(57)【要約】【課題】  少なくとも水栓機構付近に手が存在する間は、確実に吐水を継続させることができる的確な吐水制御を行なえるようにする。【解決手段】  コントローラ部９は、マイクロ波センサ７から出力されるドップラ信号に基づいて、手３５が空間領域に進入したか否か判断し、手３５が存在すると判断したら、バルブ開の制御信号を出力することによってバルブ５を開動作させ、水栓機構３から吐水口３ｃを通じて水を吐水させる。マイクロ波センサ７から出力されるドップラ信号に基づいて、飛散水の散乱が存在するか否か判断し、飛散水の散乱が存在すると判断したら、手の洗浄動作が継続されているものと認識して、バルブ５の開状態を保持させることにより、水栓機構３から吐水口３ｃを通じた水の吐水を継続させる。【選択図】        図１
2006275689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の有無を検知して水栓機構の吐水を制御する自動吐水制御装置において、
電波センサからの指向性を持つ電波ビームの放射方向を、少なくとも２方向に選択的に切替え制御するステップと、
物体から反射した前記電波ビームを、前記電波センサにより受信するステップと、
前記電波ビームの放射方向が、前記何れかの方向に切替え制御されたときに前記電波センサからの出力信号に基づいて物体の存在を判別した場合には、吐水を開始させるように前記水栓機構を制御するステップと、
その後に前記何れかの方向とは別の方向に切替え制御されたときに前記物体の存在を判別した場合には、吐水を停止させるように前記水栓機構を制御するステップと、
を備える自動吐水制御装置における吐水制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の自動吐水制御装置における吐水制御方法において、
前記電波センサからの電波ビームの放射方向が、前記水栓機構付近の手の検知が可能な方向と、洗浄動作中の手から散乱する飛散水の検知が可能な方向とを少なくとも含む自動吐水制御装置における吐水制御方法。
【請求項３】
請求項１記載の自動吐水制御装置における吐水制御方法において、
前記切替え制御するステップでは、前記吐水が停止された後に、前記電波ビームの放射方向を、前記水栓機構付近の手の検知が可能な方向へ切り替えるようにした自動吐水制御装置における吐水制御方法。
【請求項４】
請求項１記載の自動吐水制御装置における吐水制御方法において、
前記切替え制御するステップでは、前記吐水が停止された後に、前記電波ビームの放射方向の、前記水栓機構付近の手の検知が可能な方向への切替えを、所定時間遅延させるようにした自動吐水制御装置における吐水制御方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の吐水制御方法を用いた自動制御装置を備えた洗面台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗面台やキッチン台などの水栓設備において、物体センサにより人体の手の動きを検知して、水栓の開閉を自動制御する自動吐水制御装置における吐水制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洗面台などにおいて、設置された水栓を自動制御するために、電波又は超音波などの伝播波を用いて遠隔の物体の動きを検知する物体センサが利用される。物体センサが組み込まれている洗面台に手が進入すると、物体センサから発射されている伝播波が、進入した手に反射され、その反射波を物体センサが受信してドップラ信号のような動きに反応する信号を得ることにより、手の有無が検知される。例えば特許文献１に記載された自動吐水制御装置では、電波を用いた物体センサ（電波センサ）が用いられる。この電波センサは、洗面台の陶器曲面に着脱可能であり、そのため、今まで自動化されていなかった既存の洗面台において、その水栓を自動化することが可能である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６４７４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の電波センサは、洗面台の適当箇所に固定され、そこから一定方向へ電波が発信される。洗面台へ手が進入する経路にできるだけ沿って電波を発信するように電波センサを配置することで、洗面台への手の進入が検知し易くなり、手の進入を的確に検知して吐水を開始することができる。しかし、手洗い中の手の状態は、個々の使用者によって様々であり、洗面台への手の差し出す角度や、差し出す方向によっては、手から反射した電波ビームが電波センサに戻ってこない場合がある。そのような場合には、電波センサによる手の検知が困難になる。その結果、制御装置が、手洗い中であるにもかかわらず洗面台から手が引っ込められたと誤判断して吐水を停止する可能性がある。