JP7501221B2 - 人体検知センサ及び便座装置 - Google Patents

Description

本発明の態様は、一般的に、人体検知センサ及び便座装置に関する。

人体の有無にともなう静電容量の変化により、人体の検知を行う静電容量式の人体検知センサがある。例えば、こうした静電容量式の人体検知センサを便座装置に用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。静電容量式の人体検知センサは、電極を便座装置の便座に設けることにより、便座への人体の着座の着座を検知する。これにより、便座の沈み込む動きを機械式のスイッチなどで検知する場合と比べて、便座を沈み込ませる必要が無く、動作上及びデザイン上の制約を少なくすることができる。例えば、便座装置のデザイン性を高めることができる。

静電容量式の人体検知センサにおいて、商用電源などの交流電源から電力を供給する場合がある。この場合に、人体検知の測定値が交流電源による電位変動の影響を受け、人体検知センサが、誤検知を起こしてしまう可能性がある。このため、人体検知センサ、及びこれを用いた便座装置では、交流電源による電位変動の影響に基づく誤検知を抑制できるようにすることが望まれる。

特開２０００－１６６８１８号公報

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、交流電源による電位変動の影響に基づく誤検知を抑制できる人体検知センサ及び便座装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、人体の有無に応じて静電容量が変化する検知電極と、前記検知電極と電気的に接続され、所定の周波数のパルス信号を前記検知電極に送信することにより、前記検知電極の静電容量の変化を検知する検知回路と、前記検知回路による静電容量の検知を制御するとともに、検知された静電容量を基に、人体の有無を判定する制御部と、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の前記直流電力を前記検知回路及び前記制御部に供給する電源回路と、を備え、前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを前記交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、前記検知電極の静電容量の検知を前記検知回路に所定の周期で行わせ、前記所定位相は、前記交流電源の交流電圧の一周期を所定数で均等に分けた位相に相当し、前記制御部は、前記所定数の静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果の平均値を基に、前記人体の有無を判定することを特徴とする人体検知センサである。

この人体検知センサによれば、交流電源による電位変動の影響を抑制し、電位変動の影響による誤検知の発生を抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記制御部は、静電容量の検知が行われる毎に、直近の前記所定数の静電容量の検知結果の平均値を算出することを特徴とする人体検知センサである。

この人体検知センサによれば、交流電源による電位変動の影響をより抑制することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知結果を取得した際に、取得した最新の静電容量値と前記所定数前に取得した静電容量値とを比較し、最新の静電容量値と前記所定数前の静電容量値との差の絶対値が所定の閾値以上である場合に、最新の静電容量値を前記所定数前の静電容量値に書き換えることを特徴とする人体検知センサである。

この人体検知センサによれば、瞬時的に発生するノイズの影響を抑制することができる。

第４の発明は、第３の発明において、前記制御部は、最新の静電容量値を前記所定数前の静電容量値に書き換える処理を、所定回数以上連続して行わないことを特徴とする人体検知センサである。

この人体検知センサによれば、人体の有無の状態が変化している場合に、人体の検知が遅れてしまうことを抑制することができる。

第５の発明は、第１～第４のいずれか１つの発明において、前記検知回路は、周波数の異なる複数の前記パルス信号を前記検知電極に送信可能であり、前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを前記交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、前記検知電極の静電容量の検知を前記検知回路に所定の周期で行わせるとともに、周波数の異なる複数の前記パルス信号を所定の順序で前記検知回路から前記検知電極に送信させることを特徴とする人体検知センサである。

この人体検知センサによれば、パルス信号の周波数が環境ノイズの周波数と一致してしまうことを抑制することができる。これにより、複数のパルス信号の送信によって取得される複数の静電容量値を基に人体の有無を判定することで、精度良く人体の有無を検知することができる。

第６の発明は、第５の発明において、前記制御部は、所定の前記パルス信号の送信によって静電容量値を取得した際に、前記所定のパルス信号の送信によって取得された最新を含む直近複数回の前記静電容量値を基に、前記静電容量値の変動を判定し、別の前記パルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動していない状態で、前記所定のパルス信号の送信によって取得された前記静電容量値が変動している場合に、前記所定のパルス信号の送信によって取得された前記静電容量値を人体の有無の判定から除外することを特徴とする人体検知センサである。

この人体検知センサによれば、別のパルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動していない状態で、所定のパルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動している場合に、所定のパルス信号の送信によって取得された静電容量値を人体の有無の判定から除外することで、環境ノイズの影響を抑制し、より精度良く人体の有無を検知することができる。

第７の発明は、便座と、前記便座に着座した人体を検知する人体検知センサと、前記人体検知センサの動作を制御する制御部と、交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の前記直流電力を前記人体検知センサ及び前記制御部に供給する電源回路と、を備え、前記人体検知センサは、人体の有無に応じて静電容量が変化する検知電極と、前記検知電極と電気的に接続され、所定の周波数のパルス信号を前記検知電極に送信することにより、前記検知電極の静電容量の変化を検知する検知回路と、を有し、前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを前記交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、前記検知電極の静電容量の検知を前記検知回路に所定の周期で行わせ、前記所定位相は、前記交流電源の交流電圧の一周期を所定数で均等に分けた位相に相当し、前記制御部は、前記所定数の静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果の平均値を基に、前記人体の有無を判定することを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、交流電源による電位変動の影響を抑制し、電位変動の影響による誤検知の発生を抑制することができる。

第８の発明は、第７の発明において、前記便座を温めるヒータをさらに備え、前記便座は、内部空間を有するとともに、着座面と、前記内部空間内において前記着座面と反対側を向く内表面と、を有し、前記ヒータは、前記内部空間に設けられ、前記内表面を介して前記着座面を内側から温め、前記検知電極は、前記内表面に設けられ、前記便座への着座の有無に応じて静電容量が変化するとともに、前記ヒータよりも大きい面積を有し、前記ヒータの熱を前記内表面に拡散させることを特徴とする便座装置である。

この便座装置によれば、ヒータの熱を内表面に拡散させる熱拡散シートの機能を検知電極に持たせることができ、便座の着座面を温める場合にも部品点数の増加を抑制することができる。また、検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、検知電極の静電容量の検知を検知回路に所定の周期で行わせ、所定数の静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果を用いて平均値を算出し、平均値を基に、人体の有無を判定することにより、ヒータからの電位変動の影響も抑制することができる。

本発明の態様によれば、交流電源による電位変動の影響に基づく誤検知を抑制できる人体検知センサ及び便座装置が提供される。

第１の実施形態に係る人体検知センサを模式的に表すブロック図である。 第１の実施形態にかかる検知回路の具体例の一例を模式的に表すブロック図である。 第１の実施形態にかかる人体検知センサの動作の一例を模式的に表すグラフである。 第１の実施形態にかかる人体検知センサの動作の一例を模式的に表すフローチャートである。 第１の実施形態にかかる人体検知センサの動作の一例を模式的に表す説明図である。 ノイズ除去処理の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。 ノイズ除去処理の動作の一例を模式的に表す説明図である。 平均値の算出の動作の一例を模式的に表す説明図である。 第２の実施形態にかかる検知回路の具体例の一例を模式的に表すブロック図である。 第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表す説明図である。 第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表すグラフである。 第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表すグラフである。 図１３（ａ）～図１３（ｅ）は、第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表す説明図である。 第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表すフローチャートである。 第２の実施形態にかかる人体検知センサの動作の一例を模式的に表す説明図である。 第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表すフローチャートである。 第３の実施形態に係る人体検知センサを模式的に表すブロック図である。 第４の実施形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を模式的に表す斜視図である。 第４の実施形態に係る便座の一部を模式的に表す断面図である。 第４の実施形態にかかる便座装置の電気的構成を模式的に表すブロック図である。 第４の実施形態にかかる便座を模式的に表す平面図である。 第４の実施形態にかかる便座の一部を模式的に表す部分断面図である。 第４の実施形態にかかる便座の変形例を模式的に表す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る人体検知センサを模式的に表すブロック図である。
図１に表したように、人体検知センサ１０は、検知電極１２と、検知回路１４と、制御部１６と、電源回路１８と、を備える。

検知電極１２は、人体ＨＢの有無に応じて静電容量が変化する。検知電極１２は、人体ＨＢが有る状態において、人体ＨＢと静電結合する。これにより、検知電極１２は、人体ＨＢが無い状態よりも人体ＨＢが有る状態において静電容量が大きくなる。このため、例えば、パルス信号を検知電極１２に送信した場合に、検知電極１２に流れる電流は、人体ＨＢが無い状態よりも人体ＨＢが有る状態において大きくなる。この例において、人体検知センサ１０は、人体の有無にともなう静電容量の変化を１つの電極で検知する、いわゆる自己容量型の静電容量式の人体検知センサである。

検知回路１４は、検知電極１２と電気的に接続され、所定の周波数のパルス信号を検知電極１２に送信することにより、検知電極１２の静電容量の変化を検知する。検知回路１４は、例えば、所定数のパルスのパルス信号を検知電極１２に送信し、各パルスを検知電極１２に印加した際に検知電極１２に蓄積された電荷を検知するとともに、各パルスの印加毎の電荷を積分する。検知回路１４は、この電荷の積分値により、検知電極１２の静電容量の変化を検知する。

制御部１６は、検知回路１４による静電容量の検知を制御するとともに、検知された静電容量を基に、人体の有無を判定する。自己容量型のセンサでは、前述のように、人体ＨＢが無い状態よりも人体ＨＢが有る状態において検知電極１２の静電容量が大きくなる。この場合、制御部１６は、例えば、検知回路１４によって検知された電荷の積分値が閾値を超えた場合に、人体ＨＢが有ると判定し、検知回路１４によって検知された電荷の積分値が閾値を超えない場合に、人体ＨＢが無いと判定する。

電源回路１８は、例えば、電源端子３０と電気的に接続されている。電源回路１８は、電源端子３０を介して交流電源ＰＳと電気的に接続される。電源回路１８は、交流電源ＰＳから供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の直流電力を検知回路１４及び制御部１６に供給する。検知回路１４及び制御部１６は、電源回路１８からの直流電力の供給に基づいて動作する。交流電源ＰＳは、例えば、ＡＣ１００Ｖ（実効値）の商用電源である。電源端子３０は、例えば、コンセントプラグである。

電源回路１８は、例えば、整流回路３１と、平滑コンデンサ３２と、変換回路３３と、を有する。整流回路３１は、交流電源ＰＳから供給された交流電圧を整流し、脈流の整流電圧に変換する。整流回路３１は、例えば、ダイオードブリッジを用いた全波整流器であり、交流電圧を全波整流した整流電圧に変換する。整流回路３１は、例えば、半波整流器などでもよい。

平滑コンデンサ３２は、整流回路３１によって整流された整流電圧を平滑化し、整流電圧を直流電圧に変換する。

変換回路３３は、平滑コンデンサ３２によって変換された直流電圧を検知回路１４及び制御部１６に対応した直流電力に変換する。変換回路３３は、いわゆるＤＣ－ＤＣコンバータである。変換回路３３は、例えば、１００Ｖの直流電圧を５Ｖ～２４Ｖ程度の直流電圧に変換する。変換回路３３は、換言すれば、降圧コンバータである。変換回路３３は、変換後の直流電力を検知回路１４及び制御部１６に供給する。これにより、検知回路１４及び制御部１６が、変換回路３３（電源回路１８）からの直流電力の供給に応じて動作可能となる。

