(57)【要約】【課題】  マイクロ波ドップラーセンサーを用いた便器洗浄装置において、人体や排泄物の影響を受けない状態で、マイクロ波ドップラーセンサーや制御部の個体差、マイクロ波ドップラーセンサーの設置条件に基づく個体差等に起因する感度のばらつきを、適正状態に補正すること。【解決手段】  洗浄水の供給を制御するバルブと、便器と、使用者または排泄物の有無を検知するマイクロ波ドップラーセンサーと、マイクロ波ドップラーセンサーの出力信号に基づいてバルブの開閉を制御する制御部とを備えた便器洗浄装置において、制御部は、使用者が存在しない条件下でバルブを開く手段と、この条件下でバルブが開いている時のマイクロ波ドップラーセンサーの出力に基いてマイクロ波ドップラーセンサーによる検知感度を補正する補正手段を備えている。【選択図】  図１３
2005163324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄水の供給を制御するバルブと、便器と、使用者の有無を検知するマイクロ波ドップラーセンサーと、前記マイクロ波ドップラーセンサーの出力信号に基づいて前記バルブの開閉を制御する制御部とを備えた便器洗浄装置において、
前記制御部は、前記使用者が存在しない条件下でバルブを開く手段と、前記条件下でバルブが開いている時の前記マイクロ波ドップラーセンサーの出力に基いて該マイクロ波ドップラーセンサーによる検知感度を補正する補正手段を備えていることを特徴とする便器洗浄装置。
【請求項２】
前記バルブを開く手段が、前記制御部に電源投入時に前記バルブを開く電源投入洗浄手段であることを特徴とする請求項１記載の便器洗浄装置。
【請求項３】
前記バルブを開く手段が、所定時間バルブが開かない時に自動的にバルブを開き便器トラップ部の封水を確保する設備保護洗浄手段であることを特徴とする請求項１記載の便器洗浄装置。
【請求項４】
前記バルブから便器への給水経路に、洗浄水の瞬間吐水量を略一定に保つ定流量維持機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の便器洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛生器具に係り、特にセンサーによる便器使用者、或いは、便や尿等の便器のボール部内への排泄物の検知結果に基づく洗浄水の供給制御に好適な便器洗浄装置に関する。 
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロ波ドップラーセンサーを用いた便器洗浄装置は、便器の使用者の動きを検知してバルブの開閉を制御している。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
また、便器への排泄物の動きを検知して洗浄水供給装置を制御する大便器の洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
これらの便器洗浄装置においては、マイクロ波が陶器を透過するので、マイクロ波ドップラーセンサーを使用者の目に付かない大便器や小便器の裏に隠蔽して、便器のデザインを良くしたり、センサへの悪戯を防ぐ効果が得られるが、以下の問題があった。即ち、マイクロ波ドップラーセンサーはそれ自体個体間の感度差が大きい。また、制御部の増幅回路自身の増幅度も構成部品の特性ばらつきによって個体間の感度差が生じるうえ、マイクロ波ドップラーセンサーを便器裏に隠蔽して用いる関係上、便器の厚み等の差によって、マイクロ波の透過度に差異が生じ感度がばらついてしまう。或いは、タイル製の壁裏にマイクロ波ドップラーセンサーを設置するような場合にもおいても、同様にタイルの厚みの差や、設置位置のばらつき等に起因して、感度のばらつきが生じてしまう。そして感度が低くなってしまうと対象物を検知できなくなり、逆に、感度が高くなってしまうと本来検知すべき人体の動きや排泄物の動き以外の洗浄水の動き等に対しても不必要に検知判定をしてしまう。
【０００５】
センサー感度補正方法として、マイクロ波ドップラーセンサー以外のセンサー、例えば反射型の光電センサを用いた便器洗浄装置では、施工現場の設置条件に伴う誤検知を解消するために、施工現場において便器使用者の代用物として所定面積の白紙を準備し、この白紙を前後方向に動かしてセンサーから所定の距離未満の時に光電センサが検出するように工具で感度調整ボリュームを回すなど行って手動で感度補正をする方法や、非検知状態が予め設定した時間継続した場合には、感度不足と判断して感度を上げ、逆に、検知状態が予め設定した時間継続した場合には感度過剰と判断して感度を下げることによってセンサー感度を自動補正する方法が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
前者の手動で感度補正する方法を、便器使用者の動き、尿などの排泄物の動きを検出するマイクロ波ドップラーセンサーで適用する場合には、検知対象の代用物として金属体等の所定のマイクロ波反射体を用い、作業者が回路上に設けたボリュームを操作するのであるが、マイクロ波ドップラーセンサーが対象物の動きを検出する特性上、マイクロ波反射体を動かしつづけながら行わなければならず、その作業は大変である。またマイクロ波反射体以外に、作業者の動きまでも検出して感度誤差を生じ、現場において手動で補正するのは実質上不可能に近い。
