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【発明の名称】 衛生装置
【発明者】 【氏名】寺田 義郎
【住所又は居所】福岡県北九州市小倉南区舞ヶ丘1丁目1番1号 株式会社パンウォシュレット内

【要約】 【課題】衛生装置内に配設されるセンサユニットに関するもので、フィルターの投光部や受光部の厚みを変化させることにより、フィルターのみ交換すれば、センサユニットを交換すること無く、衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサの検出性能を変えることができる衛生装置を提供することにある。

【解決手段】衛生装置内に配設されるセンサユニットに設けられ光を発する発光部と、前記センサユニットに設けられ前記光が物体に反射して返ってくる光を検知する受光部と、前記受光部の受けた光の受光スポット位置により対象物の検出の有無を判断する判断回路を備えた測距センサにおいて、前記発光部及び前記受光部の前方に設けられ前記発光部及び受光部を覆うフィルターを備え、前記フィルターの発光部と受光部の厚みを変化させる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 物体検知用の検知用光を被検出物体に向けて投射光として発する発光素子を有する発光部と、前記投射光が物体に反射して返ってくる反射光を受けその受光スポット位置に応じた電気的出力を行なう受光素子を有する受光部と、前記受光部からの出力情報により対象物の有無を判断する判断回路と、前記発光部および/または前記受光部の光束上に設けられたフィルターとを、備えた物体検出センサシステムを有する衛生装置において、前記フィルターの前記投射光または反射光が透過する透光部を形成する一対の表裏2面を、面軸を前記表裏各々の面を透過する光束の中心を通りかつその面に鉛直な直線とした時に、その面軸が他方に対して傾けられているように構成されていることを特徴とする衛生装置。
【請求項2】 前記フィルターの表裏2面の前記面軸をともに含む平面が、発光素子の光路の軸と受光素子の光路の軸とを含む平面に対して、平行であることを特徴とする請求項1記載の衛生装置。
【請求項3】 前記フィルターの表裏2面の前記面軸をともに含む平面が、発光素子の光路の軸と受光素子の光路の軸とを含む平面に対して、傾けられていることを特徴とする請求項1記載の衛生装置。
【請求項4】 前記発光部と、前記受光部と、前記フィルターの前記投射光または前記反射光に対応する前記透光部の形状を複数有した前記フィルターとの光学的な相対位置関係を変更して前記投射光と前記反射光の各々の光路の軸が交差する点である監視ポイントを変化させる監視ポイント変更手段を有することを特徴とする請求項1乃至3記載の衛生装置。
【請求項5】 前記監視ポイント変更手段が、前記発光部または/および前記受光部を移動させるものであることを特徴とする請求項4記載の衛生装置。
【請求項6】 前記監視ポイント変更手段が、前記フィルターを移動させて前記透光部の形状を選択するものであることを特徴とする請求項4記載の衛生装置。
【請求項7】 前記発光部と、前記受光部と、前記フィルターの前記投射光または前記反射光に対応する前記透光部の形状を遠点検知における透過部形状と近点検知における透過部形状を各々変化させたことを特徴とする請求項1乃至6記載の衛生装置。
【請求項8】 前記フィルターの前記透光部のみを前記検知用光を検知に必要なレベルで透過する透過性材料で形成し、前記透光部以外の非透光部を前記検知用光を充分に減衰又は遮断させる非透過性材料で形成したことを特徴とする請求項1乃至7記載の衛生装置。
【請求項9】 前記透光部と非透光部を2色成形、または、2重成形、または、インサート成形にて一体成形したことを特徴とする請求項1乃至8記載の衛生装置。
【請求項10】 前記透光部と非透光部を接着にて固定させたことを特徴とする請求項1乃至9記載の衛生装置。
【請求項11】 フィルター内部側での発光部側と受光部側との間の光伝達を遮る遮光部を前記フィルターに設けたことを特徴とする請求項1乃至10記載の衛生装置。
【請求項12】 前記発光部と前記受光部を一体にしたセンサユニットを有することを特徴とする請求項1乃至11記載の衛生装置。
【請求項13】 前記フィルターと前記センサユニットを一体にしたことを特徴とする請求項1乃至12記載の衛生装置。
【請求項14】 前記フィルターに前記センサユニットを嵌合により一体にしたことを特徴とする請求項1乃至13記載の衛生装置。
【請求項15】 前記フィルターに前記センサユニットを係合により一体にしたことを特徴とする請求項1乃至13記載の衛生装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、使用者の有無を検知する光センサを備えた衛生装置に関する。特に、局部衛生洗浄装置、自動便蓋・便座開閉装置、大便器自動洗浄装置など、便座使用者の有無を検知する着座検出手段や便器使用者の有無を検知する人体検出手段を有する衛生装置に好適である。また、自動水栓、小便器自動洗浄装置、自動手指乾燥・殺菌・消毒器等にも好適である。
【0002】