変換回路３３は、一次側（交流電源ＰＳ側）と二次側（負荷側）とを電気的に絶縁するトランス３４を有する。変換回路３３は、換言すれば、入力側と出力側とを電気的に絶縁する。変換回路３３は、例えば、絶縁型の変換器である。変換回路３３は、例えば、フライバックコンバータである。但し、変換回路３３は、必ずしも絶縁型の変換器でなくてもよい。電源回路１８の構成は、交流電力を検知回路１４及び制御部１６に応じた直流電力に変換可能な任意の構成でよい。

電源回路１８は、例えば、コモンモードノイズを抑制するためのコンデンサ３５、３６をさらに有する。コンデンサ３５、３６は、電源端子３０と整流回路３１との間に設けられる。コンデンサ３５の一端は、整流回路３１の一方の入力端子と電気的に接続される。コンデンサ３５の他端は、共通電位ＧＮＤに設定される。コンデンサ３６の一端は、整流回路３１の他方の入力端子と電気的に接続される。コンデンサ３６の他端は、共通電位ＧＮＤに設定される。共通電位ＧＮＤは、例えば、大地の電位（いわゆるアース）である。共通電位ＧＮＤは、例えば、装置の導電性のフレーム又はシャーシなどの電位（いわゆるフレームグラウンドやシャーシグラウンド）などでもよい。

電源回路１８は、コンデンサ３７をさらに有する。コンデンサ３７は、変換回路３３の一次側の共通電位ＧＮＤと二次側の共通電位ＧＮＤとの間に設けられる。コンデンサ３７は、変換回路３３の電圧変換動作によって二次側のＧＮＤに乗るノイズを抑制する。

検知回路１４は、例えば、送信パルス出力部２０と、送信電荷量計測部２２と、を有する。送信パルス出力部２０は、制御部１６と接続され、制御部１６からの送信指示の入力に応じてパルス信号を検知電極１２に出力する。制御部１６は、送信パルス出力部２０に送信指示を入力することにより、検知回路１４による静電容量の検知を制御する。

送信電荷量計測部２２は、送信パルス出力部２０から検知電極１２にパルス信号を送信した際の検知電極１２の電荷量を基に、検知電極１２の静電容量を計測し、計測した検知電極１２の静電容量を制御部１６に入力する。送信電荷量計測部２２は、例えば、電荷の積分値を検知電極１２の静電容量として制御部１６に入力する。

図２は、第１の実施形態にかかる検知回路の具体例の一例を模式的に表すブロック図である。
図２に表したように、送信パルス出力部２０は、例えば、切替スイッチ４０と、基準電圧源４１と、保護抵抗４２と、駆動回路４３と、を有する。切替スイッチ４０は、第１端子４０ａと第２端子４０ｂと第３端子４０ｃとを有する。第１端子４０ａは、基準電圧源４１と接続される。第１端子４０ａには、基準電圧源４１から供給された直流電圧が入力される。第２端子４０ｂは、送信電荷量計測部２２と接続される。第３端子４０ｃは、保護抵抗４２を介して検知電極１２と接続される。

保護抵抗４２は、検知電極１２と切替スイッチ４０との間に設けられる。保護抵抗４２は、電子部品から構成される検知回路１４を、外部から入ってくる電気的なストレスから保護する部品である。

切替スイッチ４０は、図示を省略した制御端子をさらに有し、制御端子を介して駆動回路４３と接続される。切替スイッチ４０は、駆動回路４３の駆動に基づいて、第１端子４０ａと第３端子４０ｃとを導通させた第１状態と、第２端子４０ｂと第３端子４０ｃとを導通させた第２状態と、を交互に切り替える。

駆動回路４３は、制御部１６と接続され、制御部１６から入力された送信指示に応じて、切替スイッチ４０の第１状態と第２状態とを切り替える。

図２において、Ｃ１は、検知電極１２から近接する人体ＨＢを介して共通電位ＧＮＤに繋がる静電容量を模式的に表している。従って、静電容量Ｃ１は、人体ＨＢが検知電極１２に近接している状態と、近接していない状態と、によって変化する。

切替スイッチ４０を第１端子４０ａと第３端子４０ｃとを導通させた第１状態にすると、基準電圧源４１と検知電極１２とが導通し、静電容量Ｃ１に電荷が蓄積される。このように、第１状態は、換言すれば、検知電極１２の静電容量Ｃ１に電荷を蓄積させる状態である。

切替スイッチ４０を第２端子４０ｂと第３端子４０ｃとを導通させた第２状態にすると、検知電極１２と送信電荷量計測部２２とが導通し、静電容量Ｃ１に蓄積された電荷が、送信電荷量計測部２２に入力される。このように、第２状態は、換言すれば、検知電極１２の静電容量Ｃ１に蓄積された電荷を送信電荷量計測部２２に出力させる状態である。

駆動回路４３は、制御部１６から送信指示が入力された際に、所定の周波数で切替スイッチ４０の第１状態及び第２状態を切り替え、これを繰り返す。この切替スイッチ４０の切り替えにより、基準電圧源４１の電圧に応じたパルス信号が検知電極１２に入力されるとともに、静電容量Ｃ１に蓄積された電荷が、送信電荷量計測部２２に入力される。パルス信号の周波数は、切替スイッチ４０の切り替えの周波数に応じて変更することができる。

送信電荷量計測部２２は、例えば、積分回路５０を有する。切替スイッチ４０の切り替えによって送信電荷量計測部２２に入力された静電容量Ｃ１の電荷は、積分回路５０に入力される。積分回路５０の出力は、切替スイッチ４０の切り替え回数、すなわち「積分回数」に比例して増大する。

電気回路にはホワイトノイズと呼ばれるランダムノイズが必ず発生するが、積分回数が増えるほど、ランダムノイズが平均化され、積分回路５０の出力は安定する。つまり、積分回数が増えるほど、信号量が増えノイズが減少するので、検知回路１４としては、高Ｓ／Ｎの動作となる。

積分回路５０は、切替スイッチ４０の切り替えに応じて所定の周波数で入力される静電容量Ｃ１の電荷を積分し、積分値を検知結果として制御部１６に出力する。人体ＨＢが有る状態（検知電極１２に人体が近接している状態）の静電容量Ｃ１は、人体ＨＢが無い状態（検知電極１２に人体が近接していない状態）の静電容量Ｃ１よりも大きくなる。従って、切替スイッチ４０の切り替えを所定の周期で所定の回数行い、上記のように静電容量Ｃ１の電荷を積分した場合、人体ＨＢが有る状態の積分値（変化量）は、人体ＨＢが無い状態の積分値よりも大きくなる。制御部１６は、この積分値を基に、人体ＨＢの有無を判定する。

積分回路５０は、例えば、オペアンプ５１と、コンデンサ５２と、リセットスイッチ５３と、を有する。オペアンプ５１の非反転入力端子は、基準電位ＧＮＤに設定されている。オペアンプ５１の反転入力端子は、切替スイッチ４０の第２端子４０ｂと接続されている。これにより、切替スイッチ４０を第２状態にすると、静電容量Ｃ１に蓄積された電荷が、オペアンプ５１の反転入力端子に入力される。コンデンサ５２の一端は、オペアンプ５１の出力端子と接続されている。コンデンサ５２の他端は、オペアンプ５１の反転入力端子と接続されている。また、オペアンプ５１の出力端子は、制御部１６と接続されている。これにより、静電容量Ｃ１に蓄積された電荷が、オペアンプ５１の反転入力端子に入力される毎に、対応する電荷がコンデンサ５２に蓄積され、コンデンサ５２の電荷が積分値として制御部１６に入力される。また、リセットスイッチ５３は、コンデンサ５２に並列に接続され、図示を省略した制御端子をさらに有し、制御端子を介して制御部１６と接続される。リセットスイッチ５３は、制御部１６の制御に基づいて、コンデンサ５２を開放状態と短絡状態とに切り替える。

積分回路５０は、換言すれば、反転増幅回路の帰還抵抗をコンデンサに置き換えた回路である。この場合、静電容量Ｃ１に蓄積された電荷を、オペアンプ５１の反転入力端子に入力する毎に、オペアンプ５１の出力電圧は、低下する。このため、この積分回路５０の場合、制御部１６は、オペアンプ５１の出力電圧が、リセットスイッチ５３が短絡状態の出力電圧を基準とし、積分後にどれだけ出力電圧が低下したかを積分値、つまり、静電容量の検知結果として扱う。

また、制御部１６は、コンデンサ５２と並列に接続されたリセットスイッチ５３の解放状態と短絡状態の切り替えを制御する。制御部１６は、静電容量の検知動作の準備として、まず、リセットスイッチ５３を短絡状態としてコンデンサ５２に蓄積された電荷を放電して、積分回路５０の積分値をリセットし、その後、リセットスイッチ５３を開放状態とし、切替スイッチ４０の切り替えを所定の周波数で所定の回数行い、その積分値に基づいて人体ＨＢの有無の判定を行った後、リセットスイッチ５３を短絡状態として積分回路５０の積分値を再びリセットし、次の検知動作に備える。制御部１６は、これを所定の周期で繰り返すことにより、検知回路１４による人体ＨＢの検知動作を所定の周期で繰り返し行うことになり、結果として、人体ＨＢの検知動作を連続的に行うことができる。

図３は、第１の実施形態にかかる人体検知センサの動作の一例を模式的に表すグラフである。
図３に表したように、制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４に所定の周期で行わせる。所定位相は、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期を所定数Ｎで均等に分けた位相に相当する。換言すれば、制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知の度に、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期を所定数Ｎで等分した位相ずつずれていくように、検知電極１２の静電容量の検知の周期を設定する。

図３では、所定数Ｎを「６」とし、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期を「６」で均等に分けた例を示している。この例において、所定位相は、６０°である。制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期に対して６０°ずつずらすように、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４に所定の周期で行わせる。

また、この例において、制御部１６は、位相が遅れる方向に検知の開始のタイミングをずらしている。すなわち、制御部１６は、検知の周期を交流電源ＰＳの交流電圧の周期＋６０°に設定している。例えば、交流電圧の周波数が５０Ｈｚである場合には、制御部１６は、約２３．３ｍｓ（２０ｍｓ＋３．３ｍｓ）の周期で、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４に行わせる。換言すれば、制御部１６は、交流電源ＰＳの交流電圧の位相に対し、０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°のタイミングで、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４に行わせる。

制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４に所定の周期で行わせるとともに、所定数Ｎの静電容量の検知結果の平均値を算出し、この平均値を基に、人体ＨＢの有無を判定する。制御部１６は、より具体的には、積分回路５０から入力される積分値の所定数Ｎの平均値を算出する。制御部１６は、例えば、静電容量の検知が行われる毎に、所定数Ｎの静電容量の検知結果の移動平均を算出する。制御部１６は、例えば、静電容量の検知が行われる毎に、直近の所定数Ｎの静電容量の検知結果の平均値を算出する。図３に表した例では、制御部１６は、直近の６個の静電容量の検知結果（積分回路５０の積分値）の平均値を算出する。

なお、平均値の算出は、所定数Ｎの静電容量の検知結果に限るものではない。例えば、この例では、１２個や１８個など、所定数Ｎの整数倍の静電容量の検知結果を基に、平均値を算出してもよい。あるいは、０°と１２０°と２４０°や０°と１８０°など、所定数Ｎの静電容量の検知結果のうちの２つや３つの検知結果を用いて平均値を算出してもよい。制御部１６は、例えば、最新の静電容量の検知結果を含む複数の静電容量の検知結果を基に、平均値の算出を行えばよい。制御部１６は、所定数Ｎの静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果を用いて平均値を算出すればよい。

