(57)【要約】【課題】  他の小便器との電波干渉による誤動作を回避する小便器洗浄装置を提供する。【解決手段】  小便器へ洗浄水を給水するバルブを制御する小便器洗浄装置であって、ドップラーセンサの出力に応じて対象物の動きを判定してバルブを制御する制御部を備え、制御部は、ドップラーセンサ出力に含まれる尿流に相当する所定の周波数信号を抽出し、抽出した周波数信号の信号レベルが閾値を超えると尿流有と判定する尿流検出手段と、ドップラーセンサ出力に含まれるドップラー信号に基づいて人体の信号レベルを検出する人体検出手段とを有するとともに、人体検出手段により検出する人体の信号レベルが人体と前記小便器洗浄装置との距離が近接状態に相当する値を超えた場合に、尿流検出手段は抽出した周波数信号の信号レベルに関する尿流有と判断する標準尿判定閾値より低い信号レベルの近接尿判定閾値へ変更する。【選択図】  図４
2010236229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小便器へ洗浄水を給水するバルブを制御し対象物検知手段を備え連立して取付けられる小便器洗浄装置であって、前記対象物検知手段は、前記小便器洗浄装置の使用を判定するために対象物に電波を送信する送信手段及びその反射波を受信してドップラー信号を生成する受信手段を備えるドップラーセンサと、前記ドップラーセンサの出力に応じて対象物の動きを判定して前記バルブを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ドップラーセンサ出力に含まれる尿流に相当する所定の周波数信号を抽出し、抽出した周波数信号レベルが閾値を超えると尿流有と判定する尿流検出手段と、前記ドップラーセンサ出力に含まれるドップラー信号に基づいて人体の信号レベルを検出する人体検出手段とを有するとともに、前記人体検出手段により検出する人体の信号レベルが前記人体と前記小便器洗浄装置との距離が近接に相当する値を超えた場合に、前記尿流検出手段は抽出した周波数信号レベルに関する尿流有と判断する標準尿判定閾値より低い周波数信号レベルの近接尿判定閾値へ変更することを特徴とする小便器洗浄装置。
【請求項２】
前記近接尿判定閾値は、前記人体検出手段が人体を検出し始める距離での前記小便器洗浄装置に隣接する他の小便器洗浄装置からの電波干渉による周波数信号レベルよりも低い値であることを特徴とする請求項１記載の小便器洗浄装置。
【請求項３】
前記制御部は、さらに前記ドップラー信号から抽出する尿流に相当する周波数信号を検出し判定するドップラー周波数の範囲を低い周波数側に拡大することを特徴とする請求項１または２記載の小便器洗浄装置。
【請求項４】
前記人体検出手段は、前記抽出した周波数信号の分散値に基づいて人体を検出し、前記分散値の周波数信号レベルに応じて前記尿流検出手段の尿流検出条件の変更を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいづれか一つに記載の小便器洗浄装置。
【請求項５】
前記人体検出手段は、前記ドップラーセンサ出力に含まれる定在波信号に基づいて人体を検出し、前記定在波信号レベルに応じて前記尿流検出手段の尿流検出条件の変更を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいづれか一つに記載の小便器洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、小便器洗浄装置に関し、具体的には小便器の自動洗浄を行う小便器洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波センサを使用し、人体および尿流の検出を行う便器洗浄システムがある（特許文献１）。特許文献１に記載された便器洗浄システムによれば、ドップラー信号に含まれる人体の動き、尿流に相当する所定の周波数信号を抽出し、それらの信号を用いて検出処理を行い、その検出結果に応じて小便器に洗浄水を供給する。
【０００３】
しかしながら、使用者が小便器に近接した状態で排尿を行う場合は、尿流が小便器に衝突するまでの軌道が短く、ドップラー信号が発生しにくい。通常は尿流の軌道が放物線になり、マイクロ波センサの電波放射方向に対し対抗する速度成分が尿流に含まれるためドップラー信号が発生しやすいが、小便器に近接した状態では尿流は直線に近い軌道になるため、尿流の放射角度によってはマイクロ波センサの電波放射方向に対し並行する速度成分が少なくドップラー信号が発生し難い。したがって、ドップラー信号に含まれる尿流に相当する周波数信号は小さくなり、十分な信号レベルを得ることができず検出が困難である。
【０００４】
また、他の小便器に搭載されたマイクロ波センサから放射される電波との干渉により尿流に相当する周波数帯のドップラー信号が発生する（特許文献２）。電波干渉により発生する信号は、小便器に近接した状態の排尿によるドップラー信号よりも信号レベルが大きく、他の小便器との電波干渉による誤動作を避けるため、ドップラー信号の尿流検出の閾値は電波干渉により発生する信号レベルよりも高く設定しなければならない。そのため、小便器に近接した状態での排尿は検出することができず、小便器に洗浄水を供給できない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３０６７２号公報
