JPH11223552A - トイレ内人体検出器及び人体検出器の自己診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明はトイレ内の暖房便座の影響を受け
ず、トイレ内における人体の異常な体勢等を検知するこ
とができるとともに、照明や換気扇等の機器の制御もで
き、構成が簡単で人体検出の精度に優れたトイレ内人体
検出器及び、検知範囲を確実に確保でき耐久性に優れる
とともに、自己診断結果の信頼性に優れた人体検出器の
自己診断方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明におけるトイレ内人体検出器は、
内部に焦電素子を有した焦電型赤外線センサ２と、焦電
素子に配設された少なくとも３以上の独立した受光電極
と、少なくともトイレ内に人体が存在する際に焦電素子
に赤外線が受光されるのを断続的に遮る回転チョッパ１
０と、を有し、各受光電極が各々異なった検知範囲を有
し、各前記検知範囲がトイレ内の便座位置を含まない構
成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、病院や老人施設等
のトイレ内における人体の異常の検知や、照明や換気扇
等の機器の制御を行うことができるトイレ内人体検出器
及び人体検出器の自己診断方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トイレ内の人体の存在の検知や、
トイレ内での人体の異常時の警報の発生やトイレ内の照
明や換気扇等の機器の制御を行う人体検出器として種々
のものが使用されている。

【０００３】以下、焦電型赤外線センサを用いてトイレ
内の人体の存在を検知してトイレ内の照明や換気扇等の
機器の制御を行う従来の人体検出器（以下、イ号とい
う）について、図面を用いて説明する。

【０００４】図６は焦電型赤外線センサを用いた従来の
人体検出器におけるトイレ内の人体検出を示す説明図で
ある。

【０００５】図中、３０はトイレのドア、３１はトイレ
内の照明、３２はトイレ内の換気扇、３３はトイレ内の
便器、３４はトイレのドア３０の手前の天井に設置さ
れ、照明３１及び換気扇３２に接続された人体検出器、
３５は人体検出器３４に内蔵された焦電型赤外線セン
サ、３６は焦電型赤外線センサ３５による検知範囲であ
る。

【０００６】以上のように構成された従来の人体検出器
３４におけるトイレ内の人体検出の動作について説明す
る。

【０００７】人体がトイレのドア３０に近づき人体が焦
電型赤外線センサ３５による検知範囲３６にかかると、
人体検出器３４に内蔵された焦電型赤外線センサ３５が
人体の動きを熱変化として検知して電圧を発生させ、発
生した電圧の出力を人体検出器３４内で電気的に処理し
て、照明３１を点灯させるとともに、換気扇３２を回転
させる。あらかじめタイマー設定された時間の経過後、
照明３１が消灯されるとともに、換気扇３２の回転が停
止される。

【０００８】次に、特開平１−１２１４２２号公報（以
下、ロ号公報という）に開示された、トイレ内への入室
と退室を検知することによりトイレ内の人体の存在の有
無を検知する焦電型赤外線センサを用いた人体検出器に
ついて、図面を用いて説明する。

【０００９】図７は焦電型赤外線センサを用いた従来の
人体検出器におけるトイレ内の人体検出を示す説明図で
ある。尚、図６と同様のものには同一の符号を付して説
明を省略する。

【００１０】図中、３７はトイレ内の壁面に設置された
人体検出器、３８ａは人体検出器３７に内蔵されトイレ
のドア３０側に向けられた焦電型赤外線センサ、３８ｂ
は人体検出器３７に内蔵され便器３３側に向けられた焦
電型赤外線センサ、３９ａは焦電型赤外線センサ３８ａ
による検知範囲、３９ｂは焦電型赤外線センサ３８ｂに
よる検知範囲である。

【００１１】以上のように構成された従来の人体検出器
３７におけるトイレ内の人体検出の動作について説明す
る。

【００１２】人体がトイレ内に入室して検知範囲３９ａ
に人体がかかると、焦電型赤外線センサ３８ａにより電
圧が出力されるとともに、少なくとも時間差をもって焦
電型赤外線センサ３８ｂによる電圧が出力される。逆に
トイレ内から退室する場合、検知範囲３９ｂに人体がか
かっているため、焦電型赤外線センサ３８ｂにより電圧
が出力されるとともに、少なくとも時間差をもって焦電
型赤外線センサ３８ａにより電圧が出力される。

【００１３】以上のように出力される電圧の出力順序を
人体検出器３７で処理することにより、３８ａ→３８ｂ
の順に電圧が出力された場合は入室とみなし、逆に３８
ｂ→３８ａの順に電圧が出力された場合は退室とみな
し、トイレ内の人体の存在の有無を検知する。

【００１４】次に、特開昭６２−２１１４３４号公報
（以下、ハ号公報という）に開示された、サーモパイル
を用いてトイレ内の異常を検知する人体検出器につい
て、図面を用いて説明する。

【００１５】図８はサーモパイルを用いた従来の人体検
出器におけるトイレ内の人体検出を示す説明図である。
尚、図６と同様のものには同一の符号を付して説明を省
略する。

