(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トイレ室内に設けられた大便器に取り付けられる暖房便座装置であって、
大便器を使用する際に着座する便座と、
前記便座を少なくとも所定の温度へ昇温させる加熱部と、
前記便座を覆うと共に、一端側を中心として回動することで前記便座が使用可能なように開放する便蓋と、
送信部が前記便座よりも前方に向けて送信波となるマイクロ波を送信し、トイレ室のドアや人に前記送信波が当たることで反射される反射波を受信部が受信し、前記送信波と前記反射波との差分周波数となるドップラー信号を生成するドップラーセンサー部と、
前記ドップラー信号に基づいて前記加熱部及び前記便蓋を駆動する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回ると前記加熱部を駆動する一方で、前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号の測定周波数から算出した前記人の移動速度に基づいて、前記ドップラーセンサー部の検出信号レベルが前記信号レベル閾値を上回った時点から前記便蓋を開放駆動する時点までの遅れ時間を決定し、この決定した遅れ時間に基づいて前記便蓋を開放駆動することを特徴とする暖房便座装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記遅れ時間を決定する際のドップラー信号は、人がトイレ室に入ったと想定される時点で前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号を用いることを特徴とする請求項１に記載の暖房便座装置。
【請求項３】
前記送信波はトイレ室の外側にいる人やトイレ室の内側にいる人に当たることで反射され、その反射波を前記受信部が受信するものであって、
前記信号レベル閾値は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知可能な数値であることを特徴とする請求項２に記載の暖房便座装置。
【請求項４】
前記制御部は、人がトイレ室に入ったことを、前記ドップラー信号に基づいて判断することを特徴とする請求項２に記載の暖房便座装置。
【請求項５】
前記送信波はトイレ室の外側にいる人やトイレ室の内側にいる人に当たることで反射され、その反射波を前記受信部が受信するものであって、
前記信号レベル閾値は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知可能な数値であり、
前記制御部は、前記遅れ時間を決定する際のドップラー信号は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知した時点で前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号を用いることを特徴とする請求項１に記載の暖房便座装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記遅れ時間を決定する際のドップラー信号は、人がトイレ室のドアを開けた際に前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号を用いることを特徴とする請求項１に記載の暖房便座装置。
【請求項７】
人が前記大便器に到達したことを検知する到達検知部と、
前記検出信号レベルが前記信号レベル閾値を上回った時点から前記便蓋を開放駆動する時点までの遅れ時間について、前記便蓋を開放駆動する時点を前記大便器への到達が検知された時点とし、前記遅れ時間を補正する補正時間を算出して保持する補正部と、を備え、
前記補正部は、前記補正時間を時系列に沿って継続的に算出して保持するものであり、その保持結果に基づいて、前記遅れ時間を補正することを特徴とする請求項１に記載の暖房便座装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房便座装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用と公共用とを問わず、トイレ室には電波を送受信することで動作が制御されるトイレ装置が設置されている。そのようなトイレ装置の例は、温水洗浄便座や電動吐水の大便器や小便器や手洗器である。より具体的にトイレ装置の構成を説明すると、トイレを使用する際に用いられる機能を発揮するための動作（便器に対する洗浄水の吐出、使用者に対する洗浄水の吐出、使用者に対する温風の吹き出し、便座の昇温）を実行する機能部と、送信部が所定方向に送信波となるマイクロ波を送信し、送信波と反射波との差分周波数となるドップラー信号を生成するドップラーセンサー部と、ドップラー信号に基づいて対象物を検知する対象物検知部と、この対象物の検知に応じて、機能部に動作を実行させるための制御信号を機能部に出力する制御部と、を備えている。
【０００３】
このようなトイレ装置の中で、便座を昇温することが可能な暖房便座装置では、トイレ室に入ってくる人を検知して便座を昇温するための加熱部を駆動しているものが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。下記特許文献１に記載の技術は、マイクロ波を用いたドップラーセンサーによって人を検知すると便座のヒーターを駆動し、人を検知しない場合はヒーターの駆動を停止して省電力と快適性の両立を図るものである。
【０００４】
また、暖房便座装置には便蓋がついており、この便蓋の開閉を人体検知センサーの検知結果に基づいて行う技術が提案されている（例えば、下記特許文献２，３参照）。下記特許文献３に記載されている暖房便座装置は、ヒーターを有する便座と、この便座の便蓋と、便蓋を自動で開閉する便蓋開閉装置と、便座の温度を検知する温度検知センサーとを備えており、便座が所定温度になったことを温度検知センサーが検知し、便座開閉装置によって便蓋を開閉することで、便座の温度が所定温度になったときに快適な使用ができるものとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３０５６２号公報
