(57)【要約】【課題】投光部１９の光出射角度θを容易に調整する。【解決手段】自動水栓装置のスイッチ２３をオンすると、マイクロコンピュータ６０は、トランジスタＴＲ１を制御して、スイッチ２３をオフしている場合に比べて発光素子１６に流れる平均電流を大きくする。このため、ユーザは発光素子１６から発光される光の照射スポットを視認できるようになる。この状態で、投光部１９の光出射角度θを調整することができるので、投光部１９の光出射角度θの調整が容易になる。【選択図】図８
2010053629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水口に向けて水を流す給水管を開閉する弁（１２）と、
光を出射する発光素子（１６）と、
前記発光素子（１６）に電流を流して前記発光素子（１６）から前記光を出射させる第１の光出射制御手段と、
前記発光素子（１６）の出射光の検知対象物による反射光を受光する受光素子（１７）と、
前記受光素子（１７）により反射光を受光したか否かを判定することにより、前記吐水口の周辺に検知対象物が存在するか否かを判定する受光判定手段（Ｓ１４０）と、
前記吐水口の周辺に検知対象物が存在すると前記受光判定手段が判定したときには、前記弁（１２）を開弁して前記給水管からの水を前記吐水口から吐出させ、前記吐水口の周辺に検知対象物が存在しないと前記受光判定手段が判定したときには、前記弁（１２）を閉弁して前記吐水口からの水を吐出させることを停止する弁制御手段（Ｓ１６０、Ｓ１８０）と、を備える自動水栓装置であって、
前記発光素子（１６）は、前記光として可視光を出射するものであり、
前記発光素子（１６）から出射される光の照射スポットを人に視認させるために、前記第１光出射制御手段が前記発光素子（１６）に流す平均電流より大きな平均電流を前記発光素子（１６）に流す第２の光出射制御手段を備えることを特徴とする自動水栓装置。
【請求項２】
前記第１、第２の光出射制御手段は、それぞれ、電源から出力される出力電圧を前記発光素子（１６）に間欠的に印加して、前記発光素子（１６）に電流を流すものであり、
前記第２の光出射制御手段は、前記第１の光出射制御手段に比べて前記発光素子（１６）における電圧印加停止時間に対する電圧印加時間の比率を大きくすることにより、前記第１光出射制御手段に比べて大きな平均電流を前記発光素子（１６）に流すようになっていることを特徴とする請求項１に記載の自動水栓装置。
【請求項３】
電源とグランドとの間で前記発光素子（１６）と直列に接続されて、前記発光素子（１６）とともに第１の点灯回路（９０ａ）を構成する第１の抵抗素子（Ｒ３）と、
前記電源と前記グランドとの間で前記発光素子（１６）と直列に接続されて、前記第１の抵抗素子（Ｒ３）より小さな抵抗値を有して、かつ前記発光素子（１６）とともに第２の点灯回路（９０ｂ）を構成する第２の抵抗素子（Ｒ５）と、を備え、
前記第１の光出射制御手段は、前記電源から前記第１の点灯回路（９０ａ）に電流を流して前記発光素子から前記光を出射させるものであり、
前記第２の光出射制御手段は、前記電源から前記第２の点灯回路（９０ｂ）に電流を流して前記発光素子から前記光を出射させるものであり、
前記第２の光出射制御手段は、前記第１光出射制御手段に比べて、大きな平均電流を前記発光素子（１６）に流すようになっていることを特徴とする請求項１に記載の自動水栓装置。
【請求項４】
前記吐水口を構成する水栓ケース（２１）と、
前記第１、第２の光出射制御手段、前記受光判定手段、および前記弁制御手段をそれぞれ実行する制御装置（１５）と、
を備えることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１つに記載の自動水栓装置。
【請求項５】
ユーザにより操作されて、前記第２の光出射制御手段を開始させるためのスイッチ（２３）を備えることを特徴とする請求項４に記載の自動水栓装置。
【請求項６】
前記発光素子（１６）および前記受光素子（１７）は、前記制御装置（１５）に配置されており、
前記水栓ケース（２１）には、光を出射する投光部（１９）と、前記検知対象物から反射される反射光を受光する受光部（２０）とが配置されており、
前記発光素子（１６）から出射される出射光を前記水栓ケース（２１）の前記投光部（１９）に導く第１の光ファイバ（１８ａ）と、
前記水栓ケース（２１）の前記受光部（２０）で受光された前記反射光を前記受光素子（１７）に導く第２の光ファイバ（１８ｂ）と、
を備えることを特徴とする請求項４または５に記載の自動水栓装置。
【請求項７】
前記投光部（１９）を支える第１支持部（８０ａ）と、
前記受光部（２０）を支える第２支持部（８０ｂ）と、を備え、
前記第１、第２支持部は、互いに独立して回転するように前記水栓ケース（２１）に支持されており、
前記第１支持部（８０ａ）の回転により前記投光部（１９）の光出射角度が調整されるようになっており、
前記第２支持部（８０ｂ）の回転により前記受光部（２０）の受光角度が調整されるようになっていることを特徴とする請求項６に記載の自動水栓装置。
【請求項８】
前記投光部（１９）と前記受光部（２０）とを支えるとともに、前記水栓ケース（２１）に回転自在に支えられている支持部（８０）を備え、
前記支持部（８０）の回転により、前記投光部（１９）の光出射角度と前記受光部（２０）の受光角度との間の相対角度を一定にした状態で、前記投光部（１９）の光出射角度と前記受光部（２０）の受光角度とが調整されるようになっていることを特徴とする請求項６に記載の自動水栓装置。
【請求項９】
前記水栓ケース（２１）は、筒状に形成されて、その軸線が取り付け対象部材の貫通穴を貫通するように設けられており、
前記水栓ケース（２１）の軸線方向のうち前記取り付け対象部材に対して一方側には、前記投光部（１９）と前記受光部（２０）とが配置されており、
前記水栓ケース（２１）の軸線方向のうち前記取り付け対象部材に対して他方側には、雄ねじが設けられており、
前記雄ねじにナット（２１ｄ）が締結されることにより、前記水栓ケース（２１）が前記取り付け対象部材に固定されるものであり、
前記水栓ケース（２１）は、その軸線を中心として回転することにより、前記投光部（１９）の光出射角度が調整されるようになっていることを特徴とする請求項６に記載の自動水栓装置。
【請求項１０】
