JPH04256807A - 距離センサおよびこれを利用した洗浄装置 - Google Patents
距離センサおよびこれを利用した洗浄装置Info
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- JPH04256807A JPH04256807A JP3017704A JP1770491A JPH04256807A JP H04256807 A JPH04256807 A JP H04256807A JP 3017704 A JP3017704 A JP 3017704A JP 1770491 A JP1770491 A JP 1770491A JP H04256807 A JPH04256807 A JP H04256807A
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Landscapes
- Sanitary Device For Flush Toilet (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、距離センサおよびこれ
を利用した便器あるいは洗面台用の洗浄装置に関する。
を利用した便器あるいは洗面台用の洗浄装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の便器用あるいは洗面台用の洗浄装
置に用いられる距離センサは、赤外線発光ダイオードと
フオトダイオードを組み合わせて成る。
置に用いられる距離センサは、赤外線発光ダイオードと
フオトダイオードを組み合わせて成る。
【0003】赤外線発光ダイオードにて発光された光は
、使用者あるいは使用者の手にて反射され、フオトダイ
オードに入射する。ここで、使用者がセンサに近ければ
、フオトダイオードへの入射光量は多くなり、使用者が
センサから遠ければ、フオトダイオードへの入射光量は
少なくなる。
、使用者あるいは使用者の手にて反射され、フオトダイ
オードに入射する。ここで、使用者がセンサに近ければ
、フオトダイオードへの入射光量は多くなり、使用者が
センサから遠ければ、フオトダイオードへの入射光量は
少なくなる。
【0004】このことから、フオトダイオードの出力電
流の大小を検出して使用者との距離情報を得、出力電流
がある値より大きければ、自動的に小便器を水洗する、
あるいは洗面台の水道の水が出るようにしている。
流の大小を検出して使用者との距離情報を得、出力電流
がある値より大きければ、自動的に小便器を水洗する、
あるいは洗面台の水道の水が出るようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の距離セ
ンサは、フオトダイオードの入射光量の大小を検出して
使用者との距離情報を得る方式であるため、使用者の服
の色、背景(バツクグラウンド)の色(反射率)、赤外
線発光ダイオードの経時変化による出力劣化等の影響に
より、フオトダイオードへの入射光量が変化し、洗浄装
置が誤動作することがある。
ンサは、フオトダイオードの入射光量の大小を検出して
使用者との距離情報を得る方式であるため、使用者の服
の色、背景(バツクグラウンド)の色(反射率)、赤外
線発光ダイオードの経時変化による出力劣化等の影響に
より、フオトダイオードへの入射光量が変化し、洗浄装
置が誤動作することがある。
【0006】例えば、使用者の服の色が黒いと、フオト
ダイオードへの入射光量が少なくなるため、小便器の自
動水洗ができなかつたりする。
ダイオードへの入射光量が少なくなるため、小便器の自
動水洗ができなかつたりする。
【0007】また、洗面台の陶器が水でぬれると、陶器
からの反射光量が多くなり、手があると誤つて判断して
しまい、水が出たままになつてしまつたりする。
からの反射光量が多くなり、手があると誤つて判断して
しまい、水が出たままになつてしまつたりする。
【0008】さらに、赤外線発光ダイオードが経時変化
により劣化し、発光量が少なくなつてくると、所定の位
置に使用者あるいは使用者の手が存在してもフオトダイ
オードへの入射光が少なくなつてしまい、便器を自動水
洗しない、あるいは洗面台の水が出ない場合がある。
により劣化し、発光量が少なくなつてくると、所定の位
置に使用者あるいは使用者の手が存在してもフオトダイ
オードへの入射光が少なくなつてしまい、便器を自動水
洗しない、あるいは洗面台の水が出ない場合がある。
【0009】本発明は、上記に鑑み、使用者の服の色、
背景の色、発光素子の経時変化による出力劣化等に影響
を受けずに確実に使用者との距離を検出し、洗浄装置の
誤動作を防止する距離センサおよびこれを利用した洗浄
装置の提供を目的とする。
背景の色、発光素子の経時変化による出力劣化等に影響
を受けずに確実に使用者との距離を検出し、洗浄装置の
誤動作を防止する距離センサおよびこれを利用した洗浄
装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】(1)本発明請求項1に
よる課題解決手段は、図1ないし図3の如く、発光素子
1と、受光素子とを備え、発光素子1から被検出物体M
に投光し、被検出物体Mからの反射光が受光素子に入射
する位置から被検出物体Mとの距離を検出する距離セン
サであつて、前記受光素子は、その両端から得られる光
電流が光の入射位置に比例するよう構成された半導***
置検出素子2から成る距離センサにおいて、半導***置
検出素子2の両端から得られる光電流を信号処理する信
号処理回路7が設けられ、信号処理回路7は、両端光電
