(57)【要約】【課題】受水部の内側壁面に付着した水が受水部の内側壁面を伝うことによる誤検知がなく、吐水させるための被検知体の動作を確実に検知して最適なタイミングで吐水を開始できる水栓装置を提供する。【解決手段】吐水口から吐水流を吐出する吐水部と、前記吐水部からの吐水、止水を切替えるバルブ部と、前記吐水口から吐出される吐水流を受水する受水部と、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブ部の開閉を制御する制御部と、を備え、前記センサ部は前記受水部の壁面近傍に配置され、前記制御部は、前記検知信号の電圧値が、検知信号の振幅の略中心値である基準値よりも高い第１の閾値以上になった後、第１の所定時間内に前記基準値よりも低い第２の閾値以下となったことを検知したら、前記バルブ部を開動作させることを特徴とする。【選択図】  図１
2010163743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水口から吐水流を吐出する吐水部と、
前記吐水部からの吐水、止水を切替えるバルブ部と、
前記吐水口から吐出される吐水流を受水する受水部と、
放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブ部の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記センサ部は前記受水部の壁面近傍に配置され、
前記制御部は、
前記検知信号の電圧値が、検知信号の振幅の略中心値である基準値よりも高い第１の閾値以上になった後、
第１の所定時間内に前記基準値よりも低い第２の閾値以下となったことを検知したら、
前記バルブ部を開動作させる
ことを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
吐水口から吐水流を吐出する吐水部と、
前記吐水部からの吐水、止水を切替えるバルブ部と、
前記吐水口から吐出される吐水流を受水する受水部と、
放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブ部の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記センサ部は前記受水部の壁面近傍に配置され、
前記制御部は、
前記検知信号の電圧値が検知信号の振幅の中心値である基準値よりも低い第２の閾値以下
になった後、
第１の所定時間内に前記基準値よりも高い第１の閾値以上となったことを検知したら、
前記バルブ部を開動作させる
ことを特徴とする水栓装置。
【請求項３】
吐水口から吐水流を吐出する吐水部と、
前記吐水部からの吐水、止水を切替えるバルブ部と、
前記吐水口から吐出される吐水流を受水する受水部と、
放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブ部の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記センサ部は前記受水部の壁面近傍に配置され、
前記制御部は、
前記センサ部の検知信号から、交流成分のみを通過させるフィルタ部を備え、
前記フィルタ部を通過した検知信号に基づいて前記バルブ部を開動作させ、
前記検知信号の振幅が前記基準値よりも高い第１の閾値以上になった後、
第１の所定時間内に前記基準値よりも低い第２の閾値以下となり、
さらに、第２の所定時間内に前記基準値よりも高い第１の閾値以上になったことを検知したら、
前記バルブ部を開動作させる
ことを特徴とする水栓装置。
【請求項４】
吐水口から吐水流を吐出する吐水部と、
前記吐水部からの吐水、止水を切替えるバルブ部と、
前記吐水口から吐出される吐水流を受水する受水部と、
放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブ部の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記センサ部は前記受水部の壁面近傍に配置され、
前記制御部は、
前記センサ部の検知信号から、交流成分のみを通過させるフィルタ部を備え、
前記フィルタ部を通過した検知信号に基づいて前記バルブ部を開動作させ、
前記検知信号の振幅が前記基準値よりも低い第２の閾値以下になった後、
第１の所定時間内に前記基準値よりも高い第１の閾値以上となり、
さらに、第２の所定時間内に前記基準値よりも低い第２の閾値以下になったことを検知したら、
前記バルブ部を開動作させる
ことを特徴とする水栓装置。
【請求項５】
前記センサ部は、
電波が放射される方向と、センサ部が配置された受水部壁面が、略直交になるように前記受水部に配置される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいづれか１項に記載の水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水栓装置に関し、より具体的には、手洗い場やトイレ、キッチンなどに設け
られ、マイクロ波などを利用した電波センサを用いて吐水流の吐水を制御する水栓装置に
関する。
【背景技術】
【０００２】
水栓装置に配設されたセンサにより、手やその他洗浄物などの被検知体を検知し吐止水を行う技術が知られている。例えば、電波センサを受水部の下部且つ使用者側に設置し、受水部の使用者側だけに電波を放射して受水部に侵入した被検知体を検知し吐止水を行う技術がある（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−２３２２８２号公報
【０００３】
