JPH06294865A

JPH06294865A - 超音波スイッチ

Info

Publication number: JPH06294865A
Application number: JP8340193A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Abe; 達也阿部; Hayao Takeuchi; 速雄竹内
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1993-04-09
Publication date: 1994-10-21
Anticipated expiration: 2016-11-12
Also published as: JP3227262B2

Abstract

(57)【要約】【目的】一つの超音波振動子を用いて被検知物体の所定
エリアに対する入、出、在を検知することができる超音
波スイッチを提供するにある。【構成】信号演算処理部１は、発振部３に対して超音波
の基準信号を間欠的に供給させる送波制御信号と、連続
的に供給させる送波制御信号とを与え、ドップラ検知
と、パルス検知とを夫々行う期間を設定するようになっ
ている。信号演算処理部１はドプッラ検知の期間ではド
プッラ検知処理部５からのドプッラ信号Ｘ，Ｙにより被
検知物体である人の移動を検知し、パルス検知の期間で
はパルス検知処理部３からの反射波パターンを取り込ん
で固定的な環境値とを比較し、人の存在検知を行い、移
動検知のエリア内で人が移動しているか、存在検知のエ
リア内に人が存在している時にリレー駆動部６、７を駆
動して照明Ｌを点灯させたり、換気扇Ｆを換気動作させ
るのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トイレなどの室内に設
けられる超音波スイッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来室内の照明のオン／オフを、人の入
室、在室、退室を検知して自動的に行うための検知スイ
ッチとしては、人が発する熱線を検知して行うものがあ
る。しかしこのような熱線方式のよる検知センサは熱線
を検知する焦電素子の特性により人の移動を検知するも
のであったため、トイレ等のように人が静止する時間の
長い場所で使用すると静止時に照明が消えてしまう問題
がある。そのため一般的にはタイマを併用してタイマに
より一定時間照明のオン状態を保持するようにしてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなタイマ併
設の場合、タイマ時間を長くすると人が退室してもなか
なか照明が消えないという問題があった。熱線方式以外
としては超音波スイッチを用いたものがあるが、ドップ
ラ方式のものでは熱線方式と同様に人の移動を検知する
だけであるため、熱線方式と同様な問題がある。また人
の存否を検知するパルス方式の場合には検知エリア内に
物体が置かれる等環境変化があった場合誤動作する問題
がある。

【０００４】本発明は上述の問題点に鑑みて為されたも
ので、請求項１の発明の目的とするところは、一つの超
音波振動子を用いて被検知物体の所定エリアに対する
入、出、在を検知することができる超音波スイッチを提
供するにある。請求項２の発明の目的とするところは、
請求項１の発明において、天井パネルにボックスレスで
取付けることが簡単に行える超音波スイッチを提供する
にある。

【０００５】請求項３の発明の目的とするところは、請
求項２の発明において、超音波振動子を内蔵した送受波
器のホーンの向きを自在に変えることができるように送
受波器の器体を収納することができる超音波スイッチを
提供するにある。請求項４の発明の目的とするところ
は、請求項２の発明において、取りつける場所の雰囲気
に応じた化粧プレートを選択して取りつけることができ
る超音波スイッチを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、送
受波用超音波振動子と、超音波を前記超音波振動子から
間欠的に送波させる第１の期間と、連続して送波させる
第２の期間とを交互に繰り返し設定する送波制御部と、
第１の期間において前記超音波振動子から出力される受
波信号を被検知物体の存否を検知用の信号として出力す
る第１の検知処理部と、第２の期間において前記超音波
振動子から出力される受波信号の周波数偏移からドプッ
ラ信号を出力する第２の検知処理部と、第１の検知処理
部から出力される信号より存否用の検知エリア内に被検
知物体の存否を検知し、第２の検知処理部から出力され
るドップラ信号より移動検知用の検知エリアへの被検知
物体の出入りを検知し、両検知結果に基づいて負荷制御
用のスイッチ出力を発生する信号処理手段を備えたもの
である。

【０００７】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、スイッチ本体は天井パネルに設けられた埋め込み
孔に天井パネル下面側から嵌められるもので、スイッチ
本体の下部周部に突出してある取付け枠には取付け枠の
上面とで埋め込み孔周辺の天井パネルを挟持する挟持体
を設けた取付け金具を着脱自在に装着したものである。