また、水栓から放物線に沿って落下する棒状水流を検知するように電波センサが配置された場合には、手洗いが終わって洗面台から手が引っ込められたにもかかわらず、電波センサは棒状水流の検知信号を出力し続け、その結果、制御装置が、手洗いが継続中と誤判断して吐水を停止しない可能性がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、電波センサを用いた自動吐水制御装置において、少なくとも水栓機構付近に手が存在する間は、確実に吐水を継続させることができる的確な吐水制御を行なえるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従う自動吐水制御装置における吐水制御方法は、物体の有無を検知して水栓機構の吐水を制御する自動吐水制御装置において、電波センサからの指向性を持つ電波ビームの放射方向を、少なくとも２方向に選択的に切替え制御するステップと、物体から反射した上記電波ビームを、上記電波センサにより受信するステップと、上記電波ビームの放射方向が、上記何れかの方向に切替え制御されたときに上記電波センサからの出力信号に基づいて物体の存在を判別した場合には、吐水を開始させるように上記水栓機構を制御するステップと、その後に上記何れかの方向とは別の方向に切替え制御されたときに上記物体の存在を判別した場合には、吐水を停止させるように上記水栓機構を制御するステップと、を備える。
【０００７】
本発明に係る好適な実施形態では、上記電波センサからの電波ビームの放射方向が、上記水栓機構付近の手の検知が可能な方向と、洗浄動作中の手から散乱する飛散水の検知が可能な方向とを少なくとも含む。
【０００８】
上記とは別の実施形態では、上記切替え制御するステップでは、上記吐水が停止された後に、上記電波ビームの放射方向を、上記水栓機構付近の手の検知が可能な方向へ切り替えるようにしている。
【０００９】
また、上記とは別の実施形態では、上記切替え制御するステップでは、上記吐水が停止された後に、上記電波ビームの放射方向の、上記水栓機構付近の手の検知が可能な方向への切替えを、所定時間遅延させるようにしている。
【００１０】
更に、上記とは別の実施形態では、洗面台に備えられる自動制御装置において、上述した何れかの吐水制御方法が用いられる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電波センサを用いた自動吐水制御装置において、電波センサが受信する信号としては、手からの反射信号よりも手から落下し散乱する飛散水からの反射信号の方が振幅が大きいため、吐水を継続する必要があるか否かを正確に判別できる。また、手を洗面台へ挿入する角度、洗面台での手を洗浄する位置によって、電波ビームの反射波が電波センサに戻ってこない不具合を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台の斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ´線から見た洗面台要部の断面図である。
【００１４】
上記洗面台は、図１に示すように、シンク１と、水栓機構３と、バルブ５と、電波センサ７と、コントローラ部９と、を備える。
【００１５】
シンク１には、例えば図１で示すように、全体として略矩形状を呈するものが採用されている。シンク１の短辺側の断面形状は、図２で示すように、底部から上部開口に向かって拡がるような略台形状を呈する。シンク１の正面（前面）は、外部側面と内部側面とから成る二重構造を呈しており、該内部側面には、電波センサ７が取付けられる。シンク１の一方の側面には、水栓機構取付部１ａが形成されている。
【００１６】
水栓機構３は、例えば略円柱形状を呈し、給水管（図示しない）に連通する機構本体３ａと、該機構本体３ａからやや斜め下方に向かって延び、先端部に吐水口３ｃを持つ吐水部３ｂとから成る。水栓機構３は、吐水口３ｃをシンク１の上方に臨ませた状態で、機構本体３ａが水栓機構取付部１ａに嵌め込まれることにより、シンク１に立設して取付固定されている。
【００１７】
バルブ５は、配水管１１の途中の適宜な箇所に接続されている。配水管１１は、一端側が機構本体３ａを通じて吐水口３ｃに、他端側が機構本体３ａを通じて給水管（図示しない）に夫々連通する。バルブ５は、コントローラ部９からの指示（バルブ制御信号）に従って配水管１１を開／閉する。バルブ５が開くことにより、給水管（図示しない）を通じて供給される水が、配水管１１を通じて吐水口３ｃから略下方に向かって吐出される。
【００１８】
電波センサ７には、物体（例えば、シンク１の上方空間に進入する手３５や、吐水口３ｃから吐出される水流、或いは水滴）検知のためのマイクロ波センサが採用されている（以下、「電波センサ７」を、「マイクロ波センサ７」と表記する）。マイクロ波センサ７は、シンク１の上方空間への手３５の進入を検出するために、手３５が進入する空間領域へ斜め上向きに、即ち、図１（及び図２）で示した矢印１３方向を指向方向として、電波ビーム（マイクロ波）を放射する。マイクロ波センサ７は、また、洗浄動作を行っている手３５から落下し散乱する飛散水を検出するために、上記飛散水の散乱する空間領域へ略水平方向に、即ち、図１（及び図２）で示した矢印１４方向を指向方向として、電波ビーム（マイクロ波）を放射する。マイクロ波センサ７が放射する電波ビーム１３は、或る程度の広がりを持ち、手３５の進入が検知できる或る程度広がった空間領域を、水栓機構３の正面のシンク１の内部から上方空間領域にかけて形成する。そして、上記空間領域に手３５が進入すると、マイクロ波センサ７から放射された電波ビーム１３が手３５に反射されて、反射された反射電波をマイクロ波センサ７が受信する。
【００１９】