【００１６】図中、４０はトイレ内の天井に埋設された
人体検出器、４１は人体検出器４０に内蔵されたサーモ
パイル、４２はサーモパイル４１による検知範囲であ
り、サーモパイル４１は温度に応じて連続した起電力を
発生する。

【００１７】人体検出器４０は以上のように構成されて
いるので、トイレ内に入室して人体がサーモパイル４１
の検知範囲４２にかかると、人体を熱源としてサーモパ
イル４１が連続した起電力を発生するため、検知範囲４
２で検知した平均温度と定常時の温度を比較することに
よりトイレ内の人体の存在の有無を検知する。

【００１８】また、同様の方法でサーモパイル４１の代
わりに超音波センサを使用した人体検出器もあり、人体
を物体の存在として連続的に検知することによりトイレ
内の人体の存在の有無を検知する。

【００１９】次に、イ号やロ号公報における人体検出器
３４，３７自体に異常が生じたかどうかの自己診断を行
う場合の従来の自己診断方法について説明する。

【００２０】人体検出器３４，３７の自己診断を行う場
合、人体検出器３４，３７に内蔵された焦電型赤外線セ
ンサ３５，３８ａ，３８ｂの近傍に発熱体を配設し、発
熱体を発熱させて焦電型赤外線センサ３５，３８ａ，３
８ｂで受熱させ、焦電型赤外線センサ３５，３８ａ，３
８ｂからの出力の発生の有無により人体検出器３４，３
７自体の異常の有無の自己診断を行うことができる。

【００２１】また、特開平７−２２５１５３号公報（以
下、ニ号公報という）に開示された、焦電型赤外線セン
サにチョッパを組み合わせた人体検出器では、チョッパ
より外側の焦電型赤外線センサの光学的検知範囲にヒー
ター線を配設し、ヒーター線を加熱することによりヒー
ター線とチョッパの間に生じた温度差で焦電型赤外線セ
ンサから連続した出力を発生させ、一定以上の出力が得
られるかどうかで人体検出器自体の異常の有無の自己診
断を行っている。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の人体検出器は以下の課題を有していた。

【００２３】イ号に記載の従来の人体検出器３４では、
タイマーで設定された時間が経過すると自動的に照明３
１の消灯と換気扇３２の停止を行うため、タイマーの設
定時間が長すぎるとトイレ内から人体が出ていった後も
照明３１や換気扇３２が作動したままになり、省電力性
に欠ける。また、逆にタイマーの設定時間が短すぎると
人がトイレ内に存在しても照明３１が消え換気扇３２が
停止してしまうという課題を有していた。更に、人体が
トイレ内に入室した際に照明３１が点灯して換気扇３２
が作動するとともに、設定時間経過後に自動的に照明３
１が消灯され換気扇３２が停止されるため、トイレ内か
らの人体の退室を検知できない。

【００２４】ロ号公報に記載の人体検出器３７では、例
えばトイレ内で転倒して倒れる等の動きで３８ｂ→３８
ａの順に出力が発生して人体がトイレ内に存在しながら
も、退出した信号が発生する可能性があり、トイレ内で
の異常を検知する人体検出の検知精度に欠ける。

【００２５】ハ号公報に記載のサーモパイルを用いた人
体検出器４０では、最近トイレで多く使用されている暖
房便座を使用している場合、人体との区別をつけること
ができず、トイレ内の人体の存在の有無を検知できな
い。また、検知範囲を暖房便座からずらしたとしてもサ
ーモパイル４１の感度が小さいため環境の温度変化等に
伴う誤動作が発生し易く、信頼性に欠ける。

【００２６】更に、人体検出器にサーモパイル４１の代
わりに超音波センサを使用した場合、超音波センサで便
器より高い位置の空間形状の変化を検知することは容易
であるが、便器より低い位置に人が倒れた場合にこれを
検知することは困難であり、トイレ内での異常を検知す
る人体検出の信頼性に欠ける。

【００２７】また、主にトイレ内における人体の異常を
検知する場合、人命にかかわる等の問題から人体検出器
自体の高い耐久性と、人体検出器自体に異常が生じて正
常な検知ができなくなった場合自ら警報を発する自己診
断機能が要求されるが、ニ号公報に記載の焦電型赤外線
センサにチョッパを組み合わせた人体検出器では、焦電
型赤外線センサ自体の診断はできるもののチョッパが異
常な場合でも正常と判断してしまうという問題があると
ともに、チョッパより外側の受光位置に熱源を配置した
場合、検知範囲に内部熱源が入ってしまい、完全な検知
範囲が確保できず、自己診断結果の信頼性に欠ける。ま
た、チョッパは機構部分が存在するため長期の耐久性に
欠け、人体検出器としての信頼性にも欠ける。

【００２８】本発明はトイレ内の暖房便座の影響を受け
ず、トイレ内における人体の異常な体勢等を検知するこ
とができるとともに、照明や換気扇等の機器の制御もで
き、構成が簡単で人体検出の精度に優れたトイレ内人体
検出器及び、検知範囲を確実に確保でき耐久性に優れる
とともに、自己診断結果の信頼性に優れた人体検出器の
自己診断方法を提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るために本発明におけるトイレ内人体検出器は、内部に
焦電素子を有した焦電型赤外線センサと、前記焦電素子
に配設された少なくとも３以上の独立した受光電極と、
少なくともトイレ内に人体が存在する際に前記焦電素子
に赤外線が受光されるのを断続的に遮るチョッパと、を
有し、各前記受光電極が各々異なった検知範囲を有し、
各前記検知範囲がトイレ内の便座位置を含まない構成を
有している。