【０００８】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、スイッチ本体の底部には超音波振動子を収納して
構成される略球状の送受波器の器体下部を回動自在に収
納する収納凹部を設け、この収納凹部に設けた窓から器
体下部のホーンを外部に臨ませてなることを特徴とする
請求項２記載の超音波スイッチ。請求項４の発明では、
請求項２の発明において、取付け枠下面には化粧パネル
を着脱自在に取着する手段を設け、異なる色の複数の化
粧パネルから選択された化粧パネルを取着可能としたも
のである。

【０００９】

【作用】請求項１の発明によれば、一つの超音波振動子
を用いて、パルス方式の超音波スイッチとして動作する
第１の期間と、ドプラー方式の超音波スイッチとして動
作する第２の期間とを交互に設定することができて、所
定エリアにおける被検知物体の入出と存否とを検知する
ことができ、そのため被検知物体が所定エリア内に存在
するときにのみ自動的に負荷制御を行うことができて、
例えばトイレの照明のオン／オフを行う場合にはタイマ
等を併用する必要もなく、しかも環境に影響されること
なく人が在室している時のみ照明を点灯させることが可
能となる。

【００１０】請求項２の発明によれば、取付け金具を取
付け枠に装着することにより、天井パネルにボックスレ
スで取付けることが簡単に行える。請求項３の発明によ
れば、請求項２の発明において、超音波振動子を内蔵し
た送受波器のホーンの向きを自在に変えることができる
ように送受波器器体を収納することができる。

【００１１】請求項４の発明によれば、取りつける場所
の雰囲気に応じて化粧プレートを選択して取りつけるこ
とができ、取付け場所にマッチングさせることができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１はトイレの照明Ｌと換気扇Ｆの自動制御を目
的とした実施例の全体回路構成を示しており、この実施
例では全体の信号処理と制御のためのマイクロコンピュ
ータからなる信号演算処理部１と、送受波用の超音波振
動子２と、この超音波振動子２を駆動する超音波信号を
発振し、信号演算処理部１からの送波制御信号に基づい
て超音波振動子２へ超音波信号を間欠的に与えて超音波
パルスを送波させたり、連続的に与えて連続した超音波
を送波させたりする発振部３と、超音波を間欠的に送波
する第１の期間において超音波振動子２で受波した反射
波の受波信号を検知出力するパルス検知処理部４と、超
音波振動子２で受波された反射波の受波信号と送波信号
との間の周波数偏移によって位相の異なるドップラ信号
Ｘ、Ｙを出力するドップラ検知処理部５と、信号演算処
理部１からの制御信号でリレーを駆動するリレー駆動部
６、７と、上記検知処理部４、５の信号に基づいてリレ
ー駆動部６、７を自動制御するか、或いは検知に関係な
くオフ駆動又はオン駆動するかを設定する動作切換スイ
ッチ８と、リレー駆動部６で駆動されるリレーのリレー
接点ｒ₁で照明Ｌの点灯を自動制御することを可能とす
る照度を定めるための動作照度調整スイッチ９と、照度
センサ１０と、上記リレー駆動部７で駆動されるリレー
のリレー接点ｒ₂でオン／オフされる換気扇Ｆの遅延オ
フ時間を設定するための換気扇遅れ調整部１１と、動作
表示ＬＥＤ１２と、直流安定化電源部１３と、信号演算
処理部１を電源立ち上がり時にリセットするリセットＩ
Ｃ１４と、信号演算処理部１に基本クロックを与えるた
めのクロック発振器１５とを備えており、各検知処理部
４、５、動作切換スイッチ８、動作照度調整スイッチ
９、換気扇遅れ調整部１１の各信号出力端は信号演算処
理部１の所定の入力ポートに、またリレー駆動部６、
７、動作表示ＬＥＤ１２は夫々信号演算処理部１の所定
の出力ポートに接続されている。

