JPH0714394U - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】赤外光を使用した物体検出装置において、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た
場合でも、正確に物体の検出を行う。また、消費電力を
低減する。 【構成】マイコン２２は、各発光素子６ａ，６ｂの無発
光時における受光信号Ｋ２に基づいて、外乱の有無を検
出する。そして、外乱がある場合には、両発光素子６
ａ，６ｂを発光させて発光出力を増加させ、受光素子６
ｃの検出信号を大きくした上で、その検出信号を低い増
幅度で増幅して受光信号Ｋ１を生成する。そのため、受
光信号Ｋ１のＳ／Ｎ比は高くなり、外乱に無関係に正確
な物体（人）検出ができる。また、外乱がない場合には
発光素子６ａだけを発光させて発光出力を減少させ、受
光素子６ｃの検出信号を小さくした上で、その検出信号
を高い増幅度で増幅して受光信号Ｋ２を生成する。この
ときは、発光素子６ｂを発光させないため、消費電力が
小さくなる。

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】 このような物体検出装置の電源としては、商用電源または電池が用いられる。 電池を電源とする場合は、リチウム電池等の電池寿命の長い電池を用いると共に 、発光素子の発光を一定の周期で間欠的に行うことにより電池の消耗を抑えるの が一般的である。これにより、電池寿命を可能な限り長くして電池交換の手間を 少なくしているわけである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記の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。

【０００６】 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。

【０００７】 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。

【０００８】 例えば、上記の物体検出装置の設置場所の照明にインバータ蛍光灯が使用され ている場合、インバータ蛍光灯からの光が外乱光として作用することがある。す なわち、インバータ蛍光灯では、インバータ制御により３０ＫＨZ 以下または４ ２ＫＨZ 以上に点灯周波数が設定されているため、その点灯周波数と同じ周期で 外乱光が発生する。

【０００９】 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、イ ンバータ蛍光灯等による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。また、本考案の別の目的は、消費電力の小 さな物体検出装置を提供することにある。

【００１０】

【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、請求項１に記載の考案は、予め定められ た周波数のパルス波の１パルスを入力する度に１回だけ発光するようになってい る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物体検出装置において、何らか の外因によって発生し、発光素子からの投射光の反射光に対して外乱として作用 する外乱光を検出する外乱光検出手段と、発光素子の発光出力を可変する発光出 力可変手段と、受光素子の検出信号の増幅度を可変する増幅度可変手段と、外乱 光検出手段の検出結果に基づいて、外乱光がある場合には発光出力可変手段を制 御して発光素子の発光出力を高くさせると共に、増幅度可変手段を制御して受光 素子の検出信号の増幅度を低くさせ、その増幅された検出信号に基づいて物体の 存在を判定し、外乱光がない場合には発光出力可変手段を制御して発光素子の発 光出力を低くさせると共に、増幅度可変手段を制御して受光素子の検出信号の増 幅度を高くさせ、その増幅された検出信号に基づいて物体の存在を判定する判定 制御手段とを設けたことをその要旨とする。

【００１１】 請求項２に記載の考案は、予め定められた周波数のパルス波の１パルスを入力 する度に１回だけ発光するようになっている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 を検知する物体検出装置において、何らかの外因によって発生し、発光素子から の投射光の反射光に対して外乱として作用する外乱光を検出する外乱光検出手段 と、発光素子の発光出力を可変する発光出力可変手段と、受光素子の検出信号の 検出感度を可変する検出感度可変手段と、外乱光検出手段の検出結果に基づいて 、外乱光がある場合には発光出力可変手段を制御して発光素子の発光出力を高く させると共に、検出感度可変手段を制御して受光素子の検出信号の検出感度を低 くさせ、その検出信号に基づいて物体の存在を判定し、外乱光がない場合には発 光出力可変手段を制御して発光素子の発光出力を低くさせると共に、検出感度可 変手段を制御して受光素子の検出信号の検出感度を高くさせ、その検出信号に基 づいて物体の存在を判定する判定制御手段とを設けたことをその要旨とする。

【００１２】 請求項３に記載の考案は、請求項１または請求項２に記載の物体検出装置にお いて、外乱光検出手段は、発光素子の無発光時における受光素子の検出信号に基 づいて外乱光を検出することをその要旨とする。

【００１３】

【作用】

従って、請求項１に記載の考案によれば、発光出力可変手段は発光素子の発光 出力を可変し、増幅度可変手段は受光素子の検出信号の増幅度を可変する。制御 判定手段は、外乱光検出手段の検出結果に基づいて、発光出力可変手段と増幅度 可変手段とを制御する。そして、外乱光がある場合は発光出力を高めて受光素子 の検出信号の増幅度を低くし（高発光出力・低増幅）、外乱光がない場合は発光 出力を低めて受光素子の検出信号の増幅度を高くしている（低発光出力・高増幅 ）。すなわち、外乱光がある場合はＳ／Ｎ比を優先させ、外乱光がない場合は低 消費電力を優先させている。従って、外乱光が発生しても正確に物体を検出する ことができる上に、低消費電力を実現できる。

