JP5099604B2

JP5099604B2 - Faucet device

Info

Publication number: JP5099604B2
Application number: JP2008326547A
Authority: JP
Inventors: 宏之坪井; 昌之永石; 正実辻田; 健介村田; 翔一立木
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-12-22
Also published as: JP2010144497A

Description

本発明は、例えば公衆トイレの手洗い場や、家庭の洗面化粧台や、キッチンに備えている水栓装置に関し、利用者の手又は利用者が保持する被洗浄物あるいはコップを検知して、水栓装置からの吐止水を制御する水栓装置に関する。 The present invention relates to a faucet device provided in, for example, a hand-washing place of a public toilet, a bathroom vanity, or a kitchen, and detects water to be washed or a cup held by the user's hand or the user. The present invention relates to a water faucet device that controls water discharged from the plug device.

人体を検知して自動的に吐水を開始する水栓装置としては、被検知体である人体が到達点に達したことを検知したら、吐水を開始するものがあった。また、他の物体を誤検知しないために、人の手のみを検知できる領域に、センサの検知可能範囲を限定し、人の手が吐水口付近の到達点に達したら、吐水を開始するものがあった。 As a faucet device that detects a human body and automatically starts water discharge, there has been a device that starts water discharge when it is detected that a human body that is a detection target has reached an arrival point. Also, in order not to falsely detect other objects, the detection range of the sensor is limited to an area where only the human hand can be detected, and water discharge is started when the human hand reaches the arrival point near the water outlet. was there.

マイクロ波などの送信波が被検知体に当たると反射波あるいは透過波を生じる。この反射波あるいは透過波を受信することにより、人体を検知することができ、水栓装置などに使用される。放射したマイクロ波の人体からの反射波を受信して、そのドップラー周波数信号のパワースペクトルを求め、そのピーク値と所定の閾値とを比較することにより、人体を検知する人体検知装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−８０１５０号公報 When a transmission wave such as a microwave hits the detection object, a reflected wave or a transmitted wave is generated. By receiving this reflected wave or transmitted wave, a human body can be detected and used for a faucet device or the like. A human body detection device that detects a human body by receiving a reflected wave of a radiated microwave from a human body, obtaining a power spectrum of the Doppler frequency signal, and comparing the peak value with a predetermined threshold is disclosed. (For example, refer to Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 9-80150

しかし、身体や人の手などの被検知体が到達点に達したことを検知してから吐水を開始するのでは、吐水のタイミングが遅くなりやすいという問題があった。また、ドップラー周波数信号のパワースペクトルは、センサまでの距離と反射体の面積とに依存する。吐水口の下に挿入された手の掌の向きなどによっては十分な強度の反射波が得られず、挿入された手を確実に検知できない場合もあった。 However, there is a problem that the timing of water discharge tends to be delayed if water discharge is started after detection of a body to be detected such as a body or a human hand has reached the arrival point. The power spectrum of the Doppler frequency signal depends on the distance to the sensor and the area of the reflector. Depending on the orientation of the palm of the hand inserted under the spout, a reflected wave with sufficient intensity may not be obtained, and the inserted hand may not be detected reliably.

本発明は、人の手が吐水口の下に達する直前など、被検知体の動きに応じた最適なタイミングで吐水を開始することができる水栓装置を提供する。 The present invention provides a water faucet device capable of starting water discharge at an optimal timing according to the movement of a detected object, such as immediately before a human hand reaches under a water discharge port.

上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、
ドップラーセンサと、吐水口と、前記吐水口から吐水された水を受水する受水部と、
前記吐水口からの吐止水を切り替えるためのバルブと、前記バルブの駆動を制御するための制御部と、を備えた水栓装置であって、速度成分のうち低速度成分のみを検知するための低速抽出部をさらに備え、前記制御部は、被洗浄物が吐水口に到達する前に吐水を開始させるために、前記低速抽出部により低速度成分が検知されたときの、低速度成分以外の他の速度成分の検知情報に基づいてバルブの駆動を制御し、前記吐水口からの吐止水を切り替えることを特徴とする水栓装置
が提供される。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention,
A Doppler sensor, a water outlet, and a water receiving portion for receiving water discharged from the water outlet;
A faucet device comprising a valve for switching the water discharged from the water outlet and a control unit for controlling the driving of the valve, for detecting only a low speed component among the speed components. A low-speed component, and when the low-speed component is detected by the low-speed extractor in order to start water discharge before the object to be cleaned reaches the spout, There is provided a water faucet device that controls driving of a valve based on detection information of other velocity components and switches the water discharged from the water outlet.