【００１３】図２乃至図４は実施例の構造を示す図面で
あり、本実施例スイッチは外形形状が円板状の取付け枠
２０と、この取付け枠２０の中央部に一体に設けられた
上面開口のボディ２１ａと、このボディ２１ａの上面開
口に被着されるカバー２１ｂとでスイッチ本体２１を構
成し、このスイッチ本体２１内に上述した回路部の部材
を実装したプリンチ配線基板１７ａ，１７ｂ及び上記超
音波振動子２等からなる送受波器１６を実装するもので
ある。

【００１４】ボディ２１ａは底面中央部を下方向に膨出
させて上面側に断面円形の収納凹部２３を設けてあり、
この収納凹部２３の中央底部には内外に貫通した丸窓２
２を穿設し、この丸窓２２より外部に送受波器１６のホ
ーン２４の送受波口が臨むように送受波器１６の下部を
嵌め込むようになっている。送受波器１６は、略半球状
のホーン２４と、このホーン２４の上面開口に被着する
略半球状の回転体２５とからなる器体内部に超音波振動
子２を収納して構成されるもので、収納凹部２３に収納
されるホーン２４の両側面には軸部２８を突設してお
り、この軸部２８は収納凹部２３の内周面に設けてある
縦溝５９に上下移動自在で且つ軸回り方向に回動自在に
挿入され、送受波器１６の向きを変えることができるよ
うになっている。超音波振動子２はホーン２４や、回転
体２５からの振動が伝達されないように円筒状のクッシ
ョン体２６内に収納された形で器体内に納められる。

【００１５】収納凹部２３の上方には収納凹部２３の両
側に橋渡すようにコ状の押さえ金具２９がボディ２０の
底部に螺子固定され、この押さえ金具２９の下面側にコ
イルばね３０で下方に付勢されるように取り付けてある
支持体３１で弾性体からなるＯリング３２を介して回転
体２５の上部を下方向に押しているためホーン２４が収
納凹部２３内面に設けてあるリブ３３に押し付けられ、
送受波器１６の回動位置を保持することができるように
なっている。

【００１６】支持体３１は上面中央に軸３１ａを設ける
とともにこの軸３１ａの両側上面に脚３１ｂを突設し、
軸３１ａに上記コイルばね３０を被挿して先端を押さえ
金具２９の中央の孔２９ａに上下動自在に挿入し且つ孔
２９ａの両側に設けた孔２９ｂに脚３１ｂを上下動自在
に挿入してコイルばね３０の弾発力で常時下方向に付勢
されるようになっている。脚３１ｂは孔２９ｂから抜け
ないように先端に係止突起３１ｃを設けてある。

【００１７】プリント配線基板１７ａ，１７ｂは上下方
向に重ねられるようにしてカバー２１ｂ内に配置される
もので、上部のプリント配線基板１７ａは上面に錠ばね
３５と鎖錠状態を解除するための解除釦３６とで速結端
子を構成する端子板３７が３対実装されるとともに上記
リレー駆動部６、７で駆動されるリレーＲｙ₁、Ｒｙ ₂
が実装されており、下部のプリント配線基板１７ｂの回
路とはフラットケーブル３８で電気的に接続される。カ
バー２１ｂの片側には速結端子に対応する電線挿入口２
７ａ、及び解除釦３６に対応する解除治具挿入口２７ｂ
とを穿孔しており、この穿孔場所には端子カバー１９を
着脱自在に被着するようになっている。１９ａは端子カ
バー１９の両側より下方に突出した係止脚であって、カ
バー２１ｂに設けてある係止孔６３に着脱自在に係入す
ることによりカバー２１ｂに端子カバー１９を固定する
ものである。

【００１８】尚各対の速結端子は、図１における交流電
源ＡＣを接続するための端子６０、６０と、照明Ｌを接
続する負荷端子６１、６１と、換気扇Ｆを接続する負荷
端子６２、６２に対応する。また図２では鎖錠ばね３５
と、解除釦３６は一対の端子板３７に対応する数だけし
か図示されていないが、実際には各対の端子板３７に対
応してに鎖錠ばね３５と、解除釦３６とが備わっている
のは言うまでもない。

