(57)【要約】【課題】一つのセンサで人体の位置及び状態を検知することができる人体検知装置を提供する。【解決手段】  マイクロ波センサ１１から出力される人体の位置で強度の異なる出力信号を、アンプ１２で増幅させる。出力信号のピークを検出しピークトリガ信号を出力するピークトリガ回路１３と、コンパレータ１４と、ピークトリガ信号に応じてコンパレータ１４から出力された信号を出力するラッチ１５と、状態判定部１６とで、アンプ１２で増幅された出力信号を処理し、得られた情報に基づき、制御部１７は、便蓋開閉装置２１等に所定の制御信号を送信する。【選択図】図１
2006053069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の位置と状態を検知するための人体検知装置であって、
人体が移動しているときに、その位置に応じた強度の信号を出力するセンサと、
前記センサの出力信号のピークを検出し、ピークトリガ信号を出力するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段からの前記ピークトリガ信号に応答して、前記センサの出力信号の信号レベルを複数の基準レベルと比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、人体の位置と状態とを判別する判別手段と、
を備えることを特徴とする人体検知装置。
【請求項２】
前記センサは、ドップラセンサから構成されることを特徴とする請求項１に記載の人体検知装置。
【請求項３】
前記判別手段は、前記比較手段の比較結果の履歴に基づいて、人体の位置と状態とを判別する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の人体検知装置。
【請求項４】
前記比較手段は、前記信号レベルが、前記基準レベルに達したときにその旨の信号を前記判別手段に出力し、
前記判別手段は、前記比較手段からの出力信号に基づいて、前記信号レベルがより高い前記基準レベルに達したときに、人体が近い位置に位置していると判別する、
ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の人体検知装置。
【請求項５】
前記比較手段は、
互いに異なる基準レベルが与えられ、前記信号レベルとその基準レベルとを比較し、その比較結果を示す信号を出力する複数のコンパレータと、
前記ピークトリガ信号に応答して、対応する前記コンパレータの出力をラッチするラッチ回路と、
から構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の人体検知装置。
【請求項６】
前記ピーク検出手段は、
所定のレベルを超える信号のピークを検出して、前記ピークトリガ信号を出力する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の人体検知装置。
【請求項７】
前記人体検知装置は、トイレにおける利用者の位置と状態を検知する装置であり、
前記比較手段には、利用者の入室位置、前進位置、男子小用位置、着座状態に対応する４つの前記基準レベルが設定されており、
前記判別手段は、前記比較手段の比較結果とその履歴に基づいて、前記入室位置、前記前進位置、前記男子小用位置、前記着座状態のいずれにあるか、さらに、利用者の入室状態であるか退室状態であるかを判別する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の人体検知装置。
【請求項８】
人体が実質的に一次元方向にのみ移動可能な空間を規定する手段を更に備え、
前記センサは前記空間内の人の移動方向にほぼ平行な方向での人体の位置に応じた信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の人体検知装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の人体検知装置と、
前記人体検知装置の前記判別手段の出力に従って電子機器に制御信号を出力する制御手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の位置と状態を検知する人体検知装置と、該人体検知装置を用いた制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トイレ設備の自動化に伴って、トイレ（化粧室；洗面所）内での人間の位置や状態を適切に判別することが望まれている。従来、人体の位置を検知するための装置には、赤外光を利用した測距センサや、焦電型熱式センサが用いられている。