特許文献１（特開２００４−２３２２８２号公報）に開示された技術によれば、受水部の使用者側だけに電波を放射することにより、吐水部から吐出する吐水流で誤検知することなく、吐止水を行うことができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、使用者が洗面行為（手洗い、うがい、洗顔など）を行った後、電波センサが配置された受水部の内側壁面に水が付着し、その水が受水部の内側壁面を伝うことを誤検知して吐水してしまう問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、受水部の内側壁面に付着した水が受水部の内側壁面を伝うことによる誤検知がなく、吐水させるための被検知体の動作を確実に検知して吐水を開始できる水栓装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、
吐水口から吐水流を吐出する吐水部と、
前記吐水部からの吐水、止水を切替えるバルブ部と、
前記吐水口から吐出される吐水流を受水する受水部と、
放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブ部の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記センサ部は前記受水部の壁面近傍に配置され、
前記制御部は、
前記検知信号の電圧値が、検知信号の振幅の略中心値である基準値よりも高い第１の閾値以上になった後、
第１の所定時間内に前記基準値よりも低い第２の閾値以下となったことを検知したら、
前記バルブ部を開動作させる
ことを特徴とする水栓装置が提供される。
【０００７】
また、本発明の一態様によれば、
吐水口から吐水流を吐出する吐水部と、
前記吐水部からの吐水、止水を切替えるバルブ部と、
前記吐水口から吐出される吐水流を受水する受水部と、
放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブ部の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記センサ部は前記受水部の壁面近傍に配置され、
前記制御部は、
前記検知信号の電圧値が検知信号の振幅の中心値である基準値よりも低い第２の閾値以下
になった後、
第１の所定時間内に前記基準値よりも高い第１の閾値以上となったことを検知したら、
前記バルブ部を開動作させる
ことを特徴とする水栓装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の一態様によれば、
吐水口から吐水流を吐出する吐水部と、
前記吐水部からの吐水、止水を切替えるバルブ部と、
前記吐水口から吐出される吐水流を受水する受水部と、
放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブ部の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記センサ部は前記受水部の壁面近傍に配置され、
前記制御部は、
前記センサ部の検知信号から、交流成分のみを通過させるフィルタ部を備え、
前記フィルタ部を通過した検知信号に基づいて前記バルブ部を開動作させ、
前記検知信号の振幅が前記基準値よりも高い第１の閾値以上になった後、
第１の所定時間内に前記基準値よりも低い第２の閾値以下となり、
さらに、第２の所定時間内に前記基準値よりも高い第１の閾値以上になったことを検知したら、
前記バルブ部を開動作させる
ことを特徴とする水栓装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、
吐水口から吐水流を吐出する吐水部と、
前記吐水部からの吐水、止水を切替えるバルブ部と、
前記吐水口から吐出される吐水流を受水する受水部と、
放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブ部の開閉を制御する制御部と、
を備え、
前記センサ部は前記受水部の壁面近傍に配置され、
前記制御部は、
前記センサ部の検知信号から、交流成分のみを通過させるフィルタ部を備え、
前記フィルタ部を通過した検知信号に基づいて前記バルブ部を開動作させ、
前記検知信号の振幅が前記基準値よりも低い第２の閾値以下になった後、
第１の所定時間内に前記基準値よりも高い第１の閾値以上となり、
さらに、第２の所定時間内に前記基準値よりも低い第２の閾値以下になったことを検知したら、
前記バルブ部を開動作させる
ことを特徴とする水栓装置が提供される。
【００１０】
また、本発明の一態様によれば、
前記センサ部は、
電波が放射される方向と、センサ部が配置された受水部壁面が、略直交になるように前記受水部に配置される
ことを特徴とする水栓装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、受水部の内側壁面に付着した水が受水部の内側壁面を伝うことによる誤検知がなく、吐水させるための被検知体の動作を確実に検知して吐水を開始できる水栓装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる自動水栓装置の実施の形態を図面により詳細に説明する。
【００１３】
図１は水栓装置の第１の実施例の概観図を示した図である。
図１に示す水栓装置１０は、吐水流を吐出するための吐水部１及び吐水口１００と、吐水部１から吐出される水を受ける受水部２と、受水部２の内部に使用者の手、歯ブラシ、コップ、雑巾等の被検知体が侵入してきたことを検知する電波センサ３と、吐水部１からの吐止水を切替えるバルブ部４と、電波センサ３からの信号に基づいて、バルブ部４のｏｎ，ｏｆｆを制御する制御部５とで構成されている。
