(57)【要約】【課題】誤検出を抑制することができる小便器洗浄装置を提供することである。【解決手段】本発明による小便器洗浄装置は、小便器の洗浄装置において、前記小便器の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを発生させて送信し、前記超音波パルスの反射波を受信する人体センサと、前記人体センサの出力信号から前記反射波を検出し、前記反射波の到来が想定される所定の時間が経過した後、前記人体センサの出力信号を無効とする検出部と、前記検出部の検出結果に基づき、前記小便器を洗浄する洗浄部と、を備える。【選択図】図２
2016121459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小便器の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを発生させて送信し、前記超音波パルスの反射波を受信する人体センサと、
前記人体センサの出力信号から前記反射波を検出し、前記反射波の到来が想定される所定の時間が経過した後、前記人体センサの出力信号を無効とする検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記小便器を洗浄する洗浄部と、
を備えた小便器洗浄装置。
【請求項２】
前記人体センサは、前記小便器の便鉢の内部または前記便鉢の外部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の小便器洗浄装置。
【請求項３】
前記人体センサが発生させる超音波パルスは、１周期内に複数のパルスを含むパルス列から構成され、前記複数のパルスの数は可変であることを特徴とする請求項１または２に記載の小便器洗浄装置。
【請求項４】
前記人体センサが発生させる超音波パルスは、１周期内に複数のパルスを含むパルス列から構成され、前記パルス列の繰り返し周期は可変であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の小便器洗浄装置。
【請求項５】
前記人体センサが発生させる超音波パルスは、１周期内に複数のパルスを含むパルス列から構成され、前記パルス列の繰り返し周期はランダムに設定されることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の小便器洗浄装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記パルス列を複数回連続して検出した場合、前記反射波を検出したことを確定することを特徴とする請求項３から５の何れか１項に記載の小便器洗浄装置。
【請求項７】
前記検出部は、前記パルス列の数をＭとしたときに、前記パルス列をＮ（Ｎは、Ｍよりも小さい所定の自然数）回検出した場合、前記反射波を検出したことを確定することを特徴とする請求項３から５の何れか１項に記載の小便器洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小便器洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小便器の洗浄装置として、利用者を検出して洗浄水を自動的に吐出する洗浄装置がある（特許文献１）。この種の洗浄装置は、利用者を検出するためのセンサとして、例えば超音波センサを備えている。この洗浄装置によれば、超音波センサの検出結果に基づき、例えば利用者が小便器から離れた場合、洗浄水の吐出を自動的に実施することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２２１２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の洗浄装置に備えられた超音波センサは、例えば、小便器が設置された壁面に取り付けられる。公共のトイレ等において、対面する二つの壁のそれぞれに小便器が配置された場合、一方の壁面に設置された小便器の洗浄装置のセンサが、他方の壁面に設置された小便器の洗浄装置のセンサと対向する状況が起こり得る。このような状況では、双方のセンサが干渉し合い、誤検出が発生するおそれがある。
【０００５】
また、小便器が一方の壁面だけに設置された場合であっても、小便器が設置された壁面と対面側の壁面との間の距離が近い場合、洗浄装置のセンサから送出された超音波が対面側の壁面で反射され、その反射波が洗浄装置のセンサで受信される場合が起こり得る。この場合、対面側の壁を利用者として誤検出し、利用者が不在であるにも関わらず、洗浄装置が作動する場合がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、誤検出を抑制することができる小便器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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る小便器洗浄装置は、小便器の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを発生させて送信し、前記超音波パルスの反射波を受信する人体センサと、前記人体センサの出力信号から前記反射波を検出し、前記反射波の到来が想定される所定の時間が経過した後、前記人体センサの出力信号を無効とする検出部と、前記検出部の検出結果に基づき、前記小便器を洗浄する洗浄部と、を備えた小便器洗浄装置の構成を有する。
この構成によれば、超音波パルスが反射波として受信されるまでの時間から距離を算出することができるため、所定の領域（距離）に存在する利用者を検出することができる。これにより、例えば、対面配置された小便器間での超音波パルスの相互干渉による誤動作や、壁等での反射波の干渉による誤動作を抑制することができる。
【０００８】
前記小便器洗浄装置において、例えば、前記人体センサは、前記小便器の便鉢の内部または前記便鉢の外部に設けられたことを特徴とする。
この構成によれば、利用者が小便器に近づいた場合であっても、人体センサと利用者との間の距離を一定に維持することができる。従って、人体センサの近傍からの反射波による誤動作を抑制することができる。