また、本発明の一態様によれば、ドップラーセンサは、異なる帯域の速度を識別するための少なくとも２ヶのフィルタを有し、最も低速度帯を検知するフィルタが前記低速抽出部であることを特徴とする水栓装置が提供される。 Further, according to one aspect of the present invention, the Doppler sensor has at least two filters for identifying speeds of different bands, and the filter that detects the lowest speed band is the low speed extraction unit. A faucet device is provided.

また、本発明の一態様によれば、ドップラーセンサは、前記受水部の内部または前記吐水口に向かって電波を放射するように配置された水栓装置が提供される。 Moreover, according to one aspect of the present invention, there is provided a faucet device in which the Doppler sensor is disposed so as to radiate radio waves inside the water receiving portion or toward the water outlet.

本発明によれば、利用者が水栓装置を利用する際に手を差し出す際に最適なタイミングで吐水を開始する使い勝手の良い水栓装置を提供するものである。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a user puts out a hand when using a faucet device, the faucet device which is easy to use which starts water discharge at the optimal timing is provided.

以下、本発明にかかる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）
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。また、図２に制御ブロック図を示す。 Embodiments of a faucet device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 (a) shows an overview of the first embodiment of the faucet device, FIG. 1 (b) shows a top view of FIG. 1 (a), and FIG. 1 (c) shows FIG. 1 (b). FIG. FIG. 2 shows a control block diagram.

図１に示す水栓装置１０は、水道水を供給するためのスパウト１と、スパウト１から吐水される水を受ける陶器性の受水部２と、受水部２の内部に利用者の手やコップや雑巾等の被洗浄物である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、スパウト１からの吐止水を切替えるバルブ部４と、電波センサ３からの信号に基づき、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、利用者が受水部２に接近する際に対面する側である前側に配設されている。 A faucet device 10 shown in FIG. 1 includes a spout 1 for supplying tap water, a ceramic water receiving portion 2 that receives water discharged from the spout 1, and a user's hand inside the water receiving portion 2. Based on the signal from the radio wave sensor 3 that detects that the detection object that is the object to be cleaned, such as a cup, a rag, or the like, has entered, the valve unit 4 that switches the spout water from the spout 1, and the signal from the radio wave sensor 3, It is comprised with the control part 5 which controls on and off of the valve part 4. FIG. Here, the radio wave sensor 3 is disposed on the front side, which is the side facing when the user approaches the water receiving unit 2.