【特許文献２】特開２００１−１９０４５０号公報
【特許文献３】特開２００４−３２１３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
確かに便座の温度上昇のみに着目すれば、上記特許文献３に記載の従来技術のように、所定温度まで上がったら便蓋を開けるようにすれば、便座の温度が下がらずに効率的であるといえる。しかしながら、実際に使用する場面を想定すると、便座の温度が上がるまで使用者は待っていなければならず、使い勝手が良いものとはいえない。使用者の観点に立てば、トイレ室に入って便器の前に立った時点で便蓋が開くと共に、便座の温度も座って冷たいと感じない程度に上がっていることが好ましいものである。
【０００７】
そこで本発明ではこのような課題を解決するため、トイレ室内に設けられた大便器に取り付けられる暖房便座装置であって、使用者が便座の前に立った時点で便蓋がタイミングよく開くと共に、使用者が便座に着座する際には昇温が間に合うように構成された暖房便座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】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係る暖房便座装置は、トイレ室内に設けられた大便器に取り付けられる暖房便座装置であって、大便器を使用する際に着座する便座と、前記便座を少なくとも所定の温度へ昇温させる加熱部と、前記便座を覆うと共に、一端側を中心として回動することで前記便座が使用可能なように開放する便蓋と、送信部が前記便座よりも前方に向けて送信波となるマイクロ波を送信し、トイレ室のドアや人に前記送信波が当たることで反射される反射波を受信部が受信し、前記送信波と前記反射波との差分周波数となるドップラー信号を生成するドップラーセンサー部と、前記ドップラー信号に基づいて前記加熱部及び前記便蓋を駆動する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回ると前記加熱部を駆動する一方で、前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号の測定周波数から算出した前記人の移動速度に基づいて、前記ドップラーセンサー部の検出信号レベルが前記信号レベル閾値を上回った時点から前記便蓋を開放駆動する時点までの遅れ時間を決定し、この決定した遅れ時間に基づいて前記便蓋を開放駆動する。
【０００９】
ドップラー信号は送信波と反射波との差分周波数であるから、その検出信号レベルの強弱によって対象物がどのような位置にいるかを推測することも可能であると共に、対象物の移動速度を把握することができる。そこで本発明に係る暖房便座装置では、ドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回ると加熱部を駆動するので、人が使用者としてトイレ室の中に入り便器に近づくまでの時間を有効に使って便座を昇温することができる。
【００１０】
一方で、ドップラー信号によって対象物たる人の移動速度が把握できることを利用し、ドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回った時点から便蓋を開放駆動する時点までの遅れ時間を決定し、その決定した遅れ時間に基づいて便蓋を開放駆動している。換言すれば、ドップラー信号の検知信号レベルによって人の位置が特定しやすい任意の場所を基準位置として、ドップラー信号によって把握できる人の移動速度によってその基準位置から便器に到達できる時間を算出し、その検出信号レベルが信号レベル閾値を上回った時点から便蓋を開放駆動する時点までの遅れ時間を決定することで、便蓋を開放駆動する最適なタイミングを算出することができる。特に、トイレ室は狭い空間であるものの、使用者となる人の動く速度は、いわゆる健常者から運動機能に何らかの障害のある方々まで大きく異なるものであるから、便器から比較的離れた位置を基準として人の移動する速度を組み合わせて便蓋の開放駆動を行うタイミングを決定することは実用上極めて有用なものである。
【００１１】
このようにドップラー信号の特性に着目して、位置の把握と速度の把握とを的確に組み合わせることで、使用者が便座の前に立った時点で便蓋がタイミングよく開くと共に、使用者が便座に着座する際には昇温が間に合うように構成することができる。
【００１２】
また本発明に係る暖房便座装置では、前記制御部は、前記遅れ時間を決定する際のドップラー信号は、人がトイレ室に入ったと想定される時点で前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号を用いることも好ましい。
【００１３】
トイレ室は、概ねその大きさが定まっており、トイレ室の入り口から便座までの距離も略決まっている。そこで、この好ましい態様では、ドップラー信号の検知信号レベルによって人の位置が特定しやすい任意の場所を基準位置として、トイレ室の入り口付近を採用し、より精度を高めて使用者が便座の前に立った時点で便蓋がタイミングよく開くように構成している。
【００１４】
また本発明に係る暖房便座装置では、前記送信波はトイレ室の外側にいる人やトイレ室の内側にいる人に当たることで反射され、その反射波を前記受信部が受信するものであって、前記信号レベル閾値は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知可能な数値であることも好ましい。
【００１５】
この好ましい態様では、信号レベル閾値は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知可能な数値としているので、早めに便座を昇温させることができ、初期の便座の温度が低い場合であっても確実に所定の温度まで昇温させることができる。
【００１６】
また本発明に係る暖房便座装置では、前記制御部は、人がトイレ室に入ったことを、前記ドップラー信号に基づいて判断することも好ましい。
【００１７】
この好ましい態様では、人がトイレ室に入ったことを、ドップラー信号に基づいて判断しているので、別途入室用のセンサーを設ける必要がない。ドップラーセンサー部から出力されるドップラー信号によって、人の速度の把握とトイレ室への入室判断とを行うことができるので、制御部の構成を簡易なものとすることができる。
