JP2000275353A - 物体検知装置 - Google Patents

物体検知装置

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JP2000275353A
JP2000275353A JP11077242A JP7724299A JP2000275353A JP 2000275353 A JP2000275353 A JP 2000275353A JP 11077242 A JP11077242 A JP 11077242A JP 7724299 A JP7724299 A JP 7724299A JP 2000275353 A JP2000275353 A JP 2000275353A
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Kazuma Shin
数馬 進
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Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズの影響を受け難く、信頼性の高い物体
検出装置を提供する。 【解決手段】 伝播波の反射波を利用して物体の有無を
判定する物体検知装置において、感知時間が異常に長く
継続した場合や、感知・非感知が不安定である状態があ
る程度継続した場合に、投光周期や確認投光回数を変化
させるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には物体検知
装置に係り、特に光等の伝播波の反射波を利用して物体
の有無、近接や離脱を検知する物体検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、伝播波の反射波を利用して物体の
検知を行う技術としては、例えば伝播波として光を用い
たものとして特開平1−28029号のようなものが考
えられてきた。これは、投光を周期的に行い、その反射
光の検出信号によって物体を検出する方式であって、さ
らに物体を検出した際には前記投光の周期より短い周期
での補助投光(以降、確認投光という)を行うようにし
たことにより、感度を落とすことなくノイズの影響を受
け難いようにしようとした方式である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方式では、確認投光を含む投光のタイミングとノイズの
発生タイミングが一致する場合は、誤検出してしまうこ
と場合があるという問題があった。この結果、ノイズの
影響を受け難いようにしようとしたにもかかわらず、影
響を受けてしまうこともあり、検出の信頼性について不
十分さを残すことになる。
【0004】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、本発明の目的は、特定の周期で発生したり
特定の時間発生するノイズの影響を更に受け難く、より
信頼性の高い物体検出装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1は、検知領域内に伝播波を送信するととも
に、この伝播波の反射波を受信し、検知領域内の物体の
存在の有無を判定する物体検知装置において、前記送信
手段が所定周期毎に前記伝播波を送信し、前記受信手段
が前記所定周期毎に前記伝播波の反射波を受信するよう
構成されるとともに、物体を検知している状態があらか
じめ設定された所定の時間以上継続すると、前記所定の
周期を変更することを特徴とする物体検出装置を設けた
したので、特定の周期で発生するノイズの影響を受け難
くすることができる。
【0006】また、検知領域内に伝播波を送信するとと
もに、この伝播波の反射波を受信し、検知領域内の物体
の存在の有無を判定する物体検知装置において、前記送
信手段が所定周期毎に前記伝播波を送信し、前記受信手
段が前記所定周期毎に前記伝播波の反射波を受信するよ
う構成されるとともに、前記所定周期での反射波受信で
非検知と判定したときに、前記所定周期よりも短い周期
で確認送信と確認受信を行い、前記所定周期での受信
と、前記確認受信のうち、所定の回数以上非検知となら
ない状態が所定の時間以上継続した場合に、前記確認送
信と確認受信の回数を変更することによって、特定の周
期のノイズや、特定の時間発生するノイズの影響を受け
難くすることができる。
【0007】また、検知領域内に伝播波を送信するとと
もに、この伝播波の反射波を受信し、検知領域内の物体
の存在の有無を判定する物体検知装置において、前記送
信手段が所定周期毎に前記伝播波を送信し、前記受信手
段が前記所定周期毎に前記伝播波の反射波を受信するよ
う構成されるとともに、前記所定周期での反射波受信で
非検知と判定したときに、前記所定周期よりも短い周期
で確認送信と確認受信を行い、前記所定周期での受信
と、前記確認受信のうち、所定の回数以上非検知となら
ない状態が所定の時間以上継続した場合に、前記確認送
