抗２８ないし３２の各 共通接続点は、それぞれトランジスタ２３ないし２６の各コレクタ・エミッタ間 を介してアースされている。

【００３３】 次に、本実施例の作用について図７ないし９をも参照して説明する。なお、こ の場合、図７は自動洗浄動作を行うためのメインプログラムのフローチャートを 示しており、図８は検出パターン設定ルーチンのフローチャートを示しており、 図９は人体の存在位置を検出するための人体検出ルーチンのフローチャートを示 している。

【００３４】 電源投入後、制御回路２１は、図７に示すメインプログラムを開始すると、ま ず、ステップＳ０にて図８に示す検出パターン設定ルーチンを実行し、後述する ように、人体センサ３が配設された環境における検出エリアＥの状態を判断して 検出パターンＡ，Ｂ，Ｃのいずれかを設定するようになる。そして、続くステッ プＳ１ａ（およびステップＳ４ａ）においてはステップＳ０にて設定された検出 パターンＡないしＣに基いて、検出エリアＥ内に人体Ｐが存在するか否か、また 、存在する場合にはどの状態にあるかを検出する。なお、検出動作の詳細につい ては後述する。そして、制御回路２１は、その人体検出ルーチンにより、検出エ リアＥ内における状態が、「人体不在」，「人体着座」あるいは「人体起立」状 態のいずれの状態であるかを検出するようになる。

【００３５】 そして、以下のステップＳ２，Ｓ３およびＳ５〜Ｓ９においては第１の実施例 と全く同様にして実行されるようになっており、人体検出ルーチンにて検出され た状態に基いて洗浄動作が行われるようになっている。

【００３６】 さて、検出パターン設定ルーチンにおいては、制御回路２１は図８に示すフロ ーチャートに従って次のようにして検出パターンＡないしＣを設定する。なお、 この検出パターン設定ルーチンの実行においては、検出エリアＥ内には人体Ｐが 存在しない状態で実施され、人体センサ３と便器１との設置状態等の環境の状態 を検出して検出動作に合致した検出パターンＡないしＣを設定するものである。 つまり、例えば、部屋２の壁面や床面あるいは便器１の色等により反射光の検出 動作が異なる場合に対応させようというものである。

【００３７】 制御回路２１は、まずステップＰ１において、出力端子Ｇ１から「Ｈ」レベル のパルス状の投光信号を出力してトランジスタ２３をオンさせるようになる。こ れにより、赤外ＬＥＤ６は直流電源端子ＶＤから電流制限抵抗２８を介した状態 で通電され、電流制限抵抗２８に対応した通電電流で点灯されるようになる。こ の状態では、赤外ＬＥＤ６への通電電流が最大となるので、検出エリアＥの一番 遠い位置に存在する物体からの反射光が検出されるようになる。このとき、フォ トダイオード８に入射する反射光のレベルが小さく、受光回路７により受光信号 が検出されないときには、制御回路２１は、ステップＰ２で「ＮＯ」と判断して 後述する検出パターンＡを設定するようになる（ステップＰ３）。

【００３８】 また、上述の場合に受光回路７が受光信号を出力したときには、物体の存在し ない状態において反射光を検出したことになり、この場合には、赤外ＬＥＤ６に より出力された赤外光の強度が強すぎたことを示しており、制御回路２１はステ ップＰ２で「ＹＥＳ」と判断してステップＰ４に移行する。次に、制御回路２１ は、出力端子Ｇ２から「Ｈ」レベルのパルス状の投光信号を出力してトランジス タ２４をオンさせるようになる。これにより、赤外ＬＥＤ６は電流制限抵抗２８ および２９を介した状態で通電されるようになり、赤外ＬＥＤ６から出力される 赤外光の強度は前述の場合よりも弱くなる。このとき、制御回路２１は、受光回 路７から受光信号を受けない場合には、ステップＰ５にて「ＮＯ」と判断して後 述する検出パターンＢを設定するようになる（ステップＰ６）。

【００３９】 また、このときにも受光回路７から受光信号を受けたときには、制御回路２１ はステップＰ５で「ＹＥＳ」と判断してステップＰ７に進み、後述する検出パタ ーンＣを設定するようになる。そして、このように設定された検出パターンＡ， Ｂ，Ｃについて、以降の人体検出ルーチンにおける人体検出パターンを、あらか じめ記憶されたデータに基いて次の表２のように設定する。なお、各検出パター ンにおいて、「○」印は受光信号が得られる状態であり、「×」印は受光信号が 得られない状態であり、制御回路２１の出力端子Ｇ１ないしＧ５からの投光信号 に応じた検出信号の状態を示している。