【０００７】
また、後者の自動感度補正方法は検知状態或いは非検知状態が長い間継続するといった異常感知状態が起きてから初めて感度の自動補正が段階的に時間をかけて行われるものであり、その継続時間中には不都合が生じる。
【特許文献１】実開昭６３−３６５８１号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】特開２００２−２６６４０７号公報（第１１頁、第３図）
【特許文献３】特開平０５−１５６６８１号公報（第１３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、マイクロ波ドップラーセンサーを用いた便器洗浄装置において、人体や排泄物の影響を受けない状態で、マイクロ波ドップラーセンサーや制御部の個体差、マイクロ波ドップラーセンサーの設置条件に基づく個体差等に起因する感度のばらつきを、適正状態に補正することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明では、洗浄水の供給を制御するバルブと、便器と、使用者の有無を検知するマイクロ波ドップラーセンサーと、マイクロ波ドップラーセンサーの出力信号に基づいてバルブの開閉を制御する制御部とを備えた便器洗浄装置において、制御部は、使用者が存在しない条件下でバルブを開く手段と、この条件下でバルブが開いている時のマイクロ波ドップラーセンサーの出力に基いてマイクロ波ドップラーセンサーによる検知感度を補正する補正手段を備えていることを特徴としている。
【００１０】
マイクロ波ドップラーセンサーは、便器に供給される洗浄水や、検知エリア内に使用者または排泄物の動きに対して反応し、これらに反応した信号に基づいて補正すると、対象物検知手段の検知条件の変更が適正に行えなくなってしまうが、検知エリア内に使用者が存在せず、勿論排泄物が排泄されてない状態で洗浄水のみが流れている時にマイクロ波ドップラーセンサーの検知感度を補正、変更させ、これを基準とすることで、実際に使用者が便器に近接したことや排泄物が排泄されたことによる信号変化を正しく捉えることが可能になる。
【００１１】
検知感度補正の方法の一つは、使用者または排泄物の有無を判断する閾値の変更によるものであり、マイコンを用いるシステムにおいては、閾値の変更は簡便な構成で実施できる。検知感度補正の別の方法としてはマイクロ波ドップラーセンサーからの出力信号を増幅後に閾値と比較することで使用者または排泄物の有無を検知する構成において、増幅率を変更するものである。即ち、増幅率を変更して、信号が増幅回路の電源電圧に起因する水準で飽和せず、逆に、使用者または排泄物に応じた信号が、増幅回路に一定量存在する暗雑音に埋もれてしまわないような適切な増幅率にすれば良い。
【００１２】
制御部に電源投入時にバルブを開く電源投入洗浄手段を備え、電源を投入した時点で使用者が存在しない状態で洗浄水のみが流れている時に生じるマイクロ波ドップラーセンサーからの出力信号に基づいて補正手段を作動させることが好ましく、このようにすることで施工後電源を投入した時点ですぐに検知感度を適切に補正する事が行え、併せてバルブの作動チェックが行える。
【００１３】
また、制御部にバルブが所定時間開かない時に自動的にバルブを開き、便器トラップ部の封水を確保する設備保護洗浄手段を備え、設備保護洗浄時点において、使用者が存在しない状態で洗浄水のみが流れている時に生じるマイクロ波ドップラーセンサーからの出力信号に基づいて補正手段を作動させることが好ましく、このようにすることで検知感度の補正と封水の確保が同時に行える。更に、検知感度補正が設備保護洗浄の都度行われる事になるので、システムの感度が経時的に変化した場合にも対応できる。
【００１４】
更に、バルブの給水経路に洗浄水の瞬間吐水量を略一定に保つ定流量維持機構を備えることが好ましく、便器を流れる瞬間洗浄水量が略一定になり、検知感度補正の基準となる洗浄水に対するドップラーセンサーからの出力信号を略一定に保て、検知感度補正をより適切なものにできるうえ、洗浄水の飛散を防いだり最適な水量で洗浄することが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、人体の影響を受けない状態で、検知感度を短時間で自動的に最適値に設定し、マイクロ波ドップラーセンサーや制御部の個体差、マイクロ波ドップラーセンサーの設置条件に基づく個体差等に起因する感度のばらつきによる影響を回避できるという効果がある。