【００１８】
また本発明に係る暖房便座装置では、前記送信波はトイレ室の外側にいる人やトイレ室の内側にいる人に当たることで反射され、その反射波を前記受信部が受信するものであって、前記信号レベル閾値は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知可能な数値であり、前記制御部は、前記遅れ時間を決定する際のドップラー信号は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知した時点で前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号を用いることも好ましい。
【００１９】
この好ましい態様では、信号レベル閾値は、トイレ室の外にいてトイレ室に入室する前の人を検知可能な数値としているので、早めに便座を昇温させることができ、初期の便座の温度が低い場合であっても確実に所定の温度まで昇温させることができる。更に、遅れ時間を早くから把握できるので、誤差があった場合の調整余地が広がり、遅れ時間の振れ幅も大きくすることができるので、使用者個々の状況に応じた便蓋の開放駆動が可能になる。
【００２０】
また本発明に係る暖房便座装置では、前記制御部は、前記遅れ時間を決定する際のドップラー信号は、人がトイレ室のドアを開けた際に前記ドップラーセンサー部が生成するドップラー信号を用いることも好ましい。
【００２１】
この好ましい態様では、人がトイレ室のドアを開けた際にドップラーセンサー部が生成するドップラー信号を用いているので、そのドップラー信号はより大きな対象物であるドアの速度を示すものと考えられる。一般的にドアの開閉速度とそのドアを開閉した人の速度は比例する傾向にあるので、より大きな対象物であるドアの速度を検知することで確実に速度を把握することができ、ドアを通り過ぎた後の人の速度を把握するよりも早期に速度を把握することができる。従って、遅れ時間を早くから把握できるので、誤差があった場合の調整余地が広がり、遅れ時間の振れ幅も大きくすることができるので、使用者個々の状況に応じた便蓋の開放駆動が可能になる。
【００２２】
また本発明に係る暖房便座装置では、人が前記大便器に到達したことを検知する到達検知部と、前記検出信号レベルが前記信号レベル閾値を上回った時点から前記便蓋を開放駆動する時点までの遅れ時間について、前記便蓋を開放駆動する時点を前記大便器への到達が検知された時点とし、前記遅れ時間を補正する補正時間を算出して保持する補正部と、を備え、前記補正部は、前記補正時間を時系列に沿って継続的に算出して保持するものであり、その保持結果に基づいて、前記遅れ時間を補正することも好ましい。
【００２３】
この好ましい態様では、補正部が、補正時間を時系列に沿って継続的に算出して保持し、その保持結果に基づいて、遅れ時間を補正するので、トイレ室の大きさが通常よりも広い身障者用のトイレであっても便蓋の開放駆動タイミングを適切なものとすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、使用者が便座の前に立った時点で便蓋がタイミングよく開くと共に、使用者が便座に着座する際には昇温が間に合うように構成された暖房便座装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態である暖房便座装置を示す図である。
【図２】本発明の実施形態である暖房便座装置を示す図である。
【図３】本発明の実施形態である暖房便座装置の機能的な構成を示すブロック構成図である。
【図４】図３に示す周波数識別部の機能的な構成を示すブロック構成図である。
【図５】図３に示すドップラーセンサー部が出力するドップラー信号に所定の処理を施した後、周波数フィルターから出力される信号波形の一例を示す図である。
【図６】図３に示すドップラーセンサー部が出力するドップラー信号の周波数と、遅れ時間との関係を示す図である。
【図７】図１及び図３に示す暖房便座装置において、便座の昇温を開始するか否か及び便蓋を開けるか否かを判断するフローを示すフローチャートである。
【図８】図１及び図３に示す暖房便座装置において、遅れ時間を決定する処理を示すフローチャートである。
【図９】図１及び図３に示す暖房便座装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】人の速度を検出するタイミングの別例を示す図である。
【図１１】図１０に対応する暖房便座装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】図１０に対応する暖房便座装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】本発明の実施形態である暖房便座装置の機能的な構成の別例を示すブロック構成図である。
【図１４】図１３に示す暖房便座装置において、便座の昇温を開始するか否か及び便蓋を開けるか否かを判断するフローを示すフローチャートである。
【図１５】図１３に示す暖房便座装置において、遅れ時間を決定する処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１３に示す暖房便座装置において、遅れ時間を学習する処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００２７】
本発明の実施形態である暖房便座装置について、図１を参照しながら説明する。図１は、暖房便座装置ＨＳを、トイレ室ＴＲに設置された大便器ＳＢに取り付けた状態を示す図である。図１に示されるように、暖房便座装置ＨＳは、便座１０と、便蓋１１と、加熱部１２と、ドップラーセンサー部１３と、制御部１５とを備えている。
【００２８】
便座１０は、大便器ＳＢを使用する際に着座するための座であって、大便器ＳＢの奥側を軸として回動可能なように取り付けられている。便蓋１１は、便座１０を覆うように取り付けられている蓋であって、大便器ＳＢの奥側を軸として回動可能なように取り付けられている。
