JPH09159441A

JPH09159441A - 人体検出距離センサー

Info

Publication number: JPH09159441A
Application number: JP7315493A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Araki; 宏明新木
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1995-12-04
Filing date: 1995-12-04
Publication date: 1997-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】人体検出距離センサーを障害者用のトイレ内
に取り付ける際において、障害者が身体を支持する為に
配置している手摺り棒や支持杆等が人体検出距離センサ
ーの光路を邪魔する位置に配置されることが多いのであ
る。このような場合に、僅かに光路の方向を変えれば、
大きな設計変更をする必要なく施工が可能な場合が多い
にも関わらず、従来は発光体と受光体の一体化した距離
センサー体の向きを変更できないので、止むを得ず全体
の施工をやり直すということがあった。本発明は、上下
又は／及び左右に方向を変換可能な反射材を配置して、
該反射材の調整のみで、上記の不具合に対応可能とした
ものである。【解決手段】発光素子及び半導体位置検出素子と被測
定物との間に、反射材を配置した。また、反射材の反射
方向を上下及び／又は左右に調整可能とした。また、反
射材の調整を距離センサーパネルの前面より行うべく構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小便器又は大便器
において、使用者の有無を判別して洗浄水を流したり止
めたりする場合に、使用者の位置を判別する人体検出距
離センサーの構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、人体検出距離センサーに関す
る技術は公知とされているのである。例えば、特開平７
−１９８６０号公報や、特開平７−１６７６４８号公報
に記載の技術の如くである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】人体検出距離センサー
を障害者用のトイレ内に取り付ける際において、障害者
が身体を支持する為に配置している手摺り棒や、支持杆
等が、人体検出距離センサーの光路を邪魔する位置に配
置されることが多いのである。このような場合に、僅か
に光路の方向を変えれば、大きな設計変更をする必要な
く施工が可能な場合が多いにも関わらず、従来は、発光
体と受光体の一体化した距離センサー体の向きを変更で
きないので、止むを得ず、全体の施工をやり直すという
ことがあったのである。本発明は、上下又は／及び左右
に方向を変換可能な反射材を配置して、該反射材の調整
のみで、上記の不具合に対応可能としたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。請求項１においては、発光素子２と
半導体位置検出素子１と、被測定物３との間に、反射材
Ｍを配置したものである。請求項２においては、反射材
Ｍの反射方向を、上下及び／又は左右に調整可能とした
ものである。請求項３においては、反射材Ｍの調整を、
距離センサーパネルＰの前面より行なうべく構成したも
のである。請求項４においては、人体検出距離センサー
において、焦点の方向が距離センサーパネルの面と平行
になるように、距離センサーのレンズを配置したもので
ある。請求項５においては、人体検出距離センサーを便
器の近傍に配置し、便器を自動制御するものである。請
求項６においては、人体検出距離センサーを洗面化粧台
の前面に配置し、洗面化粧台を自動制御するものであ
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に発明の実施の形態を説明す
る。図１は障害者用トイレの平面図、図２は便器Ｄのメ
カボックスＢの部分に人体検出距離センサーＡを配置し
た構成の側面図、図３は反射材Ｍを上下及び／又は左右
に回動可能とした人体検出距離センサーＡの側面図、図
４は同じく反射材Ｍを上下及び／又は左右に回動可能と
した人体検出距離センサーＡの平面図、図５は人体検出
距離センサーＡを構成する距離センサー１０の部分を示
す図面、図６は人体検出距離センサーＡを構成する距離
センサー１０の電気回路図、図７は半導体位置検出素子
１の上に出来る被測定物３の位置の変化を示す図面、図
８は上下回動ラック１４の螺子山を左右回動枢支軸９を
中心とする円弧状に構成した状態を示す側面図である。

