(57)【要約】【課題】電源の供給が中断された場合に速やかに使用を再開できる焦電センサユニット、及びこれを備えた電気機器、衛生洗浄装置、トイレ装置を提供する。【解決手段】検知に対応する第１のレベルの信号と、非検知に対応する第２のレベルの信号と、を出力可能な焦電センサと、電源が投入された後に前記焦電センサから前記第２のレベルの信号が連続して出力される時間が第１の時間に達したら、前記焦電センサからの信号を正常であると判断する制御部と、を備えたことを特徴とする焦電センサユニットを提供する。【選択図】図３
2007322253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知に対応する第１のレベルの信号と、非検知に対応する第２のレベルの信号と、を出力可能な焦電センサと、
電源が投入された後に前記焦電センサから前記第２のレベルの信号が連続して出力される時間が第１の時間に達したら、前記焦電センサからの信号を正常であると判断する制御部と、
を備えたことを特徴とする焦電センサユニット。
【請求項２】
前記制御部は、前記電源が投入された後に、前記第１の時間よりも長い第２の時間が経過したら、前記焦電センサからの信号が正常であると判断することを特徴とする請求項１記載の焦電センサユニット。
【請求項３】
検知に対応する第１のレベルの信号と、非検知に対応する第２のレベルの信号と、を出力可能な焦電センサと、
電源が投入されると準備中を報知する信号を出力し、その後前記焦電センサから前記第２のレベルの信号が連続して出力される時間が第１の時間に達したら準備完了を報知する信号を出力する制御部と、
を備えたことを特徴とする焦電センサユニット。
【請求項４】
前記制御部は、前記電源が投入された後に、前記第１の時間よりも長い第２の時間が経過したら、前記準備完了を報知する信号を出力することを特徴とする請求項３記載の焦電センサユニット。
【請求項５】
前記第２の時間は、完全に放電した状態の前記焦電センサに前記電源が投入されてから完全に充電された状態に至るまでの時間よりも長いことを特徴とする請求項２または４に記載の焦電センサユニット。
【請求項６】
前記第１の時間は、前記電源が投入された後に前記焦電センサが充電されるまでの間に前記焦電センサから前記第２のレベルの信号が連続して出力される時間よりも長いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の焦電センサユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の焦電センサユニットと、
前記制御部により制御される被制御部と、
を備えたことを特徴とする電気機器。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の焦電センサユニットと、
前記制御部により制御される付加機能部と、
を備えたことを特徴とする衛生洗浄装置。
【請求項９】
便器と、
請求項８記載の衛生洗浄装置と、
を備えたことを特徴とするトイレ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦電センサユニット、電気機器、衛生洗浄装置及びトイレ装置に関し、より具体的には、入射する赤外線エネルギーの変化を検出可能な焦電センサユニット、電気機器、衛生洗浄装置及びトイレ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
焦電物質の焦電特性などを利用した焦電センサは、トイレ室の自動照明や防犯ライトをはじめとして、家庭用の電気機器や防犯用機器、産業用機器など各種の分野で幅広く利用されている。例えば、便器に付設する衛生洗浄装置に焦電センサを搭載すると、使用者をより早く検知して、便蓋や便座を自動的に開閉したり、便座を急速暖房することができる。
【０００３】
ところが、焦電センサは、電源を投入した直後、充電されるまでの間は出力が不安定となり、正確な検知が困難である（例えば、特許文献１）。これに対して、例えば、電源の投入後、一定の時間が経過するまでの間は、焦電センサの出力を一律に無視する方法も考えられる。しかし、このようにした場合、例えば瞬間的な停電などのときにはセンサの充電は殆ど損なわれていないにもかかわらず、一定の時間は使用することができず、改善の余地がある。
【特許文献１】特開２００２−３５７６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、電源の供給が中断された場合に速やかに使用を再開できる焦電センサユニット、及びこれを備えた電気機器、衛生洗浄装置、トイレ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、検知に対応する第１のレベルの信号と、非検知に対応する第２のレベルの信号と、を出力可能な焦電センサと、電源が投入された後に前記焦電センサから前記第２のレベルの信号が連続して出力される時間が第１の時間に達したら、前記焦電センサからの信号が正常であると判断するする制御部と、を備えたことを特徴とする焦電センサユニットが提供される。
【０００６】
また、本発明の他の一態様によれば、検知に対応する第１のレベルの信号と、非検知に対応する第２のレベルの信号と、を出力可能な焦電センサと、電源が投入されると準備中を報知する信号を出力し、その後前記焦電センサから前記第２のレベルの信号が連続して出力される時間が第１の時間に達したら準備完了を報知する信号を出力する制御部と、を備えたことを特徴とする焦電センサユニットが提供される。
【０００７】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、上記のいずれかの焦電センサユニットと、前記制御部により制御される被制御部と、を備えたことを特徴とする電気機器が提供される。
【０００８】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、上記のいずれかの焦電センサユニットと、前記制御部により制御される付加機能部と、を備えたことを特徴とする衛生洗浄装置が提供される。
