JP6358560B2 - 検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定方向に伝播波を送り出すことで対象物の動きを検出する使用者の存在検知及び使用者の使用状況検知の少なくとも一方を行う検知装置に関する。

従来から、マイクロ波ドップラーセンサーを用いて人体や尿流を検出し、便器内を洗浄する便器洗浄装置が知られている。マイクロ波ドップラーセンサーは、マイクロ波を送信し、対象物によって反射したマイクロ波を受信することにより、対象物の動きを検出するものである。すなわち、マイクロ波ドップラーセンサーは、センサーから送信するマイクロ波の周波数と、センサーから送信したマイクロ波が人体などの対象物によって反射してセンサーにより受信される信号の周波数との差分信号からドップラー信号を生成する。

このドップラー信号は、対象物の動き（例えば、対象物の接近や対象物の離反）を表す信号であり、便器洗浄装置の判定部は、このドップラー信号から対象物の動きを検出して、便器内の洗浄を行う。

この種の便器洗浄装置は、赤外線によって人体検出などを行う便器洗浄装置に比べ、センサーを便器内に配置することができる点で有効である。すなわち、マイクロ波が陶器を透過することができるという特性を利用して、マイクロ波ドップラーセンサーを小便器の裏側に隠すことができる（例えば、下記特許文献１）。

ところで、上記のような便器洗浄装置は、家庭用トイレなどを除き、同一化粧室内に複数配置されることが多い。たとえば、空港、駅、ホテル等の化粧室などである。しかし、上記のような便器洗浄装置が同一化粧室内に複数配置されると、隣接した便器洗浄装置のドップラーセンサー同士が影響しあい、電波干渉が発生し、人体や尿流の誤検出が起こる恐れがある。これは、制御対象が便器への給水ではなく、手洗い用の洗面器への給水になっても誤動作がおこってしまうことには変わりがない。

従来は、ドップラーセンサー同士が影響して誤動作することを抑制するために、ドップラーセンサーから送信する電波を間欠的に送信し、さらにその送信周期をランダムにずらすことで、各ドップラーセンサー同士が電波を送信するタイミングが重なることで生じる電波干渉の影響を無視することができるレベルまで抑制する技術（例えば、下記特許文献２）や、送信する電波の周波数をランダムに切り替えることで、各ドップラーセンサー同士が送信する電波の周波数が重なることで生じる電波干渉の影響を無視することができるレベルまで抑制する技術（例えば、下記特許文献３）が開示されている。

特開２００５−３３０６７２号公報 特許第４２５８７８２号公報 特開２００９−８００７３号公報

しかし、電波干渉の対策として開示されている上記の技術は、電波干渉が発生する確率を下げる手段である。したがって、電波干渉の影響を完全に排除することはできず、一定の確率で誤動作が必ず発生してしまうものであった。また、同一化粧室内に同時に配置される台数が多くなるほど電波干渉が発生する確率も増加し、誤動作が発生する頻度も増えてしまっていた。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、電波干渉の影響を回避した検知装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る検知装置は、検知対象物の動きまたは有無を検知する検知装置であって、検知対象物を検知しようとする検知領域に送信波を送信する送信部と、前記検知領域の前記検知対象物によって反射された反射波を受信する受信部と、
前記送信部によって送信された前記送信波と、前記受信部によって受信された前記反射波と、に基づいて検知信号を生成する検知信号生成部と、前記検知信号から前記検知対象物の動きまたは有無を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、他の検知装置と電波干渉が発生しない周波数へ前記送信波の周波数を設定する周波数選定処理を実施する周波数選定処理部を有しており、前記周波数選定処理部は、前記検知対象物が前記検知領域内に存在しない状態であるときに前記周波数選定処理を実施する。

隣接した検知装置同士が影響しあい、電波干渉が発生するのは、各検知装置の送信部によって送信された送信波の周波数が一致した場合、もしくは極めて近い場合のみであり、各送信波の周波数を一定量ずらせば、電波干渉が発生することはない。そこで本発明ではこの点に着目し、周波数選定処理を実施する周波数選定処理部を設け、他の検知装置同士が影響しあうことがない周波数へ送信波の周波数を設定するものとした。これにより、送信波の周波数が他の検知装置の周波数と一致、もしくは極めて近い状態になることはなくなり、同一化粧室内に同時に配置される台数や、確率によらず、電波干渉の影響を完全に回避した状態で動作することができる。さらにその周波数選定処理は、検知対象物が検知領域内に存在しない状態であるときに実施されるものとした。使用者などの検知対象物が存在する状態では、検知対象物が障害となり、他の検知装置から届く電波量が検知対象物が無い状態とは異なってしまう。周波数選定処理を検知対象物が存在しない状態で実施することで、検知対象物の影響を受けて、周波数選定処理の精度が落ちるのを、防止することができる。

また、本発明に係る検知装置では、前記周波数選定処理部は、前記検知信号が前記検知対象物が検知領域内に存在しない状態とは異なる状態になった周波数を電波干渉が発生した周波数と判断することも好ましい。