制御部１６は、所定数Ｎの静電容量の検知結果の平均値に対して所定の閾値を設定する。制御部１６は、平均値が閾値を超えない場合に、人体ＨＢが無いと判定し、平均値が閾値を超えた場合に、人体ＨＢが有ると判定する。これにより、検知回路１４によって人体ＨＢの有無を検知することができ、制御部１６において人体ＨＢの有無を判定することができる。

この例では、前述のように、積分後にどれだけ出力電圧が低下したかを積分値、つまり、静電容量の検知結果として扱う。従って、制御部１６は、平均値が所定の閾値よりも大きい場合に、人体ＨＢが無いと判定し、平均値が所定の閾値以下の場合に、人体ＨＢが有ると判定する。

図１及び図２に表したように、検知回路１４のＧＮＤは、人体検知センサ１０の二次側のＧＮＤである。また、電源回路１８の一次－二次間は、ノイズ抑制用のコンデンサ３７で繋がっている。一方で、検知対象の人体ＨＢの電位は、大地を基準に安定する。このため、検知回路１４による検知電極１２の静電容量の検知結果は、一次側の交流電源ＰＳの電位変動の影響を受けてしまう可能性がある。

図３に表したように、この例では、検知電極１２の静電容量の検知を６回（所定数Ｎ回）行う毎に、交流電源ＰＳの交流電圧の位相状態が、初期の位相状態（１回目の検知の交流電圧の位相状態）に戻る。このため、所定数Ｎの静電容量の検知結果の平均値を算出することで、検知電極１２の静電容量の検知結果における交流電源ＰＳの電位変動の影響を、交流電源ＰＳの１周期に亘って平均化することになり、交流電源ＰＳの影響が一部の位相状態に偏ることがなくなるため、交流電源ＰＳの電位変動の影響を抑制することができる。従って、平均値を基に人体ＨＢの有無を判定することにより、人体ＨＢの誤検知を抑制することができる。このように、本実施形態に係る人体検知センサ１０では、交流電源ＰＳによる電位変動の影響に基づく誤検知を抑制することができる。

なお、図３では、理解を用意にするために、検知を開始したタイミングにおける位相の０°を交流電源ＰＳの交流電圧の位相の０°と合わせている。換言すれば、検知回路１４による検知電極１２の静電容量の検知のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の位相と同期させている。但し、検知回路１４による検知電極１２の静電容量の検知のタイミングは、必ずしも交流電源ＰＳの交流電圧の位相と同期していなくてもよい。検知回路１４による検知電極１２の静電容量の検知は、交流電源ＰＳの交流電圧の任意の位相において開始してよい。例えば、検知を開始するタイミングが、交流電源ＰＳの位相の１０°、７０°、１３０°、１９０°、２５０°、３１０°であってもよい。この場合にも、上記のように、所定数Ｎの静電容量の検知結果の平均値を算出することで、交流電源ＰＳの電位変動の影響を抑制することができる。例えば、交流電源ＰＳの交流電圧のゼロクロス点を検出することなどにより、検知回路１４による検知電極１２の静電容量の検知のタイミングを、交流電源ＰＳの交流電圧の位相と同期させるようにしてもよい。この場合には、交流電源ＰＳの電位変動の影響をより適切に抑制することができる。

所定数Ｎは、「６」に限ることなく、２以上の任意の整数でよい。但し、所定数Ｎを小さくし過ぎると、交流電源ＰＳの電位変動の影響を抑制する効果が低くなってしまう。反対に、所定数Ｎを大きくし過ぎると、平均値の演算の処理が複雑になってしまう。従って、所定数Ｎは、「６」程度とすることが好適である。

所定位相は、６０°に限ることなく、所定数Ｎに応じた任意の位相でよい。また、所定位相は、例えば、制御部１６の制御のタイミングなど（制御部１６に用いるマイコンの内部クロックの周波数やタイマー回路のビット値の設定など）により、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期を厳密に所定数Ｎで均等に分けた位相とはならない可能性がある。交流電源ＰＳの交流電圧の一周期を所定数Ｎで均等に分けた位相に相当する所定位相は、交流電圧の一周期を所定数Ｎで均等に分けた位相に略同じであればよく、所定の誤差を含んでもよい。所定位相は、例えば、交流電圧の一周期を所定数Ｎで均等に分けた位相に対して±１°程度の誤差を含んでもよい。すなわち、理論的には誤差を含まない方が望ましいが、誤差があれば直ちに効果が無くなるというわけではない。

また、図３に表した例では、制御部１６は、位相が遅れる方向に検知の開始のタイミングをずらしている。これとは反対に、制御部１６は、位相が進む方向に検知の開始のタイミングをずらしてもよい。制御部１６は、検知の周期を交流電源ＰＳの交流電圧の周期－６０°に設定してもよい。制御部１６は、例えば、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期に所定位相を加算又は減算することにより、検知電極１２の静電容量の検知の周期を設定する。但し、制御部１６は、交流電圧の一周期に限ることなく、交流電圧の二周期や三周期に所定位相を加算又は減算することにより、検知電極１２の静電容量の検知の周期を設定してもよい。例えば、図３に表した例では、静電容量の検知の周期が、交流電圧の（１＋１／６）周期であるが、これを（２±１／６）周期、（３±１／６）周期としても良い。

図４は、第１の実施形態にかかる人体検知センサの動作の一例を模式的に表すフローチャートである。
図４に表したように、制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知の周期が経過したか否かを判定する（図４のステップＳ１０１）。上記のように、制御部１６は、例えば、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期に所定位相を加算又は減算することにより、検知電極１２の静電容量の検知の周期を設定し、設定した周期が経過したか否かを判定する。

制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知の周期が経過したと判定すると、検知回路１４から検知電極１２へのパルス信号の出力を開始する（図４のステップＳ１０２）。

制御部１６は、パルス信号のパルスの数が所定数に達したか否かを判定し、パルスの数が所定数に達するまで検知回路１４から検知電極１２へのパルス信号の出力を行う（図４のステップＳ１０３）。

制御部１６は、パルスの数が所定数に達したと判定した後、検知電極１２の静電容量の検知結果を検知回路１４から取得する（図４のステップＳ１０４）。制御部１６は、例えば、積分回路５０の積分値を検知電極１２の静電容量の検知結果として取得する。

制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知結果を取得した後、取得した静電容量値のデータを記憶する（図４のステップＳ１０５）。

図５は、第１の実施形態にかかる人体検知センサの動作の一例を模式的に表す説明図である。
図５に表したように、制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知結果を取得すると、取得した最新の静電容量値のデータと、検知の開始のタイミングにおける位相の関係と、を関連付けて記憶する。なお、位相は、前述のように、最初の検知のタイミングの位相を０°とし、検知毎に所定位相（この例では６０°）ずつずれる相対的な位相であり、必ずしも交流電源ＰＳの交流電圧の位相と同期する位相ではない。また、制御部１６は、静電容量値と位相とを制御部１６の内部のメモリに記憶させてもよいし、接続された外部の記憶部などに記憶させてもよい。

制御部１６は、静電容量値のデータ及び位相を複数記憶する。制御部１６は、例えば、最新の静電容量値のデータ及び位相を記憶する際に、最も古い静電容量値のデータ及び位相を消去する。これにより、データ量が過度に増えてしまうことを抑制することができる。図５では、１８個のデータを記憶する例を示している。制御部１６が記憶するデータの数は、これに限ることなく、静電容量の平均値を算出可能な任意の数でよい。制御部１６は、少なくとも所定数Ｎ（この例では６個）のデータを記憶していればよい。

制御部１６は、静電容量値のデータと位相とを関連付けて記憶した後、ノイズ除去処理を実行する（図４のステップＳ１０６）。ノイズ除去処理は、例えば、電源電圧の変動などのノイズに起因する静電容量の単発的な変化を除去する処理である。換言すれば、ノイズ除去処理は、人体ＨＢの有無とは無関係な静電容量の瞬時的な変化を除去する処理である。制御部１６は、例えば、記憶した過去の静電容量値のデータを基に、ノイズ除去処理を実行する。なお、ノイズ除去処理を実行する場合には、少なくとも所定数Ｎ＋１のデータを記憶する必要がある。このように、記憶するデータの数は、ノイズ除去処理の有無などに応じて適宜設定すればよい。

図６は、ノイズ除去処理の動作の一例を模式的に表すフローチャートである。
図７は、ノイズ除去処理の動作の一例を模式的に表す説明図である。
図６に表したように、制御部１６は、ノイズ除去処理を開始すると、まず、処理禁止カウンタの値が０か否かを判定する（図６のステップＳ２０１）。

制御部１６は、処理禁止カウンタの値が０であると判定した場合には、記憶された複数のデータを基に、最新のデータと６回前のデータとを比較する（図６のステップＳ２０２）。すなわち、制御部１６は、処理禁止カウンタの値が０であると判定した場合には、最新のデータと同じ位相の前回のデータを読み出し、最新のデータと前回のデータとを比較する。制御部１６は、換言すれば、検知電極１２の静電容量の検知結果を取得した際に、取得した最新の静電容量値と所定数Ｎ前に取得した静電容量値とを比較する。

制御部１６は、最新のデータと前回のデータとを比較した後、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が所定の閾値以上か否かを判定する（図６のステップＳ２０３）。換言すれば、制御部１６は、最新のデータが前回のデータよりも所定値以上大きいか、又は最新のデータが前回のデータよりも所定値以上小さいかを判定する。

例えば、図７のタイミングｔ０に表したように、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が閾値未満である場合には、前回のデータとの差が小さく、人体ＨＢの有無の状態に変化が無く、ノイズの影響も小さいと考えられる。従って、制御部１６は、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が閾値未満であると判定した場合には、最新のデータをそのままとして、ノイズ除去処理を終了する。

一方、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が閾値以上である場合には、前回のデータとの差が大きく、人体ＨＢの有無の状態に変化が有ったか、もしくはノイズの影響を受けていると考えられる。人体ＨＢの有無の状態に変化が有った場合には、前回のデータとの差が大きい状態が、ある程度連続する。一方、ノイズの影響を受けている場合には、前回のデータとの差が大きい状態が、瞬時的に発生し、すぐに差の小さい状態に戻る。従って、制御部１６は、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が閾値未満の状態から閾値以上の状態に変化した場合には、まずノイズの影響を疑い、最新のデータを同じ位相の前回のデータに書き換える（図６のステップＳ２０４）。例えば、図７のタイミングｔ１に表したように、この例では、制御部１６は、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が閾値以上であると判定した場合に、最新のデータを６回前のデータに書き換える。

このように、制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知結果を取得した際に、取得した最新の静電容量値と所定数Ｎ前に取得した静電容量値とを比較し、最新の静電容量値と所定数Ｎ前の静電容量値との差の絶対値が所定の閾値以上である場合に、最新の静電容量値を所定数Ｎ前の静電容量値に書き換える。

制御部１６は、最新のデータを同じ位相の前回のデータに書き換えた後、処理禁止カウンタに６をセットし、ノイズ除去処理を終了する（図６のステップＳ２０５、図７のタイミングｔ１）。ここで、処理禁止カウンタにセットする値は、より詳しくは、所定数Ｎの値である。換言すれば、交流電源ＰＳの交流電圧の位相状態が、初期の位相状態に戻る検知の回数である。

