(57)【要約】【課題】トイレ室内の温度が高くなった場合でも、精度よく人の入室を検知できる焦電センサーを有する衛生洗浄装置を提供する。【解決手段】衛生洗浄装置１０は、人体から放射される赤外線を検知し、その検知結果を、センサー出力信号として出力する、焦電センサー５２と、このセンサー出力信号を増幅して、増幅出力信号として出力する、増幅回路５４と、増幅出力信号が、増幅出力信号の定常値Ｖｒｅｆから、変動閾値Ｖｔｈ１又は変動閾値Ｖｔｈ２より大きな幅で変動したか否かにより、人体の有無に変化があったか否かを判定し、この判定結果を、判定結果信号として出力する、判定回路５６と、この判定結果信号に基づいて、人体無しから人体有りに変化したと推定し得る場合に、衛生洗浄装置１０に所定の動作を実行させる、制御部４２とを備えている。そして、判定回路５６は、周囲の温度が高くなるに従って、変動閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２を小さくする。【選択図】図５
2011080921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体から放射される赤外線を検知し、その検知結果を、センサー出力信号として出力する、焦電センサーと、
前記焦電センサーから出力された前記センサー出力信号が入力され、このセンサー出力信号を増幅して、増幅出力信号として出力する、増幅回路と、
前記増幅回路から出力された前記増幅出力信号が入力され、前記増幅出力信号が、前記増幅出力信号の定常値から、変動閾値より大きな幅で変動したか否かにより、人体の有無に変化があったか否かを判定し、この判定結果を、判定結果信号として出力する、判定回路と、
前記判定回路から出力された前記判定結果信号が入力され、この判定結果信号に基づいて、人体無しから人体有りに変化したと推定し得る場合に、当該衛生洗浄装置に所定の動作を実行させる、制御部と、
を備えており、
前記判定回路は、当該判定回路の周囲の温度が高くなるに従って、前記変動閾値を小さくする、ことを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項２】
前記判定回路の周囲の温度に応じて抵抗が変化する、感温抵抗素子を用いることにより、前記判定回路は、前記判定回路の周囲の温度が高くなるに従って、前記変動閾値が小さくなるように構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の衛生洗浄装置。
【請求項３】
前記判定回路は、周囲の温度の変化に対する抵抗値の変化特性が異なる２つの感温抵抗素子を用いて、前記変動閾値における前記定常値からプラス方向への閾値であるプラス方向変動閾値と、前記変動閾値における前記定常値からマイナス方向への閾値であるマイナス方向変動閾値とを定めている、ことを特徴とする請求項２に記載の衛生洗浄装置。
【請求項４】
前記感温抵抗素子は、サーミスタ抵抗である、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の衛生洗浄装置。
【請求項５】
前記判定回路は、
第１電圧の第１電源と、第１ノードとの間に接続された、第１抵抗素子と、
前記第１ノードと、前記第１電圧より低い第２電圧の第２電源との間に接続された、第１感温抵抗素子と、
前記第１電源と、第２ノードとの間に接続された、第２感温抵抗素子と、
前記第２ノードと、前記第２電源との間に接続された、第２抵抗素子と、
非反転入力端子が前記第１ノードに接続され、反転入力端子に前記増幅出力信号が入力される、第１差動増幅器と、
非反転入力端子に前記増幅出力信号が入力され、反転入力端子が前記第２ノードに接続される、第２差動増幅器と、
を備え、
前記第１差動増幅器と前記第２差動増幅器から、前記判定結果信号が出力される、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の衛生洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛生洗浄装置に関し、特に、トイレ室内の温度に拘わらず、人の入室を安定して検知できる焦電センサーを有する衛生洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大便器に取り付けられて使用される衛生洗浄装置には、様々なオート機能が搭載されている。このオート機能の１つには、人がトイレ室内に入室することによって、自動的に便蓋が開く、便蓋自動開閉機能がある。また、別のオート機能として、人がトイレ室内に入室すると、暖房便座の温度を適温まで昇温させる、節電形の便座暖房機能がある。この便座暖房機能は、人がトイレ室内にいない場合は、便座の温度をある程度、低く維持しておき、人の入室を検知した時点で、便座の温度を適温まで急速に上げることにより、暖房便座を使用する使用者の快適性を維持しつつ、消費エネルギーの低減を図るものである。このようなオート機能を実現する上では、トイレ室内に人が入室したことを、高い精度で検知するセンサーが必須となる。
【０００３】
このようなセンサーとして、特開２００７−３２１４４０号公報（特許文献１）では、焦電センサーが用いられている。この焦電センサーは、人体から放射される赤外線を検知して、検知対象である人体の有無を検知するセンサーである。焦電センサーは、センサーとして検知可能な方向性が広く、広いエリア範囲にわたって人体の有無を検知できるため、トイレ室内への人の入室を検知するためのセンサーとして好適である。