この好ましい態様によれば、検知信号が検知対象物が検知領域内に存在しない状態の検知信号（暗ノイズ）とは異なる状態になった周波数を、電波干渉が発生した周波数と判断するため、他の複雑な構成を用いることがなく、検知信号を使用して簡単な構成で電波干渉が発生した周波数かどうかを判断することができる。

また、本発明に係る検知装置では、前記周波数選定処理部は、電波干渉が発生しないと判断した周波数が見つかるとその周波数を未干渉周波数と判断し、前記送信波の周波数に前記未干渉周波数を用いることも好ましい。

この好ましい態様によれば、電波干渉が発生しないと判断した周波数が見つかった時点で、その周波数を送信波の周波数に設定するため、電波干渉が発生しない周波数へ設定するまでに要する時間を短くすることができる。これに伴い、検知装置を、検知対象物を検知することができる通常動作へ、早く復帰させることができる。

また、本発明に係る検知装置では、前記周波数選定処理部は、前記送信波の周波数を所定の範囲内で変化させ、前記送信波の周波数を電波干渉が発生したと判断した周波数以外から選定して設定することも好ましい。

この好ましい態様によれば、複数の周波数に対して電波干渉が発生するかどうかを把握した上で、その中から電波干渉が発生していない周波数を選定し、送信波の周波数へ設定するため、周辺の周波数も含めて電波干渉する周波数が存在するかどうかも判別することができる。周辺の周波数も含めて電波干渉が発生する懸念がない周波数を送信波の周波数へ設定すれば、例えば周囲温度や湿度などの環境変化により、送信波の周波数に変動が生じた場合でも、他の検知装置の周波数と送信波の周波数が一致、もしくは極めて近い状態になりにくく、電波干渉が発生するのを避けることができる。

また、本発明に係る検知装置では、前記周波数選定処理部は、所定期間ごとに前記周波数選定処理を実施することも好ましい。

この好ましい態様によれば、所定時間ごとに周波数選定処理が実施され、その周波数選定処理で設定された送信波の周波数は、次回の周波数選定処理が実施されるまで、保持されることになる。所定の間隔で送信波の周波数を干渉が生じない周波数へ設定できるため、周囲温度や湿度などの環境変化により送信波の周波数が大きく変動する場合でも、他の検知装置の周波数と送信波の周波数が一致、もしくは極めて近い状態になりにくく、電波干渉が発生するのを避けることができる。

また、本発明に係る検知装置では、前記周波数選定処理部は、前記検知信号が前記検知対象物が検知領域内に存在しない状態とは異なる状態が所定期間継続したら、強制的に前記周波数選定処理を実施することも好ましい。

この好ましい態様によれば、検知信号が検知対象物が検知領域内に存在しない状態の検知信号とは異なる状態が所定期間継続したら、強制的に周波数選定処理を実施することになるため、周波数選定処理を実施しないタイミングで他の検知装置が近傍に新たに設置され、その検知装置から発せられる送信波の周波数により電波干渉が発生してしまった場合でも、所定期間が経過すると強制的に周波数選定処理を実施し、送信波の周波数を電波干渉が発生しない周波数へ変更することで、以降の誤動作を防止することができる。

また、本発明に係る検知装置では、前記判定部は、前記検知対象物の動きまたは有無を検知判定するのに必要な時間である判定時間が設定されており、前記周波数選定処理部は、前記周波数選定処理において一つの周波数を送信する時間を、前記判定時間よりも短い時間に設定することも好ましい。

この好ましい態様によれば、周波数選定処理を実施している際に、他の検知装置と電波干渉が発生する周波数が見つかった場合でも、その周波数の送信波が送信される時間は判定部の判定時間よりも短いため、電波干渉が継続する時間が判定時間に至ることはない。したがって、電波干渉により判定部が検知対象物の動きまたは有無を誤って検知判定することは無く、誤動作に至るのを防止することができる。

また、本発明に係る検知装置では、前記周波数選定処理部は、乱数を発生させる乱数発生手段を備えており、前記周波数選定処理で使用する送信波の周波数は、前記乱数に基づいて設定することも好ましい。

この好ましい態様によれば、周波数選定処理で使用する周波数を乱数発生手段が発生する乱数に基づいて設定するため、他の検知装置と周波数選定処理を実施するタイミングが同時になってしまった場合でも、それぞれの検知装置が周波数選定処理で使用している周波数が異なるため、電波干渉が発生しにくい。他の検知装置と周波数選定処理を同時に実施した場合でも、電波干渉が発生しない周波数を見つけることができ、電波干渉が発生するのを回避することができる。