勿論、検知感度が最適値に設定されることによって、使用者以外の人や物の動きに応じて誤って検知することなく、本来検知すべき使用者や排泄物を確実に検知できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて説明すると、図１は本発明便器洗浄装置の実施例であってその配置例を説明する概略構成図、図２は同洗浄水経路の一例を示す模式図、図３は同マイクロ波ドップラーセンサーの一例を示す機能構成図、図４は同マイクロ波ドップラーセンサーの送信手段と受信手段の一例を示す外観図、図５は同マイクロ波ドップラーセンサーのホーンの一例を示す外観図、図６は同信号処理機能回路の一例を示す構成図、図７は同マイコンの処理機能を示す模式図、図８は同小便器に用いた際の、アンプ及びバンドパスフィルターの出力信号と、マイコンの判定結果を示すグラフ、図９は同マイコンでの使用者検知方法を示すフローチャート図、図１０は同マイコンによる振幅値の演算法を示すフローチャート図、図１１は同マイコンでの飛翔尿流検知方法を示すフローチャート図、図１２は同マイコンのリセット処理部のタイムチャート図、図１３は同マイコンの閾値変更処理部の処理手順を示すフローチャート図、図１４は他の実施例のマイコン処理機能を示す模式図、図１５は同マイコンによる設備保護洗浄処理部のタイムチャート図、図１６は信号処理機能回路の他の実施例を示す構成図、図１７は同アンプの増幅率の設定処理方法を示すフローチャート図である。
【実施例】
【００１７】
本発明による便器洗浄装置は、図１、図２に示すように、小便器１の上部に蓋２でカバーされた収納スペース３を設け、この収納スペース３内にはマイクロ波ドップラーセンサー４や、バルブ５、制御部６等が収納され、蓋２を取り外す事により、これらのメンテナンスが行えるようにしている。
【００１８】
洗浄水は、給水源（図示せず）より供給され、給水管７を経て、定流量弁等の定流量維持機構８、電磁弁、電動弁など電気的に開閉作動するバルブ５を経由して、ノズル９から小便器１のボール内壁１０に沿って吐出され、ボール内壁１０を洗浄した後、トラップ部１１を通って、排水管１２より排水される。
【００１９】
この実施例では、ノズル９から吐出される水流は、給水圧力が変動しても定流量弁等の定流量維持機構８によって瞬間吐水流量が約８Ｌ／分の一定値に自動的に保たれ、洗浄水はノズル９からボール内壁１０に沿って水膜状に吐水するようにしている。定流量弁は、図示はしていないが、弾性円環の水圧による変形で通水面積が変り、高圧になると通水面積を絞って瞬間吐水流量を略一定に保つものである。
【００２０】
また、マイクロ波ドップラーセンサー４は小便器１上部の収納スペース３内前方に下向きに設置されていて、その検知エリア１３は小便器１のボール内壁１０から小便器１前方を含む空間であって、検知エリア１３内部の使用者、飛翔尿流、洗浄水の動きを検出して信号を出力する。
【００２１】
マイクロ波ドップラーセンサー４は、図３に示すように、例えば１０．５２５ＧＨｚのマイクロ波を送信する送信手段１４と、反射波を受信する受信手段１５と、送信手段１４と受信手段１５との周波数との差分を検出して差分出力信号を発生する差分検出手段１６とを備えている。
【００２２】
送信手段１４と受信手段１５は、図４に示すように、基板１７表面に形成された複数のパッチアンテナ、この実施例では４個のパッチアンテナ１８、１９、２０、２１で送信と受信を兼用して構成され、パッチアンテナ１８、１９、２０、２１の形状や寸法を設定することによってマイクロ波ドップラーセンサー４の検知エリア１３における指向特性を設定している。
【００２３】
たとえば、図４において、パッチアンテナ１８、２０とパッチアンテナ１９、２１との間隔ｄを１６ｍｍとした場合には、マイクロ波ドップラーセンサー４の指向特性は、その放射強度はアンテナ正面が最も強く、アンテナ正面からの角度が大きくなるほど弱くなる傾向となり、正面からの角度が±２５°で放射強度が半減する。従って図１に示すようにアンテナ正面を小便器１上部の収納スペース３内前方に下向きに設置した場合には、マイクロ波ドップラーセンサー４から下向きにマイクロ波を送受信することになり、使用者が小便器１のボール内壁に向かって放尿する空間部分の放射強度が最も高く、使用者が小便器前に立つ空間及び小便器１のボール空間の放射強度は弱くすることができ、飛翔尿流を最も検知し易く、小便器１のボール内壁１０に当たってボール内壁１０に沿って落下する尿流の影響を抑えることができる。
【００２４】
尚、マイクロ波ドップラーセンサー４の検知エリア１３における指向特性は、図５に示すように、アンテナ基板２２の正面に金属製のホーン２３を設けることによっても設定する事ができる。
【００２５】
図６は、制御部６の信号処理機能部の構成を示しており、マイクロ波ドップラーセンサー４の差分検出手段１６からの差分出力信号はアンプ２４で増幅され、バンドパスフィルター２５は、アンプ２４の出力信号のうち１００Ｈｚから２００Ｈｚの間の信号のみを通過させる。アンプ２４の出力信号とバンドパスフィルター２５の出力信号とはマイコン２６のＡ／Ｄポートに接続されており、マイコン２６は、これらの出力信号を基づいて、小便器１の使用有無等の条件によってバルブ駆動回路２７へ作動信号を出力してバルブ５を開閉制御するようにプログラムされている。
【００２６】