流を夫々電圧に変換する電流電圧変換回路部8と、電流
電圧変換回路部8で得た各変換電圧を減算して両端光電
流の減算値に対応した減算出力電圧を演算する減算回路
部9と、電流電圧変換回路部8で得た各変換電圧を加算
して両端光電流の加算値に対応した加算出力電圧を演算
する加算回路部10とを備え、該減算回路部9で得られ
た減算出力電圧と、加算回路部10で得られた加算出力
電圧との比をとることで、両端光電流の減算値と加算値
との比を演算し、半導***置検出素子2に入射する光の
位置を検出するよう構成されたものである。
よる課題解決手段は、図1ないし図3の如く、発光素子
1と、受光素子とを備え、発光素子1から被検出物体M
に投光し、被検出物体Mからの反射光が受光素子に入射
する位置から被検出物体Mとの距離を検出する距離セン
サであつて、前記受光素子は、その両端から得られる光
電流が光の入射位置に比例するよう構成された半導***
置検出素子2から成る距離センサにおいて、半導***置
検出素子2の両端から得られる光電流を信号処理する信
号処理回路7が設けられ、信号処理回路7は、両端光電
流を夫々電圧に変換する電流電圧変換回路部8と、電流
電圧変換回路部8で得た各変換電圧を減算して両端光電
流の減算値に対応した減算出力電圧を演算する減算回路
部9と、電流電圧変換回路部8で得た各変換電圧を加算
して両端光電流の加算値に対応した加算出力電圧を演算
する加算回路部10とを備え、該減算回路部9で得られ
た減算出力電圧と、加算回路部10で得られた加算出力
電圧との比をとることで、両端光電流の減算値と加算値
との比を演算し、半導***置検出素子2に入射する光の
位置を検出するよう構成されたものである。
【0011】(2)請求項2による課題解決手段は、図
4の如く、発光素子1と、受光素子とを備え、発光素子
1から被検出物体Mに投光し、被検出物体Mからの反射
光が受光素子に入射する位置から被検出物体Mとの距離
を検出する距離センサであつて、前記受光素子は、その
両端から得られる光電流が光の入射位置に比例するよう
構成された半導***置検出素子2から成る距離センサに
おいて、半導***置検出素子2の両端から得られる光電
流を信号処理する信号処理回路7が設けられ、該信号処
理回路7は、両端光電流の対数をとり夫々電圧に変換す
る対数変換回路部20を備え、該対数変換回路部20で
得た各変換電圧の比をとることで、両端光電流の差を演
算し、半導***置検出素子2に入射する光の位置を検出
するものである。
4の如く、発光素子1と、受光素子とを備え、発光素子
1から被検出物体Mに投光し、被検出物体Mからの反射
光が受光素子に入射する位置から被検出物体Mとの距離
を検出する距離センサであつて、前記受光素子は、その
両端から得られる光電流が光の入射位置に比例するよう
構成された半導***置検出素子2から成る距離センサに
おいて、半導***置検出素子2の両端から得られる光電
流を信号処理する信号処理回路7が設けられ、該信号処
理回路7は、両端光電流の対数をとり夫々電圧に変換す
る対数変換回路部20を備え、該対数変換回路部20で
得た各変換電圧の比をとることで、両端光電流の差を演
算し、半導***置検出素子2に入射する光の位置を検出
するものである。
【0012】(3)請求項3による課題解決手段は、請
求項1,2記載の距離センサが小便器に取り付けられ、
該距離センサにて使用者と便器との距離が検出され、使
用者が便器から一定距離範囲内に立つた時に小便器が水
洗されるものである。
求項1,2記載の距離センサが小便器に取り付けられ、
該距離センサにて使用者と便器との距離が検出され、使
用者が便器から一定距離範囲内に立つた時に小便器が水
洗されるものである。
【0013】(4)請求項4による課題解決手段は、請
求項1,2記載の距離センサが便座を有する便器に取り
付けられ、該距離センサにて使用者と便座との距離が検
出され、使用者が便座に座つている時のみ使用者の臀部
が水洗可能とされ、用済後に使用者が便座から離れた時
に便器が水洗されるものである。
求項1,2記載の距離センサが便座を有する便器に取り
付けられ、該距離センサにて使用者と便座との距離が検
出され、使用者が便座に座つている時のみ使用者の臀部
が水洗可能とされ、用済後に使用者が便座から離れた時
に便器が水洗されるものである。
【0014】(5)請求項5による課題解決手段は、請
求項1,2記載の距離センサが洗面台に取り付けられ、
該距離センサにて使用者と洗面台との距離が検出され、
使用者が洗面台から一定距離範囲内にきた時に洗浄水が
出されるものである。
求項1,2記載の距離センサが洗面台に取り付けられ、
該距離センサにて使用者と洗面台との距離が検出され、
使用者が洗面台から一定距離範囲内にきた時に洗浄水が
出されるものである。
【0015】(6)請求項6による課題解決手段は、請
求項5記載の洗浄装置において、洗浄水、乾燥風が順次
出されるものである。
求項5記載の洗浄装置において、洗浄水、乾燥風が順次
出されるものである。
【0016】(7)請求項7による課題解決手段は、請
求項5記載の洗浄装置において、石鹸水、洗浄水、乾燥
風が順次出されるものである。
求項5記載の洗浄装置において、石鹸水、洗浄水、乾燥
風が順次出されるものである。
【0017】
【作用】上記課題解決手段において、発光素子1からの
照射光は、被検出物体(使用者)Mにて反射され半導体
位置検出素子2に入射する。
照射光は、被検出物体(使用者)Mにて反射され半導体
位置検出素子2に入射する。
【0018】この反射光が半導***置検出素子2に入射