【０００６】本発明の人体検出距離センサーＡは、距離
センサーパネルＰと距離センサー１０と反射材Ｍにより
構成されている。図５と図６において、距離センサー１
０の全体的な構成を説明する。図５において示す如く、
半導体位置検出素子１（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉ
ｔｉｖｅＰｈｏｔｏＤｅｔｅｃｔｏｒ）を受光素子
として用い、発光素子２からの投光が、被測定物３で反
射して戻り、半導体位置検出素子１上に受光されるスポ
ット位置を検出し、三角測量の原理を利用して被測定物
３との間の距離ｄを距離センサー１０を用いて測定し、
人体を検出する。この検出信号により、電磁バルブや温
風ファン等を駆動制御する自動水栓、便器洗浄装置、温
水洗浄便座、ハンドドライヤー、温風発生機付化粧台等
の衛生装置を制御する。上記三角測量の原理は、半導体
位置検出素子１の二つの端子から得られる光電流値をそ
れぞれ電圧値に変換し、これらの電圧値に基づいて距離
ｄを演算するものである。レンズ２１と２２が距離セン
サー１０の内部に配置されており、本発明は該レンズ２
１と２２の焦点の方向が距離センサーパネルの面と平行
になるように、レンズ２１と２２を配置しているのであ
る。

【０００７】図６において、半導体位置検出素子１の２
つの端子から得られるそれぞれの光電流値Ｉ１・Ｉ２
を、電圧値Ｖ１・Ｖ２に変換する為の、電流／電圧変換
回路２０は、オペアンプＯＰ１と抵抗Ｒ１からなり、電
流／電圧変換回路１８は、オペアンプＯＰ２と抵抗Ｒ２
からなっている。オペアンプＯＰ１の出力側には、コン
デンサＣ１が接続され、オペアンプＯＰ２の出力側に
は、コンデンサＣ２が接続されている。

【０００８】また、コンデンサＣ１には抵抗Ｒ２１を入
力抵抗とするオペアンプ使用の積分回路１３が接続さ
れ、コンデンサＣ２には抵抗Ｒ２２と可変抵抗器ＶＲ１
の直列抵抗を入力抵抗とするオペアンプ使用の積分回路
２６が接続されている。この積分回路１３・２６は、電
流／電圧変換回路２０・１８から出力された電圧値Ｖ１
・Ｖ２を平均化する為に設けられている。そして、この
積分回路１３・２６で平均化された電圧値Ｖ１・Ｖ２が
Ａ／Ｄ変換器２３・２４でディジタル値に変換されたあ
と、マイクロコンピュータ１９に入力される。該マイク
ロコンピュータ１９は、Ａ／Ｄ変換器２３・２４からの
ディジタル値に基づいて、三角測量の原理で半導体位置
検出素子１と被測定物３との距離信号を演算し、その距
離がしきい値以下である場合には検知信号を出力する。

【０００９】一方、マイクロコンピュータ１９には、抵
抗Ｒ３を介してトランジスタＱ１が接続されており、マ
イクロコンピュータ１９から投光パルスが出力される
と、トランジスタＱ１がその投光パルスに同期してオン
される。そしてトランジスタＱ１のオン時に電源電圧Ｖ
Ｂから発光素子２に電流が通電され、発光素子２から間
欠投光される。

【００１０】また、投光レベル低減回路３６には、電流
／電圧変換回路１８の出力電圧値Ｖ２が、コンデンサＣ
２を介してオペアンプＯＰ３の非反転端子（＋）に入力
される。一方、オペアンプＯＰ３の反転端子（−）に
は、電源電圧ＶＢを抵抗Ｒ５・Ｒ６で分圧した基準電圧
が印加されている。そしてオペアンプＯＰ３の出力端子
には、抵抗Ｒ７、コンデンサＣ３、及び抵抗Ｒ８からな
る積分回路１７が接続されている。上記積分回路１７の
出力側にはＮＴＰ型のトランジスタＱ２が接続されてお
り、積分回路１７の出力電圧が高くなる程、即ち、半導
体位置検出素子１に入射される外乱光の強さが強い場合
に、トランジスタＱ２の内部抵抗（コレクタ・エミッタ
間抵抗）が低くなり、トランジスタＱ２のコレクタに接
続されたトランジスタＱ１の内部抵抗（コレクタ・エミ
ッタ間抵抗）が高くなって、自動的に発光素子２の発光
量が低減されることから、被測定物３の検知が正常に行
なわれる。

【００１１】以上のように構成された距離センサー１０
において、積分回路２６のオペアンプの入力端子には抵
抗Ｒ２２と可変抵抗器ＶＲ１が接続されているため、こ
の入力抵抗を様々に変化させることができる。また、電
流／電圧変換回路２０から出力される電圧Ｖ１は、Ｖ１
＝Ｅ１−Ｉ１・Ｒ１であり、電流／電圧変換回路１８か
ら出力される電圧値Ｖ２は、Ｖ２＝（Ｅ１＋Ｅ２）＋
（Ｉ１＋Ｉ２）・Ｒ２である。

