JPH07301680A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサの検出エリアの設定範囲に応じた本体
ケースを製作する必要をなくして簡単且つ安価な構成と
する。 【構成】 自動水洗装置１６の本体ケース１８には透光
窓部１８ａが形成されており、その内部に対応してプリ
ント基板２０に取り付けられたセンサ１９のＬＥＤ２
２，フォトダイオード２３が配設されている。透光窓部
１８ａには、着脱可能に形成されている光ガイド部材２
４が嵌め込まれ、これに形成された斜め下方に向けて傾
斜された円筒状の光ガイド路２５ａ，２５ｂによりＬＥ
Ｄ２２およびフォトダイオード２３の検出エリアが設定
される。検出エリアの設定範囲に応じて、異なる光ガイ
ド路が形成された光ガイド部材を本体ケース１８に嵌め
込むことにより、種々の検出エリアを設定することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投光素子および受光素
子を有するセンサにより検出エリアに向けて投光してそ
の反射光を検出することにより物体の存在を検出するよ
うにした物体検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置としては、投光素子および
受光素子からなるセンサを検出エリアに向けて配設し、
ＬＥＤなどの投光素子から光を照射し、検出エリア内に
人体等の物体が存在するときにその反射光を受光素子に
より検出し、検出エリア内の物体の存在の有無を検出す
るようにしたものである。これは、例えば、自動ドアや
公衆トイレの自動水洗装置のように、検出エリア内に侵
入した人体を検出してドアや水洗装置を動作させる人セ
ンサなどの装置に適用されるものである。

【０００３】この場合、例えば、公衆トイレなどの男子
小便器に設けられる自動水洗装置においては、小便器の
上部の壁面部にセンサを前方に向けて配置するようにし
ているが、検出すべき人体としては大人や子供などの身
長の違いがあっても確実に検出できるようにするため
に、センサの投受光の光軸がやや下方に向くように配置
している。

【０００４】このようにセンサを小便器の前面部下方に
向けて配置する構成としては、例えば図１２に示すよう
なものがある。すなわち、図１２においては、小便器が
配設された壁面部分の上部に検出部であるケース１が埋
込配設されている。このケース１の前面パネル２には、
斜め下方に向けて開口された透光窓部３が形成されてお
り、この透光窓部３の本体内部側にはプリント基板４に
配設されたセンサ５の発光ダイオード６のリードを折り
曲げてその開口部に臨むように挿入配置されている。こ
れにより、透光窓部３を介して小便器の前方斜め下方に
向けて発光ダイオード６の投光を行うようにして検出エ
リアを設定するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにセンサ５を上述のような配置構成する場合には、次
のような不具合がある。すなわち、図１２に示す構成の
ものでは、ケース１の前面パネル２に透光窓部３を斜め
に形成するために、例えば、本体ケース１を樹脂で一体
に成形する場合には、成形時に単に上下の金型だけでは
なくスライド式の金型を用いる必要があり、製作コスト
が高くなる不具合がある。

【０００６】また、上述のような斜め下方に向けて投光
する構成とする場合と異なり、水平方向に投光する構成
としたい場合や、あるいはセンサ５を小便器の足元側に
配設して逆に斜め上方に向けて投光する構成としたい場
合には、それぞれに対応した方向に透光窓部３を形成し
たケース１を製作する必要があり、各種のものに対応し
て製作する分だけコストが高くなってしまう不具合があ
る。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、センサの検出エリアの設定方向を簡単
且つ容易に行うことができて、コストの上昇を伴うこと
がないようにした物体検出装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、本体ケースに
設けられた投光素子および受光素子を有するセンサによ
り検出エリアに向けて投光してその反射光を検出するこ
とにより、物体の存在を検出するようにした物体検出装
置を対象とするものであり、前記センサの前面部に対応
してその投受光の光路を所定方向に設定する検出エリア
設定用の光ガイド部材を前記本体ケースに着脱自在に設
けたところに特徴を有する。

【０００９】また、前記光ガイド部材を、前記センサに
対応して前記検出エリアに指向する筒状の光ガイド路を
有する構成とすることができる。

【００１０】そして、前記光ガイド部材を、少なくとも
前記投光素子に対応して前記検出エリアに指向する範囲
への投光を許容する投光窓部を有する光ガイド板を備え
た構成とすることもできる。