ここで、電波センサ３は、使用者が受水部２に接近する際に対面する側である前側２ａに配設されており、電波ビームは吐水口１００近傍に向かって受水部２内全体に放射される。
これにより、使用者の身長などにより、被検知体を吐水口１００近傍に到達させようと様々な高さや角度から差し出されても確実に検知できる。
また、電波ビームは吐水部１上方に向けては放射されないように設定することができる。これにより、吐水部１の奥に設置される棚への物取りや鏡の覗き込みなどを誤検知することがない。
さらに、電波センサ３は電波ビームの励振方向が略鉛直方向になるように受水部２に設置することができる。電波センサ３が受水部２の前側２ａに設置される場合、吐水させようとする被検知体は電波センサ３の上方から電波センサ３の前方へと向かうため、電波センサ３の励振方向が略鉛直方向であると、被検知体の上下の動きが検知しやすくなるため、検知信号が大きく得られるとともに、受水部２の前側２ａに設置された電波センサ３近傍を横切る受水部２の横方向の拭き動作や、水栓装置１０の外側近傍を横切る動作などの吐水させようとしない動作で得られる検知信号が小さくなるため、吐水させる被検知体の動作のみを精度良く検知することができる。
【００１４】
図２は、電波センサ３を例示するためのブロック図である。
電波センサ３には、アンテナ１１２、送信部１１４、受信部１１６、ミキサ部１１８が設けられている。送信部１１４に接続されたアンテナ１１２からは、高周波、マイクロ波あるいはミリ波などの１０ｋＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数帯の電波が放射される。具体的には、アンテナ１１２からは、たとえば、１０．５２５ＧＨｚの周波数を有する送信波Ｔ１が放射される。人体などの被検知体からの反射波または透過波Ｔ２は、アンテナ１１２を経由して受信部１１６に入力される。ここで、アンテナは、図２（ａ）に表したように送信側と受信側とを共通としてもよく、または、図２（ｂ）に表したように、送信部１１４にはアンテナ１１２ａを接続し、受信部１１６にはアンテナ１１２ｂを接続してもよい。
送信波の一部と受信波とは、ミキサ部１１８にそれぞれ入力されて合成され、たとえばドップラー効果が反映された検知信号が出力される。ミキサ部１１８から出力された検知信号は制御部５に向けて出力される。
【００１５】
次に、制御部５について説明をする。
図３は、制御部５を例示するためのブロック図である。
図３に示すように、制御部５には、フィルタ部２１０、判定部２３０、バルブ制御部２４０、バルブ部４が設けられている。また、フィルタ部２１０には、フィルタ２１０ａと、フィルタ２１０ｂとが設けられている。フィルタ２１０ａは、例えば、所定の周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタとすることができる。そして、フィルタ２１０ｂはフィルタ２１０ａの周波数帯域よりも高い周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタとすることができる。
なお、本実施の形態においては、被検知体の動きに対して得られた検知信号から制御を行うようにしているが、その際１００Ｈｚ未満の信号を検知することにより識別を行うようにしている。
使用者が通常行う動作、例えば手の挿入や引き抜き、歩行等は１００Ｈｚ未満の信号となる。そのため、１００Ｈｚ未満の信号を検知することにより、一般的な人体の動作を判別することが可能となる。また、１００Ｈｚ以上の高い周波数を検知すると、近傍にある蛍光灯ノイズ（１００Ｈｚ、１２０Ｈｚ）や、通信機等で使用される通信ノイズ等から得られる検知信号をキャンセルすることが可能となる。
【００１６】
ミキサ部１１８から出力された検知信号は、周波数の低いベースラインに周波数の高い信号が重畳した波形を有する。この高い周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれている。そのため、フィルタ部２１０においてドップラー効果に関する情報を含む高い周波数成分（ドップラー周波数信号）を取り出すようにしている。
【００１７】
ここで、人体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。
ΔＦ＝Ｆｓ−Ｆｂ＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ    …式（１）
但し、Ｆｓ：送信周波数（Ｈｚ）
Ｆｂ：反射周波数（Ｈｚ）
ｖ：物体の移動速度（ｍ／ｓ）
ｃ：光速（＝３００×１０６ｍ／ｓ）
電波センサ３に対して被検知体が相対的に移動すると、式（１）で表わされるように、その速度ｖに比例した周波数ΔＦを含む検知信号が得られる。検知信号は周波数スペクトラムを有し、スペクトラムのピークに対応するピーク周波数と移動体の速度ｖとの間には相関関係がある。そのため、電波センサ３（ミキサ部１１８）から出力された検知信号の高い周波数成分をフィルタ２１０ａ、フィルタ２１０ｂを介することで所定の周波数帯域に分割し、ドップラー周波数ΔＦを測定するようにすれば、速度ｖを求めることができる。また、各周波数帯域の移り変わりなどを見れば、速度の変化（減速／加速）を知ることができる。そして、例えば、判定部２３０において水栓装置を使用するための検知動作を行っていると判定された場合には、バルブ制御部２４０によりバルブ部４を開放して吐水を行うようにすることもできる。なお、日本においては、人体を検知する目的には１０．５０〜１０．５５Ｈｚまたは２４．０５〜２４．２５ＧＨｚの周波数が使用できる。また、説明の便宜上、検知信号を２つの周波数帯域に分割する場合を例示したが、これに限定されるわけではない。例えば、検知信号を３つ以上の周波数帯域に分割することもできる。周波数帯域の分割数を多くすれば、被検知体の動作状況の解析をさらに詳細に行うことができる。