制御部１６は、ステップＳ２０１において、処理禁止カウンタの値が０ではないと判定した場合には、続けて、処理禁止カウンタの値が６か否かを判定する（図６のステップＳ２０６）。換言すれば、制御部１６は、１回目のデータの書き換えが行われた直後か否かを判定する。

例えば、図７のタイミングｔ２に表したように、制御部１６は、処理禁止カウンタの値が６であると判定した場合には、ステップＳ２０２と同様に、記憶された複数のデータを基に、最新のデータと６回前のデータとを比較する（図６のステップＳ２０７）。

制御部１６は、最新のデータと前回のデータとを比較した後、ステップＳ２０３と同様に、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が所定の閾値以上か否かを判定する（図６のステップＳ２０８）。制御部１６は、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が閾値未満であると判定した場合には、最新のデータをそのままとして、ノイズ除去処理を終了する。

制御部１６は、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が所定の閾値以上と判定した場合には、最新のデータを同じ位相の前回のデータに書き換える（図６のステップＳ２０９）。

制御部１６は、最新のデータを同じ位相の前回のデータに書き換えた後、処理禁止カウンタの値を１減らし、ノイズ除去処理を終了する（図６のステップＳ２１０）。但し、処理禁止カウンタの最小値は、０である。

また、制御部１６は、例えば、図７のタイミングｔ３～ｔ７に表したように、ステップＳ２０６において、処理禁止カウンタの値が６ではないと判定した場合には、ステップＳ２１０に進み、処理禁止カウンタの値を１減らす処理を行い、データの書き換えなどを行うことなくノイズ除去処理を終了する。

このように、制御部１６は、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が閾値未満の状態から閾値以上の状態に変化した際に、最初の２回の検知については、最新のデータを同じ位相の前回のデータに書き換える。これにより、瞬時的に発生するノイズの影響を抑制することができる。

そして、制御部１６は、３回目以降の検知については、データの書き換えを行わないようにする。すなわち、ノイズ除去処理を実行した場合、その次の回を１回目とすれば、１回目はノイズ除去処理を行ない、２～６回目の検知はノイズ除去処理を行なわない。これにより、データの変化の原因が瞬時的なノイズでなく、実際に人体ＨＢの有無の状態が変化している場合に、人体ＨＢの検知が遅れてしまうことを抑制することができる。なお、データの書き換えを行う検知の回数は、２回に限ることなく、任意の回数でよい。すなわち、制御部１６は、最新の静電容量値を所定数Ｎ前の静電容量値に書き換える処理を、所定回数以上連続して行わない。同様に、データの書換えを禁止する検知の回数は、５回に限ることなく、任意の回数でよい。これらの回数は、静電容量の検知周期と、目標とするノイズの除去性能と人体検知の反応時間に応じて決定すればよい。

制御部１６は、ノイズ除去処理を実行した後、所定数Ｎの静電容量値の平均値を算出する（図４のステップＳ１０７）。

図８は、平均値の算出の動作の一例を模式的に表す説明図である。
図８に表したように、検知電極１２の静電容量値における交流電源ＰＳの電位変動の影響は、交流電源ＰＳの交流電圧の位相毎に概ね同様の傾向として表れる。例えば、図８の例では、１２０°の位相において静電容量値が他の位相よりも低くなり、３００°の位相において静電容量値が他の位相よりも高くなる傾向にある。

従って、制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４に所定の周期で行わせ、所定数Ｎの静電容量値の平均値を算出する。これにより、図８に実線で表したように、検知電極１２の静電容量値における交流電源ＰＳの電位変動の影響を平均化し、交流電源ＰＳの電位変動の影響を抑制することができる。

また、図８に破線で表したように、３つの静電容量値を用いて平均値を算出した場合にも、交流電源ＰＳの電位変動の影響を抑制することができる。３つの静電容量値を用いて平均値を算出した場合と、６つの静電容量値を用いて平均値を算出した場合と、を比較すると、６つの静電容量値を用いて平均値を算出した場合において、交流電源ＰＳの電位変動の影響をより抑制できている。これは、平均回数を増やせば、その回数分の抑制効果が高まるということではない。図８は、交流電源ＰＳの交流電圧に対し、１／６位相ずつずらすタイミングで静電容量の検知を行っているため、３回の平均は交流電圧の１周期に渡らず、その一部（１／２周期）について平均化を行っているに過ぎない。この場合、平均の計算を行っても、平均される範囲が交流電圧の一部の位相に偏るため、影響の抑制効果が低くなる。よって、３回の平均で済ませるなら、交流電源ＰＳの交流電圧に対し、１／３位相ずつずらすタイミングで検知を行う方がよい。つまり、交流電圧に対して１／６位相ずつずらして検知した静電容量値について、１つおきに値を選んで３つのデータの平均を使うことが好ましい。例えば、０°、１２０°、２４０°の位相の値を平均すれば良い。同様に、２つの静電容量値を用いて平均値を算出するなら、２つおきに値を選び、０°と１８０°の位相の値を平均するのが良い。すなわち、平均値を算出するための静電容量値を、交流電源ＰＳの交流電圧の１周期に渡って均等に分割するタイミングで検知された値を選ぶようにすることで、その影響を抑制する効果が向上する。なお前述のように、平均回数を６ではなく３乃至２まで減らすことで、例えば静電容量値が比較的安定した状態が継続している場合に、平均演算を行うマイコンの消費を低減するなどの効果がある。

制御部１６は、所定数Ｎの静電容量値の平均値を算出した後、平均値を基に、人体ＨＢの有無を判定する（図４のステップＳ１０８）。制御部１６は、平均値が閾値を超えない場合に、人体ＨＢが無いと判定し、平均値が閾値を超えた場合に、人体ＨＢが有ると判定する。このように、平均値を基に、人体ＨＢの有無を判定することにより、交流電源ＰＳによる電位変動の影響に基づく誤検知を抑制することができる。

（第２の実施形態）
図９は、第２の実施形態にかかる検知回路の具体例の一例を模式的に表すブロック図である。
図９に表したように、この例では、検知回路１４ａが、送信周波数設定部２４をさらに有する。なお、上記第１の実施形態と機能・構成上実質的に同じものについては、同符号を付し、詳細な説明は省略する。

送信周波数設定部２４は、制御部１６と接続され、制御部１６からの送信周波数設定信号の入力に応じて、周波数情報を送信パルス出力部２０に入力する。

送信パルス出力部２０は、制御部１６から送信指示の入力を受けるとともに、送信周波数設定部２４から周波数情報の入力を受けることにより、周波数情報に対応した周波数のパルス信号を検知電極１２に出力する。

送信パルス出力部２０は、換言すれば、送信周波数設定部２４から入力された周波数情報に応じてパルス信号の周波数を変化させる。このように、検知回路１４ａでは、周波数の異なる複数のパルス信号を検知電極１２に送信可能である。

制御部１６は、送信周波数設定信号を送信周波数設定部２４に入力してパルス信号の周波数を設定し、送信パルス出力部２０に送信指示を入力することにより、検知回路１４による静電容量の検知を制御する。

駆動回路４３は、送信周波数設定部２４及び制御部１６と接続され、送信周波数設定部２４から入力された周波数情報、及び制御部１６から入力された送信指示に応じて、切替スイッチ４０の第１状態と第２状態とを切り替える。

駆動回路４３は、制御部１６から送信指示が入力された際に、周波数情報に応じた周波数で切替スイッチ４０の第１状態及び第２状態を切り替え、これを繰り返す。この切替スイッチ４０の切り替えにより、基準電圧源４１の電圧に応じたパルス信号が検知電極１２に入力されるとともに、静電容量Ｃ１に蓄積された電荷が、送信電荷量計測部２２に入力される。このように、パルス信号の周波数は、例えば、切替スイッチ４０の切り替えの周波数に応じて変更することができる。

図１０は、第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表す説明図である。
図１１及び図１２は、第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表すグラフである。
図１０～図１２に表したように、この例において、制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４ａに所定の周期で行わせるとともに、周波数の異なる複数のパルス信号を所定の順序で検知回路１４ａから検知電極１２に送信させる。

制御部１６は、定期的に送信周波数設定部２４に送信周波数設定信号を入力することにより、複数の周波数を所定の順序で送信周波数設定部２４に設定する。検知回路１４ａは、制御部１６から入力された送信周波数設定信号に応じて切替スイッチ４０の切り替えの周波数を変化させることにより、周波数の異なる複数のパルス信号を所定の順序で検知電極１２に送信する。

図１０に表したように、制御部１６は、例えば、検知電極１２の静電容量の検知を行う所定の周期毎に、パルス信号の周波数を変化させる。なお、パルス信号の周波数を変化させるタイミングは、これに限定されるものではない。例えば、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期分に相当する所定数Ｎの静電容量値を取得する毎に、パルス信号の周波数を変化させてもよい。例えば、図１０に表した例では、６０°の位相毎の６個の静電容量値を取得する毎に、パルス信号の周波数を変化させてもよい。但し、図１０に表したように、検知電極１２の静電容量の検知を行う所定の周期毎に、パルス信号の周波数を変化させることにより、複数の周波数による測定を均等にばらつかせることができる。例えば、検知電極１２の静電容量の検知におけるノイズの影響をより適切に抑制することができる。

制御部１６は、例えば、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２、及び第３周波数ｆ３の周波数の異なる３つのパルス信号を検知回路１４ａから検知電極１２に送信させる。検知回路１４ａは、例えば、第１周波数ｆ１の第１パルス信号、第２周波数ｆ２の第２パルス信号、第３周波数ｆ３の第３パルス信号の順序で検知電極１２に送信し、これを繰り返すことにより、３つのパルス信号を循環させるように検知電極１２に送信する。従って、この例では、６つの位相と３つの周波数で、１８通りの組み合わせとなる。

第１周波数ｆ１は、例えば、９ｋＨｚである。第２周波数ｆ２は、例えば、１０ｋＨｚである。第３周波数ｆ３は、例えば、１１ｋＨｚである。なお、各周波数は、上記に限ることなく、人体ＨＢを適切に検知できるように適宜設定すればよい。また、周波数の異なる複数のパルス信号の順序は、任意の順序でよい。例えば、図１０に表したように、第１周波数ｆ１、第２周波数ｆ２、及び第３周波数ｆ３の順序でパルス信号の周波数を切り替えつつ、６回毎（所定数Ｎ回毎）に周波数を１つずらすようにしてもよい。また、周波数の異なる複数のパルス信号の数は、３つに限ることなく、任意の数でよい。

また、パルス信号の周波数を変化させる構成は、上記のように、制御部１６から入力された送信周波数設定信号に応じて変化させる構成に限定されるものではない。例えば、検知回路１４ａに複数の周波数や各周波数の送信順序などを予め記憶させておき、検知回路１４ａから自動的に周波数の異なる複数のパルス信号を循環させるように送信してもよい。この場合、送信周波数設定部２４などは、省略可能である。このように、検知回路１４ａの構成は、上記に限定されるものではない。検知回路１４ａの構成は、周波数の異なる複数のパルス信号を所定の順序で循環させるように検知電極１２に送信可能な任意の構成でよい。