【０００３】
しかし、赤外光を利用したセンサは、センサ部分の汚れによる影響を受けやすいという問題点がある。
また、測距センサを用いる場合、一つのセンサでの距離測定範囲が限定されるため、複数個のセンサが必要となるという問題点がある。
焦電型熱式センサを用いる場合、焦電型熱式センサは、人体の動きのみを検知するため、例えば測距センサといった他の種類のセンサと併用しなければならない問題点がある。
【０００４】
そこで、マイクロ波センサを利用した人体検知装置が開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示されている装置は、２カ所に設けられたマイクロ波センサから得られる信号を利用し、人体の位置を検知するものである。センサにマイクロ波を利用することによって、センサ部分の汚れによる影響を除去することができる。
【特許文献１】特開２００１−３４３４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された技術では、三角測量の原理に基づいて、利用者の位置を特定しているため、複数のセンサが必要となる。複数のセンサを用いると、一つでも誤作動又は故障すると、装置が正しく機能しない。また、複数のセンサの調整が煩雑であり、いずれかのセンサの向きがずれると、全体としての測定値に大きな誤差が生ずる。このため、便蓋の開閉、洗浄のタイミングがずれる等の問題が発生する。
【０００６】
同様の問題は、トイレのシステムに限らず、人間・物体の位置や状態を検出して、検出位置・状態に応じて様々な制御を行う場合に共通に存在する。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、一つのセンサで、人体の位置及び状態を検知することができる人体検知装置を提供することを目的とする。
本発明は特にトイレ内において人体の位置及び状態を適切に検知し、各制御対象への制御信号を適切に出力しうる制御装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る人体検知装置は、
人体の位置と状態を検知するための人体検知装置であって、
人体が移動しているときに、その位置に応じた強度の信号を出力するセンサと、
前記センサの出力信号のピークを検出し、ピークトリガ信号を出力するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段からの前記ピークトリガ信号に応答して、前記センサの出力信号の信号レベルを複数の基準レベルと比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、人体の位置と状態とを判別する判別手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
前記センサは、ドップラセンサから構成されてもよい。
【００１０】
前記判別手段は、前記比較手段の比較結果の履歴に基づいて、人体の位置と状態とを判別してもよい。
【００１１】
前記比較手段は、
互いに異なる基準レベルが与えられ、前記信号レベルとその基準レベルとを比較し、その比較結果を示す信号を出力する複数のコンパレータと、
前記ピークトリガ信号に応答して、対応する前記コンパレータの出力をラッチするラッチ回路と、から構成されてもよい。
【００１２】
前記ピーク検出手段は、
所定のレベルを超える信号のピークを検出して、ピークトリガ信号を出力してもよい。
【００１３】
前記人体検知装置は、トイレにおける利用者の位置と状態を検知する装置であり、
前記比較手段には、利用者の入室位置、前進位置、男子小用位置、着座状態に対応する４つの基準レベルが設定されており、
前記判別手段は、前記比較手段の比較結果とその履歴に基づいて、前記入室位置、前記前進位置、前記男子小用位置、前記着座状態のいずれにあるか、さらに、利用者の入室状態であるか退室状態であるかを判別してもよい。
【００１４】
本発明の第２の観点に係る制御装置は、
人体が移動しているときに、その位置に応じた強度の信号を出力するセンサと、