【従来の技術】本発明に関係する従来の衛生装置の物体検出センサシステムの例として、衛生洗浄装置の着座センサで説明する。従来の衛生洗浄装置の着座センサを示す図29において、フィルター4はケースカバー3に引っ掛かり部4Aを引っかけて、ケースカバー3に固定されている。また、センサユニット10は、発光部11と受光部12と仕切板13が一体形成されている。ここで、フィルター4は、投光部4Eの厚みを均一にし、投射光21がフィルター4により屈折しないように配慮して作られていた。また、同様に、フィルター4は、受光部4Fの厚みを均一にし、反射光22がフィルター4により屈折しないように配慮して作られていた。したがって、センサユニット単体での検出距離とセンサユニットの前方へフィルターを取付けた衛生洗浄装置の状態での検出距離は、ほぼ同等となっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の商品開発においては、種々の市場ニーズに対する商品の品揃えに効率的に対応するために、例えば一つの基本仕様を基にして客先に応じた種々のバリエーションを持った類似商品群を開発していくことが多い。したがって、衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサと呼ばれる物体検出センサシステムにおいても、客先の要求仕様や設置条件によって、その対応として種々のバリエーションのシステムを開発することが要求されている。そのため従来の物体検出センサシステムでは、例えば、従来の衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサの検出距離を長くしたり、短くしたりする場合は、図30に示すようにセンサユニット10における受光レンズ23の位置を変更する等の手段が取られることが一般的であった。また、場合によっては、発光レンズの寸法や、反射光を検知する受光部や、受光部の受けた光の受光スポット位置により対象物の検出の有無を判断する判断回路等の変更が必要となり、多大なコストが発生し、且つ、製作に時間を要していた。また、センサユニットの検出距離違いのバリエーションが増えることにより、製造時の組み立てコストや管理コストが高くなっていた。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、センサユニットの前方光路上に備えているフィルターのみ交換すれば、それ以外のセンサユニットや判断回路の仕様を変更すること無く、例えば、衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサといった、装置に搭載された物体検出センサシステムとしての検出性能を変えることができる衛生装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題を解決するために、請求項1の衛生装置では、物体検知用の検知用光を被検出物体に向けて投射光として発する発光素子を有する発光部と、前記投射光が物体に反射して返ってくる反射光を受けその受光スポット位置に応じた電気的出力を行なう受光素子を有する受光部と、前記受光部からの出力情報により対象物の有無を判断する判断回路と、前記発光部および/または前記受光部の光束上に設けられたフィルターとを、備えた物体検出センサシステムを有する衛生装置において、前記フィルターの前記投射光または反射光が透過する透光部を形成する一対の表裏2面を、面軸を前記表裏各々の面を透過する光束の中心を通りかつその面に鉛直な直線とした時に、その面軸が他方に対して傾けられているように構成されていることを特徴とする。この発明によれば、衛生装置の物体検出センサシステムにおいて、物体検出センサシステムの発光部から投射した光が非検知物体に当たって反射されて受光部に戻ってくる間で、フィルターを透過するときに光の進路(光路)が曲がるプリズム効果が起こり、透過光の光路の軸の方向が変わることになる。これにより、投射光と反射光の光路の交差する点、すなわち、物体検出センサシステムとしての検出ポイントが移動する。よって、フィルターの表裏2面の面軸を適当な組み合わせに変更することによってそれ以外のセンサユニットや判断回路の仕様を変更すること無く、装置に搭載された物体検出センサシステムとしての検出性能を3次元的に任意に変えることができる。
【0005】上記課題を解決するために、請求項2の衛生装置では、前記フィルターの表裏2面の前記面軸をともに含む平面が、発光素子の光路の軸と受光素子の光路の軸とを含む平面に対して、平行であることを特徴とする。この発明によれば、衛生装置の物体検出センサシステムにおいて、物体検出センサシステムの発光部から投射した光が非検知物体に当たって反射されて受光部に戻ってくる間で、フィルターを透過するときに光の進路(光路)が曲がるプリズム効果が起こり、透過光の光路の軸の方向が変わることになる。これにより、投射光と反射光の光路の交差する点、すなわち、物体検出センサシステムとしての検出ポイントが移動する。よって、フィルターの表裏2面の面軸を適当な組み合わせに変更することによってそれ以外のセンサユニットや判断回路の仕様を変更すること無く、装置に搭載された物体検出センサシステムとしての検出性能を2次元的に任意に変えることができる。これにより、検出有りと判断する受光スポット位置へ結像する反射光が戻る検出対象物距離が変わり、センサの検出距離を長くしたり、短くしたりすることができるようになる。
【0006】上記課題を解決するために、請求項3の衛生装置では、前記フィルターの表裏2面の前記面軸をともに含む平面が、発光素子の光路の軸と受光素子の光路の軸とを含む平面に対して、傾けられていることを特徴とする。この発明によれば、衛生装置の物体検出センサシステムにおいて、物体検出センサシステムの発光部から投射した光が非検知物体に当たって反射されて受光部に戻ってくる間で、フィルターを透過するときに光の進路(光路)が曲がるプリズム効果が起こり、透過光の光路の軸の方向が変わることになる。これにより、投射光と反射光の光路の交差する点、すなわち、物体検出センサシステムとしての検出ポイントが移動する。よって、フィルターの表裏2面の面軸を適当な組み合わせに変更することによってそれ以外のセンサユニットや判断回路の仕様を変更すること無く、装置に搭載された物体検出センサシステムとしての検出性能を任意に変えることができる。