する位置は、被検出物体Mと半導***置検出素子2との
距離によつて変化し、被検出物体Mが遠くなると、半導
***置検出素子2に入射する光のスポツト位置が変化す
る。半導***置検出素子2の入射する光の位置が変化す
ると、これに応じて半導***置検出素子2の両端で得ら
れる光電流のバランスが変化する。
する位置は、被検出物体Mと半導***置検出素子2との
距離によつて変化し、被検出物体Mが遠くなると、半導
***置検出素子2に入射する光のスポツト位置が変化す
る。半導***置検出素子2の入射する光の位置が変化す
ると、これに応じて半導***置検出素子2の両端で得ら
れる光電流のバランスが変化する。
【0019】この両端光電流のバランスを信号処理回路
7にて検出することにより、入射光エネルギーに無関係
に入射位置を求めることができる。
7にて検出することにより、入射光エネルギーに無関係
に入射位置を求めることができる。
【0020】したがつて、被検出物体の色、バツクグラ
ウンドの色、発光素子の出力劣化等による距離センサの
誤動作がなくなる。
ウンドの色、発光素子の出力劣化等による距離センサの
誤動作がなくなる。
【0021】
【実施例】〔第一実施例〕図1は本発明第一実施例に係
る小便器用洗浄装置において距離センサによる距離検出
動作を示す原理図、図2は本実施例の洗浄装置に利用さ
れる距離センサの半導***置検出素子の構成を示す断面
図、図3は半導***置検出素子の信号処理回路の電気回
路図である。
る小便器用洗浄装置において距離センサによる距離検出
動作を示す原理図、図2は本実施例の洗浄装置に利用さ
れる距離センサの半導***置検出素子の構成を示す断面
図、図3は半導***置検出素子の信号処理回路の電気回
路図である。
【0022】本実施例の小便器用洗浄装置は、図1の如
く、小便器(図示せず)に、発光素子1と、その両端で
得られる光電流が光の入射位置に比例するよう構成され
た半導***置検出素子(以下、PSD(Positio
n Sensitive Photo Dete
ctor)という)2から成る受光素子とを備えた距離
センサSが取り付けられ、該距離センサSの発光素子1
から使用者Mに投光し、使用者Mからの反射光がPSD
2に入射する位置から使用者との距離を検出し、使用者
Mが小便器から一定距離範囲内に立つた時に小便器を水
洗するよう構成されている。
く、小便器(図示せず)に、発光素子1と、その両端で
得られる光電流が光の入射位置に比例するよう構成され
た半導***置検出素子(以下、PSD(Positio
n Sensitive Photo Dete
ctor)という)2から成る受光素子とを備えた距離
センサSが取り付けられ、該距離センサSの発光素子1
から使用者Mに投光し、使用者Mからの反射光がPSD
2に入射する位置から使用者との距離を検出し、使用者
Mが小便器から一定距離範囲内に立つた時に小便器を水
洗するよう構成されている。
【0023】なお、図1中、3は発光素子1の照射光を
使用者Mに集光するための発光用集光レンズ、4は使用
者Mからの反射光をPSD2に集光するための受光用集
光レンズである。
使用者Mに集光するための発光用集光レンズ、4は使用
者Mからの反射光をPSD2に集光するための受光用集
光レンズである。
【0024】前記PSD2は、シリコンフオトダイオー
ドを応用した光スポツトの位置検出用センサである。こ
れは、ヒジコン、CCD等と異なり非分割型の素子であ
るので、連続した電気信号(X,Y座標信号)が得られ
、位置分解能、応答性に優れている。
ドを応用した光スポツトの位置検出用センサである。こ
れは、ヒジコン、CCD等と異なり非分割型の素子であ
るので、連続した電気信号(X,Y座標信号)が得られ
、位置分解能、応答性に優れている。
【0025】そして、PSD2は、図3の如く、シリコ
ンフオトダイオードPDと抵抗Rを有している。すなわ
ち、図2の如く、平板状シリコンの表面にP層、裏面に
N層、中間にあるI層から構成されており、PSD2に
入射した光は、光電変換され、光電流としてP層(両面
分割型ではP層とN層)に付けられた電極5,6から分
割出力される。
ンフオトダイオードPDと抵抗Rを有している。すなわ
ち、図2の如く、平板状シリコンの表面にP層、裏面に
N層、中間にあるI層から構成されており、PSD2に
入射した光は、光電変換され、光電流としてP層(両面
分割型ではP層とN層)に付けられた電極5,6から分
割出力される。
【0026】PSD2に光スポツトが入射すると、入射
位置には光エネルギーに比例した電荷が発生する。発生
した電荷は、光電流として抵抗層(図2ではP層)を通
り、両端電極5,6から出力される。抵抗層(P層)は
、全面に均一な抵抗値を持つ様に作られていることから
、光電流は電極5,6までの距離に逆比例して分割され
て取り出される。
位置には光エネルギーに比例した電荷が発生する。発生
した電荷は、光電流として抵抗層(図2ではP層)を通
り、両端電極5,6から出力される。抵抗層(P層)は
、全面に均一な抵抗値を持つ様に作られていることから
、光電流は電極5,6までの距離に逆比例して分割され
て取り出される。
【0027】ここで、PSD2の中央から各電極5,6
までの距離を2L、PSD2の中央から入射光の入射位
置までの距離をXA、入射位置から電極5までの距離X
B、光電流をI0とすると、電極5,6から取り出され
る電流I1,I2は次式で示される。
までの距離を2L、PSD2の中央から入射光の入射位
置までの距離をXA、入射位置から電極5までの距離X
B、光電流をI0とすると、電極5,6から取り出され
