便器洗净装置.pdf

本发明的目的在于提供可根据使用者的使用状态供应适量的洗净水来洗净便器，且具备洗净水断水等的自我诊断功能，而且构造简单，容易维修的便器洗净装置。多普勒传感器(11)的输出由放大器(31)放大，由FFT运算部(32)计算出频谱。以频谱为基础，在流量运算部(33)中换算成流量。控制器(34)根据流量运算部(33)所运算出来的流量或者洗净指示用按钮(16)的操作状况使其他的装置动作。洗净水供给阀(36)根据控制器(34)的指示而开闭。电解水产生部(38)产生防止排水管上形成尿垢的电解水，当电解水供给阀(39)打开时，电解水从喷出口流出。

1.  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送电波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的电波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
并且设置有控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀，
前述液流状态运算机构具备计测判断出有液流时的时间的计时机构。

2.  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送电波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的电波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
并且设置有控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间有无液流，与该运算结果相对应地控制前述水阀，
前述频率分析机构输出进行高速傅立叶转换后的频谱，
前述液流状态运算机构根据有无预定的阈值以上的频率判断液流的有无，而且，根据高速傅立叶转换所获得的频谱的极大值运算液流量。

3.  如权利要求2所述的便器洗净装置，其特征为：前述液流状态运算机构对判断为有液流的时间内的液流量进行累计而运算出液流的总量。

4、  如权利要求2所述的便器洗净装置，其特征为：前述水阀具备洗净水量调节机构，以及根据前述液流状态运算机构的输出来控制该洗净水量调节机构的控制机构。

5.  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送电波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的电波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
并且设置有控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀，
前述多普勒传感器是从发送机构朝向与便器的盆部内壁面的流水方向大致平行的方向发送电波。

6.  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送电波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的电波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
并且设置有控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀，
前述多普勒传感器从发送机构大致朝向使用者的方向发送电波，且具备根据前述多普勒传感器的输出来检测有无便器使用者的使用者检测机构，
当前述液流状态运算机构判断出液流已经没有了，且前述使用者检测机构的输出结果是表示检测出没有使用者时，打开前述水阀供给洗净水。

7.  如权利要求6所述的便器洗净装置，其特征为：从前述液流状态运算机构判断出已经没有液流开始经过了预定时间后，打开前述水阀供给洗净水。

8.  如权利要求7所述便器洗净装置，其特征为：从打开前述水阀后又令其关闭开始到经过预定时间为止的期间内，禁止该水阀打开。

9.  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送电波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的电波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
并且设置有控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀，
前述控制机构中具备根据对于前述水阀的指示状态以及前述液流状态运算机构的输出来判定洗净水的供给状态的洗净状态判定机构，并且具备将该洗净状态判定机构的输出向外部输出的外部输出机构。

10.  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送电波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的电波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
并且设置有控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀，
将前述多普勒传感器配置在便器本体内部，使来自前述发送机构的电波的送讯方向与便器本体内部面大致呈垂直相交。

11.  如权利要求10所述的便器洗净装置，其特征为：
前述多普勒传感器系设置在便器本体内部，
设置紧密接触于便器本体面上从前述发送机构所送讯的电波通过的区域上的板材，用以防止电波在便器本体面上反射。

12.  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送电波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的电波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
并且设置有控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀，
在前述水阀的下游具备将洗净水向盆部内壁面喷出的喷水部，使来自于该喷水部的喷水速度与一般的尿流速度不同。

13、  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向位于便器的盆部开口部附近的使用者方向发送振动波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的振动波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
具备：控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀；用以开闭可转动地安装在前述便器本体上的便座以及便盖的开闭机构；以及根据前述多普勒传感器的输出来检测有无便器使用者的使用者检测机构；
前述控制机构在前述使用者检测机构检测出有使用者时指示前述开闭机构打开便座以及便盖，然后，在前述液流状态运算机构检测出液流之后，前述使用者检测机构不再检测出使用者开始，指示前述开闭机构关闭便座以及便盖，并且打开前述水阀供给洗净水。

14.  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送振动波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的振动波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
具备控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀；
此外，在前述控制机构中设置有根据对于前述水阀的指示状态与前述液流状态运算机构的运算结果来判定洗净水的供给状态是否正常的洗净状态判定机构。

15.  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送振动波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的振动波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
具备控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀，
此外，前述液流状态运算机构根据前述多普勒传感器的输出信号计测液流存在的时间，并且对经计测的液流存在时间内的液流量进行累计，求出液流的总量，
前述控制机构将前述水阀的开闭控制成与累计了前述液流量的液流的总量相对应地供给洗净水。

16、  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送振动波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的振动波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，
具备控制机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀，
此外，前述控制机构根据来自于前述多普勒传感器的输出信号检测使用者是否已经靠近前述便器本体以及根据前述液流状态运算机构的运算结果检测是否已经排尿到前述盆部内，当前述使用者靠近前述便器本体时，可先行短时间供给洗净水以实施前洗净，当前述使用者排尿结束后，供给洗净水以实施后洗净。

17、  一种便器洗净装置，进行设置于可对便器本体供给洗净水的洗净水配管上的水阀的开闭控制，其特征为：
设置具备向便器的盆部内空间或盆部的开口部附近空间发送振动波的发送机构、以及接收由该发送机构所发送的振动波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器；
具备控制机构以及尿垢防止液供给机构，该控制机构具备频率分析机构，对前述多普勒传感器的输出进行频率分析，识别成表示人的移动的频带的第1信号和表示液流的频带的第2信号，根据水阀关闭时的第2信号的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀，该尿垢防止液供给机构将用来防止排水管中形成尿垢的尿垢防止液投入到排水管，
此外，前述液流状态运算机构基于上述多普勒传感器的输出信号计测液流存在时间，对经计测的液流存在时间内的液流量进行累计，求出液流的总量，
前述控制机构与对前述液流量进行了累计的液流的总量相对应地供给洗净水，同时与对前述液流量进行了累计的液流的总量相对应地调节前述尿垢防止液的浓度或前述尿垢防止液的供应量的至少其中之一。

18.  如权利要求13至17中任一项所述的便器洗净装置，其特征为：
前述多普勒传感器设置成：由前述便器本体的背面一侧穿过该便器本体将振动波朝向便器的盆部内空间发送，
前述便器本体中至少前述振动波所通过的部分的全部或者局部形成为前述振动波能够穿过。

19、  如权利要求13至17中任一项所述的便器洗净装置，其特征为：前述多普勒传感器是产生电波、光波、音波的任一种作为前述振动波，并且输出对应于发送频率与接收频率的差值的信号的传感器。