【００３０】これにより、３以上の独立した受光電極に
よりトイレ内の人体の有無を検知できるとともに、各受
光電極の検知範囲がトイレ内の便座位置を含まないため
暖房便座の暖房の影響を受けることなくトイレ内の人体
の有無を確実に検出できるという作用を有する。

【００３１】また、本発明における人体検出器の自己診
断方法は、前記チョッパを回転させるとともに前記発熱
素子を発熱する発熱過程と、前記チョッパの回転を停止
させるとともに前記発熱素子への電源供給を停止する停
止過程と、前記焦電型赤外線センサから発生した出力を
処理して自己診断結果の判定を行う判定過程と、を備え
た構成を有している。

【００３２】これにより、人体検出器の異常の有無を自
己診断することができ、人体検出器の異常を事前に発見
することができ、人体検出器の検知精度の信頼性を向上
できるという作用を有する。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のトイレ
内人体検出器は、内部に焦電素子を有した焦電型赤外線
センサと、前記焦電素子に配設された少なくとも３以上
の独立した受光電極と、少なくともトイレ内に人体が存
在する際に前記焦電素子に赤外線が受光されるのを断続
的に遮るチョッパと、を有し、各前記受光電極が各々異
なった検知範囲を有し、各前記検知範囲がトイレ内の便
座位置を含まない構成を有している。

【００３４】この構成により、各々異なった検知範囲を
有した３以上の独立した受光電極によりトイレ内の人体
の有無を検知できるとともに、受光電極の検知範囲がト
イレ内の便座を含まないため、暖房便座の熱の影響を受
けることなくトイレ内の人体の有無の検知ができるとい
う作用を有する。

【００３５】また、トイレ内に人体が存在しない待機時
にはチョッパを駆動させず、人体の動きを焦電型赤外線
センサで検知した後にチョッパを駆動させ、かつ、人体
がトイレ内から退室後チョッパを停止することにより、
チョッパの駆動を必要最小限にすることができチョッパ
駆動系の耐久性を向上できるという作用を有する。

【００３６】本発明の請求項２に記載のトイレ内人体検
出器は、請求項１に記載の発明において、前記焦電型赤
外線センサが前記便座に着座した人体の後頭部上方に設
置され、かつ、前記受光電極の１つが主に人体の正常体
勢時を検知する前記検知範囲を有し、前記受光電極の他
の２つが主に人体の異常体勢時を検知する前記検知範囲
を有し、更に、各前記受光電極が各々対になった補償電
極を備えた構成を有している。

【００３７】この構成により、必要最小限の構成で暖房
便座の暖房の影響を受けることなく、人体の存在や体勢
をリアルタイムに検知することができるという作用を有
する。また、補償電極を備えているため、振動や温度変
化等の受光以外の要素による出力の発生を防止し、該人
体検出器の誤動作を防止できるという作用を有する。

【００３８】本発明の請求項３に記載のトイレ内人体検
出器は、請求項１又は２に記載の発明において、前記焦
電型赤外線センサが信号処理回路基板を介して電気的に
接続された判定用回路基板を有し、前記判定用回路基板
が少なくとも、トイレ内の人体の在室の有無を示す在室
接点出力端子と、設定時間以上のトイレ内の人体の存在
に応じて出力される警報接点出力端子と、該トイレ内人
体検出器の異常を確認して出力される自己診断接点出力
端子と、のいずれか１以上を備えた構成を有している。

【００３９】この構成により、判定用回路基板の各出力
端子を例えば病院のナースステーション等に接続するこ
とができ、トイレ内の人体の有無やトイレ内での人体の
異常等を検知して外部に知らせる等の広い用途に対応し
て使用できるという作用を有する。

【００４０】本発明の請求項４に記載のトイレ内人体検
出器は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の発明
において、前記受光電極から得られる各々の出力の大き
さを比較する比較判定用回路を備えた構成を有してい
る。

【００４１】この構成により、各受光電極から得られる
出力の大きさを比較してトイレ内における人体の体勢を
リアルタイムに判断できるという作用を有する。

【００４２】本発明の請求項５に記載のトイレ内人体検
出器は、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の発明
において、前記警報接点出力端子に接続された、トイレ
内の人体の在室を検知して動作開始するタイマー回路
と、トイレ内の人体の異常体勢を検知して動作開始する
異常時タイマー回路と、を備えた構成を有している。

【００４３】この構成により、タイマー回路又は異常時
タイマー回路により、各タイマーの設定時間を経過して
トイレ内に人体が存在した際に、即座に警報を出すこと
ができるため、トイレ内での人体の異常をより短時間に
検知できるという作用を有する。