【００１１】

【作用】請求項１記載の物体検出装置によれば、本体ケ
ースに、設定すべき検出エリアに対応する光ガイド部材
を取着することにより、センサによる検出動作の対象範
囲を光ガイド部材による所望の検出エリアに設定するこ
とができ、種々の検出エリアに対応した本体ケースを準
備する必要がなくなり、簡単且つ安価な構成として同一
の本体ケースを用いながら種々の検出エリアを設定する
ことができるようになる。

【００１２】請求項２記載の物体検出装置によれば、光
ガイド部材を、検出エリアに指向する筒状の光ガイド路
を有する構成としているので、投光素子の投光を検出エ
リアに向けることができると共に、検出エリアからの反
射光を選択的に検出する構成を簡単且つ安価に製作する
ことができる。

【００１３】請求項３記載の物体検出装置によれば、光
ガイド部材を、投光素子の投光範囲を検出エリアに許容
する投光窓部を有する光ガイド板としているので、さら
に簡単且つ安価な構成とすることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を男子小便用の自動水洗装置に
適用した場合の第１の実施例について図１ないし図８を
参照しながら説明する。図４は、装置が配設された状態
の全体の外観を示すもので、壁面１１には男子用小便器
１２が取り付けられ、この小便器１２の上部には壁面１
１の内面部側からメインバルブ１３を介して配管された
給水パイプ１４が接続されている。メインバルブ１３は
パイロットバルブ１５により給水の制御がなされるもの
で、そのパイロットバルブ１５は自動水洗装置１６によ
り電気的に駆動されるようになっている。

【００１５】この自動水洗装置１６は、小便器１２の上
部の壁面１１に埋め込むように配設されているもので、
小便器１２に近付いた人を検知してその人が遠ざかった
ことを検出してパイロットバルブ１５を一定時間開状態
としてメインバルブ１３による給水を制御するもので、
この前面部には透光性を有する前面パネル１７が配設さ
れている。

【００１６】また、１３自動水洗装置１６は、図１ない
し図３に示すように、本体ケース１８の前面部には透光
窓部１８ａが形成されており、その内部にはセンサ１９
を設けたプリント基板２０がねじ２１により固定されて
いる。センサ１９は投光素子としてのＬＥＤ２２および
受光素子としてのフォトダイオード２３からなり、それ
らは、透光窓部１８ａにはめ込まれた光路設定用の光ガ
イド部材２４に臨むように配置されている。

【００１７】この光ガイド部材２４には、図２，図３に
も示しているように、左右に係合爪２４ａ，２４ｂが形
成されていると共に、円筒状の２本の光ガイド路２５
ａ，２５ｂが斜め下方に向けて形成されている。そし
て、光ガイド部材２４を、本体ケース１８の透光窓部１
８ａに嵌め込んだ状態では、係合爪２４ａ，２４ｂが透
光窓部１８ａの内壁部分と係合した状態に固定されるよ
うになっている。ＬＥＤ２２およびフォトダイオード２
３は、それぞれ光ガイド部材２４の光ガイド路２５ａ，
２５ｂに臨むように配設されており、ＬＥＤ２２による
投光を光ガイド路２５ａから斜め下方（例えば水平方向
に対して角度θ＝１５°〜２０°）に向けて小便器の前
方下部側に検出エリアＥａ（図７（ａ）参照）を設定す
ると共に、その検出エリアＥａからの反射光を光ガイド
路２５ｂを介してフォトダイオード２３に導くようにし
ている。また、光ガイド部材２４の前面部には透光プレ
ート２６が取着されている。

【００１８】図５は自動水洗装置１６の電気的構成を示
すもので、交流電源端子Ｖａｃ，Ｖａｃ間には交流電源
が接続されるようになっており、トランス２７を介して
整流回路２８にて整流すると共に、定電圧回路２９にて
所定の直流電圧に変換して直流電源端子Ｖｄｃに与え
る。

【００１９】制御回路３０は、直流電源端子Ｖｄｃから
給電されるもので、投光回路３１、ヒステリシス回路３
２が接続されると共に、受光回路３３が接続され、上述
の小便器１２の前方に向けて投光回路３１によりＬＥＤ
２２に赤外線を投光させると共に、人体等からの反射光
を受光回路３３により受光し、その受光信号を入力する
ようになっている。

