JP5017893B2

JP5017893B2 - 自動水栓

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Publication number: JP5017893B2
Application number: JP2006068372A
Authority: JP
Inventors: 浩二園田
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2026-03-13
Also published as: JP2007247159A

Description

本発明は、自動水栓及び自動水栓機能付き洗面装置に関し、特にマイクロ波ドップラセンサを用いた自動水栓及び自動水栓機能付き洗面装置に関する。

従来より、センサによって人体検出を行い自動的に吐水や止水を行う自動水栓機能付き洗面装置が広く用いられている。この種の装置において、人体の検出を行う方法は、赤外線センサを用いたものが一般的である。すなわち、洗面ボウルなどの洗面器の空間内に使用者の手が挿入されたことを赤外線センサによって検出して水栓から吐水を行い、その後使用者の手が洗面器から離れると水栓からの吐水を止めるように動作するのである。

ところが、上記赤外線センサは光の反射を利用しているため、光を透過する窓が必要であり、この窓が汚れることによって人体検出精度が劣化する問題があった。また、センサを水栓本体の露出している部分に組み込まなければならない為に、デザインの制約が大きかった。

そこで、陶器を透過するマイクロ波を用いたドップラセンサ（以下、「マイクロ波ドップラセンサ」と呼ぶ。）を用いることによって、センサを水栓内に組み込んで窓をなくし、その検出精度やデザイン性を向上させた自動水栓機能付き洗面装置が提案されている。

ところが、マイクロ波ドップラセンサを自動水栓における人体検出に用いる場合、水栓からの吐水及びその吐水の洗面器での跳ね返りなどをあたかも人の手が洗面器の中で動いているように誤検出してしまう恐れがある。すなわち、人体検出して水栓からの吐水を行っている状態で人体が遠ざかっても、水栓からの吐水やその跳ね返りを人の手の動きとして検出してしまい、人体が洗面器から離れたこと（以下、「人体離反」という。）を検出することができない恐れがある。

このような問題を解決するために、たとえば、特許文献１には、マイクロ波ドップラセンサを洗面器の下側に配置し、洗面器の前半側に向ってマイクロ波を出力することにより、マイクロ波ドップラセンサによる水栓からの吐水の検出をしにくくして、人体検出精度が高くする洗面設備が記載されている。

また、特許文献２には、マイクロ波ドップラセンサから出力されるドップラ信号の信号レベル（振幅）の変化率によって、人の行動パターン（ここでは主に手）を学習し、マイクロ波ドップラセンサから出力されるドップラ信号に関して、水栓からの吐水やその跳ね返りと人の手の動きとを区別する洗面台が記載されている。
特開２００４−２３２２８２号公報特開２００１−３１１１９１号公報

しかし、多種の洗面器及び多種の水栓との組合せによって自動水栓機能付き洗面装置を作る場合、マイクロ波ドップラセンサによって水栓からの吐水の検出をしにくい位置に配置することが困難な場合が多い。また、水栓や洗面器との組み合わせによって吐水の性質（水流量や速度など）や吐水の跳ね返りが異なることから、ドップラ信号の信号レベルが異なりその跳ね返りをドップラセンサが手や腕の動きとして検出してしまうことにより、人体離反を検出することができない恐れがある。

したがって、多種の洗面器及び多種の水栓との組合せ可能な自動水栓機能付き洗面装置に関して、特許文献１や特許文献２のような技術を適用したとしても、洗面器と水栓の組み合わせ毎にマイクロ波ドップラセンサの位置や感度調整を行う必要があり、自動水栓洗面器システムの開発や製造に時間がかかってしまう。

