JPH1096787A - 機器の人体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単に通過する場合のように機器の使用がなか
った場合には、退去検知を迅速に行いつつ、通過でなく
機器の使用が有った場合には、退去検知を確実に行うこ
とができる機器の人体検知装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 人体の所定エリア内への進入検知後、機
器使用の有無について判断し、機器の使用があった場合
は、確認時間を短くして退去検知を迅速に行いつつ、機
器の使用がなかった場合には、確認時間を長くして退去
検知を確実に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人体の存在状況に
よって値が変化する所定の信号が、人体が所定エリア外
に退去したことを示す値になった場合、所定の確認期間
後、退去検知する機器の人体検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定エリアから人体が退去したこ
とを検知する人体検知装置は、特公３−６０９８０に示
されるように公知であった。

【０００３】このものは、人体検知した場合には、人体
検出器から立ち上がり信号を出力して小便器の予備洗浄
を行わさせ、その後人体非検知した場合には、人体検出
器から立ち下がり信号を出力して小便器の本洗浄を行わ
させるものであり、人体検出器内部では、例えば赤外線
に基づき、次のような処理が行われていた。

【０００４】すなわち、赤外線の検出値が、人体が所定
エリア内に存在したことを示す閾値以上になった場合、
その継続時間が所定の確認時間に達すると、進入検知し
て立ち上がり信号を出力し、閾値以下になった場合も同
様の処理を行い、退去検知して立ち下がり信号を出力し
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公３
−６０９８０に示されるものは、小用せずに単に所定エ
リア内を通過した場合であっても、確認時間が経過する
まで退去検知しないため、所定エリア内への次の進入者
に対して進入検知開始が遅れてしまっていた。

【０００６】このように進入検知が遅れると、特公３−
６０９８０を例にとると、小便器使用前の予備洗浄の開
始が遅れてしまい、小用前の水膜形成の機能が損なわれ
てしまう問題となっていた。

【０００７】これを防止するには、確認時間を短くすれ
ばよいが、そうすると、小用中の人体の姿勢の変化等に
よって一時的に赤外線検出値が低下した場合、誤って退
去検知して小便器使用後の本洗浄をしてしまう問題があ
った。

【０００８】本発明は、所定エリアを単に通過する場合
のように機器の使用がなかった場合には、退去検知を迅
速に行いつつ、通過でなく機器の使用が有った場合に
は、退去検知を確実に行うことができる機器の人体検知
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明に係る機器の人体検知装置は、人体の所定エリア内
への進入検知後、機器の使用の有無について判断する判
断手段と、この判断手段の判断結果に応じて、確認期間
を変更する確認期間変更手段と、を設けたため、機器の
使用があった場合は、確認時間を短くして退去検知を迅
速に行うことにより、新たな進入検知処理を迅速に開始
させることができる。

【００１０】また、機器の使用がなかった場合には、確
認時間を長くして退去検知を確実に行うことができる。

【００１１】好適な実施形態としては、判断手段を、所
定エリア内における人体の存在時間に応じて、機器の使
用の有無についての判断を行うよう構成することができ
る。

【００１２】さらに、本発明を、小便器使用後の退去検
知時に小便器を洗浄する小便器に適用すると、小便器使
用があった場合には、確認時間の長い退去検知後、小便
器洗浄して次の進入検知処理を開始し、小便器使用がな
かった場合には、確認時間の短い退去検知後、小便器洗
浄を行わずに次の進入検知処理を開始するよう構成する
ことができる。

【００１３】このように構成することにより、小便器使
用があった場合には、使用者退去を確実に検知して、小
便器使用中に洗浄が行われる不具合が防止でき、小便器
使用がなかった場合には、使用者退去を迅速に検知する
ことにより、次の使用者に対する進入検知処理が遅れる
不具合が防止できる。

【００１４】尚、小便器使用の有無判断については、尿
の流れをセンサにより検出するもの等が考えられるが、
特に、所定エリア内における人体の存在時間により判断
するものが好ましい。

【００１５】なぜならば、小便器は、便器前に立ち止っ
て使用されるものであり、このような判断によって、セ
ンサ等を用いるよりも判断精度が良くなるからである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用される小便器
の人体検知装置の一実施形態について説明する。

【００１７】図１に示すように、陶器製の小便器２の上
部正面壁の内側に人体検知装置４が取付けられる。使用
者６からは人体検知装置４が見えないため、小便器２の
見栄えがよい。

【００１８】人体検知装置４はアンテナから小便器２の
正面に向けて一定角度でマイクロ波８を発射し、使用者
６から反射したマイクロ波１０をアンテナに受信する。
両マイクロ波８、９の周波数の差ΔＦはドップラ周波数
と呼ばれ、周知のとおり次式で表わされる。 ΔＦ＝２・Ｆｓ・ （ｖ／ｃ）