【０００９】
前記小便器洗浄装置において、例えば、前記人体センサが発生させる超音波パルスは、１周期内に複数のパルスを含むパルス列から構成され、前記複数のパルスの数は可変であることを特徴とする。
この構成によれば、小便器の設置場所の環境に合わせて超音波パルスの数を調整することにより、検出感度を調整することができる。従って、小便器の設置場所の環境に合わせて検出感度を設定することが可能になる。
【００１０】
前記小便器洗浄装置において、例えば、前記人体センサが発生させる超音波パルスは、１周期内に複数のパルスを含むパルス列から構成され、前記パルス列の繰り返し周期は可変であることを特徴とする。
この構成によれば、小便器の設置場所の環境に合わせて超音波パルス列の周期を調整することにより、必要な検出感度を得つつ、誤検知を防止することができる。従って、消費電力を抑制することが可能になる。
【００１１】
前記小便器洗浄装置において、例えば、前記人体センサが発生させる超音波パルスは、１周期内に複数のパルスを含むパルス列から構成され、前記パルス列の繰り返し周期はランダムに設定されることを特徴とする。
この構成によれば、他の洗浄装置から出力される超音波パルスとタイミングがずれる確率が高まるため、干渉による誤検出を更に有効に抑制することができる。
【００１２】
前記小便器洗浄装置において、例えば、前記検出部は、前記パルス列を複数回連続して検出した場合、前記反射波を検出したことを確定することを特徴とする。
この構成によれば、例えば、小便器の前を人が単に通過した場合等、超音波パルスの干渉が一時的に発生した場合、検出結果を確定しない。このため、誤検出を防止することができる。
【００１３】
前記小便器洗浄装置において、例えば、前記検出部は、前記パルス列の数をＭとしたときに、前記パルス列をＮ（Ｎは、Ｍよりも小さい所定の自然数）回検出した場合、前記反射波を検出したことを確定することを特徴とする。
この構成によれば、Ｍ個のパルス列のうち、任意のＮ個のパルス列が検出されれば、反射波の検出が確定されるため、反射波の検出に柔軟性を持たせることができる。従って、例えば、反射波を受信する際、Ｍ個のパルス列のうちの一部のパルス列を検出し損ねたとしても、反射波を安定的に検出することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、誤検出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態による小便器洗浄装置が備えられた小便器の一例を示す外観図であり、（Ａ）は、小便器の斜視図であり、（Ｂ）は、小便器の側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による小便器洗浄装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態による小便器洗浄装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態による小便器洗浄装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態による小便器洗浄装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
なお、以下の各実施形態において、「パルス列」なる用語は、時系列順に発生する複数のパルスの集合を指す。また、「超音波パルス」なる用語は、一つのパルス列に基づいて発生される音波を指す。更に、「超音波パルス列」なる用語は、時系列順に発生する複数の超音波パルスを指す。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による小便器洗浄装置１が備えられた小便器２の一例を示す外観図であり、図１（Ａ）は、小便器２の斜視図であり、図１（Ｂ）は、小便器２の側面図である。
【００１７】
小便器洗浄装置１が備えられた小便器２は便鉢部２Ａを備えており、トイレルームの壁３に取り付けられている。図１（Ａ）に示すように、便鉢部２Ａの内部上方には、洗浄水を吐出するための吐水口２Ｂが設けられている。また、便鉢部２Ａには、吐水口２Ｂの上方に位置するようにして小便器洗浄装置１が組み込まれている。小便器洗浄装置１は、小便器２の利用者を検出して吐水口２Ｂから洗浄水を吐出させるための要素である。後述するように、小便器洗浄装置１は、超音波パルスを利用して利用者を検出する。
【００１８】
なお、図１（Ａ），（Ｂ）の例では、小便器洗浄装置１は、吐水口２Ｂの上方に位置するように模式的に示されているが、その構成要素は小便器２の適所に配置されており、吐水口２Ｂの上方には、少なくとも、小便器洗浄装置１が備える後述する図２の人体センサ７１（超音波センサ）が配置される。なお、人体センサ７は、吐水口２Ｂの上方に限らず、利用者の検出が可能であることを限度に、任意の位置に配置し得る。
【００１９】
次に、小便器２が設置された環境の一例を説明する。
図１（Ｂ）に示す例では、小便器２が取り付けられた壁３と、対面側の壁４との間の距離は９５０ｍｍであり、小便器２の小便器洗浄装置１が備える後述の人体センサ７１から対面側の壁４までの距離は８５０ｍｍである。また、壁３から小便器２の先端部までの距離は３００ｍｍであり、小便器２の先端部から対面側の壁４までの距離は６５０ｍｍである。このような環境下では、小便器２の利用者がいない場合、小便器洗浄装置１から送出された超音波パルスは、対面側の壁４で反射され、その反射波が小便器洗浄装置１の人体センサ７１に到達する場合が起こり得る。即ち、小便器２が設置された環境は、壁４を利用者として誤検出し得る環境である。なお、小便器２の設置環境は、図１（Ｂ）に示す例に限定されず、任意であり、例えば、対面側の壁４に、小便器２の小便器洗浄装置１と同様の洗浄装置が備えられた別の小便器が取り付けられていてもよい。即ち、対面配置された複数の小便器のそれぞれに、小便器洗浄装置１が備えられてもよい。
【００２０】