る電流I1,I2は次式で示される。
【0028】(PSD中心を原点とした場合)
【002
9】
9】
【数1】
【0030】(PSD端を原点とした場合)
【0031
】
】
【数2】
【0032】そして、(1)(2)式または(3)(4
)式より電流I1,I2の減算値と加算値の比は、次式
で示される。
)式より電流I1,I2の減算値と加算値の比は、次式
で示される。
【0033】(PSD中心を原点とした場合)
【003
4】
4】
【数3】
【0035】(PSD端を原点とした場合)
【0036
】
】
【数4】
【0037】上記のように、電流I1,I2の減算値と
加算値の比は(5)(6)式で表されるから、PSD2
では、入射光エネルギーとは無関係に、光の入射位置を
求めることができる。
加算値の比は(5)(6)式で表されるから、PSD2
では、入射光エネルギーとは無関係に、光の入射位置を
求めることができる。
【0038】そこで、PSD2には、電流I1,I2の
減算値と加算値の比を演算して使用者Mからの反射光の
入射位置を求め、使用者との距離情報を得るために、P
SD2の信号電流I1,I2を信号処理する信号処理回
路7が設けられている。
減算値と加算値の比を演算して使用者Mからの反射光の
入射位置を求め、使用者との距離情報を得るために、P
SD2の信号電流I1,I2を信号処理する信号処理回
路7が設けられている。
【0039】この信号処理回路7は、図3の如く、電流
I1,I2を電圧Vo1,Vo2に変換する電流電圧変
換回路部8と、電流電圧変換回路部8で得た変換電圧V
o1,Vo2の減算を行い、電流I1,I2の減算値(
I2−I1)に対応した減算出力電圧VoAを演算する
減算回路部9と、電流電圧変換回路部8で得た変換電圧
Vo1,Vo2の加算を行い電流I1,I2の加算値(
I1+I2)に対応した加算出力電圧VoBを演算する
加算回路部10と、該減算回路部9で得た減算出力電圧
VoAと、加算回路部10で得た加算出力電圧VoBと
の比を取り、電流I1,I2の減算値の比(I2−I1
/I1+I2)を演算し、PSD2に入射する入射位置
を求める入射位置検出回路部11とから構成されている
。
I1,I2を電圧Vo1,Vo2に変換する電流電圧変
換回路部8と、電流電圧変換回路部8で得た変換電圧V
o1,Vo2の減算を行い、電流I1,I2の減算値(
I2−I1)に対応した減算出力電圧VoAを演算する
減算回路部9と、電流電圧変換回路部8で得た変換電圧
Vo1,Vo2の加算を行い電流I1,I2の加算値(
I1+I2)に対応した加算出力電圧VoBを演算する
加算回路部10と、該減算回路部9で得た減算出力電圧
VoAと、加算回路部10で得た加算出力電圧VoBと
の比を取り、電流I1,I2の減算値の比(I2−I1
/I1+I2)を演算し、PSD2に入射する入射位置
を求める入射位置検出回路部11とから構成されている
。
【0040】前記電流電圧変換回路部8は、PSD2の
抵抗Rの一端に接続されたアンプA1と、該アンプA1
に接続された負帰還抵抗R1と、前記抵抗Rの他端に接
続されたアンプA2と、該アンプA2に接続された負帰
還抵抗R1とから構成されている。これにより、変換電
圧Vo1,Vo2は次式で表される。
抵抗Rの一端に接続されたアンプA1と、該アンプA1
に接続された負帰還抵抗R1と、前記抵抗Rの他端に接
続されたアンプA2と、該アンプA2に接続された負帰
還抵抗R1とから構成されている。これにより、変換電
圧Vo1,Vo2は次式で表される。
【0041】
【数5】
【0042】前記減算回路部9は、変換電圧Vo1,V
o2を出力するアンプA1、A2と夫々抵抗R2を介し
て接続されたアンプA3と、該アンプA3に接続された
負帰還抵抗R3と、アンプA2に接続された抵抗R2お
よびグランド間に接続された抵抗R3とから構成されて
いる。これにより、減算値出力電圧VoAは次式で示さ
れる。
o2を出力するアンプA1、A2と夫々抵抗R2を介し
て接続されたアンプA3と、該アンプA3に接続された
負帰還抵抗R3と、アンプA2に接続された抵抗R2お
よびグランド間に接続された抵抗R3とから構成されて
いる。これにより、減算値出力電圧VoAは次式で示さ
れる。
【0043】
【数6】
【0044】前記加算回路部10は、変換電圧Vo1,
Vo2を出力するアンプA1、A2と夫々抵抗R4を介
して接続されたアンプA4と、該アンプA4に接続され
た負帰還抵抗R5と、該出力電圧Vo3を出力するアン
プA4と抵抗R6を介して接続されたアンプA5と、該
アンプA5に接続された負帰還抵抗R7とから構成され
ている。これにより、加算値出力電圧VoBは次式で示
される。
Vo2を出力するアンプA1、A2と夫々抵抗R4を介
して接続されたアンプA4と、該アンプA4に接続され
た負帰還抵抗R5と、該出力電圧Vo3を出力するアン
プA4と抵抗R6を介して接続されたアンプA5と、該
アンプA5に接続された負帰還抵抗R7とから構成され
ている。これにより、加算値出力電圧VoBは次式で示
される。
【0045】
【数7】
【0046】前記入射位置検出回路部11は、演算機能
を有するマイクロコンピユータであつて、上式より加算
値電圧VoAと減算値電圧VoBとの比は、次式で示さ
れる。
を有するマイクロコンピユータであつて、上式より加算
値電圧VoAと減算値電圧VoBとの比は、次式で示さ
れる。
【0047】
【数8】
【0048】上記洗浄装置において、発光素子(赤外線
発光ダイオード)1にて発つせられた光は、図1の如く
、使用者Mにて反射され、PSD2に入射する。この反