【0007】上記課題を解決するために、請求項4の衛生装置では、前記発光部と、前記受光部と、前記フィルターの前記投射光または前記反射光に対応する前記透光部の形状を複数有した前記フィルターとの光学的な相対位置関係を変更して前記投射光と前記反射光の各々の光路の軸が交差する点である監視ポイントを変化させる監視ポイント変更手段を有することを特徴とする。この発明によれば、衛生装置の設置状態に合わせて最適な監視ポイントをその現場で選択できたり、工場での組み立て時に出荷先の仕様に合わせた監視ポイントにあらかじめ設定して出荷できる。またフィルターと発光部と受光部と判断回路を含む構成が同じで、その他の部分が異なるような商品の品揃えを行なう場合も、光学的な相対位置関係を選択することによって簡単かつ安価なコスとで対応できる。
【0008】上記課題を解決するために、請求項5の衛生装置では、前記監視ポイント変更手段が、前記発光部または/および前記受光部を移動させるものであることを特徴とする。この発明によれば、発光部または/および受光部各々に対応するフィルターの位置に発光部または/および受光部を移動させるだけで種々の監視ポイントに合った衛生装置を得る事が出来る。
【0009】上記課題を解決するために、請求項6の衛生装置では、前記監視ポイント変更手段が、前記フィルターを移動させて前記透光部の形状を選択するものであることを特徴とする。この発明によれば、投射光、反射光各々の光路を簡単な構造で変えることができるため、発光部と受光部と判断回路はそのままで監視ポイントを大きく変えることが可能となる。したがって、例えば、衛生洗浄装置に適用する場合、使用者の着座と離座といった監視ポイントの異なる検出モードにもフィルターを電磁ソレノイト゛等のアクチュエータをつかって移動させる事によって簡単に対応可能である。
【0010】上記課題を解決するために、請求項7の衛生装置では、前記発光部と、前記受光部と、前記フィルターの前記投射光または前記反射光に対応する前記透光部の形状を遠点検知における透過部形状と近点検知における透過部形状を各々変化させたことを特徴とする。この発明によれば、遠点検知における透過部形状と近点検知における透過部形状を各々変化させることができるため、遠点検知性能及び近点検知性能を客先の要求仕様や設置条件にあったものを提案することが可能となる。
【0011】上記した各発明において、フィルターを光が透過する部分と光が透過しない部分とに分け、前記光が透過する部分は透過材料で形成し、前記光が透過しない部分は不透過材料で形成してもよい。また、フィルターの光が透過する部分と光が透過しない部分を2色成形、または、2重成形、または、インサート成形にてフィルターを一体成形してもよい。さらに、フィルターの光が透過する部分と光が透過しない部分を接着にて固定してもよい。さらに、フィルターに、フィルター内部での発光部側と受光部側との間の光伝達を遮る遮光部を設けてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、局部衛生洗浄装置の着座センサにより説明する。図1は、本発明の衛生装置の実施例である衛生洗浄装置を洋風便器に装着した外観図である。図2は、着座センサをケースプレートに取り付けた状態図である。
【0013】図3(A)は、本発明の第1実施例であるフィルター、着座センサ、及び、センサ取付台の状態を示す断面図である。図3(B)は、本発明の第2実施例であるフィルター、着座センサ、及び、センサ取付台の状態を示す断面図である。図4(A)は、本発明の第3実施例であるフィルター、着座センサ、及び、センサ取付台の状態を示す断面図である。図4(B)は、本発明の第4実施例であるフィルター、着座センサ、及び、センサ取付台の状態を示す断面図である。図5(A)は、本発明の第5実施例であるフィルター、着座センサ、及び、センサ取付台の状態を示す断面図である。図5(B)は、本発明の第6実施例であるフィルター、着座センサ、及び、センサ取付台の状態を示す断面図である。図6は、着座センサの投射光、及び、反射光の幾何学的関係を示す図である。図7は、投光部、及び、受光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、投射光、及び、反射光の幾何学的関係を示す図である。図8は、図7における、反射光が受光部を通過する幾何学的関係を示す拡大図である。図9は、投光部、及び、受光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、フィルターの影響による検出距離変動量の幾何学的関係を示す図である。図10は、図9における、検出距離変動量の幾何学的関係を示す拡大図である。
【0014】図11は、本発明の第1実施例である投光部を受光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾け、且つ、受光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、投射光、及び、反射光の幾何学的関係を示す図である。図12は、図11における、反射光が受光部を通過する幾何学的関係を示す拡大図である。図13は、本発明の第1実施例である投光部を受光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾け、且つ、受光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、フィルターの影響による検出距離変動量の幾何学的関係を示す図である。