【０００９】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、便器と、上記の衛生洗浄装置と、を備えたことを特徴とするトイレ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電源の供給が中断された場合に速やかに使用を再開できる衛生洗浄装置及びこれを備えたトイレ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】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。  
図１は、本発明の実施の形態にかかる焦電センサユニットを表すブロック図である。  
また、図２は、本実施形態の焦電センサユニットのさらに具体的な構造を例示るすブロック図である。
【００１２】
図１に表したように、本実施形態の焦電センサユニットは、焦電センサ５００と、制御部６４０と、を有する。焦電センサ５００は、図２に例示したように、例えば、集光レンズ５０２と、焦電素子５０４と、増幅回路５０６と、帯域フィルタ５０８と、比較回路５１０と、を有する。集光レンズ５０２は、人体などが放出する赤外線を集光し、焦電素子５０４に導く。焦電素子５０４は、入射した赤外線の強度の変化を検出し、その変化量に応じた電気信号を出力する。すなわち、焦電素子５０４は、例えばＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）系、ＬｉＴａＯ３（タンタル酸リチウム）系、ＰｂＴａＯ３（タンタル酸鉛）系などの焦電物質を用い、例えば複数の検知領域に分割されている。また、この場合には、集光レンズ５０２も、複数のレンズ部に分割されている。人体などの発熱源が移動すると、これらレンズ部による赤外線の集光パターンも焦電素子５０４の受光面を移動するので、その変化を検知することができる。
【００１３】
増幅回路５０６は、焦電素子５０４から出力された電気信号を増幅する。帯域フィルタ５０８は、増幅回路５０６により増幅された電気信号から不要な周波数成分を除去し所定の周波数帯の信号を出力する。比較回路５１０は、帯域フィルタ５０８から出力された電気信号と、所定のしきい値とを比較してその結果をハイレベルとローレベルの信号として出力する。
【００１４】
一方、制御部６４０は、電源の投入直後に、焦電センサ５００からの出力を調べ、その結果に基づいてデータ出力の可否を判定したり、準備完了信号を出力する。
【００１５】
図３は、本実施形態の焦電センサユニットにおいて実行される処理を例示するフローチャートである。  
すなわち、焦電センサユニットに電源が投入されると（ステップＳ１０２）、まず、制御部６４０は、タイマをスタートさせる（ステップＳ１０４）。そして、タイマのカウントに基づき所定の時間Ｔ２（第２の時間）が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。時間Ｔ２が経過した時（ステップＳ１０６：ｙｅｓ）は、焦電センサ５００の動作が安定したと判断し、制御部６４０は、信号の出力を開始する。一方、時間Ｔ２が経過していない場合（ステップＳ１０６：ｎｏ）は、焦電センサ５００の出力が非検知（人体を検知していない状態）であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。出力が非検知である場合（ステップＳ１０８：ｙｅｓ）には、非検知が所定の時間Ｔ１（第１の時間）の間、継続したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。所定の時間Ｔ１だけ非検知が継続しない場合（ステップＳ１１０：ｎｏ）は、再びステップＳ１０６に戻り、所定の時間Ｔ２が経過したか否かを判定する。一方、所定の時間Ｔ１の間、非検知が継続した場合（ステップＳ１１０：ｙｅｓ）は、焦電センサ５００からの信号が正常であると判断し、制御部６４０が信号出力を開始する。
【００１６】
以上説明した制御によれば、電源の投入後に、焦電センサ５００が充電して検知可能な状態となると、迅速に検知信号を出力することができる。  
以下、焦電センサ５００の出力の具体例を参照しつつ、本実施形態の焦電センサユニットについてさらに詳細に説明する。
【００１７】
図４は、焦電センサ５００が人体を検知した時の帯域フィルタ５０８の出力Ｓ１及び比較回路５１０の出力Ｓ２を例示するグラフ図である。すなわち、図４（ａ）は出力Ｓ１の時間変化を表し、図４（ｂ）は出力Ｓ２の時間変化を表す。
【００１８】
焦電素子５０４が期間Ａに人体を検知するとその出力信号が増幅され、図４（ａ）に表したように大きな振幅を有するアナログ信号が得られる。このアナログ信号の基準値（プラス２．５ボルト）からプラス方向及びマイナス方向に所定のしきい値を設定し、比較回路５１０においてこのしきい値を越えた場合が検知、しきい値を越えない場合が非検知として出力される。ここでは、検知をローレベル、非検知をハイレベルとした場合を例示する。しかし、本発明はこれに限定されず、検知をハイレベル、非検知をローレベルとしてもよい。
【００１９】
図５は、電源が中断された時の焦電センサの出力を例示するグラフ図である。すなわち、図５（ａ）は出力Ｓ１の時間変化を表し、図５（ｂ）は出力Ｓ２の時間変化を表す。
【００２０】
期間Ｂにおいて、電源の供給が中断されると、その後、出力Ｓ１及びＳ２は不安定となり、人体を検知していないにも拘わらず検知信号が出力される。これは、主に、焦電素子５０４における充電が不十分であるからである。すなわち、電源供給が遮断されると焦電素子５０４において放電が生じ、その後、再び十分に充電されるまでの間、焦電素子５０４の出力が不安定となる。
【００２１】
そして、このように出力が不安定になる期間Ｔは、焦電素子５０４の放電状態に応じて変化する。図５に表した具体例の場合には、電源の中断時間はおよそ１．２秒であるので、焦電素子５０４は完全には放電していない。従って、電源を投入した後に出力が不安定になる時間Ｔは、およそ１２秒間程度である。一方、本発明者の検討によれば、焦電素子５０４が完全に放電している場合、電源を投入してから出力が安定するまで要する時間は、概ね５０秒程度であった。このように、電源を投入した直後に焦電センサの出力が不安定になる期間Ｔは、焦電素子５０４の放電状態に応じて変化する。
【００２２】
ところが、この不安定な期間Ｔに注目すると、焦電センサ５００の出力の殆どはローレベルすなわち検知状態にあり、ハイレベルすなわち非検知状態は不規則なパルス状に現れている。そして、これらハイレベルすなわち非検知状態となるパルス幅（期間Ｔ４ ）は、長くても例えば１秒程度であることが判明した。