射光がPSD2に入射する位置(光のスポツト位置)は
、使用者Mと距離センサSとの距離Dによつて変化し、
使用者Mが距離センサSから遠くなると(Dが長くなる
と)、反射光は図1中の一点鎖線の様になり、PSD2
に入射する光のスポツト位置も変化する。
発光ダイオード)1にて発つせられた光は、図1の如く
、使用者Mにて反射され、PSD2に入射する。この反
射光がPSD2に入射する位置(光のスポツト位置)は
、使用者Mと距離センサSとの距離Dによつて変化し、
使用者Mが距離センサSから遠くなると(Dが長くなる
と)、反射光は図1中の一点鎖線の様になり、PSD2
に入射する光のスポツト位置も変化する。
【0049】PSD2に入射する光の位置が変化すると
、これに応じてPSD2の信号電流I1,I2のバラン
スが変化する。この信号電流I1,I2のバランスを信
号処理回路7にて検出することにより、使用者Mと距離
センサSの距離を検出し、小便器を自動水洗する。
、これに応じてPSD2の信号電流I1,I2のバラン
スが変化する。この信号電流I1,I2のバランスを信
号処理回路7にて検出することにより、使用者Mと距離
センサSの距離を検出し、小便器を自動水洗する。
【0050】すなわち、信号処理回路7にPSD2の信
号電流I1,I2が流れ込むと、電流電圧変換回路部8
にて電流I1,I2を電圧Vo1,Vo2に変換する。 次に、減算回路部9にて変換電圧Vo2,Vo1の減算
を行い、電流I1,I2の減算値I2−I1に対応した
減算値出力電圧VoAを得る。また同時に、加算回路部
10にて変換電圧Vo1,Vo2の加算を行い、電流I
1,I2の加算値I1+I2に対応した加算値出力電圧
VoBを得る。
号電流I1,I2が流れ込むと、電流電圧変換回路部8
にて電流I1,I2を電圧Vo1,Vo2に変換する。 次に、減算回路部9にて変換電圧Vo2,Vo1の減算
を行い、電流I1,I2の減算値I2−I1に対応した
減算値出力電圧VoAを得る。また同時に、加算回路部
10にて変換電圧Vo1,Vo2の加算を行い、電流I
1,I2の加算値I1+I2に対応した加算値出力電圧
VoBを得る。
【0051】この減算値出力電圧VoAと加算値出力電
圧VoBとの比を入射位置検出回路部11で演算処理す
ることにより電流I1,I2の減算値と加算値の比(V
oA/VoB=(I2−I1)/(I1+I2))を求
める。
圧VoBとの比を入射位置検出回路部11で演算処理す
ることにより電流I1,I2の減算値と加算値の比(V
oA/VoB=(I2−I1)/(I1+I2))を求
める。
【0052】信号処理回路7で算出された電流I1,I
2の減算値と加算値の比(I2−I1)/(I1+I2
)は、図2および(5)(6)式に示す如く、PSD2
に入射する光の位置に対応しており、(I2−I1)/
(I1+I2)により、入射光エネルギーと無関係に、
PSD2に入射する光の位置を求めることができる。P
SDに入射する光の位置がわかると、前述の様に、距離
センサSと使用者Mの距離がわかる。
2の減算値と加算値の比(I2−I1)/(I1+I2
)は、図2および(5)(6)式に示す如く、PSD2
に入射する光の位置に対応しており、(I2−I1)/
(I1+I2)により、入射光エネルギーと無関係に、
PSD2に入射する光の位置を求めることができる。P
SDに入射する光の位置がわかると、前述の様に、距離
センサSと使用者Mの距離がわかる。
【0053】この様にして、距離センサSの受光素子と
してPSD2を使用し、PSD2の信号電流I1,I2
を信号処理回路7にて処理して(I2−I1)/(I1
+I2)を検出することにより、入射光エネルギーと無
関係に、光に入射位置を求めて距離センサSと使用者M
の距離を検出することができるから、使用者の服の色、
バツクグラウンドの色(反射率)、赤外発光ダイオード
の経時変化による出力劣化等の影響を受けずに距離をセ
ンシングすることができる。
してPSD2を使用し、PSD2の信号電流I1,I2
を信号処理回路7にて処理して(I2−I1)/(I1
+I2)を検出することにより、入射光エネルギーと無
関係に、光に入射位置を求めて距離センサSと使用者M
の距離を検出することができるから、使用者の服の色、
バツクグラウンドの色(反射率)、赤外発光ダイオード
の経時変化による出力劣化等の影響を受けずに距離をセ
ンシングすることができる。
【0054】したがつて、上記諸条件による洗浄装置の
誤動作を防止できる。
誤動作を防止できる。
【0055】例えば、従来方式の距離センサを使用した
小便器用の洗浄装置において、使用者がセンサから60
cm以内の処に立つた時に自動洗浄する様設計された洗
浄装置の場合、白の服を着た使用者がセンサから80c
mの処に人物が立つと、白い色は反射率が大きいため、
誤つて自動水洗してしまう。逆に、黒い服を着た使用者
がセンサから40cmの距離の処に立つと、黒い色は反
射率が小さいため、自動水洗されないという様に誤動作
することがある。
小便器用の洗浄装置において、使用者がセンサから60
cm以内の処に立つた時に自動洗浄する様設計された洗
浄装置の場合、白の服を着た使用者がセンサから80c
mの処に人物が立つと、白い色は反射率が大きいため、
誤つて自動水洗してしまう。逆に、黒い服を着た使用者
がセンサから40cmの距離の処に立つと、黒い色は反
射率が小さいため、自動水洗されないという様に誤動作
することがある。
【0056】本実施例の方式を用いれば、例えば白い服
を着た使用者がセンサから80cmの処に立つている時
のセンサ出力を(I2−I1)/(I1+I2)とする
