JPH05247985A - 給水制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 節電、小型化および簡素化を図った給水制御
装置を提供すること。 【構成】 投光手段４から間欠的に投じた光の反射光を
受光手段５で検出することで使用者の存在を感知する感
知部２と、この感知部２からの感知出力に基いて給水を
行う給水制御部３とを備えた給水制御装置１において、
非投光状態における受光手段５への入力に基いて周囲の
明るさに対応する出力を生成する明るさ検出手段６と、
この明るさに対応する出力が予め設定した閾値レベル未
満のときは使用者検出のための投光を停止させる投光停
止手段を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、投光手段と受光手段
を備えた感知部を用いて使用者の有無を感知し、小便器
等の水洗器へ自動的に給水を行う給水制御装置、特に夜
間等の周囲が暗いときに投光を停止して自動的に節電を
図るようにした給水制御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】投光手段と受光手段とを備え、反射光に
基いて使用者の存在を感知する感知部と、感知出力に基
いて給水を制御する給水制御部とを備えた給水制御装置
において、明るさを検出する光センサを設け、周囲が暗
いときは給水制御部への給電を停止して節電を図る技術
が特開昭６２−１６０３３５号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の給水制御装
置は、投光手段から発した光が使用者等に当たって乱反
射されて戻ってきた光を検出するための受光素子と周囲
の明るさを検出するための光センサをそれぞれ個別に備
えているので、２個の光電変換素子とそのための周辺回
路が必要であり、そのため構成が複雑となっていた。

【０００４】また、投光手段と受光手段とからなる反射
型の感知部の取付スペース以外に、周囲の明るさ検出用
のセンサ取付スペースが必要であった。この発明はこの
ような課題を解決するためなされたもので、その目的は
反射光を検出するための受光素子を周囲の明るさ検出に
兼用することで給水制御装置の節電、小型化および簡素
化を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明に係る給水制御装置は、非投光状態におけ
る受光手段への入力に基いて周囲の明るさに対応する出
力を生成する明るさ検出手段と、この明るさに対応する
出力が予め設定した閾値レベル未満のときは使用者検出
のための投光を停止させる投光停止手段を備えた。

【０００６】なお、受光感度切替手段を備え、非投光状
態において受光手段の感度を投光時より大として、感度
大のときの出力に基いて明るさの検出を行う構成として
もよい。

【０００７】

【作用】明るさ検出手段は、非投光状態における受光手
段の出力に基いて周囲の明るさを検出し、投光停止手段
は明るさ検出出力が所定の閾値未満のときは投光を停止
する。

【０００８】また、非投光状態において、受光手段の感
度を大きく設定し、その出力に基いて明るさを検出す
る。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図１は本発明の請求項１に係る給水制御装置のブ
ロック構成図、図２は感知部の各部の動作を示すタイミ
ングチャートである。

【００１０】給水制御装置１は感知対象である小便器等
の使用者を感知部２と、この感知部２からの信号に基い
て給水を制御する給水制御部３から構成する。

【００１１】感知部２は投光手段４と、受光手段５と、
明るさ検出手段６と、比較器７と、判断手段８と、フリ
ップフロップ９からなる。なお、１０は使用者を示す。
投光手段４は間欠投光パルス発生手段４１と、間欠投光
周期を選択する選択回路４２と、キャリアクロック発生
回路４３と、アンド回路４４と、投光回路４５から構成
する。

【００１２】間欠投光パルス発生手段４１は非感知時の
間欠投光クロック信号４１ａと感知時の間欠投光クロッ
ク信号４１ｂを生成する。選択回路４２はフリップフロ
ップ９から供給される感知状態信号９ａに基いて非感知
状態では非感知時の間欠投光クロック４１ａを、感知状
態では感知時の間欠投光クロック４１ｂを選択する。選
択された間欠投光クロック信号４２ａはアンド回路４４
の入力端子４４ｂ、判断手段８の比較基準信号入力端子
８ａおよび明るさ検出手段６のスイッチ６２に供給され
る。

【００１３】キャリアクロック発生回路４３は、水晶発
振子やセラミック発振子等を用いて３８ｋＨｚ付近のキ
ャリアクロック信号４３ａを発生させる。図２はその投
光のタイミングを示すタイムチャートである。