便器洗净装置
技术领域
本发明涉及一种用来洗净小便器、大便器等的便器洗净装置。
背景技术
以往，为了使如厕后的洗净便器本体的工作自动化，传统的技术是在便器上设置红外线传感器等的人体检测用传感器，当该人体检测用传感器检测到使用者超过一定时间的情况下，后来又再度检测到使用者离开的话，就会流出一定量的洗净水。然而，这种根据检测人体的有无来自动进行洗净的系统，无论使用者是否有如厕或者也不管小便量的多寡，都会流出一定量的水，因此会造成许多无谓的浪费。
因此，为了解决这种问题，在日本特开平10-37284号公报所提出的装置是通过以压力传感器检测出小便器的存水弯部的水压变化，来检测出存水弯部的水位变化，也就是检测出使用者是否有排尿。根据这种方式，是通过检测出使用者是否有排尿，所以即使来到小便器前的人并无排尿的情况下，也不会发生误供给洗净水的事情。此外，是通过检测出排尿的尿量来供给与尿量相应的洗净水，所以不会发生流出不必要的大量洗净水而造成浪费的事情。
此外，当排水管已经堵塞而又持续地让洗净水流入小便器的话，有时候将会发生因水位上升而导致洗净水溢出小便器的事情，但是，可以通过检测出水位高低而于事前控制水阀的作法，来预先防止洗净水从便器本体溢出。
此外，可通过压力传感器来检测出洗净水的供给状态，所以可检测出「断水」、「水流不停」等事情而发出警报。
然而，上述的运用压力传感器的洗净系统，为了要检测出存水弯内的水压，必须采用以配管来连结存水弯部与压力传感器的构造，而且在存水弯部的配管连接部，又必须确保可长期间都保持水密状态(不会漏水)，这种结构在实际上并不容易。此外，为了防止传感器部受到液体、有害气体等的侵蚀，必须加设保护构件，在组装上也很困难。为了使检测水压用的配管部不堵塞，必须将一部份的洗净水供给到这个配管作为洗净之用，如此一来，其配管结构更趋复杂，所以不仅组装上很困难，并且也成为发生故障的原因。此外，一旦配管部发生故障的时候，必须将给水管以及排水管从小便器拆离，将小便器从墙壁面向前方移动之后，才能够从小便器的背面部进行修理，所以不能说是一种符合实际的系统。
此外，利用检测出存水弯部的水压的做法，其根本上的问题是：会受到排水管的压力变化的影响。也就是说，一般而言，排水管是连接于多个便器、洗脸台等的设备的排水部，收集来自于各个设备的排水而送往下水道的设备。因此，排水管内的压力将会因来自于多个设备的排水而不断地发生变动，随此，小便器的存水弯内的水压也发生变动，想要确实地检测出使用者是否只有排尿，就实际而言非常困难。
发明内容
本发明是有鉴于上述的背景而开发完成的，其目的在于：解决上述的课题，根据使用状态适当地供给洗净水。此外，能够自我诊断洗净水是否断水或水流不停，并通过发出警报来谋求节约用水也是本发明的目的之一。此外，本发明的其他目的在于提供构造简单，即使万一发生故障的时候，亦可容易维修的便器洗净装置。再者，本发明的其他目的可从后述的实施形态的记载当中获得进一步的说明。
为了解决上述技术课题，本发明是设置于具备可对便器本体供给洗净水的带水阀的洗净水配管的便器上，进行该水阀的开闭控制的便器洗净装置，其特征为：设置具备向便器的盆部内空间或盆部开口部的附近空间发送电波的发送机构，以及接收由该发送机构所发送的电波的反射波的接收机构，产生与该接收机构所接收的信号的频率和前述发送机构所发送的信号的频率的差值相对应的差值信号的多普勒传感器，并且设置有控制机构，该控制机构是根据可对于该多普勒传感器的输出进行频率分析的频率分析机构的输出，利用液流状态运算机构来运算出盆部内空间的液流状态，与该运算结果相对应地控制前述水阀。
利用电波(尤其是微波、厘米微波)的多普勒传感器是利用多普勒效应由以下的原理，运用于检测物体的移动(动作)。
基本式：ΔF＝F_s-F_b＝2×F_s×v/c
ΔF：多普勒频率
F_s：发送频率
F_b：反射频率
v：物体的移动速度
c：光速(300×10⁶m/S)
由天线所发送的F_s在物体上反射，受到相对运动的v所产生的多普勒频率变化而变成F_b。此时，将发送波与反射波的频率差值ΔF作为检测信号取出。
由实验结果已经确认出：若将这种多普勒传感器朝向水流的话，将会输出对应于该水流速度的频率的信号。图24所示是将多普勒传感器朝向水流并求出其所输出的频谱。如果水流速度不同的话，所获得的频谱也会改变，例如：图25是显示将峰值频率与水流速度的关系予以图表化的结果，可看出：水流速度与多普勒传感器的输出值的频率特性之间具有相关性。
因此，可以从向便器的盆部内空间发送电波的多普勒传感器输出对应于尿或洗净水的流动速度的频率的信号。因此，对于多普勒传感器的输出值进行频率分析，针对尿或洗净水等流过盆部面的液流，经过运算而求出有无该液流、量的多寡、或者流量随时间的变化等，因此，进行控制与其相应的适当的水阀的开阀时间或闭阀时间等。
此时，如果便器是以陶器、树脂等来形成的话，则电波可以穿透，所以可将多普勒传感器设置在便器的内侧。因此，不必担心多普勒传感器因洗净水或排泄物而腐蚀。而且，从外观上看不到多普勒传感器，不仅美观性佳，也不易遭人破坏。此外，构造很单纯，所以制品的组装更为容易。
而且，频率分析机构可输出进行高速傅立叶转换后的频谱，液流状态运算机构可根据有无超过预定的阈值以上的频率而判断有无液流。
通过采用FFT(高速傅立叶转换；Fast Fourier Transform)，能够即时地获得多普勒传感器的输出的频谱。而从所获得的频谱来检测出尿或洗净水。
或者，频率分析机构为只让特定范围的频率的信号通过并输出的滤波器，液流状态运算机构可通过将来自于滤波器的输出与预定的阈值比较，从而判断有无液流。
可配合多普勒传感器对于尿流、洗净水流的输出信号的频率分布的实际状态，预先设定滤波器的通过波段，以此检测出尿流、洗净水流。
前述液流状态运算机构也可以具备用以测定判断出有液流时的时间的计时机构。
根据以上的构成方式，就尿液而言，可预先将瞬间流量设定为代表值，利用该代表值与持续时间的乘积，即可很简单地掌握出大致上的尿总量。通过求出尿总量，可供给出与尿总量相应的适当的洗净水，所以能够省水。另一方面，就洗净水而言，可掌握住洗净水实际冲洗便器的时间，并且与指示水阀开放的时间进行比较，从而检测出「断水」、「配管堵塞」等事情而加以对应处理。
前述液流状态运算机构也可根据高速傅立叶转换所获得的频谱的极大值来运算出液流量。
多普勒传感器的输出的频谱与液流速度具有相关性，所以能够根据FFT的输出来导出液流量。
通过这种做法，可以掌握到瞬间液流量。洗净水的瞬间流量如果太少的话，就无法将排泄物从便器排出。相反地，如果太多的话，将会使得总洗净水量变多而造成无谓的浪费，且产生水珠弹跳的问题，所以最好是保持在适量的范围。因此，可通过获得洗净水的瞬间流量而采取某种对应措施。
此外，尿的瞬间流量以及其随时间的变化因尿道堵塞等因素而与正常人有所差异，所以通过使用这种装置，也可很容易进行排尿功能的检查工作。
