(57)【要約】【課題】  トイレ装置に用いられる測距式着座センサにおいて、着座を検知したときに近点非検知距離を自動的に短くして測距式着座センサをケーシング表面に設置することを可能にし、且つ、測距式着座センサの寿命を長くする。【解決手段】  便座を回動自在に枢着し、洋式便器の上面後部に設置されたトイレ装置のケーシングに取付けられてなり、便座の前方に向けて投光する投光素子と、その光の反射光を受ける受光素子と、前記受光部の受光出力に基いて着座出力信号を発生する制御部とを備えた測距式着座センサであって、前記制御部は、前記着座出力信号に基いて前記投光部への通電電流を増加させる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
便座を回動自在に枢着し、洋式便器の上面後部に設置されたトイレ装置のケーシングに取付けられてなり、便座の前方に向けて投光する投光素子と、その光の反射光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光出力に基いて着座出力信号を発生する制御部とを備えた測距式着座センサであって、前記制御部は、前記着座出力信号に基いて前記投光素子への通電電流を増加させることを特徴とする測距式着座センサ。
【請求項２】
前記通電電流は、定常の第１の電流値と、この第１の電流値より電流値が大の第２の電流値を備え、前記制御部は、前記着座出力信号に基いて第１の電流値から第２の電流値に切り換えることを特徴とする請求項１記載の測距式着座センサ。
【請求項３】
前記第２の電流値を変える通電電流可変手段を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の測距式着座センサ。
【請求項４】
前記着座出力信号を発生していることを表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の測距式着座センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座を回動自在に枢着し、洋式便器の上面後部に設置された衛生洗浄装置などのトイレ装置のケーシングに取付けられ、トイレ装置の使用者が便座に着座したか否かを検知する測距式着座センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
トイレ装置において、図７に示すように衛生洗浄装置などのトイレ装置１のケーシング２に回動自在に便座３が取付けられると共に、このケーシング２に使用者が便座３に着座したことを検知するために三角測量の原理を応用した測距式着座センサ４が取付けられ、便座３前方に向けて赤外線を投光している。そして、例えば測距式着座センサ４の前方約２００ｍｍ以内のポイントに使用者が便座３に着座すると人体を検知して着座出力信号を発生し、着座出力信号Ｓが有るときだけスイッチ５操作でノズル６から洗浄水を吐水可能にするなど、トイレ装置１の各機能は測距式着座センサ４からの着座出力信号に基いて作動する。
【０００３】
しかしながら、トイレ装置１のケーシング２表面に測距式着座センサ４を設けた場合、図８に示すように使用者が便座３上に着座して人体が測距式着座センサ４前方の約２００ｍｍ（検知距離Ｅ）の位置に達すると着座出力信号Ｓを発生するが、その後、使用者が便座３後方に人体を移動させ、人体がトイレ装置１のケーシング２、言い換えれば測距式着座センサ４に約２０ｍｍ以内に接近すると測距式着座センサ４は人体を検知できず（近点非検知距離Ｆ）、この状態で例えばスイッチ５を操作してもノズル６から洗浄水を吐出できなくなる。
【０００４】
この現象を図９、図１０に基いて説明する。まず図９に示すように、使用者が便器７の前に立つなど、測距式着座センサ４前方の約２００ｍｍ（検知距離Ｅ）より遠い位置に人体（体や衣服などの検知対象物）８ａがある場合は、ＬＥＤなどの投光素子９への通電電流（例えば２００ｍＡのパルス電流）に応じた光量の光が投光素子９から投光され、投光レンズ１０を通過した投光１１が人体８ａにより反射され、その反射光１２ａは受光レンズ１３を通過して集光されるが、集光された反射光１２ａは投光素子９側にずれて受光素子１４の検出領域には到達せず、着座出力信号Ｓを発生しない。使用者が便座３上に着座して人体が測距式着座センサ４前方の約２００ｍｍ（検知距離Ｅ）の位置に達すると、投光素子９から投光され、投光レンズ１０を通過した投光１１が人体８ｂによって反射され、その反射光１２ｂが受光レンズ１３を通過後、受光素子１４に到達して着座出力信号Ｓを発生する。
【０００５】
その後、図１０に示すように、使用者が便座３後方に人体を移動させ、人体８ｃがトイレ装置１のケーシング２、言い換えれば測距式着座センサ４に約２０ｍｍ（近点非検知距離Ｆ）以内に接近すると、投光素子９から投光された光の内、投光レンズ１０中心軸１５近辺の投光１１ａは人体８ｃによって反射されるものの、その反射光１２ｃは、受光レンズ１３を通過後、受光素子１４には到達しない。また、投光１１ａの中心軸１５の周縁部に広がる投光１１ｂも人体８ｃによって反射されるが、その反射光１２ｄも、受光レンズ１３を通過後、受光素子１４に到達しない。従って、着座出力信号Ｓを発生しない。