【００４４】ここで、タイマー回路及び異常時タイマー
回路としては、各々独立した回路で各々の独立してタイ
マー設定時間を調整できるものが用いられる。また、異
常時タイマー回路におけるタイマーの設定時間をタイマ
ー回路におけるタイマーの設定時間より短く設定するの
が好ましい。これにより、より短時間でトイレ内での人
体の異常を検知できるからである。

【００４５】本発明の請求項６に記載のトイレ内人体検
出器は、請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の発明
において、前記チョッパの近傍でかつ前記受光電極の前
記検知範囲に入らない位置に配設され非接触で前記チョ
ッパを加熱する発熱素子を備えた構成を有している。

【００４６】この構成により、チョッパの近傍に配設し
た発熱素子で発熱素子の熱を非接触でチョッパに伝える
ことにより、チョッパと背景との温度差で強制的に焦電
型赤外線センサの出力を得ることができ、定常時の検知
範囲を損なうことなく焦電型赤外線センサ及びチョッパ
の自己診断ができるという作用を有する。

【００４７】本発明の請求項７に記載のトイレ内人体検
出器は、請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の発明
において、前記発熱素子が、電流に応じて抵抗値を変化
させて電流を自己制御する抵抗素子からなる構成を有し
ている。

【００４８】この構成により、発熱素子の発熱のしすぎ
による機器の発火等を防ぐことができるという作用を有
する。

【００４９】ここで、発熱素子としては、レイケム社製
のポリスイッチが好適に用いられる。該トイレ内人体検
出器の小型化を図ることができるとともに、低コスト化
を図ることができる。

【００５０】本発明の請求項８に記載のトイレ内人体検
出器は、請求項１乃至７の内いずれか１項に記載の発明
において、前記チョッパを回転させるとともに前記発熱
素子を発熱する発熱過程と、前記チョッパの回転を停止
させるとともに前記発熱素子への電源供給を停止する停
止過程と、前記焦電型赤外線センサから発生した出力を
処理して自己診断結果の判定を行う判定過程と、を備え
た構成を有している。

【００５１】この構成により、人体検出器の異常の有無
を自己診断することができ、人体検出器の異常を事前に
発見することができ、人体検出器の検知精度の信頼性を
向上できるという作用を有する。

【００５２】（実施の形態）以下、本発明におけるトイ
レ内人体検出器の実施の形態について、図面を用いて説
明する。

【００５３】図１は実施の形態におけるトイレ内人体検
出器の要部分解斜視図である。図中、１は実施の形態に
おけるトイレ内人体検出器、２は内部に焦電セラミック
からなる焦電素子が配設された焦電型赤外線センサ、３
は焦電型赤外線センサ２が固定され焦電型赤外線センサ
２の出力の増幅及びバンドパスフィルターによるノイズ
の除去及びＡ／Ｄ変換回路が組み込まれた信号処理回路
基板、４は信号処理回路基板３に電気的かつ機械的に接
続され、信号出力の比較判定を行うマイクロコンピュー
タ回路からなる比較判定用回路，トイレ内の人体の存在
を検知して動作開始するタイマー回路，トイレ内の人体
の異常体勢を検知して動作開始する異常時タイマー回
路，自己診断用タイマー回路，接点出力を駆動する回
路，電源回路等が組み込まれた判定用回路基板、５は判
定用回路基板４に接続されトイレ内に人体が在室してい
る間連続的に接点がＯＮとなる在室接点出力端子、６は
判定用回路基板４に接続され判定用回路基板４上のタイ
マー回路又は異常時タイマー回路で設定した時間以上ト
イレ内に人体が存在又は人体の異常な体勢が継続した際
に接点がＯＮとなる警報接点出力端子、７は判定用回路
基板４に接続されトイレ内人体検出器１自体の異常を確
認した際に接点がＯＮとなる自己診断接点出力端子、８
は判定用回路基板４の下方に接続されたフォトインタラ
プタ、９は判定用回路基板４に固定され内部に焦電型赤
外線センサ２が固定され焦電型赤外線センサ２の対向面
に開口部を有したセンサホルダー、１０は焦電型赤外線
センサ２を固定したセンサホルダー９の下方に配設され
フォトインタラプタ８で回転の制御を行う回転チョッ
パ、１０ａは回転チョッパ１０の円周の半分に立設され
焦電素子に赤外線が受光されるのを断続的に遮る遮蔽
部、１０ｂは回転チョッパ１０の円周の半分に形成され
た開口部、１０ｃは回転チョッパ１０の遮蔽部１０ａ側
の底面に形成されフォトインタラプタ８の透過用ギャッ
プを通過するつば、１１は回転面が回転チョッパ１０の
下面に接着されドライバ回路が判定用回路基板４に組み
込まれたブラシレスモータ、１２ａはセンサホルダー９
に覆設されセンサホルダー９の開口部と対向した面にレ
ンズ用孔を有した前面側シャーシ、１２ｂはブラシレス
モータ１１が取り付けられる底面側シャーシ、１２ｃは
底面側シャーシ１２ｂの両縁部に立設されセンサホルダ
ー９の側面を覆う側面側シャーシ、１３は前面側シャー
シ１２ａのレンズ用孔に固定され表面に反射防止処理が
施された赤外線透過レンズ、１４は側面側シャーシ１２
ｃの内側に回転チョッパ１０の遮蔽部１０ａと対向して
配設された発熱素子である。