【００１４】アンド回路４４は３入力アンド回路を用
い、その入力端子４４ｃおよび４４ａには比較器７の反
射光検出出力信号７ｃ、およびキャリアクロック信号４
３ａが供給され、キャリアクロックで変調したクロック
信号４４ｄを投光回路４５に供給している。

【００１５】投光回路４５は、例えば赤外発光ダイオー
ド等の投光素子４６と、ｎｐｎトランジスタ４７と、エ
ミッタ抵抗４８を備え、クロック信号４４ｄに基いて投
光素子４６を定電流駆動して投光信号を発生させる構成
とする。なお、ＶＢは電源を示す。

【００１６】受光手段５は使用者６からの反射光を受光
するＰＩＮホトダイオードまたはホトトランジスタ等の
受光素子５１と、初段アンプ５２と、リミッタ回路５３
と、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）５４と、検波回路５５
と、波形整形回路５６を組合せた従来既知の構成のもの
である。

【００１７】初段アンプ５２で変換・増幅した出力をリ
ミッタ回路５３で信号レベルが等しくなるよう制限した
後、キャリア周波数成分の信号を帯域通過フィルタ（Ｂ
ＰＦ）５４で抽出し、検波回路５５で検波復調した後、
波形整形回路５６を介して所定の論理レベルの受光信号
５ａを出力する。

【００１８】明るさ検出手段６は、アンプ６１と、パル
ス投光指令信号４２ａと同期するスイッチ６２と、積分
回路６３からなり、非投光状態における受光手段への入
力信号に基いて周囲の明るさに対応する出力を生成す
る。スイッチ６２は非投光時にはオン、投光時にはオフ
となるように接続する。積分手段６３は積分抵抗６４、
積分コンデンサ６５からなる。

【００１９】非投光時に受光手段５に入力した信号は、
初段アンプ５２で増幅・変換した後、さらに明るさ検出
手段６のアンプ６１で増幅し、積分手段６３の抵抗６４
およびコンデンサ６５の時定数でコンデンサ６５に充電
し、投光時にはこのコンデンサ６５を放電するよう構成
している。

【００２０】比較器７は一方の入力端子７ａに前記明る
さ検出手段６の出力を入力し、他方の入力端子７ｂには
閾値となる基準電圧を基準電源７１から入力して、明る
さ検出手段６の出力が閾値レベル未満のときはＬレベル
の、閾値レベル以上のときはＨレベルの反射光検出出力
信号７ｃを出力するよう構成している（図２ｄ参照）。
そして、この比較器７とアンド回路４４で投光停止手段
を構成するようにしている。

【００２１】判断手段８は、比較基準信号入力端子８ａ
に印加される間欠投光信号４２ａと、受光信号入力端子
８ｂに印加される受光信号５ａとを比較し、入力された
受信信号５ａが投光信号に相当する間欠投光クロック信
号４２ａに同期し、かつ受信信号５ａのパルス幅が間欠
投光クロック信号４２ａのパルス幅とほぼ等しいときに
は、例えば間欠投光クロック信号４２ａの立上がり時点
にキャリアクロック信号４３ａと同様のタイミングで所
定時間長の感知出力８ｃ（図２ｆ参照）を出力し、それ
以外のときには同様のタイミングで非感知出力８ｄ（図
２ｅ参照）を出力するよう構成している。する。

【００２２】Ｓ−Ｒフリップフロップ９のセット入力Ｓ
には感知出力８ｃを供給し、リセット入力端子Ｒには非
感知状態確定信号３１ｃを供給することで使用者１０か
らの反射光を検出した時点から使用者１０が感知されな
くなるまでの間、出力端子ＱからＨレベルの投光信号切
替信号９ａを選択回路４２へ出力するよう構成してい
る。

【００２３】給水制御部３は、感知部２からの感知出力
８ｃおよび非感知出力８ｄに基いて小便器等への給水を
制御する給水制御手段３１と、開閉弁３２とを備える。
開閉弁３２は一端を給水管３３に接続し、他端を洗浄給
水管３４を介して小便器等（図示せず）に接続してい
る。