前記吐水口の周辺の明度を検出する明度センサを備え、
前記第２の光出射制御手段は、前記明度センサにより検出される明度が小さい場合ほど、前記発光素子（１６）に流す平均電流を小さくし、前記明度センサにより検出される明度が大きい場合ほど、前記発光素子（１６）に流す平均電流を大きくすることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の自動水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐水口の周辺の検知対象物を検出すると自動的に吐水する自動水栓装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動水栓装置において、吐水口を備える水栓ケースと、水栓ケースに設けられて赤外光を出射する発光ダイオードと、水栓ケースに設けられるフォトダイオードと、吐水口に水道水を流す水配管を開閉する弁と、弁を制御する制御装置とを備えるものがある。
【０００３】
このものにおいて、発光ダイオードの出射された赤外光がユーザの手などの検知対象物に反射されて、この反射光がフォトダイオードで受光されると、制御装置は、吐水口の周辺に検知対象物が存在すると判定して、弁を開弁して吐水口から吐水させる。
【０００４】
また、反射光がフォトダイオードで受光されなくなると、制御装置は、吐水口の周辺に検知対象物が存在しないと判定して、弁を閉弁して吐水口の吐水を停止する。
【特許文献１】特開２００２−２６６３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の自動水栓装置において、水栓ケースを洗面ボールの上側に取り付けた場合に、洗面ボールの排水口金具に発光ダイオードおよびフォトダイオードが向かうことが多い。
【０００６】
一般的に、排水口金具は金属製で光反射率が高い。このため、発光ダイオードから出射された赤外光が排水口金具により反射されてこの反射光がフォトダイオードで受光される場合がある。したがって、制御装置は、吐水口の周辺に検知対象物が存在していないにもかかわらず、弁を開弁して吐水口から吐水させる場合がある。
【０００７】
ここで、発光ダイオードから出射される赤外光は、人によって視認することができないので、排水口金具に赤外光が当たっているか否かを直接確認することができない。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、人にとって、発光素子から出射される光の照射スポットを確認できるようにした自動水栓装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、前記吐水口の周辺に検知対象物が存在すると前記受光判定手段が判定したときには、前記弁（１２）を開弁して前記給水管からの水を前記吐水口から吐出させ、前記吐水口の周辺に検知対象物が存在しないと前記受光判定手段が判定したときには、前記弁（１２）を閉弁して前記吐水口からの水を吐出させることを停止する弁制御手段（Ｓ１６０、Ｓ１８０）と、を備える自動水栓装置であって、
前記発光素子（１６）は、前記光として可視光を出射するものであり、
前記発光素子（１６）から出射される光の照射スポットを人に視認させるために、前記第１光出射制御手段が前記発光素子（１６）に流す平均電流より大きな平均電流を前記発光素子（１６）に流す第２の光出射制御手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、第２の光出射制御手段が発光素子に電流を流す場合には、第１の光出射制御手段が発光素子に電流を流す場合に比べて、発光素子から出射される光量を増やすことができる。
【００１１】
したがって、第２の光出射制御手段が発光素子に電流を流す場合には、人にとって、発光素子から出射される光の照射スポットを視認できるようになる。このため、発光素子の出射光が検知対象物以外の反射物に照射された場合には、発光素子から出射される光の照射スポットが当該反射物から外れるように調整することが容易になる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、前記第１、第２の光出射制御手段は、それぞれ、電源から出力される出力電圧を前記発光素子（１６）に間欠的に印加して、前記発光素子（１６）に電流を流すものであり、
前記第２の光出射制御手段は、前記第１の光出射制御手段に比べて前記発光素子（１６）における電圧印加停止時間に対する電圧印加時間の比率を大きくすることにより、前記第１光出射制御手段に比べて大きな平均電流を前記発光素子（１６）に流すようになっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明では、電源とグランドとの間で前記発光素子（１６）と直列に接続されて、前記発光素子（１６）とともに第１の点灯回路（９０ａ）を構成する第１の抵抗素子（Ｒ３）と、
前記電源と前記グランドとの間で前記発光素子（１６）と直列に接続されて、前記第１の抵抗素子（Ｒ３）より小さな抵抗値を有して、かつ前記発光素子（１６）とともに第２の点灯回路（９０ｂ）を構成する第２の抵抗素子（Ｒ５）と、を備え、
前記第１の光出射制御手段は、前記電源から前記第１の点灯回路（９０ａ）に電流を流して前記発光素子から前記光を出射させるものであり、
前記第２の光出射制御手段は、前記電源から前記第２の点灯回路（９０ｂ）に電流を流して前記発光素子から前記光を出射させるものであり、
前記第２の光出射制御手段は、前記第１光出射制御手段に比べて、大きな平均電流を前記発光素子（１６）に流すようになっていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明では、前記吐水口を構成する水栓ケース（２１）と、
前記第１、第２の光出射制御手段、前記受光判定手段、および前記弁制御手段をそれぞれ実行する制御装置（１５）と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明では、ユーザにより操作されて、前記第２の光出射制御手段を開始させるためのスイッチ（２３）を備え、
ることを特徴とする。
【００１６】