前述液流状态运算机构亦可将判断为有液流的时间内的液流量加以累计而运算出液流的总量。
通过累计瞬间液流量，可以获得更正确的总流量。如此一来，可以供给与尿总量相符合的适当的洗净水，所以能够省水。另一方面，通过正确地获得实际上流入便器的洗净水量，可对于洗净水量做适当地对应处置。
前述多普勒传感器可从发送机构朝向与便器的盆部内壁面的流水方向大致上呈平行的方向发送电波。
多普勒传感器输出基于对象物体的移动速度的频率的信号。此处所称的移动速度是与电波的发送接收方向相同成分大幅度地反映在输出信号之中，其他方向的成分则几乎不会反映在传感器的输出信号之中。因此，若想要获得较大的信号，最好是让液流方向与电波的发送接收方向尽可能地靠近。就便器而言，洗净水流为了要冲洗掉盆部内壁面上的污物，必须沿着内壁面流动。就尿液而言，多是先冲撞盆部内壁面之后，才沿着内壁面流动。因此，通过将电波的发送接收方向设计成与盆部内壁面的流水方向大致上保持平行，可以获得较大的传感器输出信号，就结果而言，则不易受到杂讯的影响，而且也不易受到传感器特性的波形变形的影响，能够正确地检测出尿流或洗净水流。
前述多普勒传感器可从发送机构大致朝向使用者的方向发送电波。
如前所述，多普勒传感器是以朝向与测定物体的运动方向平行的方向发送电波为宜。因此，当欲测定空中的尿流的时候，尿是从使用者身上排泄出来的，因此，最好是从多普勒传感器大致朝向使用者的方向发送电波。
此外，作为其他的效果，可举出能够同时检测出有无使用者。一般而言，尿流速度约为2m/秒的程度，但是，人体在便器附近的移动速度则只有这个速度的一半以下，所以多普勒传感器的输出信号的频率也会随着此种差异而改变，因而可通过频率分析机构来判别人体以及尿流。因为可同时检测有无使用者，例如在检测出使用者的时刻，可先供给少许的洗净水以便在盆部内壁面上形成水膜(前洗净)，使尿垢不易附着。或者，例如只有当检测出既有人体又有尿流的时候，才会进行供给洗净水，而进一步提高检测出尿流的可靠性。
还可以具备可液流状态运算机构的输出向外部输出的外部输出机构。
若将液流状态运算机构所输出的运算结果的信息作为信号向外部输出的话，可供其他的装置加以利用。此外，也可将液流状态运算机构所输出的信息转换成可让人易于识别的视觉方式的提示或者听觉方式的声音等，然后输出到外部。
由于尿流表示泌尿系统的状态，所以通过输出与其相关的信息，可用于医疗或健康管理方面。或者，可将与所供给的洗净水的水流相关的信息输出到外部，从而能够加以对应使其成为适当的洗净水流。
当液流状态运算机构判断出已经没有液流的时候，可将水阀打开以供给洗净水。
如此一来，只有当有过排尿时，才会供给洗净水，可以防止无谓的冲水。
此外，前述多普勒传感器是从送讯机构大致朝使用者的方向发送电波的，亦可另外设置可根据多普勒传感器的输出来检测有无便器的使用者的使用者检测机构，当前述液流状态运算机构判断出液流已经没有时，且前述使用者检测机构的输出结果是表示检测出已经没有使用者的时候，才打开前述水阀供给洗净水。
排尿有时候会中途停止后又再度排出，但根据上述的结构，由于是在排尿后使用者离开后供给洗净水，所以可防止针对一次排尿供给两次以上洗净水的情况，消除了造成浪费水的可能性。能够在以前述液流状态运算机构判断出已无液流起经过规定时间后才打开前述水阀供应洗净水。
排尿有时候会中途停止后又再度排出，但根据上述的结构，则不会被短时间的排尿中断的现象所迷惑而针对一次排尿多次供给洗净水消除了造成浪费水的可能性。
可在从打开前述水阀之后将其关闭开始直到经过预定时间为止的期间内禁止该水阀打开。
沿着盆部内壁面流动的洗净水与尿流有时候两者的流动速度变成相近的值，而无法判别出两者的不同。在这种情况下，若将洗净水判断为尿而再度供给洗净水的话，将会造成浪费。因此，在水阀打开的情况下，即使关闭水阀，依然有一小段期间是有洗净水流动，通过在这段期间，禁止打开水阀以防止再度供给洗净水，即可防止上述那样的浪费。
前述控制机构具备根据对于前述水阀的指示状态以及前述液流状态运算机构的输出来判定洗净水的供给状态的洗净状态判定机构，并将该洗净状态判定机构的输出向外部输出。
在上述的结构中，所谓对于水阀的指示状态是指「开放」或「关闭」的其中一种状态。另外，可从液流状态运算机构的输出结果获得洗净水的流量。因此，例如在指示状态为「开放」的情况下，可利用洗净状态判定机构来判定流量是否在预定的适当范围内。而且，例如在指示状态为「关闭」的情况下，可利用洗净状态判定机构来判定流量是否为零。如此一来，可利用多普勒传感器进行洗净状态的自我诊断。外部输出机构可作成将洗净状态判定机构的输出作为供外部的系统利用的信号来予以输出；或者将外部输出机构作为：可以让人获知的显示机构或声音警报器等。
根据以上的结构，例如当因给水设备故障而断水、或者配设于便器上的洗净用配管阻塞或水阀故障等不良情况，而导致原本应该要供给洗净水却又流不出洗净水的时候，由于可检测出异常的发生，并输出到外部，所以使用者或管理者可采取措施。另外，当附设于便器上的水阀受到的指示为「关闭」，但是却因水阀的故障而无法停止供给洗净水的情况下，由于可检测出异常的发生并输出到外部，所以使用者或管理者可采取措施。
而且，所供给的洗净水的量为了要将排泄物从便器排出去而有一适当的范围，但是实际上会随着供水压力的不同而改变。针对于此，根据上述的结构，当水阀受到「开放」的指示，洗净水正在流出，但是其流量并未达于预定的适当范围内的时候，由于表示其状态的信息也被输出到外部，所以可通过外部的系统自动地，或者利用人工来调整供水压力，而对应地调整成可达到适当的洗净水量。
前述水阀可具备洗净水量调节机构，以及根据前述液流状态运算机构的输出来控制该洗净水量调节机构的控制机构。
此处，由液流状态运算机构运算出洗净水的流量。洗净水的量为了要将排泄物从便器排出去而有一适当的范围，但是实际上随着供水压力的不同而改变。针对于此，根据上述的结构，可通过洗净水量调节机构的调整而使得运算所求出的洗净水的流量保持在适当的范围，所以可自动地成为适切的洗净水量。
还可具备尿垢防止液供给机构，用来将防止在排水管中形成尿垢用的尿垢防止液投入到排水管中。
此处的尿垢防止液只要是可用来抑制尿垢的形成者即可，例如：以采用次亚氯酸等为宜。将尿垢防止液投入排水管的工作既可定期地执行，也可以根据尿量来投入。
在根据本发明来实现节水的情况下，虽然可将便器本身充分地洗净，但是排水管中的尿浓度却以往变得更高，形成于排水管中的尿垢会变多，有可能增加去除尿垢的工时。然而，根据前述的结构，由于既可以节水又可以抑制排水管中尿垢的形成，所以不会增加维持管理排水管的工时。
还可以具备当前述液流状态运算机构检测出液流时立即打开前述水阀以供给洗净水的控制部。
根据这种结构，在一检测出小便时，由于立即将洗净水供给到便器，而在盆部内壁面上形成水膜，所以可防止尿垢向盆部内壁面上附着。而且，如果是检测出使用者后供给洗净水的情况下，一旦使用者并未排尿就离开的情形发生时，将会有流出无谓的水而造成浪费的情况发生，但是，在本发明的结构中则不会有这种问题。