マイコン２６は、図７に示すようにその処理機能として、マイコン２６に電源が投入された時にマイコン２６をリセット処理する電源投入リセット処理部２８と、アンプ２４の出力信号をベースに使用者の有無を判定する使用者検知処理部２９と、バンドパスフィルター２５の出力信号をベースに飛翔尿流の有無を判定する飛翔尿流検知処理部３０と、リセット処理部２８のなかに設けられた閾値変更処理部３１と、使用者検知処理部２９、飛翔尿流検知処理部３０、閾値変更処理部３１に基づいてバルブ駆動回路２７に作動信号を発生するバルブ制御処理部３２とを備えている。
【００２７】
そして、この実施例では、使用者検出後に飛翔尿流を検出し、その後使用者を検出しなくなった時、及び閾値変更処理部３１が作動した時、バルブ制御処理部３２が夫々作動するようにプログラムしている。
【００２８】
図８は、小便器１を使用した際のアンプ２４の出力信号と、及びバンドパスフィルター２５の出力信号と、これらの信号に対するマイコン２６の処理状況を示すグラフである。
【００２９】
使用者有無の判定について図８に基づいて説明すると、使用者が小便器１の前に存在している時間Ｔ１中は、使用者の体の揺らぎや放尿による飛翔尿流等に反応して、アンプ２４の出力信号の振幅Ｖａは不規則に継続的に大きく変化する。マイコン２６の使用者検知処理部２９は、この継続的に大きく不規則に振幅している出力信号に基づいて、使用者が小便器１の前に存在すると判断する。
【００３０】
飛翔尿流有無の判定について説明すると、使用者が小便器１に向けて放尿している時間中Ｔ２は、飛翔尿流に反応して、バンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂは継続的に大きく変化する。マイコン２６の飛翔尿流検知処理部３０は、この継続的に大きく不規則に振幅している出力信号に基づいて、飛翔尿流を検知する。
【００３１】
而して、使用者が小便器１の前に存在し、飛翔尿流を検知した後、アンプ２４の出力信号の振幅Ｖａが小さくなって、使用者の存在が検知されなくなると、数秒後にバルブ制御処理部３２がバルブ駆動回路２７に作動信号を出力し、バルブ５を所定時間、例えば１５秒間開いて小便器１を洗浄する。
【００３２】
バルブ５が開いてボール内壁１０に洗浄水が流れている時間Ｔ３中は、洗浄水がボール内壁１０に沿って水膜状に安定して吐水しているので、バンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂは略一定で安定している。尚、以降、洗浄水吐水に起因するバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅をＶｂｂと称して説明する。
【００３３】
尚、このようにアンプ２４の出力信号をバンドパスフィルター２５に通すと、使用者が放尿している時間Ｔ２中の飛翔尿流に起因する信号を抽出できるのは、小便器１の前にいる使用者の体の動きに対するマイクロ波ドップラーセンサー４の出力信号は１００Ｈｚ以上の周波数成分を殆ど含んでおらず、飛翔尿流に対するマイクロ波ドップラーセンサー４の出力信号には１００Ｈｚ以上の周波数成分を含んでいるからである。
【００３４】
マイコン２６の使用者検知処理部２９の処理手順について説明すると、図９のフローチャートに示すように、スタートＲ４０をスタート基点とし、Ａ／Ｄ入力ルーチンＲ４１、振幅値演算ルーチンＲ４２、使用者有無判定ルーチンＲ４３を備え、Ａ／Ｄ入力ルーチンＲ４１において１ｍｓ毎にアンプ２４の出力信号をデジタル値で取り込み、次に振幅値演算ルーチンＲ４２においてアンプ２４の出力信号の振幅値を演算し、使用者有無判定ルーチンＲ４３で、振幅値演算ルーチンＲ４２で求められた振幅値をベースに使用者の有無を判定する。
【００３５】
振幅値演算ルーチンＲ４２における振幅値の演算法の例を図１０のフローチャートに基づいて説明すると、スタートステップＳ１００をスタート基点とし、アンプ２４の出力信号に基づく今回のサンプリングデータＶと前回（１ｍｓ前）のサンプリングデータＶｎ−１とを比較するステップＳ１０１へ移行する。この比較ステップＳ１０１では、今回のサンプリングデータＶｎが前回のサンプリングデータＶｎより上昇したか否かを判定し、Ｖｎ＞Ｖｎ−１の場合には、次に、前回はサンプリングデータが下降したか否か、即ち、Ｖｎ−２＞Ｖｎ−１かどうかを判定するステップＳ１０２に移行し、上昇であった場合には、終了ステップＳ１０７に移行して終了し、下降であった場合には、Ｖｎ−１を極小値と判定して極小値メモリーに格納するステップＳ１０３に移行する。
【００３６】
比較ステップＳ１０１において今回はサンプリングデータが上昇していない、即ち、Ｖｎ＞Ｖｎ−１ではない場合には、前回はサンプリングデータが上昇したか否か、即ち、Ｖｎ−２＜Ｖｎ−１かを判定するステップＳ１０４に移行し、上昇ではない場合には、終了ステップＳ１０７に移行して終了し、上昇であった場合には、Ｖｎ−１を極大値と判定して極大値メモリーに格納するステップＳ１０５へ移行する。
【００３７】
そして、極小値メモリー格納ステップＳ１０３及び極大値メモリー格納ステップＳ１０５は、続いて極大値メモリーの値と極小値メモリーの値の差を演算して振幅値を算出するステップＳ１０６に移行し、次いで終了ステップＳ１０７に移行して終了後、再びスタートステップＳ１００に復帰する。
【００３８】
