(57)【要約】【課題】各現場において簡単に各現場に応じた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吐水部からの吐水を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、被検知体が減速したことを検知すると前記吐水部からの吐水を開始させる第１検知モードと、被検知体が所定の速度以下であることを検知すると前記吐水部からの吐水を開始させる第２検知モードを有し、前記第１検知モードと前記第２検知モードを切り替え可能としたことを特徴とする。【選択図】  図１
2010138582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水部と、
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吐水部からの吐水を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、被検知体が減速したことを検知すると前記吐水部からの吐水を開始させる第１検知モードと、
被検知体が所定の速度以下であることを検知すると前記吐水部からの吐水を開始させる第２検知モードを有し、
前記第１検知モードと前記第２検知モードを切り替え可能とした
ことを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記センサ部から得られる振幅の電圧値が所定の閾値以上か否かによって被検知体の有無を判定するものであって、
前記第１検知モード時には第１の閾値によって披検知体の有無を判定し、
前記第２検知モード時には第２の閾値によって被検知体の有無を判定し、
前記第１の閾値と、前記第２の閾値はそれぞれ異なる値であることを特徴とする
請求項１記載の水栓装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記センサ部からの検知信号に基づいて使用者の特定動作を判定する特定動作判定手段を備え、
前記特定動作判定手段が前記第１検知モードと前記第２検知モードを切替える
ことを特徴とする請求項１乃至２記載の水栓装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１検知モードと前記第２検知モードの切り替え時及び
切り替え確定時から所定時間は吐水部からの吐水を開始させない
ことを特徴とする請求項１乃至３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水を開始させる技術が知られている。例えば、光電センサを吐水口近傍に設置し、吐水部近傍のみを検知エリアにして、吐水部近傍に到達した被検知体からの反射信号を検知して吐水する技術がある（特許文献１を参照）。また、電波センサを受水部や吐水部に設置し、受水部内を広範囲且つ水栓装置周辺までを検知エリアにして、水栓装置に接近した被検知体をドップラー効果を利用して検知し吐水する技術がある（特許文献２を参照）。
【特許文献１】実開昭６１−７５５７０号広報
【特許文献２】特開平９−８０１５０号公報
【０００３】
特許文献１（実開昭６１−７５５７０号広報）に開示された技術によれば、検知エリアを吐水部近傍のみに限定していることから、被検知体が吐水口近傍に到達した後に吐水を開始することができる。
したがって、上記技術によれば、自分が水を出したいタイミングで吐水させることができることから、手洗いだけでなく歯磨きや洗顔行為など、水を使用する行為が多く存在するオフィスやホテル客室、家庭などの手洗い場において、少しだけ水を使いたい場合などにも吐水口近傍に手を到達させれば吐水を開始させることができるため快適に使用できる。
【０００４】
また、特許文献２（特開平９−８０１５０号公報）に開示された技術によれば、検知エリアを受水部内の広範囲や水栓装置周辺までに設定していることから、被検知体が吐水口近傍に到達する前に吐水を開始することができる。
したがって、上記技術によれば、早いタイミングで吐水を開始することができることから、お客様に迅速に対応するために素早く手を洗いたいデパートなどの小規模店舗や、電車に急いで乗りたいために素早く手を洗いたい駅舎の手洗い場などにおいては、素早く短時間で手洗い行為などを済ませることができるため快適に使用可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば、検知エリアを吐水部近傍のみに限定した水栓装置をデパートなどの小規模店舗や駅舎の手洗い場に設置した場合には、使用者は水を早く出したいのに吐水が遅れてしまい不快に感じることがあった。
一方、検知エリアを受水部内の広範囲や水栓装置周辺までに設定した水栓装置をオフィスやホテル客室、家庭に設置した場合には、使用者が水を出したいタイミングよりも早く吐水されると感じる場合があり、驚いたり、無駄な水と感じてしまうことがあった。
このように、各現場の使用状況と吐水するタイミングが一致しない場合があり、使用者が快適に使用できない問題があった。
また、電波センサから放射される電波が被検知体で反射し得られた検知信号の電圧値のみから被検知体を検知しようとした場合、得られる電圧値は被検知体の面積に依存するため、吐水口近傍に接近させる手の向きなどによっては電圧値が変動し、一定の検知エリアが設定できず、吐水が開始されるタイミングが一定とならない問題もあった。