前述多普勒传感器配置可在便器本体内部配置成使得来自前述发送机构的电波的送讯方向与便器本体内部面大致垂直相交。
如果是将多普勒传感器设置在便器的内侧的情况下，来自于发送机构的电波的一部分在便器本体内部面上会因介质的不整合而发生反射，但是，根据上述的结构，由于被便器本体内部面反射的电波再度由多普勒传感器反射，而朝向原本的送讯方向，所以更强的电波穿透过便器本体，可提高灵敏度。
前述多普勒传感器可设置防止电波反射的板材，该板材设置在便器本体内部，紧密接触于便器本体面上前述发送机构所送讯的电波通过的区域上，防止便器本体面上的电波反射。
一般而言，从波动阻抗为Z_A的介质A朝向波动阻抗为Z_B的介质B传送的电波，如果Z_A与Z_B不同的话，将会有一部分的电波在境界面处反射，但可知如果在介质A与介质B之间插入一个波动阻抗为，厚度为λ(2n+1)/4(λ：波长；N：整数)的介质的话，则可整合Z_A Z_B，进而消除反射。
在介电常数为ε，导磁率为μ的介质中的频率为f的电波的传播速度v为所以波长 λ = v / f = 1 / f ( ϵμ ) , ]]>而成为：
λ ( 2 n + 1 ) / 4 = ( 2 n + 1 ) / ( 4 f ( ϵμ ) ) . ]]>
也就是说，若将波动阻抗为(Z₀为空气中的波动阻抗；Z₂为便器本体的波动阻抗)，且厚度为(ε为介电常数；μ为导磁率；n为整数；f为电波的频率)的板材紧密地设置于便器本体面上前述发送机构所发送的电波所通过的区域的话，将可以消除便器本体面上的反射。
如果单纯只将多普勒传感器设置在由大致一样的介质所作成的便器本体的内侧的话，来自于发送机构的电波的其中一部份将会在便器本体的内部面以及外部面上因介质的不整合而发生反射现象，但是根据以上的结构，由于获得波动阻抗的整合，所以反射减少，可让更强的电波穿透过便器本体，提高灵敏度。
以在前述水阀的下游具备将洗净水向盆部内壁面喷出的喷水部，使来自于该喷水部的喷水速度与一般的尿流速度不同作为其特征而构成。
来自于喷水部的喷水速度是将来自于喷水部的水流量(m³/s)除以水流的断面积(m²)之后所获得的值，这个值将被反映在多普勒传感器的输出的频率上。因此，通过使来自于喷水部的喷水速度与一般的尿流速度(例如：1.4～2.8m/s)有所不同，可使得多普勒传感器对于这两者的输出的频率也变得不同。
因此，即使在前一位使用者使用完毕后正在进行洗净中，而下一位使用者又进行小便的情况下，依旧可以辨识出尿流，而正确地检测出尿量。
根据本发明的其他的观点，其特征是，具备：可转动地安装在便器本体上的便座以及用以开闭便盖的开闭机构；及根据前述多普勒传感器的输出来检测有无便器使用者的使用者检测机构；前述控制机构在前述使用者检测机构检测出有使用者时指示前述开闭机构进行打开便座以及便盖，然后，在由前述液流状态运算机构检测出液流之后，等到前述使用者检测机构未再检测出使用者之后，指示前述开闭机构关闭便座以及便盖，并且打开前述水阀，供给洗净水。
根据上述的结构，当使用者靠近时，就会自动地打开便座、便盖，当使用者小便完毕离去后，便自动地关闭便座、便盖，进行洗净工作。根据这种作用，对于使用者而言，可通过自动地进行开闭便座、便盖而提高方便性，而且可获得因为减少手触及便座、便盖的机会，而可提高卫生性的效果。此外，作为其构成，由于只利用唯一的多普勒传感器就可以进行液流(也就是小便)的检测以及使用者的检测，所以可减少零件数量。此外，可缩小其所占用的空间，对于装置的小型化很有帮助。
此外，前述控制机构可根据来自于前述多普勒传感器的输出信号来分别检测出使用者是否已经靠近前述便器本体以及是否已经排尿到前述盆部内，当前述使用者靠近前述便器本体时，可先行短时间供给洗净水以实施前洗净，当前述使用者排尿结束后，根据其排尿的量供给洗净水以实施后洗净。
而且，前述控制机构可根据前述液流总量来供给洗净水，并且根据前述液流总量调节前述尿垢防止液的浓度或前述尿垢防止液的供应量的至少其中一种。
另一方面，前述多普勒传感器可设置成由前述便器本体的背面一侧穿过该便器本体将振动波朝向便器的盆部内空间发送，而且前述便器本体之中至少是前述振动波所通过的部分的全部或者局部形成为前述振动波可穿过。
此外，前述多普勒传感器只要是：可产生电波、光波或音波的其中任何一种来作为前述振动波，并且输出对应于发送频率与接收频率的差值的信号的传感器即可。
附图说明
图1是本发明的实施例中的小便器的结构图。
图2是本发明的实施例中的多普勒传感器的功能结构图。
图3是本发明的实施例中的小便器的功能结构图。
图4是排尿中的多普勒传感器的输出信号波形。
图5是FFT运算部所求出的频谱。
图6的流程图是显示从频谱求出最大值的频率的步骤之一例。
图7的图表是显示在流量运算部所求出的流量之一例。
图8的流程图是显示用以判定排尿确实结束的方法之一例。
图9的图表是显示尿量与所供给的洗净水量的关系。
图10的流程图是显示直到洗净水供给阀关闭为止的步骤。
图11的流程图是显示当控制器令洗净水供给阀打开时检测出有异常发生且输出该讯息的方法之一例。
图12的流程图是显示当控制器令洗净水供给阀关闭时检测出有异常发生且输出该讯息的方法之一例。
图13是显示本发明的便器洗净装置的第二种构成例的功能结构图。
图14的流程图是显示当流到盆部内壁面的洗净水量不是适当范围时自动地调整的方法。
图15是显示本发明的便器洗净装置的第三种构成例的图。
图16是显示带通滤波器的输出信号之一例的图。
图17的流程图是显示根据带通滤波器的输出信号，直到供给洗净水为止的步骤。
图18是用来说明从定时器的数值来导出预先打开洗净水供给阀的时间之对应表。
图19是显示小便器中的多普勒传感器的其他配置例。
图20是显示出功能部的结构图。
图21的流程图是显示出洗净水供给阀的控制方法之一例。
图22的流程图是显示出排尿后直到洗净水供给阀打开为止的处理方法之一例。
图23是显示将本发明的便器洗净装置应用在大便器时的多普勒传感器配置之一例。
图24的图表是显示多普勒传感器相对于水流的输出信号的频谱。
图25的图表是显示频谱中的峰值频率与液流速度的关系。
图26的流程图是显示当排尿开始时随即供给用以防止尿垢附着到盆部内壁面的洗净水的步骤。
图27是显示小便器中的多普勒传感器的其他配置例的概要。
图28是图27的小便器上部的断面图。
图29是显示将本发明应用到多功能大便器系统中之一例。
图30是显示多功能大便器系统的功能部的结构。
图31的流程图是显示便盖开闭机构、便座开闭机构以及大小切换洗净机构的控制方法之一例。
图32的流程图是显示排尿后的便盖开闭机构、便座开闭机构以及大小切换洗净机构的控制方法之一例。
图33是显示用于使洗净水的流速与尿流速度不同的喷水部之一例的断面图。
图34是显示使用图33的喷水部时的洗净水的流动情形。