【００１９】ここに、Ｆｓは発射マイクロ波８の周波数
（例えば１０ＧＨｚ）、ｖは使用者６の、人体検知装置
４（つまり小便器２）に対して近づく又は遠ざかる歩行
速度、ｃは光速度である。１０ＧＨｚのマイクロ波を用
いた場合、ドップラ周波数ΔＦは歩行速度ｖに応じて約
５〜２００Ｈｚのレンジにおいて観測される。

【００２０】図２は、人体検知装置４の具体例を示すも
のであり、その出力は、小便器２に水を流したり止めた
りする弁１２を駆動又は制御するための弁コントローラ
１４に接続されている。

【００２１】人体検知装置４は、センサ１６、ＤＣアン
プ１８、ＡＣアンプ２０及びマイクロコンピューター２
２を備えており、センサ１６は、受信し反射マイクロ波
１０と発射マイクロ波８とをミクスして、前述したドッ
プラ周波数ΔＦを有するドップラ信号Ｖ_ＤＰＬを取り出
す。

【００２２】センサ１６から取り出されたドップラ信号
Ｖ_ＤＰＬは、ＤＣアンプ１８とＡＣアンプ２０に同時に
入力され、ＤＣアンプ１８とＡＣアンプ２０の出力Ｖ
_ＤＣ、Ｖ_ＡＣはマイクロコンピュータ２２に入力され
る。

【００２３】マイクロコンピュータ２２は、両アンプの
出力Ｖ_ＤＣ、Ｖ_ＡＣを処理することにより、小便器の使
用者を検出し、その検出信号を弁コントローラ１４に知
らせる。

【００２４】弁コントローラ１４は、マイクロコンピュ
ータ２２からの検出信号に基づいて使用者の小用開始時
と終了時とに洗浄水を流すように弁１２を制御する。

【００２５】図３は、ＤＣアンプ１８とＡＣアンプ２０
の具体的な回路を示す。ＤＣアンプ１８は、マイクロコ
ンピュータ２２からＤＣオフセットレベルＶ_ＤＣ０を受
け、センサ１６からのドップラ信号Ｖ_ＤＰＬから、ＤＣ
オフセットレベルＶ_ＤＣ０を差し引き、その差分信号Δ
Ｖを増幅してマイクロコンピュータ２２へ出力する。

【００２６】ＡＣアンプ２０は、低域除去フィルタの特
性を有し、センサ１６からのドップラ信号Ｖ_ＤＰＬから
低周波成分（実質的な直流成分）を除去して、残った中
高周波成分（実質的な交流成分）だけを増幅してマイク
ロコンピュータ２２へ出力する。

【００２７】図４は、Ｖ_ＤＣとＶ_ＡＣの波形例を示し、
上段がＶ_ＡＣ、下段がＶ_ＤＣである。この波形例は、小
便器２へ正面から使用者６が接近し、小用後に小便器２
前から真横方向へ退去した場合に観測されたものであ
る。

【００２８】この波形から分かるように、無人の時には
Ｖ_ＤＣもＶ_ＡＣも共にほぼ０Ｖに静定しており、人の接
近時には、大きい移動速度で近づいてくるためＶ_ＤＣも
Ｖ_ＡＣも共に高周波成分が顕著に現れ、振幅は増大して
いく。

【００２９】小用中は、小便器の直前で使用者６がゆっ
くり動くか又は殆ど静止しているため、Ｖ_ＡＣには振幅
の小さい中程度の周波数成分が現れ、Ｖ_ＤＣには振幅の
大きい低周波成分又はレベルの大きい直流成分が顕著に
現れる。このように小用中は、Ｖ_ＤＣとＶ_ＡＣとは明確
に異なる波形を示す。

【００３０】退去時には、この例では使用者６が横方向
に退去したため、小用時の波形と比較して若干周波数が
高まってはいるが、あまり大差ない波形のまま、一気に
無人状態へ移行している。もし、使用者６が横方向でな
く後方へ退去したならば、ちょうど接近時の波形を時間
的に逆にしたように、高周波成分が顕著に現れ、かつ振
幅が減少していく波形が観測される。

【００３１】以上のように、小便器２の使用者６検出に
は、第１にＶ_ＤＣのレベルを利用することができる。す
なわち、Ｖ_ＤＣのレベル（又は振幅）の程度によって、
無人か否か、又は小便器２の直前に使用者６が居るか居
ないかを判断することができる。