と、使用者の服の色が変化しても(例えば、反射率が白
い服の50%のものになつても)、I1→I1×0.5
,I2→I2×0.5と変化するが、センサ出力は(I
2×0.5−I1×0.5)/(I1×0.5+I2×
0.5)=(I2−I1)/(I1+I2)であり、白
い服の場合と同じ値(同じ距離)を得ることができる。
を着た使用者がセンサから80cmの処に立つている時
のセンサ出力を(I2−I1)/(I1+I2)とする
と、使用者の服の色が変化しても(例えば、反射率が白
い服の50%のものになつても)、I1→I1×0.5
,I2→I2×0.5と変化するが、センサ出力は(I
2×0.5−I1×0.5)/(I1×0.5+I2×
0.5)=(I2−I1)/(I1+I2)であり、白
い服の場合と同じ値(同じ距離)を得ることができる。
【0057】すなわち、PSDを使用した距離センサを
用いれば、使用者の服の色等に拘わらず、例えば60c
m以内に使用者が立つた時に正確に小便器を自動水洗す
ることができる。
用いれば、使用者の服の色等に拘わらず、例えば60c
m以内に使用者が立つた時に正確に小便器を自動水洗す
ることができる。
【0058】〔第二実施例〕図4は本発明第二実施例の
洗浄装置に利用される距離センサの半導***置検出素子
の信号処理回路の電気回路図、図5は距離センサの出力
値と実際の距離との関係を示す図、図6は実際に半導体
位置検出素子を使用し、使用者までの距離を測定したデ
ータを示す図である。
洗浄装置に利用される距離センサの半導***置検出素子
の信号処理回路の電気回路図、図5は距離センサの出力
値と実際の距離との関係を示す図、図6は実際に半導体
位置検出素子を使用し、使用者までの距離を測定したデ
ータを示す図である。
【0059】本実施例は、図4の如く、信号処理回路7
をPSD2の信号電流I1,I2の比を演算処理して光
の入射位置を求めるよう構成されたものである。
をPSD2の信号電流I1,I2の比を演算処理して光
の入射位置を求めるよう構成されたものである。
【0060】すなわち、前記信号処理回路7は、PSD
2の電流I1,I2の対数をとり夫々電圧Vo1,Vo
2に変換する対数変換回路部20と、該対数変換回路部
20で得た変換電圧Vo1,Vo2の差をとり電流I1
,I2の比に対応した出力電圧Voを出力する差動増幅
回路部21とから構成されている。
2の電流I1,I2の対数をとり夫々電圧Vo1,Vo
2に変換する対数変換回路部20と、該対数変換回路部
20で得た変換電圧Vo1,Vo2の差をとり電流I1
,I2の比に対応した出力電圧Voを出力する差動増幅
回路部21とから構成されている。
【0061】前記対数変換回路部20は、PSD2の抵
抗Rの一端に接続されたアンプA11と、該アンプA1
1に負帰還接続された対数変換ダイオードD1と、前記
抵抗Rの他端に接続されたアンプA12と、該アンプA
12に負帰還接続された対数変換ダイオードD1とから
構成されている。これにより、変換電圧Vo1,Vo2
は次式で示される。
抗Rの一端に接続されたアンプA11と、該アンプA1
1に負帰還接続された対数変換ダイオードD1と、前記
抵抗Rの他端に接続されたアンプA12と、該アンプA
12に負帰還接続された対数変換ダイオードD1とから
構成されている。これにより、変換電圧Vo1,Vo2
は次式で示される。
【0062】
【数9】
【0063】前記差動増幅回路部21は、変換電圧Vo
1,Vo2を出力するアンプA11、A12と抵抗R1
1を介して接続されたアンプA13と、該アンプA13
に接続された負帰還抵抗R12と、アンプA12と接続
された抵抗R11と基準電圧Vref2との間に接続さ
れた抵抗R12とから構成されている。これにより、出
力電圧Voは次式で示される。
1,Vo2を出力するアンプA11、A12と抵抗R1
1を介して接続されたアンプA13と、該アンプA13
に接続された負帰還抵抗R12と、アンプA12と接続
された抵抗R11と基準電圧Vref2との間に接続さ
れた抵抗R12とから構成されている。これにより、出
力電圧Voは次式で示される。
【0064】
【数10】
【0065】上記構成において、PSD2に光が入射す
ると、PSD2の信号電流I1,I2は、信号処理回路
7の対数変換回路部20にて対数変換されて電圧Vo1
、Vo1となる。次に、差動増幅回路部21にて変換電
圧Vo1,Vo2の差を演算処理し、ln(I1/I2
)に対応した出力電圧Voを得る。
ると、PSD2の信号電流I1,I2は、信号処理回路
7の対数変換回路部20にて対数変換されて電圧Vo1
、Vo1となる。次に、差動増幅回路部21にて変換電
圧Vo1,Vo2の差を演算処理し、ln(I1/I2
)に対応した出力電圧Voを得る。
【0066】I1/I2は、入射光エネルギーと無関係
にPSD2に入射する光の位置に対応するから、ln(
I1/I2)により、PSD2に入射する光の位置がわ
かる。
にPSD2に入射する光の位置に対応するから、ln(
I1/I2)により、PSD2に入射する光の位置がわ
かる。
【0067】PSD2に入射する光の位置がわかると、
距離がわかる(図5参照)。実際に、PSDを使用し、
人物迄の距離を測定したデータを図6に示す。
距離がわかる(図5参照)。実際に、PSDを使用し、
人物迄の距離を測定したデータを図6に示す。
【0068】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。
【0069】上記実施例では、(I2−I1)/(I1
+I2)およびI1/I2を検出する例について記載し