本発明によれば、各検知装置同士が送信する電波が互いに影響しあうことで生じる電波干渉の影響を回避した検知装置を提供することができる。

本発明の実施形態である小便器洗浄装置システムを示す図である。 本発明の実施形態であるドップラーセンサーを取り付けた小便器洗浄装置を表す概略側面図である。 本発明の実施形態であるドップラーセンサーと判定部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態である小便器洗浄装置システムにおいて、電波干渉が発生した様子を示す図である。 図３の周波数選定処理部の構成を示すブロック図である。 周波数設定処理の動作を示す、フローチャートである。 不在判定処理の動作を示す、フローチャートである。 周波数選定処理の動作を示す、フローチャートである。 変形例における周波数選定処理の動作を示す、フローチャートである。 変形例における周波数選定処理の動作を示す、概略図である。 変形例における図３の周波数選定処理部の構成を示すブロック図である。 周波数選定処理の周波数変化例を示した図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符合を付して詳細な説明は適宜省略する。

本実施形態においては、ドップラーセンサーを用いた自動給水装置のうち、図1に示すように、トイレブース（化粧室）内にドップラーセンサーを用いて人体検出や尿流検出を行う小便器洗浄装置１（自動給水装置）を複数隣接させて配置した小便器洗浄装置システム４に関して説明する。

図２は、本発明の実施形態に係るドップラーセンサー２００を取り付けた小便器洗浄装置１を表す概略側面図である。図１に示す小便器洗浄装置１は、小便器１０に設けられ、人体及び尿流を検出するドップラーセンサー２００と、小便器洗浄を制御する判定部３００と、を備える。ドップラーセンサー２００及び判定部３００が、本発明に係る検知装置の実施形態に相当するものである。

小便器１０は、ボール部１１を有する。ボール部１１の上部には、洗浄水をボール部１１へ吐水する給水部３０が設けられ、ボール部１１の下部には、洗浄水を一時的に貯留するトラップ部５０が設けられている。トラップ部５０に貯留された水は、排水路側からボール部１１側に悪臭が侵入することを防止している。そして、トラップ部５０に貯留された水は、給水部３０から吐水された洗浄水の水量に応じて、排水口６０から排水路へ適宜排出される。

ドップラーセンサー２００は、小便器１０の上部背面側に配置されている。ドップラーセンサー２００は、マイクロ波あるいはミリ波などの高周波の電波を送信し、送信した電波の被検知体からの反射波を受信して、被検知体の動きを検知し、その検知信号を出力するセンサーである。ドップラーセンサー２００は、その検知領域２０１がボール部１１を含む斜め下前方に向くように、小便器１０の上部背面側から電波を放射する。放射された電波は、小便器１０の前方に立った使用者（人体）２や使用者２からの尿流３に反射され、この反射された電波（反射波）をドップラーセンサー２００が受信するように構成される。これにより、使用者の存在及び使用者の使用状況の検知、すなわち、小便器１０に人体が近づいてきたことや小便器１０から人体が遠ざかったことの他、小便器１０のボール部１１に尿が流れたこと（尿流３）を検知することができる。

なお、本実施形態では、小便器１０にドップラーセンサー２００を設置した例を示すが、小便器１０に設置するだけではなく、例えば、手洗器や大便器に設置しても良い。例えば、ドップラーセンサー２００を手洗器に設置する場合には、使用者が手洗器を使用する際の立ち位置を含む領域に、伝搬波としてのマイクロ波を送信する。また、例えば、ドップラーセンサー２００を大便器に設置する場合には、使用者が大便器を立位使用する際の立ち位置及び着座使用する際の着座位置を含む領域に、伝搬波としてのマイクロ波を送信する。

判定部３００は、ドップラーセンサー２００から出力された検知信号（ドップラー信号）に基づいて、給水路の途上に設けられた給水バルブ２０を駆動させる。給水部３０と給水バルブ２０とは、給水路によって連結されている。給水バルブ２０が開放されている場合には、水は給水路の内部を通り、給水部３０から吐水される。一方、給水バルブ２０が閉止されている場合には、水が給水部３０から吐水されることはない。

続いて、図３を参照しながら、図２に示したドップラーセンサー２００及び判定部３００について更に説明する。図３は、ドップラーセンサー２００及び判定部３００の機能的な構成を示すブロック構成図である。

図３に示すように、ドップラーセンサー２００は、送信部２１０と、受信部２２０と、差分検出部２３０と、を有する。送信部２１０からは、高周波、マイクロ波あるいはミリ波などの電波が放射される。使用者２や尿流３からの反射波は、受信部２２０に入力される。

なお、ドップラーセンサー２００を構成する伝播波を送信する送信部２１０と、伝播波を受信する受信部２２０とは、一体とした構成であっても良いし、別体としてドップラーセンサー２００を構成しても良い。

送信波の一部と受信波は、差分検出部２３０にそれぞれ入力されて合成され、ドップラー効果が反映された出力信号が出力される。つまり、差分検出部２３０は、送信波の一部と受信波との周波数の差分をとり、ドップラー信号を出力する。差分検出部２３０から出力されたドップラー信号は、判定部３００に出力される。

差分検出部２３０から出力されたドップラー信号には、ドップラー効果に関する情報が含まれる。すなわち、使用者２や尿流３などの被検知体が移動すると、ドップラー効果によって反射波の波長がシフトする。ドップラー周波数ΔＦ（Ｈｚ）は、下記の式（１）により表すことができる。