【００３２】また、第２に、Ｖ_ＡＣの振幅や周波数の変
化を、使用者６の移動つまり接近や退去に利用すること
ができる。

【００３３】図５は、小便器２の正面に設定された監視
エリアを示す平面図であり、小便器２の正面に大小２つ
のエリア２４、２６が設定されている。

【００３４】小さいほうのエリア（以下小エリアとい
う）２６は、小便器２の直前のエリアであって、これは
使用者６が小用中に立つ場所である。大きいほうのエリ
ア（以下大エリアという）２４は、このエリアに人がい
れば、その人が小便器２を利用する可能性が相当にある
と認められ、逆に、このエリアに人がいなければ、小便
器２を利用する人はいない（つまり無人状態）と実質的
に認められるようなエリアである。

【００３５】図６は、大及び小エリア２４、２６に人が
いるか否かをＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣのレベルに基づいて判
別するために用いる閾値Ｖ_ＴＨ１のＶ_ＴＨ２を示す。
尚、図６では、ＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣはＤＣオフセットレ
ベルＶ_ＤＣ０を差し引かれているため、０Ｖ（厳密には
１．３Ｖ程度であるが）を中心に振動する波形として示
してある。

【００３６】第１閾値Ｖ_ＴＨ１は、大エリア２４内の人
の有無を判別するための閾値である。つまり、ＤＣ増幅
信号Ｖ_ＤＣの振幅が第１閾値Ｖ_ＴＨ１より小さいときは
無人状態と推測され、第１閾値Ｖ_ＴＨ１より大きいとき
は大エリア２４内に人が居ると推測される。第２閾値Ｖ
_ＴＨ２は、小エリア２６内の人の有無を判別するための
閾値である。つまり、ＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣの振幅が第２
閾値Ｖ_ＴＨ１より小さいときは小エリア２６内に人が居
ないと推測され、第２閾値Ｖ_ＴＨ１より大きいときは小
エリア２６内に人が居ると推測される。

【００３７】本実施形態では、上記の２つの閾値Ｖ
_ＴＨ１、Ｖ_ＴＨ２を用いて、マイクロコンピュータ２２
が、進入判定、小用判定及び退去判定という３種類の判
定処理を行う。図７〜９は進入判定、小用判定及び退去
判定の処理の流れをそれぞれ示す。

【００３８】図７に示す進入判定は、大エリア２４内へ
人が進入したことを検出するためのものである。進入判
定では、まず、ＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣのレベルが第１閾値
Ｖ_ＴＨ１を越えたか否かをチェックする（Ｓ１）。その
結果、越えていないときは無人と推測されるので、その
間は定期的（例えば、５ｍｓ間隔で）にステップＳ１の
チェックを繰り返す。ＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣが第１閾値Ｖ
_ＴＨ１を越えると、大エリア２４へ人が進入したと認識
し（Ｓ２）、図８に示す小用判定へ進む（Ｓ３）。

【００３９】図８に示す小用判定は、小エリア２６に人
が居ることを検出するためのものである。この小用判定
では、まず、ＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣのレベルが第２閾値Ｖ
_ＴＨ２を越えたか否かをチェックする（Ｓ１１）。その
結果、越えていないときは、前の進入判定で検出された
人がまだ小エリア２６に入っておらず、単なる人の通過
の可能性もあるので、直ちに退去判定へ進む（Ｓ１
４）。ＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣのレベルが第２閾値Ｖ_ＴＨ２
を越えたときは、人が小エリア２６へ入っていると認識
し（Ｓ１２）、マイクロコンピュータ２２の出力信号で
ある人体感知信号をオンにする（Ｓ１３）。人体感知信
号のターンオンに応答して、弁コントローラ１４が弁１
２を一定時間開いて洗浄水を流す。人体感知信号をオン
にした後、処理は図９に示す退去判定に入る。

【００４０】図９に示す退去判定は、大エリア２４から
人が退去して無人状態になったことを検出するものであ
る。この退去判定では、まず、退去判定に移行してから
既に所定のＺ秒が経過しているか否かをチェックする
（Ｓ２１）。

【００４１】このチェックは、例えば、５ｍｓ間隔でＤ
Ｃ増幅信号Ｖ_ＤＣと第１閾値Ｖ_ＴＨ１とを比較し、Ｎ回
（＝Ｚ／０．０５）連続してＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣが第１
閾値Ｖ_ＴＨ１以下であるか否かをチエックする、といっ
た方法で行われる。

【００４２】ここで、Ｚ秒とは例えば数秒程度の時間で
あり、退去判定に移行してから（つまり、小用判定で小
エリア２６内への人の進入を検出してから）Ｚ秒が経過
する前は、小用判定で検出された人が小用をせずに単に
通過してしまう可能性が十分有ると考えられ、一方、Ｚ
秒を経過した後は、通過の可能性は低く人が小用を行っ
ている可能性が高いと考えられる。