【００１２】また、コンデンサＣ１から出力された電圧
Ｖ１ｃは、Ｖ１ｃ＝Ｉ１Ｒ１であり、コンデンサＣ２か
ら出力された電圧Ｖ２ｃは、Ｖ２ｃ＝（Ｉ１＋Ｉ２）・
Ｒ２である。ここで、（Ｒ２２＋ＶＲ１）＝ｋＲ２１
（但し、ｋは１以上の値）とすれば、ｋ＝（Ｒ２２＋Ｖ
Ｒ１）／Ｒ２１となり、ｋは、積分回路２６・１３それ
ぞれのオペアンプの入力抵抗値の比である。今、（Ｒ２
２＋ＶＲ１）＝２Ｒ２１（ｋ＝２）とすれば、Ｖ１／Ｖ
２＝１／２がしきい値となり、Ｖ１／Ｖ２と１／２との
比較で、Ｖ１／Ｖ２が１／２より大きければ、マイクロ
コンピュータ１９は検知信号を出力する。

【００１３】図５に示すように、設定する距離をｄ、レ
ンズ２１・２２間の距離Ｂを、レンズ２１・２２と半導
体位置検知素子１間の距離をｆ、半導体位置検出素子１
の受光位置距離をＬとすれば、（Ｉ１＋Ｉ２）／Ｉ１＝
Ｌ・ｄ／Ｂ・ｆとなり、ｄ＝（Ｂ・ｆ／Ｌ）×｛（Ｉ１
＋Ｉ２）／Ｉ１｝となる。またＡ／Ｄ変換器２３・２４
からのディジタル値Ｊ・Ｉは、Ｊ＝（Ｒ２／Ｒ２１）Ｉ
１，Ｉ＝（Ｒ２／ｋ・Ｒ２１）・（Ｉ１＋Ｉ２）より、
ｄ＝（Ｂ・ｆ／Ｌ）×（Ｉ／Ｊ）×ｋとなり、ＩとＪを
１対１でしきい値を決めると、ｄはｋに比例する。従っ
て、被検知体３と距離センサー１０との間の距離ｄは、
積分回路１３・２６それぞれのオペアンプの入力端子に
直列に接続された二つの抵抗の抵抗値の比率に比例した
値になり、検出距離が遠方でも近くでもステップ巾が一
定になる。よって遠方ほどラフな設定となることが無く
なったのである。従来はｄはＪに反比例していたので、
遠方設定ほどステップ幅が広く、ラフな設定となってい
たのである。

【００１４】以上の距離センサー１０は、設定されたし
きい値を境に、被測定物３の検知、非検知が行われるた
め、この境界において短時間間隔の検知、非検知が繰り
返され不安定な検知状態になることがある。そのため、
マイクロコンピュータ１９は、非測定物３の検知前に前
記Ｉ＝Ｊをしきい値とする一方、検知後は、検知後のＩ
をＩａとして、Ｉａ＝０．９Ｉになるように制御し、非
検知状態になったら、Ｉ＝Ｊのしきい値に戻すという制
御をする。上記制御により検知、非検知のヒステリシス
状態を作り、検知、非検知の短時間間隔の繰り返しを防
止することができる。尚、検知後のしきい値距離はｄ／
０．９に長くなる。以上説明した人体検出距離センサー
Ａは、小便器、大便器の用便者検知用に、あるいは洗面
化粧台の洗浄装置の使用者検知用に、また、ハンドドラ
イヤーの使用者検知用等に使用することができる。

【００１５】本発明は、該半導体位置検出素子１と発光
素子２とその他の電子回路を一体的に配置した距離セン
サー１０を、円筒状又は角筒状に構成し、図３に示す様
に、距離センサーパネルＰと平行する方向に配置したの
である。即ち、距離センサーパネルＰはトイレ等の壁部
５に付設されるので、該距離センサー１０はこのトイレ
等の壁部５に平行に配置されることとなる。そして、距
離センサー１０の内部の発光素子２から投光される光路
が通過する光路通過孔６が、距離センサーパネルＰとト
イレ等の壁部５に開口されている。故に、距離センサー
１０からトイレ等の壁部５と平行に出入りする光路は、
反射材Ｍにより略直角方向に反射されるのである。