【特許文献２】特開２００７−２４７１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、他の小便器との電波干渉による誤動作を回避し、なおかつ小便器に近接した状態での排尿を検知し確実に洗浄水を供給することができる小便器洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、小便器へ洗浄水を給水するバルブを制御し対象物検知手段を備え連立して取付けられる小便器洗浄装置であって、前記対象物検知手段は、前記小便器洗浄装置の使用を判定するために対象物に電波を送信する送信手段及びその反射波を受信してドップラー信号を生成する受信手段を備えるドップラーセンサと、前記ドップラーセンサの出力に応じて対象物の動きを判定して前記バルブを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ドップラーセンサ出力に含まれる尿流に相当する所定の周波数信号を抽出し、抽出した周波数信号レベルが閾値を超えると尿流有と判定する尿流検出手段と、前記ドップラーセンサ出力に含まれるドップラー信号に基づいて人体の信号レベルを検出する人体検出手段とを有するとともに、前記人体検出手段により検出する人体の信号レベルが前記人体と前記小便器洗浄装置との距離が近接に相当する値を超えた場合に、前記尿流検出手段は抽出した周波数信号レベルに関する尿流有と判断する標準尿判定閾値より低い周波数信号レベルの近接尿判定閾値へ変更することを特徴とする小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、人体の信号レベルにより小便器使用者の立ち位置を想定し、立ち位置に応じた適切な尿判定閾値を設定できる。したがって、立ち位置が小便器から遠い場合は電波干渉を避けるため標準尿判定閾値に設定し、立ち位置が小便器に近接している場合は人体により他の小便器から放射される電波を遮断できるため、標準尿判定閾値より低い信号レベルの近接尿判定閾値へ設定できるので、ドップラー信号が発生し難い小便器に近接した状態での尿流も確実に検出することができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、前記近接尿判定閾値は、前記人体検出手段が人体を検出し始める距離での前記小便器洗浄装置に隣接する他の小便器洗浄装置からの電波干渉による周波数信号レベルよりも低い値であることを特徴とする請求項１記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、人体と小便器との距離が近接した状態では前記小便器洗浄装置に隣接する他の小便器洗浄装置からの電波干渉による周波数信号レベルが、人体検出し始める位置での電波干渉による周波数信号レベルより低くなるので、人体検出手段が人体検出し始める距離での他の小便器洗浄装置からの電波干渉による信号レベルよりも低い値に近接尿判定閾値を設定することができ尿の検出感度を向上させるため、正確に尿を検出することが可能になる。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、前記制御部は、さらに前記ドップラー信号から抽出する尿流に相当する周波数信号を検出し判定するドップラー周波数の範囲を低い周波数側に拡大することを特徴とする請求項１または２記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、人体と小便器との距離が近接した状態での排尿において、ドップラーセンサの電波放射方向に対し並行する尿流の速度成分が少ない場合であっても、尿流として抽出する周波数範囲を低い周波数側に拡大することで、隣接する他の小便器洗浄装置からの電波干渉による誤検出防止のために制限していた低い周波数帯域を検出できるため、尿の検出感度を向上できる。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、前記人体検出手段は、前記抽出した周波数信号の分散値に基づいて人体を検出し、前記分散値の周波数信号レベルに応じて前記尿流検出手段の尿流検出条件の変更を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいづれか一つに記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、ドップラー信号の分散値は、ドップラー信号の振幅値よりも顕著に現れ、より安定的に推移するため、被検知体が小便器に接近したか否かの判断は、容易になる。
【００１１】
また、請求項５記載の発明は、前記人体検出手段は、前記ドップラーセンサ出力に含まれる定在波信号に基づいて人体を検出し、前記定在波信号レベルに応じて前記尿流検出手段の尿流検出条件の変更を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいづれか一つに記載の小便器洗浄装置である。