一方、マイクロ波センサ７が放射する電波ビーム１４も、電波ビーム１３におけると同様に、或る程度の広がりを持ち、散乱する飛散水が検知できる或る程度広がった空間領域を、シンク１の内部空間領域に形成する。
【００２０】
マイクロ波センサ７は、放射される電波ビーム１３、又は１４の励振信号と受信された反射電波の信号とに基づいて、両信号間の周波数差に等しい周波数を持つドップラ信号を生成し、該ドップラ信号を、コントローラ部９へ出力する。
【００２１】
本実施形態では、マイクロ波センサ７は、図２で示すような、断面が略くの字状を呈するマイクロ波センサ固定部材１５に取付固定された状態で、シンク１の内部側面に取付固定されている。なお、マイクロ波センサ固定部材１５は、シンク１の略水平面に取付固定されている。
【００２２】
マイクロ波センサ７については、陶器、即ち、シンク１の裏面に直接取り付けることも可能であるが、シンク面の平坦度合のばらつきや出来上がり角度のばらつきにより、センサ設置面が安定しない。そのため、電波ビーム（１３）の放射角度を正確に設定するには、例えば既述のような断面が略くの字状のマイクロ波センサ固定部材１５を、シンク１の略水平面に取付固定し、その後に該マイクロ波センサ固定部材１５にマイクロ波センサ７を取付固定する必要がある。
【００２３】
コントローラ部９は、マイクロ波センサ７から出力されるドップラ信号に基づいて、手３５が上記空間領域に存在するか否か判断し、手３５が存在すると判断したら、バルブ開の制御信号を出力することによってバルブ５を開動作させ、水栓機構３から吐水口３ｃを通じて水を吐水させる。コントローラ部９は、また、マイクロ波センサ７から出力されるドップラ信号に基づいて、飛散水の散乱が存在するか否か判断し、飛散水の散乱が存在すると判断したら、手の洗浄動作が継続されているものと認識して、バルブ５の開状態を保持させることにより、水栓機構３から吐水口３ｃを通じた水の吐水を継続させる。
【００２４】
上述した水栓機構３、バルブ５、マイクロ波センサ７及びコントローラ部９により、本発明の第１の実施形態に係る自動吐水制御装置が構成される。
【００２５】
図３は、本発明の第１の実施形態に係わる電波センサ（マイクロ波センサ）７の詳細構成を示すブロック図である。
【００２６】
図３において、発振回路１６で生成された電磁波は、分岐回路１７を通じて送信アンテナ２３側と、検波回路１９側とに分岐され、位相制御回路２１を通じて送信アンテナ２３側に伝送された電磁波は、送信波として送信アンテナ２３から空間に放射される。この送信波がドップラセンサ、即ち、マイクロ波センサ７側に向かって速度Ｖで移動中の手３５に当って反射波になると、該反射波は、ドップラセンサ（即ち、マイクロ波センサ）７側に向かって伝播し、受信アンテナ２５によって受信される。受信アンテナ２５によって受信された反射波、即ち、電磁波は、位相制御回路２１、及び分岐回路１７を通じて検波回路１９に出力され、検波回路１９において、上記分岐された送信波の一部を基準波形として、該送信波の一部とミキシングされる。検波回路１９からの出力は、下記の（１）式に示すように、物体、即ち、手３５の移動速度Ｖに比例した周波数成分を持つ信号であり、該信号は、物体、即ち、手３５とドップラセンサ（即ち、マイクロ波センサ）７との間の距離が近くなるほど大きな振幅変化を得ることができる。
【００２７】
δＦ＝│Ｆｓ−Ｆｂ│＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ      （ｃ＞＞ｖのとき）・・・（１）
上記（１）式において、δＦはドップラ周波数であり、Ｆｓは送信波の周波数であり、Ｆｂは受信波の周波数であり、Ｖは物体（即ち、手３５）の移動速度であり、ｃは光速（３００×１０１６ｍ／ｓ）である。
【００２８】
図４は、本発明の第１の実施形態に係わるコントローラ部９の詳細構成を示す機能ブロック図である。
【００２９】
コントローラ部９は、図４に示すように、位相差設定部２７と、受信信号検出部２９と、演算処理部３１と、バルブ制御部３３と、を含む。
【００３０】
位相差設定部２７は、位相制御回路２１の位相差を設定するものであり、演算処理部３１の制御下で、後述するパッチアンテアを構成する複数個の給電素子（例えば、図５に示すマイクロ波センサの回路構成では、パッチアンテナ７１の給電素子（アンテナ）４１〜４７に対し、夫々マイクロ波生成部である発振回路１６から所定の給電位相差を持った電力が供給されるよう、発振回路１６から上記複数個の給電素子（４１〜４７）に対する高周波電流の位相差を設定する。そして、決定した給電位相差に基づいて、例えば図５に示す移相器５１、５３を制御する。
【００３１】
受信信号検出部２９は、演算処理部３１の制御下で、電波センサ（即ち、マイクロ波センサ）７から出力される信号（ドップラ信号）を受けて、所定の信号処理を施した後、演算処理部３１に出力する。
【００３２】
バルブ制御部３３は、演算処理部３１の制御下で、バルブ駆動部（図示しない）に対し、バルブ５の開／閉動作を制御するための制御信号を出力する。
【００３３】
演算処理部３１は、位相差設定部２７における上記給電位相差の設定動作を制御すると共に、受信信号検出部２９から出力される所定の信号処理が施された後のドップラ信号を受け、該ドップラ信号に基づいて所定の演算処理を施すことにより、バルブ制御部３３の動作を制御する。
【００３４】
図５は、本発明の第１の実施形態に係わるマイクロ波センサ７の要部の構成を示した説明図である。