水栓装置１０は、受水部２の近傍のみを検知したときにスパウトからの吐水を開始する吐水開始用スイッチとして利用する吐水口近傍の検知エリアと、手を差し出せば即差し出した手に水を供給できるように吐水口近傍の検知エリアと、の二つの検知エリアを設定でき、前者を第一検知エリアａ、後者を第ニ検知エリアｂとして以下説明する。
電波センサは、水あるいは金属に対して反射するため、被検知体の素材によらず検知することができ、第一検知エリアａを設定した場合では、利用者の手などの被洗浄物が侵入されると、電波センサ３が被検知体を検知して、その結果が制御部５に転送され、制御部５がバルブ部４を開動し、スパウト１から水道水を吐水する。したがって、第一検知エリアａは、スイッチ機能を有しているエリアであり、利用者が手を差し出しやすいように受水部２の手前の端部２ａにマーカー６を釉薬を用いて設けた方が使いやすく、他の方法としては、樹脂製やガラス製の可視光を透過する素材で受水部２を形成し、内部にＬＥＤ等の発光部材を点灯させて利用者の洗浄行為を誘導してもよい。その場合は、第ニ検知エリアｂは、スパウト１からの給水を継続するか、止水に切替えるかを識別するための自動止水機能を有しているエリアとなる。この検知方法の利点は、使用者がスパウトから吐水を開始させたいとき意外である、例えば物を受水部に置くための行為や受水部に置かれたものを取り上げる行為に対しては、スパウト１から水道水を供給することはないため、袖や服を濡らすことなく節水性の高い水栓装置を提供することができる。
一方、第ニ検知エリアｂに検知エリアを設定した場合は、手を差し出す行為と洗浄行為が一つのアクションで成立するため、さっと手洗い動作を行うことができるため、手先のみをすばやく洗いたいときには好都合の水栓装置となる。詳細の制御フローについては、後述する。 The faucet device 10 has a detection area in the vicinity of the spout used as a water discharge start switch that starts water discharge from the spout when only the vicinity of the water receiving portion 2 is detected, and a hand that is immediately put out if a hand is put out. Two detection areas, a detection area in the vicinity of the water outlet, can be set so that water can be supplied, and the former will be described below as a first detection area a and the latter as a second detection area b.
Since the radio wave sensor reflects against water or metal, it can detect regardless of the material of the object to be detected. When the first detection area a is set, an object to be cleaned such as a user's hand enters. Then, the radio wave sensor 3 detects the object to be detected, the result is transferred to the control unit 5, the control unit 5 opens the valve unit 4, and discharges tap water from the spout 1. Therefore, the 1st detection area a is an area which has a switch function, and provided the marker 6 with the glaze in the edge part 2a before this water-receiving part 2 so that a user may put out a hand easily However, as another method, the water receiving portion 2 is formed of a resin or glass material that transmits visible light, and a light emitting member such as an LED is turned on to induce the user's washing action. May be. In this case, the second detection area b is an area having an automatic water stop function for identifying whether to continue water supply from the spout 1 or to switch to water stop. The advantage of this detection method is that it is unexpected when the user wants to start water discharge from the spout, for example, for the act of placing an object in the receiving part or taking up the thing placed in the receiving part, Since tap water is not supplied from the spout 1, a faucet device with high water saving can be provided without wetting sleeves and clothes.
On the other hand, when the detection area is set in the second detection area b, since the action of putting out the hand and the cleaning action are established by one action, the hand washing operation can be performed quickly. It becomes a faucet device. A detailed control flow will be described later.