この小便器洗浄装置によれば、ドップラーセンサと人体の間の距離に応じて信号レベルが変化する定在波信号を用いて人体検知を行うことで、使用者の小便器に対する立ち位置をより詳細に把握することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の態様によれば、他の小便器との電波干渉による誤動作を回避し、なおかつ小便器に近接した状態での排尿を検知し確実に洗浄水を供給することができる小便器洗浄装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる小便器洗浄装置を表す側面模式図である。
【図２】小便器に対する使用者の一般的な使用方法を表す側面模式図である。
【図３】ドップラーセンサの検出方向を説明するための側面模式図である。
【図４】小便器に対する使用者の立ち位置の違いを説明するための側面模式図である。
【図５】小便器に対する使用者の立ち位置とドップラー信号の関係を示した図である。
【図６】本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。
【図７】本実施形態の人体判定の動作を例示するフローチャートである。
【図８】本実施形態の尿流判定の動作を例示するフローチャートである。
【図９】本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。
【図１０】本実施形態の人体判定の動作を例示するフローチャートである。
【図１１】人体接近によるドップラー信号と、そのドップラー信号の分散値と、の一例を表すグラフ図である。
【図１２】本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成の具体例を例示するブロック図である。
【図１３】定在波を用いた場合の判定動作の具体例を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
図１は、本発明の実施の形態にかかる小便器洗浄装置を表す側面模式図である。
図１に表した小便器洗浄装置は、男性用の小便器１００に付設され、人体および尿流を検出するマイクロ波ドップラーセンサ（以下、単に「ドップラーセンサ」という）２００と、小便器洗浄を制御する制御部３００と、を備える。
【００１５】
小便器１００は、ボール部１１０を有する。ボール部１１０の上部には、洗浄水をボール部１１０へ吐水する給水部１２０が設けられ、ボール部１１０の下部には、洗浄水を一時的に貯留するトラップ部１３０が設けられている。トラップ部１３０に貯留された水（封水）は、排水路側からボール部１１０側に悪臭や害虫類が進入することを防止している。そして、トラップ部１３０に貯留された水は、給水部１２０から吐水された洗浄水の水量に応じて、排水口１４０から排水路へ適宜排出される。
【００１６】
ドップラーセンサ２００は、小便器１００の裏面（後方）側、すなわちボール部１１０とは反対側に設置されている。ドップラーセンサ２００は、マイクロ波あるいはミリ波などの高周波の電波を放射（送信）し、放射した電波の被検知体からの反射波を受信して、被検知体の有無を検知し、その検知信号を出力する高電波センサである。このドップラーセンサ２００は、図１に表した検出範囲２０１のように、小便器１００の前方に立った使用者（人体）５１０や、使用者５１０からの排尿などを検出する。なお、ドップラーセンサ２００については、後に詳述する。
【００１７】
制御部３００は、ドップラーセンサ２００から出力された検知信号（ドップラー信号）に基づいて、給水路の途上に設けられた給水バルブ４００を駆動させる。給水部１２０と給水バルブ４００とは、給水路によって連結されている。給水バルブ４００が開放されている場合には、水は給水路の内部を通り、給水部１２０から吐水される。一方、給水バルブ４００が閉止されている場合には、水が給水部１２０から吐水されることはない。なお、本願明細書において「水」という場合には、「湯」も含むものとする。
【００１８】
図２は、本実施形態の小便器を使用している様子を側面から示した図である。使用者５１０の立ち位置にはばらつきがあり、立ち位置の違いは人体および尿流の検知信号へ影響を与える。この立ち位置の違いによる影響については、後に供述する。また、図３は、ドップラーセンサの検出方向を説明するための側面模式図である。なお、図３は、ドップラーセンサがボール面に対して傾斜して設置された場合を例示する側面模式図である。
【００１９】
ドップラーセンサ２００は、図２および図３に表したように、小便器１００の裏面側に設置され、その検出範囲２０１が前方および下方を向くように、ボール面１１１に対して傾斜して設置されている。
【００２０】
ここで、ドップラーセンサ２００の電波放射方向（最大指向方向）は、図３に表したように、尿流５２０の軌道に対して傾斜している。そして、放射された電波は尿流５２０に反射され、ドップラーセンサ２００は、この反射された電波（反射波）を受信し、受信する電波量はドップラーセンサ２００から尿流５２０までの距離が近いほど大きく、検出範囲２０１の内部においてもその関係は同様である。ドップラーセンサ２００が出力するドップラー信号（検知信号）は、受信する電波の量と反射物体である尿流５２０が持つ電波反射方向と並行する速度成分により決定する。これは、尿流のみではなく、反射物体が使用者５１０であっても同様である。つまり、尿流５２０が電波放射方向と直交する速度成分を主とする場合、得られるドップラー信号は、非常に小さな信号となってしまう。使用者５１０が小便器１００に近接して排尿する場合、小便器１００に尿流５２０が衝突するまでの軌道が直線に近い状態になるため、尿流が電波放射方向と直交する速度成分を主とする場合には、小便器洗浄装置は検出できないおそれがある。
