(57)【要約】【課題】発光素子を発光させたときの受光量と、発光素子を発光させないときの受光量とを対比して物体の有無を検知する物体検知センサにおいて、蛍光灯等の周期的に変化する外乱光による誤検知を防止する。【解決手段】発光素子１、受光素子２、及び発光素子を発光させたときの受光量Ａと発光素子を発光させないときの受光量Ｂとを比較して物体の検知を判定する判定手段３を有する物体検知センサにおいて、受光量Ａを計測する時間の長さＴ１と受光量Ｂを計測する時間の長さＴ１を等しくすると共に、該時間の長さＴ１を商用電源の半周期の整数倍とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子、
受光素子、及び
発光素子を発光させたときの受光量Ａと発光素子を発光させないときの受光量Ｂとを比較して物体の検知を判定する判定手段
を有する物体検知センサにおいて、
受光量Ａを計測する時間の長さと受光量Ｂを計測する時間の長さを等しくすると共に、該時間の長さを商用電源の半周期の整数倍（１倍以上）としたことを特徴とする物体検知センサ。
【請求項２】
請求項１において、前記時間の長さを商用電源の半周期の１〜５倍としたことを特徴とする物体検知センサ。
【請求項３】
発光素子、
受光素子、及び
発光素子を発光させたときの受光量Ａと発光素子を発光させないときの受光量Ｂとを比較して物体の検知を判定する判定手段
を有する物体検知センサにおいて、
受光量Ａを計測する時間の長さと受光量Ｂを計測する時間の長さを等しくすると共に、受光量Ａの計測開始時点と受光量Ｂの計測開始時点との時間差を商用電源の半周期の整数倍（１倍以上）としたことを特徴とする物体検知センサ。
【請求項４】
請求項３において、前記時間差を商用電源の半周期の４０〜７０倍としたことを特徴とする物体検知センサ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、商用電源の周期の判断手段又は入力手段を設けたことを特徴とする物体検知センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体や各種物品などの物体を検知するためのセンサに係り、特に発光素子と、人体等の物体からの反射光を受光する受光素子とを有する物体検知センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
洗面器の自動水栓や自動洗浄式トイレなどにおいては、発光素子から光を前方に投射し、人体からの反射光を受光素子で受光すると共に、発光素子を発光させないで受光素子で受光し、両者の受光強度差が所定値以上であれば人体が存在するものと判定する人体検知センサが広く用いられている。
【０００３】
このような発光素子及び受光素子を有する物体検知センサにおいては、検知対象エリアを照明する照明器具として蛍光灯が用いられていると、蛍光灯の発光強度が商用電源の周期に応じて変化するため、誤検知が生じるおそれがある。特許文献１（特開平６−５１０６１）には、発光素子及び測距用受光素子を備えた物体検知センサにおいて、周期的な外乱光の周期でない周期を有する測距開始信号を発することによって、蛍光灯等の外乱光の影響を受けない時期に測距することが記載されているが、１回の人体検知作動に際して多数回測距を行うので、制御が複雑である。また、この特許文献１では、多数回測距を行っても蛍光灯などの外乱光が影響し、測定精度が低くなることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５１０６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、発光素子を発光させたときの受光量と、発光素子を発光させないときの受光量とを対比して物体の有無を検知する物体検知センサにおいて、蛍光灯等の周期的に変化する外乱光による誤検知を比較的簡易な手段によって確実に防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明（請求項１）の物体検知センサは、発光素子、受光素子、及び発光素子を発光させたときの受光量Ａと発光素子を発光させないときの受光量Ｂとを比較して物体の検知を判定する判定手段を有する物体検知センサにおいて、受光量Ａを計測する時間の長さと受光量Ｂを計測する時間の長さを等しくすると共に、該時間の長さを商用電源の半周期の整数倍（１倍以上）としたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２の物体検知センサは、請求項１において、前記時間の長さを商用電源の半周期の１〜５倍としたことを特徴とするものである。