使用者有無判定ルーチンＲ４３では、以上の振幅値演算ルーチンＲ４２で求められたアンプ２４の出力信号の振幅Ｖａ値が閾値Ｖ１を上回ると、使用者が小便器１前にいると判定し、振幅Ｖａ値が閾値Ｖ１を下回ると、使用者が小便器１前にいないと判定する。
【００３９】
マイコン２６の飛翔尿流検知処理部３０の処理手順は、図１１のフローチャートに示すように、スタートＲ５０をスタート基点とし、Ａ／Ｄ入力ルーチンＲ５１、振幅値演算ルーチンＲ５２、飛翔尿流有無判定ルーチンＲ５３を備え、Ａ／Ｄ入力ルーチンＲ５１においては１ｍｓ毎にバンドパスフィルター２５の出力信号をデジタル値として取り込み、次に振幅値演算ルーチンＲ５２においてバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂ値を演算し、飛翔尿流有無判定ルーチンＲ５３において振幅値演算ルーチンＲ５２で求めらた振幅Ｖｂ値に基づいて飛翔尿流が検出されたか否か、言い換えれば使用者が放尿したかどうかを判定する。
【００４０】
振幅値演算ルーチンＲ５２での振幅値演算方法は、バンドパスフィルター２５の出力信号に基づくサンプリングデーターを用いる点を除いて、前述した使用者検知処理部２９の振幅値演算ルーチンＲ４２と同様の処理を行う。また、飛翔尿流有無判定ルーチンＲ５３においては、振幅値演算ルーチンＲ５２で求められたバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂ値が閾値Ｖ２を上回ると飛翔尿流有と判定する。
【００４１】
使用者有無を判定するベースとなる閾値Ｖ１と飛翔尿流有無を判定するベースとなる閾値Ｖ２は、定流量弁等の定流量維持機構８で規定した瞬間吐水量で標準の小便器１に標準のマイクロ波ドップラーセンサー４を取り付けた時に得られるデーターに基づいて、工場出荷時にマイコン２６に予め設定されているが、マイコン２６に電源が投入されると、リセット処理部２８の中に組み込んだ閾値変更処理部３１によって、閾値Ｖ１、閾値Ｖ２の値が自動的に変更される。
【００４２】
閾値変更処理部３１の処理手順について説明すると、図１３のフローチャートに示すように、先に述べた使用者検知処理部２９と同様の手順で、スタートＳ１１０を基点として、先ず使用者が検知されていないかどうかを判定するステップＳ１１１を経て、使用者が非検知の場合は、バルブ制御処理部３２へバルブ開指令を出すステップＳ１１２へ移行し、使用者検知の場合は使用者が非検知になるまで待機し使用者が非検知になって、バルブ５開指令発生ステップＳ１１２へ移行する。
【００４３】
次いで洗浄水の瞬間吐水量が略一定にまでの所定時間、例えば２秒間待機するステップＳ１１３へ移り、次に、洗浄水の吐水によって選られるバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂｂ値が所定の閾値Ｖ３を超えているか否かを調べるステップＳ１１４へ移行し、超えていない場合は、給水管７に水が供給されていない、又はバルブ等が故障しているなど異常状態であると判断して、バルブ制御処理部３２へバルブ閉指令を出すステップＳ１１７へ移行し、終了する。
【００４４】
この閾値Ｖ３は、洗浄水が定流量維持機構８で規定した所定の瞬間吐水量で通水されていれば、振幅Ｖｂｂが十分に超える値に予め設定しておく。そして正常に洗浄水が流れていると判断された場合は、使用者有無の判定をする閾値Ｖ１をバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂｂ値に所定係数Ａを乗算したものに変更してメモリーに格納するステップＳ１１５に移行し、飛翔尿流有無の判定をする閾値Ｖ２をバンドパスフィルター６３の出力信号の振幅Ｖｂｂ値に所定係数Ｂを乗算したものに変更してメモリーに格納するステップＳ１１６、最後に、バルブ５閉指令を発生ずるステップＳ１１７を経由して終了する。
【００４５】
使用者有無の判定をする閾値Ｖ１を決める所定係数Ａは、洗浄水に対する信号振幅と、使用者に対する信号振幅と、他の雑音による信号振幅をベースにして予め決定された値であり、飛翔尿流有無の判定をする閾値Ｖ２を決める所定係数Ｂは、洗浄水に対する信号振幅と、様々な状態の飛翔尿流に対する信号振幅と、使用者の体の動きや、小便器１のトラップ部１１内に残った水滴の動きなどの他の雑音による信号振幅をベースにして予め設定された値である。
【００４６】
所定係数Ａは、アンプ２４の出力信号の振幅Ｖａが使用者の個人差、使用者の姿勢、小便器１の前に立つ位置などの使用状況によって変わること、雑音が使用者以外のトイレ内に存在する人や小便器１のトラップ部１１内に残った水滴等の動き等で発生することを考慮して設定する。
【００４７】
例えば、洗浄水によって生じるバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂｂに対し、使用者の体格、立つ位置などによって異なる様々なアンプ２４出力信号の振幅Ｖａのばらつきが４×Ｖｂｂから２×Ｖｂｂの範囲であり、且つ小便器１のトラップ部１１内に残った水滴の動きなどの他の雑音による信号振幅が１×Ｖｂｂ以下である事が予め多数の実験データーで確認できている場合には、所定係数Ａは１より大きく、２よりも小さい値に設定、例えば係数Ａはその中間の１．５と設定し、閾値Ｖ１を１．５×Ｖｂｂにする。