【０００４】
ところが、焦電センサーは、周囲の温度が高くなると、人体を検知しにくくなるという特性を有している。これは、焦電センサーが、人体とその周囲との間の温度差を利用して、人体の有無を検知する仕組みのセンサーであることから、周囲の温度、つまりトイレ室内の温度が人間の体温（標準的には３６度）に近づくに従って、人体と周囲との間の温度差が小さくなり、人の入室を検知しにくくなるのである。
【０００５】
このため、夏場などのトイレの室内が高温になるような場合には、焦電センサーを用いて、人の入室を精度よく検知できず、上述した様々なオート機能が正常に動作しないことがあるという問題があった。このため、特開２００９−５８４６３号公報（特許文献２）では、焦電センサーの検知結果であるセンサー出力信号が入力される増幅回路の増幅率を、周囲の温度が高くなるに従って大きくして、周囲の温度が上昇した場合でも、この増幅回路の後段に設けられた判定回路には、大きな振幅の増幅出力信号が入力されるようにし、人の入室を高い精度で検知できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３２１４４０号公報
【特許文献２】特開２００９−５８４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特開２００９−５８４６３号公報（特許文献２）に開示のように増幅回路の増幅率を大きくすると、図１に示す増幅回路の増幅特性から分かるように、その特性も変化してしまう。この増幅特性の変化は、増幅回路の時定数が変化してしまうことから生ずる。図１の例では、元々の増幅特性がＣＨＲ１で表されるとすると、増幅率を大きくした後の増幅特性はＣＨＲ２に示されるようになる。この増幅特性ＣＨＲ１と増幅特性ＣＨＲ２とを比べると分かるように、増幅率を大きくすると、増幅される周波数帯域も広くなってしまい、本来であれば増幅されるべきでない周波数帯のセンサー出力信号まで大きな増幅率で増幅されてしまう。
【０００８】
例えば、波長が０．１ｍ／ｓに相当する周波数よりも低い周波数のセンサー出力信号を増幅して、判定回路に出力すると、判定回路は、便蓋が自動的に開状態から閉状態に移行する際の便蓋を検知してしまったり、風で揺らぐカーテンを検知してしまったりする可能性が高くなる。このような外乱を、人が入室したと誤検知してしまうことは、極力避ける必要がある。
【０００９】
そこで、本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、トイレ室内の温度が高くなった場合でも、精度よく人の入室を検知できる焦電センサーを有する衛生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】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る衛生洗浄装置は、人体から放射される赤外線を検知し、その検知結果を、センサー出力信号として出力する、焦電センサーと、前記焦電センサーから出力された前記センサー出力信号が入力され、このセンサー出力信号を増幅して、増幅出力信号として出力する、増幅回路と、前記増幅回路から出力された前記増幅出力信号が入力され、前記増幅出力信号が、前記増幅出力信号の定常値から、変動閾値より大きな幅で変動したか否かにより、人体の有無に変化があったか否かを判定し、この判定結果を、判定結果信号として出力する、判定回路と、前記判定回路から出力された前記判定結果信号が入力され、この判定結果信号に基づいて、人体無しから人体有りに変化したと推定し得る場合に、当該衛生洗浄装置に所定の動作を実行させる、制御部と、を備えており、前記判定回路は、当該判定回路の周囲の温度が高くなるに従って、前記変動閾値を小さくする、ことを特徴とする。
【００１１】
これにより、判定回路の周囲の温度、つまりは、衛生洗浄装置が設けられているトイレ室内の温度が、高くなった場合でも、焦電センサーを用いて、人体の有無の変化をより確実に検出できるようになる。このため、トイレ室内が高温になる暑い夏場などにおいても、トイレ室内に使用者が入室したことに伴い実行されるべき所定の動作を、衛生洗浄装置に実行させることができる。
【００１２】
この場合、前記判定回路の周囲の温度に応じて抵抗が変化する、感温抵抗素子を用いて、周囲の温度が高くなるに従って変動閾値が小さくなる判定回路を構成するようにしてもよい。このように、感温抵抗素子を用いることにより、判定回路の周囲の温度が高くなるに従い、変動閾値が小さくなる判定回路を、容易に構成することができる。
【００１３】
この場合、前記判定回路は、周囲の温度の変化に対する抵抗値の変化特性が異なる２つの感温抵抗素子を用いて、前記変動閾値における前記定常値からプラス方向への閾値であるプラス方向変動閾値と、前記変動閾値における前記定常値からマイナス方向への閾値であるマイナス方向変動閾値とを定めるようにしてもよい。このように、特性の異なる２つの感温抵抗素子を用いることにより、高い正確性をもって、変動閾値を定めることができるようになる。
【００１４】
これらの場合、例えば、前記感温抵抗素子には、サーミスタ抵抗を用いることができる。サーミスタ抵抗は、汎用部品であることから、その入手が容易であり、且つ、安価である。
【００１５】