【００５４】ここで、判定用回路基板４に組み込まれた
タイマー回路と異常時タイマー回路は各々独立してお
り、各々任意に時間の設定ができる。また、赤外線透過
レンズ１３は単結晶シリコンで形成されている。

【００５５】また、発熱素子１４と回転チョッパ１０の
距離は０．３ｍｍで形成されており、発熱素子として
は、過剰な電流が流れると自己発熱して抵抗値を増大し
て電流を制御し、加える電圧に依らず約１２０℃に保持
できるものが好適に用いられ、例えばレイケム社製のポ
リスイッチ等が用いられる。

【００５６】次に、焦電型赤外線センサ２の内部につい
て、図面を用いて説明する。図２は実施の形態における
トイレ内人体検出器の焦電型赤外線センサに内蔵された
焦電素子上の電極構成を示す正面図である。

【００５７】図中、２ａは焦電セラミックからなる焦電
素子、２ｂは焦電素子２ａの受光部分、１５ａは焦電素
子２ａの受光部分２ｂの略中央部に配設された主に正常
な人体位置を検知する受光電極、１５ｂは受光電極１５
ａの下方の受光部分２ｂ外の焦電素子２ａ上に配設され
た受光電極１５ａの補償電極、１６ａ，１７ａは受光電
極１５ａの両側の受光部分２ｂに配設された主に異常な
人体位置を検知する受光電極、１６ｂ，１７ｂは各々受
光電極１６ａ，１７ａの下方の受光部分２ｂ外の焦電素
子２ａ上に配設された受光電極１６ａ，１７ａの補償電
極である。

【００５８】ここで、補償電極１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ
は受光電極１５ａ，１６ａ，１７ａが振動や温度変化等
の受光以外の要素で出力を発生するのを防止するための
補償用の電極である。

【００５９】次に、実施の形態におけるトイレ内人体検
出器１の動作について、図面を用いて説明する。

【００６０】図３は実施の形態におけるトイレ内人体検
出器をトイレの壁面に設置した際の人体検知範囲を示す
斜視図であり、図４は実施の形態におけるトイレ内人体
検出器をトイレの壁面に設置した際の人体検知範囲を示
す側面図であり、図５は実施の形態におけるトイレ内人
体検出器をトイレの壁面に設置した際の人体検知範囲を
示す平面図である。

【００６１】図中、１８はトイレの壁面、１９は壁面１
８の前方に設置されたトイレの便座、２０は焦電型赤外
線センサ２の受光電極１５ａに対応して主にトイレの便
座１９に座った正常な人体位置を検知する検知範囲、２
１，２２は焦電型赤外線センサ２の受光電極１６ａ，１
７ａの各々に対応して主にトイレの便座１９からはずれ
た異常な人体位置を検知する検知範囲である。

【００６２】ここで、トイレ内人体検出器１は床面から
１２０ｃｍの高さのトイレの壁面１８に、図４に示すよ
うに、赤外線透過レンズ１３側の面を下方側に３０°傾
斜させて設置され、受光電極１５ａ，１６ａ，１７ａの
検知範囲２０，２１，２２に便座１９の位置は含まれて
いない。

【００６３】人体を検知する待機状態では、トイレ内人
体検出器１の回転チョッパ１０の開口部１０ｂが赤外線
透過レンズ１３側を向き、焦電型赤外線センサ２にも電
源が供給されている。

【００６４】ここで、トイレ内に人体が存在しない場
合、回転チョッパ１１と各検知範囲２０，２１，２２の
平均温度との差がほとんどなく、焦電型赤外線センサ２
の出力は極めて微小である。

【００６５】次に、人体がトイレ内に入室すると、人体
が検知範囲２０，２１，２２のいずれかに入り、焦電型
赤外線センサ２が検知範囲２０，２１，２２のいずれか
に対応した受光電極１５ａ，１６ａ，１７ａからパルス
的な出力が発生する。発生した出力は信号処理回路基板
３で処理され、判定用回路基板４上のマイクロコンピュ
ータでブラシレスモータ１１のドライバ回路が駆動さ
れ、ブラシレスモータ１１の回転にともない回転チョッ
パ１０の回転が開始される。ついで、人体が便座１９に
座るか、又は便座１９の前に立つと、受光電極１５ａに
対応した検知範囲２０内に確実に人体が入り、焦電型赤
外線センサ２で受光電極１５ａに対応した大きな出力が
得られ、得られた出力を信号処理回路基板３で処理して
判定用回路基板４で人体在室と判定し、在室接点出力端
子５がＯＮになる。

【００６６】尚、このとき受光電極１６ａ，１７ａに対
応した検知範囲２１，２２にも人体の一部が入るため、
受光電極１６ａ，１７ａから少なくとも受光電極１５ａ
の出力より明らかに小さい出力が生じる。受光電極１５
ａ，１６ａ，１７ａから得られた出力の大きさが判定用
回路基板４の比較判定用回路で比較され、受光電極１６
ａ，１７ａから得られる出力が受光電極１５ａから得ら
れる出力より小さいため、人体が正常な体勢でトイレ内
に存在すると判定し、判定用回路基板４上のタイマー回
路の動作を開始する。