前記センサの出力信号のピークを検出し、ピークトリガ信号を出力するピーク検出手段と、前記ピーク検出手段からの前記ピークトリガ信号に応答して、前記センサの出力信号の信号レベルを複数の基準レベルと比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、人体の位置と状態とを判別する判別手段と、を備える人体検知装置と、
前記人体検知装置の前記判別手段の出力に従って電子機器に制御信号を出力する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一つのセンサで、人体の位置及び状態を検知することができる人体検知装置を提供することができる。
本発明は特に、特にトイレ内において人体の位置及び状態を適切に検知し、各制御対象への制御信号を適切に出力しうる制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態に係る人体検知装置１について、人体検知装置１をトイレシステムに応用した場合を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１に示すように、人体検知装置１は、マイクロ波センサ１１、アンプ１２、ピークトリガ回路１３、コンパレータ１４ａ〜１４ｄ、ラッチ１５ｂ〜１５ｄ、状態判定部１６、制御部１７、タイマー１８から、構成される。
【００１８】
マイクロ波センサ（マイクロ波ドップラセンサ）１１は、利用者が、図２に平面で示す配置の化粧室５２に、ドア５１を開けて、線ａ付近から進入し線ｄ付近で着座するまで、及び、線ｄ付近で着座している状態からドア５１を開けて退室するまでの利用者の動きを検出するためのものである。
【００１９】
マイクロ波ドップラセンサ１１は、例えば、図３に示すように、信号源１１１、パッチアンテナ１１２、分波器１１３、ミキサ１１４、検波回路１１５等から構成される。
パッチアンテナ１１２は、図２に示す化粧室５２内の貯水タンク５４の壁面（表でも裏でもよい）に入口方向を向いて取り付けられている。即ち、化粧室５２内は比較的狭いため、利用者の動きは、ほぼ入口と便器５３との間の一次元方向の動きとなるが、パッチアンテナ１１２はその指向方向が利用者の動線にほぼ平行で且つ動線上にマイクロ波を放射するように設置される。なお、他の部材は、パッチアンテナと一体に構成されていてもよいし、他の箇所に設置されていてパッチアンテナに信号線を介して接続されていてもよい。
【００２０】
信号源１１１から出力されたマイクロ波は、例えば、無変調のキャリア信号であり、分波器１１３及びパッチアンテナ１１２を介して、化粧室５２の入口方向に向けて放射される。放射されたマイクロ波は、任意の物体で反射して、パッチアンテナ１１２に到達する。反射したマイクロ波（以下、反射波）は、パッチアンテナ１１２で受信され、分波器１１３で分波され、ミキサ１１４に入力される。ミキサ１１４は、反射波と放射マイクロ波とを混合し、それら周波数の差分に相当する周波数の信号を出力する。ミキサ１１４から出力された信号は、検波回路１１５を介して、アンプ１２に出力される。
【００２１】
通常知られているように、マイクロ波を反射した物体が移動している場合には、ドップラ効果によって、移動速度に応じて反射波の周波数がシフトする。このため、化粧室５２内に動きがない場合には、ミキサ１１４の出力は０レベルとなり、一方、化粧室５２内で利用者が移動したり動作したりすると、ミキサ１１４から信号が出力される。ミキサ１１４から出力される信号の強度は、反射波の強度に対応する。従って、一般に、利用者が、パッチアンテナ１１２が固定されている貯水タンク５４に近い位置にいる程大きくなり、貯水タンク５４から遠ざかってドア５１に近づく程小さくなる。
【００２２】
図２に示す化粧室５２内に利用者が、線ａ付近から進入し、線ｄ付近に着座した場合に、マイクロ波センサ１１から得られる信号の強度推移の一般的な例を図４（ａ）に示す。
図示するように、一般的には、利用者がドア５１を開けて化粧室５２に線ａ付近から進入すると、その動きによりマイクロ波センサ１１の出力信号のレベルが大きくなり、ドア５１を閉めるために停止することで小さくなる。但し、利用者がマイクロ波センサ１１から遠いため、その出力信号のレベルのピークは比較的小さい。
【００２３】