また、前記判定回路は、第１電圧の第１電源と、第１ノードとの間に接続された、第１抵抗素子と、前記第１ノードと、前記第１電圧より低い第２電圧の第２電源との間に接続された、第１感温抵抗素子と、前記第１電源と、第２ノードとの間に接続された、第２感温抵抗素子と、前記第２ノードと、前記第２電源との間に接続された、第２抵抗素子と、非反転入力端子が前記第１ノードに接続され、反転入力端子に前記増幅出力信号が入力される、第１差動増幅器と、非反転入力端子に前記増幅出力信号が入力され、反転入力端子が前記第２ノードに接続される、第２差動増幅器と、を備え、前記第１差動増幅器と前記第２差動増幅器から、前記判定結果信号が出力されるようにしてもよい。
【００１６】
このような具体的な回路構成により、判定回路を構成することが可能である。また、増幅出力信号の定常値からプラス側の変動閾値を第１感温抵抗素子を利用して定めることができ、増幅出力信号の定常値からマイナス側の変動閾値を第２感温抵抗素子を利用して定めることができるので、プラス側及びマイナス側の変動閾値を、温度変化に追従して精度よく変化するように、定めることができる。このため、衛生洗浄装置の周囲の温度が高くなっても、人体の有無をより確実に検知することができるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る衛生洗浄装置によれば、衛生洗浄装置が設置されているトイレ室内の温度に拘わらず、焦電センサーを用いて安定的に人の入室を検出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】増幅回路の増幅率を変化させた場合における、増幅回路の増幅特性の変化の一例をグラフにして示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る衛生洗浄装置と、この衛生洗浄装置が取り付けられた大便器とを示す側面図（トイレ室内に人が入室する前の状態）である。
【図３】図２の衛生洗浄装置の構成の一例を、機能ブロックとして説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る衛生洗浄装置と、この衛生洗浄装置が取り付けられた大便器とを示す側面図（トイレ室内に人が入室した後の状態）である。
【図５】図３に示した衛生洗浄装置における人体検知ユニットの内部構成の一例を、機能ブロックとして説明するための図である。
【図６】図５に示した人体検知ユニットにおける判定回路の具体的な回路構成の一例を示す回路図である。
【図７】図６の判定回路における、温度変化に対するサーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２と電圧Ｖ１の変化の一例をグラフにして示す図である。
【図８】図６の判定回路における、温度変化に対するサーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２と電圧Ｖ２の変化の一例をグラフにして示す図である。
【図９】周囲の温度が２０℃の場合における、上側閾値の電圧Ｖ１と、下側閾値の電圧Ｖ２と、増幅出力信号の電圧の変化の一例を、グラフにして示す図である。
【図１０】周囲の温度が３５℃の場合における、上側閾値の電圧Ｖ１と、下側閾値の電圧Ｖ２と、増幅出力信号の電圧の変化の一例を、グラフにして示す図である。
【図１１】手前側にマイナスエリアが形成され、奥側にプラスエリアが形成される向きに、焦電センサーが組み込まれた衛生洗浄装置の設けられたトイレ室内に、人が入る様子を上方から見た平面図である。
【図１２】図１１に対応する増幅出力信号の電圧の変動の一例をグラフにして示す図である。
【図１３】手前側にプラスエリアが形成され、奥側にマイナスエリアが形成される向きに、焦電センサーが組み込まれた衛生洗浄装置の設けられたトイレ室内に、人が入る様子を上方から見た平面図である。
【図１４】図１３に対応する増幅出力信号の電圧の変動の一例をグラフにして示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態は、増幅回路から出力された増幅出力信号が定常値から変動閾値より大きな変動をしたか否かにより、人体の有無に変化があったか否かを判定する判定回路が設けられている衛生洗浄装置において、この判定回路の周囲の温度が高くなるに従って、変動閾値を小さくすることにより、高い温度でも精度よく人体の有無の変化を検知できるようにし、トイレ室内に人が入室したことを高い確度で検知できるようにしたものである。より詳しくを、以下に説明する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に係る衛生洗浄装置１０と、この衛生洗浄装置１０が取り付けられた大便器２０とを示す側面図である。この図２に示すように、本実施形態に係る衛生洗浄装置１０は、衛生洗浄装置本体１２と、便蓋１４と、便座１６とを備えて構成されている。衛生洗浄装置本体１２には、この衛生洗浄装置１０の動作を制御する制御機能が内蔵されている。便蓋１４と便座１６とは、衛生洗浄装置本体１２に回動可能に連結されている。これら衛生洗浄装置１０と大便器２０とは、トイレの室内に設けられている。
【００２１】