【００３５】
上述したマイクロ波センサ７において、マイクロ波放射／受信アンテナとして、符号４１、４３、４５、４７で示す４個のアンテナが、図５に示すように、２個で１組として合計２組設けられている。アンテナ４１、４３は、移相器５１を通じて検波回路１９、及びマイクロ波生成部、即ち、発振回路１６に、また、アンテナ４５、４７は、移相器５３を通じて検波回路１９、及び発振回路１６に、夫々接続されている。
【００３６】
移相器５１は、アンテナ４１、４３から放射されるマイクロ波の放射方向を、上向き（即ち、シンク１の上方空間の使用者の手が進入するであろう領域）、又は横向き（吐水口３ｃから落下する水滴が検知されるであろう領域）等に、必要に応じて切り替えるための線路切替スイッチ５９を備える。線路切替スイッチ５９は、例えば図４で示した位相差設定部２７からの切替制御信号によって符号６１で示す角度４５°から符号６３で示す角度０°へ、また、符号６３で示す角度０°から符号６１で示す角度４５°へ切替動作する。この切替動作により、アンテナ４１／４３から放射されるマイクロ波の放射角度が、４５°から０°へ、或いは０°から４５°へ、切り替えられることになる。
【００３７】
一方、移相器５３も、アンテナ４５、４７から放射されるマイクロ波の放射方向を、上向き、又は横向き等に、必要に応じて切り替えるための線路切替スイッチ６５を備える。線路切替スイッチ６５も、例えば図４で示した位相差設定部２７からの切替制御信号によって符号６７で示す角度０°から符号６９で示す角度９０°へ、また、符号６９で示す角度９０°から符号６７で示す角度０°へ切替動作する。この切替動作により、アンテナ４５／４７から放射されるマイクロ波の放射角度が、０°から９０°へ、或いは９０°から０°へ、切り替えられることになる。
【００３８】
検波回路１９は、アンテナ４１／４３、或いは、アンテナ４５／４７から放射され、検知対象物である使用者の手、又は吐水口３ｃから落下する水滴に当たって反射し、アンテナ４１／４３、或いは、アンテナ４５／４７に入射したマイクロ波を検知する機能を有する。なお、検波器５５の出力側端子には、例えば図４で示した受信信号検出部２９が接続されているものとする。
【００３９】
発振回路１６は、上述したように、発振動作することによってマイクロ波の電流信号を生成し、該マイクロ波の信号を、移相器５１を通じてアンテナ４１、４３に、又は移相器４３を通じてアンテナ４５、４７に、夫々供給する。
【００４０】
なお、上記構成のマイクロ波センサ７では、電波ビームの放射方向を４方向に設定することが可能であるが、電波ビームの放射方向を５方向以上に設定する場合には、アンテナ、及び移相器から成る、位相差の異なる回路構成の組み合わせを、直列接続することで対処可能である。
【００４１】
図６は、本発明の第１の実施形態に係わるパッチアンテナにおける給電位相差による電波ビームの放射方向の変化を示す図である。
【００４２】
図６において、縦軸にはマイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向の角度（deg）が、横軸には発振回路１６から夫々各給電素子（４１〜４７）に供給される電力の給電位相差（deg）が、夫々設定されている。パッチアンテナの基板（図示しない）上において、対になっている給電素子同士の間隔の大きさにより、一方の給電素子からの電波ビームの放射方向と、他方の給電素子からの電波ビームの放射方向との間に角度の開きが生じる。そして、上記電波ビームの放射方向の角度と、上記給電位相差との間には、図６に示すような関係がある。
【００４３】
ここで、電波ビームの曲がる原理について説明する。
【００４４】
電波ビームは、アレイ化されたアンテナに、位相の異なる高周波電流を供給することにより、例えば、図６に示したような角度で曲がる。図５で示した例では、アンテナ４１、４３と、アンテナ４５、４７とが、夫々ペアになっているため、アンテナ４１、４３のペアと、アンテナ４５、４７のペアとに夫々供給される電流の位相が異なった場合には、位相の遅れたアンテナのペア側の方向に、放射される電波ビームが曲がる。その位相差を、線路６１、６３、６７、６９を選択することにより、４方向に電波ビームを放射させることが可能になる。
【００４５】
図５で示した例では、夫々のアンテナペア４１、４３と、４５、４７との基準線路を、線路６３、６７とし、線路６１は、基準線路６３よりも位相が４５°遅れるように設けられ、線路６９は基準線路より９０°位相が遅れるように設けられている。従って、線路６１、６７を選択すると、アンテナ４１，４３のペアの位相が４５°遅れ、線路６３、６９を選択すると逆にアンテナ４１、４３のペアの位相が９０°進む。同様に、線路６１、６９では、アンテナ４１、４３のペアの位相が４５°進み、線路６３、６７を選択すると、双方のアンテナのペアは同じ位相になる。この結果を、図６に記載の内容と照合すると、アンテナからの電波ビームの放射方向は、アンテナ４１、４３のペア側に１２°方向、パッチアンテナ（基板）の法線方向、アンテナ４５、４７のペア側に１２°、２１°の４方向になる。
【００４６】
図７は、本発明の第１の実施形態に係わる、使用者の手を検知するため放射される電波ビームと、洗浄中の使用者の手から落下し散乱する飛散水を検知するため放射される電波ビームと、使用者の手、又は上記飛散水を検知しているときの（マイクロ波センサ７からの）ドップラ信号の波形とを示すタイミングチャートである。