【００１９】下部のプリント配線基板１７ｂは、送受波
器１６の回転体２５に設けた切欠２５ａより導出した超
音波振動子２からのリード線を接続して超音波振動子２
を回路部に接続してある。カバー２１ｂはボディ２１ａ
の上面開口に被着されるのであるが、この際ボディ２１
ａの両側側壁の上端より上方に突片３４を、カバー２１
ａの両側側面に形成してある縦溝３９に挿入して突片３
４に形成してある結合孔３４ａに、縦溝３９内の下部に
設けてある結合突起３９ａを結合させ、カバー２１ｂ
と、ボディ２１ａとを結合する。

【００２０】この時カバー２１ｂに収納してある下側の
プリント配線基板１７ｂに実装してある動作表示ＬＥＤ
１２の発光面及び照度センサ１０の受光面が、ボディ２
１ａ側に装着してあるプリズム４０に設けてある入射
面、出射面に対向し、プリズム４０を介して発光表示の
光を導出したり、外光を入光できるようになる。プリズ
ム４０は逆Ｌ状に形成されたもので、角部両側に設けて
ある取付部４０ａの孔にボディ２１ａ底面に突設してあ
るボス１８を嵌合して固定され、垂下片を上記収納凹部
２３の内周面に沿うように開口してある窓孔４１に嵌め
て下端をボディ２１ａの下面側に露出させる。このプリ
ズム４０の横片と垂下片との境界部の角部はハーフミラ
ー構成の傾斜面となっており、垂下片の下端から入射し
た光をこのハーフミラー部分からブリズム外へ出射して
対向配置してある照度センサ１０に受光させるようにな
っている。一方横片の先端は４５°にカットした傾斜面
となっており、この横片の先端上面に対向配置された動
作表示ＬＥＤ１２からの光をプリズム内部の傾斜面で全
反射して屈曲させ、更に上記ハーフミラー部分で反射さ
せて垂下片先端より外部に出射させるようになってい
る。

【００２１】取付け枠２０は、両端にスイッチボックス
や天井パネルへの直付けのための取付け孔４２を穿設
し、また両側上面に天井パネルを挟持するための取付け
金具４３を着脱自在に装着する装着部を設けてある。更
に下面には化粧プレート５０が着脱自在に装着されるよ
うにもなっている。取付け金具４３は天井パネルに穿設
した埋め込み孔にボックスレスで取りつけることを可能
とするもので、一側面が開口した縦長の金具本体４４
と、この金具本体４４の底部を下方から貫通し、先端を
金具本体４４の天井部に回転自在に保持させたねじ体４
５と、ねじ体４５のねじ部をねじ孔に螺入させた金属製
挟持体４６とで構成されており、取付け枠２０に対する
装着は次のように行う。

【００２２】まずねじ体４５の頭部を取付け枠２０に穿
設してあるだるま孔４７の丸孔部に取付け枠２０の上面
側から嵌め込んで取付け枠２０の下面側に露出させる。
同時にだるま孔４７の両側に並行して取付け枠２０の上
面に設けてある固定溝４８に、金具本体４４の下面両側
に設けた固定片４９を嵌め込む。この状態で固定片４９
を固定溝４８内でスライドさせながら、金具本体４４を
取付け枠２０の中央方向へ移動させると、金具本体４４
の下面より外部に露出しているねじ体４５の螺子部がだ
るま孔４７の長孔部に案内され、取付け枠２０を金具本
体４４の下面とねじ体４５の頭部とで挟む。また固定片
４９が固定溝４８内に設けた係止片と固定溝４８の底部
との間に介入される形となり、取付け金具４３の取付け
枠２０への装着が完了するのである。

【００２３】化粧プレート５０は取付け枠２０を嵌め込
む凹平面５１を上部に設け、この凹平面５１を囲繞する
周壁５１ａ内面の両側に取付け枠２０の周縁に突設して
ある係止突起２０ａ、２０ａを係合する係止溝５２を設
けており、係止突起２０ａ、２０ｂのテーパ面と、化粧
プレート５０の弾性及び取付け枠２０の弾性を利用して
係止突起２０ａ、２０ｂを着脱自在に係止溝５２内に係
止するようになっている。係止溝５２に対する係止突起
２０ａ、２０ｂの係止位置の位置決めは係止突起２０
ａ、２０ａ間の中央に設けた突出部２０ｃを上記周壁５
１ａに形成している凹み部５１ｂに嵌めることにより行
われる。化粧プレート５０の中心部の丸孔５０ａはボデ
ィ２１ａの中央下面に突出した膨出部を外部に露出させ
るためのものである。尚化粧プレート５０は異なる色
のものを複数準備し、設置場所の天井の色等に対応させ
ることができるようになっている。