图35是显示将小便时的多普勒传感器的输出放大后的波形之波形图。
图36是显示将小便时的放大后的波形以高通滤波器处理，而只检测出尿流的状态之波形图。
图37是显示将小便时的放大后的波形以低通滤波器处理，而只检测出人体移动的状态之波形图。
图38是多普勒传感器的外观图。
图39是显示将多普勒传感器安装在便器外部的具体例之说明图。
图40是显示将多普勒传感器安装在便器外部的其他具体例之说明图。
图41是显示将多普勒传感器安装在便器外部的其他具体例之说明图。
图42是显示将多普勒传感器安装在大便器时的具体例之说明图。
具体实施方式
以下，根据图面说明本发明的实施例。
图1是显示将本发明的便器洗净装置应用于小便器时的结构。在小便器10的内部收容有多普勒传感器11、功能部12。小便器10的上端是盖子15，收容多普勒传感器11与功能部12的空间的维修保养作业容易进行。在小便器10的上方背面设置有可供给用来洗净小便器10的盆部内空间的水的给水部13。在盆部内空间的上部设置有洗净水喷出口14。在小便器的外侧不显眼的部位，设置有用于清扫作业者随意地操作以使洗净水喷出到盆部内空间的洗净指示用按钮16；以及用来报知该便器洗净装置的状态的指示灯19。在盆部内空间的下部设置有用以形成封水的存水弯部17与排水口18。
当多普勒传感器11检测出有排尿的时候，或者洗净指示用按钮16被人操作的时候，洗净水将从给水部13经由功能部12从洗净水喷出口14喷出而冲洗盆部内空间，并且通过存水弯部17从排水口18排出。此时，由于洗净水喷出口14配置成可将盆部内空间的内壁面上的污物冲洗掉，所以洗净水会沿着盆部内壁面朝向下方流下去。另一方面，使用者所排放出来的尿液存在先冲击盆部内壁面之后，沿着盆部内壁面向下流的情况；以及直接朝向盆部内下部排放的情况。无论是哪一种情况，使用者排放后到达存水弯部17为止的尿液流都与盆部内壁面大致上保持平行。多普勒传感器11是利用膨胀螺栓固定设置成可朝向与盆部内壁面呈平行的方向发射电波，因此可以较高的S/N比以及较低的失真率获得洗净水与尿的信号。
图2是多普勒传感器11的功能结构图。多普勒传感器11例如由发送10.525GHz的微波的发送机构20；接收反射波的接收机构21；和输出发送机构20与接收机构21的频率的差值的差值检测机构22所构成的。另外，本实施形态中，虽然是利用使用电波的多普勒效果，但是并不限于此，例如也可以使用采用红外线等的光波或超音波等的音波的多普勒传感器。
图3是具体地显示出功能部12的结构图。多普勒传感器11的输出由放大器31放大，并在FFT运算部32求出频谱。以频谱为基准，在流量运算部33中换算成流量。控制器34根据流量运算部33所算出的流量、洗净指示用按钮16的操作状况而使其他的装置动作。洗净水供给阀36根据控制器34的指示而开闭。电解水生成部38生成用以防止在排水管内形成尿垢的电解水，当电解水供给阀39被打开时，从洗净水喷出口14流出电解水。而且，为了使电解水生成部38所生成的电解水不向上游逆流，在上游侧设置有单向阀37。控制器34最少每日要供给一次的电解水，此外，可根据使用的频繁供给数次。外部输出接口35用来将讯息传送到外部。流量运算部33所运算出来的尿量经由外部输出接口35送往外部。而且，当控制器34判定出便器洗净装置存在异常时，经由外部输出接口35将该内容传递到外部，同时，使得指示灯19亮灯，以让管理者知晓。
此处，将更进一步详述电解水生成部38。电解水生成部38是通过对含银的电极通电而使得银离子溶出到水中而生成电解水。通过调整通电到电极的电流值的大小、通电时间，可控制电解水中的银离子浓度。
以下将说明在上述结构的便器洗净装置中使用者小便时所产生的作用。图4是正在排尿时的多普勒传感器11的输出信号的波形。放大器31将该信号放大。FFT运算部32以每隔500ms的一定周期对放大器31的输出进行运算处理，而求出例如图5所示的频谱。这种频谱是依尿流的流动方式的不同而有所不同，因此，当然每一次运算时都会产生变化。另外，此处虽然是采用500ms作为FFT运算的周期，但是，可通过将运算的周期缩短而获取更为正确的流量的变化。相反地，也可通过加长运算周期来使得运算速度变慢，即为廉价的结构。
在排尿进行中，如图5的频谱所示，在小于50Hz的低频以及较其更高的高频(fmax)中具有极大值。并且已经得知：高频的极大值(fmax)与尿流量有关。因此，在流量运算部33中求出50Hz以上的成为极大值的频率(fmax)，并且以这个频率为基础参照预先设定好的频率与瞬间流量的换算表来求出瞬间流量。
流量运算部33是每当FFT运算部32求出频谱时，求出50Hz以上的成为极大值的频率(fmax)。以图6的流程图来说明该方法之一例。预先在存储器上确保f、Vmax、fmax的变量，最初将50、V(50)、50分别代入f、Vmax、fmax(S61)。
另外，V(50)是表示FFT运算部32所求出来的50Hz的信号强度。其次，在f上加上1(S62)，将V(f)与Vmax进行比较(S63)，仅在V(f)超过Vmax的时候，才将Vmax更新为V(f)(S64)，将fmax更新为f(S65)。其次，判定f是否已达500(S66)，若f尚未达到500，则回到S62的处理，若f已达到500，则结束处理。通过以上的步骤，最终，在fmax中记录为50Hz以上、成为最大值的频率。
流量运算部33将以上述方式所求得的fmax代入到预先设定好的变换式中以运算出瞬间流量。在流量运算部33中所求得的流量如图7所示。控制器34可将该流量数据经由外部输出接口35发送到外部。例如，医师可根据该数据来检查使用者的健康状态。而且，针对运算出来的尿流，控制器34在确实地判定出排尿结束之后打开洗净水供给阀36而使洗净开始。
控制器34通过由流量运算部33检测出预定的阈值以上的流量而视为排尿开始。然后，为了判定排尿确实结束，控制器34是利用流量运算部33所运算出来的瞬间流量，执行图8的流程图所示的处理。将每500ms所运算出来的瞬间流量与阈值进行比较(S81)，当瞬间流量低于阈值时，启动定时器(S82)。然后，继续将瞬间流量与阈值进行比较(S83)，当瞬间流量为阈值以上时，复位定时器(S87)，回到(S81)。
而且，在(S83)中瞬间流量未达到阈值的情况下，判断定时器是否已经过了两秒(S84)如果定时器已经过了两秒，而且从前一次的水阀关闭开始已经过5秒以上的话，则打开水阀(S86)，否则就结束处理。
根据以上的步骤，在瞬间流量有两秒钟以上未达到阈值的情况才开始洗净。而且，由于从前一次的水阀关闭开始未经过5秒钟的话，则不打开水阀，所以当检测出流经盆部内壁面的洗净水的时候，不会将其误认为是尿流而再度进行冲洗。
接下来，说明关闭洗净水供给阀36的时刻。为了保持小便器10的卫生情况达到一定的水准以上，尿量越多，就需要越多的洗净水量，因此，本发明的便器洗净装置是将相对尿量所供给的洗净水量设定成如图9的图表所示的关系。因此，所供给的洗净水量是对图7所示的瞬间流量数据进行累计以运算出尿量，再通过参照根据该尿量而预先设定在控制器34内的对应表而求得的。