ドップラーセンサー２００に対して被検知体が相対的に移動すると、式（１）で表されるように、その速度ｖに比例したドップラー周波数ΔＦを含む出力信号を得ることができる。つまり、ドップラー周波数ΔＦと移動体の速度ｖとの間には相関関係があり、このドップラー周波数ΔＦを用いて、使用者２や尿流３などの検出が行われる。

図３に示す判定部３００は、信号受信手段３１０と、人体検出手段３２０と、尿流検出手段３３０と周波数選定処理部３４０とを有する。周波数選定処理部３４０の詳細については後述するが、まず信号受信手段３１０と、人体検出手段３２０と、尿流検出手段３３０について、詳細を説明する。

人体検出手段３２０は、人体周波数フィルタ３２１と、人体判定手段３２２を有し、尿流検出手段３３０は、尿流周波数フィルタ３３１と、尿流判定手段３３２とを有する。差分検出部２３０から出力されたドップラー信号は、信号受信手段３１０により受信された後、人体周波数フィルタ３２１、尿流周波数フィルタ３３１に出力される。そして、このドップラー信号から人体接近に対応する周波数成分、尿流に対応する周波数成分以外を、人体周波数フィルタ３２１、尿流周波数フィルタ３３１によりそれぞれ削除し、人体接近に対応する人体検出周波数信号と尿流に対応する尿流検出周波数信号がそれぞれ抽出される。この際のフィルタリング周波数は、適宜変更することができる。

人体周波数フィルタ３２１において、人体検出に不必要な周波数成分が取り除かれ、人体接近に対応する人体検出周波数が抽出されたドップラー信号は、人体判定手段３２２に出力される。そして、人体判定手段３２２は、ドップラー信号の振幅と予め所定値に設定された閾値（基準値）とを比較することにより、使用者の存在及び使用状況の少なくとも一方の判定を行い、その判定結果に基づいて給水バルブ２０を開閉する。

また、尿流周波数フィルタ３３１において尿流検出に不必要な周波数成分が取り除かれ、尿流に対応する尿流検出周波数が抽出されたドップラー信号は、尿流判定手段３３２に出力される。尿流判定手段３３２は、ドップラー信号の振幅と予め所定値に設定された閾値とを比較することにより、使用者の存在及び使用状況の少なくとも一方の判定を行い、その判定結果に基づいて給水バルブ２０を開閉する。

ところで、小便器洗浄装置１を複数隣接した小便器洗浄装置システム４においては、図４に示すように、隣接するドップラーセンサー２００同士が送信する電波の周波数が互いに一致した場合、もしくは電波の周波数が極めて近い場合に、隣接するドップラーセンサー２００同士が互いに影響しあい、電波干渉が発生し、人体や尿流の誤検出を発生する恐れがある。そこで、本実施形態では、隣接するドップラーセンサー２００同士が送信する電波の周波数が一定量離れている状態で使用すれば電波干渉が発生しないことに着目し、送信部２１０から送信する電波の周波数を干渉が発生しない周波数へ設定することとしている。引き続いて、その具体的な手法について説明する。

図３に示すように、本実施形態における判定部３００には、周波数選定処理部３４０を備えている。周波数選定処理部３４０では、検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態であると判断した状態において、信号受信手段３１０からの信号に基づき電波干渉が発生したかどうかを判定し、ドップラーセンサー２００を構成する送信部２１０から送信される電波の周波数を、電波干渉が発生しない周波数へ設定する、周波数選定処理を実施するものである。

続いて、図５を参照しながら、図３に示した周波数選定処理部３４０について更に説明する。図５は、周波数選定処理部３４０の機能的な構成を示すブロック構成図である。

図５に示すように、周波数選定処理部３４０は、不在判定手段３５０と、干渉判定手段３６０と、周波数設定手段３７０と、を有する。まず、不在判定手段３５０に信号受信手段３１０からドップラー信号が入力され、ドップラー信号の振幅を検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態である暗ノイズ状態の振幅と比較し、検知対象物が検知領域内に存在しない状態であるかどうかを判定する。検知対象物が存在しないと判断された場合は、周波数選定処理を開始してよいと判断され、その結果を干渉判定手段３６０へ出力し、周波数選定処理を開始する。検知対象物が存在すると判断された場合は、周波数選定処理は開始しない。周波数選定処理が開始すると、干渉判定手段３６０は、信号受信手段３１０から入力された信号の振幅値を、暗ノイズ状態の振幅と比較し、電波干渉が発生しているかどうかを判定する。電波干渉が発生していない周波数であると干渉判定手段３６０が判定する場合は、周波数設定手段３７０は、その周波数を送信部２１０から送信される電波の周波数として引き続き使用するものとし、周波数選定処理を終了する。もし電波干渉が発生している周波数であると干渉判定手段３６０が判定する場合は、周波数設定手段３７０は、送信部２１０から送信される電波の周波数を別の周波数へ変更し、電波干渉が発生しない周波数が見つかるまで、周波数選定処理を継続する。詳細は、図６、図７、図８のフローチャートを参照しながら後述する。