これにより、ユーザは必要なときに照射スポットが視認できるようになり、不要なときは視認できなくすることができる。
【００１７】
請求項６に係る発明では、前記発光素子（１６）および前記受光素子（１７）は、前記制御装置（１５）に配置されており、
前記水栓ケース（２１）には、光を出射する投光部（１９）と、前記検知対象物から反射される反射光を受光する受光部（２０）とが配置されており、
前記発光素子（１６）から出射される出射光を前記水栓ケース（２１）の前記投光部（１９）に導く第１の光ファイバ（１８ａ）と、
前記水栓ケース（２１）の前記受光部（２０）で受光された前記反射光を前記受光素子（１７）に導く第２の光ファイバ（１８ｂ）と、を備えることを特徴とする。これにより、水栓ケース（２１）の大きさを小さくすることができる。
【００１８】
請求項７に係る発明では、前記投光部（１９）を支える第１支持部（８０ａ）と、
前記受光部（２０）を支える第２支持部（８０ｂ）と、を備え、
前記第１、第２支持部は、互いに独立して回転するように前記水栓ケース（２１）に支持されており、
前記第１支持部（８０ａ）の回転により前記投光部（１９）の光出射角度が調整されるようになっており、
前記第２支持部（８０ｂ）の回転により前記受光部（２０）の受光角度が調整されるようになっていることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に係る発明では、前記投光部（１９）と前記受光部（２０）とを支えるとともに、前記水栓ケース（２１）に回転自在に支えられている支持部（８０）を備え、
前記支持部（８０）の回転により、前記投光部（１９）の光出射角度と前記受光部（２０）の受光角度との間の相対角度を一定にした状態で、前記投光部（１９）の光出射角度と前記受光部（２０）の受光角度とが調整されるようになっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９に係る発明では、前記水栓ケース（２１）は、筒状に形成されて、その軸線が取り付け対象部材の貫通穴を貫通するように設けられており、
前記水栓ケース（２１）の軸線方向のうち前記取り付け対象部材に対して一方側には、前記投光部（１９）と前記受光部（２０）が配置されており、
前記水栓ケース（２１）の軸線方向のうち前記取り付け対象部材に対して他方側には、雄ねじが設けられており、
前記雄ねじにナット（２１ｄ）が締結されることにより、前記水栓ケース（２１）が前記取り付け対象部材に固定されるものであり、
前記水栓ケース（２１）は、その軸線を中心として回転することにより、前記投光部（１９）の光出射角度が調整されるようになっていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に係る発明では、前記吐水口の周辺の明度を検出する明度センサを備え、
前記第２の光出射制御手段は、前記明度センサにより検出される明度が小さい場合ほど、前記発光素子（１６）に流す平均電流を小さくし、前記明度センサにより検出される明度が大きい場合ほど、前記発光素子（１６）に流す平均電流を大きくすることを特徴とする。
【００２２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
図１、図２に本発明に係る自動水栓装置の第１実施形態の概略構成を示す。
【００２４】
自動水栓装置は、本体ケーシング１０を備えている。本体ケーシング１０には、給水管１１が貫通している。給水管１１の入口側には水道管が接続されている。給水管１１の出口側には給水ホース１４を介して水栓ケース２１の吐出口に接続されている。
【００２５】
本体ケーシング１０内には、電磁弁１２が配置されている。電磁弁１２は、給水管１１の入口側と出口側との間を開閉する弁体である。
【００２６】
本体ケーシング１０内には、発電機１３が配置されている。発電機１３は給水管１１に対して直列的に配置されている。発電機１３は、電磁弁１２に対して給水管１１内の水流れに対して下流側に配置されている。発電機１３は、内蔵する水車を給水管１１内の水流により回転させて発電する。
【００２７】
本実施形態の発電機１３は、水車の回転軸に結合されているロータとしての磁石と、この磁石に対して回転軸の径方向外周側に配置されるステータコイルとを備え、磁石の回転によりステータコイルに誘導起電力を発生させる。
【００２８】
本体ケーシング１０内には、制御装置１５が配置されている。制御装置１５には、後述するように、検出対象物の検知に用いられる発光素子１６、および受光素子１７などが設けられている。制御装置１５の構成の詳細は後述する。
【００２９】
自動水栓装置は、水栓ケース２１を備える。水栓ケース２１は、略筒状に形成されている。水栓ケース２１は、その軸線が洗面所等の壁３０の貫通穴３０ａに貫通するように設けられている。貫通穴３０ａは、壁３０により仕切られる２つの空間のうち一方の空間側から他方の空間側に貫通されている。
【００３０】
具体的には、水栓ケース２１は、水栓ケース本体２１ａおよび台座２１ｂとから構成されている。台座２１ｂは、略筒状に形成され、台座基部２１ｃからパイプ部２１ｅが突出するように形成されている。
【００３１】
ここで、台座基部２１ｃは、前記一方の空間側に配置されている。パイプ部２１ｅは、台座基部２１ｃから壁３０の貫通穴３０ａに貫通して他方の空間側に延出している。パイプ部２１ｅのうち他方の空間側には雄ねじ２１ｆが設けられている。雄ねじ２１ｆにナット２１ｄが締結されることにより、台座２１ｂが壁３０に固定される。
【００３２】
台座基部２１ｃは、水栓ケース本体２１ａを支持している。水栓ケース本体２１ａは、略筒状に形成されている。水栓ケース本体２１ａの先端側には、投光部１９、受光部２０、吐水口２２が設けられている。
【００３３】
吐水口２２は、給水管１１から給水ホース１４を通して流入する水を吐出する出水口である。給水ホース１４は、本体ケーシング１０側から水栓ケース２１の中空部内を通って吐水口２２に向けて延びるように配設されている。
【００３４】
投光部１９は、投光用光ファイバ１８ａを通して導かれた発光素子１６の出射光を下側に照射する。投光用光ファイバ１８ａは、制御装置１５側の発光素子１６と投光部１９との間に配設されている。
【００３５】
受光部２０は、発光素子１６の出射光の検知対象物に対する反射光を受光する。
