(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】人体との距離に応じたレベルの信号を出力するセンサ１１と、センサ１１の出力信号を、センサ１１から所定の距離の第１の位置における人体の動きに応じた所定レベルの信号と比較することによって、前記第１の位置における人体の動きを検知する進退検知部３と、センサ１１の出力信号を、第１の位置よりもセンサ１１に近い第２の位置における人体の動きに応じた所定レベルの信号と比較することによって、人体が第２の位置に存在するか否かを検知する着座検知部２とを備え、進退検知部３は、人体が前記第１の位置より遠くから第１の位置を通過してセンサ１１に近づくことを検知し、着座検知部２が人体の第２の位置への到達を検知したのち、人体の第２の位置からの離隔を検知した場合に、人体が第１の位置を越えてセンサ１１から遠ざかることを検知する。【選択図】図１
2007101431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の位置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、人体との距離に応じたレベルの信号を出力するセンサと、
前記センサの出力信号を、前記センサから所定の距離にある第１の位置における人体の動きに応じた前記センサの所定レベルの出力信号と比較することによって、前記第１の位置における人体の動きを検知する進退検知手段と、
前記センサの出力信号を、前記第１の位置よりも前記センサに近い第２の位置における人体の動きに応じた前記センサの所定レベルの出力信号と比較することによって、人体が前記第２の位置に存在するか否かを検知する着座検知手段と、
を備え、
前記進退検知手段が、
人体が前記第１の位置よりも遠くから前記第１の位置を通過して前記センサに近づくことを検知し、
前記着座検知手段が人体の前記第２の位置への到達を検知したのち、人体の前記第２の位置からの離隔を検知した場合に、人体が前記第１の位置を越えて前記センサから遠ざかることを検知する、
ことを特徴とする人体検知装置。
【請求項２】
前記センサが、ドップラー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】
前記進退検知手段が、前記センサの出力信号のうち所定の周波数以上のレベルの信号を捨象することによって、人体の所定の速さよりも速い動きを検知しないことを特徴とする請求項２に記載の人体検知装置。
【請求項４】
前記進退検知手段が、
前記着座検知手段が人体の前記第２の位置への到達を検知したことによって、人体が前記第１の位置を越えて前記センサから遠ざかることの検知が抑制され、
前記着座検知手段が人体の前記第２の位置からの離隔を検知したことによって、人体が前記第１の位置を越えて前記センサから遠ざかることの検知が可能になる、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の人体検知装置。
【請求項５】
前記着座検知手段が、前記第２の位置に人体が存在する場合の前記センサの所定の出力レベルを超える信号を検出しなくなったのち、該所定の出力レベル以下の信号が連続して所定の回数検出された場合に、人体が前記第２の位置から離隔したと判断することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の人体検知装置。
【請求項６】
前記進退検知手段が、前記第１の位置における人体の動きに応じた前記センサの所定の出力レベルを超える信号を検出しなくなったのち、該所定の出力レベル以下の信号が連続して所定の回数検出された場合に、人体が前記第１の位置を越えて前記センサから遠ざかることを検知することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の人体検知装置。
【請求項７】
人体検知装置が、トイレにおける利用者の位置を検知する装置であり、
前記進退検知手段には、利用者の入室位置を前記第１の位置とする所定の出力レベルが設定され、
前記着座検知手段には、利用者の着座位置を前記第２の位置とする所定の出力レベルが設定されており、前記着座検知手段が人体の前記着座位置への到達を検知したのち、人体の前記着座位置からの離隔を検知した場合に、人体が前記入室位置を越えて前記センサから遠ざかることを検知する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項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、
前記センサが前記空間内の人体の移動方向に実質的に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乃至請求項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乃至請求項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進退検知手段および前記着座検知手段の出力信号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）内での人体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。