以上のように構成された、検知装置において、周波数選定処理の動作を、フローチャートを用いて具体的に説明する。図６は、検知対象物の不在を判定し、送信部２１０から送信される電波の周波数を電波干渉が発生しない周波数へ設定するまでの一連の流れ（周波数設定処理）を表すフローチャートである。図７は、図６に示した不在判定処理のフローチャートであり、図８は、図６に示した周波数選定処理のフローチャートである。

図６に示すように、周波数設定処理は、全体としてステップＳ１〜Ｓ２からなる処理が行われる。

まず、ステップＳ１では、検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態であるかどうかを判定する不在判定処理が行われる。この不在判定処理は、後述する図７におけるステップＳ１１〜Ｓ１３からなる処理である。不在判定処理が終了すると、ステップＳ２へ進む。

続いて、ステップＳ２では、送信部２１０から送信される電波の周波数を電波干渉が発生しない周波数へ設定する周波数選定処理が行われる。この周波数選定処理は、後述する図８におけるステップＳ２１〜Ｓ２５からなる処理である。周波数選定処理が終了すると、周波数設定処理が終了する。

続いて、図７を参照しながら、図６で示した不在判定処理について更に説明する。図７は、不在判定処理の一連の流れを示したフローチャートである。

まず、ステップＳ１１では、信号受信手段３１０から入力された信号の振幅値Ｓが、検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態である暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいか否かを判定し、Ｓが暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいという条件を満たさない場合はステップＳ１２へ、Ｓが暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいという条件を満たす場合はステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１２では、検知対象物が存在しない状態であると判断し、不在判定処理を終了する。

ステップＳ１３では、検知対象物が存在する状態であると判断し、ステップＳ１１へ戻り、以降の処理を繰り返す。

続いて、図８を参照しながら、図６で示した周波数選定処理について更に説明する。図８は、周波数選定処理の一連の流れを示したフローチャートである。

まず、ステップＳ２１では、周波数設定手段３７０により、送信部２１０から送信される電波の周波数を所定の周波数faへ設定し、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２では、信号受信手段３１０から入力された信号の振幅値Ｓaが、検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態である暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいか否かを判定し、Ｓaが暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいという条件を満たさない場合はステップＳ２３へ、Ｓaが暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいという条件を満たす場合はステップＳ２４へ進む。

ステップＳ２３では、現在設定している周波数faでは電波干渉が発生していないと判断し、周波数選定処理を終了する。

ステップＳ２４では、現在設定している周波数faでは電波干渉が発生していると判断し、ステップＳ２５へ進む。

ステップＳ２５では、周波数faの既存値に、所定値αを加算して使用する周波数faを更新し、ステップＳ２１へ戻り、以降の処理を繰り返す。

このように、不在判定処理、周波数選定処理を実施することにより、送信部２１０から送信される電波の周波数を、隣接するドップラーセンサー２００との電波干渉が発生しない周波数へ設定することができる。電波干渉の原因となる送信波の周波数を電波干渉が発生しない周波数へ設定するため、同一化粧室内に同時に配置される台数や、確率によらず、電波干渉を回避することができる。また、周波数選定処理が実施されるのは、検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態であると不在判定処理で判断されたときであるため、検知対象物の影響により、周波数選定処理の精度が落ちるのを、防止することができる。

また、検知対象物が存在しない状態であると不在判定処理で判断したときに周波数選定処理を実施するため、電波干渉が発生していなければ、検知信号は暗ノイズ状態となる。したがって、暗ノイズ状態よりも大きな振幅値の検知信号が発生した場合には、隣接するドップラーセンサー２００との電波干渉が発生したと判断することができる。干渉判定手段３５０は検知信号に基づき電波干渉が発生したかどうかを判定できるため、他の複雑な構成を用いることなく、簡単な構成で判断することができる。

また、電波干渉が発生しない周波数が見つかった時点で、周波数選定処理を終了しているため、周波数選定処理に要する時間を短くすることができる。これにより、ドップラーセンサー２００と判定部３００を、人体や尿流を検出することができる通常動作へ、早く復帰させることができる。

なお、ステップＳ２５では、周波数faの既存値に、所定値αを加算して使用する周波数faを更新しているが、所定値αを減算、乗算、除算などにより、周波数faを更新してもよく、周波数faを既存値から変更する手法であればよい。

続いて、変形例における周波数選定処理について説明する。周波数選定処理は、周波数を所定の範囲内で変化させ、送信波の周波数を電波干渉が発生したと判断した周波数以外から選定して設定するのも好ましい様態である。この様態のドップラーセンサー２００を取り付けた小便器洗浄装置の具体例について説明する。図９は、本実施形態に係る周波数選定処理の動作を示す、フローチャートである。