【００２１】
また、連立して小便器洗浄装置が設置される場合、他の装置に設置されているドップラーセンサ２００から送信された電波（送信波）を受信することによる電波干渉の影響でドップラー信号が発生し、その周波数帯域は、尿流５２０によるドップラー信号の周波数帯域に近いため、尿流５２０を検出する閾値を低く設定（近接尿判定閾値）すると、電波干渉の影響により小便器洗浄装置は尿流がきたと誤検出してしまう。
【００２２】
本実施形態にかかる小便器洗浄装置は、電波干渉による誤検出を防止し、なおかつ使用者５１０が小便器１００に近接した状態（近接位置）での排尿も確実に検出することができる。以下、電波干渉の防止、および小便器直近の排尿検出に関して、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図４(a)は使用者５１０が小便器１００から離れた位置（標準位置）に立った状態で使用している様子を示した図、図４(b)は使用者５１０が小便器１００に近い位置に立った状態で使用している様子を示した図である。
【００２４】
図４(a)のように使用者５１０が小便器１００から離れた位置（標準位置）に立っている場合、尿流５２０の軌道は放物線となるため、尿流５２０は便器１００に衝突するまでの間に様々な速度成分を有することとなり、電波放射方向と直交する速度成分も有するため、ドップラーセンサ２００が出力するドップラー信号は大きくなる。他の小便器洗浄装置との電波干渉によるドップラー信号も発生するが、尿流５２０によるドップラー信号の信号レベルの方が大きくなるため、電波干渉によるドップラー信号の信号レベルと尿流５２０によるドップラー信号の信号レベルの間に尿流検出の閾値（標準尿判定閾値）を設定すれば、電波干渉による誤作動なく、尿流５２０のみを確実に検出できる。
【００２５】
図４(b)のように使用者５１０が小便器１００に近い位置（近接位置）に立っている場合、尿流５２０がすぐに小便器１００に衝突するため、尿流５２０の軌道はほぼ直線になり、尿流５２０の速度成分が電波放射方向と直交する場合には、得られるドップラー信号は小さくなる。他の小便器洗浄装置との電波干渉によるドップラー信号については、使用者５１０が小便器１００に近接しているため、使用者５１０がブラインドになり他の小便器洗浄装置から発信される電波がドップラーセンサ２００まで到達せず、電波干渉の影響をうけない。したがって、尿流５２０によるドップラー信号の信号レベルは小さいが、それよりも低い値に閾値（近接尿判定閾値）を設定すれば、電波干渉による誤作動なく、尿流５２０のみを確実に検出できる。
【００２６】
また、使用者５１０による人体検知信号については、図４(a)のように使用者５１０が小便器１００から離れた位置に立っている場合は、ドップラーセンサ５１０が受信する電波の反射量が小さいため、発生するドップラー信号も小さい。これに対し、図４(b)のように使用者５１０が小便器１００に近い位置に立っている場合、ドップラーセンサ２００が受信する電波の反射量が大きく、発生するドップラー信号も大きい。
【００２７】
図５は使用者５１０の立ち位置と各ドップラー信号の関係を示した図である。図５(a)は尿流による信号、図５(b)は電波干渉によるドップラー信号、 図５(c)は使用者によるドップラー信号である。図５(a)に示すとおり、使用者が小便器から離れた位置に立つほど、尿流が小便器に衝突するまでの距離が長くなり軌道が放物線になるため、発生するドップラー信号は大きくなる。また、図５(b)に示すとおり、使用者が小便器に近い位置に立つほど、隣接する他の小便器洗浄装置から発生する電波を人体で遮断しドップラーセンサ２００まで届く電波が少なくなるため、電波干渉により発生するドップラー信号は小さくなる。また、図５(c)に示すとおり、使用者が小便器に近い位置に立つほど、人体で反射する電波をドップラーセンサ２００が受信する量が大きくなるため、発生するドップラー信号は大きくなる。
【００２８】
そこで、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の制御部３００は、人体の信号レベルが人体５１０と小便器１００との距離が近接に相当する値を超えた場合に、尿流検出手段は尿流有と判断する閾値を標準尿判定閾値より低い信号レベルの近接尿判定閾値へ変更する。人体の信号レベルとは、ドップラーセンサ２００が出力するドップラー信号から人体の周波数成分を抽出した信号であり、使用者５１０が小便器１００の近くに立つほど大きくなる。人体の信号レベルが人体５１０と小便器１００との距離が近接に相当する値よりも大きくなると（例えば、ドップラー信号の振幅が人体５１０と小便器１００との距離が近接に相当する値以上になると）、使用者５１０が小便器１００に近接して立っており尿流によるドップラー信号が小さくなり、なおかつ人体がブラインドの役割を果たし電波干渉によるドップラー信号が発生しないことを想定し、制御部３００は尿流検出閾値を低い値（近接尿判定値）へ変更し尿流の検出判定を行う。なお、変更した尿判定閾値（近接尿判定値）は、他のドップラーセンサとの電波干渉で発生する尿流の信号レベルよりも大きい値とする。