【0015】図14は、本発明の第2実施例である投光部を受光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾け、且つ、受光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、投射光、及び、反射光の幾何学的関係を示す図である。図15は、図14における、反射光が受光部を通過する幾何学的関係を示す拡大図である。図16は、本発明の第2実施例である投光部を受光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾け、且つ、受光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、フィルターの影響による検出距離変動量の幾何学的関係を示す図である。
【0016】図17は、本発明の第3実施例である受光部を投光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾け、且つ、投光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、投射光、及び、反射光の幾何学的関係を示す図である。図18は、図17における、反射光が投光部を通過する幾何学的関係を示す拡大図である。図19は、 本発明の第3実施例である受光部を投光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾け、且つ、投光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、フィルターの影響による検出距離変動量の幾何学的関係を示す図である。
【0017】図20は、本発明の第4実施例である受光部を投光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾け、且つ、投光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、投射光、及び、反射光の幾何学的関係を示す図である。図21は、図20における、反射光が投光部を通過する幾何学的関係を示す拡大図である。図22は、本発明の第4実施例である受光部を投光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾け、且つ、投光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、フィルターの影響による検出距離変動量の幾何学的関係を示す図である。
【0018】図23は、本発明の第5実施例であるフィルターとセンサ取付台を一体的に形成した場合を示す図である。
【0019】図24は、本発明の第6実施例である投光部および受光部に各々面の傾きが異なるフィルターを複数配設した場合を示す図である。
【0020】図25は、本発明の第7実施例であるフィルターを移動させて前記透光部の形状を選択した場合の検出距離変動量の幾何学的関係を示す図である。
【0021】図26は、本発明の第8実施例である投光部および受光部の厚みを変化させ監視ポイントを仰角方向に変化させた場合を示す図である。図27は、遠点検知性能と近点検知性能における幾何学的関係を示す図である。
【0022】図28は、本発明の第9実施例であるフィルターを移動させて前記透光部の形状を選択した場合の検出距離変動量の幾何学的関係を示す図である。
【0023】図29は、従来のフィルター、及び、着座センサの状態を示す断面図である。図30は、従来の投光部、及び、受光部の厚みが均一なフィルターを着座センサ前方に備えた状態における、投射光、及び、反射光の幾何学的関係を示す図である。
【0024】以下、本発明の第1の実施例を図1、2、3(A)、6〜13を参照しながら説明する。図1、2に示すように、1は衛生洗浄装置本体である。ケースプレート2の上に、ケースカバー3が取り付けられ、ケースプレート2とケースカバー3の中にセンサ本体が配設され、着座センサ10のフィルター4がケースカバー3に取り付けられている。
【0025】図3(A)に示すように、フィルター4は、発光部側4Eと受光部側4Fの間を縁切りする遮光部材5を有していて、ケースカバー3に引っ掛かり部4Aを引っかけて、ケースカバー3に固定されている。着座センサ10は、発光部11と受光部12が一体形成され、センサ取付台6に挿入された状態で引っかかり部6Aに係合し、センサ取付台6はケースカバー3の中でセンサ取付台固定具(ビス)8でケースプレートのボス9に取り付けられている。センサ取付台6は発光部11側に筒状遮光部7があり、筒状遮光部7と遮光部材5はオーバーラップしている。
【0026】そこで、センサ前方に備えているフィルターの投光部の厚みを変化させることにより、着座センサや人体検知センサの検出性能が変わる原理を説明する。図6に示すように、着座センサ10の受光レンズ23から受光部12間距離をY1、着座センサ10の前面24から受光レンズ23間距離をY2、着座センサ10の前面24から検出対象物40間距離をL0とする。また、発光部11の中心から受光素子の検出ポイント位置15間距離をX1とする。その場合、発光部11からの投射光21が投光レンズ20により細く絞られ検出対象物40へ照射される。その投射光21は検出対象物40の表面で拡散反射し、反射角θ0の反射光22が受光レンズ23により受光部の検出ポイント位置15上に結像される。その受光角θ0は■式で求められる。