【００４７】
図７において、まず時間ｔ１で、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向が、符号（ａ）で示すように、使用者の手を検知するための方向に設定される。この状態で、使用者の手３５がシンク１の上方空間に進入することにより、上記放射された電波ビームが時間ｔ２で手３５に当たってその反射波がマイクロ波センサ７に受信されると、符号（ｃ）で示すように、それまで小さかったマイクロ波センサ７からの出力信号（ドップラ信号）の振幅が所定値以上の大きさになる。このドップラ信号を入力することにより、コントローラ部９は、シンク１の上方空間へ手３５が進入したことを判別する。
【００４８】
手３５の存在を判別した時間ｔ２と同時に、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向が、符号（ｂ）で示すように、使用者の手を検知するための方向から、洗浄中の手から落下し散乱する飛散水を検知するための方向に切り替えられる。これによって、放射方向を切り替えられた電波ビームが、洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水に当たってその反射波がマイクロ波センサ７に受信されると、符号（ｃ）において、符号７３で示すように、時間ｔ４〜ｔ５でかなり大きな振幅を持ったドップラ信号がマイクロ波センサ７から出力される。このドップラ信号を入力することにより、コントローラ部９は、手３５が洗浄動作中であることを判別して、バルブ５の開状態を維持し、吐水口３ｃからの吐水動作を継続させる。
【００４９】
手３５の洗浄動作が終了したことにより、時間ｔ６で、使用者が手３５をシンク１から退出させる（引っ込める）と、符号（ｃ）において、符号７５で示すように、マイクロ波センサ７から出力されるドップラ信号の振幅が、それまで（時間ｔ４〜ｔ５）よりも小さくなる。このドップラ信号を入力することにより、コントローラ部９は、手３５がシンク１から退出した（引っ込んだ）ことを判別する。そして、時間ｔ６と同時に、シンク１の上方空間への新たな手の進入に備えるべく、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向を、符号（ａ）で示すように、洗浄中の手から落下し散乱する飛散水を検知するための方向から、使用者の手を検知するための方向に切り替える。
【００５０】
図８、図９、及び図１０は、何れも本発明の第２の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の断面図である。
【００５１】
本実施形態においても、上述した本発明の第１の実施形態におけると同様、図８に示すように、マイクロ波センサ７から符号７７で示す方向、及び符号７９で示す方向の２方向の何れか一方に選択的に電波ビームが放射される。即ち、シンク１の上方空間に進入しようとする手を検知するのに適した方向と、洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水を検知するのに適した方向とに、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向が選択的に切り替わるようになっている。なお、マイクロ波センサ７は、断面が略くの字状を呈するマイクロ波センサ固定部材１５に取付固定された状態で、シンク１の内部側面に取付固定されている。マイクロ波センサ固定部材１５は、シンク１の略水平面に取付固定されている。
【００５２】
しかし、本実施形態では、図９に示すように、シンク１の上方空間に進入しようとする手３５を検知する場合には、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向を、符号７７で示す方向、即ち、斜め横方向に設定し、洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水を検知する場合には、図１０に示すように、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向を、符号７９で示す方向、即ち、斜め上方向に設定する点で、上述した本発明の第１の実施形態と相違する。なお、図９においては、吐水口３ｃからの吐水は止水されており、また、図１０においては、吐水口３ｃからの吐水は継続されている。
【００５３】
図９で示したように、シンク１の上方空間に進入しようとする手３５を検知する場合に、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向を、符号７７で示すように斜め横方向に設定すれば、矢印８１で示す手３５の進入方向と、電波ビームの放射方向７７とのなす角度が０°若しくは０°に近い小さな角度になる。また、図１０で示したように、洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水を検知する場合にも、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向７９とのなす角度も、０°若しくは０°に近い小さな角度になる。
【００５４】