たが、I1(I1+I2)、I2/(I1+I2)等を
検出してもよく、またこれらの逆数を検出してもよい。
+I2)およびI1/I2を検出する例について記載し
たが、I1(I1+I2)、I2/(I1+I2)等を
検出してもよく、またこれらの逆数を検出してもよい。
【0070】また、本実施例は、一例として小便器用の
洗浄装置の距離センサについて述べたが、PSDを使用
した距離センサを使用者を検出する目的で他の箇所にも
使用してもよい。
洗浄装置の距離センサについて述べたが、PSDを使用
した距離センサを使用者を検出する目的で他の箇所にも
使用してもよい。
【0071】例えば、
(1)上記実施例の距離センサを温水洗浄機能付便座に
取り付け、使用者が便座に座つているか否か検出するよ
うにすれば、使用者が便座にすわつていない時に誤つて
ボタンを押しても温水が出ないようにでき、温水が出て
床が水びたしになるのを防止できる。
取り付け、使用者が便座に座つているか否か検出するよ
うにすれば、使用者が便座にすわつていない時に誤つて
ボタンを押しても温水が出ないようにでき、温水が出て
床が水びたしになるのを防止できる。
【0072】(2)同距離センサを便座を有する便器に
取り付け、用済後に使用者がセンサに手をかざすと自動
水洗されるよう構成する。
取り付け、用済後に使用者がセンサに手をかざすと自動
水洗されるよう構成する。
【0073】(3)同距離センサを洗面台に取り付け、
センサに手をかざした時に、順次水道水、乾燥風あるい
は石鹸水、水道水、乾燥風を自動的に出されるよう構成
する。
センサに手をかざした時に、順次水道水、乾燥風あるい
は石鹸水、水道水、乾燥風を自動的に出されるよう構成
する。
【0074】等利用箇所は種々考えられる。
【0075】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、両端から得られる光電流が光の入射位置で比例
するよう構成された半導***置検出素子を使用した距離
センサを洗浄装置に設置し、距離センサと使用者との距
離を測定することにより、使用者の服の色、バツクグラ
ウンドの色、発光素子の出力劣化等の影響を受けずに、
正確に使用者の有無を検出して、洗浄装置の誤動作を防
止できるといつた優れた効果がある。
よると、両端から得られる光電流が光の入射位置で比例
するよう構成された半導***置検出素子を使用した距離
センサを洗浄装置に設置し、距離センサと使用者との距
離を測定することにより、使用者の服の色、バツクグラ
ウンドの色、発光素子の出力劣化等の影響を受けずに、
正確に使用者の有無を検出して、洗浄装置の誤動作を防
止できるといつた優れた効果がある。
【図1】図1は本発明第一実施例に係る小便器用洗浄装
置において距離センサによる距離検出動作を示す原理図
である。
置において距離センサによる距離検出動作を示す原理図
である。
【図2】図2は本実施例の洗浄装置に利用される距離セ
ンサの半導***置検出素子の構成を示す断面図である。
ンサの半導***置検出素子の構成を示す断面図である。
【図3】図3は半導***置検出素子の信号処理回路の電
気回路図である。
気回路図である。
【図4】図4は本発明第二実施例の洗浄装置に利用され
る距離センサの半導***置検出素子の信号処理回路の電
気回路図である。
る距離センサの半導***置検出素子の信号処理回路の電
気回路図である。
【図5】図5は距離センサの出力値と実際の距離との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図6】図6は実際に半導***置検出素子を使用し、使
用者までの距離を測定したデータを示す図である。
用者までの距離を測定したデータを示す図である。
1 発光素子
2 半導***置検出素子(PSD)7 信
号処理回路 8 電流電圧変換回路部 9 減算回路部 10 加算回路部 20 対数変換回路部 S 距離センサ M 被検出物体(使用者)
号処理回路 8 電流電圧変換回路部 9 減算回路部 10 加算回路部 20 対数変換回路部 S 距離センサ M 被検出物体(使用者)
Claims (7)
- 【請求項1】 発光素子と、受光素子とを備え、発光
素子から被検出物体に投光し、被検出物体からの反射光
が受光素子に入射する位置から被検出物体との距離を検
出する距離センサであつて、前記受光素子は、その両端
から得られる光電流が光の入射位置に比例するよう構成
された半導***置検出素子から成る距離センサにおいて
、半導***置検出素子の両端から得られる光電流を信号
処理する信号処理回路が設けられ、信号処理回路は、両
端光電流を夫々電圧に変換する電流電圧変換回路部と、
電流電圧変換回路部で得た各変換電圧を減算して両端光
電流の減算値に対応した減算出力電圧を演算する減算回
路部と、電流電圧変換回路部で得た各変換電圧を加算し
て両端光電流の加算値に対応した加算出力電圧を演算す
る加算回路部とを備え、該減算回路部で得られた減算出
力電圧と、加算回路部で得られた加算出力電圧との比を
とることで、両端光電流の減算値と加算値との比を演算
し、半導***置検出素子に入射する光の位置を検出する
よう構成されたことを特徴とする距離センサ。 - 【請求項2】 発光素子と、受光素子とを備え、発光
素子から被検出物体に投光し、被検出物体からの反射光
が受光素子に入射する位置から被検出物体との距離を検
出する距離センサであつて、前記受光素子は、その両端
から得られる光電流が光の入射位置に比例するよう構成
された半導***置検出素子から成る距離センサにおいて
、半導***置検出素子の両端から得られる光電流を信号