続いて、利用者が化粧室５２内を歩くことで、マイクロ波センサ１１の出力信号のレベルが再び大きくなる。このとき、ラインａの位置よりもマイクロ波センサ１１に近づくため、マイクロ波センサ１１の出力信号のレベルのピークはラインａ近辺よりも大きくなる。
さらに、利用者が男子小用の位置である線ｃまで化粧室５２内を歩くことで、マイクロ波センサ１１の出力信号のレベルが再び大きくなる。このとき、ラインｂの位置よりもマイクロ波センサ１１に近づくため、マイクロ波センサ１１の出力信号のレベルのピークは線ｂ近辺よりも大きくなる。
【００２４】
さらに、利用者が便座に着座する場合には、着座動作により、マイクロ波センサ１１の出力信号のレベルが再び大きくなる。このとき、ラインｃの位置よりもマイクロ波センサ１１に近づくため、マイクロ波センサ１１の出力信号のレベルのピークは線ｃ近辺よりも大きくなる。
【００２５】
利用者が化粧室５２を退室する場合には、入室時と逆の動作、即ち、着座していた状態から立った状態となり、立った状態からマイクロ波センサ１１から徐々に遠ざかって退室する動作となるため、マイクロ波センサ１１の出力信号の波形はほぼ入室時の逆のタイミングチャートとなる。
【００２６】
なお、図４（ａ）に示すタイミングチャートは、洋式の便器５３が設置された標準的サイズの化粧室５２についての実験に基づいたものである。
【００２７】
アンプ１２は、マイクロ波センサ１１から出力された信号を、コンパレータ１４ａ〜１４ｄで処理できるレベルに増幅する。
【００２８】
ピークトリガ回路１３は、入力信号の信号レベルのピークを検出してトリガ信号を出力する回路である。その構成例を図５に示す。図５のピークトリガ回路１３は、遅延回路Ｄと、増幅器ＡＭＰと、反転回路ＮＯＴと、論理積ゲートＡＮＤとから構成される。
【００２９】
遅延回路Ｄは、アンプ１２からの入力信号を一定時間遅延させる。
増幅器ＡＭＰは、アンプ１２からの信号とその遅延信号との信号レベルの差を取って、遅延信号の信号レベルが入力信号の信号レベルより大きくなった時点（入力信号の信号レベルがピークを過ぎて、わずかに下降を開始した時点）でローレベルとなる（ピークを検出したことを示す）ピーク検出信号を出力する。
一方、コンパレータ１４ａは、後述するように、入力信号が基準レベルＶａを超えている期間ハイレベルの信号を出力する回路であり、アンプ１２からの入力信号が有意レベルであることを示す信号を出力する。
論理積ゲートＡＮＤは、増幅器ＡＭＰからのピーク検出信号の反転信号と、反転回路ＮＯＴの出力信号の反転信号との論理積をとり、入力信号に含まれるノイズ成分などのピークを無視し、有意な信号のピークのみを取り、さらに、ピークトリガ信号の終端を画すための回路である。
【００３０】
ピークトリガ回路１３から出力されたピークトリガ信号は、ラッチ１５ｂ乃至１５ｄのラッチクロックとしてクロック端子に供給される。
【００３１】
コンパレータ１４ａ〜１４ｄは、それぞれ、アンプ１２で増幅された信号の信号レベルが、反転入力端子（−）に供給される基準レベルＶａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄを超える場合にＨ（ハイ；Ｈｉｇｈ）レベルの信号を、超えない場合にＬ（ロー；Ｌｏｗ）レベルの信号を出力する。基準レベルＶａ〜Ｖｄは、図４（ａ）に示されるように、コンパレータ１４ａ〜１４ｄで、それぞれ異なり、Ｖａ＜Ｖｂ＜Ｖｃ＜Ｖｄの関係にある。Ｖａ〜Ｖｄは、図２に示すトイレ内で利用者が移動した場合、線ａ〜線ｄの位置で一般的に得られる信号強度よりも、例えば、２０〜４０％程度低いレベルに設定されている。
【００３２】
このような設定により、コンパレータ１４ａは、アンプ１２からの信号の信号レベルと反転入力端子（−）に供給される基準レベルＶａとを比較する。基準レベルＶａは、図４（ａ）に示すように、利用者が化粧室５２に入室して、移動又は何らかの動作をしていることを検出可能なレベルに設定されている。従って、コンパレータ１４ａは、図４（ｂ）に示すように、一般に、利用者が、図２に示す化粧室５２の線ａの付近で移動（歩行）するとき、線ｂの付近で移動（歩行）するとき、線ｃの付近まで移動（歩行）するとき、さらに、着座・離座動作を行っているときに、Ｈレベルの信号を出力する。
【００３３】