【０００５】
また、特許文献２は、マイクロ波センサとマイクロ波センサから出力される信号を増幅する信号処理手段を有し、信号の強さによって信号処理手段の増幅率を可変とする技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３４３４６６号公報
【特許文献２】特開２００１−３４９９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
従来のマイクロ波ドップラーセンサを用いて得られる信号の強弱の推移から人体のトイレ内の位置を知る方式において、信号の強弱の検知のみでは静止位置で手を振る等の微小部位の動きを人が遠ざかったと判断してしまい、誤検知が発生する可能性がある。また、着座位置で体を小刻みに動かすと移動したと誤って判断する場合がある。
【０００８】
同様の問題は、トイレのシステムに限らず、人体または物体の位置や状態を検知して、検知位置・状態に応じて様々な制御を行う場合に共通に存在する。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、１つのセンサで、人体の位置を正しく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】
【００１０】
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、人体との距離に応じたレベルの信号を出力するセンサと、
前記センサの出力信号を、前記センサから所定の距離にある第１の位置における人体の動きに応じた前記センサの所定レベルの出力信号と比較することによって、前記第１の位置における人体の動きを検知する進退検知手段と、
前記センサの出力信号を、前記第１の位置よりも前記センサに近い第２の位置における人体の動きに応じた前記センサの所定レベルの出力信号と比較することによって、人体が前記第２の位置に存在するか否かを検知する着座検知手段と、
を備え、
前記進退検知手段は、
人体が前記第１の位置よりも遠くから前記第１の位置を通過して前記センサに近づくことを検知し、
前記着座検知手段が人体の前記第２の位置への到達を検知したのち、人体の前記第２の位置からの離隔を検知した場合に、人体が前記第１の位置を越えて前記センサから遠ざかることを検知する、
ことを特徴とする。
【００１１】
前記センサは、ドップラーセンサから構成されてもよい。
【００１２】
さらに、前記進退検知手段は、前記センサの出力信号のうち所定の周波数以上のレベルの信号を捨象することによって、人体の所定の速さよりも速い動きを検知しないことを特徴とする。
【００１３】
前記進退検知手段は、
前記着座検知手段が人体の前記第２の位置への到達を検知したことによって、人体が前記第１の位置を越えて前記センサから遠ざかることの検知が抑制され、
前記着座検知手段が人体の前記第２の位置からの離隔を検知したことによって、人体が前記第１の位置を越えて前記センサから遠ざかることの検知が可能になることが好ましい。
【００１４】
前記着座検知手段は、前記第２の位置に人体が存在する場合の前記センサの所定の出力レベルを超える信号を検出しなくなったのち、該所定の出力レベル以下の信号が連続して所定の回数検出された場合に、人体が前記第２の位置から離隔したと判断してもよい。
【００１５】
前記進退検知手段は、前記第１の位置における人体の動きに応じた前記センサの所定の出力レベルを超える信号を検出しなくなったのち、該所定の出力レベル以下の信号が連続して所定の回数検出された場合に、人体が前記第１の位置を越えて前記センサから遠ざかることを検知してもよい。
【００１６】
人体検知装置は、トイレにおける利用者の位置を検知する装置であり、
前記進退検知手段には、利用者の入室位置を前記第１の位置とする所定の出力レベルが設定され、
前記着座検知手段には、利用者の着座位置を前記第２の位置とする所定の出力レベルが設定されており、前記着座検知手段が人体の前記着座位置への到達を検知したのち、人体の前記着座位置からの離隔を検知した場合に、人体が前記入室位置を越えて前記センサから遠ざかることを検知することを特徴としてもよい。
【００１７】
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体の移動方向に実質的に平行な方向での人体の位置に応じた信号を出力するように構成してもよい。
【００１８】
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、人体との距離に応じたレベルの信号を出力するセンサと、
前記センサの出力信号を、前記センサから所定の距離にある第１の位置における人体の動きに応じた前記センサの所定レベルの出力信号と比較することによって、前記第１の位置における人体の動きを検知する進退検知手段と、