【００１４】 また、請求項２に記載の考案によれば、発光出力可変手段は発光素子の発光出 力を可変し、検出感度可変手段は受光素子の検出信号の検出感度を可変する。制 御判定手段は、外乱光検出手段の検出結果に基づいて、発光出力可変手段と増幅 度可変手段とを制御する。そして、外乱光がある場合は発光出力を高めて受光素 子の検出信号の検出感度を低くし（高発光出力・低検出感度）、外乱光がない場 合は発光出力を低めて受光素子の検出信号の検出感度を高くしている（低発光出 力・高検出感度）。すなわち、請求項１に記載の考案と同様に、外乱光がある場 合はＳ／Ｎ比を優先させ、外乱光がない場合は低消費電力を優先させているため 、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上に、低消費電力を実 現できる。

【００１５】

【実施例】

（第１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）の自動 洗浄装置に具体化した第１実施例を、図面に従って説明する。

【００１６】 図４および図５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。

【００１７】 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，６ｂと受光 素子６ｃ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 およびリチウム電池８が設けられている。

【００１８】 尚、各発光素子６ａ，６ｂは同一規格の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６ｃ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、各発光素子６ａ，６ｂ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。

【００１９】 図１に、本実施例の自動洗浄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。

【００２０】 定電圧回路２０は３端子レギュレータによって構成され、人検知センサ６およ び、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２３ａ，２３ｂ、受光回路２４のそれぞれに安定な直流電圧を供給 している。

【００２１】 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）、後記する人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、等から構成さ れている。そして、マイコン２２は、発光指令信号Ｆを発光駆動回路２３ａ単独 または各発光駆動回路２３ａ，２３ｂの両方へ出力する。但し、発光指令信号Ｆ はデューティ５０％のパルス波であり、その発光変調周波数ｆH は固定されてい る。

【００２２】 各発光駆動回路２３ａ，２３ｂは、マイコン２２からの発光指令信号Ｆに基づ いて各発光素子６ａ，６ｂを発光させる。すなわち、各発光駆動回路２３ａ，２ ３ｂはそれぞれ、発光指令信号Ｆを１パルス入力する度に発光素子６ａ，６ｂを １回発光させる。例えば、マイコン２２から発光駆動回路２３ａへ発光変調周波 数ｆH 〔ＫＨZ 〕（パルス幅１／ｆH 〔μsec 〕）の発光指令信号Ｆが時間Ｔ〔 μsec 〕だけ出力され続けると、発光駆動回路２３ａは発光素子６ａをＴ／ｆH 回だけ発光させる。

【００２３】 受光回路２４は、増幅器３１，３２とバンドパスフィルタ３３，３４と波形整 形回路３５，３６とから構成されている。尚、バンドパスフィルタ３３，３４は 、パッシブ型を用いてもアクティブ型を用いてもよい。

【００２４】 増幅器３１は受光素子６ｃの検出信号を増幅し、増幅器３２へ出力する。増幅 器３２の出力信号は各バンドパスフィルタ３３，３４に入力される。 各バンドパスフィルタ３３，３４は、発光指令信号Ｆの発光変調周波数ｆH を 中心周波数とするバンドパスフィルタである。そのため、各バンドパスフィルタ ３３，３４は、増幅器３１によって増幅された受光素子６ｃの検出信号の内、周 波数ｆH の信号のみを濾波して通過させる。

【００２５】 各波形整形回路３５，３６はそれぞれ、各バンドパスフィルタ３３，３４の出 力信号を積分した後に波形整形して受光信号Ｋ１，Ｋ２を生成し、マイコン２２ の各ポートＰ１，Ｐ２へ出力する。

【００２６】 すなわち、受光信号Ｋ１は、受光素子６ｃの検出信号を増幅器３１によって増 幅したものである。一方、受光信号Ｋ２は、受光素子６ｃの検出信号を各増幅器 ３１，３２によって２段増幅したものである。従って、受光信号Ｋ２は増幅器３ ２の増幅度分だけ受光信号Ｋ１より大きくなる。

【００２７】 図２に、各発光素子６ａ，６ｂの駆動回路を示す。 各発光素子６ａ，６ｂには、各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２を介して定電圧回 路２０からの直流電圧が供給されている。そのため、各発光駆動回路２３ａ，２ ３ｂによって各トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２がオンされると、各発光素子６ａ， ６ｂに駆動電流Ｉ１，Ｉ２が流れて発光する。尚、各発光素子６ａ，６ｂとグラ ンド間に接続されている抵抗Ｒ１，Ｒ２は、駆動電流Ｉ１，Ｉ２の調整用抵抗で ある。