受光部２０と制御装置１５側の受光素子１７との間には、受光部２０で受光された反射光を制御装置１５側の受光素子１７に導くための受光用光ファイバ１８ｂが配設されている。受光用光ファイバ１８ｂは、受光部２０と受光素子１７の間に配設されている。
【００３６】
光ファイバ１８ａ、１８ｂは、給水ホース１４とともに、水栓ケース２１の中空部内を通るように配設されている。本実施形態の光ファイバ１８ａ、１８ｂは、プラスチック製の光ファイバが用いられる。理由は安価である上、小径の曲げにも耐えるため小形の水栓ケースへの収納に自由度が持たせられるからである。
【００３７】
次に、本実施形態の投光部１９および受光部２０の詳細について説明する。
【００３８】
図２は図１中Ａ−Ａ断面図、図３は水栓ケース本体２１ａの先端側の内部を示す破断図である。
【００３９】
投光部１９および受光部２０は、図２および図３に示すように、水栓ケース本体２１ａの先端側に配置されている。投光部１９および受光部２０は、水栓ケース本体２１ａを構成する分割ケース２１０ａ、２１０ｂ（図２参照）の間に配置されている。分割ケース２１０ａ、２１０ｂは、水平方向に組み合わせて水栓ケース本体２１ａを構成している。投光部１９と受光部２０とは、支持部８０により支えられている。
【００４０】
支持部８０は、投光部１９と受光部２０との間に配置されている。支持部８０は、分割ケース２１０ａの内表面から突出する突起部２２０（図２参照）に対してネジ８１（図３参照）により締結されている。したがって、投光部１９と受光部２０とはネジ８１を支点として図３中矢印Ａの如く回転することになる。
【００４１】
このことにより、投光部１９の光出射角度θと受光部２０の受光角度βとの間の相対角度を一定にした状態で、投光部１９の光出射角度θを調整することができる。
【００４２】
図４に投光部１９の構造の詳細を示す。
【００４３】
投光部１９は、ホルダ４０、およびレンズ４１を備えている。ホルダ４０は、中空部を有する筒状に形成されている。レンズ４１は、略円柱状に形成されている。レンズ４１は、ホルダ４０の一端側に配置され、かつ中空部に嵌め込まれている。レンズ４１の先端部は、ホルダ４０の中空部から露出している。
【００４４】
レンズ４１は、出射光の放射角を投光用光ファイバ１８ａよりも絞ることを目的としている。レンズ４１としては、その放射角が５°〜２０°のものが用いられる。なお、一般的に光ファイバの放射角は、６０°である。
【００４５】
ホルダ４０の中空部には、投光用光ファイバ１８ａの一端側が入っている。投光用光ファイバ１８ａの一端側は、レンズ４１の基部側のＯリング（オーリング）４５の穴部に嵌め込まれている。投光用光ファイバ１８ａは、接着剤４３によりホルダ４０の内周面に接着されている。投光用光ファイバ１８ａの一端側は、被覆部４７が剥がれてファイバ本体４６がホルダ４０の中空部内に露出している。投光用光ファイバ１８ａは、光を伝搬する樹脂製のファイバ本体４６とファイバ本体４６を被覆する被覆部４７とから構成されている。
【００４６】
図５に受光部２０の構造の詳細を示す。
【００４７】
受光部２０は、ホルダ５０を備えている。ホルダ５０は、中空部を有する筒状に形成されている。ホルダ５０の中空部内には、受光用光ファイバ１８ｂの一端側が入っている。受光用光ファイバ１８ｂの一端側は、被覆部４９が剥がれてファイバ本体４８がホルダ５０の中空部内に露出している。受光用光ファイバ１８ｂは、接着剤４３によりホルダ５０の内周面に接着されている。受光用光ファイバ１８ｂは、光を伝搬する樹脂製のファイバ本体４８とファイバ本体４８を被覆する被覆部４９とから構成されている。
【００４８】
次に、本実施形態の制御装置１５の電気的構成について図６、図７を参照して説明する。図６は制御装置１５の電気的構成を示すブロック図である。
【００４９】
制御装置１５は、発光素子１６および受光素子１７以外に、マイクロコンピュータ６０、駆動回路６１、増幅器（図６中ＡＭＰと記す）６２、アナログ−デジタル変換回路（図６中Ａ／Ｄと記す）６３、駆動回路６４、整流器６５、および蓄電池６６を備えている。
【００５０】
駆動回路６１は、図７に示すように、トランジスタＴｒ１、抵抗素子Ｒ１、Ｒ２を備える。
【００５１】
トランジスタＴｒ１は、蓄電池６６のプラス電極と発光素子１６との間に接続されている。発光素子１６は、可視光を投光用光ファイバ１８ａに向けて出射する発光ダイオードである。発光素子１６は、後述するように、検知対象物への照射用の光源として用いられている。発光素子１６の出射光の波長は、６００ｎｍ〜７００ｎｍである。
【００５２】
ここで、波長６００ｎｍｎｍ〜７００ｎｍ付近の波長の光を用いるのは発光ダイオードの発光効率が良いことと、後述する受光素子に用いるフォトダイオードの感度が高いこと、およびプラスチック製の光ファイバに対する透過率が良いためである。
【００５３】
抵抗素子Ｒ２は、トランジスタＴｒ１のコレクタ端子とグランドとの間であって、発光素子１６に対して直列に接続されている。抵抗素子Ｒ１は、トランジスタＴｒ１のベース端子とマイクロコンピュータ６０の出力ポートとの間に接続されている。
【００５４】
図６の受光素子１７は、フォトダイオード等から構成され、受光用光ファイバ１８ｂにより導かれる光を受光して受光信号を出力する。受光素子１７としてはその波長が６５０ｎｍ付近に高い感度を持つものが用いられている。これにより、受光素子１７の波長感度特性と、発光素子１６の出射光波長特性との間のマッチングをとることができる。
【００５５】
増幅器６２は、受光素子１７から出力される受光信号を電圧増幅する。アナログ−デジタル変換回路６３は、増幅器６２の出力信号をアナログ−デジタル変換する。駆動回路６４は、マイクロコンピュータ６０の出力信号に応じて、電磁弁１２を開閉する。
【００５６】
整流器６５は、発電機１３から出力される交流電圧を整流して直流電圧を出力する。蓄電池６６は、二次電池からなるものであって、整流器６５を通して発電機１３から出力される電力を蓄える。蓄電池６６は、マイクロコンピュータ６０、発光素子１６、駆動回路６１、６４、増幅器６２、およびアナログ−デジタル変換回路６３等の全ての電気回路に電力を供給する。
【００５７】