θ0=Atan(X1/(L0+Y1+Y2))・・・・・・(1)【0027】次に、図7、8に示すように、投光部4Eの厚みが均一で、且つ、受光部4Fの厚みが均一なフィルター4を着座センサ10に平行に前方へ備えた場合について説明する。着座センサ10の前面からフィルター前面間距離をY3とする。その場合、発光部11からの投射光21は、フィルター4の投光部4Eへ基準面A(50)の法線51に対して投射角0°、屈折角0°で進入し、投光部4Eから外へ基準面A(50)の法線51に対して投射角0°、屈折角0°で通過する。その投射光21は、検出対象物40へ照射され、検出対象物40の表面で拡散反射する。その拡散反射した反射角θ0の反射光22Aは、フィルター4の受光部4Fへ基準面A(50)の法線51に対して投射角θ0°、屈折角θ1°で進入し(反射光22B)、受光部4Fから外へ基準面A(50)の法線51に対して投射角θ1°、屈折角θ0°で通過する(反射光22)。ここで、空気の屈折率をN、フィルターの屈折率をN‘とするとその屈折角θ1は■式で求められる。屈折の第二法則により、N'/N=sinθ0/sinθ1 となるため、θ1=Asin(N/N'*sinθ0)・・・・・・(2)したがって、フィルターの影響による検出距離変動量△L1は(3)式で求められる。ここで、図9、10に示すように、a=t0*tanθ0、b=t0*tanθ1、c=a−bであるため、△L1=c/tanθ0△L1=t0*(tanθ0−tanθ1)/tanθ0・・・・・(3)【0028】次に、図11、12に示すように、フィルター4の投光部のみ受光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾ける。そのβ°傾けた面を基準面B(52)とする。その場合、発光部11からの投射光21は、フィルター4の投光部4Eへ基準面A(50)の法線51に対して投射角0°、屈折角0°で進入し、投光部4Eから外へ基準面B(52)の法線53に対して投射角β°、屈折角θ4°で通過する。その投射光21Aは、検出対象物40へ照射され、検出対象物40の表面で拡散反射する。その反射光22Aは、フィルター4の受光部4Fへ基準面A(50)の法線51に対して投射角θ0°、屈折角θ1°で進入し、受光部4Fから外へ基準面A(50)の法線51に対して投射角θ1°、屈折角θ0°で通過する(反射光22)。
【0029】その屈折角θ4は(7)式で求められる。屈折の第二法則により、 N'/N=sinθ4/sin β となるため、θ4=Asin(N'/N*sin β)・・・・・(7)したがって、屈折角θ4と、投光部の傾斜角βと、投光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合の屈折角0°との関係は、 β−θ4<0° となるため、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、投光部の厚みが均一で、且つ、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して短くなることになる。その距離△L4は(13)式で求められる。ここで、図13に示すように、k=(L0+△L1−Y3−△L4)*tan(θ4−β) であるため、 △L4=k/tanθ0 L4=(L0+△L1−Y3)*tan(θ4−β)/(tanθ0+tan(θ4−β)) ・・・・・(13)【0030】この発明によれば、フィルター4の投光部4Eを受光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾けることにより、投射光21がフィルター4の投光部4Eを透過するときにプリズム効果が起こり、投射光21の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、投光部の厚みが均一で、且つ、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して短くなることになる。よって、センサユニットの前方に備えているフィルターのみ交換すれば、センサユニットの検出性能を変更すること無く、衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサの検出性能を短く変えることができる。
【0031】次に、本発明の第2の実施例を図3(B)、14、15、16参照しながら説明する。図3(B)、14、15に示すように、フィルター4の投光部のみ受光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾ける。そのβ°傾けた面を基準面C(54)とする。その場合、発光部11からの投射光21は、フィルター4の投光部4Eへ基準面A(50)の法線51に対して投射角0°、屈折角0°で進入し、投光部4Eから外へ基準面C(54)の法線55に対して投射角β°、屈折角θ5°で通過する。その投射光21Bは、検出対象物40へ照射され、検出対象物40の表面で拡散反射する。その反射光22Aは、フィルター4の受光部4Fへ基準面A(50)の法線51に対して投射角θ0°、屈折角θ1°で進入し、受光部4Fから外へ基準面A(50)の法線51に対して投射角θ1°、屈折角θ0°で通過する(反射光22)。