【００２０】また、制御回路３０には、電源投入時にリ
セット動作を行わせる初期化回路３４が接続されると共
に、クロック信号を与える発振回路３５が接続されてい
る。そして、制御回路３０には、水洗時間等の設定を切
り換えるための設定スイッチ３６が接続されると共に、
パイロットバルブ１５を駆動させるためのバルブ駆動回
路３７が接続されている。

【００２１】次に、本実施例の作用について説明する。
自動水洗装置１６は、交流電源Ｖａｃから給電される
と、トランス２７，整流回路２８および定電圧回路２９
を介して直流電源端子Ｖｄｃに所定の直流電源を供給す
るようになる。このとき、制御回路３０は、初期化回路
３４によりパワーオンリセットがかけられた後に直流電
源端子Ｖｄｃから給電されると検出動作を開始するよう
になる。

【００２２】制御回路３０は、投光回路３１に投光信号
を与えてＬＥＤ２２への通断電により投光動作を行わせ
るようになる。これにより、ＬＥＤ２２からの赤外線
は、光ガイド部材２４の光ガイド路２５ａを介して下方
に向けて照射されるようになる。これにより、図７
（ａ）に示すように、小便器１２の前方斜め下方に検出
エリアＥａが設定される。そして、小便器１２の前方に
人が存在する場合には、その人体に反射してその反射光
が前面パネル１７側に戻るようになり、その反射光が光
ガイド部材２４の光ガイド路２５ｂを介してフォトダイ
オード２３に入射するようになる。

【００２３】これにより、制御回路３０は、人体の存在
を検出し、この後、人体が検出エリアＥａ内から遠ざか
ったことを検出すると、バルブ駆動回路３７を介してパ
イロットバルブ１５を一定時間開状態となるように制御
する。この結果、メインバルブ１３が一定時間開放状態
となって給水パイプ１４を介して小便器１２に給水され
て自動的に水洗動作が行われるようになる。

【００２４】さて、上述の場合には、検出エリアを図７
（ａ）に示すように、小便器１２の前方の斜め下方に向
けて設定する場合について説明したが、例えば、同図７
（ｃ）に示すように、小便器１２の下部側から斜め上方
に向けて検出エリアＥｃを設定したい場合や、あるい
は、同図（ｂ）に示すように、大便器３８の人体センサ
として水平方向に検出エリアＥｂを設ける場合には、次
のように、構成することで簡単に対応することができる
ようになる。

【００２５】すなわち、プリント基板２０には、ＬＥＤ
２２およびフォトダイオード２３を取り付けるための取
り付け孔が形成されているが、この取り付け孔は、図８
に示すように、上述の３つの検出エリアＥａ，Ｅｂ，Ｅ
ｃの設定に応じて形成されている。つまり、検出エリア
を下方に向ける場合には取り付け孔２０ａを対応させ、
水平方向に向ける場合には取り付け孔２０ｂを対応さ
せ、上方に向ける場合には取り付け孔２０ｃを対応させ
るように形成している。

【００２６】一方、光ガイド部材２４が検出エリアＥａ
を設定するための構成であるのに対して、検出エリアＥ
ｂを設定するためには、図６（ｂ）に示すように、光ガ
イド部材３９が配設される。すなわち、この光ガイド部
材３９は、光ガイド路３９ａ，３９ｂ（図中には３９ｂ
のみ示している）が水平方向に向けて形成されており、
ＬＥＤ２２およびフォトダイオード２３の投光および受
光の方向を水平方向に導くようになっている。また、検
出エリアＥｃを設定するためには、図６（ｃ）に示すよ
うに、光ガイド部材４０が配設される。すなわち、この
光ガイド部材４０は、光ガイド路４０ａ，４０ｂ（図中
には４０ｂのみ示している）が斜め上方に向けて形成さ
れており、ＬＥＤ２２およびフォトダイオード２３の投
光および受光の方向を斜め上方に向けて導くようになっ
ている。