そこで、請求項１に記載の発明は、水栓と、前記水栓の中途部に設けられた電磁弁と、マイクロ波の送受信によりドップラ信号を生成するマイクロ波ドップラセンサと、前記マイクロ波ドップラセンサによって生成されたドップラ信号に対して、人体を検出したか否かの判断値である人体近接判断値と、人体を検出しなくなったか否かの判断値である人体離反判断値とを記憶する記憶部と、前記ドップラ信号と前記人体近接判断値とに基づいて人体を検出したら前記電磁弁を制御して前記水栓からの吐水を行い、人体を検出しなければ前記電磁弁を制御して前記水栓からの吐水の停止を行なう制御部と、を備えた自動水栓であって、前記制御部は、前記ドップラ信号と前記人体近接判断値とに基づいて人体を検出していない状態で前記電磁弁を強制的に開弁して前記水栓からの吐水を行って強制的な吐水状態を形成し、当該吐水状態で検出した前記ドップラ信号に基づいて、前記人体離反判断値を設定することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記強制的な吐水状態を所定期間継続させた後、前記ドップラ信号の信号レベル以上の値を前記人体離反判断値として設定することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記強制的な吐水状態を所定期間継続させた後、前記ドップラ信号の信号レベルの変動が一定範囲内になったときに、前記人体離反判断値を設定することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記ドップラ信号の信号レベルが所定閾値以下となる状態を継続して検出したとき、前記強制的な吐水状態を形成することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記人体離反判断値の設定を所定周期で行うことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記人体近接判断値と前記人体離反判断値とは同一の値であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、人体を検出していない状態で電磁弁を強制的に開弁して水栓からの吐水を行って強制的な吐水状態を形成し、当該吐水状態で検出したドップラ信号に基づいて、人体離反判断値を設定するので、洗面器の形状や、水栓の位置や種類等によって吐水状態や吐水の跳ね返り状態が異なる場合であっても、マイクロ波ドップラセンサの感度調整などの手間をかけることなく、吐水状態や吐水の跳ね返り状態に応じた調節を動的に行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、前記制御部は、吐水状態を所定期間継続させた後、マイクロ波ドップラセンサから出力されるドップラ信号の信号レベル以上の値を人体離反判断値として設定するので、吐水状態がより安定した状態でのドップラ信号を人体離反の判断値として設定することができ、より正確に手と吐水の検出を行うことが出来る。

請求項３に記載の発明によれば、マイクロ波ドップラセンサから出力されるドップラ信号の信号レベルの変動が一定範囲内になったときに人体離反の判断値として設定するので、より安定したレベルを人体離反の判断値として設定することができ、より正確に手と吐水の検出を行うことが出来る。

請求項４に記載の発明によれば、マイクロ波ドップラセンサから出力されるドップラ信号の信号レベルが所定閾値以下となる状態を継続して検出したとき、すなわち、洗面器の手が離れた吐水状態の安定したレベルを設定することができるため、より正確に手と吐水の検出を行うことが出来る。

請求項５に記載の発明によれば、人体離反判断値の設定を所定周期で行うので、水圧の変化等で水の飛び跳ねが変わっても、人体離反判断値を更新することができ、より正確に手と吐水の検知を行うことが出来る。

また、マイクロ波ドップラセンサを水栓内に配置したので、洗面器のボウル面からの距離を確保できる。したがって、水の飛び跳ねの影響を少なくすることができ、より正確に手と吐水の検知を行うことが出来る。

請求項６に記載の発明によれば、人体近接判断値と人体離反判断値とは同一の値であるので、記憶部の記憶領域を小さくすることができ、自動給水機能動作の処理も簡素化できる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態における自動水栓機能付き洗面装置Ａの全体構成図、図２は自動水栓機能付き洗面装置Ａの制御部８の概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態における自動水栓機能付き洗面装置Ａは、洗面器１と、この洗面器１のボウル面１ａ内に吐水する水栓２と、給水路３の中途部に設けられ、洗面器１のボウル面１ａ部への吐水及びその止水を行う給水バルブ４と、洗面器１のボウル面１ａ内に吐水した水を排水する排水路５と、水栓２から吐水される水がボウル面１ａに向かう経路に対して電波を送信し、その反射波を受信してドップラ信号を生成するマイクロ波ドップラセンサ７と、このマイクロ波ドップラセンサ７から出力されるドップラ信号に基づいて人体検出を行い、この人体検出の結果に応じて給水バルブ４を制御し、洗面器１のボウル面１ａ内への吐水及びその吐水の停止を制御する制御部８とを有している。なお、給水バルブ４は、電磁弁などから構成される。