【０００６】
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、検知エリアを切り替えることができ、各現場に応じた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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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吐水部からの吐水を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、被検知体が減速したことを検知すると前記吐水部からの吐水を開始させる第１検知モードと、
被検知体が所定の速度以下であることを検知すると前記吐水部からの吐水を開始させる第２検知モードを有し、
前記第１検知モードと前記第２検知モードを切り替え可能とした
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、
前記制御部は、前記センサ部から得られる振幅の電圧値が所定の閾値以上か否かによって被検知体の有無を判定するものであって、
前記第１検知モード時には第１の閾値によって披検知体の有無を判定し、
前記第２検知モード時には第２の閾値によって被検知体の有無を判定し、
前記第１の閾値と、前記第２の閾値はそれぞれ異なる値である
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、
前記制御部は、前記センサ部からの検知信号に基づいて使用者の特定動作を判定する特定動作判定手段を備え、
前記特定動作判定手段が前記第１検知モードと前記第２検知モードを切替える
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、
前記制御部は、前記第１検知モードと前記第２検知モードの切り替え時及び
切り替え確定時から所定時間は吐水部からの吐水を開始させない
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、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際の減速や略静止の動作に応じて、センサ部から得られる速度や速度変化のアルゴリズム、さらにはセンサ部から得られる振幅の電圧値の閾値を切り替えることで明確に検知エリアを切り替え、各現場に応じた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。
【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。
（第１の実施例）
【００１３】
図１（ａ）に水栓装置の第１の実施例の概観図を示し、図１（ｂ）に図１（ａ）の上視図を示し、図１（ｃ）に図１（ｂ）のＡ視断面図を示す。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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△Ｆ（Ｈｚ）は、下記の式（１）により表すことができる。
△Ｆ＝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△Ｆ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△Ｆ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。
【００１９】
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、この際のフィルタリング周波数は、例えば、０．１〜５Ｈｚ程度とすることができる。
【００２０】
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や静止を意識した状態における僅かな動き（本人は静止しているつもりなのに、実際はユラユラと動いている動き）などをも含んだ状態を言う。
【００２１】
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、センサ部１００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。
【００２２】
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。
【００２３】
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（Ｃ地点）や、被検知体が停止した瞬間及び停止した後の揺らぎにより、ｆＣよりも小さい周波数ｆＤ（Ｄ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。上記のような特徴から、使用者が被検知体を到達地点へ差出して吐水させようとする動作を識別することができるとともに、制御部５にて、バルブ部４をｏｎさせるための、検知信号のアルゴリズムに応じて、吐水を開始させるタイミングを制御できる。このとき、電波センサ３から得られる検知信号の周波数は高い側から徐々に低い側にシフトし、停止する直前で略静止状態となり、低周波数（０〜１０Ｈｚ）程度の検知信号が制御部５に出力される。
