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 |
Citations (5)
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| JPS59123983A (ja) * | 1982-12-29 | 1984-07-17 | Fujitsu Ltd | パタ−ン検査装置 |
| JPS61246428A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-01 | 松下電工株式会社 | 自動水栓装置 |
| JPS63167211A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-11 | Olympus Optical Co Ltd | 距離検出装置 |
| JPS6475730A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-22 | Toto Ltd | Hand-washing drier |
| 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
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