制御部１６は、周波数の異なる複数のパルス信号の送信によって取得される複数の静電容量値を基に人体ＨＢの有無を判定する。制御部１６は、例えば、周波数の異なる３つのパルス信号の送信によって取得される３つの静電容量値を基に人体ＨＢの有無を判定する。

制御部１６は、所定のパルス信号の送信によって静電容量値（積分値）を取得した際に、所定のパルス信号の送信によって取得された最新を含む直近複数回の静電容量値を基に、静電容量値の変動を判定する。

制御部１６は、例えば、第１周波数ｆ１の第１パルス信号を検知電極１２に送信して静電容量値を取得した際に、第１パルス信号の送信によって取得された最新の静電容量値と、１回前の第１パルス信号の送信によって取得された静電容量値と、２回前の第１パルス信号の送信によって取得された静電容量値と、の直近３回分の静電容量値を基に、静電容量値の変動を判定する。制御部１６は、例えば、３回分の静電容量値の分散を求め、分散が所定の閾値未満である場合に、静電容量値が変動していないと判定し、分散が所定の閾値以上である場合に、静電容量値が変動していると判定する。

図１１及び図１２では、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値の変動Ｎ（ｆ１）、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値の変動Ｎ（ｆ２）、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値の変動Ｎ（ｆ３）を一例として表している。また、図１１及び図１２では、変動Ｎ（ｆ１）、変動Ｎ（ｆ２）、変動Ｎ（ｆ３）において、変動していない状態をＬｏ、変動している状態をＨｉとして表している。

図１１の期間Ｔ１１、Ｔ１２、及び図１２の期間Ｔ２２、Ｔ２４に表したように、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値、及び第３パルス信号の送信に基づく静電容量値のそれぞれが変動している場合には、人体ＨＢの影響による検知電極１２の静電容量値の変動である可能性が高い。

一方、図１２の期間Ｔ２１に表したように、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値のみが変動している場合や、図１２の期間Ｔ２３に表したように、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値のみが変動している場合には、人体検知センサ１０が、電源ノイズなどの環境ノイズの影響を受けている可能性が高い。すなわち、パルス信号の周波数が、環境ノイズの周波数と一致してしまったことに起因する静電容量値の変動である可能性が高い。

このため、制御部１６は、別のパルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動していない状態で、所定のパルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動している場合に、所定のパルス信号の送信によって取得された静電容量値を人体ＨＢの有無の判定から除外する。

制御部１６は、例えば、図１２の期間Ｔ２１においては、第２パルス信号の送信によって取得された静電容量値を人体ＨＢの有無の判定から除外し、第１パルス信号の送信によって取得された静電容量値及び第３パルス信号の送信によって取得された静電容量値のみを用いて人体ＨＢの有無を判定する。また、制御部１６は、例えば、図１２の期間Ｔ２３においては、第１パルス信号の送信によって取得された静電容量値を人体ＨＢの有無の判定から除外し、第２パルス信号の送信によって取得された静電容量値及び第３パルス信号の送信によって取得された静電容量値のみを用いて人体ＨＢの有無を判定する。

制御部１６は、複数のパルス信号のそれぞれの送信によって取得された複数の静電容量値の平均値に基づいて人体ＨＢの有無の判定を行う。制御部１６は、例えば、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期分に相当する各位相の所定数Ｎの静電容量値の平均値に基づいて人体ＨＢの有無の判定を行う。より具体的には、制御部１６は、直近の６個の静電容量値の平均値に基づいて人体ＨＢの有無の判定を行う。

この際、制御部１６は、別のパルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動していない状態で、所定のパルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動している場合に、所定のパルス信号の送信によって取得された静電容量値を平均値の計算から除外する。

また、制御部１６は、図１１の期間Ｔ１１、Ｔ１２、及び図１２の期間Ｔ２２、Ｔ２４に表したように、複数のパルス信号のそれぞれの最新の送信によって取得された複数の静電容量値のそれぞれが変動している場合、複数のパルス信号のそれぞれの送信によって取得された複数の静電容量値の平均値に基づいて人体ＨＢの有無の判定を行う。

図１３（ａ）～図１３（ｅ）は、第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表す説明図である。
図１３（ａ）に表したように、制御部１６は、複数のパルス信号の静電容量値のいずれも変動していない場合、及び複数のパルス信号の静電容量値のそれぞれが変動している場合には、複数のパルス信号のそれぞれの静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択し、各位相の直近の静電容量値の平均値を算出する。例えば、ｄａｔａ１１８を測定したタイミングでは、ｄａｔａ１１３からｄａｔａ１１８までの６個の平均値を計算すれば、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期分に相当する各位相の６個の静電容量値の平均値を得ることができる。

図１３（ｂ）に表したように、制御部１６は、第１パルス信号の静電容量値が変動し、第２パルス信号の静電容量値及び第３パルス信号の静電容量値が変動していない場合には、第１パルス信号の静電容量値を平均値の計算から除外し、第２パルス信号の静電容量値及び第３パルス信号の静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択し、各位相の直近の静電容量値の平均値を算出する。例えば、ｄａｔａ１１８を測定したタイミングでは、図１３（ａ）に比較して、位相６０°のｄａｔａ１１４の代わりに同位相のｄａｔａ１０８を、位相２４０°のｄａｔａ１１７の代わりに同位相のｄａｔａ１１１を選び、他は同じとして６個の平均値を計算すると、第１パルス信号の静電容量値を除いて、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期分に相当する各位相の６個の静電容量値の平均値を得ることができる。

図１３（ｃ）に表したように、制御部１６は、第２パルス信号の静電容量値が変動し、第１パルス信号の静電容量値及び第３パルス信号の静電容量値が変動していない場合には、第２パルス信号の静電容量値を平均値の計算から除外し、第１パルス信号の静電容量値及び第３パルス信号の静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択し、各位相の直近の静電容量値の平均値を算出する。

同様に、図１３（ｄ）に表したように、制御部１６は、第３パルス信号の静電容量値が変動し、第１パルス信号の静電容量値及び第２パルス信号の静電容量値が変動していない場合には、第３パルス信号の静電容量値を平均値の計算から除外し、第１パルス信号の静電容量値及び第２パルス信号の静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択し、各位相の直近の静電容量値の平均値を算出する。

また、図１３（ｅ）に表したように、制御部１６は、第２パルス信号の静電容量値及び第３パルス信号の静電容量値が変動し、第１パルス信号の静電容量値のみが変動していない場合には、第２パルス信号の静電容量値及び第３パルス信号の静電容量値を平均値の計算から除外し、第１パルス信号の静電容量値のみから各位相の直近の静電容量値を選択し、各位相の直近の静電容量値の平均値を算出する。これは、第２パルス信号の静電容量値のみが変動していない場合、及び第３パルス信号の静電容量値のみが変動していない場合も同様である。

制御部１６は、各静電容量値の平均値に対して閾値を設定し、平均値が閾値を超えない場合に、人体ＨＢが無いと判定し、平均値が閾値を超えた場合に、人体ＨＢが有ると判定する。

図１４は、第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表すフローチャートである。
図１４に表したように、制御部１６は、人体ＨＢの検知を開始すると、検知電極１２の静電容量の検知の周期が経過したか否かを判定する（図１４のステップＳ３０１）。上記のように、制御部１６は、例えば、交流電源ＰＳの交流電圧の一周期に所定位相を加算又は減算することにより、検知電極１２の静電容量の検知の周期を設定し、設定した周期が経過したか否かを判定する。

制御部１６は、所定の周期であると判定すると、送信周波数設定部２４に送信周波数設定信号を入力することにより、周波数の異なる複数のパルス信号を所定の順序で検知回路１４ａから検知電極１２に送信させるように送信周波数設定部２４に設定する（図１４のステップＳ３０２）。

制御部１６は、周波数を設定した後、送信パルス出力部２０に送信指示を入力する。検知回路１４ａは、送信指示の入力を受けると、制御部１６から入力された送信周波数設定信号に応じて切替スイッチ４０の切り替えの周波数を変化させることにより、周波数の異なる複数のパルス信号を所定の順序で検知電極１２に送信する（図１４のステップＳ３０３）。

制御部１６は、パルス信号のパルスの数が所定数に達したか否かを判定し、パルスの数が所定数に達するまで検知回路１４ａから検知電極１２へのパルス信号の出力を行う（図１４のステップＳ３０４）。

制御部１６は、パルスの数が所定数に達したと判定した後、検知電極１２の静電容量の検知結果を検知回路１４ａから取得する（図１４のステップＳ３０５）。制御部１６は、例えば、積分回路５０の積分値を検知電極１２の静電容量の検知結果として取得する。

制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知結果を取得した後、取得した静電容量値のデータを記憶する（図１４のステップＳ３０６）。

図１５は、第２の実施形態にかかる人体検知センサの動作の一例を模式的に表す説明図である。
図１５に表したように、制御部１６は、検知電極１２の静電容量の検知結果を取得すると、取得した最新の静電容量値のデータと、検知の開始のタイミングにおける位相の関係と、パルス信号の周波数と、を関連付けて記憶する。なお、位相は、前述のように、最初の検知のタイミングの位相を０°とし、検知毎に所定位相（この例では６０°）ずつずれる相対的な位相であり、必ずしも交流電源ＰＳの交流電圧の位相と同期する位相ではない。また、制御部１６は、静電容量値と位相と周波数とを制御部１６の内部のメモリに記憶させてもよいし、接続された外部の記憶部などに記憶させてもよい。

制御部１６は、静電容量値と位相と周波数とを関連付けたデータを複数記憶する。制御部１６は、例えば、最新のデータを記憶する際に、最も古いデータを消去する。これにより、データ量が過度に増えてしまうことを抑制することができる。図１５では、１８個のデータを記憶する例を示している。前述のように、この例では、６つの位相と３つの周波数で、１８通りの組み合わせの静電容量値が取得される。従って、この場合には、制御部１６は、位相及び周波数の各組合せに応じた、少なくとも１８個のデータを記憶することが好ましい。制御部１６が記憶するデータの数は、位相及び周波数の各組合せに応じた任意の数でよい。

制御部１６は、静電容量値と位相と周波数とを関連付けて記憶した後、ノイズ除去処理を実行する（図１４のステップＳ３０７）。ノイズ除去処理は、図６及び図７に関して説明した処理と同様に行うことができる。制御部１６は、例えば、最新のデータと前回のデータとの差の絶対値が所定の閾値以上と判定した場合には、最新のデータを同じ位相の前回のデータに書き換える。この際、同じ位相の前回のデータの周波数は、最新のデータの周波数と同じでもよいし、異なってもよい。以下、ノイズ除去処理は、図６及び図７の例と同様であるから、詳細な説明は、省略する。

制御部１６は、所定のパルス信号の送信によって静電容量値を取得した際に、今回の静電容量測定で使用したパルス信号と同一の所定のパルス信号の送信によって取得された最新を含む直近複数回の静電容量値を基に、直近複数回の静電容量値の分散を求める（図１４のステップＳ３０８）。なお、分散の計算に用いる静電容量値の値は、少なすぎると分散の意味を持たず、多すぎると演算量が増大するので、３乃至６程度が適当である。

制御部１６は、分散を求めた後、求めた分散が所定の閾値以上か否かを判定する（図１４のステップＳ３０９）。制御部１６は、閾値未満と判定した場合に、今回測定が行われたパルス信号の静電容量値が変動していないと判定する（図１４のステップＳ３１０）。そして、制御部１６は、閾値以上と判定した場合に、今回測定が行われたパルス信号の静電容量値が変動していると判定する（図１４のステップＳ３１１）。