次に、小便器洗浄装置１の構成を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態による小便器洗浄装置１の構成の一例を示すブロック図である。小便器洗浄装置１は、人体センサ７１、駆動部７２、制御部７３、洗浄装置７４を備えている。駆動部７２は、送信回路７２１、受信回路７２２、及び制御回路７２３を備えている。人体センサ７１は、小便器２の利用者を検出する人体検知センサであり、具体的には超音波センサである。人体センサ７１は、小便器２の利用者が位置する所定の領域に向けて超音波パルスを発生させて送信し、上記超音波パルスの反射波を受信して受信信号を出力する。
【００２１】
人体センサ７１は、上述の図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、洗浄水を吐出するための吐水口２Ｂの上方に位置し、便鉢部２Ａの内部表面に露出するように設けられている。また、人体センサ７１の向きは、人体センサ７１から送出された超音波パルスが小便器２の前に立つ利用者の身体に向かうように設定されている。ただし、この例に限定されず、利用者を検知することができることを限度として、人体センサ７１の設置部位は任意である。例えば、人体センサ７１を便鉢部２Ａの外部側面に設置してもよく、壁３，４や天井に取り付けることも可能である。また、利用者が人体センサ７１に近づき過ぎない位置（即ち、人体センサ７１による利用者の検出が阻害されない位置）であれば、人体センサ７１を便鉢部２Ａの外部前面に設置してもよい。即ち、人体センサ７１は、便鉢部２Ａの外部にも設置し得る。
【００２２】
人体センサ７１には、超音波パルスを発生させるための圧電素子（以下、送信用圧電素子と称す。）と、反射波を受信するための圧電素子（以下、受信用圧電素子と称す。）とが一体化されて組み込まれている。即ち、一つの圧電素子が、超音波パルスを発生させる機能と、その反射波を受信する機能を担っている。人体センサ７１から送出される超音波パルスの周波数は、例えば５８ｋＨｚに設定されている。また、人体センサ７１から送出される超音波パルスの水平方向の放射角および垂直方向の放射角は、それぞれ、例えば５０°および２８°に設定されている。これにより、人体センサ７１は指向性を有している。
【００２３】
なお、人体センサ７１は、超音波を発生させることができることを限度として任意のセンサであり得る。また、人体センサ７１は、超音波パルスを発生させるための送信用圧電素子と反射波を受信するための受信用圧電素子とが分離された別体型のセンサであってもよい。また、人体センサ７１から送出される超音波パルスの周波数および放射角は、小便器２の利用者を検出することができることを限度として任意に設定し得る。
【００２４】
送信回路７２１は、人体センサ７１を駆動するための要素である。送信回路７２１は、信号発生回路７２１１および駆動回路７２１２を備えている。信号発生回路７２１１は、後述の制御回路７２３から供給される送信信号ＳＴＸに基づいてパルス波信号（矩形波）を発生させるための要素である。駆動回路７２１２は、信号発生回路７２１１により発生されたパルス波信号に基づいて人体センサ７１を駆動するための要素である。人体センサ７１は、駆動回路７２１２により駆動されることにより、超音波パルスを発生させて送出する。
【００２５】
受信回路７２２は、人体センサ７１が反射波を受信したときに人体センサ７１の出力信号から、反射波を検出するための要素である。また、受信回路７２２は、人体センサ７１から超音波パルスが送出されてから、その反射波の到来が想定される所定の時間が経過した後、人体センサ７１の出力信号を無効とする機能を有する。この機能により、干渉波等の不要な受信信号による誤検出を抑制する。その詳細については後述する。
【００２６】
受信回路７２２は、増幅回路７２２１，７２２２及び検波回路７２２３を備えている。増幅回路７２２１，７２２２は、人体センサ７１の出力信号を増幅するための要素である。検波回路７２２３は、増幅回路７２２１，７２２２により増幅された信号から反射波の信号成分を抽出するための要素である。検波回路７２２３により検波された反射波の信号成分は受信信号ＳＲＸとされる。検波回路７２２３は、例えば、半波整流回路と平滑回路とから構成される。
【００２７】
制御回路７２３は、検波回路７２２３により検波された受信信号ＳＲＸから、検出対象の利用者までの距離（人体センサ７１と利用者との間の距離）を算出するための信号検出回路としての機能を有する要素である。具体的には、制御回路７２３は、例えばマイクロコンピュータから構成され、コンパレータ回路およびロジック回路を備えている。上記コンパレータ回路は、検波回路７２２３により検波された受信信号ＳＲＸの信号レベルと所定の閾値とを比較して反射波の有無を判定する。上記ロジック回路は、人体センサ７１から超音波パルスが送信されてから人体センサ７１により反射波が受信されるまでの時間を用いて、検出対象（利用者）までの距離を算出する。制御回路７２３は、算出した距離に関する情報を信号Ｄとして制御部７３に出力する。この信号Ｄは、信号検出回路として機能する制御回路７２３の検出結果を表す。
【００２８】
また、制御回路７２３は、上述の信号検出回路としての機能のほか、制御部７３からの指示に基づいて駆動部７２の信号発生回路７２１１に送信信号ＳＴＸを出力する機能を有している。
上述の受信回路７２２および制御回路７２３は、人体センサ７１の出力信号から反射波を検出し、この反射波の到来が想定される所定の時間が経過した後、人体センサ７１の出力信号を無効とする検出部を構成する。
制御部７３は、小便器２の全体の動作を制御するための要素である。制御部７３は、例えば、制御回路７２３により算出された距離が、小便器２の利用者が所定の領域内に存在することを示す場合、直ちに、又は利用者が立ち去った後、吐水口２Ｂから洗浄水を吐出させるための指令を洗浄装置７４に出力する。
【００２９】
洗浄装置７４は、信号検出回路としての制御回路７２３の検出結果に基づき、小便器２を洗浄するための洗浄装置（洗浄部）として機能する要素である。洗浄装置７４は、制御回路７２３の検出結果を表す信号Ｄを受けて制御部７３から出力される指令に基づき、吐水口２Ｂから洗浄水を一定時間にわたって吐出させることにより小便器２を洗浄する。洗浄装置７４は、例えば、所定の水源から洗浄水を吐水口に導くための配管部、吐水と止水を制御するためのバルブ、上記バルブの開閉を制御するための駆動装置等を含んでいる。この例に限定されず、洗浄装置７４の構成は任意である。