処理する信号処理回路が設けられ、該信号処理回路は、
両端光電流の対数をとり夫々電圧に変換する対数変換回
路部を備え、該対数変換回路部で得た各変換電圧の比を
とることで、両端光電流の差を演算し、半導***置検出
素子に入射する光の位置を検出することを特徴とする距
離センサ。 - 【請求項3】 請求項1,2記載の距離センサが小便
器に取り付けられ、該距離センサにて使用者と便器との
距離が検出され、使用者が便器から一定距離範囲内に立
つた時に小便器が水洗されることを特徴とする洗浄装置
。 - 【請求項4】 請求項1,2記載の距離センサが便座
を有する便器に取り付けられ、該距離センサにて使用者
と便座との距離が検出され、使用者が便座に座つている
時のみ使用者の臀部が水洗可能とされ、用済後に使用者
が便座から離れた時に便器が水洗されることを特徴とす
る洗浄装置。 - 【請求項5】 請求項1,2記載の距離センサが洗面
台に取り付けられ、該距離センサにて使用者と洗面台と
の距離が検出され、使用者が洗面台から一定距離範囲内
にきた時に洗浄水が出されることを特徴とする洗浄装置
。 - 【請求項6】 請求項5記載の洗浄装置において、洗
浄水、乾燥風が順次出されることを特徴とする洗浄装置
。 - 【請求項7】 請求項5記載の洗浄装置において、石
鹸水、洗浄水、乾燥風が順次出されることを特徴とする
洗浄装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3017704A JPH04256807A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 距離センサおよびこれを利用した洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3017704A JPH04256807A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 距離センサおよびこれを利用した洗浄装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04256807A true JPH04256807A (ja) | 1992-09-11 |
Family
ID=11951170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3017704A Pending JPH04256807A (ja) | 1991-02-08 | 1991-02-08 | 距離センサおよびこれを利用した洗浄装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04256807A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0719860A (ja) * | 1993-06-29 | 1995-01-20 | Inax Corp | 距離センサ及びこれを利用した装置 |
JPH07167957A (ja) * | 1993-12-13 | 1995-07-04 | Inax Corp | 人体検知装置 |
US6844562B2 (en) | 2002-03-27 | 2005-01-18 | Sharp Kabuskiki Kaisha | Distance measuring sensor and method for manufacturing the same |
US7119912B2 (en) | 2002-06-26 | 2006-10-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ranging sensor and electronic device using the same |
JP2009097872A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Sharp Corp | 光学式測距センサ、物体検出装置、洗浄便座、および光学式測距センサの製造方法 |
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JPS59123983A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-17 | Fujitsu Ltd | パタ−ン検査装置 |
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JPH01260309A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-17 | Sharp Corp | 演算回路 |
-
1991
- 1991-02-08 JP JP3017704A patent/JPH04256807A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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JP2009097872A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-05-07 | Sharp Corp | 光学式測距センサ、物体検出装置、洗浄便座、および光学式測距センサの製造方法 |
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