【００２３】
従って、期間Ｔ４の最大値よりも長い時間Ｔ１を設定し、電源を投入後の焦電センサ５００の出力をモニタして、ハイレベルすなわち非検知となる期間がＴ１に達したら、その出力は安定したと判定することができる。図３に表したステップＳ１０８及びＳ１１０が、この判定プロセスに対応する。このようにすれば、焦電センサ５００に電源を投入した後に、不安定な状態が終了したか否かを速やかに判定でき、安定な出力が得られた時に速やかに信号の出力を開始（あるいは再開）できる。なおここで、期間Ｔ１は、前述したように例えば１秒程度に設定することができる。
【００２４】
図６は、焦電素子５０４が完全に放電している場合に、電源を投入して得られる出力を模式的に表すグラフ図である。
【００２５】
図５に関して前述したように、この場合にも、電源の投入後、焦電素子５０４が十分に充電されるまでの間、期間Ｔ３において出力が不安定になる。そして、期間Ｔ３が経過し焦電素子５０４が十分に充電されると、その出力は非検知すなわちハイレベルに安定する。
【００２６】
そして、本実施形態によれば、図３に表したステップＳ１０８及びＳ１１０において、電源を投入後の焦電センサ５００の出力をモニタし、ハイレベルすなわち非検知となる期間がＴ１に達したら、その出力は安定したと判定できる。その結果として、焦電素子５０４が安定化したら、速やかに信号出力を開始（再開）できる。
【００２７】
図７は、焦電素子５０４が完全に放電していない場合に、電源を再投入して得られる出力を模式的に表すグラフ図である。  
焦電素子５０４が完全に放電していない場合は、電源を再投入後の不安定な期間Ｔ５は、図６に関して前述した不安定な期間Ｔ３よりも短い。そして、本実施形態によれば、図３に表したステップＳ１０８及びＳ１１０において、出力がハイレベルすなわち非検知となる期間がＴ１に達したら、出力が安定したと判断して、制御部６４０は、信号の出力を速やかに再開することができる。すなわち、焦電素子５０４が早く安定化した場合には、これに応じて速やかに信号出力を開始（再開）できる。
【００２８】
例えば、１秒以下の瞬間的な停電が起こった場合などは、焦電素子５０４の放電量は極めて少なく、出力が直ちに安定化することもある。本実施形態によれば、このような場合にも、出力が安定化したことを速やかに判定し、出力を再開できる。
【００２９】
図８は、電源投入直後から焦電センサ５００の検知エリアに人体が存在している場合の出力を模式的に表すグラフ図である。  
このような場合には、電源投入直後の出力が不安定な期間Ｔ３が終了した後も、焦電センサ５００が実際に人体を検知することによる検知信号（ローレベル）が不定期に表れることがある。従って、不安定な期間Ｔ３が終了した後にも、図３に表したステップＳ１０８及びＳ１１０において、ハイレベルすなわち非検知となる期間がＴ１に達しない場合があり得る。
【００３０】
そこで、このような場合には、不安定な期間Ｔ３の最大値すなわち焦電素子５０４が完全に放電した場合の不安定な期間よりも長い期間Ｔ２を設定し、電源を投入後の時間がＴ２に達したら、安定化したと判定することができる。これが、図３に関して前述したステップＳ１０６に対応する。このようにすれば、電源投入後に焦電センサ５００の検知エリアに人体が存在するような場合でも、焦電素子５０４が充電された安定した出力が得られるタイミングを確実に判定でき、誤検知ではない信号を出力できる。なお、期間Ｔ２は、前述したように、例えば５０秒程度に設定できる。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態によれば、電源を投入後に焦電センサ５００の出力が安定化したか否かを迅速且つ正確に判定し、安定化した場合に、信号の出力を速やかに開始（再開）できる。その結果として、焦電素子５０４の放電量に応じて、最短の時間で正確な出力が得られる。
【００３２】
なお、図３に表した具体例においては、制御部６４０は、焦電センサ５００の出力が安定化するまでは信号の出力を禁止し、安定化したら図３に表したように信号を出力する。しかし、本発明はこれに限定されず、例えば、制御部６４０は、焦電センサ５００の出力が安定化したら、これを報知するようにしてもよい。
【００３３】
図９は、準備完了信号を出力する具体例を表すフローチャートである。  
すなわち、本具体例におけるステップＳ１０２〜ステップＳ１１０までは、図３に関して前述したのと同様である。ただし、本具体例においては、焦電センサユニットからの信号は電源投入直後から出力し続ける。そして、出力が安定化したと判定したら、準備完了信号を出力する（ステップＳ１１４）。このようにすると、焦電センサ５００の出力が安定したか否かが確実且つ容易に分かり、不安定な期間の信号を用いることによる誤動作や不具合などを防止できる。なお、図９に表した具体例において、電源投入後に、まず、準備中あるいは準備が未完了であることを表す信号を出力してもよい。
【００３４】
以上、本実施形態の焦電センサユニットについて説明した。  
次に、本実施形態の電気機器について説明する。
【００３５】
図１０は、本発明の実施の形態にかかる電気機器を表すブロック図である。  
すなわち、本実施形態の電気機器１００は、焦電センサ５００と、制御部６４０と、被制御部６５０と、を備える。焦電センサ５００は、図１及び図２に関して前述したものと同様である。制御部６４０は、図１〜図９に関して前述したものと同様の制御を実行し、さらに、被制御部６５０に対して制御信号を送信する。被制御部６５０は、制御部６４０からの制御信号に基づいて所定の機能を実行する。
【００３６】
被制御部６５０としては、例えば、防犯ライトや自動照明装置における照明部、あるいは自動ドアにおけるドア開閉機構などを挙げることができる。つまり、焦電センサ５００が人体を検知すると、制御部６４０は、これに基づいて被制御部６５０を制御させ、照明を点灯させたり、自動ドアを開いたりさせる。
【００３７】
図１１及び図１２は、本実施形態の電気機器において実行される制御を例示するフローチャートである。  
これらフローチャートにおいて、ステップＳ１０２〜ステップＳ１１０は、図３に関して前述したものと同様である。そして、図１１に表した具体例の場合には、焦電センサ５００の出力が安定したと判定すると、制御部６４０は、焦電センサ５００の出力に基づく被制御部６５０の制御を開始する。このようにすれば、電源を投入した後、あるいは電源供給が中断した直後の焦電センサ５００の不安定な出力により被制御部６５０を誤動作させることなく、速やかに正常動作を開始（再開）できる。