【００２８】 このように構成された本実施例において、朝顔１の前に人が立っている場合、 発光素子６ａ，６ｂ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６ｃはその反射光を検出して検出信号を出力する。発光素子６ａ，６ｂは発光 指令信号Ｆのパルスに従って発光するため、その発光は連続したものではなく、 発光指令信号Ｆの発光変調周波数ｆH を点灯周波数とした点滅になる。そのため 、受光素子６ｃの検出信号も連続したものではなく、発光変調周波数ｆH に対応 したものになる。

【００２９】 ここで、各波形整形回路３５，３６の役割は、発光変調周波数ｆH に対応した 非連続な受光素子６ｃの検出信号を、積分した後に波形整形することにより、連 続した受光信号Ｋ１，Ｋ２を生成することである。

【００３０】 一方、朝顔１の前に人が立っていない場合、発光素子６ａ，６ｂからの投射光 は反射しない。すると、受光素子６ｃは反射光を検出できないため検出信号を出 力せず、受光回路２４は受光信号Ｋ１，Ｋ２を出力しない。

【００３１】 但し、受光素子６ｃは、発光素子６ａ，６ｂの投射光の反射光を受光した場合 でも、発光素子６ａ，６ｂ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、外乱光の点灯周波数中に周波数ｆH ， の成分が含まれている場合、受光回路２４は、発光素子６ａ，６ｂの投射光の反 射光を受光した場合でも、外乱光を受光した場合でも、同じように受光信号Ｋ１ ，Ｋ２を出力する。

【００３２】 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。

【００３３】 次に、このように構成された本実施例における、朝顔１の前に人が立っている かどうかを検知する動作（以下、人検知動作という）について、図３に示すフロ ーチャートに従って説明する。

【００３４】 まず、ステップ（以下、Ｓとする）１において、マイコン２２は、各発光素子 ６ａ，６ｂの無発光時に、ポートＰ２に受光信号Ｋ２が入力されたかどうかを検 出する。そして、マイコン２２は、ポートＰ２に受光信号Ｋ２が入力され、以下 の条件のいずれかを満足する場合、受光信号Ｋ２は外乱光によるものである とし、外乱光があると判定する。

【００３５】 受光信号Ｋ２が所定時間（例えば、５ｍsec ）以上連続して入力された場合 。 受光信号Ｋ２が連続して入力されない場合に、その中断時間が所定時間（例 えば、500 μsec ）以内である場合。

【００３６】 また、マイコン２２は、ポートＰ２に受光信号Ｋ２が入力されない場合や、入 力されても上記条件のいずれかを満足しない場合には、外乱光がないと判定 する。

【００３７】 そして、マイコン２２は、外乱光があると判定した場合はＳ２へ移行し、外乱 光がないと判定した場合はＳ３へ移行する。 Ｓ２において、マイコン２２は、発光指令信号Ｆを発光駆動回路２３ａ，２３ ｂの両方へ出力する。その発光指令信号Ｆに基づいて、各発光駆動回路２３ａ， ２３ｂは各発光素子６ａ，６ｂを発光させる。そして、Ｓ４へ移行する。

【００３８】 Ｓ４において、マイコン２２は、ポートＰ１に受光信号Ｋ１が入力されたかど うかを検出する。 すなわち、Ｓ２において発光素子６ａ，６ｂを発光させた時点で、朝顔１の前 に人が立っている場合、発光素子６ａ，６ｂ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６ｃはその反射光を検出して検出信号を出力する。そ の検出信号は各バンドパスフィルタ３３，３４で濾波され、各波形整形回路３５ ，３６から受光信号Ｋ１，Ｋ２として出力される。

【００３９】 従って、ポートＰ１に受光信号Ｋ１が入力されたならば、朝顔１の前に人が立 っていることがわかる。また、ポートＰ１に受光信号Ｋ１が入力されなければ、 朝顔１の前に人が立っていないことがわかる。

【００４０】 そして、マイコン２２は、ポートＰ１に受光信号Ｋ１が入力されたならばＳ５ へ移行し、入力されなければＳ６へ移行する。 Ｓ５において、マイコン２２は朝顔１の前に人が立っているとして「人検知」 と判定し、その判定結果をＲＡＭに記憶してＳ１へ戻る。