【００２５】
次に、制御フローを説明する。
制御部５は被検知体の減速を検知したらバルブ部４をｏｎし、吐水口１００からの吐水を開始させる第１検知モードと、被検知体が所定速度以下になったらバルブ部４をｏｎし、吐水口１００からの吐水を開始させる第２検知モードを備えている。
第１検知モードと第２検知モードについてそれぞれ説明する。
まず、第１検知モードについて説明する。
図６は図５に表した具体例について、周波数帯域毎に検知信号から減速を判断する方法を説明するための模式図である。
制御部５の第１検知モードでは、直流成分を取り除いた高い周波数帯域ｆＢＰＦＨと低い周波数帯域ｆＢＰＦＬのフィルタが設定されている。図４、図５から、被検知体は吐水させる一連動作で減速動作となるため、電波センサ３からは周波数が時間とともに減少する検知信号が得られる。これは、換言すると、時系列的に高い周波数帯域ｆＢＰＦＨから低い周波数帯域ｆＢＰＦＬへ検知信号の振幅の電圧値が順次表れることに対応することとなるため、高い周波数帯域ｆＢＰＦＨにおいてＡ地点付近における検知信号の振幅の電圧値が得られ、続いて、低い周波数帯域ｆＢＰＦＬにおいてＢ地点付近における検知信号の振幅の電圧値が順次得られる。
図７は、図６に表した被検知体の減速動作において、高い周波数帯域ｆＢＰＦＨと低い周波数帯域ｆＢＰＦＬで得られる検知信号の振幅の電圧値の時間変化を例示するグラフ図である。
ここでフィルタは、例えば、検知信号を各周波数帯域に対応するデジタル・フィルタを介してフィルタリングすることにより精度良く検知信号を得ることができる。
ここでは、高い周波数帯域ｆＢＰＦＨには２０〜３０Ｈｚ（図７（ａ））、低い周波数帯域ｆＢＰＦＬには１０〜２０Ｈｚ（図７（ｂ））のそれぞれにおける検知信号の振幅の電圧値を表した。
ここで、高い周波数帯域ｆＢＰＦＨには電圧値の閾値ＶＢＰＦＨ１及びＶＢＰＦＨ２が設定されており、低い周波数帯域ｆＢＰＦＬには電圧値の閾値ＶＢＰＦＬ１及びＶＢＰＦＬ２が設定されている。
まず、高い周波数帯域ｆＢＰＦＨにおいて、得られる検知信号の電圧値ＶｓがＶｓ＞ＶＢＰＦＨ１または、Ｖｓ＜ＶＢＰＦＨ２となり、次に低い周波数帯域ｆＢＰＦＬにおいて、ＶｓがＶｓ＞ＶＢＰＦＬ１または、Ｖｓ＜ＶＢＰＦＬ２となったら減速したと判断し、バルブ部４をｏｎさせることができる。これにより、被検知体が到達地点に到達する前に早いタイミングで吐水を開始させることができる。また、使用者が被検知体を吐水させる以外の動作は到達地点に停止させようとする動作とはならないため減速とはならず、誤検知を防止することができる。
次に、第２検知モードについて説明する。
図８は図５に表した具体例について、周波数帯域毎に検知信号から略静止を判断する方法を説明するための模式図である。
制御部５の第２検知モードでは、直流成分を含む低い周波数帯域ｆＢＰＦＲのフィルタが設定されている。図４、５で説明したように、被検知体は一連動作の最後で略静止状態となるため、被検知体の検知信号の周波数は低い周波数となり、低い周波数帯域ｆＢＰＦＲにおいてＣ地点あるいはＤ地点付近における検知信号の振幅の電圧値を得ることができる。
図９は、図８に表した被検知体の略静止状態において低い周波数帯域ｆＢＰＦＲで得られる検知信号の振幅の電圧値の時間変化を例示するグラフ図である。
ここでは、低い周波数帯域ｆＢＰＦＲには０〜１０Ｈｚにおける検知信号の振幅の電圧値を表した。
ここで、低い周波数帯域ｆＢＰＦＲには電圧値の閾値ＶＢＰＦＲ１及びＶＢＰＦＲ２が設定されている。
低い周波数帯域ｆＢＰＦＲにおいて、得られる検知信号の電圧値ＶｓがＶｓ＞ＶＢＰＦＲ１または、Ｖｓ＜ＶＢＰＦＲ２となったら略静止状態になったと判断し、バルブ部４をｏｎさせることができる。これにより、被検知体が到達地点に停止する直前または停止した瞬間及び停止した後に吐水を開始させることができることから、使用者が吐水させたい時に被検知体を到達地点に持っていくことで吐水を開始させることができるため、使用者が意図したタイミングで吐水させることができる。
以上のように、制御部５において、第１検知モードと第２検知モードのように、設定する周波数や周波数変化のアルゴリズムを適宜設定することにより、被検知体の一連動作の中で検知するタイミングを変化させることができる。言い換えれば、制御部５に予め第１検知モードと第２検知モードのアルゴリズムを設定しておき、切り替え可能としておくことで、検知エリアが自由に設定でき、吐水のタイミングを制御することができる。また、使用者が被検知体を吐水させる以外の動作は到達地点に停止させようとする動きとはならないことから、略静止の動作とならないため、誤検知を防止することができる。
【００２６】
次に、第１検知モードと第２検知モードの切り替え方法について説明する。
ここでは、電波センサ３に対して被検知体が吐水させるための動作とは異なる特定動作をすることによって得られる検知信号を特定動作判別手段で判断したら、第１検知モードと第２検知モードを切り替える。特定動作判別手段による使用者の特定動作の判断方法を幾つか説明する。