为了要供给以这种方式求得的量的洗净水，控制器34在将洗净水供给阀36打开之后，按图10的流程图所示的步骤关闭洗净水供给阀36。首先，是与尿流的情况同样地，针对于流经盆部内壁面的洗净水，从多普勒传感器11输出对应于该流量的频率特性的信号，所以是与尿流的情况同样地，可以求出洗净水的瞬间流量。但是，尿流与洗净水，无论是流过的面积、相对于多普勒传感器的位置、流动的状态等等均不相同，所以分别具有不同的从频谱来导出瞬间流量的换算表。通过累计瞬间流量(S101)而求出至目前为止已经供给的洗净水量，并且进行比较该洗净水量是否已经到达设定值(S102)，若已经到达设定值的话，则关闭水阀(S103)。
根据以上的步骤，在使用者进行了小便时，且确实地结束排尿的时刻，以与小便量相对应的适当量进行冲洗，而且可将小便量输出到外部而用于健康管理方面。
而且，本发明的便器洗净装置可检测并输出冲洗的状态。即，本装置具备利用多普勒传感器11的自我诊断功能。基于图11的流程图，说明当控制器34正输出打开洗净水供给阀36的水阀的指示时检测并输出异常的方法之一例。首先，在使洗净水供给阀36的水阀打开之后，启动定时器(S111)。然后，判定由流量运算部33所运算的流量是否位于适当的下限值Q1与适当的上限值Q2之间(S112)，如果是适当范围内的话，将定时器复位(S113)。另一方面，如果不是适当范围的话，判定定时器是否已经到时(S114)，如果尚未到时的话，则继续执行S112的流量判定。如果是已经到时的话，则从外部输出接口35输出「流量在适当范围以外的情况已经超过预定时间」的信息(S115)，并且令指示灯19闪烁(S116)。此外，上述的处理仅在打开洗净水供给阀36的水阀时实施。而且，通过将判定为“异常”的时间预先设定成比从输出打开洗净水供给阀36的指示开始到盆部内壁面上的洗净水流达到正常状态为止的时间更长(例如2秒)能够消除因为刚打开洗净水供给阀36之后，洗净水量尚未达到正常值而被误判定为异常的可能性。
接下来，基于图12的流程图，说明控制器34使洗净水供给阀36关闭时检测并输出异常的方法之一例。首先，在关闭洗净水供给阀36的水阀后，启动定时器(S121)。然后，判定由流量运算部33所运算的流量Q是否为零(S122)，如果是零的话，将定时器复位(S123)。另一方面，如果流量不是零的话，判定定时器是否已经到时(S124)，如果尚未到时的话，则继续进行S122的流量判定。如果定时器已经到时的话，则从外部输出接口35输出「流量不是零的状态已经超过预定的时间」的信息(S125)，且令指示灯19亮灯。此外，以上的处理仅在使洗净水供给阀36的水阀关闭时实施。而且，通过将判定为“异常”的时间预先设定成比一般的排尿时间更长(例如3分钟)，能够消除虽检测出排尿却将其误判定为异常的可能性。
图13是显示本发明的便器洗净装置的第2构成例。除了图3的结构之外，在洗净水供给阀41的下游设置流量调整阀42。流量调整阀42是利用开度变更机构43而阶段性地改变流路的开度。开度变更机构43由根据控制器44的指示而动作的步进马达所驱动。
基于图14的流程图，说明在上述的结构中，当控制器44打开洗净水供给阀41的期间，流经盆部内壁面的洗净水量未处于适当范围时可自动地调整洗净水量的方法。
先打开洗净水供给阀41(S141)，使步进马达朝向开阀方向转动预定的P阶段(S142)，等待直到经过预定时间为止(S143中为“否”)。然后，当经过预定的时间时(S143中为“是”)，则判定所运算出来的瞬间流量Q是否小于适当的下限值Q1(S144)，在瞬间流量Q小于适当的下限值Q1的情况下，使开度变更机构43进行开放1阶段的动作，以增大流量调整阀42的流路面积(S145)。相反地，在瞬间流量Q大于适当的上限值Q2的情况下(S146中为“是”)，使开度变更机构43进行缩小1阶段的动作，以缩小流量调整阀42的流路面积(S147)。以上的调整动作会持续到发出关闭洗净水供给阀41的指示为止(S148)。此处，在S143中不做任何调整的时间设定成比从打开洗净水供给阀41开始到流经盆部内壁面的洗净水量达到正常值为止的时间更长(例如2秒)的时间。通过上述的处理，流量调整阀42的开度一直保持到再度打开洗净水供给阀41为止，只要供水压力未改变，下一次供水时，一开始就能够供给适当流量的洗净水。
图15是显示本发明的便器洗净装置的第3构成例。与图3的结构的不同之处在于：采用带通滤波器51以取代FFT运算机构作为频率解析机构。通过采用带通滤波器51，可降低成本。
带通滤波器51设定成可让尿流所导致的信号的频率通过，例如获得图16所示的输出信号。在图16中，输出信号在排尿开始之前保持在一定的零水平，但是，当排尿开始之后，则变成在零位准的上下起伏的波形。
通常，尿流速度与洗净水的流动速度相近，所以对于两者的多普勒传感器的输出频率也为近似值。因此，虽然在尿流与洗净水的情况下均从带通滤波器51获得大致相同的输出，但是，通过改变洗净水的喷出部的形状，可以让洗净水的流动速度与尿流速度不同，让带通滤波器51只检测出尿流。如此一来，即使正在进行洗净中，也能够检测出尿流，因此，即使在前一个使用者如厕后的洗净当中下一个使用者又小便的情况下，也可正确地计测出尿流，因此有其优点。
图33是显示用以使洗净水的流速与尿流速度不同的喷水部的一例的断面图。进入到入水部130的洗净水流经过喷水部本体内部之后，大部分是与喷出方向控制板131撞击之后，从喷出口132流出。此时，喷出口132的开口部设置成从洗净水的流动方向来看时位于左右以及下方，所以洗净水会如图34所示地沿着盆部内壁面扩展开来流出去。也就是说，通过将洗净水朝喷出方向控制板131喷出，使其从喷出口呈大致放射状地喷出去，可以延缓洗净水的流动速度，因此，即使正在进行洗净中，依旧能够检测出尿流。此外，用来减缓洗净水的流速的机构并不局限于图33所示的机构。
回到图15来进行说明。带通滤波器51可以由使用了电容器与电阻器的电路来构成。或者，作为其他的结构，可通过使用微电脑、数字信号处理器(DSP)等运算器而做成的数字滤波器，使其为简单的结构。即，将放大便器54的输出以等时间间隔地进行A/D变换，并且将其A/D值代入配合必要的滤波特性的运算处理而得以实现。
在一开始排尿时，立即由控制器53执行供给洗净水而在于盆部内壁面形成水膜，以便防止污垢附着在盆部内壁面。具体而言，按照图26的流程图的步骤来执行。带通滤波器51的输出强度V如果是图16中的V1以下或V2以上时(S261中为“否”)，则启动定时器(S262)。在定时器到达0.2秒之前(S263中为“否”)，则判定带通滤波器51的输出强度V从V1变成V2的范围是否经过了50微秒(S264)。带通滤波器51的输出强度V从V1变成V2的范围若已经过了50微秒(S264中为“是”)，则视为杂音而不视为尿流，并且将定时器消除(S265)，再度检查带通滤波器51的输出强度V是否为V1以下或V2以上(S261)。另一方面，如果定时器已经达到0.2秒(S263中为“是”)，则打开洗净水供给阀41预定的时间(S176)。