【００４１】 一方、Ｓ６において、マイコン２２は朝顔１の前に人が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に記憶してＳ１へ戻る。 また、Ｓ３において、マイコン２２は、発光指令信号Ｆを発光駆動回路２３ａ だけに出力する。その発光指令信号Ｆに基づいて、発光駆動回路２３ａは発光素 子６ａを発光させる。そして、Ｓ７へ移行する。

【００４２】 Ｓ７において、マイコン２２は、ポートＰ２に受光信号Ｋ２が入力されたかど うかを検出する。 すなわち、Ｓ３において発光素子６ａを発光させた時点で、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６ｃはその反射光を検出して検出信号を出力する。その検出信号は 各バンドパスフィルタ３３，３４で濾波され、各波形整形回路３５，３６から受 光信号Ｋ１，Ｋ２として出力される。

【００４３】 従って、ポートＰ２に受光信号Ｋ２が入力されたならば、朝顔１の前に人が立 っていることがわかる。また、ポートＰ２に受光信号Ｋ２が入力されなければ、 朝顔１の前に人が立っていないことがわかる。

【００４４】 そして、マイコン２２は、ポートＰ２に受光信号Ｋ２が入力されたならばＳ５ へ移行し、入力されなければＳ６へ移行する。 このように本実施例においては、まず最初に、各発光素子６ａ，６ｂの無発光 時における受光信号Ｋ２に基づいて、外乱光の有無を検出する。ここで、受光信 号Ｋ２は、受光素子６ｃの検出信号を各増幅器３１，３２によって２段増幅した ものであるため、増幅器３２の増幅度分だけ受光信号Ｋ１より大きい。そのため 、発生しているのが微小な外乱光であっても、その外乱光による受光信号Ｋ２は 、マイコン２２において検出可能なだけの十分な大きさになる。従って、外乱光 の有無を確実に検出することができる。

【００４５】 そして、外乱光がある場合には両発光素子６ａ，６ｂを発光させる。このとき 、発光素子６ａ，６ｂの投射光の反射光を受光素子６ｃが受光すると、受光信号 Ｋ１，Ｋ２が出力される。そこで、受光信号Ｋ１の有無に基づいて人検知動作を 行う。

【００４６】 ここで、両発光素子６ａ，６ｂが発光すると、その投射光の反射光は、発光素 子６ａだけが発光した場合に比べて強くなる。そのため、受光素子６ｃの検出信 号も、発光素子６ａだけが発光した場合に比べて大きくなる。反対に、受光信号 Ｋ１は、受光素子６ｃの検出信号を増幅器３１だけで増幅したものであるため、 増幅器３２の増幅度分だけ受光信号Ｋ２より小さい。

【００４７】 すなわち、外乱光がある場合には、両発光素子６ａ，６ｂを発光させることに よって発光出力を増加させると共に、増幅度の低い受光信号Ｋ１に基づいて、人 検知動作を行う。つまり、外乱光がある場合には、発光出力を増加させて受光素 子６ｃの検出信号を大きくした上で、その検出信号を低い増幅度で増幅している 。そのため、受光信号Ｋ１のＳ／Ｎ比は高くなる。

【００４８】 その結果、外乱光があっても、その影響を受けることなく、正確な人検知動作 が可能になる。 また、外乱光がない場合には発光素子６ａだけを発光させ、受光信号Ｋ２の有 無に基づいて人検知動作を行う。

【００４９】 すなわち、外乱光がない場合には、発光素子６ａだけを発光させることによっ て発光出力を減少させると共に、増幅度の高い受光信号Ｋ２に基づいて、人検知 動作を行う。つまり、外乱光がない場合には、発光出力を減少させて受光素子６ ｃの検出信号を小さくした上で、その検出信号を高い増幅度で増幅している。そ のため、受光信号Ｋ２のＳ／Ｎ比は多少低くなる。しかし、外乱光がないことは 既に確認済みであるため、受光信号Ｋ２のＳ／Ｎ比が多少低くなっても、人検知 動作には影響を与えない。

【００５０】 以上詳述したように本実施例においては、インバータ蛍光灯等によって外乱光 が発生しても、その影響を受けることなく、朝顔１の前に立っている人を正確に 検知することができる。

【００５１】 また、まず最初に外乱光の有無を検出し、外乱光がない場合には発光素子６ａ だけを発光させるため、外乱光の有無に関わらずに両発光素子６ａ，６ｂを発光 させる場合に比べて消費電力を少なくすることができる。その結果、リチウム電 池８の電池寿命が長くなり電池交換の手間が少なくなる。

【００５２】 このように、本実施例においては、まず最初に、外乱光の有無を検知し、外乱 光がある場合は発光出力を高めて受光素子６ｃの検出信号の増幅度を低くし（高 発光出力・低増幅）、外乱光がない場合は発光出力を低めて受光素子６ｃの検出 信号の増幅度を高くしている（低発光出力・高増幅）。すなわち、外乱光がある 場合はＳ／Ｎ比を優先させ、外乱光がない場合は低消費電力を優先させている。 従って、正確な人検知動作と低消費電力とを両立させることができる。