【００１８】
また、フィルタ部２１０の前段に低い周波数成分を取り除くためのフィルタを設けることもできる。ミキサ部１１８から出力された検知信号は、周波数の低いベースラインに周波数の高い信号が重畳した波形を有する。そのため、低い周波数成分を取り除くためのフィルタを設けるようにすれば、ドップラー効果に関する情報を含む高い周波数成分（ドップラー周波数信号）のみを取り出すことができる。なお、この際のフィルタの周波数は、例えば、０．１〜５Ｈｚ程度とすることができる。
【００１９】
また、被検知体が略静止したことを検知するために、直流成分を含む低い周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタをフィルタ部２１０に設けることもできる。この場合、直流成分を含む低い周波数帯域の検知信号としては、例えば、直流成分（０Ｈｚ）と０Ｈｚを越え、１０Ｈｚ以下の周波数成分とを含む検知信号を例示することができる。ここで、略静止とは、静止状態のみならず、静止しようとしている直前の人体の僅かな揺らぎなどを含んだ状態を言う。
【００２０】
ここでフィルタはハードウェアまたはソフトウェアにより構成させることができる。フィルタをハードウェアにより構成させたものとしては、例えば抵抗器（Ｒ）とキャパシタ（Ｃ）を構成要素として備えたものを例示することができる。そして、例えば、電波センサ３からの検知信号に対して抵抗器（Ｒ）、キャパシタ（Ｃ）で構成したハイパスフィルタ、及びローパスフィルタを組み合わせることで、必要な周波数帯を分別及び抽出するフィルタを構成することが可能である。ハードウェアによりフィルタを構成した場合には、安価で簡易的な構成のフィルタを得ることが可能となる。ただし、各電子部品（抵抗器（Ｒ）、キャパシタ（Ｃ））の抵抗値や容量値のバラツキの影響を受けて設定した周波数に変動を生じるおそれがあるので、より厳密な周波数設定を行う場合、抵抗及びキャパシタの抵抗値や容量値の持つ公差が小さいものを選択するようにすれば、設定した周波数帯域に近い値でフィルタリングを行うことが可能となる。
【００２１】
フィルタをソフトウェアにより構成したものとしては、例えばマイクロコンピュータを用いた演算処理によってフィルタリングを行うディジタルフィルタを例示することができる。ディジタルフィルタを用いるようにすれば、フィルタリングする周波数を厳密に設定することができる。そのため、細かい周波数区分を行うことができるので、使用者の動作を的確に判断するのに適しているといえる。ただし、マイクロコンピュータのような演算素子を用いたフィルタリングのため、フィルタの数が多くなると演算時間が長くなる場合もある。この場合、演算時間が長くなると、バルブ部４の開閉時間が遅くなるなどの問題が発生するおそれがある。また、直流（ＤＣ）や直流（ＤＣ）近傍の周波数に対してフィルタリングを行うことが出来ないなどの問題もある。そのため、ソフトウェアにより演算処理を高速化する場合、フィルタの数を少なくしたり、演算素子の演算速度が速いものを選択したりすれば、演算処理を高速化し、詳細なフィルタリング処理を高速にて行うことが可能となる。
また、ハードウェアまたはソフトウェアにより構成されたフィルタを適宜選択するようにするか、両者を組み合わせることでフィルタ部２１０を構成するようにしてもよい。
以上のような回路構成により、被検知体を検知することができる。
【００２２】
ここで、水栓装置１０の第１実施例においては、電波センサ３は受水部２の前側２ａに配置され、電波ビームが吐水口１００近傍に向けて放射される。これにより、使用者が吐水させるために被検知体を到達地点（吐水口１００近傍）に停止させようとする動作が、電波センサ３から放射される電波ビームの放射方向に対して略平行する方向になるため、電波センサ３から得られる検知信号から被検知体の周波数や距離の情報が精度よく検知できる。
また、このとき、電波ビームの放射方向に対して略直交する方向に被検知体の動作（横切り動作）が行われる場合がある。
たとえば、電波センサ３が配置された受水部の壁面に付着した水が受水部２内の下部に向かって伝う場合に電波センサ３の電波ビームの放射方向を横切る時が該当する。
この動作は、使用者が吐水させるための動作とは関係ないため、意図しない吐水が行われるおそれがある。
【００２３】
ここで、電波センサ３の電波ビームの放射方向に対して、被検知体が略平行、または略直交する場合に、電波センサ３から得られる検知信号について順に説明する。
まず、電波ビームの放射方向に対して略平行な方向に動く被検知体（手や歯ブラシやコップなど）の吐水動作によって得られる検知信号について説明する。
図４は、水栓装置１０の使用者が吐水させるために被検知体（手や歯ブラシやコップなど）を到達地点（吐水口１００近傍）に停止させようとするときの一連動作を示したものである。まず、使用者は被検知体を受水部２の前側２ａの上方から受水部２に進入させ、被検知体は電波センサ３の電波ビームに当たり始める（図４（ａ））。続いて、使用者は被検知体を到達地点（吐水口１００近傍）に停止させようと減速させながら接近させる（図４（ｂ））。その後、被検知体は到達地点（吐水口１００近傍）に停止する直前に略静止状態となり、最終的に到達地点に揺らいだ状態になる。（図４（ｃ））。
【００２４】