信と確認受信の周期を変更することによって、特定の周
期のノイズや、特定の時間発生するノイズに対して影響
を受け難い信頼性の高い物体検出装置を提供することが
出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の一実施形態に係る物体検知
装置が設置された手洗い水栓(以下、単に「自動水栓」
と略記する)を示す。図1において、水栓金具1には物
体検知装置3の赤外線投光部(図2の13)と赤外線受
光部(図2の8)が取り付けられている。赤外線投光部
から投光された赤外光4は、水栓の使用者の手6に反射
し、手6から反射した赤外光5は赤外線受光部によって
受光される。これにより物体検知装置7から水栓金具1
に給水するための信号が出力され、吐水口2から吐水さ
れる。
【0010】図2は、上述した物体検知装置3が備える
各部を示すブロック図である。上記物体検知装置3は、
図示のように、赤外線受光部8と、赤外線投光部13
と、マイクロコンピュータ16とを備える。赤外線受光
部8は、例えばフォトダイオード(以下、「PD」とい
う)のような受光素子9と、トランジスタ(以下、「T
R」という)10と、増幅回路11と、比較回路12と
を備える。PD9は、赤外線を受光しその受光量に応じ
た電流(光電流)を流すもので、逆方向にバイアスされ
ている。TR10は、PD9からの出力電圧(光電圧)
増幅して増幅回路11に出力する。増幅回路11は、T
R10からの出力電圧を増幅して比較回路12に出力す
る。比較回路12は、増幅回路11からの出力電圧と所
定の電圧基準値とを比較し、その比較結果に応じた2値
化信号(パルス信号)をマイクロコンピュータ16に出
力する。赤外線投光部13は赤外線発光ダイオード(以
下、「赤外線LED」という)15と、スイッチングト
ランジスタ(以下、「TR」という)14とを備える。
赤外線LED15は、電源からの給電により赤外線を発
行する。TR14は、マイクロコンピュータ16からの
制御信号に基づき、赤外線LED15をオン/オフす
る。
【0011】マイクロコンピュータ16は、演算処理部
と、タイマー部と、記憶部と、入/出力部とを備える。
記憶部は、制御プログラムを内蔵し、また、必要なデー
タを記憶する。入/出力部は、赤外線受光部8の信号を
読み込み、演算処理部に与えると共に、演算処理部から
出力される制御信号を赤外線投光部13や、給水装置
(図示しない)の弁コントローラ(図示しない)等に与
える。演算処理部はあらかじめ記憶部に記憶されている
投光周期Tで赤外線投光部13を制御する。演算部は、
また、入/出力部を通して赤外線受光部8からの出力信
号を上記投光周期Tに同期して読み込む。この結果、所
定のパルス信号が赤外線受光部8から出力されていれば
手6を感知したと判断し、出力されていなければ手6を
感知しなかったと判断する。演算処理部は感知と判断し
た場合、上記弁コントローラ(図示しない)に制御信号を
出力し、吐水させる。
【0012】但し、確認投光を有する場合は、確認投光
においても、感知したと判断されてから吐水させる。演
算処理部は、手6を感知しなかったと判断した場合、上
記弁コントローラ(図示しない)に制御信号を出力し、
止水させる。但し、確認投光を有する場合は、確認投光
においても所定の回数以上感知しなかったと判断されて
から止水させる。
【0013】次に、マイクロコンピュータ16による上
述した各部の制御動作を、第1実施例のタイミングチャ
ートである図3とそのフローチャート図6を参照して説
明する。感知が継続する原因のひとつに、図3のA、B
のように、実際に手6が物体検知装置3から遠ざかって
いるにもかかわらず、周囲のノイズで誤感知している場
合がある。このために吐水が継続するのを防止するため
に、所定の時間T1以上の感知はノイズの可能性が有る
とみなし、投光周期T2をT3に変更するようにしたも
のが図3であり、その場合のマイクロコンピュータ16
の制御動作のフローチャートが図6である。
【0014】まず、電源投入後の最初のモードであるこ
とを設定するために、記憶部の所定の番地Mに0を書き
込む(ステップS101)。そして、投光周期T2用の
タイマー2と、投光周期T3用のタイマー3をスタート
させる(ステップS102,S103)。次にモードの
判断(ステップS104)へ行く。電源投入後、最初の
動作はM=0であり、この場合は、タイマー2の終了待
ち(ステップS105)へ移行する。タイマー2が終了
したら投光(ステップS106)を行う。投光終了した
ら即時、タイマー2とタイマー3をスタートさせる(ス
テップS110、S111)。ここで、タイマー3もス
タートさせるのは、後の動作で投光周期をT3に変える
場合に対応するためである。
【0015】次に、投光したことによる感知判断を行い
(ステップS112)、感知が無ければ止水(ステップ
S121)、タイマー1停止(ステップS122)を経
由して、ステップS104に復帰する。もちろん止水中
であればステップS121を省略しても良いし、タイマ