【００３０】
次に、図３を参照しながら、第１実施形態による小便器洗浄装置１の動作を説明する。
図３は、本発明の第１実施形態による小便器洗浄装置１の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
【００３１】
送信回路７２１の駆動回路７２１２は、信号発生回路７２１１から供給されるパルス波信号に基づき、所定の周期Ｔ（例えば、５０ｍｓ）で人体センサ７１を駆動する。これにより、人体センサ７１は、所定の周期Ｔで超音波パルスを発生させる。
【００３２】
具体的には、駆動部７２の制御回路７２３は、制御部７３からの指示に基づいて所定の周期Ｔのトリガー信号ＳＴＲを発生させる。そして、制御回路７２３は、トリガー信号ＳＴＲによって規定される周期Ｔで複数のパルスからなるパルス列を含む送信信号ＳＴＸを出力する。ここで、トリガー信号ＳＴＲの１周期分の期間のうち、複数のパルスからなるパルス列が存在する一部の期間を送信期間Ｔ１とする。図３の例では、トリガー信号ＳＴＲが発生する時刻ｔ１から時刻ｔ２までの送信期間Ｔ１には、５個のパルスからなるパルス列が存在する。ただし、この例に限定されず、送信期間Ｔ１におけるパルス列をなすパルスの数は、１０、２０等、任意の数に設定し得る。上記のパルス列を含む送信信号ＳＴＸに基づいて人体センサ７１を駆動することにより、上記のパルス列をなすパルスの発生周期に対応した周波数成分を有する超音波パルスが送信期間Ｔ１において発生される。送信期間Ｔ１は、トリガー信号ＳＴＲによって規定される周期Ｔで繰り返し到来するので、超音波パルスは周期Ｔで繰り返し発生される。
【００３３】
パルス列が終了する時刻ｔ２から次の周期が開始する時刻ｔ９までの期間（即ち、送信期間Ｔ１以外の期間）に送信信号ＳＴＸのパルスは存在しない。以下では、説明の便宜上、トリガー信号ＳＴＲの１周期に対応する送信信号ＳＴＸの信号区間を「パルスブロック」と称す。トリガー信号ＳＴＲの周期はパルスブロックの繰り返し周期と一致する。また、パルスブロックの繰り返し周期は、送信期間Ｔ１のパルス列の繰り返し周期でもある。
【００３４】
トリガー信号ＳＴＲの周期Ｔ、即ち送信期間Ｔ１のパルス列の繰り返し周期は可変であり、例えば制御部７３に設けられた図示しないディップスイッチにより、制御部７３から信号Ｔｘを通じて周期Ｔを任意の値に設定することが可能となっている。例えば、トリガー信号ＳＴＲの周期Ｔによって与えられるパルス列の繰り返し周期は、２５０ｍｓ、１ｓ、３ｓ等、任意に設定され、好ましくは、周期Ｔは５０〜２５０ｍｓの範囲に設定される。また、送信期間Ｔ１のパルス列をなすパルスの数も可変であり、例えばディップスイッチにより、任意の値に設定可能となっている。ただし、第１実施形態では、トリガー信号ＳＴＲの周期Ｔは、所定の設定値に固定されているものとし、送信期間Ｔ１における送信信号ＳＴＸのパルス列をなすパルスの数も所定の設定値に固定されているものとする。なお、トリガー信号ＳＴＲの周期Ｔが可変であるということは、送信信号ＳＴＸおよび後述の受信信号ＳＲＸの周期が可変であることを意味する。
【００３５】
時刻ｔ１でトリガー信号ＳＴＲが立ち上がると、信号発生回路７２１１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの送信期間Ｔ１において制御回路７２３から供給される送信信号ＳＴＸに基づいて、送信信号ＳＴＸに対応したパルス波信号を発生させる。駆動回路７２１２は、送信期間Ｔ１において信号発生回路７２１１により発生されたパルス波信号に基づき人体センサ７１を駆動する。これにより、人体センサ７１は、送信信号ＳＴＸに基づき、トリガー信号ＳＴＲによって規定される各周期の送信期間Ｔ１において超音波パルスを発生させて送出する。
【００３６】
ここで、人体センサ７１は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの送信期間Ｔ１において、超音波パルスを発生させるために機械的に振動するが、時刻ｔ２で送信信号ＳＴＸのパルスが消失した後も、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの残響期間Ｔ２において人体センサ７１の機械的振動が残ることにより、残響が発生する。このため、残響期間Ｔ２において、残響による超音波パルスが発生する。このように、制御回路７２３から出力される送信信号ＳＴＸに基づいて人体センサ７１が駆動され、人体センサ７１により発生された超音波パルスは、小便器２の利用者が存在することが想定される領域に向けて送出される。
【００３７】
上述のように時刻ｔ１で制御回路７２３がトリガー信号ＳＴＲを発生させると、その立ち上がりのタイミングから、制御回路７２３は、時刻ｔ１で人体センサ７１から超音波パルスが送出されたタイミングを把握する。そして、制御回路７２３は、時刻ｔ１を起点として計時を開始し、人体センサ７１の残響が収束した後の時刻ｔ４で、受信許可信号ＳＲＷの信号レベルをハイレベルに遷移させ、その後、期間Ｔ４が経過した時刻ｔ７で、受信許可信号ＳＲＷの信号レベルをローレベルに遷移させる。
【００３８】
ここで、受信許可信号ＳＲＷは、反射波の受信を可能として人体センサ７１の出力信号を有効な信号として取り扱う期間と、反射波の受信を不可として人体センサ７１の出力信号を無効とする期間とを規定する信号である。受信許可信号ＳＲＷがハイレベルである期間、制御回路７２３は、反射波の受信を可能とし、検波回路７２２３から出力される受信信号ＳＲＸを有効な信号として取り扱い、受信信号ＳＲＸから反射波を検出する。これに対し、受信許可信号ＳＲＷがローレベルである期間、制御回路７２３は、反射波の受信を不可とし、検波回路７２２３から出力される受信信号ＳＲＸが存在しても、これを無効な信号として取り扱い、反射波を検出しない。本実施形態では、反射波を検出した後に受信許可信号ＳＲＷをハイレベルからローレベルに設定することにより干渉波等の不要波の受信を不可とし、この不要波による誤検出を抑制する。なお、受信許可信号ＳＲＷの信号レベルは任意に定義し得る。例えば、上記の例とは逆に、受信信号ＳＲＸを有効とする期間で受信許可信号ＳＲＷのローレベルとし、受信信号ＳＲＸを無効とする期間で受信許可信号ＳＲＷをハイレベルとしてもよい。