前記センサの出力信号を、前記第１の位置よりも前記センサに近い第２の位置における人体の動きに応じた前記センサの所定レベルの出力信号と比較することによって、人体が前記第２の位置に存在するか否かを検知する着座検知手段と、
を備え、
前記進退検知手段が、
人体が前記第１の位置よりも遠くから前記第１の位置を通過して前記センサに近づくことを検知し、
前記着座検知手段が人体の前記第２の位置への到達を検知したのち、人体の前記第２の位置からの離隔を検知した場合に、人体が前記第１の位置を越えて前記センサから遠ざかることを検知する、
人体検知装置と、
前記人体検知装置の前記進退検知手段および前記着座検知手段の出力信号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】
【００１９】
本発明の人体検知装置によれば、確実に人体の移動の状況と静止位置の検知が可能となる。
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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置の構成を示す図である。本実施の形態に係る制御装置３０は、図１に示すように、人体検知装置１と制御部２０と、トイレシステムの制御対象である便蓋開閉装置２１、便蓋固定装置２２および洗浄装置２３から構成されている。人体検知装置１は、マイクロ波ドップラーセンサ１１（以下、センサ１１ともいう）と、破線の範囲で示される着座検知部２および進退検知部３から構成される。
【００２２】
図２は、本発明の実施の形態に係る人体検知装置が設置されたトイレの平面図である。マイクロ波ドップラーセンサ１１は、利用者が、図２に平面で示す配置のトイレ（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、および、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知するためのものである。
【００２３】
図３は、マイクロ波ドップラーセンサの構成例を示す図である。マイクロ波ドップラーセンサ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、方向性結合器１１３、ミキサ１１４等から構成される。
【００２４】
パッチアンテナ１１２は、図２に示すトイレ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、トイレ５２内は比較的狭いため、利用者の動きは、実質的に入口と便器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実質的に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１１２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１１２に信号線を介して接続されていてもよい。
【００２５】
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、方向性結合器１１３及びパッチアンテナ１１２を介して、トイレ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、方向性結合器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（ドップラー信号）を出力する。ミキサ１１４から出力された信号はアンプ１１５で増幅されて出力される。
【００２６】
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、ドップラー効果によって、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、トイレ５２内に動きがない場合には、ミキサ１１４の出力信号は０レベルとなり、一方、トイレ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レベルは、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。
【００２７】
図１に戻って、人体検知装置１の構成を説明する。着座検知部２は、センサ１１の出力信号を増幅するアンプ１２ａ、コンパレータ１３ａおよび１３ｂ、カウンタ１４ａおよび１４ｂ、タイマ１５ａ、ＲＳフリップフロップ１６ａとから構成されている。進退検知部３は、センサ１１の出力信号を増幅するアンプ１２ｂ、コンパレータ１３ｃおよび１３ｄ、カウンタ１４ｃおよび１４ｄ、タイマ１５ｂ、ＲＳフリップフロップ１６ｂとから構成されている。
【００２８】