よって、本実施形態では、シンク１の上方空間に進入しようとする手３５の検知、及び洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水の検知の何れにおいても、検知対象物である手３５、又は飛散水の移動方向と電波ビームの放射方向とのなす角度が０°、若しくは極めて小さい角度になるので、本発明の第１の実施形態におけるよりも、更に検知対象物の検知精度を高めることが可能になる。
【００５５】
従って、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向は、シンク１、即ち、洗面ボールにおけるマイクロ波センサ７の取付面の形状や、吐水口３ｃからの吐水の方向等に応じて任意に設定して差し支えない。
【００５６】
図１１、図１２、及び図１３は、何れも本発明の第３の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の断面図である。
【００５７】
本実施形態においては、マイクロ波センサ７から必要に応じて同時に複数方向（少なくとも２以上の方向）に電波ビ−ムの放射が可能で、且つ、電波ビームの放射方向が選択的に切り替えが可能に構成されている点において、上述した本発明の第１、第２の実施形態と相違する。即ち、本実施形態においては、図１１に示すように、マイクロ波センサ７から符号８３で示す方向、及び符号８５で示す方向に、同時に電波ビームの放射が可能であると共に、符号８７で示す方向、及び符号８９で示す方向にも、同時に電波ビームの放射が可能に構成されている。
【００５８】
本実施形態では、シンク１の上方空間に進入しようとする手３５を検知する場合には、図１２に示すように、マイクロ波センサ７から符号８３で示す方向、及び符号８５で示す方向に、同時に電波ビームが放射される。符号８３で示す方向、及び符号８５で示す方向は、何れも斜め横方向である。一方、洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水を検知する場合には、図１３に示すように、マイクロ波センサ７から符号８７で示す方向、及び符号８９で示す方向に、同時に電波ビームが放射される。符号８７で示す方向、及び符号８９で示す方向は、何れも斜め上方向である。
【００５９】
なお、マイクロ波センサ７は、本発明の第１、第２の実施形態におけると同様に、断面が略くの字状を呈するマイクロ波センサ固定部材１５に取付固定された状態で、シンク１の内部側面に取付固定されている。マイクロ波センサ固定部材１５は、シンク１の略水平面に取付固定されている。また、図１２においては、吐水口３ｃからの吐水は止水されており、図１３においては、吐水口３ｃからの吐水は継続されている。
【００６０】
本実施形態においても、図８乃至図１０において示した本発明の第２の実施形態におけると同様、矢印９１で示す手３５の進入方向と、電波ビームの放射方向８３、８５とのなす角度が、図１２で示すように、０°若しくは０°に近い小さな角度になる。同様に、洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水を検知する場合にも、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向８７、８９とのなす角度も、図１３で示すように、０°若しくは０°に近い小さな角度になる。
【００６１】
よって、本実施形態においても、上述した本発明の第２の実施形態におけると同様に、シンク１の上方空間に進入しようとする手３５の検知、及び洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水の検知の何れにおいても、検知対象物である手３５、又は飛散水の移動方向と電波ビームの放射方向とのなす角度が０°、若しくは極めて小さい角度になるので、検知対象物の検知精度をより一層、高めることが可能になる。
【００６２】
また、電波ビームの放射方向を、符号８３で示す方向から符号８５で示す方向にスキャニングしている状態で、シンク１の上方空間において移動する手３５を、まず符号８３で検知し、その後符号８５で検知した場合には、該手３５が進入してきたものと判別できる。これとは逆に、最初に符号８５で示す方向で検知し、その後符号８３で示す方向で手３５を検知した場合には、該手３５が退出したものと判別できる。よって、同一の使用者が手３５を再度洗浄するに際しての、手３５の検知精度を高めることが可能になる。
【００６３】
なお、シンク１として使用される洗面ボールの形状や構造等に合わせて、図１１で示した符号８３で示す方向、符号８５で示す方向、及び符号８７で示す方向に夫々放射される電波ビームを、シンク１の上方空間に出没する手３５の検知用として用い、残りの符号８９で示す方向に放射される電波ビームを、洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水の検知用として用いることとしても良い。
【００６４】
図１４、図１５、及び図１６は、何れも本発明の第４の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の斜視図である。
【００６５】