まずは、電波センサ３近傍に被検知体をかざしたことを特定動作判別手段で判断し、第１検知モードと第２検知モードを切り替える方法を説明する。
図１０は受水部２の前側２ａに設置された電波センサ３近傍に手などの被検知体をかざしたときの図である。
また、図１１は電波センサ３に手などを所定時間ｔｃかざしたときに電波センサ３から出力される検知信号を示す。
ここでは、被検知体が停止した後の揺らぎを検知できる、直流成分を含む低い周波数帯域のフィルタ０〜５Ｈｚにおける検知信号の振幅の電圧値を表した。制御部５では被検知体を到達地点に差し出す一連動作においては電波センサ３との距離が遠いために現れず、且つ電波センサ３近傍に故意に被検知体をかざしたときには電波センサ３との距離が近いために現れる電圧値Ｖｃｓが閾値として設定されている。したがって、吐水させる被検知体の一連動作で誤検知することがない。
また、制御部５は電圧値Ｖｃｓの閾値が所定時間ｔｃ以上連続して上回らないと特定動作判定手段がバルブ部４をｏｎしないように設定されており、前述した検知信号の直流成分を含んだ低周波成分のフィルタを用いているため、吐水させる以外の動作（受水部２の拭き掃除など）で被検知体が瞬間的に且つ速い動きで電波センサ３の近傍を横切ったとしても、切り替えるための特定動作と誤認識することはない。
したがって、第１検知モードと第２検知モードを確実に切り替えることができる。
【００２７】
図１２は受水部２の前側２ａに設置された電波センサ３近傍に接近させるように手などの被検知体をスナップさせたときの図である。
また、図１３は電波センサ３に手などをスナップさせたときに電波センサ３から出力される検知信号を示す。ここでは、特定の周波数帯域のフィルタ通過させない場合の検知信号の振幅の電圧値を表した。
図１３の検知信号をもとに特定動作判別手段による使用者のスナップ動作の判断方法を幾つか説明する。
電波センサ３からは被検知体を到達地点に差し出す一連動作では現れず、且つ電波センサ３に故意に被検知体をスナップさせたときの初めに現れる、たとえば６０Ｈｚ以上の周波数（図８（ａ）のＸ箇所）を含む検知信号が得られる。よって、制御部５ではたとえば、直流成分を含まない６０Ｈｚ以上の高い周波数帯域のフィルタと、電圧値の閾値を設定することで、スナップ動作を判別できる。
また、図１４は、電波センサ３が受水部２の前側２ａや横側に配置されているとき、電波センサ３に向かうスナップ動作によって検知モードを切り替える別の方法を示した図である。図１４のように制御部５に振幅の電圧値の閾値がＶｓｓ１、Ｖｓｓ２、Ｖｓｓ３（Ｖｓｓ１＜Ｖｓｓ２＜Ｖｓｓ３）として設定することができる。
電波センサ３に故意に被検知体をスナップさせる動作では、被検知体は電波センサ３に接近していくため、振幅の電圧値の極大値は連続的に増加する。
一方、被検知体を到達地点に差し出す一連動作では、被検知体は電波センサ３に接近していく動きとはならないため、振幅の電圧値は連続的な増加とはならない。よって、検知信号の電圧値の極大値ＶｔがＶｔ＞Ｖｓｓ１、Ｖｔ＞Ｖｓｓ２、Ｖｔ＞Ｖｓｓ３と順に越えたら、特定動作判別手段はスナップ動作と判断し、第１検知モードと第２検知モードを切り替えることができる。
ここで、第１検知モードと第２検知モードを切り替える方法として、被検知体を電波センサ３近傍に向かってかざす行為とスナップさせる行為を組み合わせて特定動作としてもよい。たとえば、手を所定時間かざしたときに特定動作を判断可能とするスタンバイ動作になり、スタンバイ中にスナップするごとに第１検知モードと第２検知モードを順次切り替えるようにすることもできる。
【００２８】
以上のことより、電波センサ３に対して被検知体が特定動作を行うことでのみ現れる特有の検知信号を特定動作判別手段で判断することにより切り替え行為を正確に判断できる。これにより、たとえば、水栓装置１０の管理者だけが検知モードの切り替えをしたいが、使用者には切り替えて欲しくない場合などにおいても、管理者のみが切り替えのための特定動作を知っておけば、使用者が通常に使用するときには切り替えられることはなく、管理者が各現場における水栓装置１０の使用者の使用状況に応じて現場でも簡単に切り換えることができる。また、被検知体の吐水させる動作と第１検知モードと第２検知モードを切り替える動作を１つのセンサで実現できるため、別途センサやスイッチを設ける必要がなく、簡易な構成で水栓装置を実現できる。
【００２９】
また、第１検知モードと第２検知モードの切り替えは特定動作以外でも判断できる。
たとえば、電波センサ３を固定するために受水部２に部材を接続し、部材には電波センサ３の角度を調整できる角度調整手段が設けられている。部材には接触または非接触のスイッチＡ、Ｂが設置され、制御部５と信号を伝送するケーブルなどで接続され、設定された電波センサ３の角度に応じて制御部５に第１検知モードまたは第２検知モードを設定する出力信号を出力するように構成される。たとえば、電波ビームが吐水口１００に向かうように電波センサ３を設置した場合には、電波センサ３によって部材に取り付けられたスイッチＡが反応する。スイッチＡが反応したときには、制御部へ第１検知モードに設定するための出力信号が出力され、被検知体の減速を検知したら吐水を開始させる。これにより、電波ビームは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到達地点に到達しようとする被検知体を検知できる。