図９に示すように、周波数選定処理は、全体としてステップＳ３１〜Ｓ４２からなる処理が行われる。

まず、ステップＳ３１では、周波数設定手段３７０により、送信部２１０から送信される電波の周波数を所定の周波数faへ設定し、ステップＳ３２へ進む。

続いて、ステップＳ３２では、信号受信手段３１０から入力された信号の振幅値Ｓaが、検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態である暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいか否かを判定し、Ｓaが暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいという条件を満たさない場合はステップＳ３３へ、Ｓaが暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいという条件を満たす場合はステップＳ３５へ進む。

ステップＳ３３では、現在設定している周波数faでは電波干渉が発生していないと判断し、ステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３４では、現在設定している周波数faを、送信部２１０から送信される電波の周波数として設定する候補として、選定候補リストへ登録し、ステップＳ３６へ進む。

ステップＳ３５では、現在設定している周波数faでは電波干渉が発生していると判断し、ステップＳ３６へ進む。

続いて、ステップＳ３６では、周波数設定手段３７０により、送信部２１０から送信される電波の周波数を所定の周波数fbへ設定し、ステップＳ３７へ進む。

ステップＳ３７では、信号受信手段３１０から入力された信号の振幅値Ｓbが、検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態である暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいか否かを判定し、Ｓbが暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいという条件を満たさない場合はステップＳ３８へ、Ｓbが暗ノイズ状態の振幅値よりも大きいという条件を満たす場合はステップＳ４０へ進む。

ステップＳ３８では、現在設定している周波数fbでは電波干渉が発生していないと判断し、ステップＳ３９へ進む。

ステップＳ３９では、現在設定している周波数fbを、送信部２１０から送信される電波の周波数として設定する候補として、選定候補リストへ登録し、ステップＳ４１へ進む。

ステップＳ４０では、現在設定している周波数fbでは電波干渉が発生していると判断し、ステップＳ４１へ進む。

ステップＳ４１では、選定候補リストの中から１つの周波数を任意に選択し、送信部２１０から送信される電波の周波数として設定し、ステップＳ４２へ進む。

ステップＳ４２では、今回の周波数選定処理の結果が次回の周波数選定処理に影響するのを防ぐため、選定候補リストに登録してある周波数をすべて消去し、周波数選定処理を終了する。

このように、周波数選定処理を実施することにより、送信部２１０から送信される電波の周波数を、隣接するドップラーセンサー２００との電波干渉が発生しない周波数へ設定することができ、さらに、最終的に設定する周波数のみではなく、複数の周波数に対して電波干渉が発生するかどうかを把握することができる。今回の具体例では、２つの周波数fa、fbに対して周波数選定処理を実施したが、3つ以上の周波数に対して実施してもよく、変化させる周波数の数が多いほど、たくさんの情報を得ることができる。なお、以降の説明においては、図８に示したように、電波干渉が発生しないと判断した周波数が見つかるとその周波数を未干渉周波数と判断し、送信波の周波数に未干渉周波数を用いる形式の周波数選定処理の実施形態を実施形態１、図９に示したように、周波数を所定の範囲内で変化させ、送信波の周波数を電波干渉が発生したと判断した周波数以外から選定して設定する形式の周波数選定処理の実施形態を実施形態２、と呼ぶ。

また、実施形態２においては、周波数の変化量(今回の具体例では、faとfbの差)が少量となるように変化させ、なおかつ変化させる周波数の数を多くすれば、電波干渉が発生している周波数帯の情報を詳細に把握することができ、より確実な周波数選定が可能になる。さらに、今回の具体例のステップＳ４１では、選定候補リストの中から１つの周波数を任意に選択して、送信部２１０から送信される電波の周波数として設定したが、電波干渉が発生している周波数から一定量のマージンを持って離れた周波数を選定するようにしてもよい。これにより、周囲温度や湿度などの環境変化により、送信波の周波数に変動が生じた場合でも、隣接するドップラーセンサー２００の送信部２１０が送信する電波の周波数と、自身の送信部２１０から送信される電波の周波数とが近づきすぎることはなく、電波干渉が発生するのを避けることができる。このように、電波干渉が発生している周波数から一定量のマージンを持って離れた周波数を選定する具体例を、図１０を参照しながら説明する。図１０は、本実施形態に係る周波数選定処理の動作を示す、概略図である。

図１０に示すように、本実施形態においては、周波数選定処理中に送信部２１０から送信する周波数をfa〜fgの７段階に変化させている。また、隣接する周波数（faとfbなど）の変化量（差）は、2つのドップラーセンサーの間で電波干渉が発生するために必要な周波数の差よりも小さくなるように設定しているため、「設定した周波数の隙間となる周波数(faとfbの中間など)のみで電波干渉が発生するが、設定した周波数(fa、fbなど)では電波干渉が発生しない」、といったことが生じることはない。周波数選定処理の動作は図９と同様であるため、ここでは省略する。

周波数fa〜fg中で、電波干渉が発生している周波数には暗ノイズよりも大きい検知信号が発生し、この例ではfa、fe、ff、fgの４種類に電波干渉が現れている。したがって、選定候補リストには、電波干渉が発生していない、fb、fc、fdの３つが登録される。この中から、送信部２１０から送信される電波の周波数として、最終設定することになるが、fb、fdには、ともに隣接する周波数に電波干渉が生じていることがわかっている。したがって、電波干渉が発生する周波数帯と離れている、周波数fcに設定する。