次に、図２を用い検知手段である電波センサ３の説明をする。
電波センサ３は、電波を生成する発振回路１１と、発振回路１１で生成された電波を被検知体に送信し、被検知体からの反射電波を受信する送受信一体のアンテナ１２と、アンテナ１２からの受信信号により被検知体の有無を判断する検知部１３と、で構成されている。尚アンテナ１２は、送受信別体でも構わないが、本発明においては、受水部２の内部に設置するために、小型化を優先し一体にしている。このように、電波センサ３から放射される電波は、受水部２の材料が金属以外であれば透過することができ、また、水滴や水垢等の汚れに対しても電波の透過量が依存することもないために、赤外線センサや超音波センサや静電容量センサ等他のセンシング方式では、設置できない汚れる可能性のある受水部２の手前側に配設することができる。
この検知部１３は、発振回路１１からのローカル信号と、アンテナ１２からのＲＦ信号をミキシングするミキサ部１４と、ミキサ部１４で抽出したドップラー信号を周波数解析または所定の周波数のみを通過させる周波数変換部１７とで、構成されている。周波数変換部１７は、ソフト処理しても、電気回路で構成しても良いが、本発明では、ソフト処理を用いている。また、周波数変換部１７で行われる周波数解析は、ＦＦＴ解析を用いても良いが、本発明においては、複数の帯域に分けたフィルターを有し、それぞれのフィルターを通過後の波形の有無により実施している。この周波数変換部には、移動体が目標物に停止する直前の減速過程のゆっくりした低速成分の動きのみを抽出する低速抽出部１５とその動きよりも速い高速成分を抽出する高速抽出部１６とが設けられている。このように低速成分とは、被験者が到達地点に止まる寸前の遅い動きを示し、使用者の身長姿勢より様々な方向から移動した場合にもセンサ部で検知できる速度であり、後述するセンサ部１００が検知する信号としては、所定の閾値、例えば、１０Ｈｚ以下の周波数である。一方高速成分とは、スパウト近傍を横切る動きや、受水部内部で水を切る行為や、手と手をこする手もみ行為など加速または等速の動きを示しており、後述するセンサ部１００が検知する信号としては、所定の閾値、例えば１０Ｈｚ以上の動きである。
尚、このセンサ部１００が検知するドップラー信号の周波数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）
センサ部１００に対して被検知体が相対的に移動すると、式（１）で表されるように、その速度ｖに比例した周波数ΔＦを含む出力信号を得ることができる。出力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。従って、ドップラー周波数ΔＦを測定することにより速度ｖを求めることができる。なお、日本においては、人体を検知する目的には１０．５０〜１０．５５ＧＨｚの範囲、または２４．０５〜２４．２５ＧＨｚの範囲の周波数が使用できる。以下この得られたドップラー信号の周波数変換部１７を用いた信号処理について説明をする。 Next, the radio wave sensor 3 which is a detection means will be described with reference to FIG.
The radio wave sensor 3 includes an oscillation circuit 11 that generates radio waves, a transmission / reception integrated antenna 12 that transmits radio waves generated by the oscillation circuit 11 to a detected object, and receives reflected radio waves from the detected object, and an antenna 12. And a detection unit 13 that determines the presence / absence of an object to be detected based on the received signal. Although the antenna 12 may be a separate transmission / reception unit, in the present invention, in order to install the antenna 12 inside the water receiving unit 2, miniaturization is prioritized and integrated. Thus, the radio wave radiated from the radio wave sensor 3 can be transmitted if the material of the water receiving portion 2 is other than metal, and the amount of radio wave transmission depends on dirt such as water droplets and scales. Therefore, in other sensing methods such as an infrared sensor, an ultrasonic sensor, and a capacitance sensor, it can be disposed on the front side of the water receiving unit 2 that may not be installed and may become dirty.
The detection unit 13 performs frequency analysis or frequency conversion for allowing only a predetermined frequency to pass through the mixer unit 14 that mixes the local signal from the oscillation circuit 11 and the RF signal from the antenna 12, and the Doppler signal extracted by the mixer unit 14. The unit 17 is configured. The frequency conversion unit 17 may be configured by software processing or an electric circuit, but in the present invention, software processing is used. The frequency analysis performed by the frequency conversion unit 17 may use FFT analysis, but in the present invention, it has filters divided into a plurality of bands, and is performed depending on the presence or absence of waveforms after passing through each filter. doing. The frequency conversion unit includes a low-speed extraction unit 15 that extracts only the movement of a slow low-speed component in the deceleration process immediately before the moving object stops at the target, and a high-speed extraction unit 16 that extracts a high-speed component faster than the movement. Is provided. Thus, the low-speed component indicates a slow movement immediately before the subject stops at the arrival point, and is a speed that can be detected by the sensor unit even when the subject moves from various directions from the height posture of the user. The signal detected by is a predetermined threshold, for example, a frequency of 10 Hz or less. On the other hand, the high-speed component indicates an acceleration or constant speed movement such as a movement across the spout, an action of draining water inside the water receiving section, an action of scrubbing hands with each other, and a sensor section 100 described later. As a signal detected by, there is a predetermined threshold, for example, a motion of 10 Hz or more.
The frequency ΔF (Hz) of the Doppler signal detected by the sensor unit 100 can be expressed by the following equation (1).
ΔF = Fs−Fb = 2 × Fs × v / c Equation (1)
Where Fs: transmission frequency (Hz)
Fb: reflection frequency (Hz)
v: object moving speed (m / s)
c: speed of light (= 300 × 106 m / s)
When the object to be detected moves relative to the sensor unit 100, an output signal including a frequency ΔF proportional to the velocity v can be obtained as represented by Expression (1). The output signal has a frequency spectrum, and there is a correlation between the peak frequency corresponding to the peak of the spectrum and the velocity v of the moving object. Therefore, the velocity v can be obtained by measuring the Doppler frequency ΔF. In Japan, a frequency in the range of 10.50 to 10.55 GHz or a range of 24.05 to 24.25 GHz can be used for the purpose of detecting a human body. Hereinafter, signal processing using the frequency conversion unit 17 of the obtained Doppler signal will be described.