【００５３】 ところで、マイコン２２は上記の人検知動作を一定時間（例えば、0.7 秒）間 隔で行う。そして、「人非検知」という判定結果の次に「人検知」という判定結 果がでた場合、マイコン２２は朝顔１の前洗浄処理を行う。すなわち、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。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。

【００５４】 続いて、「人検知」という判定結果の次に「人非検知」という判定結果がでた 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し 、朝顔１の後洗浄処理を行う。すなわち、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。

【００５５】 このように本実施例の朝顔１の自動洗浄装置においては、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。

【００５６】 （第２実施例） 次に、本考案の物体検出装置を朝顔の自動洗浄装置に具体化した第２実施例を 、図面に従って説明する。

【００５７】 尚、本実施例において、図１〜図５に示した第１実施例と同じ構成部材につい ては符号を等しくしてその詳細な説明を省略する。 図６に、本実施例の自動洗浄装置の電気ブロック回路の要部を示す。

【００５８】 本実施例において、第１実施例と異なるのは、受光回路２４の構成だけである 。すなわち、受光回路２４は、増幅器３１とバンドパスフィルタ３３と基準電圧 生成回路４１と各コンパレータ４２，４３とから構成されている。

【００５９】 増幅器３１は受光素子６ｃの検出信号を増幅し、バンドパスフィルタ３３へ出 力する。バンドパスフィルタ３３の出力信号ＳＢは、各コンパレータ４２，４３ のプラス入力端子に入力される。

【００６０】 基準電圧生成回路４１は直列に接続された３つの抵抗ｒから構成され、基準電 圧ＶR を３分圧した各基準電圧２ＶR ／３，ＶR ／３を各コンパレータ４２，４ ３のマイナス入力端子に印加する。

【００６１】 各コンパレータ４２，４３の出力信号Ｋ３，Ｋ４は、マイコン２２の各ポート Ｐ１，Ｐ２に入力される。 コンパレータ４２の出力信号Ｋ３は、バンドパスフィルタ３３の出力信号ＳＢ が基準電圧２ＶR ／３より大きいときにＨレベルになる。一方、コンパレータ４ ３の出力信号Ｋ４は、バンドパスフィルタ３３の出力信号ＳＢが基準電圧ＶR ／ ３より大きいときにＨレベルになる。

【００６２】 すなわち、発光素子６ａだけが発光した場合（発光出力が弱い場合）には、受 光素子６ｃの検出信号の出力が小さいため、バンドパスフィルタ３３の出力信号 ＳＢは、基準電圧ＶR ／３よりは大きくなるものの基準電圧２ＶR ／３よりは小 さくなる。そのため、コンパレータ４２の出力信号Ｋ３はＬレベル（無信号レベ ル）になり、コンパレータ４３の出力信号Ｋ４はＨレベルになる。一方、両発光 素子６ａ，６ｂが発光した場合（発光出力が強い場合）には、受光素子６ｃの検 出信号の出力が大きくなり、バンドパスフィルタ３３の出力信号ＳＢは、基準電 圧２ＶR ／３より大きくなる。そのため、両コンパレータ４２，４３の出力信号 Ｋ３，Ｋ４は共にＨレベルになる。言い換えれば、両発光素子６ａ，６ｂが発光 した場合には出力信号Ｋ３，Ｋ４が共にＨレベルになり、発光素子６ａだけが発 光した場合には出力信号Ｋ３はＬレベル（無信号レベル）で出力信号Ｋ４はＨレ ベルになるように、基準電圧ＶR が設定されている。

【００６３】 次に、このように構成された本実施例における人検知動作について、図３に示 すフローチャートおよび図７に示すタイムチャートに従って説明する。 まず、図３に示すＳ１において、マイコン２２は、各発光素子６ａ，６ｂの無 発光時に、ポートＰ２にＨレベルの出力信号Ｋ４が入力されたかどうかを検出す る。そして、マイコン２２は、ポートＰ２にＨレベルの出力信号Ｋ４が入力され 、その出力信号Ｋ４が第１実施例における受光信号Ｋ２と同じ条件のとき、出力 信号Ｋ４は外乱光によるものであるとし、外乱光があると判定する。また、マイ コン２２は、ポートＰ２にＨレベルの出力信号Ｋ４が入力されない場合や、入力 されても条件を満足しない場合には、外乱光がないと判定する。そして、マイコ ン２２は、図７に示すような外乱光があると判定した場合はＳ２へ移行し、外乱 光がないと判定した場合はＳ３へ移行する。