【００１６】そして、該反射材Ｍを上下及び／又は左右
に反射角度を調整可能としている。図３においては上下
に調整可能とした構成であり、図４においては上下左右
に調整可能とした構成である。該反射材Ｍは、左右の水
平方向に上下回動枢支軸１６・１６を突出し、該上下回
動枢支軸１６・１６を左右回動枢支体８に枢支して、上
下回動可能としている。該左右回動枢支体８は距離セン
サーパネルＰの反対側の壁部に付設されている支持部材
に枢結され、上下方向の軸である左右回動枢支軸９を介
して左右回動可能としている。該構成において、左右回
動枢支軸８の一方の一部分に左右回動ラック１１が穿設
され、該左右回動ラック１１に左右回動調整螺子１２が
螺装されている。該左右回動調整螺子１２は距離センサ
ーパネルＰの前面に調整頭部１２ａが突出されており、
該調整頭部１２ａをドライバー等で正逆回転することに
より、左右回動調整螺子１２の螺子部が左右回動ラック
１１を回動させ、左右回動枢支体８が左右回動枢支軸９
を中心に左右方向に僅かに回動し、反射材Ｍの左右への
調整回動が可能となっている。

【００１７】また、反射材Ｍの上下への調整回動は、反
射材Ｍの裏面に固定された上下回動ラック１４を前後回
動させることによって行う。該上下回動調整螺子１５の
調整頭部１５ａも、距離センサーパネルＰの前面に突出
されており、該調整頭部１５ａにドライバーを挿入して
正逆回転することにより、上下回動調整螺子１５の螺子
部が上下回動ラック１４を回動させ、反射材Ｍが左右回
動枢支体８の内部で上下回動軸１６・１６を支点として
上下に回動し、調整可能となっている。

【００１８】そして、前記左右回動調整螺子１２の回動
により左右回動支持体８等を介して反射材Ｍが回動する
ので、上下回動ラック１４と上下回動調整螺子１５との
間の螺装角度が変化しないように、上下回動ラック１４
を反射材Ｍの真下の位置で、上下回動調整螺子１５上に
配置し、左右回動枢支軸９も上下回動調整螺子１５が通
過する線上に配置している。そして、前記上下回動ラッ
ク１４の螺子は左右回動枢支軸９を中心とする円弧状の
螺子山となるように穿設し、図８に示す如く、上下回動
ラック１４が左右回動枢支軸９を中心に回動しても、上
下回動ラック１４と上下回動調整螺子１５との噛合状態
が変化しないように構成している。以上の如く、反射材
Ｍを上下及び／又は左右に回動調整可能としたので、図
３に示す如く、距離センサーパネルＰの前に手摺り棒Ｔ
が配置された場合でも、左右回動調整螺子１２又は上下
回動調整螺子１５を調整することにより、光路の方向を
変更することが出来るのである。

【００１９】図２においては、トイレ等の壁部５に人体
検出距離センサーＡを配置するのではなくて、通常の便
器ＤのメカボックスＢの部分に人体検出距離センサーＡ
を配置する構成を図示している。この場合に、ロータン
クＷの前面に配置しても良いが、便器Ｄの便器蓋Ｆを開
いた場合に、この便器蓋Ｆにより光路が遮断されること
の無い位置に人体検出距離センサーＡを配置する必要が
ある。

【００２０】図１はトイレ等の壁部５と便器Ｄと人体検
出距離センサーＡとの平面的な位置関係が図示されてい
る。通常は便器Ｄを中央に配置し、その側面のトイレ等
の壁部５の部分に人体検出距離センサーＡが配置される
可能性が高い。そして、便器Ｄに使用者が座った状態
で、該位置への被測定物３の存在を確認して、座ってか
ら１０秒後に洗浄水を一定量流し、また排泄終了後に便
器Ｄから離れると、３分後に自動的に洗浄水が流れる等
の操作が自動的に行われるのである。