【００２４】開閉弁３１は開弁時および閉弁時にパルス
通電しそれ以外はバネ力あるいは永久磁石の磁力により
開弁または閉弁状態を保持する、いわゆるラッッチング
ソレノイドをアクチュエータとして用いた電磁弁で構成
する。なお、ラッッチングソレノイドを用いた電磁弁の
代りに圧電素子を用いたアクチュエータを備え、開また
は閉パルスが印加される毎に弁開度を変化させ、非通電
状態ではその時の弁開度を保持する構造の弁を用いても
よい。

【００２５】図３は給水制御部の動作を示すタイムチャ
ートである。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、給水制
御手段３１は感知部２から出力される感知出力８ｃが一
定時間継続したときは使用者有りと判断し、非感知出力
８ｄが一定時間継続したときは使用者無しと判断するよ
う構成している。

【００２６】給水制御手段３１は使用者有りと判断した
ときには図３（ｅ）〜（ｇ）に示すように、まず開弁パ
ルス３１ａを発生して開閉弁３２を開にし予め設定した
微小時間経過後、閉弁パルス３１ｂを発生しこの期間小
便器の使用前の前洗浄給水を行う。

【００２７】その後、給水制御手段３１は使用者有りか
ら使用者無しに判断が変化したときには開弁パルス３１
ａを発生して開閉弁３２を予め設定した所定時間開にし
た後閉弁パルス３１ｂを発生して後洗浄給水を行う。な
お、前洗浄給水は行わない構成でもよい。

【００２８】以上の構成であるから給水制御装置は次の
ように動作する。室内の照明が点灯しているときや太陽
光のある周囲が明るい状態においては、非投光時におい
ても明るい周囲からの光によって明るさ検出手段６に対
応する出力は閾値レベルより十分大きくなるので、Ｈレ
ベルとなった比較器７の出力がアンド回路４４の入力端
子４４ｃに供給されキャリアクロックで変調された投光
を行う。使用者１０がいないとき、投光信号切替信号９
ａはＬレベルであり、この信号に基いて選択手段４２は
非感知時の間欠投光クロック信号４２ａを選択し、選択
された間欠投光周期Ｔ毎にキャリアクロックで変調され
た投光がなされる。

【００２９】感知部２の感知範囲内に使用者１０が入
り、反射光が受光手段５で感知され感知出力８ｃが出力
されるとＳ−Ｒフリップフロップ９のセット入力Ｓはセ
ットされ、そのＱ出力である投光信号切替信号９ａはＨ
レベルとなる。これにより選択手段４２は感知状態の間
欠投光クロック信号４２ａを選択し、感知間隔がＴ／２
に短縮され、所定の洗浄給水が行われる。

【００３０】夜間となり室内の照明が消えて周囲が暗く
なってくると、周囲からの光が少なくなるので、明るさ
検出手段６に対応する出力は閾値レベル未満となり比較
器７の出力はＬレベルとなり、アンド回路４４の入力端
子４４ｃに供給されるので投光が停止する。したがっ
て、この状態においては、使用者１０が小便器を使用し
たとしても、感知部２および給水制御部３は作動しな
い。

【００３１】図４は本発明の請求項２に係る給水制御装
置のブロック構成図であり、同一部分には同一符号を付
してその説明をする。

【００３２】給水制御装置１は感知対象である小便器等
の使用者を感知する感知部２と、この感知部２からの信
号に基いて給水を制御する給水制御部３から構成する。

【００３３】感知部２は投光手段４と、受光手段５と、
明るさ検出手段６と、比較器７と、判断手段８と、Ｓ−
Ｒフリップフロップ９からなる。なお、１０は使用者を
示す。投光手段４は間欠投光パルス発生手段４１と、間
欠投光周期を選択する選択回路４２と、アンド回路４４
と、投光回路４５から構成する。

【００３４】間欠投光パルス発生手段４１は周期の異な
る非感知時の間欠投光クロック信号４１ａと感知時の間
欠投光クロック信号４１ｂを生成する。

【００３５】選択回路４２はフリップフロップ９から供
給される感知状態信号９ａに基いて非感知状態では非感
知時の間欠投光クロック４１ａを、感知状態では感知時
の間欠投光クロック４１ｂを選択する。選択された間欠
投光クロック信号４２ａはアンド回路４４の一方の入力
端子４４ｂ、判断手段８の比較基準信号入力端子８ａ、
明るさ検出手段６のスイッチ６２および増幅器５７に供
給される。