【００４０】

【表２】

【００４１】 さて、上述のように検出パターンＡないしＣが設定された状態において、制御 回路２１は、メインプログラムのステップＳ１あるいはステップＳ４における人 体検出ルーチンを次のように実行する。すなわち、制御回路２１は、ステップＱ １にて、出力端子Ｇ１ないしＧ５から順次「Ｈ」レベルのパルス状の投光信号を 出力し、各出力状態において受光回路７から入力される受光信号を検出して対応 させ、受光パターンとして記憶するようになる（ステップＱ２）。

【００４２】 続いて、制御回路２１は、受光パターンを前述のように設定した検出パターン Ａ，ＢあるいはＣと比較して（ステップＱ３）、そのときの受光パターンが初期 設定状態に対応するときには（ステップＱ４）「人体不在」状態を判定し（ステ ップＱ５）、着座パターンであるときには（ステップＱ６）「人体着座」状態を 判定し、また、そうでないときには「人体起立」状態を判定する（ステップＱ８ ）ようになる。

【００４３】 なお、検出パターンＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれにおいては、表２にも示したように 、「人体着座」および「人体起立」状態の判断を複数の受光パターンに応じて行 うようにしており、検出エリア内に侵入した人体を複数段階受光パターンに応じ ての広い範囲で検出動作を行うので、人体の身長差や動作の違い等に柔軟に対応 して検出動作を行うことができるようになっている。

【００４４】 上述のようにして、人体センサ３の配置環境に対応してあらかじめ検出パター ンＡないしＣから適切なものを設定し、その検出パターンＡないしＣに基いて、 ５段階の強度で赤外光を出力したときの検出エリアＥ内からの反射光の受光信号 の検出パターンを比較して検出エリアＥ内の人体Ｐの状態を判定するので、簡単 な構成としながら、人体センサ３の設置環境に柔軟に対応して人体Ｐの状態を判 定することができるようになる。

【００４５】 図１０は本考案の第３の実施例を示すもので、第２の実施例と異なるところは 、制御回路２１および投光回路２２に代えて、検出手段としての制御回路３３お よび切換駆動手段としての投光回路３４を設けたところである。すなわち、投光 回路３４には赤外ＬＥＤ６に通電するためにｐｎｐ形トランジスタ３５が設けら れた構成となっている。トランジスタ３５のエミッタは直流電源端子ＶＤに接続 され、コレクタは電流制限抵抗３６および赤外ＬＥＤ６を直列に介してアースさ れ、ベースは制御回路３３の３つの出力端子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３にそれぞれ駆動用 抵抗３７，３８，３９を介して接続されている。なお、駆動用抵抗３７，３８， ３９の各抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、 Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３ …（１） という関係が満たされるように設定されている。

【００４６】 上記構成において、制御回路３３の出力端子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から「Ｌ」レベ ルのパルス状の投光信号を出力したときには、トランジスタ３５が導通状態とな り、直流電源端子ＶＤから電流制限抵抗３６を介して赤外ＬＥＤ６に通電するよ うになるが、トランジスタ３５のベースに接続された駆動用抵抗３７ないし３９ の抵抗値が上述の式（１）の関係にあるから、そのときのベース電流ＩＢ１ない しＩＢ３は、 ＩＢ１＞ＩＢ２＞ＩＢ３ …（２） となる。これにより、トランジスタ３５に流れるコレクタ電流ＩＣ１ないしＩＣ ３の値も、 Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３ …（３） という関係になり、したがって、このとき赤外ＬＥＤ６の赤外光の強度が３段階 に変化されるようになる。

【００４７】 さらに、駆動用抵抗３７ないし３９の各抵抗値Ｒ１ないしＲ３の大きさを、式 （１）の関係を満たしながら、適当に設定することにより、赤色ＬＥＤ６の赤外 光の強度を７段階に設定することができるようになる。つまり、制御回路３３の 出力端子Ｈ１ないしＨ３から出力する投光信号の組み合わせにより、次の表３に 示すようにすることができるようになる。