【００６４】 Ｓ２において、マイコン２２は、各発光駆動回路２３ａ，２３ｂを介して、図 ７に示すように各発光素子６ａ，６ｂを発光させる。そして、Ｓ４において、マ イコン２２は、ポートＰ１にＨレベルの出力信号Ｋ３が入力されたかどうかを検 出する。ポートＰ１にＨレベルの出力信号Ｋ３が入力されたならば、朝顔１の前 に人が立っていることがわかる。また、ポートＰ１にＨレベルの出力信号Ｋ３が 入力されなければ、朝顔１の前に人が立っていないことがわかる。そして、マイ コン２２は、ポートＰ１にＨレベルの出力信号Ｋ３が入力されたならばＳ５へ移 行し、入力されなければＳ６へ移行する。そして、Ｓ５またはＳ６において、マ イコン２２は「人検知」または「人非検知」と判定してＳ１へ戻る。

【００６５】 また、Ｓ３において、マイコン２２は、発光駆動回路２３ａを介して、図７に 示すように発光素子６ａだけを発光させる。そして、Ｓ７において、マイコン２ ２は、ポートＰ２にＨレベルの出力信号Ｋ４が入力されたかどうかを検出する。 ポートＰ２にＨレベルの出力信号Ｋ４が入力されたならば、朝顔１の前に人が立 っていることがわかる。また、ポートＰ２にＨレベルの出力信号Ｋ４が入力され なければ、朝顔１の前に人が立っていないことがわかる。そして、マイコン２２ は、ポートＰ２にＨレベルの出力信号Ｋ４が入力されたならばＳ５へ移行し、入 力されなければＳ６へ移行する。そして、Ｓ５またはＳ６において、マイコン２ ２は「人検知」または「人非検知」と判定してＳ１へ戻る。

【００６６】 このように本実施例においては、まず最初に、各発光素子６ａ，６ｂの無発光 時における出力信号Ｋ４に基づいて、外乱光の有無を検出する。 ここで、出力信号Ｋ４は、受光素子６ｃの検出信号が低いレベルであってもＨ レベルになる。一方、出力信号Ｋ３は、受光素子６ｃの検出信号が高いレベルに ならないとＨレベルにならない。言い換えれば、マイコン２２のポートＰ４の検 出感度は高く、ポートＰ３の検出感度は低いといえる。

【００６７】 つまり、出力信号Ｋ４に基づいて外乱光の有無を検出するということは、マイ コン２２の検出感度を上げるのと同じ作用をもっている。そのため、発生してい るのが微小な外乱光であっても、その外乱光の有無を確実に検出することができ る。

【００６８】 そして、外乱光がある場合には両発光素子６ａ，６ｂを発光させる。このとき 、発光素子６ａ，６ｂの投射光の反射光を受光素子６ｃが受光すると、出力信号 Ｋ３，Ｋ４は共にＨレベルになる。そこで、出力信号Ｋ３に基づいて人検知動作 を行う。ここで、出力信号Ｋ３に基づいて人検知動作を行うということは、マイ コン２２の検出感度を下げるのと同じ作用をもっている。

【００６９】 つまり、外乱光がある場合には、両発光素子６ａ，６ｂを発光させることによ って発光出力を増加させて受光素子６ｃの検出信号を大きくした上で、マイコン ２２の検出感度を下げて人検知動作を行っている。そのため、第１実施例におけ る受光信号Ｋ１と同様に、出力信号Ｋ３のＳ／Ｎ比は高くなる。

【００７０】 その結果、外乱光があっても、その影響を受けることなく、正確な人検知動作 が可能になる。 また、外乱光がない場合には発光素子６ａだけを発光させ、出力信号Ｋ４に基 づいて人検知動作を行う。ここで、出力信号Ｋ４に基づいて人検知動作を行うと いうことは、マイコン２２の検出感度を上げるのと同じ作用をもっている。

【００７１】 つまり、外乱光がない場合には、発光出力を減少させて受光素子６ｃの検出信 号を小さくした上で、マイコン２２の検出感度を上げて人検知動作を行っている 。そのため、第１実施例における受光信号Ｋ２と同様に、出力信号Ｋ４のＳ／Ｎ 比は多少低くなる。しかし、外乱光がないことは既に確認済みであるため、出力 信号Ｋ４のＳ／Ｎ比が多少低くなっても、人検知動作には影響を与えない。