マイクロ波ドップラセンサ７は、図１に示すように、水栓２内に配置され、やや斜め下前方に向けて電波を放射して送信し、この電波の反射波を受信することにより人体を検出するためのドップラ信号を生成するものであり、図２に示すように構成されている。

すなわち、マイクロ波ドップラセンサ７は、水栓２内から正面側のボウル面１ａに向けて電波を送信するために10.525ＧＨｚの電気信号である送信信号Ｓ１を生成する発振器10と、発振器10から出力される送信信号Ｓ１を10.525ＧＨｚのマイクロ波として送信する送信手段11と、送信手段11から送信されたマイクロ波が検出対象物によって反射され、その反射波を受信して電気信号に変換した受信信号Ｓ２を出力する受信手段12と、送信信号Ｓ１の周波数と受信信号Ｓ２の周波数との差分信号であるドップラ信号Ｓ３を出力する差分検出手段13から構成される。

このマイクロ波ドップラセンサ７は、ドップラ効果を利用して以下の式（１）に基づいて検出対象物である人体の動きを検出するために用いられるものである。

基本式：ΔＦ＝ＦＳ―Ｆｂ＝２×ＦＳ×ν／ｃ・・・（１）
ΔＦ：ドップラ周波数（ドップラ信号Ｓ３の周波数）
ＦＳ：送信周波数（送信信号Ｓ１の周波数）
Ｆｂ：反射周波数（受信信号Ｓ２の周波数）
ν：物体の移動速度
ｃ：光速（３００×１０⁶ｍ／ｓ）

すなわち、送信手段11から送信された周波数ＦＳのマイクロ波は、速度νで移動している物体に反射する。この反射波は、相対運動によるドップラ周波数シフトを受けているためその周波数はＦｂとなり、受信手段12によって受信される。そして、差分検出手段13によって、送信波と反射波の周波数差ΔＦであるドップラ信号Ｓ３が検出信号として取り出され、このドップラ信号Ｓ３に基づいて、人体検出が行われる。

制御部８は、マイクロ波ドップラセンサ７から出力されるドップラ信号Ｓ３を増幅する増幅器14と、この増幅器から出力される増幅後のドップラ信号Ｓ４をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄコンバータ回路20と、このＡ／Ｄコンバータ回路20でデジタル化されたドップラ信号Ｓ５のうち、人体検出に必要な帯域（ここでは、120Hz以下であるとする。）以外の周波数成分を除去するフィルタ回路21と、このフィルタ回路21でフィルタリングされたドップラ信号Ｓ６に基づいた制御を行う人体検出処理部22と、人体検出処理部22によって制御され、水栓２からボウル面１ａ内への吐水及びその吐水の停止を制御する給水バルブ制御部23とを備えている。また、人体検出処理部22による人体の検出に用いられる人体近接判断値Ｖａと人体離反判断値Ｖｂとは記憶部24に記憶されている。なお、Ａ／Ｄコンバータ回路20、フィルタ回路21、人体検出処理部22、給水バルブ制御部23、記憶部24は、マイクロコンピュータ15に内蔵されている。なお、本実施形態においては、人体近接判断値Ｖａは人体を検出したか否かの判断値であり、人体離反判断値Ｖｂは人体を検出しなくなったか否かの判断値とするが、後述のように人体近接判断値Ｖａと人体離反判断値Ｖｂとを同一の値の人体検出判断値とするようにしてもよい。すなわち、人体を検出したこと、及び人体を検出しなくなったことを人体検出判断値によって判断するのである。

ここで、人体検出処理部22は、人体接近検出により水栓２からの吐水を行った後、マイクロ波ドップラセンサ７が出力されるドップラ信号が人体離反判断値Ｖｂ以下になると人体離反検出を行って水栓２からの吐水の停止を行う自動吐水制御手段22ａと、人体近接検出をしていない状態で水栓２から吐水を行って強制的に吐水状態を形成し、当該吐水状態を所定期間継続させた後、ドップラ信号Ｓ６の信号レベル以上の値を人体離反判断値Ｖｂとして設定する人体離反判断値設定手段22bとを有している。なお、人体接近検出とは、洗面装置Ａを利用するために利用者が洗面装置Ａに近づいてきたことを検出することを意味する。洗面装置Ａはこの人体接近検出を行うと水栓２からの吐水を行い、利用者へ洗浄水を提供するのである。また、人体離反検出とは、水栓２からの吐水を行い、利用者へ洗浄水を提供している状態で、利用者が洗面装置Ａの利用を終了し、洗面装置Ａから離れたことを検出することを意味する。洗面装置Ａはこの人体離反検出を行うと水栓２からの吐水を停止し、利用者がいないにもかかわらず水栓２から吐水されるのを防止する。