【００３８】
一方、図１２に表した具体例の場合には、さらにステップＳ１０３において準備中であることを報知し、また、ステップＳ１１５において準備が完了したことを報知する。例えば、準備中は光を点滅させ、準備が完了すると光を消灯することができる。あるいは、準備中は、アラーム音を断続的に発生し、準備が完了するとアラーム音を停止してもよい。
【００３９】
このようにすれば、電源を投入した後、あるいは電源供給が中断してから、焦電センサ５００の出力が安定化して正常動作するまでの待機状態にあることを使用者などに知らせることができ、分かりやすくて使いやすい電気機器を提供できる。
【００４０】
次に、本実施形態にかかる衛生洗浄装置について説明する。  
図１３は、本実施形態の衛生洗浄装置の要部構成を例示するブロック図である。  
本実施形態の衛生洗浄装置１００は、便座に座った使用者の「おしり」などに向けて水を噴出する吐水ノズル６１５を有する洗浄機能部６１０を備える。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。衛生洗浄装置１００は、さらに、便蓋開閉ユニット７２０、便座開閉ユニット７８０、便座暖房ユニット２１０、室内暖房ユニット７４０、便器洗浄ユニット７３０、照明ユニット７９０などの付加機能部を備える。なお、これらの他にも、例えば、便座に座った使用者の「おしり」などに向けて温風を吹き付けて乾燥させる温風乾燥ユニットや、便器のボウル内の空気を吸い込み、フィルタや触媒などを介して臭気成分を低減させる脱臭ユニットなどを設けてもよい。
【００４１】
便蓋開閉ユニット７２０は、衛生洗浄装置に設けられた便蓋を自動的に開閉する付加機能部である。便座開閉ユニット７８０は、衛生洗浄装置に設けられた便座を自動的に開閉する付加機能部である。便座暖房ユニット２１０は、便座を暖める付加機能部である。室内暖房ユニット７４０は、衛生洗浄装置が設置されているトイレ空間を暖房する付加機能部である。便器洗浄ユニット７３０は、衛生洗浄装置が設けられたトイレ装置の便器ボウルに洗浄水を自動的に流す付加機能部である。照明ユニット７９０は、衛生洗浄装置またはトイレ装置の一部あるいは全体を照明する付加機能部である。
【００４２】
これらの付加機能部の動作は、制御部６４０により制御される。制御部６４０には、操作部（リモコン）９００からの指令が入力され、使用者の操作によりそれぞれの付加機能部の動作を制御することができる。
【００４３】
なお、本発明の衛生洗浄装置１００は、これら付加機能のすべてを備える必要は必ずしもなく、これらのうちのいずれかひとつあるいは複数のみを備えたものも本発明の範囲に包含される。また、便器洗浄ユニット７３０は、衛生洗浄装置１００と一体的に設けてもよいが、衛生洗浄装置１００とは別体とし、例えば水洗トイレのロータンクに取り付けてもよい。この場合にも、衛生洗浄装置１００と便器洗浄ユニット７３０とを接続することにより、制御部６４０から出力される制御信号によってロータンクに取り付けられた便器洗浄ユニット７３０の動作を制御することができる。
【００４４】
制御部６４０には、さらに焦電センサ５００、人体検知センサ４２０、着座センサ４２２からの信号が入力される。ここで、焦電センサ５００は、図１及び図２に関して前述したものと同様の構成を有する。そして、制御部６４０は、焦電センサ５００の出力に基づいて、便蓋開閉ユニット７２０や便座暖房ユニット２１０などの付加機能部を制御する。
【００４５】
図１４は、本実施形態において実行される動作を例示する模式図である。  
すなわち、図１４（ａ）に表したように、衛生洗浄装置１００に使用者１０が接近すると、焦電センサ５００がこれを検知する。すると、制御部６４０は、この検知信号に基づいて便蓋開閉ユニット７２０を動作させ、図１４（ｂ）に表したように、便蓋３００を開く。同様にして、使用者１０を検知すると、制御部６４０は便座暖房ユニット２１０を制御して便座２００を急速暖房させることもできる。
【００４６】
そして、本実施形態によれば、制御部６４０は、電源投入後あるいは電源供給が中断された直後にも、焦電センサ５００の不安定な出力によって付加機能部を誤動作させることなく、速やかに正常動作を開始（再開）できる。
【００４７】
図１５は、本実施形態の衛生洗浄装置１００において実行される処理を例示するフローチャートである。  
図３及び図１１に関して前述したものと同様に、制御部６４０は、電源投入後あるいは電源供給が中断された後、焦電センサ５００の出力が安定になることを速やかに判定し、焦電センサ５００の出力に基づく制御を開始する（ステップＳ１１６）。このようにすれば、付加機能部を誤動作させることなく、速やかに正常動作を開始（再開）できる。
【００４８】
ここで、焦電センサ５００は、必ずしも衛生洗浄装置１００の本体部４００に設ける必要はない。  
図１６及び図１７は、焦電センサ５００の他の具体例を表す模式図である。  
図１６に表した具体例においては、焦電センサ５００は、衛生洗浄装置１００のリモコン９００に内蔵されている。使用者１０がリモコン９００を操作すると、これに対応した指令Ｔｘが衛生洗浄装置１００に送信される。一方、リモコン９００に内蔵された焦電センサ５００が使用者１０の接近を検知すると、検知信号Ｔｙが本体部４００に送信される。
【００４９】
一般に、リモコン９００は、衛生洗浄装置１００が搭載されたトイレ装置の脇のやや前方に設置される場合が多い。従って、ここに焦電センサ５００を設けると、衛生洗浄装置１００に接近する使用者１０をより早く検知することが容易となる。
【００５０】
なお、本具体例の場合には、図３に関して前述した制御は、本体部４００に設けられた制御部６４０において実行させてもよいが、同様の制御を実行する制御部をリモコン９００に設けてもよい。つまり、図１〜図９に関して前述した焦電センサユニットをリモコン９００に設けてもよい。
【００５１】
一方、図１７に表した具体例においては、焦電センサ５００は、衛生洗浄装置１００の本体部４００ともリモコン９００とも別体のユニットとして構成されている。焦電センサ５００は、トイレの壁や天井、床、あるいはドアなどに設置され、使用者１０の接近を検知すると、検知信号Ｔｙを本体部４００に送信する。本具体例によれば、焦電センサ５００をトイレ装置の前方の任意の場所に設置することができるので、接近する使用者１０をより早く検知することが可能となる。  