マイクロコンピュータ６０は、後述するように、発光素子１６から出力される可視光を用いて検知対象物を検出して自動的に吐水させる自動吐水処理と、発光素子１６から出力される可視光の照射スポットをユーザに確認させるための照射スポット確認処理を実行する。
【００５８】
スイッチ２３は、水栓ケース２１および制御装置１５のうち制御装置１５側に配置されている。スイッチ２３は、照射スポット確認処理を開始させるためのスイッチである。
【００５９】
次に、本実施形態の制御装置１５の作動について図８を参照して説明する。図８は、制御装置１５の制御処理を示すフローチャートである。
【００６０】
制御装置１５は、図８のフローチャートにしたがって、コンピュータプログラムを実行する。なお、図８中に発光素子１６をＬＥＤと記す。
【００６１】
まず、ステップＳ１００において、スイッチ２３がオンしているか否かを判定する。
【００６２】
スイッチ２３がオンしているときにはＹＥＳと判定して、ステップＳ１１０に移行して期間Ｔ１（具体的には、１００μｓｅｃ）待機する。次のステップＳ１２０に移行してローレベル信号をトランジスタＴｒ１に出力する。
【００６３】
したがって、トランジスタＴｒ１がオンする。このため、発光素子１６には、蓄電池６６の出力電圧が与えられる。これに伴い、発光素子１６には蓄電池６６から抵抗素子Ｒ２を通して電流が流れる。これにより、発光素子１６は可視光を出力する。
【００６４】
その後、ステップ１３０で、ローレベル信号をトランジスタＴｒ１に出力した状態で期間Ｔ２（具体的には、１μｓｅｃ）待機する。すなわち、期間Ｔ２の間に亘り継続してトランジスタＴｒ１にローレベル信号を出力する。
【００６５】
これにより、トランジスタＴｒ１が期間Ｔ２の間に亘ってオンする。このため、発光素子１６には、期間Ｔ２の間に亘って、蓄電池６６の出力電圧が与えられることになる。このため、発光素子１６は、期間Ｔ２の間に亘り継続して可視光を出力することになる。すなわち、発光素子１６は、期間Ｔ２の間に亘り発光することになる。
【００６６】
このように発光素子１６から出射された可視光は、投光用光ファイバ１８ａにより投光部１９に導かれる。これに伴い、投光部１９から出射される。
【００６７】
ここで、吐水口２２の周辺にユーザの手などの検知対象物が存在する場合には、検知対象物により投光部１９の出射光が反射されてその反射光が受光部２０に受光される。
【００６８】
すると、この受光された光が受光部２０から受光用光ファイバ１８ｂを通して受光素子１７に導かれる。すると、受光素子１７から受光信号が出力される。この受光信号は増幅器６２により電圧増幅される。この電圧増幅された受光信号は、アナログ−デジタル変換回路６３によりデジタル信号に変換される。
【００６９】
その後、ステップＳ１４０において、投光部１９の出射光の検知対象物に対する反射光を受光素子１７が受光したか否かを判定することにより、吐水口２２の周辺に検知対象物が存在する否かを判定する。
【００７０】
具体的には、アナログ−デジタル変換回路６３の出力信号に基づいて増幅器６２の出力信号のレベルが所定値以上であるか否かを判定する。すなわち、受光素子１７からの受光信号レベルが閾値以上であるか否かを判定することになる。
【００７１】
そして、増幅器６２の出力信号のレベルが所定値以上であるときには、反射光を受光素子１７が受光したとしてＹｅｓと判定する。すなわち、吐水口２２の周辺にユーザの手などの検知対象物が存在すると判定することになる。
【００７２】
これに伴い、ステップＳ１５０に移行して、ハイレベル信号をトランジスタＴｒ１に出力する。これにより、トランジスタＴｒ１がオフする。このため、発光素子１６に対する蓄電池６６の出力電圧の印加が停止される。よって、発光素子１６には、蓄電池６６から電流が流れなくなる。これに伴い、発光素子１６から可視光が出力されることが停止される。
【００７３】
その後、ステップＳ１６０に進んで、駆動回路６４を制御して電磁弁１２を開く。このため、水道管からの水道水が給水管１１を経て給水ホース１４を通して水栓ケース２１の吐出口２２に向かって流れて、この流れた水道水が吐出口２２から吐水される。
【００７４】
このとき、発電機１３は、給水管１１内の水流れにより電圧を発生する。この電圧は整流器６５を通して蓄電池６６に出力される。このため、蓄電池６６には発電機１３により発生された電力が蓄えられる。
【００７５】
一方、吐水口２２の周辺にユーザの手などの検知対象物が存在しなくなると、検知対象物による投光部１９の出射光が反射されなくなる。このため、光が受光部２０に受光されなくなり、受光素子１７に光が導かれなくなる。よって、受光素子１７の受光信号のレベルが低下する。これに伴い、増幅器６２の出力信号のレベルが所定値未満になる。
【００７６】
このため、ステップＳ１４０では、アナログ−デジタル変換回路６３の出力信号に基づいて、反射光を受光素子１７が受光していないとして、ＮＯと判定する。
【００７７】
これに伴い、ステップＳ１７０に移行して、ハイレベル信号をトランジスタＴｒ１に出力する。これにより、トランジスタＴｒ１がオフする。このため、発光素子１６に対する蓄電池６６の出力電圧の印加が停止される。よって、発光素子１６には、蓄電池６６から電流が流れなくなる。これに伴い、発光素子１６から可視光が出力されることが停止される。すなわち、発光素子１６は消灯することになる。
【００７８】
その後、ステップＳ１８０に進んで、駆動回路６４を制御して電磁弁１２を閉じる。このため、水道管からの水道水が給水管１１および給水ホース１４に流れなくなる。したがって、水道水が吐出口２２から吐水されなくなる。
【００７９】
このようにトランジスタＴｒ１にハイレベル信号を出力して、かつ受光素子１７による受光の有無に応じて電磁弁１２を開弁、或いは閉弁した後、ステップＳ１００に戻る。
【００８０】
ここで、スイッチ２３がオンしているときにはＹＥＳと判定して、ステップＳ１１０に移行して期間Ｔ１（具体的には、１００μｓｅｃ）待機する。このため、
期間Ｔ１に亘って、トランジスタＴｒ１にハイレベル信号を出力することになる。
これに伴い、期間Ｔ１に亘って、トランジスタＴｒ１がオフする。
【００８１】
このため、発光素子１６には、蓄電池６６から電流が流れなくなる。これに伴い、期間Ｔ１に亘って、発光素子１６から可視光が出力されることが停止される。すなわち、発光素子１６は、期間Ｔ１に亘って消灯することになる。
【００８２】