【００２１】また、本発明の人体検出距離センサーＡを
洗面化粧台の前面に配置することにより、使用者が洗面
化粧台に近付いたことを検出して、洗面ボールの洗浄水
を予め流したり、洗面化粧台の照明を点灯したり、冬期
は足元に温風を噴き出したり各部の蓋の開閉を行った
り、足元ヒーターを付けたりすることが可能である。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。第１に、トイレ等の内部
に手摺り棒Ｔが取付られると、この手摺り棒Ｔの位置
と、便器Ｄに座った使用者の位置を確認する為の人体検
出距離センサーＡの位置が、手摺り棒Ｔの配置の必要な
位置と、人体検出距離センサーＡの配置の必要な位置
が、常時略同じような位置に来るのである。故に、人体
検出距離センサーＡからの光路が手摺り棒Ｔに干渉され
るという不具合が発生しがちなのである。本発明の如
く、反射材Ｍを上下及び／又は左右に調整可能としたこ
とにより、この手摺り棒Ｔと人体検出距離センサーＡの
光路との干渉を解消する作業が簡単に出来るようになっ
たのである。

【００２３】第２に、手摺り棒Ｔと人体検出距離センサ
ーＡの位置が、互いに干渉しあう場合に、どちらかの位
置を上下に変更すると、手摺り棒Ｔの位置が力の入り難
い位置となったり、また人体検出距離センサーＡの位置
が、正確に被測定物３の位置を確認できない位置となる
ことが多いが、本発明の如く、反射材Ｍを上下及び／又
は左右に回動調整可能とすることにより、どちらも最適
の位置に配置することが可能となったものである。

【００２４】第３に、該上下及び／又は左右に調整する
為の左右回動調整螺子１２の調整頭部１２ａと、上下回
動調整螺子１５の調整頭部１５ａを、距離センサーパネ
ルＰの前面に配置したことにより、人体検出距離センサ
ーＡをトイレ等の壁部５に取り付けた状態で、光路の変
更状態を確認しながら調整が可能となり、最終的な調整
が簡単に出来るのである。

【００２５】第４に、本発明の人体検出距離センサーＡ
を洗面化粧台の前面に配置することにより、使用者が洗
面化粧台に近付いたことを検出して、洗面ボールの洗浄
水を予め流したり、洗面化粧台の照明を点灯したり、冬
期は足元に温風を噴き出したり各部の蓋の開閉を行った
り、足元ヒーターを付けたりすることが可能となったの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】障害者用トイレの平面図。

【図２】便器ＤのメカボックスＢの部分に人体検出距離
センサーＡを配置した構成の側面図。

【図３】反射材Ｍを上下及び／又は左右に回動可能とし
た人体検出距離センサーＡの側面図。

【図４】同じく反射材Ｍを上下及び／又は左右に回動可
能とした人体検出距離センサーＡの平面図。

【図５】人体検出距離センサーＡを構成する距離センサ
ー１０の部分を示す図面。

【図６】人体検出距離センサーＡを構成する距離センサ
ー１０の電気回路図。

【図７】半導体位置検出素子１の上に出来る被測定物３
の位置の変化を示す図面。

【図８】上下回動ラック１４の螺子山を左右回動枢支軸
９を中心とする円弧状に構成した状態を示す側面図。

【符号の説明】

Ａ人体検出距離センサーＴ手摺り棒Ｐ距離センサーパネル１半導体位置検出素子２発光素子３被測定物５トイレ等の壁部６光路通過孔８左右回動枢支体９左右回動枢支軸１０距離センサー１１左右回動ラック１２左右回動調整螺子１３上下回動ラック１５上下回動調整螺子１６上下回動枢支軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子及び半導体位置検出素子と、被
測定物との間に、反射材を配置したことを特徴とする人
体検出距離センサー。
【請求項２】請求項１記載の反射材の反射方向を、上
下及び／又は左右に調整可能としたことを特徴とする人
体検出距離センサー。
【請求項３】請求項２記載の反射材の調整を、距離セ
ンサーパネルの前面より行なうべく構成したことを特徴
とする人体検出距離センサー。
【請求項４】請求項１記載の人体検出距離センサーに
おいて、焦点の方向が距離センサーパネルの面と平行に
なるように、距離センサーのレンズを配置したことを特
徴とする人体検出距離センサー。
【請求項５】請求項１記載の人体検出距離センサーを
便器の近傍に配置し、便器を自動制御することを特徴と
する人体検出距離センサー。
【請求項６】請求項１記載の人体検出距離センサーを
洗面化粧台の前面に配置し、洗面化粧台を自動制御する
ことを特徴とする人体検出距離センサー。