【０００８】
第２発明（請求項３）の物体検知センサは、発光素子、受光素子、及び発光素子を発光させたときの受光量Ａと発光素子を発光させないときの受光量Ｂとを比較して物体の検知を判定する判定手段を有する物体検知センサにおいて、受光量Ａを計測する時間の長さと受光量Ｂを計測する時間の長さを等しくすると共に、受光量Ａの計測開始時点と受光量Ｂの計測開始時点との時間差を商用電源の半周期の整数倍（１倍以上）としたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項４の物体検知センサは、請求項３において、前記時間差を商用電源の半周期の４０〜７０倍としたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項５の物体検知センサは、請求項１ないし４のいずれか１項において、商用電源の周期の判断手段又は入力手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
なお、本明細書において、整数は１以上とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明及び第２発明の物体検知センサにあっては、発光素子を発光させたときの受光量Ａと発光させないときの受光量Ｂとを比較するに際し、受光量Ａ，Ｂを検知する時間の長さを等しくする。
【００１３】
第１発明では、この時間の長さを商用電源の半周期の整数倍とする。これにより、受光量Ａの計測時間帯における蛍光灯の受光量と受光量Ｂの計測時間帯における蛍光灯の受光量とが同一となるので、受光量Ａと受光量Ｂとの差は、物体からの反射光にのみ依存したものとなる。このため、物体の有無を高精度にて判定することができる。
【００１４】
第２発明では、受光量Ａの計測開始時点と受光量Ｂの計測開始時点との時間差を商用電源の半周期の整数倍とする。これによっても、受光量Ａの計測時間帯における蛍光灯の受光量と受光量Ｂの計測時間帯における蛍光灯の受光量とが同一となるので、受光量Ａと受光量Ｂとの差は、物体からの反射光にのみ依存したものとなる。このため、物体の有無を高精度にて判定することができる。
【００１５】
本発明の物体検知センサの電源を商用電源とする場合には、この商用電源の周期が５０Ｈｚ、６０Ｈｚのいずれであるかを判断する判断手段を設けるのが好ましい。商用電源が電池（乾電池、太陽電池等）を電源とする場合には、商用電源が５０Ｈｚ、６０Ｈｚのいずれであるかを入力して設定するための入力手段を設けるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態に係る物体検知センサを備えたトイレルームの模式図である。
【図２】第１発明の実施例を示す説明図である。
【図３】第２発明の実施例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
【００１８】
第１図は本発明の物体検知センサを備えたトイレルームの模式図である。この物体検知センサは、発光素子１と、受光素子２と、発光素子１を駆動すると共に、受光素子２からの信号を処理して人体の有無を判定する信号処理回路３を備えている。トイレルームの天井又は壁には蛍光灯４が設置されている。この実施の形態では、周期５０Ｈｚの商用電源によって蛍光灯４が発光動作する。この実施の形態では、トイレルームには窓がなく、外乱光は蛍光灯の光のみである。
【００１９】
第２図を参照して、第１発明に係る物体検知センサによる物体としての人体Ｐの検知作動について説明する。５０Ｈｚ商用電源の周期Ｔは２０ｍｓｅｃであるので、蛍光灯４はその半周期の１０ｍｓｅｃにて発光強度が変化する。この実施の形態では、時刻ｔ１〜ｔ２の間で発光素子１を発光させ、かつこのｔ１〜ｔ２間で受光量を計測し、このときの受光量をＡとする。また、時刻ｔ３〜ｔ４の間で、発光素子１を発光させることなく受光量を計測し、このときの受光量をＢとする。この時刻ｔ１，ｔ２の時間差Ｔ１及び時刻ｔ３，ｔ４の時間差Ｔ１は同一であり、Ｔ１＝Ｔ（２０ｍｓｅｃ）とされている。受光量Ａの計測時間帯と受光量Ｂの計測時間帯との時間差Ｌは、商用電源周波数に関わりなく設定される。
【００２０】