图17的流程图是显示排尿后到供给洗净水为止的步骤。带通滤波器51的输出强度V为V1以下或V2以上时(S171中为“否”)，则启动定时器(S172)。V从V1变成V2的范围起经过预定时间时(S173中为“是”)，则停止定时器(S174)，打开洗净水供给阀52(S175)。S173中规定的时间一般预先设定成比排尿中断的时间更长(例如两秒)。在以上的处理结束时，定时器的值、也就是检测出排尿的时间反映到洗净水量上。
其次，在于控制器53内，如图18所示预先设定从定时器值导出预先打开洗净水供给阀52的时间的对照表，因此，控制器53在经过了参照该对照表所获得的时间之后，关闭洗净水供给阀52。如此一来，可以利用尿量与尿流持续时间成正比的原理，将洗净水量控制成适当的量。
以下，根据图19的图面，说明小便器中的多普勒传感器的其他配置例。在小便器60的内部收容有多普勒传感器61以及功能部62。在小便器60的上端设有盖子65，可以使收容有多普勒传感器61与功能部62的空间的维修作业容易。而且，小便器60内的洗净水的流动情况是与第1例的情况相同。由于多普勒传感器61配置成以向下倾斜朝向使用者发出电波，因此，能以高S/N比、以及低失真的方式获得使用者以及使用者所排出的尿流的信号。
图20是显示出功能部62的结构。多普勒传感器61的输出由放大器71放大，并且分别输出到可使小于50Hz的信号通过的低通滤波器72以及可使100～500Hz的信号通过的高通滤波器73。控制器74根据低通滤波器72以及高通滤波器73的输出使洗净水供给阀75动作。
在上述结构的小便器中，当使用者接近小便器60时或者使用者离开小便器60时，主要是从低通滤波器72输出信号。另一方面，因为尿流的速度比人快，因此主要是从高通滤波器73输出信号。因此，控制器74可区别出人的移动与尿流。
以下，基于图21的流程图说明洗净水供给阀75的控制方法之一例。控制器74根据低通滤波器72、高通滤波器73的输出而识别出有无使用者。而当判定出使用者不存在的时候，执行图21的流程图所示的处理。亦即，当低通滤波器72的输出超过阈值时(S211中为“是”)，将洗净水供给阀75打开一定的时间。另外，以上的处理是在于洗净水供给阀75关闭的期间内持续地进行的。根据以上的处理，当使用者接近的时候，在其排尿之前，会在盆部内壁面上形成水膜，而能够易于冲洗掉污垢。
控制器74通过在未供给洗净水时高通滤波器73的输出为预定的阈值以上而识别出排尿的开始。然后，为了判定排尿确实地结束，控制器74执行图22的流程图所示的处理。高通滤波器73的输出在排尿中将会变成阈值以上(S221中为“否”)，当排尿结束时又会变成低于阈值(S221中为“是”)，其次，低通滤波器72的输出在使用者离开之前都不超过阈值(S222中为“否”)，但是，一旦使用者离开的话，就会超过阈值(S222中为“是”)，将水阀打开(S223)。
关于关闭洗净水供给阀75的时机，与前述的例子相同，可以根据尿流的持续时间而适当地设定。而且也可以用FFT运算来取代带通滤波器，以正确地辨识出流量。
以下，将说明小便器中的多普勒传感器的其他配置例。图27是显示其概要的图。在小便器90的上方内部收容有多普勒传感器91与功能部92。小便器90的上端设有盖子95，可使收容有多普勒传感器91与功能部92的空间的维修作业容易。而且，小便器90内的洗净水的流动情况与前述例子的情况相同。多普勒传感器91为了更确实地检测出尿流而配置成朝向与大多数的尿流方向成平行的方向，也就是，以朝向前下方倾斜的方式发出电波，因此，能以高S/N比、以及低失真的方式获得使用者所排出的尿流的信号。
图28是小便器90上部的断面图。多普勒传感器91是使用间隔件101而配置成发送方向与小便器90的内面垂直相交。而且，小便器90上由多普勒传感器91发送的电波通过的部分的内面用膨胀螺栓紧密配置有比介电常数约为3，比导磁率约为1的ABS树脂制的反射防止板102。
从多普勒传感器91发出例如：10.525GHz的电波。多普勒传感器91所发出的电波在存在于多普勒传感器91与反射防止板102之间的间隙内的空气中传播之后，透过反射防止板102向小便器90的陶器制的内壁前进。此处，空气中的波动阻抗Z₀是 Z 0 = ( ϵ 0 / μ 0 ) ) . ]]>而且，陶器的比介电常数约为9，所以小便器90的陶器制的内壁的波动阻抗Z₂是 Z 2 ≈ ( 9 ϵ 0 / μ 0 ) . ]]>反射防止板102的波动阻抗Z₁是 Z 1 = ≈ ( 3 ϵ 0 / μ 0 ) . ]]>
因为 ( Z 0 × / Z 2 ) ≈ ( ( ϵ 0 / μ 0 ) × ( 9 ϵ 0 / μ 0 ) ) = ( 3 ϵ 0 / μ 0 ) . ]]>
所以，反射防止板102的波动阻抗符合 Z 1 ≈ Z 0 × Z 2 ) ]]>的关系。此处，ε₀是真空的介电常数，μ₀是真空的导磁率。此外，通过将反射防止板102的厚度设定成： 1 / ( 4 f ( ϵμ ) ) = 1 / ]]>
( 4 f ( 3 × ϵ 0 μ 0 ) ) = 1 / ( 4 × 10.525 × 10 9 × 3 × 8.854 × 10 - 12 × 4 π × 10 - 7 ) ) ≈ 4.1 mm ]]>
，从多普勒传感器91发出的电波与小便器90的陶器制的内壁之间，可获得波动阻抗的整合。因此，能够防止造成降低灵敏度的主因的反射现象。此外，可通过在小便器90的盆部侧也设置其他的反射防止板而进一步防止在盆部内壁面的反射。
此外，反射防止板的材料也不限于上述的ABS树脂，只要是比介电常数约为3；比导磁率约为1的材料即可。例如可采用聚碳酸酯树脂；聚苯醚树脂；聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等。
以上针对应用在小便器上的例子进行了说明，但本发明同样可适用于大便器。例如，如图23所示，在于陶器制的大便器的下部的内侧，通过将多普勒传感器81配置成朝向上方发出电波，可用于检测出使用者以及尿流而进行洗净的控制等中。
此外，本发明可适用于多功能的大便器系统。图29显示其一例。大便器110上设有便座111；便盖112；水槽收容箱113。水槽收容箱113中分别设置有：局部洗净机构114；洗净水水槽115；功能部116；多普勒传感器117。而且，多普勒传感器117设置成电波的发送方向朝向大便器110的前方，如此一来，只要利用一个多普勒传感器117即可检测出使用者的存在以及使用者的尿流两者。