マイクロ波ドップラーセンサ１１からは、送信波と反射波の周波数の差の周波数を有するドップラー信号がアンプ１２ａに入力される。着座検知部２のアンプ１２ａは、センサ１１に近い着座位置における人体からの反射波によるドップラー周波数の信号を増幅するので、比較的小さい増幅率（例えば１０倍）になっている。アンプ１２ａで増幅されたドップラー信号はコンパレータ１３ａおよび１３ｂでそれぞれ所定の値の電圧と比較され、所定の電圧以上の場合に有意なレベル（正論理では”１”）が出力される。コンパレータ１３ａでは、所定の電圧Ｖａ以上の場合に”１”を出力し、コンパレータ１３ｂでは、所定の電圧Ｖｂ以上の場合に”１”を出力する。
【００２９】
電圧Ｖａは電圧Ｖｂよりも大きな値に設定されている。電圧Ｖａは図２に示す線ｄ（場所Ｅ：着座位置）における人体からの反射波によるドップラー信号のレベルの場合に、”１”を出力するように設定されている。電圧Ｖｂは図２に示す線ｂから線ｃの間における人体からの反射波によるドップラー信号のレベル以上の場合に、”１”を出力するように設定されている。
【００３０】
コンパレータ１３ａの出力はカウンタ１４ａでカウントされ、所定の数がカウントされたときにカウンタ１４ａはセット信号をＲＳフリップフロップ１６ａに出力する。カウンタ１４ａの所定の数は、着座までの時間よりは短く、瞬間的に図２の線ｄを横切るような動作や反射状態の変動でＶａを超える時間よりは長く設定する。従って、瞬間的に人体の一部が図２の線ｄに達したような場合や、または反射波の強度が一時的に強くなるノイズなどの影響を排除できる。
【００３１】
コンパレータ１３ｂの出力はカウンタ１４ｂでカウントされ、所定の数がカウントされたときにカウンタ１４ｂはリセット信号をＲＳフリップフロップ１６ａに出力する。カウンタ１４ｂの所定の数は、着座した状態からたまたまドップラー信号のレベルが下がり、その間に退出したと誤って検知されない程度の時間に設定する。コンパレータ１３ａの出力信号は、カウンタ１４ｂのリセット端子に入力される。コンパレータ１３ａの出力がある間は、カウンタ１４ｂはリセットされるので、コンパレータ１３ｂの出力信号はカウンタ１４ｂでカウントアップされない。
【００３２】
コンパレータ１３ａの出力はまた、タイマ１５ａに入力され、タイマ１５ａが起動される。タイマ１５ａは、所定の時間経過するとカウンタ１４ａにリセット信号を出力する。タイマ１５ａの所定の時間は、アンプ１２ａで増幅されたドップラー信号（の振幅が）がＶａ以上の場合に、コンパレータ１３ａから周期的に出力される信号の周期より長く設定される。したがって、カウンタ１４ａはコンパレータ１３ａから安定的に連続して所定の個数の出力がある場合にセット信号を出力する。
【００３３】
ＲＳフリップフロップ１６ａは、カウンタ１４ａのセット信号でセットされ着座信号を出力する。ＲＳフリップフロップ１６ａは、カウンタ１４ｂのリセット信号でリセットされ、着座信号を停止する。
【００３４】
進退検知部３では、センサ１１のドップラー信号がアンプ１２ｂに入力される。進退検知部３のアンプ１２ｂは、センサ１１から遠いドア５１付近の位置における人体からの反射波によるドップラー周波数の信号を増幅するので、比較的大きい増幅率（例えば１００倍）になっている。アンプ１２ｂで増幅されたドップラー信号はコンパレータ１３ｃおよび１３ｄでそれぞれ所定の値の電圧と比較され、所定の電圧以上の場合に有意なレベル（正論理では”１”）が出力される。コンパレータ１３ｃでは、所定の電圧Ｖｃ以上の場合に”１”を出力し、コンパレータ１３ｄでは、所定の電圧Ｖｄ以上の場合に”１”を出力する。
【００３５】
電圧Ｖｃは電圧Ｖｄよりも大きな値に設定されている。電圧Ｖｃはトイレ５２のドア５１と便器５３との間の位置、例えば図２に示す線ａ（場所Ｂ）付近における人体からの反射波によるドップラー信号のレベル以上の場合に”１”を出力するように設定されている。電圧Ｖｄは、例えばドア５１の外、図２に示す場所Ａの場合に”１”を出力するように設定されている。
【００３６】
コンパレータ１３ｃの出力はカウンタ１４ｃでカウントされ、所定の数がカウントされたときにカウンタ１４ｃはセット信号をＲＳフリップフロップ１６ｂに出力する。カウンタ１４ｃの所定の数は、利用者がトイレ５２に入って図２の線ｂから線ｃまでに移動する時間よりは短く、瞬間的に図２の線ｂを横切るような動作や反射状態の変動で電圧Ｖｃを超える時間よりは長く設定する。従って、瞬間的に人体の一部が図２の線ｂに達したような場合や、またはトイレ５２の外の物体による反射波の強度が一時的に強くなるノイズなどの影響を排除できる。
【００３７】
コンパレータ１３ｄの出力はカウンタ１４ｄでカウントされ、所定の数がカウントされたときにカウンタ１４ｄはリセット信号をＲＳフリップフロップ１６ｂに出力する。カウンタ１４ｄの所定の数は、図２の場所Ｃから場所Ｄの間にいる状態からたまたまドップラー信号のレベルが下がり、その間に退出したと誤って検知されない程度の時間に設定する。コンパレータ１３ｃの出力は、カウンタ１４ｄのリセット端子に入力される。コンパレータ１３ｃの出力がある間は、カウンタ１４ｄはリセットされるので、コンパレータ１３ｄの出力はカウンタ１４ｄでカウントアップされない。
【００３８】