制御部１６は、静電容量値の変動を判定した後、静電容量値の変動の判定結果、及び取得された静電容量値を基に、人体ＨＢの有無を判定する（図１４のステップＳ３１２）。

図１６は、第２の実施形態に係る人体検知センサの動作の一例を模式的に表すフローチャートである。
図１６は、第１パルス信号、第２パルス信号、及び第３パルスの周波数の異なる３つのパルス信号を送信する場合の制御部１６による人体ＨＢの有無の判定動作の一例を模式的に表す。

図１６に表したように、制御部１６は、人体ＨＢの有無の判定を開始すると、まず、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動しているか否かを判定する（図１６のステップＳ４０１）。すなわち図１６は、図１４のステップＳ３１２の判定動作の一例の詳細を示すものである。

制御部１６は、変動していないと判定した場合、続いて、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動しているか否かを判定する（図１６のステップＳ４０２）。

制御部１６は、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値も変動していないと判定した場合、続いて、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動しているか否かを判定する（図１６のステップＳ４０３）。

制御部１６は、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値も変動していないと判定した場合、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値、及び第３パルス信号の送信に基づく静電容量値のそれぞれの静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択する（図１６のステップＳ４０４）。この例では、制御部１６は、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値、及び第３パルス信号の送信に基づく静電容量値のそれぞれの静電容量値から０°、６０°、１２０°、１８０°、２４０°、３００°の各位相の６個の直近の静電容量値を選択する。これは図１３（ａ）の平均値計算データの選択ルールに該当する。

制御部１６は、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していると判定した場合、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値を平均値の算出から除外し、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値及び第２パルス信号の送信に基づく静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択する（図１６のステップＳ４０５）。これは図１３（ｄ）の平均値計算データの選択ルールに該当する。

制御部１６は、ステップＳ４０２において第２パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していると判定した場合、続いて、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動しているか否かを判定する（図１６のステップＳ４０６）。

制御部１６は、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していないと判定した場合、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値を平均値の算出から除外し、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値及び第３パルス信号の送信に基づく静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択する（図１６のステップＳ４０７）。これは図１３（ｃ）の平均値計算データの選択ルールに該当する。

制御部１６は、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していると判定した場合、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値及び第３パルス信号の送信に基づく静電容量値を平均値の算出から除外し、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択する（図１６のステップＳ４０８）。これは図１３（ｅ）の平均値計算データの選択ルールに該当する。

制御部１６は、ステップＳ４０１において第１パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していると判定した場合、続いて、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動しているか否かを判定する（図１６のステップＳ４０９）。

制御部１６は、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していないと判定した場合、続いて、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動しているか否かを判定する（図１６のステップＳ４１０）。

制御部１６は、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値も変動していないと判定した場合、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値を平均値の算出から除外し、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値及び第３パルス信号の送信に基づく静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択する（図１６のステップＳ４１１）。これは図１３（ｂ）の平均値計算データの選択ルールに該当する。

制御部１６は、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していると判定した場合、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値及び第３パルス信号の送信に基づく静電容量値を平均値の算出から除外し、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択する（図１６のステップＳ４１２）。

制御部１６は、ステップＳ４０９において第２パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していると判定した場合、続いて、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動しているか否かを判定する（図１６のステップＳ４１３）。

制御部１６は、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していないと判定した場合、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値及び第２パルス信号の送信に基づく静電容量値を平均値の算出から除外し、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択する（図１６のステップＳ４１４）。

制御部１６は、第３パルス信号の送信に基づく静電容量値が変動していると判定した場合、第１パルス信号の送信に基づく静電容量値、第２パルス信号の送信に基づく静電容量値、及び第３パルス信号の送信に基づく静電容量値のそれぞれの静電容量値から各位相の直近の静電容量値を選択する（図１６のステップＳ４１５）。

制御部１６は、ステップＳ４０４、Ｓ４０５、Ｓ４０７、Ｓ４０８、Ｓ４１１、Ｓ４１２、Ｓ４１４、Ｓ４１５のいずれかで各位相の直近の静電容量値を選択した後、選択した各位相の静電容量値の平均値を算出する（図１６のステップＳ４１６）。

制御部１６は、平均値を算出した後、平均値が所定の閾値を超えたか否かを判定する（図１６のステップＳ４１７）。

制御部１６は、平均値が閾値を超えたと判定した場合、人体ＨＢが有ると判定する（図１６のステップＳ４１８）。制御部１６は、平均値が閾値を超えていないと判定した場合、人体ＨＢが無いと判定する（図１６のステップＳ４１９）。これにより、人体検知センサ１０では、環境ノイズなどの影響を抑制し、人体ＨＢの有無を適切に検知することができる。

以上、説明したように、本実施形態に係る人体検知センサ１０及び検知回路１４ａでは、所定の周期で静電容量の検知を行うとともに、所定の周期毎に周波数の異なる複数のパルス信号を所定の順序で検知電極１２に送信することにより、パルス信号の周波数が環境ノイズの周波数と一致してしまうことを抑制することができる。これにより、複数のパルス信号の送信によって取得される複数の静電容量値を基に人体ＨＢの有無を判定することで、精度良く人体ＨＢの有無を検知することができる。また、所定の周期毎に周波数の異なる複数のパルス信号を所定の順序で検知電極１２に送信することにより、１回のセンシング中に送信周波数を変更する場合などと比べて、特殊なハードウェアなどを用いる必要が無く、コスト増を抑制することができる。従って、コスト増を抑制しつつ、環境ノイズの影響を抑制できる人体検知センサ１０を提供することができる。

また、人体検知センサ１０では、周波数の異なる３つのパルス信号を所定の順序で検知電極１２に送信する。これにより、３つのパルス信号の送信によって取得される３つの静電容量値を基に人体ＨＢの有無を判定することで、精度良く人体ＨＢの有無を検知することができる。なお、周波数の異なる２つのパルス信号を所定の順序で送信することも可能だが、環境ノイズの周波数が、２つのパルス信号のちょうど真ん中の周波数であった場合、２つのパルス信号に基づく静電容量値の変動量が、全く同じになる可能性がある。その場合、どちらのパルス信号に基づく静電容量値を元に人体ＨＢの有無を判定すべきか判断できなくなるが、３つのパルス信号を使えば、（限られた条件ではあるにせよ）このようなケースは起きない。また、４つ以上のパルス信号を送信し、４つ以上の静電容量値を基に人体ＨＢの有無を判定する場合と比べて、３つのパルス信号を送信する方が、人体ＨＢの判定までに必要となる時間を短くし、応答性の低下を抑制することができる。従って、人体検知の精度を向上させつつ、応答性の低下を抑制することができる。

また、人体検知センサ１０では、制御部１６が、所定のパルス信号の送信によって静電容量値を取得した際に、所定のパルス信号の送信によって取得された最新を含む直近複数回の静電容量値を基に、静電容量値の変動を判定し、別のパルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動していない状態で、所定のパルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動している場合に、所定のパルス信号の送信によって取得された静電容量値を人体ＨＢの有無の判定から除外する。これにより、直近複数回の静電容量値の変動が大きく、ノイズを含む可能性の高い静電容量値を人体ＨＢの有無の判定から除外し、人体検知の精度をより向上させることができる。

（第３の実施形態）
図１７は、第３の実施形態に係る人体検知センサを模式的に表すブロック図である。
図１７に表したように、人体検知センサ１０ａでは、検知電極１２が、送信電極１２ａと受信電極１２ｂとを有する。検知回路１４は、送信電極１２ａ及び受信電極１２ｂと電気的に接続され、所定の周波数のパルス信号を送信電極１２ａに送信することにより、受信電極１２ｂとの静電容量の変化を検知する。

人体検知センサ１０ａにおいて、送信電極１２ａにパルス信号を送信すると、送信電極１２ａと受信電極１２ｂとの静電結合により、受信電極１２ｂが受信する電荷量（以下、受信電荷量と称す）が変化する。人体ＨＢが有る状態では、送信電極１２ａと人体ＨＢとの静電結合により、送信電極１２ａから受信電極１２ｂに向かう電気力線の一部が、人体ＨＢに向かうため、送信電極１２ａと受信電極１２ｂの静電結合が減少する。このため、人体ＨＢが有る状態では、人体ＨＢが無い状態と比べて、送信電極１２ａにパルス信号を送信した際の、受信電極１２ｂの受信電荷量が小さくなる。人体検知センサ１０ａは、この受信電荷量の変化により、人体ＨＢの有無を検知する。人体検知センサ１０ａは、いわゆる相互容量型の静電容量式の人体検知センサである。

人体検知センサ１０ａの検知回路１４では、送信電荷量計測部２２が、受信電荷量計測部２６に置き換えられている。受信電荷量計測部２６は、受信電極１２ｂの受信電荷量を検知電極１２の静電容量として計測し、計測した検知電極１２の静電容量を制御部１６に入力する。

人体検知センサ１０ａでは、前述のように、人体ＨＢが有る状態において、人体ＨＢが無い状態よりも受信電荷量が小さくなる。従って、人体検知センサ１０ａの制御部１６は、例えば、検知回路１４によって検知された静電容量値が閾値を超えない場合に、人体ＨＢが有ると判定し、検知回路１４によって検知された静電容量値が閾値を超えた場合に、人体ＨＢが無いと判定する。

人体検知センサ１０ａにおいても、検知電極１２の静電容量の検知の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４に所定の周期で行わせ、所定数Ｎの静電容量値の平均値を算出し、この平均値を基に人体ＨＢの有無を判定することで、検知電極１２の静電容量値における交流電源ＰＳの電位変動の影響を平均化し、交流電源ＰＳの電位変動の影響を抑制することができる。

このように、実施形態に係る人体検知センサは、自己容量型の静電容量式の人体検知センサ１０でもよいし、相互容量型の静電容量式の人体検知センサ１０ａでもよい。

（第４の実施形態）
図１８は、第４の実施形態にかかる便座装置を備えたトイレ装置を模式的に表す斜視図である。
図１８に表したように、トイレ装置１００は、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）１０４と、その上に設けられた便座装置１１０と、を備える。便座装置１１０は、本体部１１２と、便座１１４と、便蓋１１６と、を有する。

以下の実施形態の説明では、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「右側方」、及び「左側方」を用いるが、これらの方向は、図１８に表すように、便座１１４に座った使用者から見た方向である。

便器１０４は、下方に向けて窪んだボウル部１０４ａを有する。便器１０４は、ボウル部１０４ａにおいて使用者の尿や便などの***物を受ける。便座装置１１０の本体部１１２は、便器１０４のボウル部１０４ａよりも後方の上部に設けられる。本体部１１２は、便座１１４及び便蓋１１６を開閉可能に軸支している。

便座１１４は、開口部１１４ａを有する。便座１１４は、ボウル部１０４ａの外縁を囲むように便器１０４の上に設けられ、開口部１１４ａを介してボウル部１０４ａを露呈させる。これにより、使用者は、便座１１４に座った状態でボウル部１０４ａに***を行うことができる。この例では、貫通孔状の開口部１１４ａが形成された、いわゆるＯ型の便座１１４を示している。便座１１４は、Ｏ型に限ることなく、Ｕ字型などでもよい。