【００２７】そして、ＬＥＤ２２およびフォトダイオー
ド２３を取り付け孔２０ａに取り付けた上述の実施例の
場合には、図７（ａ）に示す検出エリアＥａを設定する
ような取り付け状態（図６（ａ）参照）となり、取り付
け孔２０ｂに取り付けた場合には、図７（ｂ）に示す水
平方向の検出エリアＥｂを設定するような取り付け状態
（図６（ｂ）参照）となり、さらに、取り付け孔２０ｃ
に取り付けた場合には、図７（ｃ）に示す斜め下方の検
出エリアＥｃを設定するような取り付け状態（図６
（ｃ）参照）となる。

【００２８】このような本実施例によれば、本体ケース
１８に着脱式の光ガイド部材２４を取着することによ
り、ＬＥＤ２２およびフォトダイオード２３による検出
エリアを設定する構成としたので、本体ケース自体に光
ガイド部を形成する従来のものに比べて、簡単且つ安価
に、同じ本体ケース１８を使用して種々の検出エリアを
設定可能な構成とすることができるようになる。

【００２９】図９および図１０は本発明の第２の実施例
を示すもので、以下、第１の実施例と異なる部分につい
て説明する。すなわち、本実施例においては、フォトダ
イオード２３に対応する光ガイド部材４１を設けると共
に、ＬＥＤ２２に対応する光ガイド板４２を設ける構成
としている。この場合、フォトダイオード２３に対応す
る光ガイド部材４１は、第１の実施例における光ガイド
部材２４のフォトダイオード２３に対応する部分と同じ
構成のもので、左右に係合爪４１ａ，４１ｂが形成され
ていると共に円筒状の光ガイド路４１ｃが斜め下方に向
けて形成されている。一方、ＬＥＤ２２に対応する光ガ
イド板４２は、平板状で投光窓部４３を有するもので、
その投光窓部４３は、検出エリアの設定範囲に対応した
形状に形成されている。

【００３０】本体ケース１８側には光ガイド部材４１お
よび光ガイド板４２のぞれぞれに対応した透光窓部１８
ｂ，１８ｃが形成されており、それぞれ対応する位置に
嵌め込まれた状態でそれらの前面部に透光プレート２６
が取着されるように構成されている。

【００３１】上記構成において、光ガイド板４２は次の
ように検出エリアを設定するようになっている。すなわ
ち、図１０において、ＬＥＤ２２の投光範囲を同図
（ａ）に示す領域Ｆであるとすると、前述の図７に示す
検出エリアＥａに対応するように、光ガイド板４２の投
光窓部４３を同図（ｂ）に示すように下方に位置させた
投光窓部４３ａとして検出エリアＦａを設定する。つま
り、ＬＥＤ２２による上方部分への投光を投光窓部４３
ａによりマスキングしてその投光範囲を制限しているの
である。

【００３２】同様にして、光ガイド板４２に、同図
（ｃ）に示すような投光窓部４３ｂを形成することによ
り、ＬＥＤ２２の水平方向への投光範囲を許容して検出
エリアＥｂに対応する検出エリアＦｂを設定し、また、
同図（ｄ）に示すような投光窓部４３ｃを形成すること
により、ＬＥＤ２２の斜め上方への投光範囲を許容して
検出エリアＥｃに対応する検出エリアＦｃを設定するよ
うになっている。

【００３３】また、フォトダイオード２３に対応する光
ガイド部材４１は、上述した検出エリアＦｂ，Ｆｂ，Ｆ
ｃのそれぞれに対応して光ガイド路４１ｃが形成された
ものを使用することで、第１の実施例と同様にして検出
エリアからの反射光を受光するようになっている。

【００３４】したがって、このような第２の実施例によ
っても、第１の実施例と同様にして同じ本体ケース１８
を用いながら、検出エリアＦａ，Ｆｂ，Ｆｃのいずれか
に対応した光ガイド部材４１および光ガイド板４２を本
体ケース１８に取着するだけで対応することができ、簡
単且つ安価な構成とすることができる。

【００３５】図１１は本発明の第３の実施例を示すもの
で、第２の実施例と異なるところは、光ガイド部材４１
および光ガイド板４２を一体化して形成した光ガイド部
材４４を設けたところである。すなわち、光ガイド部材
４４は、フォトダイオード２３に対応した位置に円筒状
の孔部が形成された光ガイド路４４ａを有すると共に、
ＬＥＤ２２に対応した位置に形成された投光窓部４４ｂ
を有する構成とされ、これらにより、検出エリアＦａ，
ＦｂあるいはＦｃのいずれかが設定されるようになって
いる。