【００３９】
受信許可信号ＳＲＷは、次の第１条件から第４条件を満足するように発生される。
・第１条件：受信許可信号ＳＲＷがローレベルからハイレベルに遷移するタイミング（反射波の検出を開始するタイミング）は、人体センサ７１の送信期間Ｔ１と残響期間Ｔ２との合算期間を経過したタイミングであること。図３の例では、受信許可信号ＳＲＷがローレベルからハイレベルに遷移するタイミングは、残響期間Ｔ２が終了する時刻ｔ３よりも遅いタイミングである時刻ｔ４である。この第１条件は、人体センサ７１が自身の機械的振動（残響を含む）を反射波として誤検出することを防止するための条件である。
なお、人体センサ７１として、送信用圧電素子と受信用圧電素子とが分離された別体型のセンサを用いた場合において、送信用圧電素子と受信用圧電素子との間で干渉が発生しなければ、上記第１条件を省略することができる。
【００４０】
・第２条件：受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移するタイミング（反射波の検出を停止するタイミング）は、人体センサ７１から送出された超音波パルスが利用者に反射され、その反射波が人体センサ７１に到達するタイミング以降のタイミングであること。図３の例では、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移するタイミングは、反射波による受信信号ＳＲＸが発生する時刻ｔ５よりも遅いタイミングである時刻ｔ７である。この第２条件は、利用者からの反射波が人体センサ７１に到達する前に人体センサ７１の出力信号が無効とされ、反射波の検出が停止されることを回避するための条件である。
【００４１】
・第３条件：受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移するタイミング（反射波の検出を停止するタイミング）は、不要波として想定される音波が人体センサ７１に到達するタイミングよりも早いタイミングであること。例えば、図１（Ｂ）に示す対面側の壁４からの反射波を不要波とした場合、図３の例では、不要波として想定される音波が人体センサ７１に到達するタイミングは、人体センサ７１から送出された超音波パルスが対面側の壁４で反射され、その反射波が人体センサ７１に到達する時刻ｔ８である。この場合、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移するタイミング（反射波の検出を停止するタイミング）は、時刻ｔ８よりも早いタイミングである時刻ｔ７に設定される。この第３条件は、干渉波等の不要波による誤検出を抑制するための条件である。受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移するタイミングが早い程、不要波による誤検出を抑制する効果が顕著になる。従って、次の第４条件を阻害しない範囲で、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移するタイミング（反射波の検出を停止するタイミング）を、可能な限り早いタイミングに設定することが好ましい。
【００４２】
・第４条件：受信許可信号ＳＲＷがローレベルからハイレベルに遷移するタイミングと、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移するタイミングとの間の期間（反射波の検出が可能な期間）、即ち、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルである期間Ｔ４は、受信信号ＳＲＸから反射波を検出するのに足りる期間であること。図３の例では、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルである期間は、受信信号ＳＲＸのパルスが発生する時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間を含む時刻ｔ４から時刻ｔ７までの期間である。この第４条件は、受信信号ＳＲＸから反射波を検出するために必要な最小限の期間を確保するための条件である。図３の例では、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルである期間は、受信信号ＳＲＸのパルスが発生する時刻ｔ５から時刻ｔ６までの全期間を含んでいるが、受信信号ＳＲＸから反射波を検出するために必要な最小限の期間を確保することができれば、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルである期間は、受信信号ＳＲＸのパルスが発生する時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間のうちの一部の期間を含んでもよい。
【００４３】
なお、複数の小便器が対面配置された環境においては、利用者が存在する場合に想定される受信信号ＳＲＸのパルスの発生期間において、対面側の小便器から送出された不要波（干渉波）が受信される場合が起こり得る。この場合、誤検出が発生し得るが、上述の第４条件によって規定される受信許可信号ＳＲＷのハイレベルの期間Ｔ４を短縮すれば、小便器が対面配置された場合の不要波による誤検出の頻度を低減することができる。
【００４４】
利用者が存在する場合の各タイミングの一例を説明する。
図１（Ｂ）に示すような設置環境において、人体センサ７１から利用者までの距離を４００ｍｍした場合、送信期間Ｔ１および残響期間Ｔ２を含む期間Ｔ３は１．７ｍｓに設定され、受信許可信号ＳＲＷのハイレベルの期間（受信許可期間）Ｔ４は０．６ｍｓに設定される。この例では、人体センサ７１から送出された超音波パルスが、人体センサ７１と利用者との間（往復で８００ｍｍ＝０．８ｍ）を往復する時間を反射時間とすれば、反射時間は、０．８［ｍ］／３４６．７［ｍ／ｓ］＝２．３０７ｍｓである。この反射時間は、図３において、送信信号ＳＴＸのパルス列が開始する時刻ｔ１から、反射波による受信信号ＳＲＸのパルス列が開始する時刻ｔ５までの時間に相当する。