【0032】その屈折角θ5は(8)式で求められる。屈折の第二法則により、 N'/N=sinθ5/sin β となるため、θ5=Asin(N'/N*sin β°)(8)したがって、屈折角θ5と、投光部の傾斜角βと、投光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合の屈折角0°との関係は、 θ5−β>0° となるため、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、投光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して長くなることになる。その距離△L5は(14)式で求められる。ここで、図16に示すように、m=(L0+△L1−Y3+△L5)*tan(θ5−β) であるため、 △L5=m/tanθ0 L5=(L0+△L1−Y3)*tan(θ5−β)/(tanθ0−tan(θ5−β))・・・・・(14)【0033】この発明によれば、フィルター4の投光部4Eを受光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾けることにより、投射光21がフィルター4の投光部4Eを透過するときにプリズム効果が起こり、投射光21の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、投光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して長くなることになる。よって、センサユニットの前方に備えているフィルターのみ交換すれば、センサユニットの検出性能を変更すること無く、衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサの検出性能を長く変えることができる。
【0034】次に、本発明の第3の実施例を図4(A)、17、18、19を参照しながら説明する。図4(A)、17、18に示すように、フィルター4の受光部のみ投光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾ける。そのβ°傾けた面を基準面D(56)とする。その場合、発光部11からの投射光21は、フィルター4の投光部4Eへ基準面A(50)の法線51に対して投射角0°、屈折角0°で進入し、投光部4Eから外へ基準面A(50)の法線51に対して投射角0°、屈折角0°で通過する。その投射光21は、検出対象物40へ照射され、検出対象物40の表面で拡散反射する。その反射光22Cは、フィルター4の受光部4Fへ基準面D(56)の法線57に対して投射角θ7°、屈折角θ6°で進入し(反射光22D)、受光部4Fから外へ基準面A(50)の法線51に対して投射角θ1°、屈折角θ0°で通過する(反射光22)。
【0035】その屈折角θ6は(9)式で求められる。
θ6=θ1−β・・・・・(9)また、投射角θ7は(10)式で求められる。屈折の第二法則により、 N'/N=sinθ7/sinθ6 となるため、θ7=Asin(N'/N*sinθ6)ここで、(9)を代入するとθ7=Asin(N'/N*sin(θ1−β))・・・・・(10)したがって、投射角θ7と、受光部の傾斜角βと、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合の投射角θ0の関係は、 θ7+β<θ0 となるため、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して長くなることになる。
【0036】その距離△L6は(15)式で求められる。ここで、図に示すように、X3=(L0+△L1−Y3)*tanθ0X3=(L0+△L1−Y3+△L6)*tanθ8 であるため、△L6=(L0+△L1−Y3)*(tanθ0−tanθ8)/tanθ8ここで、θ8=θ7+β であるためL6=(L0+△L1−Y3)*(tanθ0−tan(θ7+β))/tan(θ7+β)・・・・(15)【0037】この発明によれば、フィルター4の受光部4Fを投光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾けることにより、反射光22Cがフィルター4の受光部4Fを透過するときにプリズム効果が起こり、反射光の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して長くなることになる。よって、センサユニットの前方に備えているフィルターのみ交換すれば、センサユニットの検出性能を変更すること無く、衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサの検出性能を長く変えることができる。
【0038】次に、本発明の第4の実施例を図4(B)、20、21、22を参照しながら説明する。図4(B)、20、21に示すように、フィルター4の受光部のみ投光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾ける。そのβ°傾けた面を基準面E(58)とする。その場合、発光部11からの投射光21は、フィルター4の投光部4Eへ基準面A(50)の法線51に対して投射角0°、屈折角0°で進入し、投光部4Eから外へ基準面A(50)の法線51に対して投射角0°、屈折角0°で通過する。その投射光21は、検出対象物40へ照射され、検出対象物40の表面で拡散反射する。その反射光22Eは、フィルター4の受光部4Fへ基準面E(58)の法線59に対して投射角θ10°、屈折角θ9°で進入し(反射光22F)、受光部4Fから外へ基準面A(50)の法線51に対して投射角θ1°、屈折角θ0°で通過する(反射光22)。
【0039】その屈折角θ9は(11)式で求められる。