功能部116的结构示于图30。多普勒传感器117的输出由放大器120放大，且分别输往可使小于50Hz的信号通过的低通滤波器121以及可使100至200Hz的信号通过的高通滤波器122。便盖开闭机构123根据控制器125的指示而开闭便盖112。便座开闭机构124根据控制器125的指示而开闭便座111。局部洗净机构114根据控制器125的指示而使温水喷出到坐于便座上的使用者的局部。大小切换洗净机构126是根据大便或小便的不同而将洗净水的量分成不同的两档，并且从水槽115将洗净水供给到大便器110的机构。使用者可通过对操作机构127进行操作而令局部洗净机构114、便座开闭机构124、便盖开闭机构123、大小切换洗净机构126动作。
在上述结构的大便器系统中，当使用者接近或远离大便器110时，主要是从低通滤波器121输出信号。另一方面，因为尿流的速度比人快，所以主要是从高通滤波器122输出信号。因此，控制器可识别人的移动与尿流的流动。
基于图31的流程图说明便盖开闭机构123、便座开闭机构124、大小切换洗净机构126的控制方法之一例。控制器125根据低通滤波器121的输出而识别有无使用者。而当识别出并没有使用者的时候，进行图31的流程图所示的处理。即，当低通滤波器121的输出超过阈值的情况(S311中为“是”)，使便盖开闭机构123动作而打开便盖112(S312)，根据以上的处理，在使用者接近时，便盖112自动打开，所以可让使用者省事。
其次，当使用者小便的时候，控制器125根据高通滤波器122的输出为预定的阈值以下而视为排尿开始。然后，为了判定排尿是否确实结束，控制器125执行图32的流程图所示的处理。高通滤波器122的输出在排尿进行中为阈值以上(S321中为“否”)，但在排尿结束后则低于阈值(S321中为“是”)。其次，低通滤波器121的输出在使用者离开之前都不超过阈值(S322中为“否”)，但当使用者离开的时候则超过阈值(步骤S322中为“是”)，通过大小切换洗净机构126供给用以冲洗小便的洗净水，使便盖开闭机构123、便座开闭机构124动作，以关闭便盖112与便座111(S313)。
关于关闭洗净水供给阀的时机，与先前的例子相同，可根据尿流的持续时间而适当地设定。也可采用FFT运算来取代带通滤波器，以正确地辨识流量。
其次，参照图35及图36说明通过由带通滤波器对来自多普勒传感器的信号处理，检测出从排尿开始至结束的排尿期间、使用者的接近以及远离的方法。
图35是多普勒传感器的输出信号的波形图。使用者朝向便器移动时，将获得振幅较大的输出波形。使用者到达便器前面站住，开始作排尿的准备时，振幅变小。然后，当排尿开始时，对应于尿流的速度而输出比较稳定的振幅的波形。当使用者结束排尿而开始进行整理衣裤时，将获得对应于使用者的动作的波形。最后，当使用者离开了便器时，将对应于使用者远离便器的速度而获得较大振幅的波形。
因此，如图36所示，若使用例如使100至200Hz的频率通过的高通滤波器，则可以从图35所示的输出波形中只取出排尿期间中的波形。然后，如上所述，通过只在所检测出的排尿期间对预先设定的瞬间流量进行累计，可以算出使用者的排尿量，并且只供给对应于排尿量的水量的洗净水，既可不浪费又可有效地洗净便器。
另一方面，图37是使用例如使10至40Hz的频率通过的低通滤波器时的波形图。通过使用低通滤波器，可以从图35所示的波形中只检测出使用者的移动。因此，能够检测出前来小便的使用者的走动以及排尿后的使用者离开便器的动作。而且，例如，当使用者接近便器的时候，或者在即将排尿之前或者在排尿开始的同时，预先供给少量的洗净水以在便器内形成水膜。
其次，图38是多普勒传感器的外观的示意图。多普勒传感器是具有各两个发送天线151以及接收天线152，各由两个构成一组的发送天线151以及接收天线152互相相向地设在多普勒传感器的检测面150上。另外，这只是多普勒传感器的一例，本发明并不局限于此。发送天线以及接收天线也可设置三个以上，或者象两个发送天线和四个接收天线那样在发送侧和接收侧天线数量不同。
其次，具体地举例说明几种多普勒传感器的安装方法。首先，图39所示的例子是在安装有小便器210的面板200的背面一侧设置多普勒传感器222。
小便器210的便器本体211安装在面板200上。在便器本体211的前面呈大开口地设置有可供使用者排尿的盆部212。而且，在便器本体211的上侧设有将洗净水喷出到盆部212内的喷出口213，在便器本体211的下侧设有可暂时供洗净水、尿液积存的存水弯部214、以及用来排出洗净水、尿液的排水口215。
其次，着眼于便器本体211的背面一侧，在位于便器本体211的背面一侧的面板200的背面上侧设有将洗净水供给到喷出口213的给水部220；和通过打开或关闭而控制来自于给水部220的供水的洗净水供给阀221。此外，虽然也设有电解水产生部；电解水供给阀等，但是，图示中则予以省略。
控制部230位于盆部212的上方，而且设在面板200的背面一侧。而且多普勒传感器222经由面板200以及便器本体211安装成大致朝向使用者的方向。
从多普勒传感器222发出的电波透过面板200以及便器本体211而到达盆部212，由盆部内的液流(洗净水或尿流)反射。反射的电波将再度透过便器本体211以及面板200而由多普勒传感器222接收。
因此，即使将多普勒传感器222设置在便器本体211的背面一侧，也可以通过非接触的方式检测出洗净水的流动、尿液的流动以及使用者的移动。而且，多普勒传感器222并不是设置在便器本体211的内部，而是设在位于便器本体211的外部的背面一侧，所以不仅能够简化便器本体221的结构，还可以不使洗净水、尿液直接喷到多普勒传感器222上，因此可以防止多普勒传感器因受到水分、氨气等的影响而老化。
其次，图40是多普勒传感器的其他的安装例。本例是将控制部230a以及多普勒传感器222a位于盆部212的下方而且安装在面板200的背面一侧。
多普勒传感器222a设置成从盆部212的下侧朝斜上方发送以及接收电波。
相对于此，如图41所示，可将控制部230b以及多普勒传感器222b位于便器本体211的上侧，而且安装在面板200的背面一侧。
这种情况下，多普勒传感器222b安装成从盆部212的上方向斜下方发送以及接收电波。
其次，图42是适用于大便器的其他例子的示意图。在大便器300的便器本体310上设有盆部311、便座312、排水口313等。而且，在便器本体310的后上方侧设置有功能部收容空间320，在该空间320内收容有洗净水供给阀321、多普勒传感器322。
多普勒传感器322位于便器本体310的外部，从斜上方朝向盆部311发送电波。在洗净水对便器的洗净过程中，将无视于来自多普勒传感器322的输出信号，以防止将洗净水误检测为尿液。
此外，本发明并不局限于上述的各实施例的形态。只要是本领域的技术人员，则可在本发明的范围内追加、改变、删除其中的构成要件。例如，多普勒传感器并不局限于利用电波(微波)，也可采用超音波、红外线等的其他波动。