ー1停止中であればステップS122を省略しても良
い。この繰り返しが投光周期T2で非感知、止水の状態
である。感知判断(ステップS112)で、感知有りと
判断されると、タイマー1が動作中であるかどうかを確
認し(ステップS113)、動作中でなければタイマー
1をスタートさせる(ステップS114)。最初に感知
有りと判断された場合は、タイマー1は停止中であるた
め、タイマー1スタート(ステップS114)を必ず実
行することとなる。そして、吐水(ステップS115)
を行う。タイマー1終了判断(ステップS116)でタ
イマー1が終了していなければステップS104に復帰
する。吐水中に、感知判断(ステップS112)で感知
無しと判断された場合は止水(ステップS121)、タ
イマー1停止(ステップS122)へ分岐し、ステップ
S104に復帰する。吐水中に、タイマー1が終了した
場合(ステップS117)は、タイマー1を停止する
(ステップS117)。
【0016】さらに、記憶部の所定の番地Mが0であれ
ば1に書き換え(ステップS118、S119)、0で
なければ2に書き換え(ステップS118、S12
0)、ステップS104に復帰する。図6の例では記憶
部の所定の番地Mが1の場合に投光周期がT3であり、
更に感知がT1期間継続すると、記憶部の所定の番地M
を2に書き換え、投光周期をT2に戻すようにしている
(ステップS117)。
【0017】もちろん、記憶部の所定の番地Mが2の場
合には、更にT2ともT3とも異なる投光周期に変えて
も良い。記憶部の所定の番地Mが1の場合はステップS
104からM=1であることの確認(ステップS10
7)へ移行し、タイマー3の終了待ちとなる(ステップ
S108)。タイマー3終了後に投光(ステップS10
9)を行うので投光周期はT3となる。図3のA、Bの
ようにノイズによる誤感知が周期T2に同期していれ
ば、投光周期をT3に変えることにより、ノイズによる
誤感知を回避できる。所定の時間感知が継続すると止水
するだけでは、実際に吐水を目的として手6を物体検知
装置3に差し出しているにもかかわらず、止水する可能
性がある。
【0018】本発明に第1よれば投光周期に同期するノ
イズの影響を軽減することが出来る。T2がT3の整数
倍とならないようなT3を設定すればより効果的であ
る。
【0019】図4は、第2実施例であり、感知無しから
感知有りへ状態が変化した場合と、感知有りから感知無
しへ状態が変化した場合に確認投光を行う物体検知装置
において、所定の時間T1以上物体検知装置3による止
水条件が成立せず、吐水が継続した場合に確認投光の回
数を増加させたものである。
【0020】本例ではT2周期の投光をメイン投光と
し、T4周期の投光を確認投光として、メイン投光で非
感知となり、その直後の確認投光でも1回以上非感知で
あることを止水条件とした。図7は図4を実施するため
のマイクロコンピュータ16の制御動作を示すフローチ
ャートである。
【0021】マイクロコンピュータ16は電源投入され
ると記憶部の所定の番地Mと、Lに0を書き込む(ステ
ップ131、ステップ132)。(なお、以下「ステッ
プ」は図中にあるようにSと略記し、かつステップ番号
を表す)。Mは電源投入時は0であるが、吐水後、所定
の時間T1以上止水条件を満たさなければ1となり、T
4周期の確認投光を1回から2回にする。Lは0で止水
中、1で吐水中である。MとLの設定後、メイン投光周
期用のタイマー2をスタートさせる(S134)。S1
35では止水中であればL=0であり、タイマー2終了
待ち(S136)へ移行する。タイマー2が終了したら
再度タイマー2をスタートさせ(S137)、メイン投
光を行う(S138)。
【0022】このメイン投光に対する感知判断(S13
9)において感知無しと判断されればS135に復帰す
る。感知有りの場合は、確認投光周期用のタイマー4を
スタートさせ(S141)、タイマー4終了後に確認投
光を行う(S142、S143)。S143の確認投光
に対する感知判断(S144)において感知無しと判断
されればS135に復帰する。感知有りの場合は吐水条
件を満たしたとして吐水を行う(S147)。吐水を開
始したので、記憶部の所定の番地Lを0から1に書き換
え(S148)、タイマー1をスタートし(S14
9)、ステップS135に復帰する。ステップS135
に復帰した後、吐水中でL=1となった場合はS151
のタイマー2終了待ちへ移行する。タイマー2終了後に
再度タイマー2をスタートさせ(S152)、メイン投
光を行い(S153)、感知判断(S154)を行う。
この感知判断(S154)で感知無しと判断された場合
は、確認投光周期用のタイマー4をスタートさせ(S1
55)、タイマー4終了後に確認投光を行う(S15
6、S157)。S157の確認投光に対する感知判断
(S158)において、感知無しと判断されれば止水し
(S159)、記憶部の所定の番地Lの内容を1から0
に書き換え(S160)、タイマー1を停止し(S16