【００６７】また、トイレ内の人体に異常が生じてトイ
レの横壁にもたれかかる、トイレの横床に倒れ込む、ト
イレの前部にずれ落ち横になる、トイレの前床に倒れ込
む等の異常な体勢になった場合、少なくとも人体の一部
が検知範囲２１，２２のうちいずれかに入り、焦電型赤
外線センサ２で検知範囲２１，２２のいずれかに対応し
た受光電極１６ａ，１７ａから大きな出力が発生され、
判定用回路基板４の比較判定用回路で受光電極１６ａ，
１７ａからの出力が受光電極１５ａからの出力より大き
いため、トイレ内の人体が異常な体勢であると判定し、
判定用回路基板４上の異常時タイマー回路の動作を開始
する。

【００６８】ここで、判定用回路基板４のトイレ内の人
体の異常な体勢を判定して動作開始する異常時タイマー
回路のタイマーの設定時間は、トイレ内の人体の存在を
判定して動作開始するタイマー回路のタイマーの設定時
間に比べて極めて短い時間で設定される。尚、トイレ内
の人体が異常な体勢であるという判定は、人体の正常な
動きの中でも過渡的に発生する可能性があるため、異常
時タイマー回路のタイマーの設定時間が短すぎるのも好
ましくない。

【００６９】次に、連続的にトイレ内に人体が存在して
判定用回路基板４のタイマー回路で設定した時間以上経
過した場合、トイレ内での人体の異常な体勢を検知しな
くても、何らかの異常が発生していると判定し、タイマ
ー回路が接続された警報接点出力端子６がＯＮとなる。
また、トイレ内の人体の異常な体勢が継続し、判定用回
路基板４の異常時タイマー回路で設定した時間以上経過
した場合にも、異常時タイマー回路が接続された警報接
点出力端子６がＯＮとなる。尚、タイマー回路又は異常
時タイマー回路で設定された時間のうち早く時間が経過
した方が優先され、警報接点出力端子６がＯＮとなる。

【００７０】ここで、警報接点出力端子６を、例えば病
院内のナースコールシステム等のラインに接続すること
により、ナースステーションに警報が発せられる。

【００７１】次に、人体がトイレ内から正常に退室した
場合、検知範囲２０，２１，２２のいずれにも人体が検
知されなくなり、在室接点出力端子５がＯＦＦになる。
更に、判定用回路基板４上のマイクロコンピュータが、
フォトインタラプタ８からの回転チョッパ１０の回転位
置信号に基づいて、ブラシレスモータ１１のドライバ回
路にＯＦＦ信号を送り、回転チョッパ１０の開口部１０
ｂを赤外線透過レンズ１３に向けて回転チョッパ１０の
回転を停止し、再び、人体を検知する待機状態になる。

【００７２】次に、実施の形態におけるトイレ内人体検
出器１の自己診断方法について説明する。

【００７３】トイレ内人体検出器１の自己診断では、ま
ず、発熱過程において、判定用回路基板４上のマイクロ
コンピュータにより、自己診断用タイマー回路で設定さ
れた一定時間毎にブラシレスモータ１１のドライバ回路
を通じて強制的に回転チョッパ１０を回転させるととも
に、電源回路を通じて発熱素子１４を発熱させる。

【００７４】発熱過程で発熱素子１４を発熱し３０秒経
過後、停止過程において、回転チョッパ１０の回転を停
止させるとともに、発熱素子１４への電源の供給を停止
する。

【００７５】ここで、発熱素子１４は回転チョッパ１０
と近接しているため、発熱素子１４からの輻射及び空気
中の熱伝導により回転チョッパ１０の温度が、室温に対
し経時的に上昇するとともに、検知範囲２０，２１，２
２の平均温度との差が生じ、焦電型赤外線センサ２が経
時的に増大する出力を発生する。

【００７６】次に、判定過程において、焦電型赤外線セ
ンサ２から発生した出力を信号処理回路基板３で処理
し、判定用回路基板４で予め設定されたしきい値と出力
値を比較して自己診断結果の判定を行い、自己診断接点
出力端子７を制御する。

【００７７】ここで、焦電型赤外線センサ２の出力が、
予め設定されたしきい値を越えない場合、自己診断接点
出力端子７がＯＮになり、焦電型赤外線センサ２，回転
チョッパ１０，発熱素子１４のいずれかの故障を示す警
報が出力される。

【００７８】尚、トイレ内人体検出器１の自己診断は、
トイレ内への人体の出入りの可能性の低い深夜に行って
もよく、また、必要に応じて任意の時間に自己診断を行
ってもよい。

【００７９】以上のように構成された実施の形態におけ
るトイレ内人体検出器及び人体検知器の自己診断方法に
よれば、以下の作用を有する。

【００８０】焦電型赤外線センサに内蔵された焦電素子
上に検知範囲の異なる独立した３つの受光電極を備え、
各々の受光電極の検知範囲がいずれも便座を含んでいな
いため、焦電型赤外線センサで便座の熱による出力が行
われず、暖房便座の暖房の影響をうけずに、トイレ内の
人体の有無を検知できるという作用を有している。