【００２９】
このように、本実施形態にかかる小便器洗浄装置は、人体５１０の立ち位置の違いによる人体、尿流、電波干渉のドップラー信号の特性に基づいて、尿流の検出条件を変更する。すなわち、本実施形態にかかる小便器洗浄装置は、常時一定の検出条件に基づき尿流検出を行うのではなく、人体の立ち位置に応じて最適な検出条件を選定し尿流検出の判定を行う。そのため、本実施形態にかかる小便器洗浄装置は、人体の立ち位置によらず尿流を確実に検出することができる。
【００３０】
図６は、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。  
また、図７、図８は、本実施形態の判定手段の動作を例示するフローチャートである。
【００３１】
本実施形態のドップラーセンサ２００は、送信手段２１０と、受信手段２２０と、差分検出手段２３０と、を有する。送信手段２１０からは、高周波、マイクロ波あるいはミリ波などの１０ｋＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数帯の電波が放射される。人体５１０や尿流５２０からの反射波は、受信手段２２０に入力される。
【００３２】
このような送受信形態を電波を用いて行うことにより、光電センサ（赤外線センサ）等のように非常に狭い指向性を持ったセンサでは検知困難な被検知体に関しても検知可能となる。そのため、小便器洗浄装置の近傍にて電波を用いることにより、形状や色、材質に関係なく検知を行うことが可能となり、被検知体の検知精度を向上させることが可能となる。
【００３３】
送信波の一部と受信波は、差分検出手段２３０にそれぞれ入力されて合成され、ドップラー効果が反映された出力信号が出力される。つまり、差分検出手段２３０は、送信波の一部と受信波との周波数の差分をとり、ドップラー信号を出力する。差分検出手段２３０から出力されたドップラー信号は、制御部３００に出力される。
【００３４】
差分検出手段２３０から出力されたドップラー信号は、周波数の低いベースラインに周波数の高い信号が重畳した波形を有する。高周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれる。すなわち、人体５１０や尿流５２０などの被検知体が移動すると、ドップラー効果によって反射波の波長がシフトする。ドップラー周波数ΔＦ（Ｈｚ）は、下記の式（１）により表すことができる。
ΔＦ＝Ｆｓ−Ｆｂ＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ          ・・・式（１）
但し、Ｆｓ：送信周波数（Ｈｚ）
Ｆｂ：反射周波数（Ｈｚ）
ｖ：物体の移動速度（ｍ／ｓ）
ｃ：光速（＝３００×１０６ｍ／ｓ）
【００３５】
ドップラーセンサ２００に対して被検知体が相対的に移動すると、式（１）で表されるように、その速度ｖに比例した周波数ΔＦを含む出力信号を得ることができる。出力信号は周波数スペクトラムを有し、スペクトラムのピークに対応するピーク周波数と移動体の速度ｖとの間には相関関係がある。従って、ドップラー周波数ΔＦを測定することにより速度ｖを求めることができる。
【００３６】
一方、制御部３００は、受信出力手段３１０と、人体検出手段３２０と、尿流検出手段３３０を有する。また、人体検出手段３２０は、人体周波数フィルタ３２１と、人体判定手段３２３を有し、尿流判定検出手段３３０は、尿流周波数フィルタ３３１と、尿流判定手段３３３を有する。差分検出手段２３０から出力されたドップラー信号は、受信出力手段３１０により受信された後、人体周波数フィルタ３２１、尿流周波数フィルタ３３１に出力される。そして、そのドップラー信号から人体接近に対応する周波数成分、尿流に対応する周波数成分以外を、人体周波数フィルタ３２１、尿流周波数フィルタ３３１によりそれぞれ削除し、人体接近に対応する人体検出周波数信号と尿流に対応する尿流検出周波数信号がそれぞれ抽出される。この際のフィルタリング周波数は、適宜変更することができる。
【００３７】
人体周波数フィルタ３２１において人体検出に不必要な周波数成分が取り除かれ、人体接近に対応する人体検出周波数が抽出されたドップラー信号は、人体判定手段３２３に出力される。人体判定手段３２３は、図７に表したフローチャートのような動作により、人体の検出を行い、その判定結果に基づいて給水バルブ４００を開閉する。
【００３８】
また、尿流周波数フィルタ３３１において尿流検出に不必要な周波数成分が取り除かれ、尿流に対応する尿流検出周波数が抽出されたドップラー信号は、尿流判定手段３３３に出力される。尿流判定手段は、図8に表したフローチャートのような動作により、尿流の検出を行い、その判定結果に基づいて給水バルブ４００を開閉する。
【００３９】