【００２４】而して上述のように構成された本実施例
は、トイレ等の天井に取付け金具４３或いは取付け孔４
２を利用して取付け固定する。ここで取付け金具４３を
利用したスイッチ本体２１の天井への取付け方法につい
て簡単に説明する。まず取付け金具４３はねじ体４５の
反締め付け方向側の金具本体４４の片側側壁に形成して
ある切欠４４ａに嵌め込んだ状態で挟持体４６をスイッ
チ本体２１の側面に並行させ、スイッチ本体２１を天井
パネルに穿設してある埋め込み孔へ嵌める際に挟持体４
６が邪魔とならないようにしてある。つまりスイッチ本
体２１の断面形状は円形の両側を切断した形となってお
り、天井パネル側に設ける埋め込み孔の直径はスイッチ
本体２１を形作る円形の直径に対応させて穿設する。従
って上記切断部分にあたる部分が空きスペースとなり、
このスペース部分に配置された取付け金具４３の挟持体
４６の先端がこの空きスペースより突出しないように納
めた状態が切欠４４ａに挟持体４６を嵌め込んだ状態な
のである。

【００２５】次に天井パネルの上面側にスイッチ本体２
１及び取付け金具４３を埋め込み孔を介して突出させる
とともに、取付け枠２０の上面を天井パネルの下面に当
接した状態で、天井パネルの下面側に露出しているねじ
体４５の頭部を用いてねじ体４５をドライバ等で締め付
け方向に回転させると、ねじ体４５の回転により挟持体
４６は切欠４４ａより出て、金具本体４４の他方の側壁
に側端が当たることになる。つまり挟持体４６の先端が
スイッチ本体２１の側面に直交する方向に向くことにな
り、この時挟持体４６の先端は埋め込み孔の投影範囲よ
り外に出て天井パネルの上方に位置する。

【００２６】ここで更にねじ体４５を締め付け方向に回
転せると、挟持体４６は回転規制を受けているため下方
向に下降してくることになり、やがて挟持体４６の先端
が天井パネルの上面に当たって、取付け枠２０とで天井
パネルを挟み付け、天井パネルに対してスイッチ本体２
１を固定するのである。さてスイッチ本体２１を天井パ
ネルに固定した後は、取付け枠２０の下面に化粧プレー
ト５０を被着すれば本実施例超音波スイッチの取付けが
終了し、速結端子を利用した端子６０〜６２に交流電源
ＡＣ、照明Ｌ、換気扇Ｆを接続すれば電気配線工事も終
了する。

【００２７】次に本実施例超音波スイッチをトイレ７０
の天井に配置した際の動作を図５、図６に基づいて説明
する。先ず使用に当たっては、取付け枠２０の下面に露
出させてある動作切換スイッチ８の操作摘子を操作して
動作モードを設定する。ここでは自動に設定したものと
する。また同様に取付け枠２０の下面に露出させてある
動作照度調整スイッチ９を操作して動作照度を２０ｌｘ
か４０ｌｘの何れかに設定する。ここでは２０ｌｘに設
定したものとする。

【００２８】上記のように設定されてる状態で、図５
（ａ）に示すように電源投入を行って動作をスタートす
ると、図５（ｃ）に示すように発振部３が超音波信号を
基準発振信号の発振を開始する。一方信号演算処理部１
は初期設定状態の動作を開始し、電源投入から回路動作
が安定する迄、図５（ｄ）に示すように例えば３秒間は
発振部３に対して超音波の送波制御信号を与えず送波を
図５（ｅ）に示すように停止させたままとする。さて３
秒経過すると、信号演算処理部１は、図５（ｊ）に示す
ようにリレー駆動部６、７に対してリレー接点ｒ₁、ｒ
₂がオフとなるようにリレーＲｙ₁、Ｒｙ₂をオフ駆動
するオフ信号を与え、照明Ｌ、換気扇Ｆをオフ状態に設
定する。