図５は、被検知体（手や歯ブラシやコップなど）と到達地点の距離に対する速度または周波数の変化を例示するグラフ図である。使用者が被検知体を到達地点に停止させようとするとき、図４で前述したように使用者は被検知体を到達地点に減速させながら接近させ、最終的に略静止状態にさせる。
このとき、たとえば、図４（ａ）の状態では、図５における周波数ｆＡ（２０〜３０Ｈｚ程度）が得られる（Ａ地点）。次に、図４（ｂ）の状態では、図５におけるｆＡよりも小さい周波数ｆＢ（１０〜２０Ｈｚ程度）が得られる（Ｂ地点）。さらに、略静止状態となり、到達地点に停止する直前にｆＢよりも小さい周波数ｆＣ（５〜１０Ｈｚ程度）（Ｃ地点）が得られる。
このように、使用者が吐水させるために被検知体を到達地点に到達させようとする動作は、減速して最終的に所定速度以下（略静止状態）になることから、制御部５は減速や所定速度以下を検知してバルブを開することで、被検知体が到達地点に到達する前の最適なタイミングで吐水を開始することができる。
【００２５】
減速を検知して吐水を開始させるための制御フローとしては、たとえば、制御部５において、周波数ｆＡを検知できる高い周波数帯域（２０−３０Ｈｚ程度）のフィルタと、周波数ｆＢを検知できる低い周波数帯域（１０−２０Ｈｚ程度）のフィルタのように、直流成分を除いた異なる周波数帯域２つのフィルタを備え、高い周波数帯域のフィルタでｆＡが判定された後、低い周波数帯域のフィルタでｆＢが検知されたら、減速であると判定し、バルブを開動作させることができる。
また、略静止状態を検知して吐水を開始させるための制御フローとしては、たとえば、制御部５において、周波数ｆＣを検知できる直流成分を含む低い周波数帯域（０−１０Ｈｚ）のフィルタを備え、低い周波数帯域（０−１０Ｈｚ）のフィルタでｆＣが検知されたら、略静止状態であると判定し、バルブを開動作させることができる。
これにより、使用者は被検知体を到達地点（吐水口１００近傍）に差し出してから吐水口１００より吐水されるまで、手を停止させて水を待つ必要がなくなるため使い勝手が良い。
【００２６】
ここで、図６は、図４や図５の被検知体の一連動作において、時間と電波センサ３から得られる検知信号の電圧値の変化を例示するグラフ図である。
前述したように、吐水させる被検知体の動作は２０〜３０Ｈｚ程度から減速して最終的に所定速度以下（略静止状態）になるため、時系列的に変化する周波数に応じた周期で振幅する波形が得られる。
ここで、受水部２の前側２ａから到達地点（ここでは吐水口１００）までの距離Ｌを２００〜３００ｍｍ程度とすると、被検知体はＡ地点からＣ地点まで達する時間は０．３〜１．０ｓ程度かかる。したがって、このとき得られる検知信号は、基準値を中心として、複数回振幅する波形となる。
なお、本明細書において基準値とは、電波センサ３から得られる検知信号におけるバイアス電圧（電波センサ３が受水部２に配置された状態において何も検知していないときに得られる一定の電圧値）、あるいは、電波センサ３から得られる検知信号からフィルタなどにより直流電圧を除去し、制御部５において印加するバイアス電圧（たとえば、最小０Ｖ、最大５Ｖの回路構成において印加する中心の電圧２．５Ｖなど）のことを指す。
【００２７】
以上のように、被検知体が電波ビームの放射方向に対して略平行な方向に動く場合、電波センサ３からは、被検知体の実際の周波数と同等の周波数（周期）で基準値を中心にして上下側に大きく複数回振幅する検知信号が得られる。
【００２８】
次に、電波ビームの放射方向に対して略直交な方向に動く被検知体（受水部の壁面に付着し、受水部２内の下部に向かって伝う水）によって得られる検知信号について説明する。
図７は、使用者が水栓装置１０で洗浄行為を行った後などに受水部２の前側２ａに付着した水が電波センサ３の放射方向を横切る場合の一連動作を示したものである。
なお、このとき、電波センサ３は前記受水部２の前方２ａの壁面近傍に配置される。
なお、本明細書において壁面近傍とは、電波センサ３と壁面内側までの距離が５〜２０ｍｍ程度を指す。
さらに、電波センサ３から放射される電波ビームが放射される方向と、電波センサ３が配置された受水部２の壁面が略直交になるように電波センサ３を配置することにより、被検知体が直交する動きを精度よく検知することができ、略平行動作との違いを明確に識別することができる。
このとき、まず、受水部２の前側２ａに付着した水は、電波センサ３の上方で電波センサ３の電波ビームに当たり始める（図７（ａ））。続いて、受水部２を伝って下降し、電波ビームの放射方向の正面に来る（図７（ｂ））。その後、電波センサ３の下方に離遠し、電波ビームからはずれる（図７（ｃ））。
【００２９】
図８は、被検知体（受水部の壁面に付着し、受水部２内の下部に向かって伝う水など）と到達地点の距離に対する速度または周波数の変化を例示するグラフ図である。
被検知体の動作によって、電波センサ３から得られる周波数は、電波センサ３の電波ビームの放射方向に対して、被検知体が進行する方向によって異なる。
ここで、電波センサ３で得られる検知信号の周波数ｆｄは、被検知体の真の周波数をＦとすると、下記の式（２）により表すことができる。
ｆｄ＝Ｆｃｏｓθ    …式（２）
但し、ｆｄ：電波センサで得られる被検知体の周波数
Ｆ  ：被検知体の真の周波数
θ  ：センサと被検知体を結ぶ直線と、被検知体の移動方向がなす角度
ここで、被検知体が電波センサ３に対して、略平行に動く場合にはθが０度程度となるため、ｃｏｓθは１程度となる。
すなわち、電波センサ３からは被検知体の実際の周波数Ｆと同等の周波数ｆｄで振幅する検知信号が得られる。