1)、S135に復帰する。
【0023】吐水中のメイン投光(S153)の感知判
断(S154)で感知無しと判断されても、確認投光
(S157)の感知判断(S158)で感知有りとなれ
ば、次のS162のMの内容判断でM=0の場合は止水
しない。この場合はS167へ移行する。S167は吐
水が継続している場合に実行され、タイマー1が終了し
たかを判断する。終了していなければS135に復帰す
る。タイマー1が終了していれば、記憶部の所定の番地
Mの内容を0から1に書き換え(S168)、タイマー
1を停止し(S169)、S135に復帰する。M=1
の場合の動作は、吐水中のメイン投光(S153)によ
る感知判断(S154)で感知無しと判断され、更にT
4時間後の確認投光(S157)の感知判断(S15
8)で、感知有りと判断された場合に再度タイマー4を
スタートさせ(S163)、タイマー4終了後(S16
4)に2回目の確認投光(S165)を行う。2回目の
確認投光による感知判断(S166)において、感知有
りと判断されれば吐水を継続し、S167のタイマー1
終了確認へ移行するが、感知無しと判断されれば、S1
59の止水へ移行する。
【0024】本例では、2回目の確認投光までにとどめ
ているが、更に回数を増加させても良い。図3のC、
D、Eはノイズによる誤感知であるが、このように確認
投光に同期するようなノイズや、所定の長さを持つノイ
ズに対してその影響を軽減することが出来る。
【0025】図5は、第3実施例であり、感知無しから
感知有りへ状態が変化した場合と、感知有りから感知無
しへ状態が変化した場合に確認投光を行う物体検知装置
において、所定の時間T1以上物体検知装置3による止
水条件が成立せず、吐水が継続した場合に確認投光の周
期を変更したものである。本例ではT2周期の投光をメ
イン投光とし、T4、またはT5の周期の投光を確認投
光とした、吐水中にメイン投光で非感知となり、その直
後の確認投光でも1回以上非感知であることを止水条件
とした。図8は図5を実施するためのマイクロコンピュ
ータ16の制御動作を示すフローチャートである。
【0026】マイクロコンピュータ16は電源投入され
ると記憶部の所定の番地Mと、Lに0を書き込む(S1
81、S182)。Mは電源投入時は0であるが、吐水
後、所定の時間T1止水条件を満たさなければ1とな
り、確認投光の周期T4をT5にする。Lは0で止水
中、1で吐水中である。電源投入時は止水中であり、L
=0とする。MとLの設定後、メイン投光周期用のタイ
マー2をスタートさせる(S184)。S185では止
水中であればL=0であり、タイマー2終了待ち(S1
86)へ移行する。タイマー2が終了したら再度タイマ
ー2をスタートさせ(S187)、メイン投光を行う
(S188)。このメイン投光に対する感知判断(S1
89)において感知無しと判断されればS185に復帰
する。感知有りの場合は、記憶部の所定の番地Mの内容
を確認する(S190)。
【0027】電源投入時はM=0に設定されている(S
181)ので、確認投光周期用のタイマー4をスタート
させ(S191)、タイマー4終了後に確認投光を行う
(S192、S195)。S195の確認投光に対する
感知判断(S196)において感知無しと判断されれば
S185に復帰する。感知有りの場合は吐水条件を満た
したとして吐水を行う(S197)。吐水を開始したの
で、記憶部の所定の番地Lを0から1に書き換え(S1
98)、タイマー1をスタートし(S199)、S18
5に復帰する。S185に復帰した後、吐水中でL=1
となった場合はS201のタイマー2終了待ちへ移行す
る。
【0028】タイマー2終了後に再度タイマー2をスタ
ートさせ(S202)、メイン投光を行い(S20
3)、感知判断(S204)を行う。この感知判断(S
204)で感知無しと判断された場合は、Mの内容確認
を行い(S205)、M≠1であれば、確認投光周期用
のタイマー4をスタートさせ(S206)、タイマー4
終了後に確認投光を行う(S207、S210)。S2
10の確認投光に対する感知判断(S211)におい
て、感知無しと判断されれば止水し(S212)、記憶
部の所定の番地Lの内容を1から0に書き換え(S21
3)、タイマー1を停止し(S214)、S185に復
帰する。吐水中のメイン投光(S203)の感知判断
(S204)で感知無しと判断されても、確認投光(S
210)の感知判断(S211)で感知有りとなれば止
水しない。S215は吐水が継続している場合に実行さ
れ、タイマー1が終了したかを判断する。終了していな
ければS185に復帰する。タイマー1が終了していれ
ば、記憶部の所定の番地Mの内容を0から1に書き換え
(S216)、タイマー1を停止し(S217)、S1
85に復帰する。
【0029】本例においては、M=1となった場合の確
認投光の周期は止水後でもT5としている。S216で
一旦、M=1となれば、止水中のメイン投光(S18
8)による感知判断(S189)において、感知有りと
判断されたときに、次のMの内容判断(S190)でM