【００７２】 このように本実施例においては、まず最初に、外乱光の有無を検知し、外乱光 がある場合は発光出力を高めてマイコン２２の検出感度を低くし（高発光出力・ 低検出感度）、外乱光がない場合は発光出力を低めてマイコン２２の検出感度を 高くしている（低発光出力・高検出感度）。すなわち、第１実施例では外乱光の 有無に基づいて受光素子６ｃの増幅度を増減させるのに対し、本実施例では外乱 光の有無に基づいてマイコン２２の検出感度を増減させることにより、同じ作用 を得ている。従って、本実施例においても、正確な人検知動作と低消費電力とを 両立させることができる。

【００７３】 その他の動作（前洗浄処理および後洗浄処理）や効果については、本実施例と 第１実施例とは全て同じであるので、ここでは説明を省略する。 尚、本考案は上記各実施例に限定されるものではなく、以下のように実施して もよい。

【００７４】 １）両発光素子６ａ，６ｂを発光させる代わりに発光素子６ａの発光出力を２ 倍以上に増加させることにより、発光素子６ｂを省く。 図８に、その場合の発光素子６ａの駆動回路を示す。

【００７５】 発光素子６ａのアノードには、トランジスタＴｒ３を介して定電圧回路２０か らの直流電圧が印加されている。一方、発光素子６ａのカソードとグランド間に は、直列に接続された抵抗Ｒ４およびトランジスタＴｒ４と、抵抗Ｒ３とが並列 に接続されている。そのため、両発光駆動回路２３ａ，２３ｂによって両トラン ジスタＴｒ３，Ｔｒ４がオンされると、発光素子６ａに流れる駆動電流Ｉ３が増 し、発光素子６ａの発光出力が増加される。

【００７６】 ２）第１実施例において、マイコン２２のポートＰ１，Ｐ２によって増幅度の 異なる各受光信号Ｋ１，Ｋ２を切り換えるのではなく、各増幅器３１，３２の出 力を切り換えて、その一方のみがマイコン２２に入力されるようにする。

【００７７】 図９に、その場合の受光回路２４の一例を示す。 各増幅器３１，３２の出力信号を、マイコン２２によって切り換え制御される アナログスイッチ５１で切り換えて、バンドパスフィルタ３３に入力させる。バ ンドパスフィルタ３３の出力信号は、第１実施例と同様に、波形整形回路３５を 介してマイコン２２のポートに入力される。

【００７８】 この場合、バンドパスフィルタ３４と波形整形回路３６とを省くことができる 。 ３）第１実施例において、各増幅器３１、３２を、増幅度が可変可能な１つの 増幅器に置き代え、その増幅度が所定の値になるようにマイコン２２によって切 り換え制御する。この場合、増幅器としてオペアンプを用いれば、負帰還抵抗を 切り換えるだけで、簡単に増幅度を可変させることができる。

【００７９】 ４）発光素子６ａ，６ｂの無発光時の受光信号Ｋ１〜Ｋ３に基づいて外乱光の 有無を検出するのではなく（すなわち、受光素子６ｃと受光回路２４とを流用し て外乱光の有無を検出するのではなく）、外乱光の検出専用の受光素子と受光回 路とを設ける。

【００８０】 ５）第２実施例において、基準電圧生成回路４１の各抵抗ｒの抵抗値を変える ことにより、マイコン２２の各ポートＰ１，Ｐ２の検出感度を適宜に変更する。 ６）第２実施例において、バンドパスフィルタ３３の出力信号を直接マイコン ２２に入力させ、マイコン２２内で各ポートＰ１，Ｐ２の検出感度を増減させる 。つまり、基準電圧生成回路４１と各コンパレータ４２，４３による作用をマイ コン２２自体に行わせる。

【００８１】 ７）第１実施例において、増幅器とバンドパスフィルタと波形整形回路とをそ れぞれ３つ以上用意し、外乱光の強度に応じて、受光素子６ｃの増幅度を２段階 ではなく３段階以上に切り換えるようにする。

【００８２】 ８）第２実施例において、基準電圧生成回路４１を直列に接続された４つの抵 抗ｒから構成すると共にコンパレータを３つ以上用意し、外乱光の強度に応じて 、マイコン２２の検出感度を２段階ではなく３段階以上に切り換えるようにする 。

【００８３】 ９）発光素子を３つ以上用意し、発光出力を２段階ではなく３段階以上に切り 換えるようにする。 １０）「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 続した場合に前洗浄処理を行う。また、「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回連続した場合に後洗浄処理を行う。この場合は、朝 顔１の前を単に人が横切ったり、小用中に人の体が揺れたりしても、より確実に 人検知動作を行うことができ、前洗浄処理や後洗浄処理を誤って行うことがなく なる。

【００８４】 １１）発光指令信号Ｆをデューティ５０％のパルス波ではなく任意なデューテ ィのパルス波とする。 １２）リチウム電池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。

【００８５】 １３）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６ ａ，６ｂから赤外光ではなく可視光または紫外光を投射させ、受光素子６ｃにそ の投射光を受光させて検出信号を出力させる。