【００２９】次に信号演算処理部１は動作切換スイッチ
８の状態を判定し、手動のオフ側であればリレー接点ｒ
₁、ｒ₂のオフ状態を保持し、逆にオン側であればリレ
ー駆動部６、７に対してリレー接点ｒ₁、ｒ₂がオンと
なるようにリレーＲｙ₁、Ｒｙ₂を駆動させる制御信号
を与える。ここでは自動に設定してあるので、信号演算
処理部１は動作照度切換スイッチ９の設定状態をチェッ
クし、その設定値と、図５（ｂ）に示す照度センサ１０
からの照度信号とを比較して、検出照度が設定値以下で
なければ、超音波による検知を無効とし上記のオフ状態
を維持する。そして設定値以下であれば超音波スイッチ
の検知を有効とする状態に入る。

【００３０】さて上記の３秒を経過すると、信号演算処
理部１は発振部３に対して超音波振動子１に対して間欠
的に超音波信号を与える期間と、連続的に与える期間
と環境安定化待機期間を順次交互に設定する送波制
御信号を図５（ｄ）に示すように出力する。発振部３は
この送波制御信号を受けて図５（ｅ）に示すように送波
駆動信号を超音波振動子１に送り、の期間では超音波
を間欠的に送波させ、期間では連続的に超音波を送波
させ、検知動作を開始する。図５（ｆ）（ｇ）は超音波
振動子２で受波した反射波の受波信号に基づいたドップ
ラ検知処理部５から出力される位相の異なったドップラ
信号Ｘ，Ｙを示している。また図５（ｈ）は超音波を間
欠的に送波した時の反射波の受波信号に対応してパルス
検知処理部４から出力されるパルス信号を示す。

【００３１】ここで検知動作開始直後において、２回目
の期間でパルス検知処理部４で出力された出力信号パ
ターンをトイレ内の固定物体からの反射波パターンの初
期値として信号演算処理部１は記憶する。さて検知動作
に入って、図６（ａ）で示すようにトイレ７０内に人Ｍ
が入っていない状態では、移動物体が移動物体の検知エ
リアＡ内に存在していないため、ドプッラ検知による移
動信号は図６（ａ）の（Ａ）に示すように存在せず、ま
た超音波の間欠送信に対する図６（ａ）の（Ｂ）に示す
反射波パターンは記憶してある初期値と変わらず、その
ため信号演算処理部１は人Ｍがトイレ７０内に存在しな
いと判断し、リレーＲｙ₁、Ｒｙ₂のオフ状態を継続さ
せる。

【００３２】次にトイレ７０のドア７１が図６（ｂ）に
示すよう開けられると、移動物体検知エリアＡ内にドア
７１が入っている状態では、ドップラ検知処理部５から
出力されるドップラ信号Ｘ，Ｙには図６（ｂ）の（Ａ）
に示すように移動信号が含まれることになる。信号演算
処理部１はこの移動信号が検出されると、移動信号が検
出される前のパルス検知処理部４から出力された図６
（ｂ）の（Ｂ）に示す反射波パターンを環境値として記
憶し、移動信号の量が閾値以上になると、信号演算処理
部１はリレー駆動部６、７に対してリレーＲｙ₁、Ｒｙ
₂をオン駆動する制御信号を図５（ｉ）に示すように与
え、夫々のリレーＲｙ₁、Ｒｙ₂のリレー接点ｒ₁、ｒ
₂をオンさせる。これらのオンにより、照明Ｌは点灯
し、換気扇Ｆは換気動作する。また同時に図５（ｋ）に
示すように動作表示ＬＥＤ１２を駆動する信号を出力し
て点灯させ、動作中であることを表示する。

【００３３】更に図６（ｃ）に示すように人Ｍがトイレ
７０内に移動すると、図６（ｃ）の（Ａ）のように移動
信号を検出が継続し、更に存否検知のための検知エリア
Ｂに人Ｍが入ると、期間で検出される反射波パターン
が図６（ｃ）の（Ｂ）のように環境値と異なるため信号
演算処理部１は人Ｍが存在すると判断する。この存在検
知があると存在検知を優先させ上記リレーＲｙ₁、Ｒｙ
₂のオン駆動を継続させる。また同時の動作表示ＬＥＤ
１２を点滅させる。