【００４８】
所定係数Ｂは、飛翔尿流によって生じるバンドパスフィルター２５出力信号の振幅Ｖｂは、尿流の飛翔位置や太さ等の個人差によって変ること、雑音が小便器１のトラップ部１１内に残った水滴の動きなどで生じることを考慮して決定する。
【００４９】
例えば、洗浄水に対するバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂｂに対し、尿流の飛翔位置、太さ等の個人差によって生じるバンドパスフィルター２５出力信号の振幅Ｖｂのばらつきが、０．５×Ｖｂｂから３．５×Ｖｂｂの範囲であり、且つ小便器１のトラップ部１１内に残った水滴の動きなどの他の雑音による信号振幅が０．２×Ｖｂｂ以下である事が予め多数の実験データーで確認できていた場合、係数Ｂは０．２より大きく、０．５よりも小さい値に設定、例えばその中間の０．３５に設定し、閾値Ｖ２を０．３５×Ｖｂｂにする。
【００５０】
以上のようなステップでもって、電源投入時に、人体を検出しない条件下、勿論、飛翔尿流（排泄物）を検出していない状況で、電源投入リセット処理部２８内の閾値変更処理部３１でバルブ５を開いて、これによって得られるバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂｂに基づいて閾値Ｖ１、Ｖ２を補正する。電源投入のタイミングと、電源投入リセット処理部２８と、閾値変更処理部３１と、バルブ５の開閉状況との関係についてのタイムチャートを図１２に示す。
【００５１】
閾値Ｖ１と閾値Ｖ２の変更の両方に、所定の瞬間吐水量で正常に通水している時におけるバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂｂ値をベースとして用いるのは、図８の波形で明らかなように、洗浄中のバンドパスフィルター２５の出力信号が最も安定的に得られるからである。しかも定流量維持機構８によって、設置場所における給水圧の違いや時間帯による給水圧変動などの影響を受けず、洗浄水がボール内壁１０表面を水膜状に流れているので、より安定した出力信号を得ることが出来る。
【００５２】
勿論、このバンドパスフィルター２５の出力信号は、マイクロ波ドップラーセンサー４や制御部６の個体差、マイクロ波ドップラーセンサー４の設置条件に基づく個体差等に起因する感度のばらつきが反映されており、電源投入時点でこのばらつきに応じた適切な閾値Ｖ１、Ｖ２に自動的に変更されるをもってマイクロ波ドップラーセンサー４による検知感度が補正され、この閾値変更処理部３１は、マイクロ波ドップラーセンサー４による検知感度を補正する補正手段を構成している。
【００５３】
以上のように、閾値Ｖ１、Ｖ２の変更は、所定の瞬間吐水量で正常に洗浄水が流れている時のバンドパスフィルター２５の出力信号に基づいて行われるものであって、洗浄水が流れていない場合のバンドパスフィルター２５の出力信号に基づいて閾値Ｖ１、Ｖ２を変更することは、好ましくない。即ち、飛翔尿流を検出している時のバンドパスフィルター２５の出力信号は尿流の飛翔位置や太さ等の個人差によってばらつくので基準値として採用できず、また、小便器の前に人が存在せず洗浄水が流れていない時のバンドパスフィルター２５の出力信号も、周囲の雑音を検出している状況であって周囲環境によりばらつくので基準値として採用できない。
【００５４】
本実施例では、電源を投入することで、手間をかけずに、自動的に、雑音による誤動作を避け、確実に使用者や飛翔尿流を検知する最適な閾値Ｖ１、Ｖ２に調整され、結果的にマイクロ波ドップラーセンサー４による検知感度を補正する。
【００５５】
次に、マイコン２６の他の実施例について図１４に基づいて説明すると、この実施例ではマイコン２６の処理機能として、マイコン２６に電源が投入された時に実施される電源投入リセット処理部２８と、使用者の検知判定を行う使用者検知処理部２９と、飛翔尿流の検知判定を行う飛翔尿流検知処理部３０と、バルブの開閉指示を行うバルブ制御処理部３２に加え、設備保護洗浄処理部３３を備えており、この設備保護洗浄処理部３３のなかに閾値変更処理部３１が設けられている。
【００５６】
この設備保護洗浄処理部３３は、長時間に渡り小便器１が未使用で洗浄水が供給されず、小便器トラップ部１１の封水が減少したり、封水中の細菌が増殖し尿石が生じることを避ける為に、所定時間小便器１が未使用の場合にバルブ５を開いて小便器１を洗浄し、これによりトラップ部１１に封水の供給、封水の置換を行う目的で設けたものであって、この実施例では図１５に示すように、最後にバルブ５を開けて洗浄水を供給してから非使用時間が例えば２４時間を経過した時点でバルブ５を開けるものである。
【００５７】
尚、使用者検知処理部２９、飛翔尿流検知処理部３０、閾値変更処理部３１での処理の手順は上述した処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００５８】