【００８１】また、３つの受光電極からの出力の大きさ
を比較判定用回路で比較することにより、トイレ内での
人体の体勢を検知できるとともに、トイレ内の人体の存
在を検知して動作開始するタイマー回路とトイレ内での
人体の異常な体勢を検知して動作開始する異常時タイマ
ー回路の設定時間を組み合わせてトイレ内での人体の異
常を検知して警報を発生させているため、短時間で確実
に人体の異常を検知できるという作用を有する。

【００８２】また、トイレ内への人体の入室を検知し、
トイレ内に人体が存在する場合にだけブラシレスモータ
を駆動して回転チョッパを回転させるため、ブラシレス
モータや回転チョッパを必要以上に作動させるのを防止
することができるという作用を有する。

【００８３】また、発熱素子と回転チョッパを近接して
非接触で回転チョッパを加熱しているため、発熱素子が
焦電型赤外線センサの検知範囲外にありながら自己診断
用の出力を得ることができ、自己診断時以外の定常時の
検知範囲を損なうことなく確実に自己診断を行うことが
できるという作用を有する。

【００８４】また、発熱素子は特定の温度以上上昇する
ことがないため、通常のヒーターを使用したときに予想
される機器の発熱、発煙、発火等を防ぐことができると
いう作用を有する。

【００８５】更に、判定用回路基板が、在室接点出力端
子，警報接点出力端子，自己診断接点出力端子の３つの
接点出力端子を有しているため、トイレ内での人体の異
常を確実に検知し、警報等の多くの制御を１台の人体検
知器で行うことができるという作用を有する。

【００８６】

【発明の効果】以上のように本発明におけるトイレ内人
体検出器及び人体検出器の自己診断方法によれば、以下
の優れた効果を実現できる。

【００８７】請求項１に記載の発明によれば、異なる検
知範囲を有した３以上の独立した受光電極によりトイレ
内の人体の有無を確実に検知できるとともに、受光電極
の検知範囲にトイレ内の便座を含んでいないため、暖房
便座の熱の影響を受けることなくトイレ内の人体の有無
の検知ができ、人体検出の信頼性に優れる。

【００８８】また、トイレ内に人体が存在しない待機時
にはチョッパを駆動させず、人体の動きを焦電型赤外線
センサで検出した後にチョッパを駆動させ、かつ、トイ
レ内からの人体の退室後チョッパを停止することによ
り、必要以上にチョッパを作動させるのを防止すること
ができチョッパ駆動系の耐久性を向上できるとともに、
チョッパ駆動系の長期信頼性を維持することができ、ま
た、省電力化を図ることができる。

【００８９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加えて、必要最小限の構成で暖房便座の暖房の
影響を受けることなく、人体の存在や体勢をリアルタイ
ムに検知することができ検知結果の信頼性に優れる。ま
た、補償電極を備えているため、振動や温度変化等の受
光以外の要素による出力の発生を防止し、該人体検出器
の誤動作を防止でき、人体検出の信頼性に優れる。

【００９０】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２の効果に加えて、判定用回路基板の各出力端子を
例えば病院のナースステーション等に接続することによ
り、トイレ内の人体の有無だけでなくトイレ内での人体
の異常等を検知して外部に知らせる等の用途に使用で
き、人体の異常の連絡等を確実に高い信頼性をもって行
うことができるとともに、トイレの照明、換気扇、暖房
便座、消臭器等のリアルタイムの制御も並行して行うこ
とができ、トイレに関する種々の制御を１台の人体検出
器で行うことができ利便性に優れる。また、自己診断接
点出力端子を備えることにより、該人体検出器の故障を
即座に検知でき該人体検出器の性能の信頼性に優れると
ともに、該人体検出器の故障時にも即座に対応すること
ができ、使用性に優れる。

【００９１】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
乃至３の内いずれか１項の効果に加えて、各受光電極か
ら得られる出力の大きさを比較してトイレ内における人
体の体勢をリアルタイムに判断でき、トイレ内での人体
の異常時に迅速に対応できる。

【００９２】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
乃至４の内いずれか１項の効果に加えて、タイマー回路
又は異常時タイマー回路により、各タイマーの設定時間
を経過してトイレ内に人体が存在した際に、即座に警報
を出すことができるため、トイレ内での人体の異常をよ
り短時間に検知でき、トイレ内での人体の異常時に迅速
に対応できる。

【００９３】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
乃至５の内いずれか１項の効果に加えて、チョッパの近
傍に発熱素子を配設し、発熱素子の熱を非接触でチョッ
パに伝えることにより、チョッパと背景との温度差で強
制的に焦電型赤外線センサの出力を得ることができ、簡
単な構成で定常時の検知範囲を損なうことなく焦電型赤
外線センサ及びチョッパの自己診断ができる。

【００９４】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
乃至６の内いずれか１項の効果に加えて、発熱素子が特
定の温度以上上昇することがなく、発熱素子の発熱しす
ぎによる機器の発熱、発煙、発火等を防ぐことができ安
全性に優れる。