【００３６】そして、光ガイド路４４ａ部分には、係合
爪４４ｃ，４４ｄが形成されており、光ガイド部材４４
が本体ケース１８の透光窓部１８ｄに嵌め込まれると、
係合して固定されるようになっている。したがって、こ
のような第３の実施例によっても第２の実施例と同様の
作用効果を得ることができると共に、光ガイド部材４４
を１個としているので、取扱いや組み立て作業が簡単に
なる。

【００３７】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形または拡張できる。自動ド
アの人センサなど投光素子および受光素子からなるセン
サを用いる構成で物体を検出する装置全般に適用でき
る。投光素子および受光素子の両者に光ガイド板を用い
る構成としても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の物体検出装置によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、請求項１記載の物体検出装置によれば、検出
エリア設定用の光ガイド部材を、センサの前面部に対応
してその投受光の光路を所定方向に設定可能となるよう
に本体ケースに着脱自在に設ける構成としたので、セン
サによる検出動作の対象範囲を光ガイド部材による所望
の検出エリアに設定することができ、種々の検出エリア
に対応した本体ケースを準備する必要がなくなり、簡単
且つ安価な構成として同一の本体ケースを用いながら種
々の検出エリアを設定することができるという優れた効
果を奏する。

【００３９】請求項２記載の物体検出装置によれば、光
ガイド部材を、検出エリアに指向する筒状の光ガイド路
を有する構成としているので、投光素子の投光を検出エ
リアに向けることができると共に、検出エリアからの反
射光を選択的に検出する構成を簡単且つ安価に製作する
ことができるという優れた効果を奏する。

【００４０】請求項３記載の物体検出装置によれば、光
ガイド部材を、投光素子の投光範囲を検出エリアに許容
する投光窓部を有する光ガイド板としているので、さら
に簡単且つ安価な構成とすることができるという優れた
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す要部の縦断側面図

【図２】本体ケースの前面部からみた分解斜視図

【図３】光ガイド部材の部分の横断平面図

【図４】全体構成の縦断側面図

【図５】電気的構成図

【図６】異なる取り付け態様を示す図１相当図

【図７】図６の取り付け態様に対応する検出エリアの設
定状態

【図８】プリント基板のセンサ取り付け位置

【図９】本発明の第２の実施例を示す図２相当図

【図１０】設定される検出エリアの説明図

【図１１】本発明の第３の実施例を示す図２相当図

【図１２】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

１３はメインバルブ、１５はパイロットバルブ、１６は
自動水洗装置、１８は本体ケース、１９はセンサ、２０
はプリント基板、２２はＬＥＤ（投光素子）、２３はフ
ォトダイオード（受光素子）、２４は光ガイド部材、２
４ａ，２４ｂは係合爪、２５ａ，２５ｂは光ガイド路、
２６は透光プレート、３０は制御回路、３１は投光回
路、３３は受光回路、３７はバルブ駆動回路、３９，４
０，４１，４４は光ガイド部材、３９ａ，３９ｂ，４０
ａ，４０ｂ，４１ｃ，４４ａは光ガイド路、４２は光ガ
イド板、４３，４４ｂは投光窓部である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケースに設けられた投光素子および
   受光素子を有するセンサにより検出エリアに向けて投光
   してその反射光を検出することにより、物体の存在を検
   出するようにした物体検出装置において、 前記センサの前面部に配置されその投受光の光路を所定
   方向に設定する検出エリア設定用の光ガイド部材を前記
   本体ケースに着脱自在に設けたことを特徴とする物体検
   出装置。
2. 【請求項２】 前記光ガイド部材は、前記センサに対応
   して前記検出エリアに指向する筒状の光ガイド路を有す
   る構成とされていることを特徴とする請求項１記載の物
   体検出装置。
3. 【請求項３】 前記光ガイド部材は、少なくとも前記投
   光素子に対応して前記検出エリアに指向する範囲への投
   光を許容する投光窓部を有する光ガイド板を備えている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の物体検出装
   置。