一方、被検知体が電波センサ３に対して略直交に動く場合には、たとえば、図７（ａ）の状態では、図８における周波数ｆＥ（１０Ｈｚ程度）が得られる（Ｅ地点）。その後、受水部２を伝う水が電波ビームの放射方向に接近するにつれてθが大きくなるため、周波数ｆｄは徐々に小さくなる。次に、図７（ｂ）の状態では、θが９０度程度（ｃｏｓθは０程度）となるため、瞬間的に０Ｈｚとなる（Ｆ地点）。その後、受水部２を伝う水が電波ビームの放射方向から離遠するにつれてθが小さくなるため、周波数ｆｄは徐々に大きくなる。図７（ｃ）の状態では、図８における周波数ｆＧ（１０Ｈｚ程度）が得られる（Ｇ地点）。
【００３０】
ここで、図９は、図７や図８の受水部２を伝う水の一連動作において、電波センサ３の検知信号から直流成分が含まれるフィルタを通過させた検知信号の時間と電圧値の変化を例示するグラフ図である。
前述したように、直流成分が含まれるフィルタにより、吐水させるための被検知体の略静止状態を精度よく検知することができる。
ここで、フィルタの周波数帯域は０〜１０Ｈｚとしている。
このとき、電波センサ３の上方で被検知体が電波ビームに当たり始める（図８のＥ地点）とき、１０Ｈｚ前後の微小な電圧値が得られる。その後、電波センサ３に接近するため周波数ｆｄは徐々に小さくなりながら、電圧値が増加し始める（Ｈ地点）。そして、電波センサ３の正面に来て（Ｆ地点）、０Ｈｚになったときに最も大きな振幅が得られる。その後、被検知体は電波センサ３から離遠していくため、周波数ｆｄは徐々に大きくなりながら、電圧値が減少する（Ｊ地点）。そして、被検知体が電波ビームからはずれるまで（Ｇ地点）、１０Ｈｚ前後の微小な電圧値となる。
したがって、直流成分が含まれるフィルタを通過させた検知信号は、基準値を中心として、片方側だけに大きく振幅する波形となる。
【００３１】
制御部５における直流成分を含むフィルタを用いた場合の制御フローを説明する。
図１０は、図６と同様に、吐水させる被検知体の動作（電波センサ３に対して略平行となる動作）によって、電波センサ３から得られる検知信号を時間と電圧値で表したグラフ図である。
また、図１１は、図９と同様に、受水部２を伝う水の動作（電波センサ３に対して略直交となる動作）によって、電波センサ３から得られる検知信号を時間と電圧値で表したグラフ図である。
ここで、制御部５には、基準値よりも大きい電圧値の閾値ＶＤＣ１と基準値よりも小さい閾値ＶＤＣ２が設定されている。閾値ＶＤＣ１及びＶＤＣ２は受水部２を伝う水によって得られる検知信号が急激に増加する前や減少した後（図１１におけるＨ地点より前やＪ地点より後）で得られる振幅では越えない値に設定される。
図１２は、制御部５の判定部２３０における判定の手順を例示するためのフローチャートである。
まず、所定の周波数（０〜１０Ｈｚ）の信号の有無が判定される（Ｓ１）。
次に、電圧値ＶｓがＶｓ＞ＶＤＣ１（または、Ｖｓ＜ＶＤＣ２）であるかが判定される（Ｓ２）。
Ｓ２の条件が満たされたら、タイマＴ１（０．５ｓ）がスタートする（Ｓ３）。
次に、タイマＴ１（０．５ｓ）が経過していないかが判定される（Ｓ４）。
タイマＴ１が経過する前であれば、電圧値ＶｓがＶｓ＜ＶＤＣ２（または、Ｖｓ＞ＶＤＣ１）であるかが判定される（Ｓ５）。
Ｓ４において、タイマＴ１が経過している場合には、吐水させる動作ではない（受水部２を伝う水の動作である）と判定し、バルブの開動作の判定を行わない。
Ｓ５の条件が満たされた場合には、吐水させる動作であると判定し、バルブの開動作の判定を行い（Ｓ６）、制御部５はバルブ部４を開し、吐水部１からの吐水が開始される。
電波センサ３の検知信号から直流成分が含まれるフィルタを通過させた検知信号を用いる場合、上記した制御フローにより、吐水させる被検知体の動作と、受水部２を伝う水の識別ができ、受水部２を伝う水で誤検知することなく、略静止する動作を検知して吐水させることによって、被検知体が到達地点に到達（停止）する直前に最適なタイミングで吐水を開始できる。
【００３２】
次に、図１３は、図７や図８の受水部２を伝う水の一連動作において、電波センサ３の検知信号から直流成分が含まれないフィルタを通過させた検知信号の時間と電圧値の変化を例示するグラフ図である。
前述したように、直流成分が含まれないフィルタにより、吐水させるための被検知体の減速を精度よく検知することができる。
ここで、フィルタの周波数帯域は高い側の周波数帯域を２０〜３０Ｈｚ、低い側の周波数帯域を１０〜２０Ｈｚとしている。高い側と低い側どちらのフィルタにおいても、図１３のような振幅変化が見られる。以下、図８から詳細に説明する。
図８のセンサの上方で被検知体が電波ビームに当たり始める（Ｅ地点）とき、１０Ｈｚ前後の微小な電圧値が得られる。その後、電波センサ３に接近するため周波数ｆｄは徐々に小さくなりながら、電圧値が増加し始める（Ｈ地点）。そして、電波センサ３の正面に来て（Ｆ地点）、０Ｈｚになったときは、周波数帯域外であるため、検知信号が得られず電圧値は０となる。したがって、その直前に電圧値は減少し始める（Ｋ地点）。電波センサ３の正面を通過した後、受水部２を伝う水は電波ビームの放射方向から離遠していくため電圧値はそのまま減少する。
その後、電波センサ３から離遠するため周波数ｆｄは徐々に大きくなりながら、電圧値は基準値近傍に戻る（Ｊ地点）。したがって、その直前に電圧値は増加し始める（Ｌ地点）。そして、電波ビームからはずれるまで（Ｇ地点）、１０Ｈｚ前後の微小な電圧値となる。
したがって、直流成分が含まれないフィルタを通過させた検知信号は、基準値を中心として、上下側に１回ずつ大きく振幅する波形となる。
【００３３】
制御部５における直流成分が含まれないフィルタを用いた場合の制御フローを説明する。
図１４は、図１３と同様に、受水部２を伝う水の動作によって、電波センサ３から得られる検知信号を時間と電圧値で表したグラフ図である。