ここで、図７に表した人体判定手段３２３の動作について説明する。まず、判定手段３２３は、人体検出処理を開始すると（ステップＳ１０１）、人体周波数フィルタ３２１からのドップラー信号の振幅が人体閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。人体周波数フィルタ３２１からのドップラー信号の振幅が人体検出閾値未満である場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０３の動作を繰り返す。一方、人体周波数フィルタ３２１からのドップラー信号の振幅が人体検出閾値以上である場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、人体５１０が小便器１００に接近したと判定する（ステップＳ１０５）。
【００４０】
人体検出が成立すると（ステップＳ１０５）、ドップラー信号の振幅が所定の値Ａ（ただし、Ａ＜人体検出閾値とする）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。
ドップラー信号の振幅がＡ以下である場合には（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、尿流判定手段で使用する尿判定閾値ＮにIを代入し（ステップＳ１０９）、人体検出処理を終了する（ステップＳ１１３）。ドップラー信号の振幅がＡよりも大きい場合には（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、尿流判定手段で使用する尿判定閾値ＮにII（ただし、II＜Iとする）を代入し（ステップＳ１１１）、人体検出処理を終了する（ステップＳ１１３）。
【００４１】
続いて、図８に表した尿流判定手段３３３の動作について説明する。まず、判定手段３３３は、尿流検出処理を開始すると（ステップＳ２０１）、尿判定閾値にＮの値を設定する（ステップＳ２０３）。ここで、Ｎの値は人体判定手段で設定された値（ステップＳ１０９ or  Ｓ１１１）を使用する。尿判定閾値Ｎを設定すると（ステップＳ２０１）、尿流周波数フィルタ３３１からのドップラー信号の振幅がＮ以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。尿流周波数フィルタ３３１からのドップラー信号の振幅がＮ未満である場合には（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０５の動作を繰り返す。一方、尿流周波数フィルタ３３１からのドップラー信号の振幅がＮ以上である場合には（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、排尿があったと判定し（ステップＳ２０７）、尿流検出処理を終了する（ステップＳ２０９）。
【００４２】
また、本具体例では、人体検出が成立した場合に人体のドップラー信号の振幅の大きさをＡ以下か否かの２通りに場合分けして、それぞれに対して尿判定閾値を設定しているが、これに限定するものではなく、人体のドップラー信号の振幅の大きさを３通り以上に場合分けし、それぞれに対して尿判定閾値を設定してもよい。なお、人体のドップラー信号の振幅の大きさを３通り以上に場合分けしても、人体のドップラー信号の振幅の大きさが大きくなるにつれて、尿判定閾値には低い値を設定していくものとする。
【００４３】
なお、本具体例では、人体のドップラー信号の振幅の大きさに応じて尿流ドップラー信号の振幅値に基づく尿判定閾値Ｎを変化させているが、尿流検出に使用する周波数帯域を変化させてもよい。人体５１０が小便器１００に近接した位置に立って、排尿する場合は、尿流の軌道が直線に近くなり、その軌道がドップラーセンサ２００から放射される電波の放射方向に対し直行する速度成分を主とする場合は、ドップラー信号の周波数が低くなるため、尿流に相当する周波数帯のドップラー信号は発生しにくい。そこで、人体のドップラー信号の振幅が所定の値よりも大きい場合は、尿流検出に使用するドップラー信号の周波数範囲の下限値を低い値に設定することで、人体５１０が小便器１００に近接した状態での排尿も検出することができる。図９は本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。
【００４４】
本具体例の人体検出手段３２０は、人体判定手段３２３が人体有と判断すると、尿流検出手段３３０の尿流周波数フィルタ３３１で使用するカットオフ周波数の下限値を変更する。つまり、図６に表したブロック図では人体判定手段３２３は尿流判定手段３３３の条件を変更しているが、代わりに人体判定手段３２３は尿流周波数フィルタ３３１の条件を変更することに相当する。その他の構成については、図６に表した小便器洗浄装置の構成と同様である。
【００４５】
図１０は、人体判定手段３２３の動作を例示するフローチャートである。
【００４６】
まず、判定手段３２３は、人体検出処理を開始すると（ステップＳ１５１）、人体周波数フィルタ３２１からのドップラー信号の振幅が人体閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１５３）。人体周波数フィルタ３２１からのドップラー信号の振幅が人体検出閾値未満である場合には（ステップＳ１５３：Ｎｏ）、ステップＳ１５３の動作を繰り返す。一方、人体周波数フィルタ３２１からのドップラー信号の振幅が人体検出閾値以上である場合には（ステップＳ１５３：Ｙｅｓ）、人体５１０が小便器１００に接近したと判定する（ステップＳ１５５）。