【００４５】
従って、時刻ｔ４で受信許可信号ＳＲＷがハイレベルに遷移してから、時刻ｔ５で反射波による受信信号ＳＲＸのパルスが発生するまでの時間（ｔ４〜ｔ５）は、上述の時刻ｔ１から時刻ｔ５までの時間に相当する反射時間（２．３０７ｍｓ）から、送信期間Ｔ１および残響期間Ｔ２を含む期間Ｔ３（１．７ｍｓ）を減算することにより、０．６０７ｍｓとなる。上述の第２条件によれば、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移するタイミング（以下、第１タイミングと称す。）は、人体センサ７１から送出された超音波パルスが利用者に反射され、その反射波が人体センサ７１に到達するまでのタイミング（以下、第２タイミングと称す。）以降のタイミングである。このことから、第１タイミングの下限は第２タイミングとなる。第１タイミングが第２タイミングと一致する場合、受信許可信号ＳＲＷのハイレベルの期間は、上述の例では、０．６０７ｍｓとなる。
【００４６】
利用者が存在しない場合の各タイミングの一例を説明する。
図１（Ｂ）に示すような設置環境において、利用者が存在しない場合、人体センサ７１と対面側の壁４との間（往復で１７００ｍｍ＝１．７ｍ）を往復する時間を反射時間とすれば、反射時間は、１．７［ｍ］／３４６．７［ｍ／ｓ］＝４．９０３ｍｓである。この反射時間は、図３の時刻ｔ１から時刻ｔ８までの時間に相当する。従って、人体センサ７１から送出された超音波パルスが壁４に反射され、その反射波が人体センサ７１に到達するまでのタイミングは、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移するタイミングの後である。このため、壁４からの反射波に起因した誤検出は防止される。
【００４７】
上述した第１条件から第４条件を満足する受信許可信号ＳＲＷが、時刻ｔ４でハイレベルになると、制御回路７２３は、検波回路７２２３から供給される受信信号ＳＲＸ（即ち、人体センサ７１の出力信号）を有効な信号として処理する。そして、時刻ｔ５から時刻ｔ６の期間、利用者が存在する場合に発生する反射波によるパルス列を含む受信信号ＳＲＸが検波回路７２２３から制御回路７２３に供給される。制御回路７２３は、検波回路７２２３から供給される受信信号ＳＲＸのパルス列から反射波を検出する。そして、制御回路７２３は、反射波を検出したことを示す信号Ｄを制御部７３に出力する。制御部７３は、信号Ｄを受けて、洗浄動作に関する指令を洗浄装置７４に出力する。第１実施形態では、送信信号ＳＴＸのパルス列に対応した受信信号ＳＲＸのパルス列が一つでも検出されれば、制御回路７２３は、反射波を検出した旨を示す信号Ｄを出力する。
【００４８】
時刻ｔ７において受信許可信号ＳＲＷがハイレベルからローレベルに遷移すると、制御回路７２３は、その後に検波回路７２２３から供給される受信信号ＳＲＸ（即ち、人体センサ７１の出力信号）を無効な信号として処理する。具体的には、制御回路７２３は、検波回路７２２３から供給される受信信号ＳＲＸとは関係なく、反射波を検出しない旨を示す信号Ｄを制御部７３に出力する。この場合、制御部７３は洗浄装置７４に洗浄の指令を出力せず、洗浄装置７４は、洗浄を実施せずに待機する。
【００４９】
時刻ｔ７の後の時刻ｔ８において、対面側の壁４からの反射波が人体センサ７１で受信されたとしても、制御回路７２３は、この反射波による受信信号ＳＲＸを無効とし、反射波を検出しない。従って、対面側の壁４からの反射波による誤検知が防止される。
この後、時刻ｔ９において次の周期のトリガー信号ＳＴＲが発生され、同様の動作が繰り返し行われる。
【００５０】
上述した第１実施形態によれば、人体センサ７１から送出された超音波パルスの反射波が人体センサ７１に到達する時間から人体センサ７１と小便器２の利用者との間の距離を算出し、受信許可信号ＳＲＷにより規定される一定時間が経過した後、受信信号ＳＲＸを無効とするので、干渉波等の外乱の影響を抑制しつつ、利用者を精度よく検出することができ、誤検出を抑制することができる。特に、小便器２が設置された壁３と対面する反対側の壁４からの反射波や、壁４に配置された対面側の小便器のセンサから送出される超音波パルスによる誤検出を抑制することができる。本実施形態では、受信許可信号ＳＲＷの波形を生成する構成を備えるだけで、誤検出を抑制することが可能になるため、誤検出を防止するための対策を簡素化することができる。従って、装置構成を簡素化することができ、設計工数を短縮することも可能になる。
【００５１】
また、第１実施形態によれば、人体センサ７１を便鉢部２Ａの内部に配置したので、人体センサ７１と小便器２の利用者との間に一定の距離を保つことができる。即ち、利用者が人体センサ７１に近づきすぎないように、利用者の位置を制限することができる。このため、前述の送信期間Ｔ１および残響期間Ｔ２を避けた期間で反射波を受信することができ、人体センサ７１の残響等による誤検出を防止することができる。人体センサ７１を便鉢部２Ａの外部側面に配置した場合等も同様である。
【００５２】
また、第１実施形態によれば、人体センサ７１から送出される超音波パルスの周期を可変としたので、超音波パルスの単位時間あたりの発振回数を変更することができ、これにより検出感度を変更することができる。例えば、小便器洗浄装置１の電源としてバッテリー等の二次電池を用いる場合、二次電池の残量の低下に合わせて、信号Ｔｘにより、超音波パルスの繰り返し周期（トリガー信号ＳＴＲび周期Ｔ）を長くすれば、小便器洗浄装置１の消費電力を抑制することができ、二次電池の寿命を延ばすことができる。従って、小便器洗浄装置１の稼働時間を延長することが可能になる。
【００５３】
また、第１実施形態によれば、１周期分の送信信号ＳＴＸに含まれるパルスの数を可変としたので、検出感度を変更することができる。これにより、例えば小便器２を設置する環境に起因して、受信信号ＳＲＸのパルス数の減少により誤検出が発生した場合、送信信号ＳＴＸに含まれるパルスの数を増やすことにより、必要とされる検出感度を確保することができる。従って、小便器２の設置現場で作業者が容易に対処することができる。