以上により、スイッチ２３がオンしている場合には、期間Ｔ１に亘って発光素子１６が消灯することと、期間Ｔ２に亘って発光素子１６が発光することを、交互に繰り返すことになる。
【００８３】
一方、スイッチ２３がオフしているときにはＮＯと判定して、ステップＳ２００に移行して期間Ｔ３（具体的には、０．２５μｓｅｃ）待機する。このため、
期間Ｔ３に亘って、トランジスタＴｒ１にハイレベル信号を出力する。これに伴い、期間Ｔ３に亘って、トランジスタＴｒ１がオフする。このため、発光素子１６には、蓄電池６６から電流が流れなくなる。これに伴い、期間Ｔ３に亘って、発光素子１６から可視光が出力されることが停止される。すなわち、期間Ｔ３に亘って、発光素子１６が消灯することになる。
【００８４】
その後、ステップＳ１２０、Ｓ１３０に進むと、上述の如く、発光素子１６は、期間Ｔ２の間に亘り継続して可視光を出力することになる。すなわち、発光素子１６は、期間Ｔ２（具体的には、１μｓｅｃ）の間に亘り発光することになる。
【００８５】
その後、ステップＳ１４０の処理を終了した後、ステップＳ１５０、Ｓ１６０（或いは、ステップＳ１７０、Ｓ１８０）を経て、ステップＳ１００に戻る。
【００８６】
したがって、ステップＳ１００、Ｓ１１０（或いは、Ｓ２００）、Ｓ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０、Ｓ１５０（或いは、Ｓ１７０）、Ｓ１６０（或いは、Ｓ１８０）を繰り返すことになる。
【００８７】
以上により、スイッチ２３がオフしている場合には、期間Ｔ３に亘って発光素子１６が消灯することと、期間Ｔ２に亘って発光素子１６が発光することを、交互に繰り返すことになる。
【００８８】
次に、本実施形態の制御装置１５の具体的な作動について図９を参照して説明する。
【００８９】
図９（ａ）はスイッチ２３のオン／オフを示すタイミングチャート、図９（ｂ）は発光素子１６の作動（発光／消灯）を示すタイミングチャート、図９（ｃ）は受光素子１７の受光信号のレベルを示すタイミングチャート、図９（ｄ）は電磁弁１２の作動（開弁／閉弁）を示すタイミングチャート、図９（ｅ）は受光素子１７の受光信号のレベルを示すタイミングチャート、図９（ｆ）は電磁弁１２の作動（開弁／閉弁）を示すタイミングチャートである。
【００９０】
まず、スイッチ２３がオフ（図９（ａ）中ＯＦＦと記す）しているときには、発光素子１６の電圧印加停止期間Ｔｏｆｆに対する電圧印加期間Ｔｏｎの比率Ｈ（＝Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆ）が期間Ｔ２／期間Ｔ３になる。ここで、期間Ｔ２を１μｓｅｃとし、期間Ｔ３を０．２５ｓｅｃとするならば、比率Ｈ（＝Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆ）が４ｐｐｍになる。
【００９１】
電圧印加停止期間Ｔｏｆｆは、発光素子１６に対する蓄電池６６の出力電圧の印加が停止されている期間である。電圧印加期間Ｔｏｎは、発光素子１６に対して蓄電池６６の出力電圧が印加されている期間である。
【００９２】
このように発光素子１６に対して間欠的に蓄電池６６の出力電圧が印加されるので、発光素子１６が発光する期間（以下、発光期間という）と、発光素子１６の発光を停止する期間（以下、停止期間という）との比（発光期間／停止期間）が４ｐｐｍになる。このため、ユーザは発光素子１６から発光される光を視認できない（図９（ｂ）参照）。
【００９３】
一方、スイッチ２３がオン（図９（ａ）中ＯＮと記す）しているときには、発光素子１６の電圧印加停止期間Ｔｏｆｆに対する電圧印加期間Ｔｏｎの比率Ｈ（＝Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆ）が期間Ｔ２／期間Ｔ１になる。ここで、期間Ｔ２を１μｓｅｃとし、期間Ｔ１を１００μｓｅｃとするならば、比率Ｈ（＝Ｔｏｎ／Ｔｏｆｆ）が１％になる。
【００９４】
このように発光素子１６に対して間欠的に蓄電池６６の出力電圧が印加されるので、スイッチ２３をオフしている場合に比べて、発光素子１６に流れる平均電流が大きくなる。これに伴い、発光素子１６の発光期間と停止期間との比（発光期間／停止期間）が１％になる。このため、ユーザは発光素子１６から発光される光を視認できる（図９（ｂ）参照）。
【００９５】
このようにスイッチ２３のオン、オフにより発光素子１６の発光期間と停止期間との比（発光期間／停止期間）が変わる。
【００９６】
ここで、吐水口２２の周辺に検知対象物が存在しない場合には、検知対象物からの反射光が受光部２０をおよび受光用光ファイバ１８ｂを通して受光素子１７に受光されなくなる。このため、受光素子１７から出力される受光信号のレベルは低くなり所定値未満になる（図９（ｃ）参照）。これに伴い、電磁弁１２が閉弁される（図９（ｄ）参照）。
【００９７】
一方、吐水口２２の周辺に検知対象物が存在する場合には、検知対象物からの反射光が受光部２０をおよび受光用光ファイバ１８ｂを通して受光素子１７に受光される。このため、受光素子１７から出力される受光信号のレベルは高くなり所定値以上になる。これに伴い、電磁弁１２が開弁される。
【００９８】
例えば、投光部１９から出射された光が洗面ボールの排水口金具７０（図１０参照）に照射されると、この照射された光が排水口金具７０により反射されることになる。このため、この反射された反射光が受光部２０をおよび受光用光ファイバ１８ｂを通して受光素子１７に受光される。
【００９９】
すなわち、検知対象物を誤検知することになる。この場合、受光素子１７から出力される受光信号のレベルは高くなり所定値以上になる（図９（ｅ）参照）。これに伴い、電磁弁１２が開弁される（図９（ｆ）参照）。このため、吐水口２２から誤って吐水される。
【０１００】
そこで、作業者がスイッチ２３をオンすると、発光素子１６の発光期間と停止期間との比（発光期間／停止期間）が１％になる。このため、作業者が発光素子１６から発光される光の照射スポットを視認できるようになる。すなわち、作業者にとって、発光素子１６から出射される光が何処に照射されたかを視認できるようになる。
【０１０１】