【００４３】そこで、ステップＳ２１の結果、Ｚ秒以内
のときは、通過した人に続いて別の人がすぐに進入して
くる可能性を考慮して、短時間で退去判定を終了させる
べく、所定の比較的短い時間Ｓ秒（１．９２ｓ）の間だ
けＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣのレベルが第１閾値Ｖ_ＴＨ１以下
の状態であるか否かをチェックし（Ｓ２２）、その結果
が肯定的であれば、次に人体感知信号がオンであるか否
かをチェックする（Ｓ２３）。

【００４４】その結果、人体感知信号がオンであれば、
今まで小エリア２６内に居た人が大エリア２４外へ退去
した（つまり無人になった）と認識して（Ｓ２４）、人
体感知信号をオフにする（Ｓ２５）。人体感知信号のタ
ーンオフに応答して、弁コントローラ１４が弁１２を一
定時間開いて洗浄水を流す。人体感知信号をオフにした
後、処理は進入判定に戻る（Ｓ２６）。

【００４５】ステップＳ２３で人体感知信号がオフであ
るときは、進入判定で検知された人は単なる通過者であ
った（つまり、無人になった）と推測され、処理は進入
判定へ戻る（Ｓ２６）。

【００４６】ステップＳ２２の結果が否定的であるとき
は、次に人体感知信号がオンであるか否かをチェックし
（Ｓ２７）、人体感知信号がオンであれば、人が小エリ
ア２６内に居ると推測されるので、ステップＳ２１を再
び繰り返す。一方、人体感知信号がオフであれば、人が
小エリア２６外ではあるが大エリア２４内には居ると推
測されるので、再び小用判定へ進む（Ｓ２８）。

【００４７】ステップＳ２１に戻って、Ｚ秒が経過した
後は、確実に退去判定を行うべく、所定の比較的長い時
間Ｌ秒（３．２ｓ）の間だけＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣのレベ
ルが第１閾値Ｖ_ＴＨ１以下の状態であるか否かをチェッ
クし（Ｓ２９）、チェック結果に応じてステップＳ３０
又はＳ３１に進む。ステップＳ３０、３１以降の処理内
容については、ステップＳ２３、２７以降の処理内容と
同様であるため説明は省略する。

【００４８】以上の実施形態は、Ｖ_ＤＣのレベルを利用
するものであるが、Ｖ_ＡＣの振幅や周波数の変化を利用
するものに適用してもよい。

【００４９】また、マイクロ波を利用するものに限ら
ず、赤外線センサ等を利用する人体検知装置にも適用す
ることができる。

【００５０】さらに本発明は、小便器の利用者検出に限
ることなく、他の様々な用途の物体検知に適用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される小便器用人体検知装置の外
観図

【図２】同人体検知装置の具体例

【図３】ＤＣアンプ１８とＡＣアンプ２０の回路図

【図４】ＤＣ増幅信号Ｖ_ＤＣとＡＣ増幅信号Ｖ_ＡＣの波
形図

【図５】小便器２の正面に設置された２つの監視エリア
を示す平面図

【図６】同２つの監視エリアに人が居るか否かを認識す
るために用いる閾値Ｖ_ＴＨ１、Ｖ_ＴＨ２を示す図

【図７】進入判定のフローチャート

【図８】小用判定のフローチャート

【図９】退去判定のフローチャート

【符号の説明】

２ 小便器 ４ 人体検知装置 ８ 発射マイクロ波 １０ 反射マイクロ波 ２４ 大エリア ２６ 小エリア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体の所定エリア内への進入検知後に、人
   体の存在状況によって値が変化する所定の信号が、人体
   が所定エリア外に退去したことを示す値になった場合、
   所定の確認期間後、人体の所定エリアからの退去検知す
   る機器の人体検知装置において、 前記進入検知後、前記所定エリア内での機器の使用が有
   ったか否かを判断する判断手段と、 この判断手段の判断結果に応じて、前記確認期間を変更
   する確認期間変更手段とを設けたことを特徴とする機器
   の人体検知装置
2. 【請求項２】前記判断手段は、前記所定エリア内におけ
   る人体の存在時間に応じて、前記機器の使用が有ったか
   否かを判断することを特徴とする請求項１記載の機器の
   人体検知装置
3. 【請求項３】前記機器が小便器であって、前記退去検知
   後に小便器の洗浄を行う制御手段を有する請求項１又は
   ２記載の機器の人体検知装置