以上のように構成されたる自動水栓機能付き洗面装置Ａについて、まず、人体離反判断値Ｖｂの設定動作に関して図面を参照して具体的に説明する。図３は、人体離反判断値Ｖｂの設定動作のフローチャートである。

ここで、この設定動作に入る場合について記載するが、所定の操作ＳＷ等で、この設定動作に入ってもいいし、又、電源投入時に入ってもいい。ここでは、電源投入時の設定動作について説明する。

まず、洗面装置Ａに電源が投入されると、マイクロ波ドップラセンサ７が動作を開始してドップラ信号Ｓ３を出力する。また、制御部８が動作を開始し、ドップラ信号Ｓ３を増幅器14で増幅し、Ａ／Ｄコンバータ回路20でＡ／Ｄ変換する。さらに、Ａ／Ｄ変換されたドップラ信号Ｓ５は、フィルタ回路21で人体検出に必要な帯域以外の周波数成分が除去され、人体検出処理部22に入力される。

また、人体検出処理部22の人体離反判断値設定手段22bは、タイマｔ１のカウントを開始（ＳＴＥＰ１１）し、タイマｔ１が所定時間Ｔ１になるまで待つ（ＳＴＥＰ１２）。タイマｔ１が所定時間Ｔ１になると（ＳＴＥＰ１２：Ｙｅｓ）、人体離反判断値設定手段22bは、フィルタ回路21から出力されるドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが所定閾値である設定動作判断値Ｖｃよりも小さいか否かを判定し、これにより人体が不存在であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ１３）。なお、ドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが設定動作判断値Ｖｃよりも小さいことの判定を、ドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが所定期間設定動作判断値Ｖｃよりも小さい状態が継続しているときに行うようにすることにより、人体が不存在である状態をより精度よく行うことができる。

ここで、設定動作判断値Ｖｃは、通常に設定される人体近接判断値Ｖａよりも低い値とすることによって、人体の不存在判定の精度を上げている。すなわち、人体近接判断値Ｖａは、誤検出を防止するためにその設定値が高くなっているが、設定動作判断値Ｖｃは、その逆の状態を判定するために用いられるものであり、その誤検出を防止するために、人体近接判断値Ｖａよりも低い値に設定される。また、この設定動作判断値Ｖｃは、予め設定される値である。なお、設定動作判断値Ｖｃとして、人体近接判断値Ｖａを用いるようにしてもよく、このようにすれば処理が簡単になる。

また、この人体近接判断値Ｖａは人体離反判断値Ｖｂとともに更新される。そして、人体近接判断値Ｖａはヒステリシスを取るために、人体離反判断値Ｖｂに所定の値を加算した値にする。

ＳＴＥＰ１３において、人体が不存在であると判定すると、人体離反判断値設定手段22bは、給水バルブ制御部23を制御して、水栓２からの吐水を行う。すなわち、給水バルブ制御部23は、人体離反判断値設定手段22bからの要求に従い、給水バルブ４を強制的に開弁し、水栓２からボウル面１ａに向けて吐水を行う（ＳＴＥＰ１４）。図４（ａ）は、このように水栓２からボウル面１ａに向けて吐水している状態を示している。

水栓２からの吐水の開始後、タイマｔ２のカウントを開始（ＳＴＥＰ１５）し、タイマｔ２が所定時間Ｔ２になるまで待つ（ＳＴＥＰ１６）。タイマｔ２が所定時間Ｔ２になると（ＳＴＥＰ１６：Ｙｅｓ）、人体離反判断値設定手段22bは、フィルタ回路21から出力されるドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏを検出する（ＳＴＥＰ１７）。図４（ｂ）は、このときのフィルタ回路21から出力されるドップラ信号Ｓ６の信号波形（ここでは、信号レベルをＶｏ１とする。）を示している。