【０００６】
そこで、投光素子９への通電電流を例えば２００ｍＡから４００ｍＡに増やして投光素子９が発光する光量を増大させると、光が中心軸１５周縁部に広がって、この周縁部の投光１１ｃが人体８ｃによって反射された反射光１２ｅが、受光レンズ１３を通過後受光素子１４に到達し、受光素子１４で検知できるようになる。これによれば、投光素子９への通電電流を増やすことによって近点非検知距離Ｆを短くすることが可能になる。しかしながら、投光素子９への通電電流値に反比例して時間が経つにつれて投光素子９からの投光量が減少し、結果的に測距式着座センサ４の寿命が短くなってしまう。
【０００７】
従って、投光素子９への通電電流を多くすれば、近点非検知距離Ｆが短くなるものの時間が経つにつれて投光素子９からの投光量が減少して着座センサ４の寿命が短くなり、投光素子９への通電電流を少なくすれば投光素子９からの投光量が減少しないことから着座センサ４の寿命が長くなるものの近点非検知距離Ｆが長くなる。
【０００８】
尚、検出距離Ｅは、投光１１の反射光１２が受光素子１４に到達するか否かによって決まるので、投光素子９への通電電流を増やし光量を増やしても検出距離Ｅはほとんど変化しない。
【０００９】
そこで、トイレ装置１においては、近点非検知距離Ｆは２０ｍｍのまま、ケーシング２に凹みを設け、凹みの奥に測距式着座センサ４を配備することによって、人体がケーシング２に接近しても、人体と測距式着座センサ４との間に凹みの奥行き分の距離を確保して使用者を検知できるようにしている。（例えば、特許文献１参照。）このようにすることで、投光素子９への通電電流を増やさずに、近点非検知距離Ｆによって生じる不都合を無くし、かつ測距式着座センサ４の寿命をある程度確保している。
【特許文献１】特開２００２−２９４８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、トイレ装置のケーシングに凹みを設ける関係上、デザイン性が悪くなるのは勿論、凹み部分に汚れが溜り測距式着座センサの検知性能が悪くなったりする。本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、着座を検知したときに近点非検知距離を自動的に短くして測距式着座センサをケーシング表面に設置することを可能にし、且つ、測距式着座センサの寿命を長くすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、便座を回動自在に枢着し、洋式便器の上面後部に設置されたトイレ装置のケーシングに取付けられてなり、便座前方に向けて投光する投光部と、この投光された光の反射光を受光する受光部と、前記受光部の受光出力に基いて便座の着座出力信号を発生する制御部とを備えた測距式着座センサであって、前記制御部は、前記着座出力信号に基いて前記投光部の投光素子への通電電流を増加させることを特徴としている。このようにすることで、人が便座に着座したとき、投光部の光量が増大して測距式着座センサからの近点非検知距離が短くなり、人が便座上を後方に体を移動して測距式着座センサに接近したとしても人を検知できる。
【００１２】
併せて、人が便座に着座したときのみ投光素子の通電電流を増やし、非検知状態においては投光素子の通電電流を減らしているので、例えば1日当たりの着座時間は家族4人で1時間程度であり通電電流が増大した状態が占める割合は少なく、一方通電電流を減らした非検知状態の時間が占める割合が多いので、測距式着座センサの寿命を大幅に長くすることが可能になる。
【００１３】
又、前記通電電流は、定常の第１の電流値と、この第１の電流値より電流値が大の第２の電流値を備え、前記制御部は、前記着座出力信号に基いて第１の電流値から第２の電流値に切り換えるようにすることが好ましく、このようにすればデジタル処理回路で制御部を構成でき、アナログ処理回路と比べ構成が簡単で測距式着座センサの信頼性が向上すると共にコスト的にも有利である。
【００１４】
更に、第２の電流値を変える通電電流可変手段を備えることが好ましく、このようにすることで近点非検知距離を調整することが可能になる。
【００１５】
更に又、着座出力信号を発生していることを表示する表示手段を備えることが好ましく、このようにすることで、近点非検知距離が目視でき、通電電流可変手段で第２の電流値を変えながら近点非検知距離を簡単に調整できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トイレ装置のケーシングに凹みを設けずに測距式着座センサをケーシング表面に設置することを可能にし、測距式着座センサに接近して便座に着座した人体も確実に検知でき、しかも測距式着座センサの寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づき具体的に説明すると、図１は本発明の着座式測距センサの模式図、図２は着座式測距センサの回路ブロック図、図３は通電制御部の要部の回路図、図４、図５は着座式測距センサの動作図、図６は着座式測距センサのフローチャートである。