図３は、衛生洗浄装置１０の構成の一例を機能ブロックとして表す図である。この図３に示すように、本実施形態に係る衛生洗浄装置１０は、洗浄機能部３０と、便蓋開閉ユニット３２と、便座開閉ユニット３４と、便座暖房ユニット３６と、室内暖房ユニット３８と、人体検知ユニット４０と、制御部４２とを備えて、構成されている。制御部４２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、これら洗浄機能部３０と、便蓋開閉ユニット３２と、便座開閉ユニット３４と、便座暖房ユニット３６と、室内暖房ユニット３８に対する各種の制御を実行する。
【００２２】
洗浄機能部３０は、便座１６に座った使用者の局部に向けて、吐出ノズルから洗浄水を吐出して、使用者の局部を洗浄する機能を有する。また、この洗浄機能部３０には、衛生洗浄装置１０に供給された水道水を加熱して、温水にする機能も備わっており、使用者の設定に応じて、温水になった洗浄水を吐出ノズルから吐出することも可能に構成されている。したがって、本実施形態における「水」という文言には、冷水のみならず、加熱された温水をも含んでいると解釈すべきである。
【００２３】
便蓋開閉ユニット３２は、衛生洗浄装置１０に設けられた便蓋１４を自動的に開閉する機能部である。特に、本実施形態においては、人体検知ユニット４０がトイレ室内に人が入ったことを検知した場合に、便蓋開閉ユニット３２は、便蓋１４を閉状態から開状態に自動的に移行させる。すなわち、人体検知ユニット４０がトイレ室内への人の入室を検知した場合に、便蓋開閉ユニット３２は、図２に示すような閉状態にある便蓋１４を開き、図４に示すような開状態に移行して、使用者が、衛生洗浄装置１０を使用し得る状態にする。便座開閉ユニット３４は、衛生洗浄装置１０に設けられた便座１６を自動的に開閉する機能部である。
【００２４】
便座暖房ユニット３６は、使用者が行った設定に応じて、便座１６を暖める機能部である。特に、本実施形態においては、トイレ室内に人がいない場合には、便座１６は設定より低い温度に保持されており、人体検知ユニット４０がトイレ室内に人が入室したことを検知した場合に、便座暖房ユニット３６は、便座１６を昇温して、便座１６の温度を設定された温度にする。このようにすることにより、便座１６を使用する使用者の快適性を維持しつつ、消費電力の抑制を図っている。室内暖房ユニット３８は、この衛生洗浄装置１０が設置されているトイレ室内の暖房を行う機能部である。
【００２５】
図５は、本実施形態に係る人体検知ユニット４０の内部構成の一例を説明するブロック図である。この図５に示すように、本実施形態に係る人体検知ユニット４０は、レンズ５０と、焦電センサー５２と、増幅回路５４と、判定回路５６とを備えて構成されている。
【００２６】
焦電センサー５２は、レンズ５０を介して、人体から放射される赤外線を検知して、その検知結果を、センサー出力信号として、増幅回路５４に出力する。すなわち、焦電センサー５２は、検知対象範囲の温度変化を赤外線を利用して検知し、焦電作用に基づいて電気信号に変換して、センサー出力信号として出力する。本実施形態においては、このセンサー出力信号は電圧信号であり、トイレ室内に人の入退室がない場合は、所定の電圧である定常値を有するように構成されているが、人体の有無に変化があると、このセンサー出力信号の電圧は、定常値からプラス方向とマイナス方向に変動する。
【００２７】
増幅回路５４には、焦電センサー５２から出力されたセンサー出力信号が入力される。そして、この増幅回路５４は、電圧信号であるセンサー出力信号の振幅を増幅して、増幅出力信号として、判定回路５６に出力する。
【００２８】
判定回路５６には、この増幅出力信号が入力され、増幅出力信号が、定常値から変動閾値より大きな変動をしたか否かにより、トイレ室内の人体の有無に変化があったか否かを判定する。そして、判定回路５６は、その判定結果を、判定結果信号として、制御部４２に出力する。
【００２９】
制御部４２では、判定回路５６から入力された判定結果信号に基づいて、トイレ室内に人が入室したかどうかを判断し、人が入室したと推定し得る場合には、この衛生洗浄装置１０に対して、所定の動作を実行させる。具体的には、上述したように、制御部４２は、便蓋開閉ユニット３２に、便蓋１４を開状態にするための起動命令を発する。また、制御部４２は、便座暖房ユニット３６に、便座１６を昇温するための起動命令を発する。
【００３０】
図６は、本実施形態に係る判定回路５６の具体的な回路構成の一例を示す図である。この図６に示すように、本実施形態に係る判定回路５６は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、サーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２、差動増幅器ＯＰ１、ＯＰ２とを備えて、構成されている。抵抗Ｒ１、Ｒ２は、所定の固定的な抵抗値を有している。サーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２は、周囲の温度が変化するに従って抵抗値が変化する感温抵抗素子の一例である。
【００３１】
抵抗Ｒ１は、電圧Ｖ０の電源と、ノードＮＤ１との間に接続されており、サーミスタ抵抗Ｒｔｈ１は、ノードＮＤ１とグランドとの間に接続されている。つまり、抵抗Ｒ１とサーミスタ抵抗Ｒｔｈ１は、電圧Ｖ０の電源とグランドとの間に、直列に接続されている。なお、本実施形態においては、例えば５Ｖの電源が使用されているため、電圧Ｖ０は５Ｖである。
【００３２】