また、本具体例の場合も、焦電センサ５００のみではなく、図１〜図９に関して前述した焦電センサユニットを別体として設けてもよい。
【００５２】
図１８は、本実施形態の衛生洗浄装置１００の第２の具体例を表すブロック図である。
【００５３】
本変型例においては、２つの制御部６４２、６４４が設けられている。  
制御部６４２は、洗浄機能部６１０、便座暖房ユニット２１０、室内暖房ユニット７４０、便器洗浄ユニット７３０、照明ユニット７９０などの付加機能部を制御する。また、制御部６４２には、操作部９００からの指令と、着座センサ４２２からの検知情報が入力される。  
一方、制御部６４４は、便蓋開閉ユニット７２０と便座開閉ユニット７８０を制御するそして、制御部６４４は、人体検知センサ４２０と焦電センサ５００の信号が入力される。  そして、制御部６４２と制御部６４４とは、回線６４６により相互に通信が可能とされている。これにより、例えば、焦電センサ５００による検知の結果を、制御部６４４から制御部６４２に送信することができる。
【００５４】
本具体例によれば、制御部を２つに分けることにより、衛生洗浄装置１００の本体部４００を小型化することが容易となる。すなわち、図１３に例示した具体例の場合、全てのセンサ類と操作部からの情報をひとつの制御部６４０で処理し、全ての付加機能部を制御するために、制御部６４０のサイズが大型化する。このため、本体部４００を小型化する場合に、制御部６４０を収容するスペースが確保しにくくなる。
【００５５】
これに対して、図１８に表した具体例の場合、制御部を２つに分けることにより、それぞれの制御部６４２、６４４を小型化でき、本体部４００を小型化した場合でも、収容することが容易となる。またさらに、制御部を２つに分けることにより、衛生洗浄装置１００の機種に応じて付加機能を有するものと有しないものの作り分けが容易となり、コストを下げることができる。すなわち、便蓋３００や便座２００の自動開閉機能を有する機種には、制御部６４２と制御部６４４を取り付け、便蓋３００や便座２００の自動開閉機能を有しない機種には、制御部６４２のみを取り付ければ済む。
【００５６】
図１９は、本具体例の衛生洗浄装置１００の制御部６４４において実行される処理を例示するフローチャートである。同図については、図３及び図１２に関して前述したものと同様のステップには同一の符号を付して詳細な説明は省略する。  
本具体例においては、電源がオンとなると（ステップＳ１０２）、まずＣＰＵ（central processing unit）を初期処理し、しかる後に、制御部６４２と通信を開始して準備中であることを送信する（ステップＳ１０３）。これは例えば、制御部６４４から回線６４６を介して制御部６４２に送信するデジタルデータ列の中の特定のビットを「０」（ゼロ）とすることにより実行できる。
【００５７】
その後、図３に関して前述したものと同様の制御を実行し（ステップＳ１０４〜ステップＳ１１０）、出力が安定化したと判断したら、制御部６４２に準備完了であることを送信する（ステップＳ１１５）。これも例えば、制御部６４４から回線６４６を介して制御部６４２に送信するデジタルデータ列の中の特定のビットを「１」とすることにより実行できる。そして、焦電センサ５００の出力に基づく通常制御を開始する。すなわち、図１４に関して前述したように焦電センサ５００の出力に基づいて便蓋開閉ユニット７２０などの付加機能部を制御する。
【００５８】
なおここで、制御部６４４から回線６４６を介して制御部６４２に送信するデジタルデータ列の中に焦電センサ５００による検知の結果も含めることができる。従って、例えば、焦電センサ５００が人体を検知した時に、制御部６４２が、便座暖房ユニット２１０や室内暖房ユニット７４０を動作させ、便座２００やトイレ空間を急速暖房することも可能である。
【００５９】
図２０は、本具体例において制御部６４４が焦電センサ５００の出力を参照するタイミングを例示するグラフ図である。  
すなわち、制御部６４４は、焦電センサ５００の出力を例えば、１ミリ秒毎に読み取ることができる。この際に、それぞれの読み取り処理で、例えば数１０マイクロ秒の間隔で３回繰り返してデータを読み込む。そして、これら３回のデータがすべて同一（例えば、全てハイレベル）であれば、そのデータを取り込み、３回のデータのうちでひとつでも他と異なるものがある場合には、前回の読み取りで取り込んだデータをそのまま用いるようにすることができる。このようにすると、ノイズなどによるデータ読み出しの誤りを防止できる。
【００６０】
図２１は、電源の投入後に本具体例の衛生洗浄装置１００において実行される処理を例示するタイミングチャートである。  
なお、ここでは焦電センサ５００の焦電素子５０４は完全に放電した状態にあり、また、電源投入後に焦電センサ５００の検知エリアには人体が存在しない場合について説明する。
【００６１】
電源がオンになると、まず５ボルト電源が立ち上がり、制御部６４４においてＣＰＵが初期処理（図１９：ステップＳ１１７）された後に、タイマがスタートする（図１９：ステップＳ１０４）。なお、ＣＰＵの初期処理の時間は概ね数１０ミリ秒程度である。また、焦電センサ５００は、電源がオンになると充電が開始され、期間Ｔ３の間は、不安定な信号を出力する。そして、期間Ｔ３が経過し焦電センサ５００が充電されてその出力が安定した期間がＴ１に達すると、制御部６４４は焦電センサ５００が準備完了と判断し、制御部６４２に準備完了の信号を送信する（図１９：ステップＳ１１５）とともに、正常制御を開始する（図１９：ステップＳ１１６）。なおこの時、通常制御を開始するまでの時間は、タイマがカウントダウンする時間Ｔ２よりも短い。
【００６２】
一方、制御部６４２においては、ＣＰＵの初期処理の後に、吐水ノズル６１５の初期化処理などが実行され、その後、制御部６４４からの準備中の信号を受信（図１９：ステップＳ１０３）して、ライトを点滅させて、システムが準備中であることを使用者などに報知する。その後、制御部６４４から準備完了の信号を受信する（図１９：ステップＳ１１５）と、ライトを消灯する。
【００６３】
以上説明したように、本具体例によれば、焦電センサ５００が不安定な期間はライトの点滅により使用者に報知するとともに制御を待機し、焦電センサ５００の出力が安定になると速やかに通常制御を開始するとともに、ライトを消灯して使用者に利用可能であることを知らせることができる。