=1となり、タイマー5をスタートさせ(S193)、
タイマー5の終了後(S194)に確認投光(S19
5)を行う。
【0030】図5のFはノイズによる誤感知であるが、
本例のように確認投光の周期を変更することによりT4
の周期の確認投光に同期するようなノイズや、特定の時
間発生するノイズの影響を軽減することが出来る。ま
た、図5ではT4<T5としているが、T4>T5とし
ても良い。また、T2とT4、T5がそれぞれお互いに
整数倍の関係でないような値を選べば更に効果は増す。
【0031】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1では、メイン投光に同期して発生するノ
イズの影響を更に受け難く、より信頼性の高い物体検出
装置を提供することができる。
【0032】また、請求項2、3では、メイン投光や確
認投光に同期して発生したり、特定の時間発生するノイ
ズの影響を更に受け難く、より信頼性の高い物体検出装
置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る物体検知装置が設置
された自動水栓の側面図
【図2】図1に示す物体検知装置の各部を示すブロック
【図3】第1実施例に係るマイクロコンピュータの処理
手順を示すタイミングチャート
【図4】第2実施例に係るマイクロコンピュータの処理
手順を示すタイミングチャート
【図5】第3実施例に係るマイクロコンピュータの処理
手順を示すタイミングチャート
【図6】図3に示した制御動作を示すフローチャート
【図7】図4に示した制御動作を示すフローチャート
【図8】図5に示した制御動作を示すフローチャート
【符号の説明】 1…水栓金具、2…吐水口、3…物体検知装置、8…赤
外線受光部、9…フォトダイオード、10,14…トラ
ンジスタ、、11…増幅回路、12…比較回路、13…
赤外線投光部、15…赤外線LED、16…マイクロコ
ンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G01S 17/66 G01S 17/66 G01V 3/12 G01V 3/12 A Fターム(参考) 2F069 AA01 BB40 DD08 GG04 GG07 GG71 HH09 2G005 DA04 5J070 AB02 AC01 AE09 AF01 AH31 AK28 5J083 AA02 AB15 AC05 AC18 AD01 AE08 AF01 BA01 5J084 AA03 AB07 AD01 BA02 BA36 CA03 CA23 CA31 CA61 DA09 EA01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検知領域内に伝播波を送信するととも
    に、この伝播波の反射波を受信し、検知領域内の物体の
    存在の有無を判定する物体検知装置において、 前記送信手段が所定周期毎に前記伝播波を送信し、前記
    受信手段が前記所定周期毎に前記伝播波の反射波を受信
    するよう構成するとともに、 物体を検知している状態があらかじめ設定された所定の
    時間以上継続すると、前記所定の周期を変更することを
    特徴とする物体検知装置。
  2. 【請求項2】 検知領域内に伝播波を送信するととも
    に、この伝播波の反射波を受信し、検知領域内の物体の
    存在の有無を判定する物体検知装置において、 前記送信手段が所定周期毎に前記伝播波を送信し、前記
    受信手段が前記所定周期毎に前記伝播波の反射波を受信
    するよう構成するとともに、 前記所定周期での反射波受信で非検知と判定した時に前
    記所定周期よりも短い周期で確認送信と確認受信を行
    い、前記所定周期での受信と前記確認受信のうち所定の
    回数以上非検知とならない状態が所定の時間以上継続し
    た場合、前記確認送信と確認受信の回数を変更すること
    を特徴とする物体検知装置。
  3. 【請求項3】 検知領域内に伝播波を送信するととも
    に、この伝播波の反射波を受信し、検知領域内の物体の
    存在の有無を判定する物体検知装置において、 前記送信手段が所定周期毎に前記伝播波を送信し、前記
    受信手段が前記所定周期毎に前記伝播波の反射波を受信
    するよう構成するとともに、 前記所定周期での反射波受信で非検知と判定した時に前
    記所定周期よりも短い周期で確認送信と確認受信を行
    い、前記所定周期での受信と前記確認受信のうち所定の
    回数以上非検知とならない状態が所定の時間以上継続し
    た場合、前記確認送信と確認受信の周期を変更すること
    を特徴とする物体検知装置。
JP11077242A 1999-03-23 1999-03-23 物体検知装置 Pending JP2000275353A (ja)

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