サーミスタ抵抗Ｒｔｈ２は、電圧Ｖ０の電源と、ノードＮＤ２との間に接続されており、抵抗Ｒ２は、ノードＮＤ２とグランドとの間に接続されている。つまり、サーミスタ抵抗Ｒｔｈ２と抵抗Ｒ２は、電圧Ｖ０の電源とグランドとの間に、直列に接続されている。換言すれば、抵抗Ｒ１とサーミスタ抵抗Ｒｔｈ１とを含むパスと、サーミスタ抵抗Ｒｔｈ２と抵抗Ｒ２とを含むパスとが、電圧Ｖ０の電源とグランドとの間に、並列に形成されている。
【００３３】
ノードＮＤ１の電圧をＶ１とすると、この電圧Ｖ１は、差動増幅器ＯＰ１の非反転入力端子に入力されている。この差動増幅器ＯＰ１の反転入力端子には、増幅回路５４から出力された増幅出力信号が入力される。そして、この差動増幅器ＯＰ１からは、電圧Ｖ１と、増幅出力信号の電圧との差分に応じて、０Ｖ又は５Ｖの判定結果信号が出力される。つまり、電圧Ｖ１よりも増幅出力信号の電圧が低い場合には、５Ｖの判定結果信号が出力され、電圧Ｖ１よりも増幅出力信号の電圧が高い場合には、０Ｖの判定結果信号が出力される。
【００３４】
一方、ノードＮＤ２の電圧をＶ２とすると、この電圧Ｖ２は、差動増幅器ＯＰ２の反転入力端子に入力されている。この差動増幅器ＯＰ２の非反転入力端子には、増幅回路５４から出力された増幅出力信号が入力される。そして、この差動増幅器ＯＰ２からは、電圧Ｖ２と、増幅出力信号の電圧との差分に応じて、０Ｖ又は５Ｖの判定結果信号が出力される。つまり、電圧Ｖ２よりも増幅出力信号の電圧が高い場合には、５Ｖの判定結果信号が出力され、電圧Ｖ２よりも増幅出力信号の電圧が低い場合には、０Ｖの判定結果信号が出力される。
【００３５】
詳しくは後述するが、本実施形態においては、電圧Ｖ１より電圧Ｖ２の方が低くなるように設定されている。このため、電圧Ｖ１が上側閾値を構成し、電圧Ｖ２が下側閾値を構成する。そして、判定回路５６は、入力された増幅出力信号の電圧が、上側閾値の電圧Ｖ１と下側閾値の電圧Ｖ２との間にある場合には、５Ｖの判定結果信号を出力し、入力された増幅出力信号の電圧が、上側閾値の電圧Ｖ１より大きい場合、又は、下側閾値の電圧Ｖ２よりも小さい場合には、ローレベルの判定結果信号を出力する。つまり、本実施形態においては、判定結果信号は、ローレベル（０Ｖ）又はハイレベル（５Ｖ）により構成されるデジタル信号となっている。
【００３６】
この図６の回路構成によれば、電圧Ｖ１は、Ｖ１＝（Ｖ０×Ｒｔｈ１）／（Ｒ１＋Ｒｔｈ１）で表すことができ、電圧Ｖ２は、Ｖ２＝（Ｖ０×Ｒ２）／（Ｒ２＋Ｒｔｈ２）で表すことができる。サーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２は、温度によって抵抗値が変わる感温抵抗素子であるため、電圧Ｖ１、Ｖ２も、この判定回路５６の周囲の温度によって電圧値が変化することとなる。
【００３７】
ここで、判定回路５６の周囲の温度とは、直接的には、サーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２が設けられている判定回路５６の内部の温度であるが、実質的には、判定回路５６の周囲の温度を検知していることとなり、つまりは、焦電センサー５２が検知しようとしているトイレ室内の温度（気温）を意味していることとなる。
【００３８】
図６に示した判定回路５６の回路構成によれば、本発明の第１電圧の第１電源の一例が、電圧Ｖ０の電源であり、本発明の第２電圧の第２電源の一例が、グランドであり、本発明の第１抵抗素子の一例が、抵抗Ｒ１であり、本発明の第１感温抵抗素子の一例が、サーミスタ抵抗Ｒｔｈ１であり、本発明の第２抵抗素子の一例が、抵抗Ｒ２であり、本発明の第２感温抵抗素子の一例が、サーミスタ抵抗Ｒｔｈ２であり、本発明の第１差動増幅器の一例が、差動増幅器ＯＰ１であり、本発明の第２差動増幅器の一例が、差動増幅器ＯＰ２である。
【００３９】
図７は、本実施形態における、周囲の温度と電圧Ｖ１の関係と、周囲の温度とサーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２の抵抗値の関係を表したグラフを示す図である。図８は、本実施形態における、周囲の温度と電圧Ｖ２の関係と、周囲の温度とサーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２の抵抗値の関係を表したグラフを示す図である。
【００４０】
これら図７及び図８から分かるように、本実施形態においては、周囲の温度が高くなるに従って、サーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２は、抵抗値が小さくなる特性を有している。このため、周囲の温度が高くなるに従って、電圧Ｖ１は小さくなり、電圧Ｖ２は大きくなる。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、電圧Ｖ１が小さくなる割合と、電圧Ｖ２が大きくなる割合が、等しくなるように設定されている。すなわち、温度が高くなることにより電圧Ｖ１が小さくなる大きさと、電圧Ｖ２が大きくなる大きさとが、同等になるように設定されている。これは、図７及び図８のグラフで見ると、電圧Ｖ１のマイナス方向への傾きａ１と、電圧Ｖ２のプラス方向への傾きａ２とが、等しくなることを意味している。
【００４２】