次に図３に水栓装置を利用する人の手の速度を示し、その行為に対するフローチャートとを図４に示し、図５、図６、図７に周波数変換部で抽出したドップラー信号の波形を示す。これらの図を用い、検知部１３で行うスパウト１からの吐止水の制御フローについて説明する。 Next, FIG. 3 shows the speed of a person's hand using the faucet device, FIG. 4 shows a flow chart for the action, and FIGS. 5, 6, and 7 show the waveforms of the Doppler signals extracted by the frequency converter. Show. With reference to these drawings, the control flow of spout water from the spout 1 performed by the detection unit 13 will be described.

人の手の差し出し方は、使用者の背の高さや手洗いの姿勢など様々あり、ゆっくりした手の動きでも図４（ａ）のｖ１のような速度変化をもち目標物であるセンサ近傍にむかって減速する。またすばやく手を差し出す方の場合でも図４（ｂ）に示すように、はじめに高速で受水部に進入し、その後目標物にむかって急減速しやがて検知エリアである目標値にて停止する。このように受水部に手が進入してからの速度は様々あり、停止するまでの時間は異なるものの、全て、１０Ｈｚ以下の速度成分を有し、やがて停止することがわかる。この速度変化を利用したシーケンスを図４をもとに説明する。
最初にＳ０１にて検知部１３は、周波数変換部１７の低速抽出部１５からの信号を抽出する。低速抽出部は、前記のように１０Ｈｚ以下の速度を検知するようにしている。このましくは、静止物体の手や受水部内部にある揺らぎを検知しないように数Ｈｚ〜１０Ｈｚの信号を抽出するのが望ましいが、ここでは、０〜１０Ｈｚに設定している。Ｓ０１にて、低速抽出部の信号Ｖｓが極大値と極小値がＶｓ＞Ｖ１または、Ｖｓ＜Ｖ２になるかを判定している。ここで、信号Ｖｓが図５（ａ）の状態から図５（ｂ）に変化すると、前記Ｓ０１で検知状態になるため、次にＳ０２にて、高速抽出部１６の信号を抽出する。ここで、高速抽出部が図６（ａ）に示すように信号ＶｓがＶ３〜Ｖ４の間におさまっている場合は、第一検知エリアａに利用者の手が入ってきたと検知部１３が判断でき、Ｓ０３にて検知部１３から制御部５にバルブ部４を“ｏｎ”する命令が行われ、バルブ部４が開動し、スパウト１から受水部２に向かって水道水を供給する。一方、図６（ｂ）に示すように、信号Ｖｓの極大値と極小値がＶｓ＞Ｖ３または、Ｖｓ＜Ｖ４になっている場合は、Ｓ０５にて制御部はバルブ閉を継続する。このＳ０２の判定時間は、低速抽出部１５で検知する周波数の周期よりも早い時間に設定しているのがのぞましい。また、高速抽出部の信号波形を記憶し、Ｓ０１にて低速抽出部が検知した時間にさかのぼって判断すると良い。
これは、受水部２内部で電波センサ３が検知する手洗い行為以外の動きを判別するためのアルゴリズムであり、例えば、手洗い行為以外に洗浄後の手に付着した水を切る行為や、石鹸を手につけて満遍なく汚れを浮きだたせる手もみ行為や、受水部内部に水を捨てる排水行為や、受水部内壁に付着した水の落下する動きである。これらの行為や水の移動は、電波センサ３に対して、水平方向、垂直方向様々な方向や様々な速度成分を有するため、動きの中で瞬間的に低速抽出部１５が低周波成分を抽出することがある。その時制御部５は手の減速と判断する可能性があり、使用者が手洗い目的でないときに水が出てくる使い勝手の悪い水栓装置になる可能性があるが、これらの動きは、かならず低速成分だけでなく、同時に高速成分も検知したり、低速成分を検知後に周期的な動きの中で高速成分を発するため、Ｓ０２による判断を入れることでスパウトからの誤吐水をなくすことができる。しかもこれらの信号処理を入れているにもかかわらず、このＳ０２の判定時間は、低速抽出部１５で検知する周波数の周期よりも早い時間に設定していたり、高速抽出部の信号波形を記憶し、Ｓ０１にて低速抽出部が検知した時間にさかのぼって判断するアルゴリズムを加えると、センサ近傍に停止する前の減速する動きで制御部５が手洗い行為か否かを識別でき、バルブ”開”命令を送るため、目標物に停止する前の早いタイミングで吐水を開始することができ、使用者にとっては差し出す位置を迷わない使い勝手の良い水栓装置になる。このアルゴリズムは、前記第二検知エリアｂに差し出された手に対して、スパウトから水を供給するときの制御部のアルゴリズムを説明したが、第一検知エリアａに差し出された検知エリアの場合は、同様のアルゴリズムにしても構わないし、Ｓ０２にて第一検知エリアａにて被洗浄体を検知した後、その後手洗い行為を行うために、手を吐水口に向かって方向転換するため、節水性を考えるならば、検知した瞬間にバルブを開状態にするのではなく、制御部が検知したことを使用者に感知するブザー音またはＬＥＤにて表示を行い、吐水口に停止するまでにバルブを開状態にするような時間差を設けても使い勝手を損なわず、快適な水栓装置を提供することができる。
バルブ開後は、Ｓ０４にて検知部１３は、第ニ検知エリアｂにおける利用者の洗浄状態を識別するために、高速抽出部の信号Ｖｓが周波数変換部１７で１Ｈｚ以上のハイパスフィルタを通過させた時のドップラー信号Ｖｓが、図７（ｃ）に示すＶｓ＞Ｖ５あるいはＶｓ＜Ｖ６になるかを判定している。この時に図７（ａ）のような大きな振幅を有する波形を得た場合には、利用者の手または指先で飛散した水道水の水流に基づくドップラー信号を示しており、検知部１３は、バルブ部４を“ｏｎ”状態で継続する。しかし、図７（ｂ）に示すＶｓの極大値と極小値が、Ｖ７＜Ｖｓ＜Ｖ５または、Ｖ８＜Ｖｓ＜Ｖ６となった場合は、利用者が手洗い動作を終了し、スパウト１水から供給される水だけの水流状態にあることを示しており、Ｓ０５にて検知部１３から制御部５にバルブ部４を“ｏｆｆ”する命令が行われ、バルブ部４が閉動する。ただし、図７（ｃ）のような、Ｖ８＜Ｖｓ＜Ｖ７の場合は、スパウト１から供給された水をコップ等の器に水を汲んでいる状態の水面の揺らぎを検知していることを示しており、検知部１３は、バルブ部４を“ｏｎ”状態で継続する。その後、コップから水があふれると、コップの周辺にて飛散する水からの反射電波に伴うドップラー信号を得る為、図７（ｂ）のような振幅強度となり、検知部１３は、Ｓ０５にてバルブ部４を“ｏｆｆ”にする。 