コンパレータ１３ｃの出力はまた、タイマ１５ｂに入力され、タイマ１５ｂが起動（再起動）される。タイマ１５ｂは、所定の時間経過するとカウンタ１４ｃにリセット信号を出力する。タイマ１５ｂの所定の時間は、アンプ１２ｂで増幅されたドップラー信号（の振幅が）がＶｃ以上の場合に、コンパレータ１３ｂから周期的に出力される信号の周期より長く設定される。したがって、カウンタ１４ｃはコンパレータ１３ｃから安定的に連続して所定の個数の出力がある場合にセット信号を出力する。
【００３９】
ＲＳフリップフロップ１６ｂは、カウンタ１４ｃのセット信号でセットされ進入信号を出力する。ＲＳフリップフロップ１６ｂは、カウンタ１４ｄのリセット信号でリセットされ、進入信号を停止する。
【００４０】
図４は、図１に示す人体検知装置１を電子回路で構成した場合の回路構成の例を表す図である。図４では、マイクロ波ドップラーセンサ１１は省略されている。図４の上半分の回路が着座検知部２であり、下半分の回路が進退検知部３である。センサ１１の出力信号は入力端子１１ａから入力されて、アンプ１２ａおよび１２ｂに入力される。
【００４１】
図４の人体検知装置１の回路では、アンプ１２ｂの出力はローパスフィルタ１７を経由して、コンパレータ１３ｃ、１３ｄに入力される。ローパスフィルタ１７はトイレ５２内の移動速度（例えば５０ｃｍ／秒以下）に相当する周波数（１０ＧＨｚのマイクロ波の場合、約３３Ｈｚ）以下の信号のみコンパレータ１３ｃ、１３ｄに出力する。人がトイレ５２内で手を振るなどの動作を行った場合のように、高い周波数のドップラー信号がローパスフィルタ１７で遮断されるので、誤動作を防止できる。
【００４２】
コンパレータ１３ａ〜１３ｄは、それぞれ、アンプ１２ａまたは１２ｂで増幅されたドップラー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、コンパレータ１３ａ〜１３ｄでそれぞれ異なり、Ｖａ＞Ｖｂ＞Ｖｃ＞Ｖｄの関係にある。図５は、コンパレータ１３ａ〜１３ｄおよび人体検知装置１の出力と、トイレ５２内での人体の位置との関係を示す図である。
【００４３】
コンパレータ１３ａは、アンプ１２ａからのドップラー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、利用者が図２に示すトイレ５２内の場所Ｄ（線ｃの付近）で移動又は動作をしていることを検知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知可能なレベルに設定されている。コンパレータ１３ａは、図５に示すように、図２の場所Ｅに居るときに（特に着座・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。利用者は着座しているときにもわずかに動いているので、低い周波数でドップラー信号が出力される。
【００４４】
コンパレータ１３ｂ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、利用者がトイレ５２内の場所Ｃ（線ｂの付近）で移動又は動作をしていることを検知することはできないが、利用者がトイレ５２内の場所Ｄ（線ｃの付近）で移動又は動作をしていることを検知可能なレベルに設定されている。従って、コンパレータ１３ｂは、図５に示すように、一般に、利用者が、図２に示すトイレ５２の場所Ｄ（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。
【００４５】
コンパレータ１３ｃは、アンプ１２ｂ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、利用者がトイレ５２内の場所Ｂ（線ａ）付近で移動又は動作をしていることを検知することはできないが、利用者がトイレ５２内の場所Ｃ（線ｂの付近）で移動又は動作をしていることを検知可能なレベルに設定されている。従って、コンパレータ１３ｃは、図５に示すように、利用者が、図２に示すトイレ５２の場所Ｃ（線ｂの付近）で移動（歩行）するとき、場所Ｄ（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。
【００４６】
コンパレータ１３ｄは、アンプ１２ｂ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、利用者がトイレ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知可能なレベルに設定されている。従って、コンパレータ１３ｄは、図５に示すように、一般に、利用者が、図２に示すトイレ５２の場所Ｂ（線ａ）の付近で移動（歩行）するとき、場所Ｃ（線ｂ）の付近で移動（歩行）するとき、場所Ｄ（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。
【００４７】
図４の人体検知装置１では、着座検知部２のＲＳフリップフロップ１６ａの出力（Ｑ）は、進退検知部３のＲＳフリップフロップ１６ｂのリセット端子（Ｒ）に入力される。着座検知したときに、進入・退出は検知されなくなる。着座した状態では、利用者が手を振るなどしても誤って退出したように検知されることがない。
【００４８】