したがって、作業者が投光部１９をネジ８１を支点として回転して、投光部１９の光出射角度θ（図１０参照）を調整して、投光部１９から出射された光の照射スポット７１を洗面ボールの排水口金具７０から外す。すなわち、発光素子１６から出射される光が排水口金具７０に照射されないようにする。
【０１０２】
以上説明した本実施形態によれば、スイッチ２３をオンすると、スイッチ２３をオフしている場合に比べて発光素子１６に流れる平均電流が大きくなる。このため、ユーザは発光素子１６から発光される光の照射スポットを視認できるようになる。この状態で、投光部１９の光出射角度θを調整することができるので、自動水栓装置の製品開発時、自動水栓装置の現場設置時、あるいはメンテナンス時において、投光部１９の光出射角度θの調整が容易になる。
【０１０３】
一方、スイッチ２３をオフしているときには、発光素子１６に流れる平均電流が小さくなる。このため、発光素子１６から発光される光の照射スポットが人にとって視認されなくなるので、一般使用者に対して違和感を与えない。
【０１０４】
本実施形態では、投光部１９と受光部２０が支持部８０により支えられているので、投光部１９を回転すると受光部２０も回転することになる。すなわち、投光部１９の光出射角度θを調整すると、受光部２０の受光角度βが自動的に調整されることになる。したがって、受光部２０の受光角度βを調整する手間を省くことができる。
【０１０５】
また、第１実施形態では、スイッチ２３は、上述の如く、水栓ケース２１および制御装置１５のうち制御装置１５側に配置されている。このため、悪戯でスイッチが操作されることを抑制できる。
【０１０６】
また、第１実施形態において、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１５０、Ｓ１７０が本発明に係る第１の光出射制御手段を構成している。ステップＳ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１５０、Ｓ２００は第２の光出射制御手段を構成している。
【０１０７】
上述の第１実施形態では、投光部１９と受光部２０を支持部８０により支持して、ネジ８１を中心として投光部１９と受光部２０とを一体に回転できるように構成した例を示したが、これに代えて、図１１に示すように、投光部１９と受光部２０とを独立して回転できるように構成してもよい。
【０１０８】
ここで、投光部１９を支持する第１の支持部８０ａと受光部２０を支持する第２の支持部８０ｂとを備え、第１、第２の支持部８０ａ、８０ｂをネジにより、分割ケース２１ａに対して締結する。これにより、投光部１９と受光部２０とを独立して回転できるようになる。このため、投光部１９の光出射角度θと受光部２０の受光角度βとを個別に調整するこができる。
【０１０９】
また、水栓ケース２１を壁３０に取り付けられた状態では、水栓ケース２１をその軸線を中心として回転することにより、投光部１９の光出射角度を調整してもよい。
【０１１０】
上述の第１実施形態では、投光部１９と受光部２０を支持部８０により支持して、ネジ８１を中心として投光部１９と受光部２０とを一体に回転できるように構成した例を示したが、これに代えて、水栓ケース２１をその軸線を中心として回転して投光部１９の光出射角度θを調整してもよい。
【０１１１】
この場合、投光部１９の光出射角度θと受光部２０の受光角度βとの間の相対角度を一定にした状態で投光部１９の光出射角度θを調整できる。
【０１１２】
上述の第１実施形態では、投光部１９と受光部２０とを回転して投光部１９の光出射角度θと受光部２０の受光角度βとを調整した例を示したが、これに代えて、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、投光部１９の光出射角度θと受光部２０の受光角度βとの間の相対角度がそれぞれ異なるように、投光部１９および受光部２０が設定されたもの複数種用意し、投光部１９および受光部２０を取り替えることにより、投光部１９の光出射角度θを調整する。
【０１１３】
さらに、投光部１９の光出射角度θを調節するために、投光部１９の出射光を反射する鏡などの反射部材を用いてもよい。
【０１１４】
この場合、反射部材が水栓ケース２１に対して回転自在に支持されるように構成し、反射部材を回転することにより、反射部材により反射される反射光の出射角度が光出射角度θとして調節される。
【０１１５】
さらに、反射部材に代えてプリズムを用いてもよい。この場合、プリズムが水栓ケース２１に対して回転自在に支持されるように構成し、プリズムを回転することにより、投光部１９からプリズムに入射される入射角度が変わるので、プリズムから出射される光の出射角度が光出射角度θとして調節される。
【０１１６】
上述の第１実施形態において、ステップＳ１００においてスイッチ２３がオンしているとしてＹＥＳと判定した場合において、第２の光出射制御手段として、夜間には昼間に比べて発光素子１６における発光停止時間Ｔｏｆｆに対する発光時間Ｔｏｎの発光時間比率Ｈを下げて、吐水口２０付近の照射光の明るさを下げてもよい。
【０１１７】
ここで、昼、夜の判別は、マイクロコンピュータ１５ａに時計機能を付加し、この時計機能により時刻を判別するようにしてもよい。
【０１１８】
これに代えて、水栓ケース１９の吐水口２０の周辺の明度を検出する明度センサを用いて昼、夜を判別してもよい。すなわち、第２の光出射制御手段として、吐水口２０の周辺の明度が小さい場合ほど発光時間比率Ｈを下げるように発光素子１６を制御する一方、吐水口２０の周辺の明度が大きい場合ほど発光時間比率Ｈを上げるように発光素子１６を制御する。したがって、吐水口２０の周辺の明るさにかかわらず、照射スポットの良好な視認性を確保できる。明度センサとしては、例えば、フォトダイオードなどのフォトセンサを用いることができる。
【０１１９】
上述の第１実施形態では、取り付け対象部材として洗面所等の壁３０を用いた例を示したが、これに代えて、取り付け対象部材として洗面器を用いてもよい。
【０１２０】
（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、発光素子１６の電圧印加停止期間Ｔｏｆｆに対する電圧印加期間Ｔｏｎの比率Ｈを変えることにより、発光素子１６に流れる平均電流を変えるようにした例を示したが、これに代えて、発光素子１６に接続される抵抗素子を切り替えることにより発光素子１６に流れる平均電流を変える第２実施形態を示す。