このような電圧Ｖ１、Ｖ２の温度の特性を実現するために、本実施形態においては、サーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２が、Ｒｔｈ１＝（ａ−ｂ×Ｒｔｈ２）／（ｃ−ｄ×Ｒｔｈ２）という条件を満たすように選定されている。但し、ａ＝（Ｖ０−２×Ｖｒｅｆ）×Ｒ１×Ｒ２、ｂ＝２×Ｖｒｅｆ×Ｒ１、ｃ＝２×（Ｖｒｅｆ−Ｖ０）×Ｒ２、ｄ＝Ｖ０−２×Ｖｒｅｆであり、Ｖｒｅｆは、増幅出力信号の電圧の定常値を示している。
【００４３】
電圧Ｖ１、Ｖ２の温度に対する変化は、図９及び図１０に例示するような、判定回路５６における、判定基準の変化をもたらす。図９は、周囲の温度が２０℃である場合の電圧Ｖ１、Ｖ２の値と、判定回路５６に入力された増幅出力信号の波形の一例を示す図である。図１０は、周囲の温度が３５℃である場合の電圧Ｖ１、Ｖ２の値と、判定回路５６に入力された増幅出力信号の波形の一例を示す図である。これら図９及び図１０においては、焦電センサー５２が人体無しから人体有りの変化を検知した場合における、増幅出力信号の波形の一例を示している。
【００４４】
図９に示すように、周囲の温度が２０℃の場合には、人体無しから人体有りに変化した際に判定回路５６に入力される増幅出力信号の振幅は、比較的大きい。すなわち、人体無しから人体有りに変化したことに伴い、増幅出力信号は、定常値から大きく変動する。この変動は、定常値からプラス方向への変動と、定常値からマイナス方向への変動がある。
【００４５】
そして、判定回路５６は、プラス方向への変動により、増幅出力信号の電圧が上側閾値の電圧Ｖ１より大きくなっている間は、人体無しから人体有りに変化したことを示す判定結果信号、つまりローレベルの判定結果信号を出力する。
【００４６】
ここで、この図９におけるプラス方向への変動閾値Ｖｔｈ１を、Ｖｔｈ１＝（電圧Ｖ１）−（増幅出力信号の定常値Ｖｒｅｆ）とすると、判定回路５６は、入力された増幅出力信号の電圧が、この変動閾値Ｖｔｈ１よりも大きな幅でプラス方向に変動したか否かを判断し、増幅出力信号の電圧が、定常値Ｖｒｅｆから変動閾値Ｖｔｈ１よりも大きな幅でプラス方向に変動した場合に、人体の有無に変化があったと判定することを意味している。
【００４７】
同様に、判定回路５６は、マイナス方向への変動により、増幅出力信号の電圧が下側閾値の電圧Ｖ２より小さくなった場合に、人体無しから人体有りに変化したことを示す判定結果信号、つまりローレベルの判定結果信号を出力する。
【００４８】
ここで、この図９におけるマイナス方向への変動閾値Ｖｔｈ２を、Ｖｔｈ２＝（増幅出力信号の定常値Ｖｒｅｆ）−（電圧Ｖ２）とすると、判定回路５６は、入力された増幅出力信号の電圧が、この変動閾値Ｖｔｈ２よりも大きな幅でマイナス方向に変動したか否かを判断し、増幅出力信号の電圧が、定常値Ｖｒｅｆから変動閾値Ｖｔｈ２よりも大きな幅でマイナス方向に変動した場合に、人体の有無に変化があったと判定することを意味している。
【００４９】
一方、図１０に示すように、周囲の温度が３５℃の場合には、人体無しから人体有りに変化した際に判定回路５６に入力される増幅出力信号の振幅は、比較的小さい。すなわち、人体無しから人体有りに変化したことに伴う、増幅出力信号の振幅は、周囲の温度が２０℃の場合と比べて小さい。このため、増幅出力信号の電圧は、定常値から小さく変動する。この変動も。２０℃のときと同様に、定常値からプラス方向への変動と、定常値からマイナス方向への変動がある。
【００５０】
そして、判定回路５６は、プラス方向への変動により、増幅出力信号の電圧が電圧Ｖ１より大きくなった場合に、人体無しから人体有りに変化したことを示す判定結果信号、つまりローレベルの判定結果信号を出力する。但し、図７にも示したように、３５℃の場合の上側閾値の電圧Ｖ１は、２０℃の場合の電圧Ｖ１と比べると、低い電圧値になっている。このため、この図１０におけるプラス方向への変動閾値Ｖｔｈ１は、図９における変動閾値Ｖｔｈ１よりも小さくなる。
【００５１】
判定回路５６は、入力された増幅出力信号の電圧が、この変動閾値Ｖｔｈ１よりも大きな幅でプラス方向に変動したか否かを判断し、増幅出力信号の電圧が、定常値から変動閾値Ｖｔｈ１よりも大きな幅でプラス方向に変動した場合に、人体の有無に変化があったことを意味する、ローレベルの判定結果信号を出力する。このため、周囲の温度が３５℃の場合には、２０℃の場合と比べると、増幅出力信号の電圧のプラス方向への変動が小さくても検知できることとなる。
【００５２】
同様に、判定回路５６は、マイナス方向への変動により、増幅出力信号の電圧が電圧Ｖ２より低くなった場合に、人体無しから人体有りに変化したことを示す判定結果信号、つまりローレベルの判定結果信号を出力する。但し、図８にも示したように、３５℃の場合の下側閾値の電圧Ｖ２は、２０℃の場合の電圧Ｖ２と比べると、高い電圧値になっている。このため、この図１０におけるマイナス方向への変動閾値Ｖｔｈ２は、図９における変動閾値Ｖｔｈ２よりも小さくなる。
【００５３】
判定回路５６は、入力された増幅出力信号の電圧が、この変動閾値Ｖｔｈ２よりも大きな幅でマイナス方向に変動したか否かを判断し、増幅出力信号の電圧が、定常値から変動閾値Ｖｔｈ２よりも大きな幅でマイナス方向に変動した場合に、人体の有無に変化があったと判定することを意味する、ローレベルの判定結果信号を出力する。このため、周囲の温度が３５℃の場合には、２０℃の場合と比べると、増幅出力信号の電圧のマイナス方向への変動が小さくても検知できることとなる。
【００５４】