人体離反判断値設定手段22bは、ＳＴＥＰ１７において検出したドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏ１に対して、所定値Ｖ１を加算した値を、人体離反判断値Ｖｂとして記憶部24に人体離反判断値記憶領域24ｂに設定する（ＳＴＥＰ１８）。人体離反判断値Ｖｂの設定が終了すると、人体離反判断値設定手段22bは、給水バルブ制御部23を制御して、水栓２からの吐水を停止する。すなわち、給水バルブ制御部23は、人体離反判断値設定手段22bからの要求に従い、給水バルブ４を閉弁し、水栓２からの吐水を停止する（ＳＴＥＰ１９）。

その後、人体離反判断値設定手段22bは、ＳＴＥＰ１１からの処理を繰り返す。このように人体離反判断値設定手段22bは、ｔ１ごとに周期的に人体離反判断値Ｖｂの設定を繰り返すことにより、人体離反判断値を更新し、給水路３における水圧の変動や洗面装置Ａ周辺のノイズ状態が変動した場合であっても、その変動に合わせた適切な人体離反判断値Ｖｂを設定し、より精度よく手と吐水の検知を行うことが出来ることになる。

なお、上記所定値Ｖ１は、給水路３の水圧変動やノイズの混入などによって信号レベルＶoが変化した場合であっても、誤って人体離反検出してしまうことがない人体離反判断値Ｖｂとなるような値とすることが望ましい。ただし、必ずしも所定値Ｖ１を加算しなければならないということはない。すなわち、給水路３が安定しているようなところに設置するような洗面装置Ａにおいては、人体離反判断値として設定する値は、ＳＴＥＰ１７において検出したドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏ１と同等以上であればよく、必ずしも所定値Ｖ１を加算する必要はない。このようにＳＴＥＰ１９において、人体離反判断値設定手段22bが設定する人体離反判断値Ｖｂは、マイクロ波ドップラセンサから出力されるドップラ信号の信号レベル以上の値であればよい。

なお、この人体離反判断値Ｖｂの設定動作は、後述の自動給水機能動作を並列に行う。ただし、自動給水機能動作において、人体検出処理部22は、人体検出して吐水を開始した後においては、人体離反検出してその吐水が停止するまで、この人体離反判断値Ｖｂの設定動作を行わない。また、人体離反判断値Ｖｂの設定動作を開始し、ＳＴＥＰ１１からＳＴＥＰ１８のいずれかの処理が行われているときであっても、人体検出処理部22によってドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが人体近接判断値Ｖａ以上であると判定したときには、その処理を中止し、ＳＴＥＰ１１の処理へ強制的に移行させるようにする。このように、人体離反判断値の設定動作は、自動吐水機能に影響を与えないように人体離反判断値の設定が行われる。

また、ＳＴＥＰ13における人体の不存在の判定を、ドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが設定動作判断値Ｖｃよりも小さいか否かで行うのではなく、ドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏの変動が一定範囲内か否かによって行うようにしてもよい。すなわち、所定期間内のドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが一定範囲の変動に収まっているときに、人体が不存在であると判定するのである。このようにすることによって、精度よく人体離反判断値Ｖｂの設定を行うことができる。

次に、洗面装置Ａにおいて、以上のように設定した人体離反判断値Ｖｂを用いた自動給水機能動作について、図面を参照して具体的に説明する。図５は洗面装置Ａにおける自動給水機能動作のフローチャートである。

まず、洗面装置Ａに電源が投入されると、上述のようにマイクロ波ドップラセンサ７が動作し、ドップラ信号Ｓ６が人体検出処理部22に入力される。

人体検出処理部22の自動吐水制御手段22ａは、記憶部24から人体近接判断値Ｖａを取り出し、ドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが人体近接判断値Ｖａ以上であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ２０）。そして、ドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが人体近接判断値Ｖａ以上であると判定すると（ＳＴＥＰ２０：Ｙｅｓ）、自動吐水制御手段22ａは、給水バルブ制御部23を制御して、水栓２からの吐水を行う。すなわち、給水バルブ制御部23は、自動吐水制御手段22ａからの要求に従い、給水バルブ４を強制的に開弁し、水栓２からボウル面１ａに向けて吐水を行う（ＳＴＥＰ２１）。