このように、電波干渉が発生している周波数から一定量のマージンを持って離れた周波数を選定すれば、周囲温度や湿度などの環境変化により、送信波の周波数に変動が生じた場合でも電波干渉の影響を受けることがない周波数へ設定することができる。

また、周波数選定処理は、所定期間ごとに実施するのも、好ましい様態である。

送信部２１０から送信される電波は、周囲温度や湿度などの環境変化により周波数が変化する。したがって、環境変化が生じた場合には、電波干渉を回避するために送信部２１０から送信される電波の周波数を、最適な周波数へ再設定するのが望ましく、所定期間ごとに周波数選定処理を実施すればそれを実現することができる。たとえば半日に1回ずつ周波数選定処理を実施するようにすれば、日中の環境変化や、季節ごとの環境変化に追従することができ、周囲環境により周波数が大きく変化してしまう場合でも、電波干渉を回避した状態を継続することができる。

また、ドップラーセンサー２００の検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態とは異なる状態が所定時間継続したら、強制的に周波数選定処理を実施するのも、好ましい様態である。

マイクロ波などの高周波の電波を送信するドップラーセンサーは幅広く使用されており、洗面器や大便器など、化粧室内においても小便器洗浄装置以外にも様々な機器に設置される。本発明では、周波数を変更することにより電波干渉対策を実施しているが、周波数変更機能を持たず、固定周波数の電波を送信するドップラーセンサーが、同じ化粧室内に後付で設置されることも考えられ、それらのドップラーセンサーとの間においても、送信する電波の周波数が一致、もしくは極めて近い状態になれば、電波干渉が発生する恐れがある。一旦電波干渉が生じると、大きな検知信号が発生し、人体や尿流が検知領域内にあると誤って判定し、誤動作に至ってしまう。周波数選定処理を実施すれば、固定周波数の機器に対しても電波干渉が発生しない周波数へ変更して対応できるが、これまで述べた具体例では、人体や尿流が検知領域内に存在しない状態であるときに周波数選定処理を実施するものであったため、誤動作から抜け出せない状態となってしまう。

そこで、ドップラーセンサー２００の検知対象物である人体や尿流が検知領域内に存在しない状態の信号である暗ノイズと異なる状態の信号が所定時間継続したら、電波干渉が発生していると判断し、強制的に周波数選定処理を実施するようにすれば、このような状況にも対応できる。たとえば、暗ノイズとは異なる状態が５分間継続した場合に、電波干渉が発生していると判断し、強制的に周波数選定処理を実施ようにすれば、ドップラーセンサーを備えた機器が新たに近傍に設置されて電波干渉が一時的に発生してしまった場合でも、５分後には強制的に周波数選定処理を実施し、電波干渉が生じない周波数へ変更することができる。

また、判定部３００には、検知対象物の動きまたは有無を検知判定するのに必要な時間である判定時間が設定されており、周波数選定処理部は、周波数選定処理において一つの周波数を送信する時間を、判定時間よりも短い時間に設定するのも好ましい様態である。

周波数選定処理中においては、周波数を複数に変更する可能性があり、一時的に電波干渉が発生する周波数の電波を送信する可能性もある。二つのドップラーセンサーの間で電波干渉が発生すると、その両方のセンサーに、振幅が大きな検知信号が現れることになる。周波数選定処理を実施しているセンサーは、その周波数を電波干渉が発生する周波数として認識するだけであるが、もう一方のセンサーでは、突然大きな検知信号が発生することになり、人体や尿流が検知領域内に存在すると誤って判定してしまう。

そこで、人体検出手段３２０と尿流検出手段３３０に、検知判定するのに必要な時間である判定時間を設定し、周波数選定処理における、一つの周波数を送信する時間は、判定時間よりも短い時間に設定する。例えば、判定時間を１秒、周波数選定処理における一つの周波数を送信する時間を０．８秒に設定すれば、周波数選定処理中に一時的に電波干渉が生じても、その時間は０．８秒間のみであり、検知判定に必要な１秒を超えることはないため、周波数選定処理を実施していないセンサーが人体や尿流を誤って判定してしまうことはない。

また、周波数選定処理部３４０は乱数を発生させる乱数発生手段３８０を備えており、周波数選定処理で使用する送信波の周波数は、乱数に基づいて設定するのも好ましい様態である。この様態のドップラーセンサー２００を取り付けた小便器洗浄装置の具体例について説明する。図１１は、本実施形態に係る周波数選定処理部３４０の構成を示すブロック図である。

周波数選定処理では電波干渉が発生しない周波数を探索することになるが、複数のドップラーセンサー２００が全く同じタイミングで周波数選定処理を実施した場合、同じルールに基づいて周波数変更しても、すべての周波数で電波干渉が発生してしまうことになり、電波干渉が発生しない周波数を見つけることができない。