【００４８】

【表３】

【００４９】 このようにして複数段階に赤外光の強度を変化させて出力することができるの で、前記第２の実施例と同様にして、人体センサ３の設置環境に柔軟に対応して 人体Ｐの存在の有無および存在するときの状態を検出することができるようにな り、したがって、本実施例においても第２の実施例と同様の効果を得ることがで きる。

【００５０】 なお、上記各実施例においては、本考案を着座形の便器１に対する自動洗浄装 置の人体センサ３に適用した場合について説明したが、これに限らず、本考案は 検出エリアに向けて赤外光を出力してその反射光を受光することにより物体を検 出する物体検出装置全般に適用することができるものである。

【００５１】 また、上記各実施例においては、本考案を物体の状態に応じた存在の有無とし て人体の状態が不在，着座および起立の状態に対応して検出する場合について説 明したが、これに限らず、後述の実施例で説明するように、例えば、背景や検出 物体の色あるいは反射率等の状態に応じた物体の存在の有無を検出することもで きる。

【００５２】 図１１および図１２は本考案の第４の実施例を示すもので、第１の実施例と異 なるところは、投光素子の赤外光の強度を一定とし、受光素子により受けた反射 光の受光信号を複数段階の検出レベルにて検出動作を行うようにしたところであ る。以下、図１１を参照してその詳細について説明する。

【００５３】 すなわち、図１１において、検出手段としての制御回路４０は、第１の実施例 において図１に示した電気的構成のうち、投光回路５に対して、所定の投光パル スを与えて赤外ＬＥＤ６に一定強度の赤外光を検出エリアＥに出力させる。受光 回路７はフォトダイオード８により受けた赤外反射光の受光信号を検出レベル設 定手段としてのレベル設定回路４１に入力する。レベル設定回路４１において、 ４個の比較器４２ないし４５の非反転入力端子は受光回路７の出力端子に接続さ れ、各出力端子は制御回路４０の入力端子Ｊ１ないしＪ４のそれぞれに接続され ている。直列接続された５個の基準電圧発生用の抵抗４６ないし５０は直流電源 端子ＶＤとアースとの間に接続されており、抵抗４６ないし５０の各共通接続点 はそれぞれ比較器４２ないし４５の反転入力端子に接続されている。

【００５４】 次に、本実施例の作用について図１２も参照して説明する。 すなわち、制御回路４０は、投光回路５に所定周期の投光パルスを与えると、 投光回路５は赤外ＬＥＤ６に一定強度の赤外光を出力させる。これに対して、受 光回路７は検出エリア内からフォトダイオード８に入射する反射光を受けると、 これを光電変換して受光量に応じたレベルの受光信号として出力するようになる 。レベル設定回路４１においては、入力された受光信号に対して、４段階に設定 された比較基準電圧を検出レベルＬ１ないしＬ４として各比較器４２ないし４５ において比較し、それぞれ検出レベルＬ１ないしＬ４を上回るときには「Ｈ」レ ベルの信号を出力するようになる。例えば、受光信号のレベルが、図１２に示す ように、検出レベルＬ２とＬ３との中間にあるときには、比較器４４および４５ から「Ｈ」レベルの信号が出力され、比較器４２および４３から「Ｌ」レベルの 信号が出力される。

【００５５】 制御回路４０においては、レベル設定回路４１から各入力端子Ｊ１ないしＪ４ に入力される信号のパターンは、「Ｈ」レベルの信号が入力されたときに信号入 力有りとし、「Ｌ」レベルの信号が入力されているときには信号入力無しである とすると、次の表４に示すように検出パターンＡないしＥで表される５種類にな る。

【００５６】

【表４】

【００５７】 つまり、図１２に示すような受光信号が得られたときには、制御回路４０は、 その受光信号のレベルが検出パターンＣに対応していることを検出するのである 。そして、制御回路４１は、前述同様のプログラムにしたがって検出動作を実行 し、受光信号のレベルに対応して得られる検出パターンＡないしＥに基いて、前 記第１の実施例と同様にして「人体存在」，「人体着座」，「人体起立」状態な どの存在状態を判断するようになる。 したがって、このような第４の実施例によっても第１の実施例と同様の効果を 得ることができるものである。

【００５８】 なお、上記実施例においては、人体の存在状態を検出する場合について説明し たが、これに限らず、例えば、次のようにして、背景や検出物体の色や反射率な どが異なる場合でも、装置が設置されたさまざまな環境に対応して物体の存在の 有無を確実に検出する物体検出装置として適用することができる。