【００２９】
加熱部１２は、便座１０を少なくとも所定の温度へ昇温させるヒーターからなる部分である。この所定の温度は使用者が便座１０に着座した際に少なくとも冷たいとは感じない程度の温度であり、加熱部１２が便座１０を昇温していく際のそもそもの設定温度（定常状態となる温度）と同じ温度であっても、そもそもの設定温度からある程度低い温度であっても構わないものである。
【００３０】
制御部１５は、ドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回ると加熱部１２を駆動する部分である。
【００３１】
ドップラーセンサー部１３は、送信部（図１には明示しない）が送信波となるマイクロ波を送信し、トイレ室ＴＲの外側にいる人やトイレ室ＴＲの内側にいる人に送信波が当たることで反射される反射波を受信部（図１には明示しない）が受信し、送信波と反射波との差分周波数となるドップラー信号を生成する部分である。
【００３２】
ドップラーセンサー部１３からは、便座１０よりも前方側に向けて送信波となるマイクロ波が送信されている。本実施形態の場合、大便器ＳＢ及び便座１０は、トイレ室ＴＲと通路ＣＲとを隔てるドアＤＲに向けて設定されており、マイクロ波もドアＤＲに向けて送信されている。従って、ドップラーセンサー部１３から送信される送信波によって形成される検知領域ＳＡは、ドアＤＲを突き抜けて通路ＣＲにまで至るように構成されている。図１に示す例の場合、通路ＣＲにいる人Ｍが検出されている。
【００３３】
図２に図１の平面図を示す。図２に示されるように、ドップラーセンサー部１３の検知領域ＳＡは、少なくともドアＤＲから人Ｍがトイレ室ＴＲ内に入った領域をカバーできるように設定されている。本実施形態では、トイレ室ＴＲに入った時点の人Ｍの位置Ｍａから、人Ｍが速度ｖで移動し、便器ＳＢ前の位置Ｍｂに到達する時間を算出することで、便蓋１１の開放タイミングを算出し駆動している。位置Ｍａから位置Ｍｂまでの距離ａを速度ｖで移動した場合の遅れ時間ｔｃを算出し、人Ｍがトイレ室ＴＲに入った位置Ｍａでの時刻ｔ３に加えることで、位置Ｍｂに至る時刻ｔ４を算出している。
【００３４】
続いて、図３を参照しながら、ドップラーセンサー部１３及び制御部１５の具体的な機能的構成について説明する。図３は、暖房便座装置ＨＳの機能的な構成を示すブロック構成図である。
【００３５】
図３に示されるように、ドップラーセンサー部１３は、送信部１３１と、受信部１３２と、差分検出部１３３とを有している。送信部１３１は、便座１０よりも前方に向けて電波を送信するために１０．５２５ＧＨｚの電気信号である送信信号を生成する発振回路と、発振回路から出力される送信信号を１０．５２５ＧＨｚのマイクロ波として送信するアンテナとを有している。
【００３６】
受信部１３２は、送信部１３１から送信されたマイクロ波が検出対象物によって反射され、その反射波を受信して電気信号に変換した受信信号を出力する部分である。差分検出部１３３は、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差分信号であるドップラー信号を出力する部分である。
【００３７】
このドップラーセンサー部１３は、ドップラー効果を利用して以下の式（１）に基づいて検出対象物の動きを検出するために用いられるものである。
基本式：ΔＦ＝ＦＳ―Ｆｂ＝２×ＦＳ×ｖ／ｃ        （１）
ΔＦ：ドップラー周波数（ドップラー信号の周波数）
ＦＳ：送信周波数（送信信号の周波数）
Ｆｂ：反射周波数（受信信号の周波数）
ｖ：検出対象物の移動速度
ｃ：光速（３００×１０6ｍ／ｓ）
【００３８】
すなわち、送信部１３１から送信された周波数ＦＳのマイクロ波は、速度ｖで移動している検出対象物（人ＭやドアＤＲなど）に反射する。この反射波は、相対運動によるドップラー周波数シフトを受けているためその周波数はＦｂとなり、受信部１３２によって受信される。そして、差分検出部１３３によって、送信波と反射波の周波数差ΔＦであるドップラー信号が検出信号として取り出され、このドップラー信号に基づいて、人体検出（人体接近検出や人体離反検出）が行われる。
【００３９】
ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号は、制御部１５に出力され、制御部１５のＡ／Ｄ変換手段である受信出力部１５１によってデジタルドップラー信号へ変換される。その後、このデジタルドップラー信号は、デジタルフィルター回路である周波数フィルター１５２によって、人体検出に必要な帯域以外の周波数成分が除去され、昇温開始判定部１５３及び周波数識別部１５４に入力される。
【００４０】
昇温開始判定部１５３は、入力されたデジタルドップラー信号に基づいて、人体検出を行う。昇温開始判定部１５３で人体検出されたとき、制御部１５は所定の条件に従い加熱部１２を制御して、便座１０を昇温する。
【００４１】
ここで、本実施形態においては、人体として検出するためのドップラー信号を５０Ｈｚ以下としている。なお、５０Ｈｚ以下のドップラー信号は、検出対象物の速度ｖが約０．７ｍ／ｓ以下の速度であるときにドップラーセンサー部１３から出力される。
【００４２】
ドップラーセンサー部１３から５０Ｈｚ以下の所定閾値以上のドップラー信号が所定期間連続して出力されると、昇温開始判定部１５３は人体接近検出を行う。このように人体接近検出が行われると制御部１５は、加熱部１２を制御して、便座１０を昇温する。
【００４３】
続いて、周波数識別部１５４について説明する。図４に周波数識別部１５４の機能的な構成を示す。図４に示されるように、周波数識別部１５４は、ローパスフィルター１５４ａと、バンドパスフィルター１５４ｂと、ハイパスフィルター１５４ｃと、比較部１５４ｄとを有している。ローパスフィルター１５４ａは、周波数ｆがｆ＜ｆ１を満たすドップラー信号を比較部１５４ｄに出力するものである。バンドパスフィルター１５４ｂは、周波数ｆがｆ１≦ｆ＜ｆ２を満たすドップラー信号を比較部１５４ｄに出力するものである。ハイパスフィルター１５４ｃは、周波数ｆがｆ≧ｆ２を満たすドップラー信号を比較部１５４ｄに出力するものである。比較部１５４ｄは、ドップラー信号とその測定周波数の情報とを遅れ時間決定部１５５に出力する。