また、コンパレータ１４ｂは、アンプ１２からの信号の信号レベルと反転入力端子（−）に供給される基準レベルＶｂとを比較する。基準レベルＶｂは、図４（ａ）に示すように、利用者が化粧室５２内の線ａ付近で移動又は動作をしていることを検出することはできないが、利用者が化粧室５２内の線ｂ付近で移動又は動作をしていることを検出可能なレベルに設定されている。従って、コンパレータ１４ｂは、図４（ｃ）に示すように、一般に、利用者が、図２に示す化粧室５２の線ｂの付近で移動（歩行）するとき、線ｃの付近まで移動（歩行）するとき、さらに、着座・離座動作を行っているときに、Ｈレベルの信号を出力する。
【００３４】
また、コンパレータ１４ｃは、アンプ１２からの信号の信号レベルと反転入力端子（−）に供給される基準レベルＶｃとを比較する。基準レベルＶｃは、図４（ａ）に示すように、利用者が化粧室５２内の線ｂ付近で移動又は動作をしていることを検出することはできないが、利用者が化粧室５２内の線ｃ付近で移動又は動作をしていることを検出可能なレベルに設定されている。従って、コンパレータ１４ｃは、図４（ｄ）に示すように、一般に、利用者が、図２に示す化粧室５２の線ｃの付近まで移動（歩行）するとき、さらに、着座・離座動作を行っているときに、Ｈレベルの信号を出力する。
【００３５】
また、コンパレータ１４ｄは、アンプ１２からの信号の信号レベルと反転入力端子（−）に供給される基準レベルＶｄとを比較する。基準レベルＶｄは、図４（ａ）に示すように、利用者が化粧室５２内の線ｃ付近で移動又は動作をしていることを検出することはできないが、利用者が便座に着座したり又立ち上がって離座していることを検出可能なレベルに設定されている。従って、コンパレータ１４ｄは、図４（ｅ）に示すように、着座・離座動作を行っているときに、Ｈレベルの信号を出力する。
【００３６】
ラッチ１５ｂ乃至１５ｄは、Ｄラッチから構成される。
ラッチ１５ｂ乃至１５ｄは、それぞれ、ピークトリガ回路１３から出力されるピークトリガ信号（立ち上がりエッジ）をトリガとして、コンパレータ１４ｂ乃至１４ｄの出力信号をラッチし、状態判定部１６に出力する。
【００３７】
状態判定部１６はデコード回路から構成され、ラッチ１５ｂ乃至１５ｄの出力信号の信号レベルに基づいて、利用者が図２に示す線ｂ、ｃ、ｄのいずれの位置にいるかを示す信号を出力する。状態判定部１６の入力信号と出力のレベルの論理値表を図６（ａ）に示す。即ち、状態判定部１６は、ラッチ１５ｂの出力がＨ、且つ、ラッチ１５ｃと１５ｄの出力がＬレベルのとき、利用者が線ｂの近傍にいることを示す信号Ｓｂを出力し、ラッチ１５ｂと１５ｃの出力がＨ、且つ、ラッチ１５ｄの出力がＬレベルのとき、利用者人間が線ｃの近傍にいることを示す信号Ｓｃを出力し、ラッチ１５ｂ〜１５ｄが全てＨレベルのとき、利用者が線ｄの近傍にいることを示す信号Ｓｄを出力する。
【００３８】
制御部１７は、ＲＡＭ（Randam Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＰＵ(Central Processing Unit)を内蔵する１チップマイクロプロセッサ（マイコン；Micro Computer）等から構成され、コンパレータ１４ａ、ピークトリガ回路１３，及び状態判定部１６から得られる信号を元に、便蓋開閉装置２１、便蓋固定装置２２、洗浄装置２３等の各制御対象部に制御信号を送信する。
【００３９】
より具体化すると、制御部１７は、コンパレータ１４ａの出力信号と、ピークトリガ回路１３からのピークトリガ信号と、状態判定部１６の出力信号Ｓｂ〜Ｓｄを受信する。そして、いずれの信号も一定期間入力されない場合には、スリープ状態に入る。制御部１７は、コンパレータ１４ａから、Ｈ（ハイレベル）信号が入力されると、スリープ状態から稼働状態に遷移し、ピークトリガ回路１３から信号を受信すると、状態判定部１６から状態信号Ｓｂ〜Ｓｃを取得し、状態信号Ｓｂ〜Ｓｃの遷移から化粧室５２の利用者の現在位置や状態を判別し、制御対象の各部に制御信号を出力する。
【００４０】
例えば、制御部１７は、利用者が化粧室５２に入室して線ａの位置に達したと判定すると、便蓋開閉装置２１に、便蓋開成信号を出力して便蓋５５を開かせ、さらに、線ｂの位置に達したと判定すると、便蓋固定装置２２に、固定信号を出力して便蓋５５を開状態で固定させる。また、制御部１７は、利用者が退室のために線ｂの位置に達したと判定すると、便蓋固定装置２２に、固定解除信号を出力して便蓋５５の固定を解除させ、さらに、洗浄装置２３に、洗浄指示信号を出力して、便器５３内に水を流させ洗浄を行い、利用者が線ａの位置に達したと判定すると、便蓋開閉装置２１に、便蓋閉成信号を出力して便蓋５５を閉じさせる。