本実施形態においては、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向を、鉛直方向、及び水平方向にスキャニングが行えるように構成されている点において、上述した本発明の第１、第２、及び第３の実施形態と相違する。即ち、本実施形態においては、シンク１の上方空間に進入しようとする手３５を検知する場合には、図１５に示すように、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向が、符号９３で示す方向、符号９５で示す方向、及び符号９７で示す方向に、夫々スキャニングされる。符号９３で示す方向は斜め上方向であり、符号９５で示す方向は略水平方向であり、符号９７で示す方向は斜め下方向である。一方、洗浄中の手３５から落下し散乱する飛散水を検知する場合には、図１６に示すように、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向が、符号９９で示す方向、符号９５で示す方向、及び符号１０３で示す方向に、換言すれば、略同一平面上において円弧を描くように（略水平方向に）、夫々スキャニングされる。
【００６６】
なお、本実施形態においては、図１４乃至図１６に示すように、シンク１には略すり鉢形状を呈するものが採用されており、マイクロ波センサ７は、図１４に示すように、吐水口３ｃの近傍に設置されている。
【００６７】
吐水口３ｃから落下し手３５に当たって散乱する水は、手３５の挿入角度や、洗浄の仕方等によっては水平方向にも飛散し得る。そのため、マイクロ波センサ７によってそれら水平方向に飛散する水をも検知するには、マイクロ波センサ７からの電波ビームの放射方向を略水平方向にもスキャニングする必要が生じるからである。
【００６８】
このように、本実施形態では、マイクロ波センサ７からの電波ビームにより、洗浄中の手３５から水平方向に飛散する水をも検知可能に構成したので、洗浄中の手３５から上下方向に落下する水だけが検知可能な場合と異なって、手３５が洗浄中であるにも拘らず誤検知による止水等の不具合が生じる虞がないので、より使い勝手の良い自動吐水制御装置を備えた洗面台の提供が可能になる。
【００６９】
図１７は、本発明に係わるマイクロ波センサからの電波ビームの放射方向の制御態様の例を示す説明図である。図１７は、シンクの上方空間に進入する手、及び洗浄中の手から散乱する水の双方を検知する場合における、マイクロ波センサからの電波ビームの放射方向を示している。
【００７０】
図１７において、制御態様１では、電波ビームの放射方向は、「（A）手の進入時」は横向きに、「（B）吐水時」は斜め下向きに、夫々設定される。次に、制御態様２では、電波ビームの放射方向は、「（A）手の進入時」は横向きに、「（B）吐水時」は横向き、及び斜め下向きの双方に、夫々設定される。このように、吐水時に電波ビームの放射方向が横向き、及び斜め下向きの双方に設定される理由は、吐水継続時における吐水の信頼性の向上を図るためである。
【００７１】
次に、制御態様３では、電波ビームの放射方向は、「（A）手の進入時」は横向きに、「（B）吐水時」は斜め下向きに、夫々設定される。このように、吐水時に電波ビームの放射方向が斜め下向きに設定される理由は、手の退出時において、洗浄した後の手からの所謂水切りの動作を無視することを可能にするためである。次に、制御態様４では、電波ビームの放射方向は、「（A）手の進入時」は略上向き、斜め上向き、及び横向きの３方向にスキャニングされ、「（B）吐水時」は斜め下向きに設定される。このように、制御態様４では、手の進入時に、電波ビームの放射方向が図示のようにスキャニングされるため、スキャニングの方向に応じて、シンクの上方空間を移動する手が、シンクの上方空間へ進入しようとする手か、又は、シンクの上方空間から退出しようとする手か、換言すれば、洗浄する意思のある手か否かを判別できる。よって、無駄な吐水を規制することができる。
【００７２】
次に、制御態様５では、電波ビームの放射方向は、「（A）手の進入時」は横向きに設定され、「（B）吐水時」は略水平方向に円弧状にスキャニングされる。このように、吐水時に、電波ビームの放射方向を略水平方向に円弧状にスキャニングすることによって、吐水時に、洗浄中の手から落下し散乱する飛散水を、マイクロ波センサによって確実に検知することが可能になる。
【００７３】
次に、制御態様６では、電波ビームの放射方向は、「（A）手の進入時」は横向きに、「（B）吐水時」は斜め上向きに、夫々設定される。この制御態様６は、言わば制御態様１の変形例に相当するもので、シンクとして用いられる陶器の形状によっては、吐水時に、電波ビームの放射方向を、斜め上向きに設定することも想定され得る。
【００７４】
図１８は、本発明に係わるマイクロ波センサからの電波ビームの放射方向の制御態様の例を示す説明図である。図１８は、シンクの上方空間から退出する手を検知する場合における、マイクロ波センサからの電波ビームの放射方向を示している。
【００７５】
図１８において、制御態様１では、電波ビームの放射方向は、横向き、即ち、図１７において「（A）手の進入時」におけると同一の向きに設定される。これは、洗浄を終了した手の所謂水切り動作を検知し易いため、自動吐水制御装置における止水性能よりも吐水性能を重視する場合に有効である。次に、制御態様２では、電波ビームの放射方向は、一定時間だけ斜め下向き、即ち、図１７において制御態様１、制御態様３、及び制御態様４における「（B）吐水時」と同一の向きに設定される。これは、一度洗浄動作を終了した手が、再度洗浄しようとする場合の、該手の検知精度が低下するため、自動吐水制御装置の吐水精度よりも止水精度の方を重視する場合に有効である。但し、電波ビームの放射方向を斜め下向きに設定する時間が一定時間に制限されるため、所謂洗浄後の水切り動作が長い場合には、水切り動作が検知される可能性もある。