【００４４】
図３に戻り、遅れ時間決定部１５５は、比較部１５４ｄから出力されるドップラー信号の測定周波数から、対象物である人Ｍの速度ｖを算出する部分である。
一般に、対象物である人Ｍの速度ｖは、式（２）及びそれを変形した式（３）で求められる。
算出式：ｆ＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ            （２）
算出式：ｖ＝ｆ×ｃ／（２×Ｆｓ）        （３）
ｃ：光速（３００×１０6ｍ／ｓ）
Ｆｓ：送信周波数
ｆ：測定周波数
遅れ時間決定部１５５は、算出した人Ｍの速度ｖに基づいて、遅れ時間ｔｃを決定し、便蓋開閉制御部１５６に出力する。
【００４５】
図５に、図３に示すドップラーセンサー部１３が出力するドップラー信号に所定の処理を施した後、周波数フィルター１５２から出力される信号波形の一例を示す。図５に示されるように、人ＭがドアＤＲに近づいてくると、ドップラー信号の振幅は徐々に大きくなり、ドアの開閉で急激にドップラー信号の振幅が増大する。その後、人Ｍが大便器ＳＢに近づくと更に振幅が増大し、着座時に最大の振幅となる。そこで本実施形態では、時刻ｔ１を人Ｍが接近して検出を開始した時刻、時刻ｔ２をドアＤＲを開けた時刻とし、時刻ｔ４を着座前に大便器ＳＢの前に到達した時刻としている。尚、時刻ｔ４において、人Ｍが大便器ＳＢ前に到達したかどうかは、人Ｍの速度ｖが低下したことによって判断できるものである。
【００４６】
遅れ時間ｔｃは、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間に出力されるドップラー信号から上述のように求めた人Ｍの速度ｖに基づいて算出している。ドップラー信号の周波数ｆと遅れ時間ｔｃとの関係を図６に示す。図６に示されるように、周波数ｆと遅れ時間ｔｃとは反比例の関係にある。
【００４７】
図３に戻り、便蓋開閉制御部１５６は、遅れ時間決定部１５５から出力される遅れ時間ｔｃに基づいて、ｔ４＝ｔ３＋ｔｃを満たす時刻ｔ４において便蓋１１を開放駆動する。
【００４８】
続いて、図７を参照しながら、便座１０の昇温開始判定処理及び便蓋１１の便蓋開閉制御のフローについて説明する。図７を参照しながらする説明では、図９に示すタイミングチャートも併せて適宜参照する。ステップＳ０１では、昇温開始判定部１５３において人体検出がされたか判断する。具体的には、ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号が、第一信号レベル閾値Ｔｈ１を超えたか判断する。ドップラー信号が第一信号レベル閾値Ｔｈ１を超えていなければ、ステップＳ０１の処理に戻る。ドップラー信号が第一信号レベル閾値Ｔｈ１を超えていれば、ステップＳ０２の処理に進む。
【００４９】
ステップＳ０２では、使用者が近づいてきたことを判定し、制御部１５が加熱部１２を駆動する（図９における時刻ｔ１）。ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、ドアＤＲの開閉がなされたか判断する。具体的には、ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号が、第一信号レベル閾値Ｔｈ１より大きな第二信号レベル閾値Ｔｈ２を超えたか判断する。ドップラー信号が第二信号レベル閾値Ｔｈ２を超えていなければ、ステップＳ１０の処理に進む。ドップラー信号が第二信号レベル閾値Ｔｈ２を超えていれば、ステップＳ０４の処理に進む（図９における時刻ｔ２）。
【００５０】
ステップＳ０４では、周波数識別部１５４によるドップラー信号の周波数測定が実行される（図９における時刻ｔ２´）。ステップＳ０４に続くステップＳ０５では、遅れ時間決定部１５５が、遅れ時間ｔｃを算出する（図９における時刻ｔ２´から時刻ｔ３）。
【００５１】
ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、周波数測定が実行された経過時間（図９における時刻ｔ２´から時刻ｔ３）を考慮し、時刻ｔ３を遅れ時間算出基準とするように、時刻ｔ３において積算遅れ時間ｔ＝０と定義する。
【００５２】
ステップＳ０６に続くステップＳ０７では、積算遅れ時間ｔにサンプリング周期ｓを加算して、積算遅れ時間ｔ＝ｔ＋ｓを算出する。ステップＳ０７に続くステップＳ０８では、積算遅れ時間ｔが遅れ時間ｔｃとなったか判断する。積算遅れ時間ｔが遅れ時間ｔｃとなればステップＳ０９の処理に進み、積算遅れ時間ｔが遅れ時間ｔｃとなっていなければステップＳ１１の処理に進む。
【００５３】
ステップＳ０９では、便蓋開閉制御部１５６が便蓋１１を開放駆動する。
【００５４】
ステップＳ１０では、ステップＳ０１で開始された人体検出状態が継続しているか判断する。人体検出状態が継続していればステップＳ０３の処理に戻り、人体検出状態が継続していなければステップＳ１２の処理に進む。
【００５５】
ステップＳ１１では、ステップＳ０１で開始された人体検出状態が継続しているか判断する。人体検出状態が継続していればステップＳ０７の処理に戻り、人体検出状態が継続していなければステップＳ１２の処理に進む。
【００５６】
ステップＳ１２では、加熱部１２の駆動処理を停止し、ステップＳ０１の処理に戻る。
【００５７】
続いて、図８を参照しながら、図７のステップＳ０５における遅れ時間ｔｃの決定処理について説明する。ステップＳ２１では、測定周波数ｆがｆ＜ｆ１を満たすか判断する。測定周波数ｆがｆ＜ｆ１を満たせばステップＳ２２の処理に進み、測定周波数ｆがｆ＜ｆ１を満たさなければステップＳ２３の処理に進む。
【００５８】
ステップＳ２２では、遅れ時間ｔｃを遅れ時間ｔｃ１と定義する。遅れ時間ｔｃ１は、上述した式（２）（３）に基づいて算出された移動速度ｖを用いて算出されるものである。
【００５９】
ステップＳ２３では、測定周波数ｆがｆ１≦ｆ＜ｆ２を満たすか判断する。測定周波数ｆがｆ１≦ｆ＜ｆ２を満たせばステップＳ２４の処理に進み、測定周波数ｆがｆ１≦ｆ＜ｆ２を満たさなければステップＳ２５の処理に進む。
【００６０】