【００１８】
本発明の測距式着座センサ４は、図７に示すように、便座３が回動自在に取付けられたトイレ装置１のケーシング２に取付けられ、便座３前方に向けて赤外線を投光している。
【００１９】
そして、図１に示すように、測距式着座センサ４は、パルス状の赤外線１１を投光する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの投光素子９と、その前方に設けられた投光レンズ１０と、人体８で反射された反射光１２を集光する受光レンズ１３と、集光された反射光１２を受光する半導体位置検出素子（ＰＳＤやＰＤなど）からなる受光素子１４と、受光素子１４の受光状況から便座３への着座の有無を判断し着座出力信号Ｓを発生する着座検知部１６及び着座出力信号Ｓに基いて投光素子９への通電電流を変えて投光素子９の光量を増減させる通電制御部１７を有した制御回路１８とを備えている。尚、１９は外乱光の影響を無くすフィルタ機能を備えたセンサ窓である。
【００２０】
制御回路１８は、図２に示すように受光素子（ＰＳＤ）１４の信号電流Ｉａと電流Ｉｂを処理してアナログ電圧信号からなる出力電圧Ｖｓを発生する信号処理回路２０、及び出力電圧Ｖｓと基準電圧Ｖｘを比較して出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｘより高い場合に着座出力信号Ｓを発生すると共に着座出力信号Ｓの発生中にパイロットランプＰＬを点灯させる出力回路２１を備えた着座検知部１６と、出力回路２１からの着座出力信号Ｓに基いて着座出力信号Ｓが有るときは投光素子９への通電電流を増やし、着座出力信号Ｓが無いときは投光素子９への通電電流を減らす通電制御回路１７を備えている。
【００２１】
通電制御部を構成する通電制御回路１７は、例えば図３に示すように抵抗Ｒ１が接続されたトランジスタ２２と抵抗値が抵抗Ｒ１より小さい抵抗値の範囲で調整可能な可変抵抗Ｒ２が接続されたトランジスタ２３や発振回路等（図示せず）を備えている。そして、着座出力信号Ｓが無いとき（Ｌレベル）はトランジスタ２２がオンして投光素子９への通電電流の少ないＬモードの電流値ＩＬが、着座出力信号Ｓが有るとき（Ｈレベル）の時はトランジスタ２３がオンして投光素子９への通電電流の多いＨモードの電流値ＩＨが投光素子９へ通電されるように構成されている。そして、この実施例においては、可変抵抗Ｒ２の抵抗値を調整して、その抵抗値を抵抗Ｒ１の抵抗値の約１／４にしておく。
【００２２】
作動状況について説明すると、使用者が不在か２００ｍｍ以上着座センサ４から離れていて出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｘ以下の場合では、着座出力信号Ｓを発生しない。着座出力信号Ｓが無い（Ｌレベル）通常状態では、投光素子９へは、トランジスタ２２がオン状態、トランジスタ２３がオフ状態であって、図４に示すように、投光素子９への通電電流は抵抗Ｒ１によって少ない電流値ＩＬ、例えば約１００ｍＡ（従来の約２００ｍＡの１／２）の電流が流れ、それに応じた光量の赤外光１１を投光素子９より投光する（Ｌモード）。この時の近点非検知距離Ｆ１は図５に示すように、測距式着座センサ４から約３０ｍｍ（従来の２０ｍｍの約√2倍）である。
【００２３】
使用者がトイレ装置１を利用するために、使用者が便座３に座り背中などの人体８が測距式着座センサ４から検知距離Ｅ（約２００ｍｍ）以内に達すると投光素子９からの投光が人体で反射され、その反射光を受光素子１４が受けて信号処理され、その出力電圧Ｖｓが基準電圧Ｖｘを越えて着座出力信号Ｓを発生し、着座検知部１６が人体の便座３への着座を検知するすると共に、パイロットランプＰＬが点灯して使用者を検知していることを表示する。すると、トランジスタ２２がオフになる一方トランジスタ２３がオンになり、投光素子９への通電電流は予め抵抗Ｒ１の１／４の抵抗値に調整された可変抵抗Ｒ２によって４倍の電流値ＩＨ、例えば最大許容電流値以下の約４００ｍＡ（従来の約２００ｍＡの２倍）の電流が流れ、投光素子９が発光する光量を通常状態の約２倍に増大させる（Hモード）。
【００２４】
光量を２倍に増大させると、近点検知性能が√２倍向上するため、この時の近点非検知距離Ｆ２は図５に示すように、約１４ｍｍになり、使用者がセンサ窓１９に接近した状態で便座３に着座しても、接近した距離が１４ｍｍ以上であれば着座検知部１６が着座を継続して検知し着座出力信号Ｓを発生し続けると共にパイロットランプＰＬも点灯し続ける。従って、この状態でスイッチ５を操作したときトイレ装置１の各機能が作動しないといった問題が生じない。
【００２５】
尚、トイレ装置１使用後、便座３から離座して使用者が測距式着座センサ４から離れる場合、投光素子９は通常状態の４倍の光量で発光しているが、人体８が測距式着座センサ４から検知距離Ｅ（約２００ｍｍ）以上離れると、非検知状態になり、パイロットランプＰＬも消灯する。