There are various ways to put out a person's hand, such as the height of the user and the posture of hand-washing. Even when the hand moves slowly, the speed changes like v1 in FIG. To slow down. Further, even in the case of a person who puts out his hand quickly, as shown in FIG. 4 (b), he first enters the water receiving portion at a high speed, and then suddenly decelerates toward the target and eventually stops at the target value which is the detection area. As described above, there are various speeds after the hand enters the water receiving part, and although the time until stopping is different, all have a speed component of 10 Hz or less, and it will be understood that it will eventually stop. A sequence using this speed change will be described with reference to FIG.
First, in S <b> 01, the detection unit 13 extracts a signal from the low speed extraction unit 15 of the frequency conversion unit 17. The low speed extraction unit detects a speed of 10 Hz or less as described above. More preferably, it is desirable to extract a signal of several Hz to 10 Hz so as not to detect fluctuations in the hand of the stationary object or in the water receiving part, but here, it is set to 0 to 10 Hz. In S01, it is determined whether the signal Vs of the low speed extraction unit has a maximum value and a minimum value Vs> V1 or Vs <V2. Here, when the signal Vs changes from the state shown in FIG. 5A to FIG. 5B, the detection state is entered in S01, and the signal of the high speed extraction unit 16 is then extracted in S02. Here, when the signal Vs is between V3 and V4 as shown in FIG. 6A, the detection unit 13 determines that the user's hand has entered the first detection area a. In S03, an instruction to turn on the valve unit 4 is issued from the detection unit 13 to the control unit 5 to open the valve unit 4 and supply tap water from the spout 1 toward the water receiving unit 2. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the maximum value and the minimum value of the signal Vs are Vs> V3 or Vs <V4, the control unit continues to close the valve in S05. The determination time of S02 is preferably set to a time earlier than the frequency period detected by the low speed extraction unit 15. The signal waveform of the high speed extraction unit may be stored, and the determination may be made by going back to the time detected by the low speed extraction unit in S01.
This is an algorithm for discriminating movements other than the hand washing action detected by the radio wave sensor 3 inside the water receiving part 2, for example, the action of cutting off water adhering to the hand after washing, It is a hand-cranking action that lifts dirt evenly on the hand, a draining action that throws away water inside the water receiving part, and a movement of falling water adhering to the inner wall of the water receiving part. Since these actions and movement of water have various horizontal and vertical directions and various speed components with respect to the radio wave sensor 3, the low speed extraction unit 15 instantaneously extracts the low frequency components in the movement. There are things to do. At that time, the control unit 5 may determine that the hand is decelerating, and there is a possibility that the user becomes a faucet faucet device in which water comes out when the user is not washing hands, but these movements