【００３６】アンド回路４４の他方の入力端子には比較
器７の反射光検出出力信号７ｃを供給している。この投
光回路４５は、例えば赤外発光ダイオード等の投光素子
４３と、ｎｐｎトランジスタ４４と、エミッタ抵抗４５
を備え、前述したように間欠投光クロック信号４１ａに
基いて投光素子４３を定電流駆動して投光信号を発生さ
せる構成とする。なお、ＶＢは電源を示す。

【００３７】受光手段５は使用者７からの反射光を受光
するＰＩＮホトダイオードまたはホトトランジスタ等の
受光素子５１と、その受光出力を増幅する増幅器５７
と、増幅された受光信号５７ａのレベルが受光レベルと
なる閾値ＶＴＨを超えている間はＨレベルの反射光検出
信号５８ａを出力する比較器５８を備える。増幅器５７
は間欠投光クロック信号４２ａに基きＬレベルの非投光
時には利得を大きくし、Ｈレベルの投光時には利得を小
さくし、前記間欠投光パルス発生手段４１とこの増幅器
５７で受光感度切替手段を構成している。

【００３８】明るさ検出手段６は、間欠投光クロック信
号４２ａと同期するスイッチ６２と、積分回路６３から
なり、前記増幅器５７において大きな利得で増幅した受
光信号５７ａに基いて非投光状態における周囲の明るさ
に対応する出力を生成する。スイッチ６２は非投光時に
はオン、投光時にはオフとなるように接続する。積分手
段６３は積分抵抗６４、積分コンデンサ６５からなる。

【００３９】したがって、非投光時に受光手段５に入力
した信号は、増幅器５７で投光時よりも大きな利得で増
幅した後、明るさ検出手段６のスイッチ６２を介して積
分手段６３に供給され、積分手段６３の抵抗６４および
コンデンサ６５の時定数でコンデンサ６５に充電し、投
光時にはこのコンデンサ６５を放電するよう構成してい
る。

【００４０】比較器７は一方の入力端子７ａに前記明る
さ検出手段６の出力を入力し、他方の入力端子７ｂには
基準電源７１から閾値となる基準電圧を入力して、明る
さ検出手段６の出力が閾値レベル未満のときはＬレベル
の、閾値レベル以上のときはＨレベルの反射光検出出力
信号７ｃを出力する。そして、この比較器７とアンド回
路４４で投光停止手段を構成するようにしている。

【００４１】判断手段８は、比較基準信号入力端子８ａ
に印加される間欠投光信号４２ａと、受光信号入力端子
８ｂに印加される受光信号５７ａとを比較し、入力され
た受信信号５７ａが投光信号に相当する間欠投光クロッ
ク信号４２ａに同期し、かつ受信信号５７ａのパルス幅
が間欠投光クロック信号４２ａのパルス幅とほぼ等しい
ときには、間欠投光クロック信号４２ａと同様のタイミ
ングで所定時間長の例えばＨレベルの感知出力８ｃを出
力し、それ以外のときには同様のタイミングで例えばＨ
レベルの非感知出力８ｄを出力するよう構成している。
ただし、この実施例における感知出力８ｃおよび非感知
出力８ｄは、前記実施例と異なりキャリアクロックで変
調されていない。

【００４２】Ｓ−Ｒフリップフロップ９のセット入力Ｓ
には感知出力８ｃを供給し、リセット入力端子Ｒには非
感知状態確定信号３１ｃを供給することで使用者１０か
らの反射光を検出した時点から使用者１０が感知されな
くなるまでの間、出力端子ＱからＨレベルの投光信号切
替信号９ａを選択回路４２へ出力するようにしている。
給水制御部３の構成および動作は、前記実施例と同様で
あるのでその説明を省略する。