ステップＳ２４では、遅れ時間ｔｃを遅れ時間ｔｃ２と定義する。遅れ時間ｔｃ２は、上述した式（２）（３）に基づいて算出された移動速度ｖを用いて算出されるものである。ステップＳ２５では、遅れ時間ｔｃを遅れ時間ｔｃ３と定義する。遅れ時間ｔｃ３は、上した式（２）（３）に基づいて算出された移動速度ｖを用いて算出されるものである。
【００６１】
上述した本実施形態では、図２に示されるように、人Ｍの速度ｖをトイレ室ＴＲに入った時点で算出していたけれども、人Ｍがトイレ室ＴＲに入る前に速度ｖを算出することも好ましい。この好ましい態様を図１０に示し、それに対応するタイミングチャートを図１１に示す。図１０に示されるように、ドップラーセンサー部１３の検知領域ＳＡａは、確実にドアＤＲよりも外側の通路ＣＲに至るように設定されている。この態様では、トイレ室ＴＲに入る前の人Ｍの位置Ｍｃから、人Ｍが速度ｖで移動し、便器ＳＢ前の位置Ｍｂに到達する時間を算出することで、便蓋１１の開放タイミングを算出し駆動している。位置Ｍｃから位置Ｍｂまでの距離ａ´を速度ｖで移動した場合の遅れ時間ｔｃ´を算出し、人Ｍが検知された時刻ｔ１から周波数測定に要した時間を考慮した時刻ｔ１´に加えることで、位置Ｍｂに至る時刻ｔ４を算出している（図１１参照）。
【００６２】
また、上述した本実施形態では、人Ｍの速度ｖを、人ＭがドアＤＲを開けてから、その人Ｍが反射する反射波に基づいて算出していたけれども、ドアＤＲの速度を人Ｍの速度ｖとみなして算出することも好ましい態様である。この態様のタイミングチャートを図１２に示す。図１２に示されるように、ドアＤＲの反射波に基づいて速度ｖを算出すれば、周波数測定分の遅れがなくなるので、より正確に遅れ時間ｔｃを算出することができる。
【００６３】
上述した本実施形態では、ドップラー信号が送信波と反射波との差分周波数であるから、その検出信号レベルの強弱によって対象物である人Ｍがどのような位置にいるかを推測することも可能であると共に、対象物である人Ｍの移動速度ｖを把握することができることを利用している。ドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回ると加熱部１２を駆動するので、人Ｍが使用者としてトイレ室ＴＲの中に入り大便器ＳＢに近づくまでの時間を有効に使って便座１０を昇温している。
【００６４】
一方で、ドップラー信号によって対象物たる人Ｍの移動速度ｖが把握できることを利用し、ドップラー信号の検出信号レベルが信号レベル閾値を上回った時点から便蓋１１を開放駆動する時点までの遅れ時間ｔｃを決定し、その決定した遅れ時間ｔｃに基づいて便蓋１１を開放駆動している。換言すれば、ドップラー信号の検知信号レベルによって人の位置が特定しやすい任意の場所（例えば、ドアＤＲを開けた位置）を基準位置として、ドップラー信号によって把握できる人の移動速度ｖによってその基準位置から大便器ＳＢに到達できる時間を算出し、その検出信号レベルが信号レベル閾値を上回った時点から便蓋１１を開放駆動する時点までの遅れ時間ｔｃを決定することで、便蓋１１を開放駆動する最適なタイミングを算出することができる。特に、トイレ室ＴＲは狭い空間であるものの、使用者となる人Ｍの動く速度ｖは、いわゆる健常者から運動機能に何らかの障害のある方々まで大きく異なるものであるから、大便器ＳＢから比較的離れた位置を基準として人の移動する速度ｖを組み合わせて便蓋１１の開放駆動を行うタイミングを決定することは実用上極めて有用なものである。
【００６５】
このようにドップラー信号の特性に着目して、位置の把握と速度の把握とを的確に組み合わせることで、使用者である人Ｍが便座１０の前に立った時点で便蓋１１がタイミングよく開くと共に、使用者が便座１０に着座する際には昇温が間に合うように構成することができる。
【００６６】
また図１０に示したように、信号レベル閾値を、トイレ室ＴＲの外にいてトイレ室ＴＲに入室する前の人Ｍを検知可能な数値とすれば、早めに便座１０を昇温させることができ、初期の便座１０の温度が低い場合であっても確実に所定の温度まで昇温させることができる。更に、遅れ時間ｔｃを早くから把握できるので、誤差があった場合の調整余地が広がり、遅れ時間ｔｃの振れ幅も大きくすることができるので、使用者個々の状況に応じた便蓋１１の開放駆動が可能になる。
【００６７】
また図１２に示したように、人Ｍがトイレ室ＴＲのドアＤＲを開けた際にドップラーセンサー部１３が生成するドップラー信号を用いれば、そのドップラー信号はより大きな対象物であるドアＤＲの速度を示すものと考えられる。一般的にドアＤＲの開閉速度とそのドアを開閉した人Ｍの速度ｖは比例する傾向にあるので、より大きな対象物であるドアＤＲの速度を検知することで確実に速度ｖを把握することができ、ドアＤＲを通り過ぎた後の人Ｍの速度を把握するよりも早期に速度ｖを把握することができる（図１１と図１２を比較参照）。従って、遅れ時間ｔｃを早くから把握できるので、誤差があった場合の調整余地が広がり、遅れ時間の振れ幅も大きくすることができるので、使用者個々の状況に応じた便蓋の開放駆動が可能になる。
【００６８】
更に本実施形態では、人Ｍがトイレ室ＴＲに入ったことを、ドップラー信号に基づいて判断しているので、別途入室用のセンサーを設ける必要がない。ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号によって、人の速度ｖの把握とトイレ室ＴＲへの入室判断とを行うことができるので、制御部１５の構成を簡易なものとすることができる。
【００６９】
上述した遅れ時間ｔｃは、トイレ室ＴＲに入ってくる人Ｍの移動速度や体格によっても異なるものであり、実際にトイレ室ＴＲに入ってくる人Ｍに対する反射波の状態によって学習させることも好ましいものである。そこで、変形例である制御部１５ａを備える暖房便座装置ＨＳａについて、図１３を参照しながら説明する。
【００７０】
図１３に示されるように、暖房便座装置ＨＳａは、ドップラーセンサー部１３及び制御部１５ａを備えている。ドップラーセンサー部１３は、図３を参照しながら説明したものと同等であるのでその説明を省略する。
【００７１】
ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号は、制御部１５に出力され、制御部１５のＡ／Ｄ変換手段である受信出力部１５１によってデジタルドップラー信号へ変換される。その後、このデジタルドップラー信号は、デジタルフィルター回路である周波数フィルター１５２によって、人体検出に必要な帯域以外の周波数成分が除去され、昇温開始判定部１５３、周波数識別部１５４、及び便器前到達検出部１５８に入力される。
【００７２】
昇温開始判定部１５３は、入力されたデジタルドップラー信号に基づいて、人体検出を行う。昇温開始判定部１５３で人体検出されたとき、制御部１５は所定の条件に従い加熱部１２を制御して、便座１０を昇温する。
【００７３】
ここで、本実施形態においては、人体として検出するためのドップラー信号を５０Ｈｚ以下としている。なお、５０Ｈｚ以下のドップラー信号は、検出対象物の速度ｖが約０．７ｍ／ｓ以下の速度であるときにドップラーセンサー部１３から出力される。
【００７４】
ドップラーセンサー部１３から５０Ｈｚ以下の所定閾値以上のドップラー信号が所定期間連続して出力されると、昇温開始判定部１５３は人体接近検出を行う。このように人体接近検出が行われると制御部１５は、加熱部１２を制御して、便座１０を昇温する。
【００７５】
図４に示されるように、周波数識別部１５４は、ローパスフィルター１５４ａと、バンドパスフィルター１５４ｂと、ハイパスフィルター１５４ｃと、比較部１５４ｄとを有している。ローパスフィルター１５４ａは、周波数ｆがｆ＜ｆ１を満たすドップラー信号を比較部１５４ｄに出力するものである。バンドパスフィルター１５４ｂは、周波数ｆがｆ１≦ｆ＜ｆ２を満たすドップラー信号を比較部１５４ｄに出力するものである。ハイパスフィルター１５４ｃは、周波数ｆがｆ≧ｆ２を満たすドップラー信号を比較部１５４ｄに出力するものである。比較部１５４ｄは、ドップラー信号とその測定周波数の情報とを遅れ時間決定部１５５に出力する。
【００７６】
図１１に戻り、遅れ時間決定部１５５は、比較部１５４ｄから出力されるドップラー信号の測定周波数から、対象物である人Ｍの速度ｖを算出する部分である。
一般に、対象物である人Ｍの速度ｖは、既に説明した式（２）及びそれを変形した式（３）で求められる。
算出式：ｆ＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ            （２）
算出式：ｖ＝ｆ×ｃ／（２×Ｆｓ）        （３）
ｃ：光速（３００×１０6ｍ／ｓ）
Ｆｓ：送信周波数
ｆ：測定周波数
遅れ時間決定部１５５は、算出した人Ｍの速度ｖに基づいて、遅れ時間ｔｃを決定し、便蓋開閉制御部１５６に出力する。
【００７７】
便蓋開閉制御部１５６は、遅れ時間決定部１５５から出力される遅れ時間ｔｃに基づいて、便蓋１１を開放駆動する。
【００７８】
更に本例では、補正部１５７及び便器前到達検出部１５８（到達検知部）を備えている。便器前到達検出部１５８は、人Ｍが便座１０に到達したことを検知する部分である。人Ｍが便座１０（大便器ＳＢ）前に到達したかどうかは、人Ｍの速度ｖが低下したことによって判断する。
【００７９】
補正部１５７は、検出信号レベルが信号レベル閾値を上回った時点から便蓋１１を開放駆動する時点までの遅れ時間ｔｃについて、便蓋１１を開放駆動する時点を大便器ＳＢへの到達が検知された時点とし、遅れ時間ｔｃを補正する補正時間ｔｈを算出して保持する部分である。補正部１５７は、補正時間ｔｈを時系列に沿って継続的に算出して保持するものであり、その保持結果に基づいて、遅れ時間ｔｃを補正する。
【００８０】
続いて、図１４を参照しながら、便座１０の昇温開始判定処理及び便蓋１１の便蓋開閉制御（補正処理を含む）のフローについて説明する。ステップＳ３１では、昇温開始判定部１５３において人体検出がされたか判断する。具体的には、ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号が、第一信号レベル閾値Ｔｈ１を超えたか判断する。ドップラー信号が第一信号レベル閾値Ｔｈ１を超えていなければ、ステップＳ３１の処理に戻る。ドップラー信号が第一信号レベル閾値Ｔｈ１を超えていれば、ステップＳ３２の処理に進む。
【００８１】
ステップＳ３２では、使用者が近づいてきたことを判定し、制御部１５が加熱部１２を駆動する。ステップＳ３２に続くステップＳ３３では、ドアＤＲの開閉がなされたか判断する。具体的には、ドップラーセンサー部１３から出力されるドップラー信号が、第一信号レベル閾値Ｔｈ１より大きな第二信号レベル閾値Ｔｈ２を超えたか判断する。ドップラー信号が第二信号レベル閾値Ｔｈ２を超えていなければ、ステップＳ４１の処理に進む。ドップラー信号が第二信号レベル閾値Ｔｈ２を超えていれば、ステップＳ３４の処理に進む。
【００８２】
ステップＳ３４では、周波数識別部１５４によるドップラー信号の周波数測定が実行される。ステップＳ３４に続くステップＳ３５では、遅れ時間決定部１５５が、遅れ時間ｔｃを算出する。
【００８３】
ステップＳ３５に続くステップＳ３６では、周波数測定が実行された経過時間を考慮し、周波数測定が完了した時刻を遅れ時間算出基準とするように、その時刻において積算遅れ時間ｔ＝０と定義する。
【００８４】
ステップＳ３６に続くステップＳ３７では、積算遅れ時間ｔにサンプリング周期ｓを加算して、積算遅れ時間ｔ＝ｔ＋ｓを算出する。ステップＳ３７に続くステップＳ３８では、人Ｍが大便器ＳＢ前に到達したか判断する。人Ｍが大便器ＳＢ前に到達したと判断すればステップＳ３９の処理に進み、人Ｍが大便器ＳＢ前に到達したと判断しなければステップＳ４２の処理に進む。ステップＳ３９では、便蓋開閉制御部１５６が便蓋１１を開放駆動する。ステップＳ３９に続くステップＳ４０では、遅れ時間ｔｃの学習処理を実行する。
【００８５】
ステップＳ４１では、ステップＳ３１で開始された人体検出状態が継続しているか判断する。人体検出状態が継続していればステップＳ３３の処理に戻り、人体検出状態が継続していなければステップＳ４６の処理に進む。
【００８６】
ステップＳ４２では、ステップＳ３７で開始した積算遅れ時間ｔが遅れ時間ｔｃとなったか判断する。積算遅れ時間ｔが遅れ時間ｔｃとなればステップＳ４３の処理に進み、積算遅れ時間ｔが遅れ時間ｔｃとなっていなければステップＳ４５の処理に進む。
【００８７】