而して、最後にバルブ５を開けて洗浄水を供給してから非使用時間が所定時間、例えば２４時間を経過した時点でバルブ５を開けた時、人体を検出していない条件下、勿論、飛翔尿流（排泄物）を検出していない状況において、洗浄水に起因するマイクロ波ドップラーセンサー４の出力信号の振幅Ｖｂｂ値を利用して閾値Ｖ１、Ｖ２の補正を行う。尚、この設備保護洗浄を行う所定時間は小便器１の使用状況に応じて任意に設定でき、例えば８時間、１２時間などに設定しても良い。
【００５９】
このようにすれば、設備保護洗浄の都度封水の確保と閾値Ｖ１、Ｖ２の補正、言い換えればマイクロ波ドップラーセンサー４による検知感度の補正が同時に行え、更に、都度閾値の補正を行うので、装置全体のシステム感度が経時的に変化した場合にも対応できる。
【００６０】
次に、マイクロ波ドップラーセンサーの検知感度補正の他実施例について、図１６、図１７に基づいて説明すると、この実施例では閾値を変えるのではなく、アンプ２４の増幅率を変えている。
【００６１】
この実施例においても、上述の実施例と同様に、マイクロ波ドップラーセンサー４の出力信号はアンプ２４で増幅され、バンドパスフィルター２５はアンプ２４の出力信号の１００Ｈｚから２００Ｈｚの間の信号のみを通過させ、マイコン２６では、アンプ２４の出力信号と、バンドパスフィルター２５の出力信号とをＡ／Ｄポートで取り込んでいる。
【００６２】
小便器１を使用した際には、アンプ２４とバンドパスフィルター２５の出力信号は、図８と同様な波形が得られ、マイコン２６は、その内部プログラムにて、アンプ２４の出力信号振幅Ｖａ値を閾値Ｖ１と比較し、閾値Ｖ１を超えると小便器１前に使用者が居ると判定し、また、バンドパスフィルター２５の出力信号振幅Ｖｂ値を閾値Ｖ２と比較し、閾値Ｖ２を超えると飛翔尿流が有ると判定し、その後アンプ２４の出力信号振幅Ｖａが閾値Ｖ１以下になると使用者が立ち去ったと判定し、バルブ駆動回路２７へバルブ５を開ける指示信号を出力してバルブ５を開かせる。
【００６３】
アンプ２４の増幅率は、図１６に示すように、固定抵抗３４の抵抗値Ｒｏと、デジタルポテンショメータ３５の抵抗値Ｒｉから、（Ｒｏ＋Ｒｉ）／Ｒｉの計算式で決定されるが、この実施例では、マイコン２６の指示によって、デジタルポテンショメータ３５の抵抗値Ｒｉが所定範囲内で変更され、アンプ２４の増幅率を変更する。
【００６４】
そして、図１７のフローチャートに示す手順で、マイコン２６によりスタートステップＳ１２０から小便器１前に使用者有無を判定するステップＳ１２１、飛翔尿流有無を判定するステップＳ１２２を経た後、小便器１洗浄と併せてアンプ２４の増幅率を変更させるフローに移行する。即ち、小便器１前に使用者が居ると判定し、且つ飛翔尿流が有ると判定後、アンプ２４出力信号の振幅Ｖａ値を閾値Ｖ１と比較するステップＳ１２３に移行して使用者を検知していないかを確認し、振幅Ｖａ値が閾値Ｖ１よりも小さい場合、即ち、使用者がいないと判断される場合のみ、次のバルブ開指令ステップＳ１２４に移行する。
【００６５】
次いで、バルブ開指令ステップＳ１２４に基づいてバルブ５を開け、洗浄水の瞬間吐水量が略一定になるまでの時間、約２秒間待つステップＳ１２５を経て、その後、洗浄水が安定して流れている時のバンドパスフィルター２５の出力信号振幅Ｖｂｂ値計測ステップＳ１２６に移行する。
【００６６】
バンドパスフィルター２５の出力信号振幅Ｖｂｂ値が所定の値Ｃよりも小さいと判定した場合（ステップＳ１２７でｙ）は、デジタルポテンショメータ３５の抵抗値Ｒｉを所定量下げるステップＳ１２８に移行してアンプ２４の増幅率を大きくし、振幅Ｖｂｂ値が所定の値Ｃよりも大きいと判定した場合（ステップＳ１２９でｙ）は、デジタルポテンショメータ３４の抵抗値Ｒｉを所定量上げるステップＳ１３０に移行してアンプ２４の増幅率を小さくし、最終的にバンドパスフィルター２５の出力信号振幅Ｖｂｂ値が所定の値Ｃに等しくなる（ステップＳ１２９でｎ）と、バルブ閉指令ステップＳ１３１に移行して、終了ステップＳ１３２に移行する。
【００６７】
尚、バルブ５は、予め設定された時間、例えば１５秒は必ず開くように設定されており、バルブ５が開いてからバルブ閉指令ステップＳ１３１より１５秒未満でバルブ閉指令が生じた時は、バルブ５が開いてから１５秒後に閉じるようにして小便器洗浄不良を防ぎ、バルブ閉指令ステップＳ１３１より例えば２０秒未満でバルブ閉指令が生じた時はその時点でバルブ５を閉じ、バルブ閉指令ステップＳ１３０より例えば２０秒を経過してもバルブ閉指令が生じない時は２０秒時点で強制的にバルブを閉じて無駄な洗浄水吐水を防止している。
【００６８】
上記の所定の値Ｃは、使用者や飛翔尿流に対するマイクロ波ドップラーセンサー４の出力信号をアンプ２４で増幅して出力信号波形が飽和し変形しない程度で、なるべく大きな振幅となるように設定されると、使用者や飛翔尿流による出力信号と雑音による出力信号とのダイナミックレンジ幅が大きくなって、使用者や飛翔尿流による出力信号と雑音による出力信号とを弁別しやすくなるので好ましい。
【００６９】
また、飛翔尿流を検知する為の閾値Ｖ２は、洗浄水に対する信号振幅Ｖｂｂ値が所定の値Ｃとなるときに、様々な状態の飛翔尿流に対する信号振幅値と、ボール部内に残った水滴の動きなどの他の雑音による信号振幅値とを弁別できるように予め決定されてマイコン２６に固定登録された値である。