【００４１】
便蓋開閉装置２１は、モータ、モータドライバ等から構成され、制御部１７からの開閉制御信号を受信し、便蓋５５を開閉する。
便蓋固定装置２２は、ロック機構から構成され、制御部１７からの制御信号に基づき、便蓋５５の開成状態の固定又は固定の解除を行う。
洗浄装置２３は、電磁バルブとそのドライバ等から構成され、制御部１７からの制御信号に基づき、便器５３内に一定量の水を流し、洗浄を行う。
【００４２】
タイマー１８は、コンパレータ１４ａと接続されており、コンパレータ１４ａからＨ信号を受信し、所定時間が経過するとラッチ１５ｂ〜１５ｄにリセットをかける。
【００４３】
次に、上記構成の人体検知装置１が行う処理について、説明する。
前述のように、利用者が図２に示す化粧室５２に入室し、便座に着座するまでに、図４（ａ）に示す波形の信号がマイクロ波センサ１１から出力される。マイクロ波センサ１１の出力信号と基準レベルＶａ〜Ｖｄとが、コンパレータ１４ａ〜１４ｄで比較され、図４（ｂ）〜（ｅ）に示すように、比較結果を示す信号が出力される。
【００４４】
一方、ピークトリガ回路１３は、マイクロ波センサ１１の出力信号のピークを検出し、ピーク近傍でピークトリガ信号を出力する。このピークトリガ信号に応答して、ラッチ回路１５ｂ〜１５ｄがコンパレータ１４ｂ〜１４ｄの各出力信号をラッチし、これを状態判定部１６がデコードして、進入位置、男子小用位置、着座位置のいずれかを示す信号Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを制御部１７に出力する。
【００４５】
このような状況下で、制御部１７が行う制御処理について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
化粧室５２内で何らかの人間の動きがあって、コンパレータ１４ａがＨ信号を出力すると、制御部１７はそれまでのスリープ状態からウェイクアップ状態となり、ピークトリガ回路１３からのピークトリガ信号の入力を待機する状態になる。
【００４６】
制御部１７は、ピークトリガ回路１３からＨ信号を受信すると、図７に示す割込処理を開始し、状態判定部１６からの状態信号Ｓｂ〜Ｓｄを取り込んで、内部ＲＡＭに記憶する（ステップＳ０１）。
制御部１７は、ステップＳ０１で記憶した情報と、一つ前に記憶した情報とに変化があるか否かを判別し（ステップＳ０２）、変化が無い場合（ステップＳ０２：Ｎｏ）、今回の割込処理を終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ０１で記憶した情報と、一つ前に記憶した情報とに変化がある場合（ステップＳ０２：Ｙｅｓ）、変化の内容に応じて、以下の処理を行う。
【００４８】
直前の記憶データがＳｂ＝Ｓｃ＝Ｓｄ＝Ｌ（人間がいないか又は線ａの位置）、状態判定部１６から今回取り込んだ信号がＳｂ＝Ｈ、Ｓｃ＝Ｓｄ＝Ｌの場合、利用者が化粧室５２の線ａ近傍の位置から線ｂ近傍の位置に移動した状態であり、制御部１７は、便蓋開閉装置２１に開成信号を出力して便蓋５５を開かせる（ステップＳ１１）。
【００４９】
直前の記憶データがＳｂ＝Ｈ、Ｓｃ＝Ｓｄ＝Ｌで、今回状態判定部１６から取り込んだ信号が、Ｓｂ＝Ｓｄ＝Ｌ，Ｓｃ＝Ｈの場合、利用者が線ｂ近傍の位置から線ｃ近傍の男子小用位置に移動した状態であり、制御部１７は、便蓋固定装置２２に固定信号を出力して便蓋５５を開状態で固定させる（ステップＳ１２）。
【００５０】
直前の記憶データがＳｂ＝Ｓｄ＝Ｌ，Ｓｃ＝Ｈで、状態判定部１６から今回取り込んだ信号が、Ｓｂ＝Ｈ、Ｓｃ＝Ｓｄ＝Ｌの場合、利用者が化粧室５２を退室するために線ｃ近傍の男子小用位置から線ｂ近傍の位置に移動した状態であり、制御部１７は、洗浄装置２３に洗浄指示信号を送信して、便器５３内に洗浄水を流させて、便器５３内を洗浄させ、さらに、便蓋固定装置２２に解除信号を出力して便蓋５５の固定状態を解除する（ステップＳ１３）。
【００５１】
直前の記憶データがＳｂ＝Ｈで、Ｓｃ＝Ｓｄ＝Ｌで、状態判定部１６から今回取り込んだ信号が、Ｓｂ＝Ｓｃ＝Ｓｄ＝Ｌである場合、利用者が化粧室５２を退室するために線ｂ近傍の位置から線ａ近傍に移動した状態であり、制御部１７は、便蓋開閉装置２１に閉成信号を出力して便蓋５５を閉じさせる（ステップＳ１４）。
【００５２】