図６（ａ）は、このように人体を検出し、水栓２からボウル面１ａに向けて吐水している状態を示している。また、図６（ｂ）は、水栓２からボウル面１ａに向けて吐水し、その吐水の流路に利用者の手があるときのドップラ信号Ｓ６の信号波形を示している。この図に示すように、吐水の流路に利用者の手があるときには、水が激しく飛び跳ね、また利用者によって手が擦られるために、ドップラ信号Ｓ６のレベルＶoが図４（ｂ）に示すような吐水状態にのみのとき信号レベルＶo１に比べ大きな値となっている。

次に、自動吐水制御手段22ａは、記憶部24から人体離反判断値Ｖｂを取り出し、ドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが人体離反判断値Ｖｂ以下であるか否かを判定する（ＳＴＥＰ２２）。すなわち、利用者の手が吐水の流路から離れ、利用者が洗面装置Ａから離れたか否かを検出するのである。そして、ドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが人体離反判断値Ｖｂ以下であると判定すると（ＳＴＥＰ２２：Ｙｅｓ）、タイマｔ３のカウントを開始（ＳＴＥＰ２３）し、タイマｔ３が所定時間Ｔ３になるまで待つ（ＳＴＥＰ２４）。タイマｔ３が所定時間Ｔ３になると（ＳＴＥＰ２４：Ｙｅｓ）、自動吐水制御手段22ａは、給水バルブ制御部23を制御して、水栓２からの吐水を停止する。すなわち、給水バルブ制御部23は、自動吐水制御手段22ａからの要求に従い、給水バルブ４を閉弁し、水栓２からの吐水を停止する（ＳＴＥＰ２５）。

このように人体検出処理部22は、人体近接判断値Ｖａに基づいて人体近接を検出して水栓２からの吐水を行い、その後人体離反判断値Ｖｂに基づいて人体離反を検出して水栓２からの吐水を停止するようにしており、これにより自動吐水機能が実現される。

なお、本実施形態においては、マイクロ波ドップラセンサ７は、マイクロ波ドップラセンサ７の位置を水栓２内に配置するようにしたが、これに限られない。たとえば、マイクロ波ドップラセンサ７を洗面器１の裏側であって水栓２と対向する位置に設け、その指向性を水栓２方向へ設定するようにしてもよい。たとえば、図７に示すように、ボウル面１ａの後側中央に水栓２を、ボウル面１ａの前側中央にマイクロ波ドップラセンサ７を設けるようにする。なお、図７における左側をボウル面１ａの前側とし、右側をボウル面１ａの後側とするものとする。洗面装置Ａはその後面側を壁側に設置されることが一般的であり、水栓２と対向する位置にマイクロ波ドップラセンサ７を配置することによって、マイクロ波ドップラセンサ７の指向方向が壁側となり、これによりマイクロ波ドップラセンサ７が受信するノイズを低減することが可能となる。

このように本実施形態における洗面装置Ａは、人体を検出していない状態で水栓２から吐水を行って強制的に吐水状態を形成し、当該吐水状態において、マイクロ波ドップラセンサ７から出力されるドップラ信号の信号レベルを検出したあとに水栓からの吐水を停止し、その後、このように検出した信号レベルのドップラ信号がマイクロ波ドップラセンサから出力されても人体を検出しないこととしたため、洗面器の形状や、水栓の位置や種類等によって吐水状態や吐水の跳ね返り状態が異なる場合であっても、マイクロ波ドップラセンサの感度調整などの手間をかけることなく、吐水状態や吐水の跳ね返り状態に応じた調節を動的に行うことができる。

以上、本発明の実施の形態のうちいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、上記記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて、種々の変形、改良を施した他の実施形態で実施をすることができる。

たとえば、本実施形態においては、10.525ＧＨｚのマイクロ波を用いたマイクロ波ドップラセンサについて説明したが、これに限られず、マイクロ波を利用するものであれば、その周波数は限られない。