ここで、制御部５には、基準値よりも大きい電圧値の閾値ＶＤＣ１と基準値よりも小さい閾値ＶＤＣ２が設定されている。閾値ＶＤＣ１及びＶＤＣ２は受水部２を伝う水によって得られる検知信号が急激に増加する前や減少した後（図１１におけるＨ地点より前やＪ地点より後）で得られる振幅では越えない値に設定される。
図１５は、制御部５の判定部２３０における判定の手順を例示するためのフローチャートである。ここで、図１５においては、減速において最終的に吐水を判断する低い側の周波数帯域を１０〜２０Ｈｚにおけるフローチャートの一例を示す。
まず、所定の周波数（１０〜２０Ｈｚ）の信号の有無が判定される（Ｓ１１）。
次に、電圧値ＶｓがＶｓ＞ＶＤＣ１（または、Ｖｓ＜ＶＤＣ２）であるかが判定される（Ｓ１２）。
Ｓ１２の条件が満たされたら、タイマＴ１（０．５ｓ）がスタートする（Ｓ１３）。
次に、タイマＴ１（０．５ｓ）が経過していないかが判定される（Ｓ１４）。
タイマＴ１が経過する前であれば、電圧値ＶｓがＶｓ＜ＶＤＣ２（または、Ｖｓ＞ＶＤＣ１）であるかが判定される（Ｓ１５）。
Ｓ１４において、タイマＴ１が経過している場合には、吐水させる動作ではない（受水部２を伝う水の動作である）と判定し、バルブの開動作の判定を行わない。
Ｓ１５の条件が満たされたら、タイマＴ２（０．５ｓ）がスタートする（Ｓ１６）。
次に、タイマＴ２（０．５ｓ）が経過していないかが判定される（Ｓ１７）。
タイマＴ２が経過する前であれば、電圧値ＶｓがＶｓ＜ＶＤＣ２（または、Ｖｓ＞ＶＤＣ１）であるかが判定される（Ｓ１８）。
Ｓ１７において、タイマＴ２が経過している場合には、吐水させる動作ではない（受水部２を伝う水の動作である）と判定し、バルブの開動作の判定を行わない。
Ｓ１８の条件が満たされた場合には、吐水させる動作であると判定し、バルブの開動作の判定を行い（Ｓ１９）、制御部５はバルブ部４を開し、吐水部１からの吐水が開始される。
電波センサ３の検知信号から直流成分が含まれない周波数成分のみを通過させるフィルタを通過させた検知信号を用いる場合、上記した制御フローにより、吐水させる被検知体の動作と、受水部２を伝う水の識別ができ、受水部２を伝う水で誤検知することなく、減速する動作を検知して吐水させることによって、被検知体が到達地点に到達（停止）する直前に最適なタイミングで吐水を開始できる。
【００３４】
以上のことから、電波センサ３から得られる検知信号から、直流成分が含まれる場合と、直流成分が含まれない場合、どちらにおいても、電波センサに略平行に動く吐水させる被検知体の動作と、電波センサに略直交に動く受水部２を伝う水の動作の違いから、それぞれに応じた制御フローで識別でき、受水部２を伝う水で誤検知することなく、吐水させる被検知体の動作において最適な早いタイミングで吐水を開始できる。
【００３５】
また、上述した水栓装置１０においては、到達地点を吐水口１００近傍としたが、電波センサ３の正面近傍を到達地点として、電波センサ３の正面近傍に被検知体を接近させることで吐水を開始するようにしてもよい。
これにより、電波センサ３を非接触スイッチのようにして吐水を開始させることができる。
このとき、電波センサ３が受水部２の前側２ａに設置されている場合には、使用者が楽な姿勢で電波センサ３近傍に手をかざすことで吐水を開始させることができる。さらには吐水部１より吐出された吐水流に対して被検知体を差し出せばよいので、吐水口１００から吐出される吐水流が真下方向ではなく、受水部２の中心方向に向かって吐水流が吐出されるように設置される場合などには、まず、手をかざして吐水を開始させた後に、吐出された吐水流に対して被検知体を差し出せばよいので、被検知体を吐水口１００近傍まで差出すことが困難である車イスの方などでも楽な姿勢で水栓装置１０を使用することができる。
電波センサ３近傍に被検知体を接近させて吐水を開始させる場合においても、吐水させる動作は電波センサ３に対して略平行に動く動作となるため、制御部５には用いる検知信号に応じた制御フローを設定しておくことにより、受水部２を伝う水で誤検知することなく、吐水させる被検知体の動作において最適な早いタイミングで吐水を開始できる。
【００３６】
また、図１６に本発明の水栓装置１０をキッチン水栓装置３０で構成した第２の実施例の概観図を示す。
キッチン水栓装置３０は、吐水口１０１から吐水流を吐出するための吐水部２１と、吐水部２１から吐出される吐水流を受ける受水部２２と、受水部２２の内部に使用者の手や包丁やまな板などの調理器具や食材などの被検知体が進入してきたことを検知する電波センサ２３と吐水部２１からの吐止水を切り替えるバルブ部２４と、電波センサ２３からの検知信号に基づき、バルブ部２４の開閉を制御する制御部２５とで構成されている。また、受水部２２に隣接するように料理作業台３１が備えられている。
ここで、電波センサ２３は受水部２２の吐水部１が配置される面や使用者が接近する面以外の側面近傍且つ料理作業台３１の下方側に隠蔽された状態で設置されている。電波ビームは吐水口１０１近傍に向かって放射される。
【００３７】
ここで、吐水させるために、料理作業台３１側から吐水口１０１近傍へ被検知体（手や包丁など）を差し出して吐水させる場合や、料理作業台３１や受水部２２の前側から電波センサ３に対して被検知体をかざして吐水させる場合においても、電波センサ３から放射される電波ビームの放射方向に対して略平行となる。
一方、手や食器類や食材などを洗った後に、受水部２の壁面に飛散し、センサが配置された受水部２の壁面を伝う水の動きは、電波センサ３から放射される電波ビームの放射方向に対して略直交となる。