その他の変化の場合、制御部１７は特に制御動作を行わない。例えば、直前の記憶データが存在しない状態で、状態判定部１６から今回取り込んだ信号がＳｂ＝Ｓｃ＝Ｓｄ＝Ｌを出力している場合（化粧室５２内に人がいない状態から人が入って来た状態への変化）には特に制御動作を行わない。同様に、例えば、直前の記憶データがＳｂ＝Ｓｄ＝Ｌ、Ｓｃ＝Ｈで、状態判定部１６から今回取り込んだ信号が、Ｓｂ＝Ｓｃ＝Ｌで、Ｓｄ＝Ｈの場合（線ｃの位置から着座）と、直前の記憶データＳｂ＝Ｓｃ＝Ｌ，Ｓｄ＝Ｈで、今回取り込んだ信号がＳｃ＝Ｈ，Ｓｂ＝Ｓｄ＝Ｌの場合、制御部１７は、特に制御動作を行わない。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態の人体検知装置１によれば、マイクロ波センサ１１が、人体の動きや動作があるときに、その位置によって強度の異なる信号を出力する点を利用して、一つのセンサで人体の位置及び状態を判別することができる。
本実施の形態において、マイクロ波センサ１１の出力信号の極所的なピークを検出し、このピーク時の信号レベルと予め設定されている基準レベルＶａ〜Ｖｄとを比較している。このため、通常の人の動作である０．５ｍ／ｓ〜２．０ｍ／ｓの範囲内、又は利用者がこれ以上の速さで動き、例えば図８に示すように波形の幅が均等ではない場合であっても、適切にマイクロ波センサ１１の出力信号と基準レベルＶａ〜Ｖｄとを比較することができる。
また、このようにして判別した人体の位置と状態との履歴に基づいて、利用者の現在の状況を適切に判別して、便蓋５５や水洗の制御に利用することができる。
【００５４】
また、マイクロ波センサ１１が出力するマイクロ波は、樹脂やセラミックスを通過可能であるため、センサ部分を金属以外の材質の筐体内に納めることができ便蓋５５や貯水タンク５４の陰になる部分に配置することもできる。このため、耐薬品、防水構造を採ることができ、同時に、センサ部分の汚れやいたずらによる影響を削減することができる。また、筐体内に納まることによって、デザイン性の向上にも貢献することができる。従って、その取り扱いと取り付けが容易である。
【００５５】
本発明は、上述した実施の形態に限られず、様々な修正及び応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では状態判定部１６を配置したが、状態判定部１６を配置せず、制御部１７がコンパレータ１４ａの出力とラッチ回路１５ｂ〜１５ｄの出力とを直接用いて、化粧室５２の利用者の位置と状態を判別し、必要な制御を行ってもよい。この場合における、利用者の位置ａ〜ｄと、コンパレータ１４ａ〜１４ｄ（及びラッチ回路１５ｂ〜１５ｄ）の出力、さらに制御内容との関係を図６（ｂ）に示す。制御部１７は、入力信号の変化（履歴）から、利用者の現在位置及び入室状態か退室状態かを判別し、上述の制御などを行う。
【００５６】
さらに、ラッチ回路１５ｂ〜１５ｄを使用しないことも可能である。この場合には、制御部１７は、例えば、ピークトリガ信号が供給された時点での、コンパレータ１４ａ〜１４ｄの出力を参照して、例えば、図６（ｂ）に示すテーブルに従って利用者の現在位置の状態を判別する。  
【００５７】
また、上記実施の形態では、制御部１７はピークトリガ信号を割込信号とする割込処理により、制御動作を行ったが、入力信号を常時監視して、一定の変化があった場合に処理を行う等、その制御手法自体は任意である。
【００５８】
上記実施の形態では、制御部１７は、状態判定部１６から今回取り込んだ信号と前回取り込んだ信号との比較により（履歴に基づいて）、利用者の位置と状態の変化を判別したが、より多くの履歴情報を使用して利用者の位置と状態を判別してもよい。例えば、状態判定部１６の出力（Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ）が、（Ｌ，Ｌ，Ｌ）→（Ｌ，Ｈ，Ｌ）→（Ｌ，Ｌ，Ｈ）と変化した場合にのみ、着座位置にあると判別するようにしてもよい。
【００５９】
また、上述した実施の形態では、マイクロ波センサ１１から出力された信号を、コンパレータ等で処理する例を示したが、これに限られず、図９に示すように、マイクロ波センサ１１の出力をアンプ１２で増幅した後、Ａ／Ｄコンバータ１９によりディジタル信号に変換し、以後、制御部（マイクロプロセッサ）１７によるディジタル処理で、利用者の位置等を判別してもよい。
【００６０】