【００６４】
図２２は、電源の投入後に本具体例の衛生洗浄装置１００において実行される処理の第２の具体例を表すタイミングチャートである。  
本具体例は、焦電素子５０４の放電が少ない場合を表す。この場合には、電源をオンにした後の焦電センサ５００の不安定な期間Ｔ３は、図２１に表したものよりも短い。そして、焦電センサ５００の出力が安定すると、制御部６４４は速やかにこれを判断し、通常制御を開始する。同時に、制御部６４２もライトを消灯させ、使用者に準備完了であることを報知する。
【００６５】
このように、焦電センサ５００の不安定な期間が短い場合には、それに対応して待機状態を短縮でき、焦電センサ５００の立ち上がりとともに速やかに使用可能とすることができる。
【００６６】
図２３は、電源の投入後に本具体例の衛生洗浄装置１００において実行される処理の第３の具体例を表すタイミングチャートである。  
本具体例は、電源の投入前に焦電素子５０４が完全に放電しており、さらに検知エリアに人体が存在する場合を表す。この場合には、電源をオンにした後の焦電センサ５００の不安定な期間Ｔ３は、図２０に表したものと同程度となる。ただし、焦電センサ５００の出力が安定しても、検知エリアに人体が存在するので、焦電センサ５００の出力には検知信号すなわちローレベルが不規則に表れる。この場合でも、ハイレベルが連続する期間がＴ１に達すれば、その時点で準備完了と判断（図１９：ステップＳ１１５）し、通常制御を開始する。しかし、期間Ｔ３が経過しても、その後、人体の検知信号が頻発してハイレベルが連続する期間がＴ１に達しない場合には、タイマのカウントアップにより時間Ｔ２が経過した時点で準備完了と判断する（図１９：ステップＳ１１５）。この場合の時間Ｔ２は、前述したように、焦電素子５０４が完全に放電した状態から充電が完了して安定出力が確実に得られるまでの時間であり、例えば、５０秒に設定することができる。
【００６７】
このように、検知エリアに人体が存在する場合でも、タイマをカウントし時間Ｔ２が経過した時点で準備完了と判断することができる。なお、図２３において、準備完了により制御部６４２はライトを消灯させているが、その後、焦電センサ５００が人体を検知するとライトを点灯させる制御を実行する。これは、焦電センサ５００の出力に基づくライトの自動点灯制御である。
【００６８】
図２４は、電源の投入後に本具体例の衛生洗浄装置１００において実行される処理の第４の具体例を表すタイミングチャートである。  
本具体例は、電源をオンにして焦電センサ５００が立ち上がり、通常制御が開始された後に、時刻Ａにおいて電源供給が短時間だけ中断された場合を表す。  
この場合、時刻Ａにおいて発生した電源の中断の時間が短いため、焦電素子５０４の放電も少なく、その後の不安定な期間が短くて済む。従って、焦電センサ５００の出力が再び安定した期間がＴ１に達すれば、準備完了と判断（図１９：ステップＳ１１５）し、通常制御を再開する（図１９：ステップＳ１１６）。
【００６９】
以上、本実施形態の衛生洗浄装置１００の構成及びその動作について説明した。  
次に、本実施形態の衛生洗浄装置１００及びこれを搭載したトイレ装置について、具体例を参照しつつさらに詳細に説明する。
【００７０】
図２５及び図２６は、本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置１００を搭載したトイレ装置の模式斜視図である。  
また、図２７は、本具体例の衛生洗浄装置を正面から眺めた斜視図である。
【００７１】
すなわち、洋式腰掛便器８００の上に、衛生洗浄装置１００が設置されている。衛生洗浄装置１００は、本体部４００と、この本体部４００に対して開閉自在に軸支された便座２００及び便蓋３００と、を備える。本体部４００は、図１３あるいは図１８に関して前述したような洗浄機能部６１０の他に、各種の付加機能部を内蔵する。
【００７２】
便座２００は本体部４００において相対的に前方に軸支され、一方、便蓋３００は本体部４００において相対的に後方に軸支されている。つまり、便座２００の回転軸と便蓋３００の回転軸は、前後方向に離間して設けられている。図２５及び図２７に表したように便蓋３００が開いた状態においては、本体部４００と便座２００はほぼ完全に露出し、使用者は便蓋３００に干渉することなく便座２００に座ることができる。また、便蓋３００を本体部４００の後部で軸支することにより、便座２００に座る使用者から便蓋３００を遠ざけることができる。その結果として、便座２００に座る使用者に開放感を与え、快適な使用感が得られる。
【００７３】
一方、図２６に表したように便蓋３００が閉じると、便座２００だけでなく本体部４００もほぼ完全に便蓋３００に覆われた状態となる。このように便蓋３００で衛生洗浄装置のほぼ全体を覆うようにすると、非常にスマート且つシンプルで見栄えがすっきりとする。また、衛生洗浄装置１００の全体を便蓋３００で覆うことにより、使用されていない状態において便座２００のみならず本体部４００の上にも埃やチリなどが積もることはない。さらに、便蓋３００を閉じた状態において、衛生洗浄装置１００の上面に「隙間」や「凹凸」などがなくなるため、濡らした雑巾などで拭き掃除をする際にも、便蓋３００の上面全体を滑らかにサッと拭くことができ、清掃性が良好になる。
【００７４】
また、本具体例の場合、本体部４００の側面に段部４０５が形成されている。この段部４０５は、便蓋３００が閉じた状態において、便蓋３００の後部下端３０５と当接または近接した状態で整合し、本体部４００の側面と便蓋３００の側面とはほぼ連続した同一面を形成する。その結果として、便蓋３００が閉じた状態において、衛生洗浄装置１００の側面にも便蓋３００から本体部４００に至る連続平面が形成され、さらに見栄えがすっきりとするとともにホコリや汚れが堆積することも防止できる。また、便蓋３００を閉じた状態で衛生洗浄装置１００の側面を拭き掃除した場合にも、雑巾がひっかかることなく滑らかにサッと拭くことができる。
【００７５】
また、この衛生洗浄装置１００は、本体部４００の上部後方にライト７９２が設けられている。  
図２８は、ライト７９２の断面を表す模式図である。同図に表したように、ライト７９２は、本体部４００の表面と略同一面に埋設された窓７９３の内側にＬＥＤ（light emitting diode）７９４から放出された光は、窓７９３を介して取り出される。そして、この光は、図２８（ａ）に表したように便蓋３００が閉じた状態においても、図２８（ｂ）に表したように便蓋３００が開いた状態においても、外部に取り出され、使用者に心地よい照明を提供することができる。  