ステップＳ４３では、便蓋開閉制御部１５６が便蓋１１を開放駆動する。ステップＳ４３に続くステップＳ４４では、人Ｍが大便器ＳＢ前に到達したか判断する。人Ｍが大便器ＳＢ前に到達したと判断すればステップＳ４０の処理に進み、人Ｍが大便器ＳＢ前に到達したと判断しなければステップＳ４４の処理に戻る。
【００８８】
ステップＳ４５では、ステップＳ３１で開始された人体検出状態が継続しているか判断する。人体検出状態が継続していればステップＳ３７の処理に戻り、人体検出状態が継続していなければステップＳ４６の処理に進む。
【００８９】
ステップＳ４６では、加熱部１２の駆動処理を停止し、ステップＳ３１の処理に戻る。
【００９０】
続いて、図１５を参照しながら、図１４のステップＳ３５における遅れ時間ｔｃの決定処理について説明する。ステップＳ５１では、測定周波数ｆがｆ＜ｆ１を満たすか判断する。測定周波数ｆがｆ＜ｆ１を満たせばステップＳ５２の処理に進み、測定周波数ｆがｆ＜ｆ１を満たさなければステップＳ５３の処理に進む。
【００９１】
ステップＳ５２では、遅れ時間ｔｃを遅れ時間ｔｃ１に補正時間ｔｈ１を加えたものと定義する。遅れ時間ｔｃ１は、上述した式（２）（３）に基づいて算出された移動速度ｖを用いて算出されるものである。
【００９２】
ステップＳ５３では、測定周波数ｆがｆ１≦ｆ＜ｆ２を満たすか判断する。測定周波数ｆがｆ１≦ｆ＜ｆ２を満たせばステップＳ５４の処理に進み、測定周波数ｆがｆ１≦ｆ＜ｆ２を満たさなければステップＳ５５の処理に進む。
【００９３】
ステップＳ５４では、遅れ時間ｔｃを遅れ時間ｔｃ２に補正時間ｔｈ２を加えたものと定義する。遅れ時間ｔｃ２は、上述した式（２）（３）に基づいて算出された移動速度ｖを用いて算出されるものである。ステップＳ５５では、遅れ時間ｔｃ３に補正時間ｔｈ３を加えたものと定義する。遅れ時間ｔｃ３は、上した式（２）（３）に基づいて算出された移動速度ｖを用いて算出されるものである。
【００９４】
続いて、図１６を参照しながら、図１４のステップＳ４０における遅れ時間ｔｃの学習処理について説明する。ステップＳ６１では、図１４のステップＳ３５において算出された遅れ時間ｔｃに基づく便蓋１１の開放予定時刻よりも、一定時間以上早く人Ｍが大便器ＳＢ前に到達したか判断する。便蓋１１の開放予定時刻よりも、一定時間以上早く人Ｍが大便器ＳＢ前に到達していればステップＳ６２の処理に進み、便蓋１１の開放予定時刻よりも、一定時間以上早く人Ｍが大便器ＳＢ前に到達していなければステップＳ６３の処理に進む。
【００９５】
ステップＳ６２では、遅れ時間ｔｃ（ｔｃ１，ｔｃ２，ｔｃ３）に対応する補正時間（ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３）を、一定量小さくするように補正する。
【００９６】
ステップＳ６３では、図１４のステップＳ３５において算出された遅れ時間ｔｃに基づく便蓋１１の開放予定時刻よりも、一定時間以上遅く人Ｍが大便器ＳＢ前に到達したか判断する。便蓋１１の開放予定時刻よりも、一定時間以上遅く人Ｍが大便器ＳＢ前に到達していればステップＳ６２の処理に進み、便蓋１１の開放予定時刻よりも、一定時間以上遅く人Ｍが大便器ＳＢ前に到達していなければステップＳ６３の処理に進む。
【００９７】
ステップＳ６４では、遅れ時間ｔｃ（ｔｃ１，ｔｃ２，ｔｃ３）に対応する補正時間（ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３）を、一定量大きくするように補正する。ステップＳ６５では、遅れ時間ｔｃ（ｔｃ１，ｔｃ２，ｔｃ３）に対応する補正時間（ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３）を維持する。
【００９８】
本例では、補正部１５７が、補正時間ｔｈを時系列に沿って継続的に算出して保持し、その保持結果に基づいて、遅れ時間ｔｃを補正するので、トイレ室ＴＲの大きさが通常よりも広い身障者用のトイレであっても便蓋１１の開放駆動タイミングを適切なものとすることができる。
【００９９】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、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、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、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】
【０１００】
１０：便座
１１：便蓋
１２：加熱部
１３：ドップラーセンサー部
１５：制御部
１３１：送信部
１３２：受信部
１３３：差分検出部
１５１：受信出力部
１５２：周波数フィルター
１５３：昇温開始判定部
１５４：周波数識別部
１５４ａ：ローパスフィルター
１５４ｂ：バンドパスフィルター
１５４ｃ：ハイパスフィルター
１５４ｄ：比較部
１５５：遅れ時間決定部
１５６：便蓋開閉制御部
１５７：補正部
１５８：便器前到達検出部
ＣＲ：通路
ＤＲ：ドア
ＨＳ：暖房便座装置
Ｍ：人
Ｍａ：位置
Ｍｂ：位置
Ｍｃ：位置
ＳＡ：検知領域
ＳＢ：大便器
ＴＲ：トイレ室
【図１】
0005622025.tif 000002
【図２】
0005622025.tif 000003
【図３】
0005622025.tif 000004
【図４】
0005622025.tif 000005
【図５】
0005622025.tif 000006
【図６】
0005622025.tif 000007
【図７】
0005622025.tif 000008
【図８】
0005622025.tif 000009
【図９】
0005622025.tif 000010
【図１０】
0005622025.tif 000011
【図１１】
0005622025.tif 000012
【図１２】
0005622025.tif 000013
【図１３】
0005622025.tif 000014
【図１４】
0005622025.tif 000015
【図１５】
0005622025.tif 000016
【図１６】
0005622025.tif 000017