【００５４】
また、人体センサ７１として超音波センサを用いたので、人体センサ７１の外観色を小便器２の配色と容易に合わせることができる。従って、小便器２の意匠に与える影響を抑制することができる。
また、人体センサ７１として超音波センサを用いたので、焦電型センサに比較して温度特性に優れ、温度変化による検出感度の劣化を抑制することができる。
また、人体センサ７１として指向性に優れた超音波センサを用いたので、検出領域を限定することができ、超音波パルスを効率的に送出することができる。
また、人体センサ７１として超音波センサを用いたので、電波センサ等の他のセンサを用いる場合に比較して装置コストを抑制することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図４は、本発明の第２実施形態による小便器洗浄装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。
上述の第１実施形態では、制御回路７２３が発生させるトリガー信号ＳＴＲの周期Ｔ（即ち、図３に示すパルスブロックの周期）は、ディップスイッチにより例えば５０ｍｓに固定されている。このため、第１実施形態では、送信信号ＳＴＸの周期Ｔは一定周期であり、人体センサ７１が発生させる超音波パルスの周期は固定されている。これに対し、第２実施形態では、制御回路７２３は、トリガー信号ＳＴＲの周期Ｔをランダムに発生させ、トリガー信号ＳＴＲによって規定される送信信号ＳＴＸの各周期の長さは、周期ごとにランダムに設定される。これにより、人体センサ７１が発生させる超音波パルスの周期、即ち、送信信号ＳＴＸの１周期内に含まれる複数のパルスからなるパルス列の繰り返し周期（図３に示すパルスブロックの周期に相当する周期）はランダムに設定され、周期ごとに異なる。その他は第１実施形態と同様である。
【００５６】
具体的には、図４の例では、時刻ｔ０１から開始するトリガー信号ＳＴＲの最初の周期ＴＡは２５０ｍｓに設定され、時刻ｔ０３から開始する次の周期ＴＢは２００ｍｓに設定されている。このように、トリガー信号ＳＴＲの各周期は、例えば５０ｍｓ〜２５０ｍｓの範囲でランダムに設定される。このようにランダムに設定された各周期の先頭から所定の送信期間（時刻ｔ０１〜ｔ０２、時刻ｔ０３〜ｔ０５、…）において、図３の例と同様に送信信号ＳＴＸのパルス列が発生され、この送信期間において、人体センサ７１から超音波パルスが発生される。
なお、トリガー信号ＳＴＲの周期は、上述の５０ｍｓ〜２５０ｍｓの範囲に限定されず、干渉波等の不要波による外乱の影響を抑制し得ることを限度として、任意の範囲に設定し得る。
【００５７】
第２実施形態によれば、送信信号ＳＴＸの各周期の長さをランダムに設定したので、小便器２を対面配置した場合において、上述の第１実施形態に比較して、対面配置された双方の小便器２に備えられた小便器洗浄装置の受信許可信号ＳＲＷが共にハイレベルになる頻度が低下する。このため、受信許可信号ＳＲＷがハイレベルとなる期間で他の小便器のセンサから送出された超音波パルス（干渉波）を受信する確率が低くなる。従って、誤検出を更に抑制することが可能になる。
【００５８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図５は、本発明の第３実施形態による小便器洗浄装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。図５において、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間における受信信号ＳＲＸのパルスのそれぞれは、図３の時刻ｔ１から時刻ｔ２の送信期間Ｔ１に存在するパルス列をなす５個のパルスを模式的に表している。同様に、図５の時刻ｔ１１，ｔ１５，…での受信信号ＳＲＸの一つのパルスは、パルス列をなす複数のパルスを模式的に表している。従って、図５に模式的に示す個々のパルスは一つの超音波パルスを表している。なお、本実施形態では、図５の時刻ｔ１３〜ｔ１４の期間以外の時刻ｔ１１，ｔ１５等での受信信号ＳＲＸのパルス列をなすパルスの数は、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間における受信信号ＳＲＸのパルス列をなすパルスの数よりも多いものとするが、超音波パルスの反射波を受信することができることを限度として、図５に模式的に示す各パルスが表すパルス列をなすパルスの数は任意に設定し得る。
【００５９】
上述の第１実施形態では、受信信号ＳＲＸに含まれる複数のパルス列のうちの一つでも検出されれば、反射波を検出した旨を示す信号Ｄを出力する。これに対し、第３実施形態では、次に説明するように、受信回路７２２および制御回路７２３からなる検出部は、受信信号ＳＲＸから、パルス列を複数回連続して検出した場合、利用者からの反射波を検出したことを確定する。ここで、パルス列を複数回連続して検出するという表現は、複数のパルス列を検出する過程で、最初に検出されるパルス列と最後に検出されるパルス列との間に存在するパルス列を欠くことなく、複数のパルス列を検出することを意味する。その他は第１実施形態および第２実施形態のそれぞれと同様である。
【００６０】
詳細に説明すると、利用者が存在しない状況においては、制御回路７２３は、トリガー信号ＳＴＲの周期を例えば２５０ｍｓに設定し、２５０ｍｓの周期で送信信号ＳＴＸのパルス列を繰り返し発生させる。そして、制御回路７２３は、その送信信号ＳＴＸのパルス列による超音波パルスを２５０ｍｓの周期で発生させ、その反射波の有無を検出する。ただし、この段階では、何らかの反射波が存在したとしても、利用者からの反射波を検出したことを確定しない。ここで、２５０ｍｓの周期で発生される超音波パルスの反射波が検出された場合、制御回路７２３は、所定期間にわたってトリガー信号ＳＴＲの周期を例えば５０ｍｓに設定し、上述した第１実施形態と同様の５個のパルスからなるパルス列を含む送信信号ＳＴＸを５０ｍｓの周期で例えば２０回繰り返し発生させる。これにより、人体センサ７１は、上記所定期間において５０ｍｓの周期で超音波パルスを２０回発生させる。ただし、複数の超音波パルス（複数のパルス列）の連続性を評価することができることを限度として、上記所定期間において発生されるパルス列の数（超音波パルスの数）は任意に設定し得る。上記の２０個の超音波パルスが人体センサ７１で受信されると、図５に模式的に示すように、上記所定期間に対応する時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間において、受信信号ＳＲＸには、送信信号ＳＴＸの２０個のパルス列に対応したパルス列が含まれる。