この場合、例えば、制御部１７は、内部メモリにマイクロ波センサ１１から出力され、Ａ／Ｄコンバータ１９でＡ／Ｄ変換された信号レベルを順次記憶する。そして、記憶データと記憶データを一定時間遅延したデータとを比較して、信号レベルのピークを検出する。
【００６１】
一方で、制御部１７は、内部メモリに基準レベルＶａ〜Ｖｄのディジタル値を記憶しておき、ピーク検出時点での信号レベルと各基準レベルとを比較し、信号レベルがどのレベルにあるかを判別し、判別結果を内部メモリに記録する。
制御部１７は、内部メモリに記録した判別結果とその履歴に基づいて、利用者の位置と動作を判別し、必要な制御を行う。
このような構成とすれば、上述の判別処理と制御処理とをディジタル処理で実行することができる。
【００６２】
また、上述した実施の形態においては、人体の位置と動作を検出するためのセンサとして、マイクロ波センサを用いる例を説明したが、これに限られず、超音波ドップラセンサ等の、人体に動きがあるときに、その位置（距離）に応じた強度の信号を出力するタイプのセンサを広く利用可能である。但し、超音波センサに関しては、物体を通過できないため、人体を見通せる位置などに配置することが望ましい。
【００６３】
さらに、上記実施の形態においては、標準的なサイズの化粧室５２に洋式の便器５３を設置した場合の例を説明したが、大型サイズの化粧室や和式便器の場合にも、同様に処理可能である。但し、化粧室や便器のタイプにより利用者の一般的な動きに変化が生し、マイクロ波センサの出力信号の典型的な波形が図４（ａ）に示す者から異なってくる場合がある。このような場合には、その波形に応じた、数の基準レベルとレベル値を設定すればよい。
【００６４】
また、上述した実施の形態において、人体の状態を判別し、便蓋の開閉装置、洗浄装置等の制御信号を出力する場合を例に挙げて説明したが、これらに限られず、例えば、便蓋だけでなく便座も上下させる構成、脱臭装置、トイレ内の冷暖房装置、照明等、様々な装置に接続し、制御信号を出力する構成を採ることもできる。
【００６５】
また、本発明は、トイレに限らず、人間、動物、物の位置及び状態に応じて異なる制御信号が必要とされる装置一般に応用することができる。
【００６６】
即ち、本発明は、化粧室における利用者の位置と状態を判別するだけでなく、動線が一次元、即ち、人間、動物、物がほぼ一次元方向にのみ動く場合に、それらの位置と状態を判別する場合に広く適用可能である。この場合には、マイクロ波センサからの放射波の放射方向を動線と平行で検出対象物に放射波が照射されるようにマイクロ波センサを設置することが望ましい。例えば、廊下などの比較的狭く長い（細長い）空間を定義する室内での人体の位置や状態を判別する場合に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態に係る人体検知装置の構成例を示す図である。
【図２】人体検知装置が設置されたトイレの上面図である。
【図３】マイクロ波センサの構成例を示す図である。
【図４】図１に示す人体検知装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】ピークトリガ回路の一例を示す図である。
【図６】（ａ）は、状態判定部の入力信号と出力のレベルの論理値表である。（ｂ）は、コンパレータ１４ａ〜１４ｄの出力と化粧室内での人体の位置と状態とを示す図である。
【図７】制御部の行う処理を示すフローチャートである。
【図８】マイクロ波センサから出力される信号の推移の別の例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る人体検知装置の別の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  人体検知装置
１１  マイクロ波センサ
１２  アンプ
１３  ピークトリガ回路
１４  コンパレータ
１５  ラッチ
１６  状態判定部
１７  制御部
１８  タイマー
２１  便蓋開閉装置
２２  便蓋固定装置
２３  洗浄装置
【図１】
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【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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