【００３４】次にドア７１を締め、人Ｍが便器側へ図６
（ｄ）に示すように進んでいる状態では移動信号の検出
は図６（ｄ）の（Ａ）のように継続し、また存在検知も
図６（ｄ）の（Ｂ）のように継続する。その後便器７２
に図６（ｅ）に示すように人Ｍが座り、静止状態となる
と移動信号の検出が図６（ｅ）の（Ａ）のように無くな
るが、図６（ｅ）の（Ｂ）に示す如く上記と同様に人Ｍ
の存在検知が継続するため、存在検知が優先され同様に
リレーＲｙ₁、Ｒｙ₂のオン駆動を継続させる。

【００３５】この静止状態では完全に静止する分けでな
く、頭や手が僅かでも動けば、移動信号は検出されるこ
とになるのは勿論である。さて用を足し、人Ｍがトイレ
７０より出る場合には、図６（ｆ）に示すようにドア７
１を開けて出て行くわけであるが、人Ｍはまず検知エリ
アＢから出ることになり、この時点で図６（ｆ）の
（Ｂ）に示す如く存在検知が無くなるが、図６（ｆ）の
（Ａ）に示すように移動信号の検出があるため、この移
動検出を優先させ、更にリレーＲｙ₁、Ｒｙ₂のオン駆
動を継続させる。移動信号の検出があるが、存在検知が
無い状態では動作表示ＬＥＤ１２の点灯状態を連続点灯
に切り換える。

【００３６】そして人Ｍが図６（ｇ）に示すように検知
エリアＡを出ていき、ドア７１がし閉められた時点で
は、図６（ｆ）の（Ａ）に示すように移動信号の検出も
無くなるため、この時点からオフディレイ時間を経過し
た後に信号演算処理部１は各リレー駆動部６、７にリレ
ーＲｙ₁、Ｒｙ₂をオフ駆動する信号を与え、また動作
表示ＬＥＤを消灯させるのである。このとき超音波パル
スによる反射波パターンは図６（ｆ）の（Ｂ）に示すよ
うに環境値のパターンに戻っている。

【００３７】尚このときの換気扇Ｆの停止は、換気遅れ
調整部１１で設定されたオフディレ時間により、照明Ｌ
の消灯する時点より遅れることになる。ところで上記図
６（ｆ）（ｇ）において、移動信号が検出されている前
後の期間での反射波パターンが同一の場合は、人Ｍが
検知エリアＢ外での移動であると判断でき、この時の反
射波パターンが初期の環境値と異なっている場合には、
この反射波パターンを新たな環境値として記憶する。こ
の場合例えば３０秒のオフディレー時間を設定して、こ
のオフディレー時間を経過した後に再び存在検知があれ
ば、存在検知に基づいてリレーＲｙ₁、Ｒｙ₂のオン駆
動を継続させる。つまり複数の人Ｍの動作を考慮して、
一人が静止し、他の人が検知エリアＡ外に出るような状
況にも対応できるようになっている。

【００３８】図７は上述の動作を示すフローチャートで
ある。

【００３９】

【発明の効果】請求項１の発明は、送受波用超音波振動
子と、超音波を前記超音波振動子から間欠的に送波させ
る第１の期間と、連続して送波させる第２の期間とを交
互に繰り返し設定する送波制御部と、第１の期間におい
て前記超音波振動子から出力される受波信号を被検知物
体の存否を検知用の信号として出力する第１の検知処理
部と、第２の期間において前記超音波振動子から出力さ
れる受波信号の周波数偏移からドプッラ信号を出力する
第２の検知処理部と、第１の検知処理部から出力される
信号より存否用の検知エリア内に被検知物体の存否を検
知し、第２の検知処理部から出力されるドップラ信号よ
り移動検知用の検知エリアへの被検知物体の出入りを検
知し、両検知結果に基づいて負荷制御用のスイッチ出力
を発生する信号処理手段を備えたので、一つの超音波振
動子を用いて、パルス方式の超音波スイッチとして動作
する第１の期間と、ドプラー方式の超音波スイッチとし
て動作する第２の期間とを交互に設定することができ
て、所定エリアにおける被検知物体の入出と存否とを検
知することができ、そのため被検知物体が所定エリア内
に存在するときにのみ自動的に負荷制御を行うことがで
きて、例えばトイレの照明のオン／オフを行う場合には
タイマ等を併用する必要もなく、しかも環境に影響され
ることなく人が在室している時のみ照明を点灯させるこ
とが可能となるという効果がある。