【００７６】
次に、制御態様３では、電波ビームの放射方向は、斜め上向きに設定される。これは、洗浄動作による手からの散乱水が上向きに飛散することを想定した場合の放射方向の設定である。制御態様３においても、上述した制御態様２におけると同様の事態が想定され得る。次に、制御態様４では、電波ビームの放射方向は、横向き、及び斜め上向きの２方向に高速にスキャニングされる。これにより、夫々の方向に放射された電波ビームによって手が検知されたときの時間差から、手の移動方向が判別可能であり、手が水栓機構に接近したと判別したときにのみ、水栓機構からの吐水を再開させることができるから、自動吐水制御装置における吐水／止水の両機能の向上を図ることが可能になる。
【００７７】
次に、制御態様５では、電波ビームの放射方向は、略上向き、斜め上向き、及び横向きの３方向にスキャニングされる。この制御態様５においても、上述した制御態様４におけると同様の事態が想定され得る。
【００７８】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で構成の追加や削除、変更等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台の斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ´線から見た洗面台要部の断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係わる電波センサの詳細構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係わるコントローラ部の詳細構成を示す機能ブロック図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係わるマイクロ波センサの要部の構成を示した説明図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係わるパッチアンテナにおける給電位相差による電波ビームの放射方向の変化を示す図。
【図７】本発明の第１の実施形態に係わる、使用者の手を検知するため放射される電波ビームと、洗浄中の使用者の手から落下し散乱する飛散水を検知するため放射される電波ビームと、使用者の手、又は上記飛散水を検知しているときのドップラ信号の波形とを示すタイミングチャート。
【図８】本発明の第２の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の断面図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の断面図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の断面図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の断面図。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の断面図。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の断面図。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の斜視図。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の斜視図。
【図１６】本発明の第４の実施形態に係わる自動吐水制御装置を備えた洗面台における自動吐水制御装置の作用（とりわけ電波センサの作用）を説明するための洗面台の斜視図。
【図１７】本発明に係わるマイクロ波センサからの電波ビームの放射方向の制御態様の例を示す説明図。
【図１８】本発明に係わるマイクロ波センサからの電波ビームの放射方向の制御態様の例を示す説明図。
【符号の説明】
【００８０】
１  シンク
１ａ  水栓機構取付部
３  水栓機構
３ａ  機構本体
３ｂ  吐水部
３ｃ  吐水口
５  バルブ
７  電波センサ
９  コントローラ部
１１  配水管
１５  マイクロ波センサ固定部材
１６  発振回路
１７  分岐回路
１９  検波回路
２１  位相制御回路
２３  送信アンテナ
２５  受信アンテナ
２７  位相差設定部
２９  受信信号検出部
３１  演算処理部
３３  バルブ制御部
３５  手
【図１】
2006275689.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006275689.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2006275689.tif 000016
【図１５】
2006275689.tif 000017
【図１６】
2006275689.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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