【００４３】以上の構成であるから給水制御装置は次の
ように動作する。室内の照明が点灯しているときや太陽
光のある周囲が明るい状態においては、明るい周囲から
の光が非投光時における大きな利得で増幅され、その結
果明るさ検出手段６に対応する出力は閾値レベルより十
分大きくなり比較器７の出力７ｃはＨレベルとなりアン
ド回路４４の一方の入力端子４４ｃに供給され間欠投光
クロック信号４２ａに基いた投光を行う。使用者１０が
いないとき、投光信号切替信号９ａはＬレベルであり、
この信号に基いて選択手段４２は非感知時の間欠投光ク
ロック信号４２ａを選択し、選択された間欠投光周期Ｔ
毎に投光がなされる。

【００４４】感知部２の感知範囲内に使用者１０が入
り、反射光が受光手段５で感知され感知出力８ｃが出力
されるとＳ−Ｒフリップフロップ９のセット入力Ｓはセ
ットされ、そのＱ出力である投光信号切替信号９ａはＨ
レベルとなる。これにより選択手段４２は感知状態の間
欠投光クロック信号４２ａを選択し、感知間隔がＴ／２
に短縮され、所定の洗浄給水が行われる。

【００４５】夜間となり室内の照明が消えて周囲が暗く
なってくると、周囲からの光を非投光時における大きな
利得で増幅しても明るさ検出手段６に対応する出力は閾
値レベル未満であり、その結果Ｌレベルの比較器７の出
力がアンド回路４４の一方の入力端子４４ｃに供給され
るので投光が停止する。したがって、この状態において
は、使用者１０が小便器を使用したとしても、感知部２
および給水制御部３は作動しない。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る給水制
御装置によれば次のような効果を奏する。 明るさ検出手段は、非投光状態における受光手段の出
力に基いて周囲の明るさを検出し、投光停止手段は明る
さ検出出力が所定の閾値未満のときは投光を停止するの
で、夜間等の給水制御装置の設置場所が暗いときは自動
的に投光が停止され、節電を図ることができる。 反射光を検出するための受光素子を周囲の明るさ検出
に兼用したので、装置の節電、小型化および簡素化を図
ることができる。 非投光状態において、受光手段の感度を大きく設定
し、その出力に基いて明るさを検出する構成であるの
で、誤感知を伴うことなく明るさ検出感度を向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に係る給水制御装置のブロック構成図

【図２】感知部の投光タイミングを示すタイムチャート

【図３】給水制御部の動作を示すタイムチャート

【図４】請求項２に係る給水制御装置のブロック構成図

【符号の説明】

１…給水制御装置、２…感知部、３…給水制御部、４…
投光手段、５…受光手段、６…明るさ検出手段、７，５
８…比較器、８…判断手段、９…Ｓ−Ｒフリップフロッ
プ、１０…使用者、３１…給水制御手段、３２…開閉
弁、３３…給水管、３４…洗浄給水管、４１…間欠投光
パルス発生手段、４２…選択手段、４３…キャリアクロ
ック発生回路、４４…アンド回路、４５…投光手段、４
６…トランジスタ、４７…ｎｐｎトランジスタ、４８…
エミッタ抵抗、５１…受光素子、５２…初段アンプ、５
３…リミッタ回路、５４…帯域通過フィルタ（ＢＰ
Ｆ）、５５…検波回路、５６…波形整形回路、５７…増
幅器、６１…アンプ、６２…スイッチ、６３…積分回
路、６４…積分抵抗、６５…積分コンデンサ。

フロントページの続き (72)発明者 植木 幹 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 西 智寛 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光手段から間欠的に投じた光の反射光
   を受光手段で検出することで使用者の存在を感知する感
   知部と、この感知部からの感知出力に基いて給水を行う
   給水制御部とを備えた給水制御装置において、非投光状
   態における受光手段への入力に基いて周囲の明るさに対
   応する出力を生成する明るさ検出手段と、この明るさに
   対応する出力が予め設定した閾値レベル未満のときは使
   用者検出のための投光を停止させる投光停止手段を備え
   たことを特徴とする給水制御装置。
2. 【請求項２】 前記受光手段はその受光感度を切替える
   受光感度切替手段を備え、非投光状態において受光手段
   の感度を投光時より大として、この感度大のときの出力
   に基いて明るさの検出を行うことを特徴とする請求項１
   記載の給水制御装置。