【００９５】請求項８に記載の発明によれば、人体検出
器の異常の有無を自己診断することができ、人体検出器
の自己診断精度に優れるとともに、人体検出器の異常を
事前に発見することができ、人体検出器の精度の信頼性
を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態におけるトイレ内人体検出器の要部
分解斜視図

【図２】実施の形態におけるトイレ内人体検出器の焦電
型赤外線センサに内蔵された焦電素子上の電極構成を示
す正面図

【図３】実施の形態におけるトイレ内人体検出器をトイ
レの壁面に設置した際の人体検知範囲を示す斜視図

【図４】実施の形態におけるトイレ内人体検出器をトイ
レの壁面に設置した際の人体検知範囲を示す側面図

【図５】実施の形態におけるトイレ内人体検出器をトイ
レの壁面に設置した際の人体検知範囲を示す平面図

【図６】焦電型赤外線センサを用いた従来の人体検出器
におけるトイレ内の人体検出を示す説明図

【図７】焦電型赤外線センサを用いた従来の人体検出器
におけるトイレ内の人体検出を示す説明図

【図８】サーモパイルを用いた従来の人体検出器におけ
るトイレ内の人体検出を示す説明図

【符号の説明】

１ トイレ内人体検出器 ２ 焦電型赤外線センサ ２ａ 焦電素子 ２ｂ 受光部分 ３ 信号処理回路基板 ４ 判定用回路基板 ５ 在室接点出力端子 ６ 警報接点出力端子 ７ 自己診断接点出力端子 ８ フォトインタラプタ ９ センサホルダー １０ 回転チョッパ １０ａ 遮蔽部 １０ｂ 開口部 １０ｃ つば １１ ブラシレスモータ １２ａ 前面側シャーシ １２ｂ 底面側シャーシ １２ｃ 側面側シャーシ １３ 赤外線透過レンズ １４ 発熱素子 １５ａ，１６ａ，１７ａ 受光電極 １５ｂ，１６ｂ，１７ｂ 補償電極 １８ 壁面 １９ 便座 ２０，２１，２２ 検知範囲 ３０ ドア ３１ 照明 ３２ 換気扇 ３３ 便器 ３４，３７，４０ 人体検出器 ３５，３８ａ，３８ｂ 焦電型赤外線センサ ３６，３９ａ，３９ｂ，４２ 検知範囲 ４１ サーモパイル

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に焦電素子を有した焦電型赤外線セン
   サと、前記焦電素子に配設された少なくとも３以上の独
   立した受光電極と、少なくともトイレ内に人体が存在す
   る際に前記焦電素子に赤外線が受光されるのを断続的に
   遮るチョッパと、を有し、各前記受光電極が各々異なっ
   た検知範囲を有し、各前記検知範囲がトイレ内の便座位
   置を含まないことを特徴とするトイレ内人体検出器。
2. 【請求項２】前記焦電型赤外線センサが前記便座に着座
   した人体の後頭部上方に設置され、かつ、前記受光電極
   の１つが主に人体の正常体勢時を検知する前記検知範囲
   を有し、前記受光電極の他の２つが主に人体の異常体勢
   時を検知する前記検知範囲を有し、更に、各前記受光電
   極が各々対になった補償電極を備えていることを特徴と
   する請求項１に記載のトイレ内人体検出器。
3. 【請求項３】前記焦電型赤外線センサが信号処理回路基
   板を介して電気的に接続された判定用回路基板を有し、
   前記判定用回路基板が少なくとも、トイレ内の人体の在
   室の有無を示す在室接点出力端子と、設定時間以上のト
   イレ内の人体の存在に応じて出力される警報接点出力端
   子と、該トイレ内人体検出器の異常を確認して出力され
   る自己診断接点出力端子と、のいずれか１以上を備えて
   いることを特徴とする請求項１又は２に記載のトイレ内
   人体検出器。
4. 【請求項４】前記受光電極から得られる各々の出力の大
   きさを比較する比較判定用回路を備えていることを特徴
   とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載のトイレ
   内人体検出器。
5. 【請求項５】前記警報接点出力端子に接続された、トイ
   レ内の人体の在室を検知して動作開始するタイマー回路
   と、トイレ内の人体の異常体勢を検知して動作開始する
   異常時タイマー回路と、を備えていることを特徴とする
   請求項１乃至４の内いずれか１項に記載のトイレ内人体
   検出器。
6. 【請求項６】前記チョッパの近傍でかつ前記受光電極の
   前記検知範囲に入らない位置に配設され非接触で前記チ
   ョッパを加熱する発熱素子を備えていることを特徴とす
   る請求項１乃至５の内いずれか１項に記載のトイレ内人
   体検出器。
7. 【請求項７】前記発熱素子が、電流に応じて抵抗値を変
   化させて電流を自己制御する抵抗素子からなることを特
   徴とする請求項１乃至６の内いずれか１項に記載のトイ
   レ内人体検出器。
8. 【請求項８】前記チョッパを回転させるとともに前記発
   熱素子を発熱する発熱過程と、前記チョッパの回転を停
   止させるとともに前記発熱素子への電源供給を停止する
   停止過程と、前記焦電型赤外線センサから発生した出力
   を処理して自己診断結果の判定を行う判定過程と、を備
   えていることを特徴とする人体検出器の自己診断方法。