またこのライト７９２は、図２１〜図２４に関して前述したように、準備中には点滅して使用者に報知する役割も有する。
【００７６】
一方、本実施形態の衛生洗浄装置の本体部４００は、便座２００の軸支部と便蓋３００の軸支部の間に、閉じた状態の便蓋３００とほぼ並行な面となる上面を有しており、その上面に焦電センサ５００が設けられている。そして、便蓋３００の後部には透過窓３１０が設けられている。  
便蓋３００が開いた状態においては、便座２００の後方に人体検知センサ４２０及び着座センサ４２２が内蔵されたセンサ窓が露出する。
【００７７】
図２９は、焦電センサ５００の取り付け部を表す拡大斜視図であり、  
図３０は、焦電センサ５００を埋め込んだ本体部４００の一部拡大縦断面図である。
【００７８】
本体部４００の上面に凹設部４１０が形成され、焦電センサ５００は、その一部が凹設部４１０に埋め込まれるように設けられている。後に詳述するように、焦電センサ５００を用いると、使用者の接近を素早く高い確度で検知できる。焦電センサの場合、その前方の所定の検知範囲内における発熱体の移動を検知可能とされている。
【００７９】
便蓋３００が閉じた状態において、焦電センサ５００は、透過窓３１０を介して衛生洗浄装置に接近する使用者の存在を検知する。すなわち、透過窓３１０は、焦電センサ５００が検知する赤外線を透過する。焦電センサ５００として例えば焦電センサを用いた場合、波長約１０マイクロメータ程度の遠赤外線を検知する。従って、透過窓３１０は、この波長帯の赤外線に対してある程度の透過率を有する材料からなる。透過窓３１０の材料として例えばポリエチレンを用いることにより、便蓋３００が閉じた状態においても、使用者の接近や存在を透過窓３１０を介して高い感度で検知できる。
【００８０】
一方、透過窓３１０を支持する便蓋３００は、赤外線に対して透過窓３１０よりも低い透過率を有する材料により形成できる。便蓋３００を透過窓３１０よりも硬くて丈夫な材料により形成すれば、たわみや変形が少なく、またキズも付きにくくなる。また、便蓋３００の色も自由に選択でき、便器８００や本体部４００の色に合わせることも容易となる。これらの要求を満たす便蓋３００の材料としては、例えば、ポリプロピレンなどを挙げることができる。
【００８１】
便蓋３００が閉じた状態で焦電センサ５００が使用者を検知すると、前述したように、本体部４００に内蔵された便蓋開閉ユニットを動作させて便蓋３００を自動的に開くことができる。また、例えば、便座２００を急速暖房したり、本体部４００に設けられた室内暖房ユニットを動作させてトイレを暖めたり、便器８００に予め少量の洗浄水を流してボウルを濡らすことにより汚れの付着を抑制する処理などを実行することが可能となる。
【００８２】
そして、図２５及び図２７などに表したように便蓋３００が開くと、便座２００の後方にセンサ窓が露出し、内蔵されている人体検知センサ４２０と着座センサ４２２が検知可能な状態とされる。人体検知センサ４２０及び着座センサ４２２は、それぞれ赤外線投光式の測距センサである。そして、人体検知センサ４２０は、衛生洗浄装置１００の前方に向けて赤外線を投光し、便器８００の正面に立つ使用者を検知する。また、着座センサ４２２は、便座２００の直上に向けて赤外線を投光し、便座２００に座る使用者を検知する。
【００８３】
本具体例においては、焦電センサ５００を、本体部４００の上面のケースカバー４３０の後部すなわち便蓋３００の軸支部に近接させて、本体部４００の上面にやや突出させて設ける。こうすることにより、透過窓３１０と焦電センサ５００との距離を小さくできる。その結果として、透過窓３１０のサイズを小さくしつつ幅広い範囲を検知することが可能となる。つまり、焦電センサ５００からみた時に、小さな透過窓３１０を介して広角の範囲を検知できる。
【００８４】
前述したように、透過窓３１０は、便蓋３００よりも赤外線に対する透過率の高い材料で形成する必要があり、このために便蓋３００とは色や質感が異なる場合もあり、硬度が低く、変形したりキズなどがつきやすい場合がある。このような場合でも、本実施形態によれば、透過窓３１０を小さくでき、また便蓋３００の後端付近に設けることができるので、目立たず、また人手に触れにくくなるため変形やキズ付きも抑制できるという効果が得られる。
【００８５】
また、本体部４００に凹設部４１０を設け、焦電センサ５００の一部分をこの凹設部４１０を埋め込むことにより、焦電センサ５００を本体部のケースカバー４３０の上面から大きく突出させることなく、幅広い角度を検知することが可能となる。つまり、ケースカバー４３０の上面の清掃性を維持しつつ、確実な人体検知が可能となる。
【００８６】
図３１及び図３２は、本具体例の衛生洗浄装置１００において焦電センサ５００により人体を検知可能な範囲を例示する模式図である。すなわち、図３１は水平方向、図３２は垂直方向の検知可能範囲を表す。
【００８７】
図３１から分かるように、焦電センサ５００により水平方向に４０度の範囲内で人体１０の検知が可能である。また、図３２から分かるように、垂直方向には３３度の範囲内で衛生洗浄装置の前方上方の人体１０の検知が可能である。これは、通常の広さのトイレにおいて、衛生洗浄装置１００に接近する使用者を早期に検知するのに十分な範囲である。また、図３２に表したように、通常の背丈の大人１０が便器８００の後端から２．５メータの距離に接近すると早くも検知可能となる。
【００８８】
一方、便蓋３００を開けた状態で検知可能とされる人体検知センサ４２０の検知範囲は、便器８００の前端から例えば３０センチメートル以内とすることができる。つまり、使用者が便器８００から３０センチメートル以上離れると、人体検知センサ４２０は非検知となる。
【００８９】
このような焦電センサ５００と人体検知センサ４２０とを組み合わせると、例えば、使用者１０がトイレ装置に接近する時には、便器８００の後端から２．５メータの距離に接近すると検知可能となり、オート開動作や便座２００の急速暖房などを早期に開始できる。一方、使用者１０が便器８００の前端から３０センチメートル以上離れると、これに対応してオート洗浄などを迅速に実行させることができ、使い勝手のよいトイレ装置を実現できる。
【００９０】