【００２６】
そして、着座検知部１６からの着座出力信号Ｓが消滅すると、通電制御部１７のトランジスタ２３がオフになる一方トランジスタ２２がオンして、投光素子９への通電電流が約１００ｍＡになり、投光素子９が発光する光量を減少させ、通常状態（Lモード）に復帰する。図６にフローチャートを示す。
【００２７】
従って、例えば一般家庭において、従来の測距式着座センサ４では終日約２００ｍＡの電流が投光素子９へ通電されているが、本発明の実施例では、非検知状態（通常状態）では約１００ｍＡの電流が投光素子９へ通電され、着座検知状態では約４００ｍＡの電流が投光素子９へ通電されることになり、積算電流値を比較（デューティは加味しない）すると、前者では２００ｍＡ×２４時間、後者では４００ｍＡ×１時間＋１００ｍＡ×２３時間になって、本実施例では寿命が延びるうえ、近点検知性能が向上する。
【００２８】
尚、近点非検知距離Ｆ１を調整するには、手や紙などの反射物体を測距式着座センサ４に徐々に接近させ、パイロットランプＰＬの点灯状況に応じて可変抵抗Ｒ２の抵抗値を調整すれば良い。即ち、遠方から反射物体を測距式着座センサ４に徐々に接近させ例えば２００ｍｍ前後に到達すると着座出力信号Ｓが発生してパイロットランプＰＬが点灯し、更に反射物体を測距式着座センサ４に近接させるとパイロットランプＰＬが消灯する。この距離が近点非検知距離Ｆ１である。即ち、予め可変抵抗Ｒ２の抵抗値を調整しておき、パイロットランプＰＬが点灯状態から消灯する距離を確認することにより、近点非検知距離Ｆ１を調整できる。
【００２９】
従って、本発明において可変抵抗Ｒ２が通電電流可変手段であり、パイロットランプＰＬが表示手段を構成している。
【００３０】
本発明は上述の実施例に限定されること無く種々の変形が可能であり、Ｌモードの電流値を規定する抵抗Ｒ１も可変抵抗にしても良い。又、Ｈモード時の最大通電電流を投光素子の許容電流値以下に規制するために可変抵抗Ｒ２と直列に固定抵抗を接続し、可変抵抗Ｒ２がゼロになっても固定抵抗で許容電流値以下になるようにしても良い。このようにすることで、投光素子の寿命がむやみに短くなることを防止できる。
【００３１】
又、非検知時は数秒に１パルス投光、検知時は0.5秒に１パルス投光するなど投光周期を変えたり、投光、非投光のデューティ比を変えたりして、より最適な投光素子の設計寿命を図ることも可能である。
【００３２】
勿論、本発明の着座式測距センサを、トイレ装置のケーシングに設けた凹部の奥に設置する場合、凹部の奥行き寸法をＨモード時の近点非検知距離程度にすれば、人体がケーシング表面に触れる程度に着座しても、着座を検知し続けることが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、一般家庭や公共施設で用いられるトイレ装置や、着座検知中に脱臭したりトイレ内を暖房するトイレ装置などにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例を示す着座式測距センサの模式図である。
【図２】同、着座式測距センサの回路ブロック図である。
【図３】同、通電制御部の要部の回路実施例である。
【図４】同、着座式測距センサの動作図である。
【図５】同、着座式測距センサの出力電圧と検知距離とＬモード、Ｈモードの関係を示す動作図である。
【図６】同、着座式測距センサのフローチャートである。
【図７】測距式着座センサの設置状況を示すトイレ装置の外観斜視図である。
【図８】従来の着座式測距センサの動作図である。
【図９】測距センサの基本作動原理図である。
【図１０】測距センサの基本作動原理図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｅ…検知距離
Ｆ、Ｆ１、Ｆ２…近点非検知距離
Ｒ１…抵抗
Ｒ２…可変抵抗（通電電流可変手段）
ＰＬ…パイロットランプ（表示手段）
Ｓ…着座出力信号
１…トイレ装置
２…ケーシング
３…便座
４…測距式着座センサ
５…操作スイッチ
６…ノズル
７…便器
８、８ａ、８ｂ、８ｃ…人体（検知対象物）
９…投光素子
１０…投光レンズ
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…投光（赤外線）
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ…反射光
１３…受光レンズ
１４…受光素子
１５…中心軸
１６…着座検出部
１７…通電制御部
１８…制御回路
１９…センサ窓
２０…信号処理回路
２１…出力回路
２２…トランジスタ
２３…トランジスタ
【図１】
2006230742.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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