θ9=θ1+β・・・・(11)また、投射角θ10は(12)式で求められる。屈折の第二法則により、 N'/N=sinθ10/sinθ9 となるため、θ10=Asin(N'/N*sinθ9)ここで、(11)を代入するとθ10=Asin(N'/N*sin(θ1+β)) ・・・・(12)したがって、投射角θ10と、受光部の傾斜角βと、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合の投射角θ0の関係は、 θ10−β>θ0 となるため、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して短くなることになる。
【0040】その距離△L7は(16)式で求められる。ここで、図に示すように、X3=(L0+△L1−Y3)*tanθ0X3=(L0+△L1−Y3−△L7)*tanθ11 であるため、△L7=(L0+△L1−Y3)*(tanθ11−tanθ0)/tanθ11ここで、θ11=θ10−β であるためL7=(L0+△L1−Y3)*(tan(θ10−β)−tanθ0)/tan(θ10−β) ・・・・(16)【0041】この発明によれば、フィルター4の受光部4Fを投光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾けることにより、反射光22Cがフィルター4の受光部4Fを透過するときにプリズム効果が起こり、反射光の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して短くなることになる。よって、センサユニットの前方に備えているフィルターのみ交換すれば、センサユニットの検出性能を変更すること無く、衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサの検出性能を短く変えることができる。
【0042】次に、本発明の第5の実施例を図5(A)を参照しながら説明する。図5(A)に示すように、フィルター4の投光部4Eを受光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾け、且つ、フィルター4の受光部4Fを投光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾ける。 この発明によれば、フィルター4の投光部4Eを受光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾けることにより、投射光がフィルター4の投光部4Eを透過するときにプリズム効果が起こり、投射光の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、投光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して長くなることになる。
【0043】また、フィルター4の受光部4Fを投光側に向けて薄くなるように片面をβ°傾けることにより、反射光がフィルター4の受光部4Fを透過するときにプリズム効果が起こり、反射光の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して長くなることになる。よって、センサユニットの前方に備えているフィルターのみ交換すれば、センサユニットの検出性能を変更すること無く、衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサの検出性能をよりいっそう長く変えることができる。
【0044】次に、本発明の第6の実施例を図5(B)を参照しながら説明する。図5(B)に示すように、フィルター4の投光部4Eを受光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾け、且つ、フィルター4の受光部4Fをのみ投光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾ける。 この発明によれば、フィルター4の投光部4Eを受光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾けることにより、投射光がフィルター4の投光部4Eを透過するときにプリズム効果が起こり、投射光の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、投光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して短くなることになる。
【0045】また、フィルター4の受光部4Fを投光側に向けて厚くなるように片面をβ°傾けることにより、反射光22Cがフィルター4の受光部4Fを透過するときにプリズム効果が起こり、反射光の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、受光部の厚みが均一なフィルターを備えた場合と比較して短くなることになる。よって、センサユニットの前方に備えているフィルターのみ交換すれば、センサユニットの検出性能を変更すること無く、衛生洗浄装置の着座センサや人体検知センサの検出性能をよりいっそう短く変えることができる。
【0046】また、フィルターを光が透過する部分と光が透過しない部分とに分け、前記光が透過する部分は透過材料で形成し、前記光が透過しない部分は不透過材料で形成することにより、全て透過材料で形成する場合と比較して、安価に製作することができる。さらに、フィルターの光が透過する部分と光が透過しない部分を2色成形、または、2重成形、または、インサート成形にてフィルターを一体成形することにより、両者間にすき間がなくなり、汚れや埃等がつまらなくなる。また、同材質、同色にすることにより外観を良好にすることができる。さらには、密着性も良く、接合強度も格段に向上する。