【００８６】 １４）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装置に 具体化する。 １５）衛生器具における自動洗浄装置だけでなく、自動ドア、ＦＡ機器等の他 の物体検出装置に具体化する。

【００８７】 １６）上記１）〜１５）をそれぞれ適宜に組み合わせて実施する。

【００８８】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、インバータ蛍光灯等による外乱光が発生 しても正確に物体を検出することができる上に、消費電力を小さくすることがで きる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を男子用水洗小便器（朝顔）の自動洗浄
装置に具体化した第１実施例の電気ブロック回路図であ
る。

【図２】第１および第２実施例における各発光素子６
ａ，６ｂの駆動回路を示す回路図である。

【図３】第１実施例における人検知動作を示すフローチ
ャートである。

【図４】第１および第２実施例の男子用水洗小便器（朝
顔）の取り付け状態を示す一部切欠側面図である。

【図５】図４に示す男子用水洗小便器（朝顔）の正面図
である。

【図６】本考案を男子用水洗小便器（朝顔）の自動洗浄
装置に具体化した第２実施例の要部電気ブロック回路図
である。

【図７】第２実施例におけるタイムチャートである。

【図８】発光素子６ａの駆動回路を示す回路図である。

【図９】第１実施例における受光回路２４の別例を示す
回路図である。

【符号の説明】

６ａ，６ｂ…発光素子、６ｃ…外乱光検出手段としての
受光素子、２２…外乱光検出手段，発光出力可変手段，
増幅度可変手段，検出感度可変手段および制御判定手段
としてのマイクロコンピュータ、２３ａ，２３ｂ…発光
出力可変手段としての発光駆動回路、３１，３２…増幅
度可変手段としての増幅器、４１…検出感度可変手段と
しての基準電圧生成回路、４２，４３…検出感度可変手
段としてのコンパレータ、２４…外乱光検出手段として
の受光回路

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定められた周波数のパルス波の１パ
   ルスを入力する度に１回だけ発光するようになっている
   発光素子（６ａ，６ｂ）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（６ｃ）によ
   って検出することにより物体を検知する物体検出装置に
   おいて、 何らかの外因によって発生し、発光素子からの投射光の
   反射光に対して外乱として作用する外乱光を検出する外
   乱光検出手段（６ｃ，２４，２２）と、 発光素子の発光出力を可変する発光出力可変手段（２
   ２，２３ａ，２３ｂ）と、 受光素子の検出信号の増幅度を可変する増幅度可変手段
   （２２，３１，３２）と、 外乱光検出手段の検出結果に基づいて、外乱光がある場
   合には発光出力可変手段を制御して発光素子の発光出力
   を高くさせると共に、増幅度可変手段を制御して受光素
   子の検出信号の増幅度を低くさせ、その増幅された検出
   信号に基づいて物体の存在を判定し、外乱光がない場合
   には発光出力可変手段を制御して発光素子の発光出力を
   低くさせると共に、増幅度可変手段を制御して受光素子
   の検出信号の増幅度を高くさせ、その増幅された検出信
   号に基づいて物体の存在を判定する判定制御手段（２
   ２）とを設けたことを特徴とする物体検出装置。
2. 【請求項２】 予め定められた周波数のパルス波の１パ
   ルスを入力する度に１回だけ発光するようになっている
   発光素子（６ａ，６ｂ）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（６ｃ）によ
   って検出することにより物体を検知する物体検出装置に
   おいて、 何らかの外因によって発生し、発光素子からの投射光の
   反射光に対して外乱として作用する外乱光を検出する外
   乱光検出手段（６ｃ，２４，２２）と、 発光素子の発光出力を可変する発光出力可変手段（２
   ２，２３ａ，２３ｂ）と、 受光素子の検出信号の検出感度を可変する検出感度可変
   手段（２２，４１，４２，４３）と、 外乱光検出手段の検出結果に基づいて、外乱光がある場
   合には発光出力可変手段を制御して発光素子の発光出力
   を高くさせると共に、検出感度可変手段を制御して受光
   素子の検出信号の検出感度を低くさせ、その検出信号に
   基づいて物体の存在を判定し、外乱光がない場合には発
   光出力可変手段を制御して発光素子の発光出力を低くさ
   せると共に、検出感度可変手段を制御して受光素子の検
   出信号の検出感度を高くさせ、その検出信号に基づいて
   物体の存在を判定する判定制御手段（２２）とを設けた
   ことを特徴とする物体検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の物体検
   出装置において、外乱光検出手段は、発光素子の無発光
   時における受光素子の検出信号に基づいて外乱光を検出
   することを特徴とする物体検出装置。