are always slow. Since not only the component but also the high-speed component is detected at the same time, or the high-speed component is emitted in the periodic movement after detecting the low-speed component, the erroneous spout from the spout can be eliminated by making a determination in S02. Moreover, in spite of these signal processing, the determination time of S02 is set to a time earlier than the frequency cycle detected by the low speed extraction unit 15, or the signal waveform of the high speed extraction unit is stored. , Adding an algorithm that goes back to the time detected by the low-speed extraction unit in S01, it is possible to identify whether or not the control unit 5 is a hand washing action by a slowing motion before stopping near the sensor, and a valve “open” command Therefore, water discharge can be started at an early timing before stopping at the target, and the user becomes a faucet device that is easy to use without losing the position to be pushed out. This algorithm explained the algorithm of the control unit when water is supplied from the spout to the hand that is put out to the second detection area b. In this case, the same algorithm may be used, and after detecting the object to be cleaned in the first detection area a in S02, to change the direction of the hand toward the water outlet, If water saving is considered, instead of opening the valve at the moment of detection, it will display with a buzzer sound or LED that detects to the user that the control unit has detected, and until it stops at the spout A comfortable faucet device can be provided without impairing usability even when a time difference is set such that the valve is opened.
After the valve is opened, in S04, the detection unit 13 allows the signal Vs of the high-speed extraction unit to pass through a high-pass filter of 1 Hz or higher in the frequency conversion unit 17 in order to identify the user's cleaning state in the second detection area b. It is determined whether the Doppler signal Vs at this time satisfies Vs> V5 or Vs <V6 shown in FIG. When a waveform having a large amplitude as shown in FIG. 7 (a) is obtained at this time, a Doppler signal based on the water flow of tap water scattered by the user's hand or fingertip is shown. Part 4 is continued in the “on” state. However, when the maximum and minimum values of Vs shown in FIG. 7B are V7 <Vs <V5 or V8 <Vs <V6, the user finishes the hand washing operation and is supplied from spout 1 water. In S05, the detection unit 13 instructs the control unit 5 to “off” the valve unit 4 and the valve unit 4 is closed. However, in the case of V8 <Vs <V7 as shown in FIG. 7C, it is detected that the fluctuation of the water surface in the state where the water supplied from the spout 1 is being drawn into a cup or the like is detected. The detection unit 13 continues the valve unit 4 in the “on” state. Thereafter, when water overflows from the cup, in order to obtain a Doppler signal accompanying the reflected radio wave from the water scattered around the cup, the amplitude intensity as shown in FIG. Set part 4 to “off”.