【００５９】 例えば、同じ検出距離でも、赤外ＬＥＤ６からの赤外光に対して、反射する物 体の色が白色と黒色とでは反射率が異なるので、フォトダイオード８に入射する 反射光の強度が異なる。そこで、まず、装置を設置したときに、物体が検出エリ ア内に存在しない状態でいずれの検出パターンＡないしＥが得られるかを求め、 続いて、検出すべき物体が所定検出距離内に存在する状態でいずれの検出パター ンＡないしＥが得られるかを求める。

【００６０】 制御回路４０には、あらかじめ記憶されたプログラムにより、例えば、想定さ れる環境状態に応じてどの検出パターンが得られたら物体存在を検出するかを次 に示す表５のように設定しておく。これにより、制御回路４０は、物体の検出動 作においては、設定された判断基準に基いて物体の存在の有無を判断することが できるようになる。

【００６１】

【表５】

【００６２】 例えば、環境状態が表５中「１」で示されるように、背景が白色の場合には、 反射光の強度が強いので、受光信号のレベルが高くなる。したがって、物体が存 在しない状態でも受光信号のレベルに応じて検出パターンＢが得られるので、制 御回路４０は、検出動作においては、検出パターンＢが得られても物体非検出を 判断し、検出パターンＣないしＥが得られたときに物体検出を判断するように設 定するのである。

【００６３】 また、環境状態が「１」と同様の背景が白色の場合でも、誤検出を防止するた めに、検出動作における検出パターンがＣであるときに物体検出を判断せず、検 出パターンがＤあるいはＥとなったときに物体検出を判断するように構成するこ ともできる。

【００６４】 環境状態が「３」あるいは「４」に対応するものは、例えば、背景が黒色の場 合のように反射率が低いときであり、この場合には、検出パターンＡのときに物 体非検出を判断し、検出パターンがＢないしＥあるいはＣないしＥであるときに 物体検出を判断するようにしたものである。

【００６５】 このような第４の実施例によれば、背景の色などの反射率が異なる場合でも、 その環境状態に対応して検出動作において確実に物体を検出することができるよ うになる。

【００６６】 図１３は本考案の第５の実施例を示すもので、第４の実施例と異なる部分は、 レベル設定回路４１に代えてＡ／Ｄコンバータ５１を設けると共に、Ａ／Ｄコン バータ５１に対して制御回路５２からクロック信号を与えると共にデジタル信号 を入力端子Ｍに入力するように構成したところである。そして、制御回路５２は 、レベル設定手段としての機能を兼ね備えたものであり、プログラムにより設定 された複数段階の比較基準レベルによりＡ／Ｄコンバータ５１からのデジタル信 号の値を比較して検出動作を行うようになっている。したがって、このような本 実施例によっても、第４の実施例と略同様の作用，効果を得ることができるもの である。

【００６７】 図１４は本考案の第６の実施例を示すもので、第４の実施例と異なる部分は、 制御回路４０に代えて制御回路５３を設けると共に、レベル設定回路４１に代え てレベル設定回路５４を設けたところである。すなわち、レベル設定回路５４に おいて、比較器５５の非反転入力端子は受光回路７の出力端子に接続されており 、比較器５５の出力端子は制御回路５３の入力端子Ｎに接続されている。直列接 続された２個の基準電圧発生用の抵抗５６および５７は直流電源端子ＶＤとアー スとの間に接続されており、それら抵抗５６および５７の共通接続点は比較器５ ５の反転入力端子に接続されている。

【００６８】 ｎｐｎ形のトランジスタ５８ないし６０は、検出レベルとしての比較器５５に おける比較基準電圧を複数段階に設定するためのもので、それぞれのコレクタは 基準電圧発生用の抵抗６１ないし６３を直列に介して抵抗５６と５７との共通接 続点に接続されており、ベースは抵抗６４ないし６６を介して制御回路５３の出 力端子Ｐ１ないしＰ３に接続され、エミッタはアースされている。