さらに、これらのことから分かるように、本実施形態の判定回路５６においては、増幅出力信号の電圧が、マイナス方向には大きく変動せずに、プラス方向にだけ大きく変動した場合でも、変動閾値Ｖｔｈ１よりも大きな幅で変動した時点で、ローレベルの判定結果信号を出力する。また、増幅出力信号の電圧が、プラス方向には大きく変動せずに、マイナス方向にだけ大きく変動した場合でも、変動閾値Ｖｔｈ２よりも大きな幅で変動した時点で、ローレベルの判定結果信号を出力する。つまり、本実施形態に係る判定回路５６によれば、プラス方向とマイナス方向のいずれか一方にだけ、増幅出力信号の電圧が大きく変動した場合でも、これを検知することができる。本実施形態において、このように、プラス方向とマイナス方向のいずれか一方にだけ、増幅出力信号の電圧が大きく変動した場合でも、判定回路５６がこれを検知して、人の有無に変化があったと判定できるようにしているのは、一般的な焦電センサー５２の特性により、プラス方向とマイナス方向のいずれか一方にだけ、増幅出力信号の電圧が振幅する場合が多いからである。
【００５５】
この理由を、以下、図１１乃至図１４を用いて、説明する。図１１は、トイレ室内６０内における人体の有無の変化を焦電センサー５２を用いて検知する様子を説明する平面図であり、人の入室方向手前側に焦電センサー５２におけるマイナスの浮遊電荷で検知を行うマイナスエリア６２が設けられ、人の入室方向奥側に焦電センサー５２におけるプラスの浮遊電荷で検知を行うプラスエリア６４が設けられているレイアウトを示している。図１２は、図１１のトイレ室内６０に人が入室した場合の増幅出力信号の電圧の変化の一例をグラフで示す図である。
【００５６】
図１３は、トイレ室内６０内の人体の有無を焦電センサー５２を用いて検知する様子を説明する平面図であり、人の入室方向手前側に焦電センサー５２におけるプラスの浮遊電荷で検知を行うプラスエリア６４が設けられ、人の入室方向奥側に焦電センサー５２におけるマイナスの浮遊電荷で検知を行うマイナスエリア６２が設けられているレイアウトを示している。図１４は、図１３のトイレ室内６０に人が入室した場合の増幅出力信号の電圧の変化の一例をグラフで示す図である。
【００５７】
図１１に示すレイアウトの場合、トイレ室内６０に人が入室すると、まず、マイナスエリア６２に進入する。このため、焦電センサー５２でマイナスの浮遊電荷が多量に生成され、焦電センサー５２からのセンサー出力信号はマイナス方向に大きく変動し、このため、図１２に示すように、増幅出力信号の電圧もマイナス方向に大きく変動する。その後、人はトイレ室内６０の中央部まで入り、プラスエリア６４にも進入する。このとき、焦電センサー５２においては、プラスの浮遊電荷が多量に生成されるが、それまで生成されていたマイナスの浮遊電荷に打ち消されてしまい、焦電センサー５２からのセンサー出力信号は、プラス方向にはあまり大きく変動せず、このため、図１２に示すように、増幅出力信号の電圧もプラス方向には、あまり大きく変動しない。
【００５８】
これに対して、図１３に示すレイアウトの場合、トイレ室内６０に人が入室すると、まず、プラスエリア６４に進入する。このため、焦電センサー５２でプラスの浮遊電荷が多量に生成され、焦電センサー５２からのセンサー出力信号はプラス方向に大きく変動し、このため、図１４に示すように、増幅出力信号の電圧もプラス方向に大きく変動する。その後、人はトイレ室内６０の中央部まで入り、マイナスエリア６２にも進入する。このとき、焦電センサー５２においては、マイナスの浮遊電荷が多量に生成されるが、それまで生成されていたプラスの浮遊電荷に打ち消されてしまい、焦電センサー５２からのセンサー出力信号は、マイナス方向にはあまり大きく変動せず、このため、図１４に示すように、増幅出力信号の電圧もマイナス方向には、あまり大きく変動しない。
【００５９】
このような焦電センサー５２の特性があることから、本実施形態においては、周囲の温度の変化によって変動する変動閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２と定常値Ｖｒｅｆとの差を同じにすることにより、判定回路５６は、増幅出力信号の電圧が定常値からプラス方向に変動閾値Ｖｔｈ１より大きな幅で変動した場合でも、マイナス方向に変動閾値Ｖｔｈ２より大きな幅で変動した場合でも、トイレ室内６０の人体の有無に変化があったと判定できるようにしているのである。
【００６０】
このように、判定回路５６が、増幅出力信号の電圧のプラス方向への変動とマイナス方向への変動の双方を検出するようにしているのは、結局のところ、焦電センサー５２のマイナスエリア６２とプラスエリア６４の位置関係が、図１１の位置関係になるか、それとも、図１３の位置関係になるか、予め特定できないためである。すなわち、衛生洗浄装置１０に焦電センサー５２を組み込む際に、この焦電センサー５２の向きは、図１１の向きと図１３の向きの二通りがあることとなる。しかし、焦電センサー５２は、部品の向きとして、どちらがマイナスエリア６２となり、どちらがプラスエリア６４となるのか、識別し得ない構成となっている。このため、図１１の向きで焦電センサー５２が衛生洗浄装置１０に取り付けられた場合でも、図１３の向きで焦電センサー５２が衛生洗浄装置１０に取り付けられた場合でも、この焦電センサー５２を用いて、トイレ室内６０への人の入室を適切に判別できるようにしているのである。
【００６１】