そして、本実施形態によれば、電源の投入後に、焦電センサ５００の出力の安定化するタイミングを判定し、速やかに使用開始できる衛生洗浄装置１００を実現できる。
【００９１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、図１乃至図２３に関して前述した衛生洗浄装置１００は、水道直圧式のみならず、ロータンクなどを搭載した便器に搭載した場合にも、同様の作用効果が得られる。
【００９２】
また、図１乃至図３２に関して前述した各具体例は、技術的に可能な範囲において適宜組み合わせることができ、これらも本発明の範囲に包含される。  
また、衛生洗浄装置やトイレ装置の構造およびその動作の内容についても、図１乃至図２２に関して前述したものには限定されず、当業者が適宜設計変更することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができるものも本発明の要旨を含む限り、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる焦電センサユニットを表すブロック図である。
【図２】本実施形態の焦電センサユニットのさらに具体的な構造を例示るすブロック図である。
【図３】本実施形態の焦電センサユニットにおいて実行される処理を例示するフローチャートである。
【図４】焦電センサ５００が人体を検知した時の帯域フィルタ５０８の出力Ｓ１及び比較回路５１０の出力Ｓ２を例示するグラフ図である。
【図５】電源が中断された時の焦電センサの出力を例示するグラフ図である。
【図６】焦電素子５０４が完全に放電している場合に、電源を投入して得られる出力を模式的に表すグラフ図である。
【図７】焦電素子５０４が完全に放電していない場合に、電源を再投入して得られる出力を模式的に表すグラフ図である。
【図８】電源投入直後から焦電センサ５００の検知エリアに人体が存在している場合の出力を模式的に表すグラフ図である。
【図９】準備完了信号を出力する具体例を表すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる電気機器を表すブロック図である。
【図１１】本実施形態の電気機器において実行される制御を例示するフローチャートである。
【図１２】本実施形態の電気機器において実行される制御を例示するフローチャートである。
【図１３】本実施形態の衛生洗浄装置の要部構成を例示するブロック図である。
【図１４】本実施形態において実行される動作を例示する模式図である。
【図１５】本実施形態の衛生洗浄装置１００において実行される処理を例示するフローチャートである。
【図１６】焦電センサ５００の他の具体例を表す模式図である。
【図１７】焦電センサ５００の他の具体例を表す模式図である。
【図１８】本実施形態の衛生洗浄装置１００の第２の具体例を表すブロック図である。
【図１９】本具体例の衛生洗浄装置１００の制御部６４４において実行される処理を例示するフローチャートである。
【図２０】本具体例において制御部６４４が焦電センサ５００の出力を参照するタイミングを例示するグラフ図である。
【図２１】電源の投入後に本具体例の衛生洗浄装置１００において実行される処理を例示するタイミングチャートである。
【図２２】電源の投入後に本具体例の衛生洗浄装置１００において実行される処理の第２の具体例を表すタイミングチャートである。
【図２３】電源の投入後に本具体例の衛生洗浄装置１００において実行される処理の第３の具体例を表すタイミングチャートである。
【図２４】電源の投入後に本具体例の衛生洗浄装置１００において実行される処理の第４の具体例を表すタイミングチャートである。
【図２５】本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置１００を搭載したトイレ装置の模式斜視図である。
【図２６】本発明の実施の形態にかかる衛生洗浄装置１００を搭載したトイレ装置の模式斜視図である。
【図２７】本具体例の衛生洗浄装置を正面から眺めた斜視図である。
【図２８】ライト７９２の断面を表す模式図である。
【図２９】焦電センサ５００の取り付け部を表す拡大斜視図である。
【図３０】焦電センサ５００を埋め込んだ本体部４００の一部拡大縦断面図である。
【図３１】本具体例の衛生洗浄装置１００において焦電センサ５００により人体を検知可能な範囲を例示する模式図である。
【図３２】本具体例の衛生洗浄装置１００において焦電センサ５００により人体を検知可能な範囲を例示する模式図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０ 人体（使用者）
１００ 衛生洗浄装置、２１０ 便座暖房ユニット、３００ 便蓋、３１０ 透過窓、４００ 本体部、４０５ 段部、４１０ 凹設部、４２０ 人体検知センサ、４２２ 着座センサ、４３０ ケースカバー、５００ 焦電センサ、５０２ 集光レンズ、５０４ 焦電素子、５０６ 増幅回路、５０８ 帯域フィルタ、５１０ 比較回路、６１０ 洗浄機能部、６１５ 吐水ノズル、６４０、６４２、６４４ 制御部、６４６ 回線、６５０ 被制御部、７２０ 便蓋開閉ユニット、７３０ 便器洗浄ユニット、７４０ 室内暖房ユニット、７８０ 便座開閉ユニット、７９０ 照明ユニット、７９２ ライト、７９３ 窓、７９４ ＬＥＤ、８００ 便器、９００ リモコン（操作部）
【図１】
2007322253.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】
2007322253.tif 000009
【図８】
2007322253.tif 000010
【図９】
2007322253.tif 000011
【図１０】
2007322253.tif 000012
【図１１】
2007322253.tif 000013
【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】
2007322253.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2007322253.tif 000032
【図３１】
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【図３２】
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