よって、第１実施例と同様に、電波センサ３から得られる検知信号から、直流成分が含まれる場合と、直流成分が含まれない場合、どちらにおいても、電波センサに略平行に動く吐水させる被検知体の動作と、電波センサに略直交に動く受水部２を伝う水の動作の違いから、それぞれに応じた制御フローで識別でき、受水部２を伝う水で誤検知することなく、吐水させる被検知体の動作において吐水を開始できる。このとき、前述した被検知体の減速動作や略静止を検知して吐水させることによって、被検知体が到達地点に到達（停止）する前に最適なタイミングで吐水を開始できる。
以上のように、電波センサ２３を受水部２２の側面の下方側に設置したキッチン水栓装置３０のような構成でも、第１実施例のように前側に設置した水栓装置１０の場合と同様に、
受水部２を伝う水で誤検知することなく、吐水させる被検知体の動作において吐水を開始できる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定
されるものではない。
前述の実施の形態に関して、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、水栓装置１０やキッチン水栓装置３０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、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、フィルタの数、周波数帯域、接続形態なども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、バルブ制御部２４０には、分別された検知信号に基づいて吐水部からの吐水の可否を判定する部分と、バルブ部４や２４の開閉を制御する部分とが一体に設けられていてもよいし、両部分が別々に設けられていてもよい。例えば、１個のＣＰＵで吐水の可否の判定とバルブ部４や２４の開閉制御を行ってもよいし、複数のＣＰＵを設けて吐水の可否の判定とバルブ部４や２４の開閉制御を別のＣＰＵで行ってもよい。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、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。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】水栓装置の第１の実施例の概観図である。
【図２】電波センサを例示するためのブロック図である。
【図３】制御部を例示するためのブロック図である。
【図４】水栓装置の使用者が吐水させるために被検知体を到達地点に停止させようとするときの一連動作を示した図である。
【図５】被検知体と到達地点の距離に対する速度または周波数の変化を例示するグラフ図である。
【図６】被検知体の一連動作において、時間と電波センサから得られる検知信号の電圧値の変化を例示するグラフ図である。
【図７】使用者が水栓装置で洗浄行為を行った後などに受水部２の前側に付着した水が電波センサの放射方向を横切る場合の一連動作を示したものである。
【図８】被検知体（受水部の壁面に付着し、受水部内の下部に向かって伝う水など）と到達地点の距離に対する速度または周波数の変化を例示するグラフ図である。
【図９】受水部を伝う水の一連動作において、電波センサの検知信号から直流成分が含まれるフィルタを通過させた検知信号の時間と電圧値の変化を例示するグラフ図である。
【図１０】吐水させる被検知体の動作（電波センサに対して略平行となる動作）によって、電波センサから得られる検知信号を時間と電圧値で表したグラフ図である。
【図１１】受水部を伝う水の動作（電波センサに対して略直交となる動作）によって、電波センサから得られる検知信号を時間と電圧値で表したグラフ図である。
【図１２】制御部の判定部における判定の手順を例示するためのフローチャートである。
【図１３】受水部を伝う水の一連動作において、電波センサの検知信号から直流成分が含まれないフィルタを通過させた検知信号の時間と電圧値の変化を例示するグラフ図である。
【図１４】受水部を伝う水の動作によって、電波センサから得られる検知信号を時間と電圧値で表したグラフ図である。
【図１５】制御部の判定部における判定の手順を例示するためのフローチャートである。
【図１６】本発明の水栓装置をキッチン水栓装置で構成した第２の実施例の概観図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ２１  吐水部
２  ２２  受水部
３  ２３  電波センサ
４  ２４  バルブ部
５  ２５  制御部
１０  水栓装置
３０  キッチン水栓装置
３１  料理作業台
１００  １０１  吐水口
１１２  アンテナ
１１４  送信部
１１６  受信部
１１８  ミキサ部
２１０  フィルタ部
２３０  判定部
２４０  バルブ制御部
【図１】
2010163743.tif 000003
【図２】
2010163743.tif 000004
【図３】
2010163743.tif 000005
【図４】
2010163743.tif 000006
【図５】
2010163743.tif 000007
【図６】
2010163743.tif 000008
【図７】
2010163743.tif 000009
【図８】
2010163743.tif 000010
【図９】
2010163743.tif 000011
【図１０】
2010163743.tif 000012
【図１１】
2010163743.tif 000013
【図１２】
2010163743.tif 000014
【図１３】
2010163743.tif 000015
【図１４】
2010163743.tif 000016
【図１５】
2010163743.tif 000017
【図１６】
2010163743.tif 000018