【０１２１】
本第２実施形態の駆動回路６１の回路構成を図１３に示す。
【０１２２】
駆動回路６１は、トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３、および抵抗素子Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６から構成される。
【０１２３】
発光素子１６は、蓄電池６６のプラス電極とグランドとの間に配置されている。
抵抗素子Ｒ３は、蓄電池６６のプラス電極とグランドとの間で発光素子１６と直列に接続されている。抵抗素子Ｒ３は、発光素子１６とともに第１の点灯回路９０ａを構成する。
【０１２４】
トランジスタＴｒ２は、蓄電池６６のプラス電極と抵抗素子Ｒ３との間に配置されている。抵抗素子Ｒ４は、トランジスタＴｒ２のベース端子とマイクロコンピュータ６０との間に接続されている。
【０１２５】
抵抗素子Ｒ５は、蓄電池６６のプラス電極とグランドとの間で発光素子１６と直列に接続されている。抵抗素子Ｒ５は、発光素子１６とともに第２の点灯回路９０ｂを構成する。トランジスタＴｒ３は、蓄電池６６のプラス電極と抵抗素子Ｒ５との間に配置されている。抵抗素子Ｒ６は、トランジスタＴｒ３のベース端子とマイクロコンピュータ６０との間に接続されている。
【０１２６】
ここで、抵抗素子Ｒ５の抵抗値は、抵抗素子Ｒ３の抵抗値に比べて小さくなっている。
【０１２７】
スイッチ２３がオフしているときには、マイクロコンピュータ６０は、第１光出射制御手段として、トランジスタＴｒ２にローレベル信号を出力し、かつトランジスタＴｒ３にハイレベル信号を出力する。
【０１２８】
トランジスタＴｒ２がオンし、かつトランジスタＴｒ３がオフする。このため、
蓄電池６６のプラス電極からトランジスタＴｒ２を経て抵抗素子Ｒ３を通して発光素子１６に電流が流れる。すなわち、第１の点灯回路９０ａに電流が流れることになる。
【０１２９】
この場合、発光素子１６に流れる平均電流が小さいため、発光素子１６から発光する光量が少ないので、出射光が視認されにくい。
【０１３０】
スイッチ２３がオンしているときには、マイクロコンピュータ６０は、第２の光出射制御手段として、トランジスタＴｒ２にハイレベル信号を出力し、かつトランジスタＴｒ３にローレベル信号を出力する。
【０１３１】
トランジスタＴｒ２がオフし、かつトランジスタＴｒ３がオンする。このため、
蓄電池６６のプラス電極からトランジスタＴｒ３を経て抵抗素子Ｒ５を通して発光素子１６に電流が流れる。すなわち、第２の点灯回路９０ｂに電流が流れることになる。
【０１３２】
この場合、抵抗素子Ｒ５の抵抗値は、上述の如く、抵抗素子Ｒ３の抵抗値に比べて小さくなっている。したがって、スイッチ２３がオンしているときには、スイッチ２３がオフしているときに比べて、発光素子１６に流れる平均電流が大きくなる。このため、発光素子１６から出射される光量も増え、発光素子１６から出射される光の照射スポットが視認されるようになる。
【０１３３】
上述の第１、第２実施形態では、発光素子１６、および受光素子１７などを備える制御装置１５を本体ケーシング１０内に配置した例を示したが、これに代えて、制御装置１５を水栓ケース２１内に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の第１実施形態の自動水栓装置の全体図を示す図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ断面図である。
【図３】水栓ケース本体の先端側の内部を示す破断図である。
【図４】図３の投光部の構成を示す断面図である。
【図５】図３の受光部の構成を示す断面図である。
【図６】図１の制御装置の電気的構成を示す図である。
【図７】図６の駆動回路の電気的構成を示す図である。
【図８】図６のマイクロコンピュータの制御処理を示すフローチャートである。
【図９】図６のスイッチ、発光素子、および電磁弁の作動を示すタイミングチャートである。
【図１０】上記第１実施形態の照射スポットを示す図である。
【図１１】上記第１実施形態の第１の変形例の投光部と受光部とを示す図である。
【図１２】上記第１実施形態の第２の変形例の投光部と受光部とを示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の自動水栓装置の駆動回路の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１０        本体ケーシング
１１        給水管
１２        電磁弁
１３        発電機
１４        給水ホース
１５        制御装置
１６        発光素子
１７        受光素子
１８ａ      投光用光ファイバ
１８ｂ      受光用光ファイバ
１９        投光部
２０        受光部
２１        水栓ケース
２２        吐水口
２３        スイッチ
４０        ホルダ
４１        レンズ
５０        ホルダ
６０        マイクロコンピュータ
６６        蓄電池
１６        発光素子
６１        駆動回路
６２        増幅器
６３        アナログ−デジタル変換回路
６４        駆動回路
６５        整流器
【図１】
2010053629.tif 000003
【図２】
2010053629.tif 000004
【図３】
2010053629.tif 000005
【図４】
2010053629.tif 000006
【図５】
2010053629.tif 000007
【図６】
2010053629.tif 000008
【図７】
2010053629.tif 000009
【図８】
2010053629.tif 000010
【図９】
2010053629.tif 000011
【図１０】
2010053629.tif 000012
【図１１】
2010053629.tif 000013
【図１２】
2010053629.tif 000014
【図１３】
2010053629.tif 000015