【００４０】請求項２の発明は、スイッチ本体が天井パ
ネルに設けられた埋め込み孔に天井パネル下面側から嵌
められるもので、スイッチ本体の下部周部に突出してあ
る取付け枠には取付け枠の上面とで埋め込み孔周辺の天
井パネルを挟持する挟持体を設けた取付け金具を着脱自
在に装着したので、取付け金具を取付け枠に装着するこ
とにより、天井パネルにボックスレスで取付けることが
簡単に行えるという効果がある。

【００４１】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、スイッチ本体の底部には超音波振動子を収納して構
成される略球状の送受波器の器体下部を回動自在に収納
する収納凹部を設け、この収納凹部に設けた窓から器体
下部のホーンを外部に臨ませてあるので、超音波振動子
を内蔵した送受波器のホーンの向きを自在に変えること
ができるように送受波器器体を収納することができると
いう効果がある。

【００４２】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、取付け枠下面には化粧パネルを着脱自在に取着する
手段を設け、異なる色の複数の化粧パネルから選択され
た化粧パネルを取着可能としてあるから、取りつける場
所の雰囲気に応じて化粧プレートを選択して取りつける
ことができ、取付け場所にマッチングさせることができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の回路構成図である。

【図２】同上の分解斜視図である。

【図３】（ａ）は同上の側面図である。（ｂ）は同上の
化粧プレートを外した状態の下面図である。

【図４】（ａ）は同上の正面図である。（ｂ）は同上の
化粧プレートを取付けた状態の下面図である。

【図５】同上の動作説明用タイミングチャートである。

【図６】同上の使用例の動作説明図である。

【図７】同上の動作説明用フローチャートである。

【符号の説明】

１信号演算処理部２超音波振動子３発振部４パルス検知処理部５ドップラ検知処理部６，７リレー駆動部Ｌ照明Ｆ換気扇ｒ₁、ｒ₂リレー接点

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送受波用超音波振動子と、超音波を前記超
音波振動子から間欠的に送波させる第１の期間と、連続
して送波させる第２の期間とを交互に繰り返し設定する
送波制御部と、第１の期間において前記超音波振動子か
ら出力される受波信号を被検知物体の存否を検知用の信
号として出力する第１の検知処理部と、第２の期間にお
いて前記超音波振動子から出力される受波信号の周波数
偏移からドプッラ信号を出力する第２の検知処理部と、
第１の検知処理部から出力される信号より存否用の検知
エリア内に被検知物体の存否を検知し、第２の検知処理
部から出力されるドップラ信号より移動検知用の検知エ
リアへの被検知物体の出入りを検知し、両検知結果に基
づいて負荷制御用のスイッチ出力を発生する信号処理手
段を備えたことを特徴とする超音波スイッチ。
【請求項２】スイッチ本体は天井パネルに設けられた埋
め込み孔に天井パネル下面側から嵌められるもので、ス
イッチ本体の下部周部に突出してある取付け枠には取付
け枠の上面とで埋め込み孔周辺の天井パネルを挟持する
挟持体を設けた取付け金具を着脱自在に装着して成るこ
とを特徴とする請求項１記載の超音波スイッチ。
【請求項３】スイッチ本体の底部には超音波振動子を収
納して構成される略球状の送受波器の器体下部を回動自
在に収納する収納凹部を設け、この収納凹部に設けた窓
から器体下部のホーンを外部に臨ませて成ることを特徴
とする請求項２記載の超音波スイッチ。
【請求項４】取付け枠下面には化粧パネルを着脱自在に
取着する手段を設け、異なる色の複数の化粧パネルから
選択された化粧パネルを取着可能として成ることを特徴
とする請求項２記載の超音波スイッチ。