【００６９】 制御回路５３の各出力端子Ｐ１ないしＰ３から「Ｈ」レベルの信号が出力され ると、対応するトランジスタ５８ないし６０がオンし、抵抗５７に並列に抵抗６ １ないし６３の対応するものが接続された回路を構成するようになり、全体とし ての合成抵抗値が変化され、これにより抵抗５６との分担電圧が変化して比較器 ５５の反転入力端子に与える検出レベルとしての基準電圧の値が変化するように なる。制御回路５３の出力端子Ｐ１ないしＰ３からの出力信号の組み合わせと、 抵抗５６，５７，６１，６２，６３の抵抗値を適切に設定することにより、８段 階に検出レベルを設定することができるようになる。したがって、本実施例にお いても、第４の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００７０】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の物体検出装置によれば、次のような効果を得る ことができる。 すなわち、請求項１記載の物体検出装置によれば、切換駆動手段により投光素 子の赤外光の強度を複数段階に切り換え可能とし、検出手段により、投光素子の 赤外光の強度を変化させて投光させ、その反射光の受光信号に基いて物体の有無 およびその存在位置を検出するようにしたので、簡単且つ安価な構成で物体の存 在位置に対応した状態を検出することができるという優れた効果を奏する。

【００７１】 請求項２記載の物体検出装置によれば、検出レベル設定手段により、受光素子 の受光信号の検出レベルを複数段階に設定し、検出手段により、受光素子から出 力される受光信号に対して、検出レベル設定手段により設定された複数段階の検 出レベルに基いて検出動作を行うことにより、前記検出エリア内の物体の状態に 応じた存在の有無を検出するように構成したので、簡単且つ安価な構成で物体の 存在位置に対応した状態を検出することができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例を示す概略的な電気的構
成図

【図２】受光回路部分の電気的構成図

【図３】人体センサの配置状態と人体の存在位置を示す
図

【図４】メインプログラムのフローチャート

【図５】人体検出ルーチンのフローチャート

【図６】本考案の第２の実施例を示す図２相当図

【図７】図４相当図

【図８】パターン設定ルーチンのフローチャート

【図９】図５相当図

【図１０】本考案の第３の実施例を示す図２相当図

【図１１】本考案の第４の実施例を示す図２相当図

【図１２】受光信号と比較基準レベルとの関係を示す図

【図１３】本考案の第５の実施例を示す図２相当図

【図１４】本考案の第６の実施例を示す図２相当図

【符号の説明】

１は着座形の便器、３は人体センサ（物体検出装置）、
４，２１，３３は制御回路（検出手段）、５，２２，３
４は投光回路（切換駆動手段）、６は赤外ＬＥＤ（投光
素子）、７は受光回路、８は受光回路、１２は駆動回
路、１３はパイロットバルブ、１５，１６，１７はｎｐ
ｎ形のトランジスタ、１８，１９，２０は電流制限抵
抗、Ｅは検出エリア、２３ないし２７はｎｐｎ形のトラ
ンジスタ、２８ないし３２は電流制限抵抗、３６はｐｎ
ｐ形トランジスタ、３７ないし３９は駆動用抵抗、４
０，５３は制御回路（検出手段）、４１，５４はレベル
設定回路（検出レベル設定手段）、４２ないし４５，５
５は比較器、４６ないし５０，５６，５７，６１ないし
６３は基準電圧発生用抵抗、５１はＡ／Ｄコンバータ、
５２は制御回路（レベル設定手段，検出手段）、５８な
いし６０はｎｐｎ形トランジスタである。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出エリアに向けて赤外光を出力する投
   光素子と、 この投光素子の赤外光の強度を複数段階に切り換える切
   換駆動手段と、 前記投光素子による赤外光の反射光を受ける受光素子
   と、 前記切換駆動手段により前記投光素子を複数段階に切り
   換えて投光動作を行わせると共に、そのとき受光素子に
   より受けられた赤外光に基いて、前記検出エリア内の物
   体の状態に応じた存在の有無を検出する検出手段とを具
   備してなる物体検出装置。
2. 【請求項２】 検出エリアに向けて赤外光を出力する投
   光素子と、 この投光素子による赤外光の反射光を受ける受光素子
   と、 この受光素子からの受光信号に対する検出レベルを複数
   段階に設定可能な検出レベル設定手段と、 前記受光素子から出力される受光信号に対して、前記検
   出レベル設定手段により設定された複数段階の検出レベ
   ルに基いて検出動作を行うことにより、前記検出エリア
   内の物体の状態に応じた存在の有無を検出する検出手段
   とを具備してなる物体検出装置。