【００４７】
人体検出が成立すると（ステップＳ１５５）、ドップラー信号の振幅が所定の値Ａ（ただし、Ａ＜人体検出閾値とする）以下であるか否かを判断する（ステップＳ１５７）。
ドップラー信号の振幅がＡ以下である場合には（ステップＳ１５７：Ｙｅｓ）、尿流周波数フィルタ３３１で使用する尿流周波数フィルタ下限値Ｆにaを代入し（ステップＳ１５９）、人体検出処理を終了する（ステップＳ１６３）。ドップラー信号の振幅がＡよりも大きい場合には（ステップＳ１５７：Ｎｏ）、尿流周波数フィルタ３３１で使用する尿流周波数フィルタ下限値Ｆにb（ただし、ｂ＜aとする）を代入し（ステップＳ１６１）、人体検出処理を終了する（ステップＳ１６３）。
【００４８】
本具体例のように、人体のドップラー信号の振幅が大きい場合に尿流周波数フィルタ３３１で使用する尿流周波数フィルタ下限値Ｆに小さい値を設定すると、人体５１０が小便器１００に近い位置に立って排尿し、尿流の軌道が直線に近く、その軌道がドップラーセンサ２００から放射される電波の放射方向に対し直行する速度成分を主とする場合であっても、通常の尿流よりも周波数が低い信号も尿流として判断するため、確実に尿流検知することができる。
【００４９】
また、本具体例では、人体５０１が小便器１００に接近したか否かの判定は、人体周波数フィルタ３２１からのドップラー信号の振幅に基づき人体検出判定を行う場合を例にとっているが、所定時間の間におけるドップラー信号の変動を表す分散値などを用いて判定しても良い。つまり、図６に表した人体判定手段３２３は、所定時間の間におけるドップラー信号の振幅の変動を表す分散値などを用いて判定してもよい。
【００５０】
なお、ドップラー信号の分散値は、次式により表わすことができる。
【００５１】
【数１】
2010236229.tif 000003
【００５２】
人体接近によるドップラー信号に基づいて、式（２）により算出された分散値は、図１１に表した如くである。これによれば、人体接近によるドップラー信号の分散値は、人体５１０が小便器１００に接近し、ドップラー信号の振幅の変動が大きくなるにつれて大きくなる。
【００５３】
図１１に表したように、ドップラー信号の分散値は、ドップラー信号の振幅よりも顕著に現れ、より安定的に推移する。そのため、ドップラー信号の分散値を用いると、人体５１０がドップラーセンサ２００に接近したか否かの判定は、より容易になる。
【００５４】
また、人体５０１が小便器１００に接近したか否かの判定は、定在波信号を用いて判定しても良い。定在波信号は、ドップラーセンサ２００と検出対象物である人体５１０との距離に応じてそのレベルが変化する。すなわち、定在波信号の電圧レベルは、ドップラーセンサ２００から人体５１０までの距離が近いほど大きくなっていく。次に、本実施形態にかかる小便器洗浄装置の具体例について説明する。図１２は本実施形態にかかる小便器洗浄装置の構成を例示するブロック図である。
【００５５】
本具体例の人体検出手段３２０は、ドップラー信号から定在波信号のみを検出し出力する定在波検出手段３２５と、定在波検出手段３２５から出力される定在波信号から人体が接近したか否かを判定する定在波判定手段３２７から構成される。つまり、図６に表した人体検出手段３２０が、周波数フィルタ３２１のかわりに定在検出手段３２５、人体判定手段３２３のかわりに定在波判定手段３２７を有することに相当する。その他の構成については、図６に表した小便器洗浄装置の構成と同様である。
【００５６】
定在波検出手段３２５は、受信出力手段 ３１０から入力される信号に含まれる定在波信号を検出するものであり、ローパスフィルタ回路（交流成分除去回路）、位相シフト回路、全波整流回路、加算回路などから構成される。
【００５７】
受信出力手段 ３１０から入力される信号は、定在波信号である直流成分とドップラー信号である交流成分から構成されており、定在波検出手段３２７のローパスフィルタ回路によってドップラー信号成分を除去することによって定在波信号が抽出される。すなわち、センサ出力から交流成分を除去するのである。
【００５８】
この定在波信号は、ドップラーセンサ２００と検出対象物である人体との距離に応じてそのレベルが変化する。すなわち、定在波信号の電圧レベルは、ドップラーセンサ２００から検出対象物までの距離が近いほど大きくなっていく。
【００５９】
そして、この定在波検出手段３２５は、人体検出用の定在波信号を生成する際に、まず、定在波検出手段３２５のローパスフィルタ回路から出力される定在波信号の位相をシフトした信号をシフト回路によって生成する。
【００６０】
次に、定在波検出手段３２５は、このように位相がシフトされた定在波信号を全波整流回路によって全波整流すると共に、定在波検出手段３２５のローパスフィルタ回路から出力される位相シフトされていない定在波信号を全波整流回路で全波整流する。
【００６１】
その後、定在波検出手段３２５は、このように全波整流した２つの定在波信号を加算回路によって加算して定在波合成信号を生成し、この定在波合成信号を人体検出用の定在波信号として定在波判定手段３２７へ出力する。
【００６２】