この実施の形態では、受光量Ａ，Ｂの計測時間の長さＴ１を商用電源の１周期Ｔと同一としているため、人体Ｐが存在しないときの受光量Ｂは、計測開始時刻ｔ３がいかなる時刻であっても同一であり、第２図のｔ３〜ｔ４間の斜線部の面積に相当する。
【００２１】
人体Ｐが発光素子１及び受光素子２の前方所定距離以内に存在するときには、受光量Ａは、蛍光灯からの受光量Ｂと反射による受光量との和となる。従って、Ａ−Ｂが所定値を超えるときには人体Ｐが存在するものと判定され、そうでないときには人体Ｐが不存在であると判定される。この人体検知信号に基いて、水栓からの吐水や、便器の自動洗浄などが行われる。
【００２２】
この説明では、Ｔ１＝Ｔ（２０ｍｓｅｃ）としているが、Ｔ１はＴ／２でもよく、Ｔ／２の整数倍であってもよい。なお、検知時間を短くするためにＴ１は商用電源の半周期の１〜１０倍特に１〜５倍であることが好ましい。また、Ｌは１μｓｅｃ〜１ｍｓｅｃ、特に１ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度が好ましい。
【００２３】
第３図を参照して第２発明の実施の形態について説明する。この実施の形態においても、５０Ｈｚ商用電源の周期は２０ｍｓｅｃであるので、蛍光灯４はその半周期の１０ｍｓｅｃにて発光強度が変化する。この実施の形態では、時刻ｔ５〜ｔ６の間で発光素子１を発光させ、かつこのｔ５〜ｔ６間で受光量を計測し、このときの受光量をＡとする。また、時刻ｔ７〜ｔ８の間で、発光素子１を発光させることなく受光量を計測し、このときの受光量をＢとする。この時刻ｔ５，ｔ６の時間差Ｔ５及び時刻ｔ７，ｔ８の時間差Ｔ５は同一であり、第３図ではＴ５＝７ｍｓｅｃとされている。受光量Ａの計測開始時刻ｔ５と受光量Ｂの計測開始時刻ｔ７との時間差は商用電源周期Ｔの半周期１０ｍｓｅｃの整数倍ｎ・Ｔ／２である。ｎは１以上の整数である。第３図ではｔ５とｔ７の時間差は４０ｍｓｅｃである。
【００２４】
受光量Ａ，Ｂの計測時間の長さＴ５を同一とし、かつ計測開始時刻ｔ５，ｔ７の時間差をＴの半周期１０ｍｓｅｃの整数倍としているので、人体Ｐが存在しないときの受光量Ａ，Ｂは同一である。即ち、ｔ５とｔ７の位相が等しく、かつ（ｔ６−ｔ５）＝（ｔ８−ｔ７）であるので、人体Ｐが存在しないときの受光量Ａ，Ｂは等しい。
【００２５】
人体Ｐが発光素子１及び受光素子２の前方所定距離以内に存在するときには、受光量Ａは、受光量Ｂと反射による受光量との和となる。従って、Ａ−Ｂが所定値を超えるときには人体Ｐが存在するものと判定され、そうでないときには人体Ｐが不存在であると判定される。この人体検知信号に基いて、水栓からの吐水や、便器の自動洗浄などが行われる。
【００２６】
なお、検知時間を短くするために、ｔ５とｔ７の時間差は商用電源の半周期の１〜２０倍であることが好ましい。また、Ｔ５は１０μｓｅｃ〜１ｍｓｅｃ、特に１０μｓｅｃ〜１００μｓｅｃ程度が好ましい。
【００２７】
上記実施の形態では商用電源周期を５０Ｈｚとしているが、６０Ｈｚであってもよい。物体検知センサの電源が商用電源であれば、物体検知センサに商用電源周期を判定する回路を設置するのが好ましい。物体検知センサの電源が電池であるときには、商用電源周期が５０Ｈｚ、６０Ｈｚのいずれであるかを入力するための手段、例えば切替スイッチなどを設けるのが好ましい。なお、受光素子の受光量の変化周期に基いて商用電源周波数を判断するよう構成してもよい。
【００２８】
上記実施の形態では、蛍光灯が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの２倍周期で点滅するものとして説明を行っているが、蛍光灯がインバータ式のものであっても本発明を適用できる。即ち、インバータ式蛍光灯では、周波数を５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの整数倍としているので、第１及び第２発明のいずれも適用できる。
【００２９】
上記実施の形態では外乱光は蛍光灯の光のみとなっているが、窓から差し込む太陽光などの外光が重畳してもよい。
【００３０】
本発明では、ｔ１〜ｔ４まで又はｔ５〜ｔ８までの人体検知作動を１秒間に１〜１０回、特に２〜４回程度行うのが好ましい。
【符号の説明】
【００３１】
１  発光素子
２  受光素子
３  信号処理回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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