【００６１】
制御回路７２３は、送信信号ＳＴＸの２０個のパルス列に対応した受信信号ＳＲＸの２０個のパルス列を連続して検出した場合、即ち、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間における全てのパルス列を検出した場合、利用者からの反射波を検出したことを確定する。従って、上記２０個のパルス列のうちの１つでも欠落すれば、利用者からの反射波を検出したことは確定されない。なお、上記２０個のパルス列のうちの一部の規定数以上のパルス（例えば、１０個のパルス列）を連続して検出した場合に、利用者からの反射波を検出したことを確定してもよい。この場合、規定数以上のパルス列を検出しても、連続したパルスでなければ（即ち、最初に検出されるパルス列と最後に検出されるパルス列との間に存在するパルス列を一つでも欠いていれば）、利用者からの反射波を検出したことは確定されない。
【００６２】
第３実施形態によれば、利用者以外からの反射波が一時的に発生した場合の誤検出を防止することができる。例えば、小便器２の前を人が通過した場合、この人からの反射波により受信信号ＳＲＸのパルス列が一時的（瞬間的）に発生する場合が起こり得る。この場合、人が通り過ぎた後、反射波は消失する。このため、受信信号ＳＲＸに含まれるパルス列の数が減少し、２０回連続してパルス列が検出されなくなる。このため、小便器２の前を単に通過するだけの人は、小便器２の利用者として検出されない。従って、第３実施形態によれは、単に人が小便器２の前を通過した場合等に一時的に発生する反射波による誤検出を防止することができ、利用者からの反射波の検出精度を更に向上させることができる。
なお、第３実施形態においても、第２実施形態と同様に、トリガー信号ＳＴＲの各周期の長さを変更すれば、誤検出を更に抑制することができ、検出精度を更にいっそう向上させることができる。
【００６３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
第４実施形態では、上述の図５を援用する。
上述の第３実施形態では、図５の時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間において受信信号ＳＲＸに含まれる２０個のパルス列の全てまたは一部を連続して検出した場合、利用者からの反射波を検出したことを確定するものとし、途中で１回でもパルス列の欠落が発生すれば、反射波の検出が確定されない。この場合、反射波の検出の確定は次回以降の周期に先送りされ、その確定に時間を要する場合が起こり得る。
【００６４】
そこで、第４実施形態では、受信回路７２２は、検出した複数のパルス列が連続しているか否に関係なく、図５の時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間においてパルス列を規定回数以上検出した場合、利用者からの反射波の検出を確定する。即ち、受信回路７２２は、上記所定期間（第３実施形態においてトリガー信号ＳＴＲの周期が例えば５０ｍｓに設定される期間に相当する期間）において送信信号ＳＴＸに含まれるパルス列の数をＭ（Ｍは自然数）としたときに、受信信号ＳＲＸから、上記パルス列を所定数のＮ（ＮはＭよりも小さい自然数）回以上検出した場合（即ち、所定数のＮ個以上のパルス列を検出した場合）、利用者からの反射波を検出したことを確定する。例えば、Ｍ＝２０，Ｎ＝１５とした場合、図５の時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間において、少なくとも、１５個のパルス列を検出すれば、即ち、パルス列を１５回検出すれば、検出したパルス列が連続していなくても、制御回路７２３は、利用者からの反射波を検出したことを確定する。Ｎの値は、必要とする検出精度が得られる範囲で任意に設定し得る。その他は第１実施形態から第３実施形態のそれぞれと同様である。
【００６５】
ここで、例えば、図５の時刻ｔ１３から時刻ｔ１４の期間において検知が確定するまでの時間を１秒とし、一つのパルス列の繰り返し周期を５０ｍｓとすれば、５０ｍｓ×２０回＝１秒より、Ｍ＝２０がベストモードである。検知が確定するまでの時間（１秒）は、例えば、利用者が小便器の前に立ってから小便器を使用するまでの時間や、誤検知を防止するために必要な時間を考慮して設定される。また、Ｎは、検知精度を考慮すれば、好ましくは、Ｍ／２以上に設定される。ただし、Ｎは、必要とする検知精度が得られることを限度として任意であり、Ｍ／２より小さい値にも設定し得る。
【００６６】
第４実施形態によれば、受信信号ＳＲＸに含まれるパルスから反射波を検出する際に、パルスの受信回数の判定に柔軟性を持たせることができる。従って、小便器の利用者からの反射波を受信する際にパルスの欠落が発生しても、反射波を検出したことを確定することができ、利用者からの反射波を安定的に検出することが可能になる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１…小便器洗浄装置、２…小便器、２Ａ…便鉢部、２Ｂ…吐水口、３，４…壁、７１…人体センサ（超音波センサ）、７２…駆動部、７３…制御部、７４…洗浄装置、７２１…送信回路、７２２…受信回路、７２３…制御回路、７２１１…信号発生回路、７２１２…駆動回路、７２２１，７２２２…増幅回路、７２２３…検波回路。
【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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