また、本実施形態においては、周期的に人体離反判断値Ｖｂの設定を行うことにしたが、これに限られるものではなく、たとえば、洗面装置Ａにテストモードを実行するテストモード制御手段を設け、このテストモード制御手段によるテストモード動作時のみ上記ＳＴＥＰ１４〜１９の動作を行わせるようにしてもよい。このようにテストモードで動作させることによって製造工程が簡易化できる。

また、上記ＳＴＥＰ１４〜１９の動作を洗面装置Ａの電源投入後にフィルタ回路21から出力されるドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏの分散値が所定閾値である設定動作判断値Ｖｃよりも小さいときに行わせるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、人体近接判断値Ｖａと人体離反判断値Ｖｂとをそれぞれ異なるものとして説明したが、これらを人体検出判断値として同一の値にするようにしてもよい。このようにすることで、記憶部24の記憶領域を小さくすることができ、自動給水機能動作の処理も簡素化できる。ただし、人体近接判断値Ｖａと人体離反判断値Ｖｂと同一にする場合、人体を検出していない状態でのドップラ信号Ｓ３の信号レベルをそのまま人体離反判断値Ｖｂとせず、ＳＴＥＰ１８において説明したように所定値Ｖ１を加算して人体離反判断値Ｖｂとすることが望ましい。また、ＳＴＥＰ２２において、ドップラ信号Ｓ６の信号レベルＶｏが人体離反判断値Ｖｂ未満であると判定したときに、タイマｔ３のカウントを開始するようにする。

本実施形態における自動水栓機能付き洗面装置の全体構成図である。本実施形態における自動水栓機能付き洗面装置における制御部の概略構成図である。人体離反判断値の設定動作のフローチャートである。水栓からボウル面に向けて吐水している状態（人体不存在時）を示す図である。自動給水機能動作のフローチャートである。水栓からボウル面に向けて吐水している状態（人体存在時）を示す図である。他の自動水栓機能付き洗面装置の全体構成図である。

符号の説明

１洗面器
１ａボウル面
２水栓
３給水路
４給水バルブ
５排水路
７マイクロ波ドップラセンサ
８制御部

Claims

水栓と、
前記水栓の中途部に設けられた電磁弁と、
マイクロ波の送受信によりドップラ信号を生成するマイクロ波ドップラセンサと、
前記マイクロ波ドップラセンサによって生成されたドップラ信号に対して、人体を検出したか否かの判断値である人体近接判断値と、人体を検出しなくなったか否かの判断値である人体離反判断値とを記憶する記憶部と、
前記ドップラ信号と前記人体近接判断値とに基づいて人体を検出したら前記電磁弁を制御して前記水栓からの吐水を行い、前記ドップラ信号と前記人体離反判断値とに基づいて人体を検出しなければ前記電磁弁を制御して前記水栓からの吐水の停止を行なう制御部と、を備えた自動水栓であって、
前記制御部は、
人体を検出していない状態で前記電磁弁を強制的に開弁して前記水栓からの吐水を行って強制的な吐水状態を形成し、当該吐水状態で検出した前記ドップラ信号に基づいて、前記人体離反判断値を設定する
ことを特徴とする自動水栓。
前記制御部は、
前記強制的な吐水状態を所定期間継続させた後、前記ドップラ信号の信号レベル以上の値を前記人体離反判断値として設定することを特徴とする請求項１に記載の自動水栓。
前記制御部は、
前記強制的な吐水状態を所定期間継続させた後、前記ドップラ信号の信号レベルの変動が一定範囲内になったときに、前記人体離反判断値を設定することを特徴とする請求項１に記載の自動水栓。
前記制御部は、
前記ドップラ信号の信号レベルが所定閾値以下となる状態を継続して検出したとき、前記強制的な吐水状態を形成することを特徴とする請求項１に記載の自動水栓。
前記制御部は、
前記人体離反判断値の設定を所定周期で行うことを特徴とする請求項１に記載の自動水栓。
前記人体近接判断値と前記人体離反判断値とは同一の値であることを特徴とする請求項１に記載の自動水栓。