このような状況を回避するために、本実施形態に係る周波数選定処理部３４０では、図１１に示すように、乱数発生手段３８０を備えている。乱数発生手段３８０以外は、図５に示した周波数選定処理部３４０と同じである。乱数発生手段３８０は乱数を発生させることができ、周波数設定手段３７０は、乱数発生手段３８０が発生した乱数に基づいて、周波数選定処理で使用する周波数を決定する。

図１２は、本実施形態に係る周波数選定処理の周波数変化例を示した図である。なお図１２における周波数選定処理では、実施形態２に基づく形式を例にしている。ドップラーセンサーＡとドップラーセンサーＢは、全く同じタイミングに周波数選定処理を開始しているが、使用する周波数帯を乱数に基づいて設定するため、お互いに使用する周波数帯は異なっている。したがって、ドップラーセンサーＡとドップラーセンサーＢの間で電波干渉が発生することがなく、周波数選定処理を正常に行うことができる。

このように、周波数選定処理で使用する周波数を、乱数に基づいて設定することで、複数のドップラーセンサー２００が同時に周波数選定処理を行っても、電波干渉が発生する影響を一定の確率で軽減することができる。また、図１２における周波数選定処理では、段階的に周波数を増加させているが、使用するすべての周波数を乱数に基づいて変化させてもよい。また、図１２における周波数選定処理では、実施形態２に基づく形式を例にしているが、実施形態１に基づく形式であってもよい。また、乱数に基づき周波数を設定するため、周波数選定処理を実施しても電波干渉が生じない周波数を探すことができない可能性もあるが、もし電波干渉が生じない周波数を探すことができなかった場合は、再度乱数により周波数を設定し、周波数選定処理を繰り返してもよい。これにより、複数のドップラーセンサー２００が同時に周波数選定処理を行った際に生じる、電波干渉が発生する影響を、問題ないレベルまで軽減することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。すなわち、これらの実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各実施形態が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。また、前述した各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１：小便器洗浄装置
２：使用者
３：尿流
４：小便器洗浄装置システム
１０：小便器
１１：ボール部
２０：給水バルブ
３０：給水部
５０：トラップ部
６０：排水口
２００：ドップラーセンサー
２０１：検知領域
２１０：送信部
２２０：受信部
２３０：差分検出部
３００：判定部
３１０：信号受信手段
３２０：人体検出手段
３２１：人体周波数フィルタ
３２２：人体判定手段
３３０：尿流検出手段
３３１：尿流周波数フィルタ
３３２：尿流判定手段
３４０：周波数選定処理部
３５０：不在判定手段
３６０：干渉判定手段
３７０：周波数設定手段
３８０：乱数発生手段

Claims (8)

1. 検知対象物の動きまたは有無を検知する検知装置であって、
   検知対象物を検知しようとする検知領域に送信波を送信する送信部と、
   前記検知領域の前記検知対象物によって反射された反射波を受信する受信部と、
   前記送信部によって送信された前記送信波と、前記受信部によって受信された前記反射波と、に基づいて検知信号を生成する検知信号生成部と、
   前記検知信号から前記検知対象物の動きまたは有無を判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、他の検知装置と電波干渉が発生しない周波数へ前記送信波の周波数を設定する周波数選定処理を実施する周波数選定処理部を有しており、
   前記周波数選定処理部は、前記検知対象物が前記検知領域内に存在しない状態であるときに前記周波数選定処理を実施することを特徴とする、検知装置。
2. 前記周波数選定処理部は、前記検知信号が前記検知対象物が検知領域内に存在しない状態とは異なる状態になった周波数を電波干渉が発生した周波数と判断することを特徴とする、請求項１に記載の検知装置。
3. 前記周波数選定処理部は、電波干渉が発生しないと判断した周波数が見つかるとその周波数を未干渉周波数と判断し、前記送信波の周波数に前記未干渉周波数を用いることを特徴とする、請求項１または２に記載の検知装置。
4. 前記周波数選定処理部は、前記送信波の周波数を所定の範囲内で変化させ、前記送信波の周波数を電波干渉が発生したと判断した周波数以外から選定して設定することを特徴とする、請求項１または２に記載の検知装置。
5. 前記周波数選定処理部は、所定期間ごとに前記周波数選定処理を実施することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の検知装置。
6. 前記周波数選定処理部は、前記検知信号が前記検知対象物が検知領域内に存在しない状態とは異なる状態が所定期間継続したら、強制的に前記周波数選定処理を実施することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の検知装置。
7. 前記判定部は、前記検知対象物の動きまたは有無を検知判定するのに必要な時間である判定時間が設定されており、前記周波数選定処理部は、前記周波数選定処理において一つの周波数を送信する時間を、前記判定時間よりも短い時間に設定することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の検知装置。
8. 前記周波数選定処理部は、乱数を発生させる乱数発生手段を備えており、前記周波数選定処理で使用する送信波の周波数は、前記乱数に基づいて設定することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか１項に記載の検知装置。