また、着座検知部２のＲＳフリップフロップ１６ａの反転出力（Ｑ）は、進退検知部３のＲＳフリップフロップ１６ｂのセット端子（Ｓ）に入力される。着座信号が停止されたときに、進入信号がＨレベルになり、退出を検知できるようになる。進退検知部３の進入出力１９および着座検知部２の着座出力１８と、トイレ５２内での人体の位置との関係が図５に示されている。
【００４９】
人体検知装置１の進入信号および着座信号を用いて、例えば図５の最下欄の制御に示すような、トイレシステムの制御を行うことができる。例えば、進入信号がＨになったときに、便蓋５５を開き、着座信号がＨになったときに便蓋５５をロックする。着座信号が停止した（Ｌになった）ときに便蓋５５のロックを解除し、さらに、進入信号が停止した（Ｌになった）ときに便蓋５５を閉じる。同時に、洗浄装置２３を制御してもよい。例えば、進入信号がＨになったときに、すこし便器５３内に水を流して汚れが内側に付着するのを防止したり、着座信号がＬの場合にはおしり洗浄が動作しないように抑制することなどができる。
【００５０】
図８は、図１に示す人体検知装置１をマイクロコンピュータで構成した場合の回路構成の例を表す図である。図８では、マイクロ波ドップラーセンサ１１は省略されている。図８のマイクロコンピュータ２５は、例えば、演算制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、コンピュータプログラム等を格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの動作中のデータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力部、およびタイマなどから構成されている。
【００５１】
コンパレータ１３ａ〜１３ｄの出力がマイクロコンピュータ２５の入出力部に入力される。カウンタ１４ａ〜１４ｄ、タイマ１５ａ、１５ｂ、ＲＳフリップフロップ１６ａ、１６ｂの機能は、マイクロコンピュータ２５および内蔵されるコンピュータプログラムで実現されている。進入信号および着座信号は、マイクロコンピュータ２５の入出力部から出力され、トランジスタで駆動されて進入信号１９および着座信号１８として制御部２０（図１参照）に出力される。
【００５２】
次に、図４または図８の人体検知装置１の動作について、図を参照して説明する。図６および図７は人体検知装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図６は人体検知装置１のメインの動作を示すフローチャートである。図７はタイマ１５ａおよび１５ｂの割り込みに対する動作を示すフローチャートである。図６では、カウンタ１３ａ〜１３ｄをそれぞれカウンタＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄで表す。また、タイマ１５ａおよび１５ｂをそれぞれタイマＡおよびＢで表す。
【００５３】
前述のとおり、トイレ５２内の各位置における利用者の動作に応じたドップラー信号がセンサ１１からアンプ１２ａおよび１２ｂに入力され、コンパレータ１３ａ〜１３ｄで各レベルと比較されて、それぞれの比較結果が出力される。コンパレータ１３ａ〜１３ｄの出力は有意であるとき、ドップラー信号の周波数の信号を出力する。ドップラー信号の周波数に合わせて、コンパレータ１３ａ〜１３ｄの出力を読み込む（ステップＳ１）。図４の回路では、コンパレータ１３ａ〜１３ｄの出力波形がカウンタ１４ａ〜１４ｄのクロック（ＣＬＫ）に入力されることを意味する。
【００５４】
人体検知装置１の初期状態は、各カウンタ１４ａ〜１４ｄの値は０であり、タイマ１５ａ、１５ｂはリセットされて停止している。また、ＲＳフリップフロップ１６ａ、１６ｂはクリアされて着座信号および進入信号が停止されている。
【００５５】
コンパレータ１３ａ（図６ではコンパレータＡ）の出力が有意であるとき（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、カウンタ１４ａ（図６ではカウンタＡ）を加算し、カウンタ１４ｂ（図６では、カウンタＢ）をリセットする（カウンタ値を０にする）。そして、タイマ１５ａ（図６では、タイマＡ）を再起動する（ステップＳ６）。タイマＡは図６の動作とは独立に、起動されてから一定時間が経過したら割り込み信号を発生する。タイマＡの割り込み信号が発生した場合は（図７（ａ））、カウンタＡをリセットする（ステップＳ３０）。
【００５６】
カウンタＡが所定の値になっているかどうかを判定し（ステップＳ７）、所定の値になった場合は（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、カウンタＡをリセットし、状態変数を着座状態にして、着座信号を出力する（ステップＳ８）。図２の人体検知装置１では、ＲＳフリップフロップ１６ａをセットする。すでに着座状態になっている場合は、改めて着座状態にして着座信号を出力する必要はないが、重ねて動作してもよい。カウンタＡがまだ所定の値になっていない場合は（ステップＳ７；Ｎｏ）、そのまま終了する（次のコンパレータ出力を読み込む）。