便座装置１１０は、便座１１４の着座面を温める便座１１４の暖房機能を有する。また、便座装置１１０は、便座１１４に座った使用者の「おしり」などの局部を洗浄する衛生洗浄機能を有する。便座装置１１０は、換言すれば、衛生洗浄装置である。但し、便座装置１１０は、必ずしも衛生洗浄機能や暖房機能を有しなくてもよい。便座装置１１０は、例えば、暖房機能のみを有する暖房便座装置でもよい。

便座装置１１０は、人体局部の洗浄を行うためのノズル１２０を有する。ノズル１２０は、本体部１１２に設けられ、本体部１１２内に収納された位置と、本体部１１２からボウル部１０４ａ内に進出した位置と、に進退移動する。なお、図１８では、ノズル１２０がボウル部１０４ａ内に進出した状態を表している。

本体部１１２は、リモコンなどの操作部１０６と通信可能に構成されている。本体部１１２と操作部１０６との間の通信は、有線通信でもよいし、無線通信でもよい。本体部１１２は、例えば、操作部１０６からの操作指示の入力に応じてノズル１２０をボウル部１０４ａ内に進出させる。

ノズル１２０は、人体局部に向けて水を吐出し、人体局部の洗浄を行う。ノズル１２０の先端部には、ビデ洗浄吐水口１２０ａ及びおしり洗浄吐水口１２０ｂが設けられている。ノズル１２０は、その先端に設けられたビデ洗浄吐水口１２０ａから水を噴射して、便座１１４に座った女性の女性局部を洗浄することができる。あるいは、ノズル１２０は、その先端に設けられたおしり洗浄吐水口１２０ｂから水を噴射して、便座１１４に座った使用者の「おしり」を洗浄することができる。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。

「おしり」を洗浄するモードのなかには、例えば、「おしり洗浄」と、「おしり洗浄」よりもソフトな水流で優しく洗浄する「やわらか洗浄」と、が含まれる。ノズル１２０は、例えば、「ビデ洗浄」と、「おしり洗浄」と、「やわらか洗浄」と、を実行することができる。

なお、図１８に表したノズル１２０では、ビデ洗浄吐水口１２０ａがおしり洗浄吐水口１２０ｂよりもノズル１２０の先端側に設けられているが、ビデ洗浄吐水口１２０ａおよびおしり洗浄吐水口１２０ｂの設置位置は、これだけに限定されるわけではない。ビデ洗浄吐水口１２０ａは、おしり洗浄吐水口１２０ｂよりもノズル１２０の後端側に設けられていてもよい。また、図１８に表したノズル１２０では、２つの吐水口が設けられているが、３つ以上の吐水口が設けられていてもよい。

図１９は、第４の実施形態に係る便座の一部を模式的に表す断面図である。
図１９は、図１８のＡ１－Ａ２線断面を模式的に表す。
図１９に表したように、便座１１４は、内部空間ＳＰを有する。換言すれば、便座１１４は、中空状である。便座１１４は、例えば、上板１３０と下板１３２とを有し、上板１３０と下板１３２とを接合することにより、上板１３０と下板１３２との間に内部空間ＳＰを形成する。上板１３０は、使用者が着座する着座面１３０ａと、下板１３２と対向する内表面１３０ｂと、を有する。内表面１３０ｂは、換言すれば、内部空間ＳＰ内において着座面１３０ａと反対側を向く面である。上板１３０と下板１３２との接合は、接着剤を用いた接着でもよいし、振動溶着などを用いた溶着などでもよい。但し、便座１１４の構成は、上記に限ることなく、少なくとも内部空間ＳＰと着座面１３０ａと内表面１３０ｂとを有する任意の構成でよい。

図２０は、第４の実施形態にかかる便座装置の電気的構成を模式的に表すブロック図である。
図２０に表したように、便座装置１１０は、人体検知センサ２００と、制御部２０２と、ヒータ２０４と、電源回路２０６と、制御負荷２０８と、を備える。

人体検知センサ２００は、便座１１４に着座した人体を検知する。人体検知センサ２００は、検知電極１２と検知回路１４とを有する。この人体検知センサ２００の検知電極１２及び検知回路１４には、上記各実施形態に関して説明した人体検知センサ１０、１０ａのものと同じものを用いることができる。

制御部２０２は、便座装置１１０の各部の動作を統括的に制御する。制御部２０２は、検知回路１４及び制御負荷２０８と電気的に接続され、人体検知センサ２００（検知回路１４）及び制御負荷２０８の動作を制御する。このように、制御部２０２は、人体検知センサ２００とは別に設けてもよい。

便座装置１１０は、例えば、複数の制御負荷２０８を有する。制御負荷２０８は、例えば、ノズル１２０を進退移動させるためのモーターや、ノズル１２０への水の供給（ノズル１２０からの吐水）及びノズル１２０への水の供給の停止を切り替えるための電磁弁などである。制御負荷２０８は、例えば、ノズル１２０に供給する水を加熱する熱交換器、ビデ洗浄吐水口１２０ａ及びおしり洗浄吐水口１２０ｂの経路の切り替えを行う切替弁、及びボウル部１０４ａ内の空気を吸引して脱臭する脱臭装置などをさらに含んでもよい。制御負荷２０８は、電源回路２０６から供給される直流電圧によって動作するとともに、制御部２０２によって動作を制御される任意の機器でよい。

制御部２０２は、例えば、図示を省略した通信回路などを介して操作部１０６と通信可能に接続される。制御部２０２には、例えば、ノズル１２０による局部洗浄の実行及び局部洗浄の停止など、操作部１０６の操作に応じた種々の操作指示が入力される。制御部２０２は、操作部１０６から入力された操作指示に応じて制御負荷２０８の動作を制御する。これにより、制御部２０２は、操作部１０６の操作に応じて、ノズル１２０による局部洗浄の実行及び局部洗浄の停止などを制御する。

検知回路１４は、制御部２０２の制御に基づいて便座１１４への着座を検知し、検知結果を制御部２０２に入力する。制御部２０２は、検知回路１４による着座の検知を制御するとともに、検知回路１４の検知結果に基づいて、便座１１４に人が着座しているか否かを判定する。制御部２０２は、操作部１０６から入力される操作指示及び検知回路１４の検知結果に基づいて複数の制御負荷２０８の動作を制御する。

制御部２０２は、検知回路１４によって便座１１４への着座が検知されている場合に、操作部１０６からの操作指示に応じて所定の制御負荷２０８を動作させる。一方、制御部２０２は、検知回路１４によって便座１１４への着座が検知されていない場合には、操作部１０６から操作指示が入力されたとしても、所定の制御負荷２０８を動作させない。制御部２０２は、例えば、着座が検知されていない場合には、ノズル１２０による局部洗浄を行わないようにする。これにより、使用者などが便座１１４に着座していない状態においてノズル１２０から水が吐出されてしまうことを抑制することができる。

また、例えば、脱臭装置を制御負荷２０８とする場合には、制御部２０２は、検知回路１４による便座１１４への着座の検知に応答して、制御負荷２０８を動作させる。このように、制御部２０２は、検知回路１４の検知結果に基づく制御負荷２０８の動作の状態を、制御負荷２０８の種類に応じて変化させる。制御部２０２は、検知回路１４の検知結果に応じて制御負荷２０８を動作させたり、制御負荷２０８の動作を禁止したりする。

ヒータ２０４は、便座１１４を温める。すなわち、ヒータ２０４は、便座１１４の暖房機能を提供する。

電源回路２０６は、電源端子２１０を介して交流電源ＰＳと電気的に接続される。電源回路２０６は、交流電源ＰＳから供給される交流電圧を直流電圧に変換し、変換後の直流電圧を人体検知センサ２００（検知回路１４）、制御部２０２、及び制御負荷２０８に供給する。電源回路２０６の構成は、上記実施形態で示した電源回路１８の構成と同様とすることができる。

ヒータ２０４は、電源端子２１０と接続されている。これにより、ヒータ２０４には、交流電源ＰＳから供給された交流電圧が印加される。また、ヒータ２０４と電源端子２１０との間には、ヒータ２０４への交流電圧の印加及び印加の停止を切り替えるためのスイッチング素子２２０が設けられている。スイッチング素子２２０は、制御部２０２と接続されている。制御部２０２は、スイッチング素子２２０のオン・オフの切り替えを制御する。換言すれば、制御部２０２は、ヒータ２０４への通電（交流電圧の印加及び印加の停止）を制御する。

制御部２０２は、例えば、便座１１４の着座面１３０ａの温度が、操作部１０６の操作などによって設定された所定の設定温度となるように、ヒータ２０４への通電を制御する。また、制御部２０２は、例えば、検知回路１４によって着座が検知されていない場合には、便座１１４の着座面１３０ａの温度を設定温度よりも低くする。そして、制御部２０２は、検知回路１４によって着座が検知された場合に、便座１１４の着座面１３０ａの温度を設定温度まで昇温する。これにより、不使用時における不要な電力の消費を抑え、便座装置１１０の消費電力を抑えることができる。

制御部２０２は、例えば、交流電圧の複数の半波を１単位とするパターン制御方式によってヒータ２０４への通電を制御する。制御部２０２は、例えば、ゼロクロス点の検出結果に応じてヒータ２０４への通電及び通電の停止を切り替える。制御部２０２は、例えば、着座面１３０ａの温度を上昇させる場合などに、通電する半波の数を増やし、着座面１３０ａの温度を保温する場合や下げる場合などに、通電する半波の数を減らす。これにより、着座面１３０ａの温度を所望の温度に制御することができる。

図２１は、第４の実施形態にかかる便座を模式的に表す平面図である。
図２２は、第４の実施形態にかかる便座の一部を模式的に表す部分断面図である。
図２１及び図２２に表したように、ヒータ２０４は、内部空間ＳＰに設けられ、外部からの交流電圧の印加により、内表面１３０ｂを介して着座面１３０ａを内側から温める。ヒータ２０４は、電流を流すことによって発熱する。ヒータ２０４は、例えば、電熱線である。

検知電極１２は、内表面１３０ｂに設けられる。検知電極１２は、例えば、シート状である。ヒータ２０４は、例えば、コード状である。検知電極１２の面積は、ヒータ２０４の面積よりも大きい。これにより、検知電極１２は、ヒータ２０４の熱を内表面１３０ｂに拡散させる。このように、検知電極１２は、内表面１３０ｂに設けられ、便座１１４への着座の有無に応じて静電容量を変化させるとともに、ヒータ２０４よりも大きい面積を有し、ヒータ２０４の熱を内表面１３０ｂに拡散させる。すなわち、検知電極１２は、便座１１４への着座の有無を検知する電極として機能するとともに、ヒータ２０４の熱を内表面１３０ｂに拡散させる熱拡散シートとしても機能する。

検知電極１２とヒータ２０４との間には、第１接着剤２４０が設けられている。第１接着剤２４０は、検知電極１２とヒータ２０４とを接合する。

検知電極１２と、上板１３０の内表面１３０ｂと、の間には、第２接着剤２４２が設けられている。第２接着剤２４２は、検知電極１２と、上板１３０の内表面１３０ｂと、を接合する。これにより、検知電極１２は、上板１３０の内表面１３０ｂに設けられる。

検知電極１２は、導体である。検知電極１２は、例えば、金属箔である。金属箔の熱伝導率は、上板１３０の熱伝導率よりも高い。検知電極１２としては、例えばアルミニウム箔や銅箔などが挙げられる。