【００７０】
即ち、この実施例では、用便後、使用者が小便器１から立ち去った後における小便器１の洗浄時点、即ち、人体を検出せず、且つ飛翔尿流（排泄物）を検出していない条件下において、洗浄水に起因するマイクロ波ドップラーセンサー４の出力信号を利用してマイコン２６やデジタルポテンショメーターによってアンプ２４の増幅率を変更し、マイクロ波ドップラーセンサー４の検知感度を補正しており、マイコン２６やデジタルポテンショメーターがドップラーセンサー４の検知感度補正手段を構成し、手間をかけることが無く、用便後の洗浄時点において自動的に、雑音による誤動作を避け、確実に飛翔尿流を検知する為の最適な増幅率に調整される。
【００７１】
このようにすることで、マイクロ波ドップラーセンサー４の個体差や小便器１の設置環境が異なってマイクロ波ドップラーセンサー４からの信号にばらつきが生じても、アンプ２４の増幅率を調整して洗浄水に起因するバンドパスフィルター２５の出力信号の振幅Ｖｂｂ値が所定の値Ｃになるように調整するので、これらのばらつきを吸収し、精度が高い便器洗浄装置を構成できる。
【００７２】
尚、この増幅率補正処理は、電源投入直後に行っても良いし、設備保護洗浄時に行っても良い。
【００７３】
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、大便器にも適用でき、使用者及び排泄物が存在しない条件下でバルブを開く手段として、トイレ不使用時間帯、例えば午前０時に定期的に洗浄水を流す２４時間タイマーや、トイレ掃除時、リモコンで便器から離れた場所より洗浄水を便器に流すことが可能な掃除用リモコンスイッチなどを用いることも出来る。
【００７４】
また、マイクロ波ドップラーセンサーを設置する場所として、使用者の目に付かない大便器や小便器の裏、例えば小便器のボール壁背面などに隠蔽して設置しても良い。
【００７５】
更に定流量維持機構は、１次側圧力変動に拘わらず２次側の圧力を一定にして結果的に２次側からの吐水量が自動的に一定に保たれる減圧弁等を用いることも出来、その瞬間吐水量やバルブが開いている時間は小便器の洗浄性能に応じて変えて良く、又、便器を水圧変動が小さい所に設置した場合は、定流量維持機構は必ずしも必要ではなく、例えば定流量維持機構に変えてストップバルブなどで洗浄水の瞬間吐水量を調整しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明便器洗浄装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同、洗浄水経路の一例を示す模式図である。
【図３】同、マイクロ波ドップラーセンサーの一例を示す構成図である。
【図４】同、マイクロ波ドップラーセンサーの一例を示す外観図である。
【図５】同、マイクロ波ドップラーセンサーのホーンの一例を示す外観図である。
【図６】同、信号処理機能回路の一例を示す構成図である。
【図７】同、マイコンの処理機能を示す模式図である。
【図８】同、小便器に用いた際の、アンプ及びバンドパスフィルターの出力信号と、マイコンの判定結果を示すグラフである。
【図９】同、マイコンでの使用者検知方法を示すフローチャート図である。
【図１０】同、マイコンによる振幅値の演算法を示すフローチャート図である。
【図１１】同、マイコンでの飛翔尿流検知方法を示すフローチャート図である。
【図１２】同、マイコンのリセット処理部のタイムチャート図である。
【図１３】同、マイコンの閾値変更処理部の処理手順を示すフローチャート図である。
【図１４】同、他の実施例のマイコン処理機能を示す模式図である。
【図１５】同、マイコンによる設備保護洗浄処理部のタイムチャート図である。
【図１６】同、信号処理機能回路の他の実施例を示す構成図である。
【図１７】同、アンプの増幅率の設定処理方法を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…小便器
２…蓋
３…機能部収納スペース
４…マイクロ波ドップラーセンサー
５…バルブ
６…制御部
７…給水管
８…定流量維持機構
９…ノズル
１０…ボール内壁
１１…トラップ部
１２…排水管
１３…検知エリア
１４…送信手段
１５…受信手段
１６…差分検出手段
１７…基板
１８…パッチアンテナ
１９…パッチアンテナ
２０…パッチアンテナ
２１…パッチアンテナ
２２…アンテナ基板
２３…ホーン
２４…アンプ
２５…バンドパスフィルター
２６…マイコン
２７…バルブ駆動回路
２８…電源投入リセット処理部
２９…使用者検知処理部
３０…飛翔尿流検知処理部
３１…閾値変更処理部（補正手段）
３２…バルブ制御処理部
３３…設備保護洗浄処理部
３４…固定抵抗
３５…デジタルポテンショメータ（補正手段）
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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