また、電波ビームが吐水口１００より２０ｍｍ程度下方に向かうように電波センサ３を設置した場合には、電波センサ３によって部材に取り付けられたスイッチＢが反応する。スイッチＢが反応したときには、制御部へ出力信号が送られ第２検知モードに設定され、略静止状態のみを検知可能な所定速度以下を検知して吐水を開始させる。これにより、被検知体が吐水口１００に触れそうなくらい極めて近く差出された場合には、そこには電波ビームが放射されていないため、吐水が開始されず、吐水部１から吐出された吐水流が被検知体に当たり、跳ねた水流が吐水部１に大量に付着して汚れることを防止できる。このように、電波センサ３の角度などに応じて第１検知モードと第２検知モードを切り替えるようにすれば、電波ビームの設定と検知モードの切り替えが同時に実行できるだけでなく、施工者が施工時の時点で管理者の依頼通りに設定すればよいので、管理者自身が設定する手間がなくなるとともに簡単に第１検知モードと第２検知モードを切り替えることができる。
【００３０】
また、別の切り替え方法として、使用者の目や手が届きにくい場所に機械的な切り替えスイッチを設けることもできる。さらに、切り替えの操作方法を暗号化するなど分かりしにくくしておいたり、ロックをかけておくことで、管理者のみが現場で使用状況に合わせて簡単に第１検知モードと第２検知モードを設定することもできる。
以上のように、様々な第１検知モードと第２検知モードの切り替え方法が実現できるが、上記した方法以外でももちろん構わない。
【００３１】
また、制御部５は第１検知モードと第２検知モードの切替時や切り替え確定時から所定時間は吐水部からの吐水を開始させない。これにより、切り替え中に如何なる動作があっても確実に第１検知モードと第２検知モードを切り替えることができる。また、切り替えを確定した瞬間に、切り替えを行った手などの被検知体がセンサ近傍に残っている場合でも誤検知することがなく、確実に第１検知モードと第２検知モードの切り換えを実行することができる。
【００３２】
ここで、制御部５は第１検知モードから第２検知モードを切り替えるときに、振幅の電圧値の閾値を高く変更するように設定することができる。これにより、電波センサ３近傍のみを検知エリアに設定でき、電波センサ３近傍に被検知体を略静止させたとき、すなわち、電波センサ３近傍に被検知体をかざしたときのみ吐水を開始させることができる。
図１０及び図１１のように手をかざしたことを識別することによって、吐水を開始させることができる。
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。
【００３３】
図１５は、電波センサ３の近傍に光などの報知手段１１０を設置した図である。光を点灯、点滅、色を変更するなど、現状の検知モードの状態や切り替え時を視認できるようにすることで、切り替えを行う管理者、施工者または使用者が検知モードの切り替えを行いやすくすることができる。また切り替え確定時に音を鳴らしたり、接触式のスイッチなどは触っても分かるように形状に凹凸などの工夫を施すことでも現状の制御状態や切り替え中の状態を切り替えを管理者、施工者または使用者に報知することができ、第１検知モードと第２検知モードの切り替えを判断しやすくすることができる。
【００３４】
図１６に、本発明の水栓装置をキッチン水栓装置で構成した第２の実施例の概観図を示す。
【００３５】
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、食材などの被洗浄物である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ｏｎ、ｏｆｆ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や使用者が接近する面以外の側面且つ料理作業台３１の下方側に隠蔽された状態で設置されている。
【００３６】
制御部２５は、被検知体の減速を検知して吐水を開始する第１検知モードと、被検知体が所定速度以下になったこと（略静止）を検知して吐水を開始する第２検知モードを有する。
第１検知モードに設定される場合には、第１実施例と同様、高い周波数帯域と低い周波数帯域のフィルタを用いて、減速を判断しバルブ部４をｏｎし、吐水口１０１からの吐水を開始させることができる。これにより、被検知体が到達地点に到達する前に吐水口１０１からの吐水を開始することができるため、早いタイミングで吐水が開始される。
したがって、たとえば料理作業台３１側から、食材を切っている途中で包丁の汚れを素早く水で洗い流したいときなどに快適に使用できる。また、減速を検知して吐水を開始するようにすることで、受水部２２を手が一瞬横切ったり、キッチン水栓装置３０の周辺を横切るなどの通過する動きは減速する動作とはならないため、誤検知を防ぐことができる。
【００３７】
また、第２検知モードに設定される場合にも、第１実施例と同様、低い周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタを用いて、略静止状態を判断し、バルブ部２４をｏｎし、吐水口２１からの吐水を開始させることができる。これにより、使用者が水を出したいときには吐水口２１近傍に被検知体を略静止させることで、自分の欲しいタイミングで吐水口２１からの吐水を開始させることができる。