【００５７】
コンパレータＡの出力が有意でなく（ステップＳ２；Ｎｏ）、コンパレータ１３ｂ（図６ではコンパレータＢ）の出力が有意であるとき（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、カウンタＢを加算する（ステップＳ９）。カウンタＢが所定の値になっているかどうかを判定し（ステップＳ１０）、所定の値になった場合は（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、さらに状態変数が着座状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１１）。着座状態である場合は（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、状態変数を進入状態にセットして、着座信号を停止する（ステップＳ１２）。図２の人体検知装置１では、ＲＳフリップフロップ１６ａをリセットする。
【００５８】
カウンタＢが所定の値になっていない場合（ステップＳ１０；Ｎｏ）、または着座状態でない場合は（ステップＳ１１；Ｎｏ）そのままで終了する。コンパレータＡの出力が有意である間は、カウンタＢがリセットされるので（ステップＳ６）、着座信号が停止されることはない。
【００５９】
コンパレータＢの出力が有意でなく（ステップＳ３；Ｎｏ）、コンパレータ１３ｃ（図６ではコンパレータＣ）の出力が有意である場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、カウンタ１４ｃ（図６ではカウンタＣ）を加算し、カウンタ１４ｄ（図６ではカウンタＤ）をリセットする。そして、タイマ１５ｂ（図６ではタイマＢ）を再起動する（ステップＳ１３）。タイマＢは図６の動作とは独立に、起動されてから一定時間が経過したら割り込み信号を発生する。タイマＢの割り込み信号が発生した場合は（図７（ｂ））、カウンタＣをリセットする（ステップＳ３１）。
【００６０】
カウンタＣが所定の値になっているかどうかを判定し（ステップＳ１４）、所定の値になった場合は（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、カウンタＣをリセットし（ステップＳ１５）、状態変数が空き室状態であるかどうかを判定する（ステップＳ１６）。空き室状態である場合は（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）状態変数を進入状態にして、進入信号を出力する（ステップＳ１７）。図２の人体検知装置１では、ＲＳフリップフロップ１６ｂをセットする。カウンタＣが所定の値になっていない場合（ステップＳ１４；Ｎｏ）、または空き室状態でない場合（進入状態または着座状態である。ステップＳ１６；Ｎｏ）、そのまま終了する。
【００６１】
コンパレータＣの出力が有意でなく（ステップＳ４；Ｎｏ）、コンパレータ１３ｄ（図６ではコンパレータＤ）の出力が有意であるとき（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、カウンタ１４ｄ（図６ではカウンタＤ）を加算する（ステップＳ１８）。カウンタＤが所定の値になっているかどうかを判定し（ステップＳ１９）、所定の値になった場合は（ステップＳ１９；Ｙｅｓ）、さらに状態変数が進入状態であるかどうかを判定する（ステップＳ２０）。進入状態である場合は（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、状態変数を空き室状態にセットして、進入信号を停止する（ステップＳ２１）。図２の人体検知装置１では、ＲＳフリップフロップ１６ｂをリセットする。
【００６２】
カウンタＤが所定の値になっていない場合（ステップＳ１９；Ｎｏ）、または進入状態でない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）はそのまま終了する。コンパレータＣの出力が有意である間は、カウンタＤがリセットされるので（ステップＳ１３）、進入信号が停止されることはない。
【００６３】
コンパレータの出力ごとに（ドップラー信号の周期で）上記の動作が繰り返される。その結果、例えば図５の進入および着座の欄に示されるような出力を確実に得ることができる。
【００６４】
上述のとおり、本発明によれば、確実に人体の移動の状況と静止位置の検知が可能となる。本発明によれば、１つのマイクロ波ドップラーセンサを用いてトイレ５２内の人体の状態を確実に監視可能になると同時に、人がトイレ５２内で手を振るなどの動作を行った場合にも誤動作することを防止できる。このようにして判別した人体の位置に基づいて、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。また、マイクロ波ドップラーセンサは金属以外の筐体内にセンサを密閉できるので、耐薬品構造および防水構造とすることが可能で、高い信頼性を確保できる。また、光学的な素子に比べてセンサを取り付ける位置の自由度が高く、さらに外観上もセンサ部が見えない構造をとすることが可能なので、デザイン上も優れている。