定在波判定手段３２７は、定在波検出手段３２５から入力される人体検出用の定在波信号を用いて、小便器１００を使用する使用者（人体）５１０の有無を検出するものである。すなわち、この定在波検出手段３２５によって生成された定在波信号は、ドップラーセンサ２００と検出対象物である人体との距離に応じた電圧レベルの信号となることから、人体検出手段３２７は、この電圧レベルを検出することにより、ドップラーセンサ２００と人体との距離を検出することができる。
【００６３】
そのため、定在波判定手段３２７は、定在波検出手段３２５から入力される定在波信号の電圧レベルと、予め設定した所定の閾値とを比較する演算処理を行い、定在波信号の電圧レベルが設定した閾値よりも大きい場合に、使用者が存在すると判断することができる。
【００６４】
そして、この、定在波判定手段３２７は、使用者の存在を検出すると、定在波信号の電圧レベルから使用者５１０の立ち位置を判定し、尿流判定手段３３３が有する尿判定閾値を、使用者５１０の立ち位置に応じた値へ変更する。
【００６５】
図１３は定在波判定手段３２７の動作を例示するフローチャートである。
【００６６】
まず、定在波判定手段３２７は、定在波判定処理を開始すると（ステップＳ３０１）、定在波検出手段３２５からの定在波信号の電圧レベルが定在波閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０３）。定在波検出手段３２５からの定在波信号の電圧レベルが定在波閾値未満である場合には（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、ステップＳ３０３の動作を繰り返す。一方、定在波検出手段３２５からの定在波信号の電圧レベルが定在波閾値以上である場合には（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、人体５１０が小便器１００に接近したと判定する（ステップＳ３０５）。
【００６７】
人体検出が成立すると（ステップＳ３０５）、定在波信号の電圧レベルが所定の値Ｂ（ただし、Ｂ＜定在波閾値とする）以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０７）。
定在波信号の電圧レベルがＢ以下である場合には（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、尿流判定手段で使用する尿判定閾値ＮにIを代入し（ステップＳ３０９）、定在波判定処理を終了する（ステップＳ３１３）。定在波信号の電圧レベルがＢよりも大きい場合には（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、尿流判定手段で使用する尿判定閾値ＮにII（ただし、II＜Iとする）を代入し（ステップＳ３１１）、定在波判定処理を終了する（ステップＳ１１３）。
【００６８】
本具体例のように、人体５０１が小便器１００に接近したか否かの判定に、定在波信号を用いると、定在波信号の電圧レベルがドップラーセンサ２００から検出対象物までの距離が近いほど大きくなっていく特性を有しているため、人体５０１の立ち位置をより詳細に把握することができ、適正な尿判定閾値を設定することができるため、確実に尿流を検知することができる。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、小便器１００などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などやドップラーセンサ２００の設置位置や設置角度を含む設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７０】
１００ 小便器、  １１０ ボール部、  １１１ ボール面、  １２０ 給水部、  １３０ トラップ部、  １４０ 排水口、  ２００ ドップラーセンサ、  ２０１ 検出範囲、  ２１０ 送信手段、  ２２０ 受信手段、  ２３０ 差分検出手段、  ３００ 制御部、  ３１０ 受信出力手段、  ３２０ 人体検出手段、  ３２１ 人体周波数フィルタ、  ３２３ 人体判定手段、  ３２５ 定在波検出手段、  ３２７ 定在波判定手段  ３３０ 尿流検出手段、  ３３１ 尿流周波数フィルタ、  ３３３ 尿流判定手段、  ４００ 給水バルブ、  ５１０ 使用者（人体）、  ５２０ 尿流
【図５】
2010236229.tif 000004
【図６】
2010236229.tif 000005
【図７】
2010236229.tif 000006
【図８】
2010236229.tif 000007
【図９】
2010236229.tif 000008
【図１０】
2010236229.tif 000009
【図１１】
2010236229.tif 000010
【図１２】
2010236229.tif 000011
【図１３】
2010236229.tif 000012
【図１】
2010236229.tif 000013
【図２】
2010236229.tif 000014
【図３】
2010236229.tif 000015
【図４】
2010236229.tif 000016