さらに、第１検知モードからの切り替え時に振幅の電圧値の閾値が高く設定することができる。これにより、電波センサ２３近傍に被検知体をかざしたときのみ吐水が開始されるように設定することができる。したがって、様々なキッチン道具をシンク内に置いたり、シンク内から取り上げるときの行為などでは誤検知せず、電波センサ２３近傍に被検知体を略静止させたとき、即ち、水を出したいタイミングで吐水を開始させることができるため快適に使用できる。
【００３８】
第１検知モードと第２検知モードを切り替える方法についても、第１実施例と同様、電波センサ２３に対して手をかざしたり、手をスナップさせる特定動作を特定動作検出手段にて検知して切り替える方法や、電波センサ２３の設置位置や角度により切り替える方法や機械的なスイッチで切り換える方法など、様々な方法により、検知モードを切り替えることができる。
【００３９】
また、第１実施例と同様、電波センサ２３の近傍に光、音、形状などの報知手段２６を設けることができる。これにより、現状の検知モードや切り替え時の状態を管理者、施工者または使用者に報知することができ、検知モードの切り替えを行いやすくすることができる。
【００４０】
以上のように、電波センサ２３を受水部２２の横側に設置した場合に、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減速や略静止の動作に応じた速度や速度変化のアルゴリズム、または速度や速度変化のアルゴリズムと閾値の切り替えにより、明確に検知エリアを切り替えることができ、使用方法に応じた最適なタイミングで吐水を開始できる。
【００４１】
以上のように、本発明によれば、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際の減速や略静止の動作に応じて、センサ部から得られる速度や速度変化のアルゴリズム、さらにはセンサ部から得られる振幅の電圧値の閾値を切り替えることで明確に検知エリアを切り替え、各現場において簡単に各現場に応じた最適なタイミングで吐水を開始できる水栓装置が提供できる。
【００４２】
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】
【００４３】
【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】周波数帯域毎に検知信号から減速を判断する方法を説明するための模式図である。
【図７】被検知体の減速動作において、高い周波数帯域と低い周波数帯域で得られる検知信号の振幅の電圧値の時間変化を例示するグラフ図である。
【図８】周波数帯域毎に検知信号から略静止を判断する方法を説明するための模式図である。
【図９】被検知体の略静止状態において低い周波数帯域で得られる検知信号の振幅の電圧値の時間変化を例示するグラフ図である。
【図１０】受水部の前側に設置された電波センサ近傍に手などの被検知体をかざしたときの図である。
【図１１】電波センサに手などを所定時間かざしたときに電波センサから出力される検知信号を示す図である。
【図１２】受水部の前側に設置された電波センサ近傍に接近させるように手などの被検知体をスナップさせたときの図である。
【図１３】電波センサに手などをスナップさせたときに電波センサから出力される検知信号を示す図である。
【図１４】電波センサが受水部の前側や横側に配置されているとき、電波センサに向かうスナップ動作によって検知モードを切り替える別の方法を示した図である。
【図１５】電波センサの近傍に光などの報知手段を設置した図である。
【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】
【００４４】
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
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】
2010138582.tif 000003
【図２】
2010138582.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010138582.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010138582.tif 000009
【図８】
2010138582.tif 000010
【図９】
2010138582.tif 000011
【図１０】
2010138582.tif 000012
【図１１】
2010138582.tif 000013
【図１２】
2010138582.tif 000014
【図１３】
2010138582.tif 000015
【図１４】
2010138582.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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