【００６５】
その他、前記のハードウエア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更及び修正が可能である。上述した実施の形態では、マイクロ波ドップラーセンサ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、マイクロ波ドップラーセンサ１１の出力をアンプ１２ａ、１２ｂで増幅した後、Ａ／Ｄコンバータによりディジタル信号に変換し、マイクロコンピュータ２５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。
【００６６】
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知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、超音波ドップラーセンサ等の、人体に動きがあるときに、その位置（距離）に応じたレベル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。
【００６７】
さらに、上記実施の形態においては、標準的なサイズのトイレ５２に洋式の便器５３を設置した場合の例を説明したが、大型サイズのトイレや和式便器の場合にも、同様に処理可能である。そのような場合には、そのトイレに応じたレベル値とカウンタの所定の数を設定すればよい。
【００６８】
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５５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開閉させる構成、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。
【００６９】
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。
【００７０】
すなわち、本発明は、トイレにおける利用者の位置と状態を判別するだけでなく、人体等の位置の検知に広く適用可能であり、特に動線が一次元、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好適である。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知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）空間を画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】
【００７１】
【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】本発明の実施の形態に係る人体検知装置が設置されたトイレの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るマイクロ波センサの構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る人体検知装置を電子回路で構成した場合の回路構成の例を表す図である。
【図５】コンパレータおよび人体検知装置の出力と、トイレ内での人体の位置との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る人体検知装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る人体検知装置において、タイマの割り込みに対する動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る人体検知装置をマイクロコンピュータで構成した場合の回路構成の例を表す図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  人体検知装置
２  着座検知部
３  進退検知部
１１  マイクロ波ドップラーセンサ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  コンパレータ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ  カウンタ
１５ａ、１５ｂ  タイマ
１６ａ、１６ｂ  ＲＳフリップフロップ
２０  制御部
【図１】
2007101431.tif 000003
【図２】
2007101431.tif 000004
【図３】
2007101431.tif 000005
【図４】
2007101431.tif 000006
【図５】
2007101431.tif 000007
【図６】
2007101431.tif 000008
【図７】
2007101431.tif 000009
【図８】
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