【0047】さらに、フィルター4に、フィルター内部での発光部11側と受光部12側との間の光伝達を遮る遮光部5を設けることにより、フィルター内面4Bに水滴が生じた時、発光部11からの光が乱反射しても、筒状遮光部7と遮光部材5がオーバーラップしているため、フィルター4の内面4Bで乱反射した反射光は受光部12に漏れて当たることはない。また、フィルター外面4Cに水滴、キズ、及び尿等の汚れが付いた時でも、発光部11からの光がフィルター外面に乱反射してフィルター内部での反射光が発生するが、フィルター4の発光部11側と受光部12側の間を縁切りする遮光部材5により、その反射光はフィルター4の発光部11側にとどまる。よって、フィルター内部での反射光が受光部12に入らなくなり、フィルター自体の肉厚によりフィルター内を内部反射する光の影響を完全に無くすことができる。したがって、フィルタ内面の水滴、及び、フィルター外面の水滴、キズ、及び尿等の汚れによる誤検知が防止され、センサの信頼性が格段に向上する。
【0048】さらに、図23に示すように、フィルター4とセンサ取付台6を一体的に形成し、着座センサ10をセンサ取付台6に固定しても良い。そうすることにより、フィルター4とセンサ取付台6の間の位置バラツキが無くなり、着座センサの感知領域のバラツキが小さくなり、センサの感知の精度が向上する。
【0049】さらに、図24に示すように、フィルター4は、上方に発光部側4Eと受光部側4Fを設け、下方に発光部側4Gと受光部側4Hを設ける。その間を縁切りする遮光部材5を有していて、ケースカバー3に固定されている。着座センサ10は、フィルター4の上方と下方に可動できる。フィルター4の上方の発光部側4Eと受光部側4Fの厚み変化と、フィルター4の下方の発光部側4Gと受光部側4Hの厚み変化を異ならせることにより、上方と下方のプリズム効果が異なり、投射光、及び、反射光の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、上方と下方で異なることになる。
【0050】よって、着座センサ10をフィルター4の上方と下方に可動させることにより、異なる検出性能を得ることができ、例えば、便座上に座っている人の識別と便器の前に立っている人の識別が可能となる。したがって、従来は2つのセンサを使用していたが、この技術を利用すると1つのセンサで達成することができ、大幅なコストダウンとなる。
【0051】さらに、図25に示すように、フィルター4を移動させて受光部側4Fの厚みを変化させることにより、移動前と移動後のプリズム効果が異なり、反射光の角度が変わることになる。これにより、着座センサ10の前面から検出対象物40間距離は、移動前と移動後で異なることになる。
【0052】よって、フィルター4の移動により、異なる検出性能を得ることができ、例えば、便座上に座っている人の識別と便器の前に立っている人の識別が可能となる。したがって、従来は2つのセンサを使用していたが、この技術を利用すると1つのセンサで達成することができ、大幅なコストダウンとなる。
【0053】さらに、図26に示すように、投光部4Eを仰角方向に厚みを変化させることにより、投射光21が変化し、監視ポイントを仰角方向に変化させることになる。よって、センサレイアウトに関係なく監視ポイントを設定することができる。さらに、フィルター4の移動もしくはセンサ10の移動により、異なる監視ポイントを得ることができ、例えば、常時フィルター4の移動もしくはセンサ10の移動を行えば、便器の前に立っている3次元的に監視が可能となる。
【0054】図27に示すように、遠点検知時には、反射光22はフィルター4の遠点受光部透過ポイント62aを通過する。また、近点検知時には、反射光22gはフィルター4の近点受光部透過ポイント62bを通過する。その場合、検出可能領域60a及び検出不可能領域61aは図27に示すようなる。そこで、図28に示すように、遠点検知時の遠点受光部透過ポイント62aと近点検知時の近点受光部透過ポイント62bに対応する前記透光部の形状を各々変化させることにより、反射光22cがフィルター4の遠点受光部透過ポイント62aを通過するように変化するため、検出対象物が40aから40cに変化する。
【0055】また、近点検知時においては、反射光22hがフィルター4の近点受光部透過ポイント62bを通過するように変化するため、検出対象物が40bから40dに変化する。よって、検出可能領域が60aから60bに変化し、検出不可能領域が61aが61bに変化する。したがって、この発明によれば、客先の要求仕様や設置条件にあったものを提案することが可能となる。
【0056】以上本発明の実施例を詳述したが、これはあくまでも一例であり、本発明の要旨を変更しない限り、種々の変形が可能である。また、実施例として衛生洗浄装置を例にあげて説明したが、もちろん他の衛生装置にこの発明を適用することができ、自動で便蓋あるいは便座を開閉させる装置、自動で大便器洗浄をさせる装置、自動水栓、小便器自動洗浄、自動手指乾燥・殺菌・消毒器等に適用可能である。
【出願人】 【識別番号】000010087
【氏名又は名称】東陶機器株式会社
【住所又は居所】福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1号
【識別番号】301068491
【氏名又は名称】株式会社パンウォシュレット
【住所又は居所】福岡県北九州市小倉南区舞ケ丘1丁目1番1号
【出願日】 平成14年3月29日(2002.3.29)
【代理人】
【公開番号】 特開2003−207578(P2003−207578A)
【公開日】 平成15年7月25日(2003.7.25)
【出願番号】 特願2002−97152(P2002−97152)