また、焦電センサー５２の特性上、トイレ室内６０から人が退室する場合も、人の有無に変動があることから、通常であれば、これを検知して、増幅出力信号の電圧も相応の振幅を示すこととなる。ただし、この場合は、衛生洗浄装置１０に対して何らかの操作が行われてから短い時間しか経過しておらず、また、便蓋開閉ユニット３２で閉状態になっている便蓋１４を開状態に移行してから短い時間しか経過していないというような、何らかの前提条件があることから、焦電センサー５２が人の退室を検知して、判定回路５６が人体の有無に変化のあったことを示すローレベルの判定結果信号を制御部４２に出力したとしても、衛生洗浄装置１０としては、誤った動作はしないように設計することが可能である。したがって、制御部４２は、判定回路５６から出力された判定結果信号が、人体の有無に変化のあったことを示している場合でも、これらの諸条件に鑑みて、この判定結果信号が人体無しから人体有りに変化したことを意味していると推定できる場合にのみ、上述した便蓋１４の開動作や便座１６の昇温動作などを実行するようにすればよい。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係る衛生洗浄装置１０によれば、判定回路５６の周囲の温度が高くなるに従って、変動閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２を小さくするようにしたので、トイレ室内６０の温度が高くなっても、トイレ室内６０に使用者が入室したことを、より高い確度で検知できるようになる。このため、制御部４２は、使用者の入室に伴い実行すべき動作を、より高い精度で、衛生洗浄装置１０に実行させることができる。
【００６３】
また、判定回路５６を構成する感温抵抗素子として、汎用性が高いサーミスタ抵抗Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２を用いることとしたので、判定回路５６を安価に実現することができる。
【００６４】
さらに、定常値Ｖｒｅｆからプラス方向の変動閾値Ｖｔｈ１を、抵抗Ｒ１とサーミスタ抵抗Ｒｔｈ１で定義し、定常値Ｖｒｅｆからマイナス方向の変動閾値Ｖｔｈ２を、抵抗Ｒ２とサーミスタ抵抗Ｒｔｈ２で定義することとしたので、周囲の温度の変化に対して、高い正確性をもって、変動閾値Ｖｔｈ１と変動閾値Ｖｔｈ２とを変化させることができる。特に、本実施形態においては、温度変化に対する変動閾値Ｖｔｈ１の変化の大きさと変動閾値Ｖｔｈ２の変化の大きさを同等にする必要があることから、これら変動閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２を個別に定義できることにより、高い正確性と設計の容易性とを確保することができる。
【００６５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず種々に変形可能である。例えば、上述した実施形態においては、判定回路５６が、増幅出力信号の電圧のプラス方向への変動とマイナス方向への変動の双方を検出するようにしているが、これを一方にすることも可能である。すなわち、焦電センサー５２を衛生洗浄装置１０に取り付ける際の向きを、図１１の向き、或いは、図１３の向きとなるように、制限できるようにすれば、判定回路５６は、プラス方向、或いは、マイナス方向への変動のみに基づいて、トイレ室内６０の人体の有無に変化があったと判定することも可能である。
【００６６】
具体的には、まず、焦電センサー５２のマイナスエリア６２とプラスエリア６４の向きを特定するために、何らかの情報を焦電センサー５２の部品に付加する。この情報は、マイナスエリア６２とプラスエリア６４が形成される向きを特定するための、いわゆる目印でよい。
【００６７】
そして、衛生洗浄装置１０の製造過程において、図１１の向きにマイナスエリア６２とプラスエリア６４とが形成されるように焦電センサー５２を衛生洗浄装置１０に取り付けるようにすれば、判定回路５６は、増幅出力信号の電圧が定常値Ｖｒｅｆからマイナス方向に変動閾値Ｖｔｈ２より大きく変動した場合にだけ、トイレ室内６０の人体の有無に変化があったと判定すればよく、プラス方向への変動に関しては判定をする必要性が無くなる。
【００６８】
逆に、衛生洗浄装置１０の製造過程において、図１３の向きにマイナスエリア６２とプラスエリア６４とが形成されるように焦電センサー５２を衛生洗浄装置１０に取り付けるようにすれば、判定回路５６は、増幅出力信号の電圧が定常値Ｖｒｅｆからプラス方向に変動閾値Ｖｔｈ１より大きく変動した場合にだけ、トイレ室内６０の人体の有無に変化があったと判定すればよく、マイナス方向への変動に関しては判定をする必要性が無くなる。
【符号の説明】
【００６９】
１０  衛生洗浄装置
１２  衛生洗浄装置本体
１４  便蓋
１６  便座
２０  大便器
３０  洗浄機能部
３２  便蓋開閉ユニット
３４  便座開閉ユニット
３６  便座暖房ユニット
３８  室内暖房ユニット
４０  人体検知ユニット
４２  制御部
５０  レンズ
５２  焦電センサー
５４  増幅回路
５６  判定回路
Ｒ１、Ｒ２  抵抗
Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２  サーミスタ抵抗
ＯＰ１、ＯＰ２  差動増幅器
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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