図２１に表したように、ヒータ２０４は、検知電極１２において蛇行し、検知電極１２の略全体にわたって配置される。また、図１９に表したように、検知電極１２は、上板１３０の内表面１３０ｂの略全体にわたって設けられている。ヒータ２０４は、上板１３０の内表面１３０ｂの下において蛇行し、内表面１３０ｂの略全体にわたって配置される。このように、コード状のヒータ２０４は、曲げながら内表面１３０ｂに設けられる。なお、ヒータ２０４は、コード状に限ることなく、シート状などでもよい。ヒータ２０４の構成は、着座面１３０ａを内側から温めることができる任意の構成でよい。

以上、説明したように、本実施形態に係る便座装置１１０では、検知電極１２の静電容量の検知の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４に所定の周期で行わせ、所定数Ｎの静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果を用いて平均値を算出し、平均値を基に、人体ＨＢの有無を判定することにより、交流電源ＰＳによる電位変動の影響を抑制し、電位変動の影響による誤検知の発生を抑制することができる。

また、便座装置１１０では、検知電極１２が、便座１１４の内表面１３０ｂに設けられ、便座１１４への着座の有無に応じて静電容量を変化させるとともに、ヒータ２０４よりも大きい面積を有し、ヒータ２０４の熱を内表面１３０ｂに拡散させる。これにより、ヒータ２０４の熱を内表面１３０ｂに拡散させる熱拡散シートの機能を検知電極１２に持たせることができ、便座１１４の着座面１３０ａを温める場合にも部品点数の増加を抑制することができる。また、検知電極１２の静電容量の検知の開始のタイミングを交流電源ＰＳの交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、検知電極１２の静電容量の検知を検知回路１４に所定の周期で行わせ、所定数Ｎの静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果を用いて平均値を算出し、平均値を基に、人体ＨＢの有無を判定することにより、ヒータ２０４からの電位変動の影響も抑制することができる。

図２３は、第４の実施形態にかかる便座の変形例を模式的に表す平面図である。
図２３に表したように、この例において、便座１１４は、熱拡散シート２５０をさらに有する。熱拡散シート２５０は、便座１１４の内表面１３０ｂに設けられ、ヒータ２０４よりも大きい面積を有し、ヒータ２０４の熱を内表面１３０ｂに拡散させる。熱拡散シート２５０は、換言すれば、上記実施形態の検知電極１２を置き換えたものである。また、熱拡散シートは、その目的から熱伝導率の大きい材質が望ましく、自由電子が良好な熱伝導をもたらすため、結果として、金属箔のような電気伝導体が適している。

この例において、検知電極１２は、便座１１４の内表面１３０ｂに熱拡散シート２５０と重ねて設けられる。この場合、検知電極１２は、熱拡散シート２５０の上に重ねてもよいし、熱拡散シート２５０の下に重ねてもよい。換言すれば、熱拡散シート２５０と内表面１３０ｂとの間に検知電極１２を設けてもよいし、反対に、検知電極１２と内表面１３０ｂとの間に熱拡散シート２５０を設けてもよい。いずれの配置においても、金属である熱拡散シート２５０は人体ＨＢと静電結合し、検知電極１２とも静電結合するので、検知電極１２から熱拡散シート２５０を経由して人体ＨＢとの静電容量を測定することが可能となる。或いは、熱拡散シート２５０の、検知電極１２と重なる部分のみを切り欠いて、熱拡散シート２５０の静電的な影響を除いてもよい。また、この場合、検知電極１２の面積は、例えば、熱拡散シート２５０の面積よりも小さい。

このように、検知電極１２は、熱拡散シート２５０とは別に設けてもよい。検知電極１２は、必ずしもヒータ２０４の熱を拡散させる機能を有しなくてもよい。検知電極１２の配置は、必ずしも内表面１３０ｂでなくてもよい。検知電極１２の配置は、便座１１４に着座した人体ＨＢを適切に検知することができる任意の位置でよい。

以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、人体検知センサ１０や便座装置１１０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０、１０ａ 人体検知センサ、 １２ 検知電極、 １２ａ 送信電極、 １２ｂ 受信電極、 １４、１４ａ 検知回路、 １６ 制御部、 ２０ 送信パルス出力部、 ２２ 送信電荷量計測部、 ２４ 送信周波数設定部、 ２６ 受信電荷量計測部、 ３０ 電源端子、 ３１ 整流回路、 ３２ 平滑コンデンサ、 ３３ 変換回路、 ３４ トランス、 ３５～３７ コンデンサ、 ４０ 切替スイッチ、 ４１ 基準電圧源、 ４２ 保護抵抗、 ４３ 駆動回路、 ５０ 積分回路、 ５１ オペアンプ、 ５２ コンデンサ、 ５３ リセットスイッチ、 １００ トイレ装置、 １０４ 便器、 １０６ 操作部、 １１０ 便座装置、 １１２ 本体部、 １１４ 便座、 １１６ 便蓋、 １２０ ノズル、 １３０ 上板、 １３０ａ 着座面、 １３０ｂ 内表面、 １３２ 下板、 ２００ 人体検知センサ、 ２０２ 制御部、 ２０４ ヒータ、 ２０６ 電源回路、 ２０８ 制御負荷、 ２１０ 電源端子、 ２２０ スイッチング素子、 ２４０ 第１接着剤、 ２４２ 第２接着剤、 ２５０ 熱拡散シート

Claims (7)

1. 人体の有無に応じて静電容量が変化する検知電極と、
   前記検知電極と電気的に接続され、所定の周波数のパルス信号を前記検知電極に送信することにより、前記検知電極の静電容量の変化を検知する検知回路と、
   前記検知回路による静電容量の検知を制御するとともに、検知された静電容量を基に、人体の有無を判定する制御部と、
   交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の前記直流電力を前記検知回路及び前記制御部に供給する電源回路と、
   を備え、
   前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを前記交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、前記検知電極の静電容量の検知を前記検知回路に所定の周期で行わせ、
   前記所定位相は、前記交流電源の交流電圧の一周期を所定数で均等に分けた位相に相当し、
   前記制御部は、前記所定数の静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果の平均値を基に、前記人体の有無を判定し、
   前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知結果を取得した際に、取得した最新の静電容量値と前記所定数前に取得した静電容量値とを比較し、最新の静電容量値と前記所定数前の静電容量値との差の絶対値が所定の閾値以上である場合に、最新の静電容量値を前記所定数前の静電容量値に書き換え、
   前記制御部は、最新の静電容量値を前記所定数前の静電容量値に書き換える処理を、所定回数以上連続して行わないことを特徴とする人体検知センサ。
2. 人体の有無に応じて静電容量が変化する検知電極と、
   前記検知電極と電気的に接続され、所定の周波数のパルス信号を前記検知電極に送信することにより、前記検知電極の静電容量の変化を検知する検知回路と、
   前記検知回路による静電容量の検知を制御するとともに、検知された静電容量を基に、人体の有無を判定する制御部と、
   交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の前記直流電力を前記検知回路及び前記制御部に供給する電源回路と、
   を備え、
   前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを前記交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、前記検知電極の静電容量の検知を前記検知回路に所定の周期で行わせ、
   前記所定位相は、前記交流電源の交流電圧の一周期を所定数で均等に分けた位相に相当し、
   前記制御部は、前記所定数の静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果の平均値を基に、前記人体の有無を判定し、
   前記検知回路は、周波数の異なる複数の前記パルス信号を前記検知電極に送信可能であり、
   前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを前記交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、前記検知電極の静電容量の検知を前記検知回路に所定の周期で行わせるとともに、周波数の異なる複数の前記パルス信号を所定の順序で前記検知回路から前記検知電極に送信させることを特徴とする人体検知センサ。
3. 前記制御部は、静電容量の検知が行われる毎に、直近の前記所定数の静電容量の検知結果の平均値を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の人体検知センサ。
4. 前記制御部は、所定の前記パルス信号の送信によって静電容量値を取得した際に、前記所定のパルス信号の送信によって取得された最新を含む直近複数回の前記静電容量値を基に、前記静電容量値の変動を判定し、別の前記パルス信号の送信によって取得された静電容量値が変動していない状態で、前記所定のパルス信号の送信によって取得された前記静電容量値が変動している場合に、前記所定のパルス信号の送信によって取得された前記静電容量値を人体の有無の判定から除外することを特徴とする請求項２記載の人体検知センサ。
5. 便座と、
   前記便座に着座した人体を検知する人体検知センサと、
   前記人体検知センサの動作を制御する制御部と、
   交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の前記直流電力を前記人体検知センサ及び前記制御部に供給する電源回路と、
   を備え、
   前記人体検知センサは、
   人体の有無に応じて静電容量が変化する検知電極と、
   前記検知電極と電気的に接続され、所定の周波数のパルス信号を前記検知電極に送信することにより、前記検知電極の静電容量の変化を検知する検知回路と、
   を有し、
   前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを前記交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、前記検知電極の静電容量の検知を前記検知回路に所定の周期で行わせ、
   前記所定位相は、前記交流電源の交流電圧の一周期を所定数で均等に分けた位相に相当し、
   前記制御部は、前記所定数の静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果の平均値を基に、前記人体の有無を判定し、
   前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知結果を取得した際に、取得した最新の静電容量値と前記所定数前に取得した静電容量値とを比較し、最新の静電容量値と前記所定数前の静電容量値との差の絶対値が所定の閾値以上である場合に、最新の静電容量値を前記所定数前の静電容量値に書き換え、
   前記制御部は、最新の静電容量値を前記所定数前の静電容量値に書き換える処理を、所定回数以上連続して行わないことを特徴とする便座装置。
6. 便座と、
   前記便座に着座した人体を検知する人体検知センサと、
   前記人体検知センサの動作を制御する制御部と、
   交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換し、変換後の前記直流電力を前記人体検知センサ及び前記制御部に供給する電源回路と、
   を備え、
   前記人体検知センサは、
   人体の有無に応じて静電容量が変化する検知電極と、
   前記検知電極と電気的に接続され、所定の周波数のパルス信号を前記検知電極に送信することにより、前記検知電極の静電容量の変化を検知する検知回路と、
   を有し、
   前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを前記交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、前記検知電極の静電容量の検知を前記検知回路に所定の周期で行わせ、
   前記所定位相は、前記交流電源の交流電圧の一周期を所定数で均等に分けた位相に相当し、
   前記制御部は、前記所定数の静電容量の検知結果のうちの少なくともいずれかの検知結果の平均値を基に、前記人体の有無を判定し、
   前記検知回路は、周波数の異なる複数の前記パルス信号を前記検知電極に送信可能であり、
   前記制御部は、前記検知電極の静電容量の検知の開始のタイミングを前記交流電源の交流電圧の周期に対して所定位相ずつずらすように、前記検知電極の静電容量の検知を前記検知回路に所定の周期で行わせるとともに、周波数の異なる複数の前記パルス信号を所定の順序で前記検知回路から前記検知電極に送信させることを特徴とする便座装置。
7. 前記便座を温めるヒータをさらに備え、
   前記便座は、内部空間を有するとともに、着座面と、前記内部空間内において前記着座面と反対側を向く内表面と、を有し、
   前記ヒータは、前記内部空間に設けられ、前記内表面を介して前記着座面を内側から温め、
   前記検知電極は、前記内表面に設けられ、前記便座への着座の有無に応じて静電容量が変化するとともに、前記ヒータよりも大きい面積を有し、前記ヒータの熱を前記内表面に拡散させることを特徴とする請求項５又は６に記載の便座装置。

Images