以上のように、早いタイミングでスパウトから受水部に向かって吐水を開始すると、使用者は、その水に対して手を差し出すことができるため、差出す位置を迷うことなく確実に手を洗うことができる。
尚、これまで手洗い行為を想定した説明を行ってきたが、歯ブラシを洗浄したり、コップに水を汲む行為も同様に、それぞれ水を利用したい物を持つ手が検知エリアに入る速度成分を識別し、スパウトからの吐水開始のタイミングをコントロールすることができるため、使用者が吐水口に停止する前に水を供給でき、差し出す行為を迷うことのない快適な水栓装置を提供することができる。 As described above, when water discharge is started from the spout toward the water receiving unit at an early timing, the user can put out his / her hand against the water so that the user can wash his / her hands without hesitation of the position to be fed out. be able to.
In addition, the explanation has been made assuming hand washing action so far, but also the action of washing the toothbrush or drawing water into the cup, as well as identifying the speed component that each hand with an object that wants to use water enters the detection area In addition, since it is possible to control the timing of spouting from the spout, it is possible to provide a comfortable faucet device that can supply water before the user stops at the spout and does not hesitate to push out. .

（第２の実施例）
図８に水栓装置の第２の実施例の概観図を示しす。 (Second embodiment)
FIG. 8 shows an overview of the second embodiment of the faucet device.

水栓装置５０は、水道水を供給するためのスパウト３０と、スパウト３０から吐水される水を受ける受水部３２と、制御部３５と、スパウト３０からの吐止水を切替えるバルブ部３４とで構成されている。スパウト３０は、内部に電波センサ３３と、電波センサ３３のアンテナから送受信する電波をスパウト３０の吐水口３１まで導く導波管３６と、バルブから吐水口まで水を搬送する水路３７とが内蔵されている。 The faucet device 50 includes a spout 30 for supplying tap water, a water receiving part 32 for receiving water discharged from the spout 30, a control part 35, and a valve part 34 for switching the water discharged from the spout 30. It consists of The spout 30 includes a radio wave sensor 33, a waveguide 36 that guides radio waves transmitted and received from the antenna of the radio wave sensor 33 to the spout 31 of the spout 30, and a water channel 37 that carries water from the valve to the spout. ing.

導波管３６は、使用する電波の周波数と通過させたい発振モードに基づきそのサイズは決定されており、ここではサイズを最も小さくできるＴＥ１０モードを想定した形状にしている。形状は方形でも円形でも良く、スパウト３０のデザインにより決定すればよくここでは方形型を採用している。また、導波管３６の吐水口３１側の開放端３６ａには、水道水の進入を防ぐための封し部材３８が挿入されている。 The size of the waveguide 36 is determined based on the frequency of the radio wave to be used and the oscillation mode to be passed. Here, the waveguide 36 has a shape assuming a TE10 mode that can minimize the size. The shape may be a square or a circle, and may be determined by the design of the spout 30. Here, a square shape is adopted. In addition, a sealing member 38 for preventing entry of tap water is inserted into the open end 36a of the waveguide 36 on the water discharge port 31 side.

このように配置したことにより、電波センサ３３のアンテナから放射された電波は、導波管３６の内部を通過し、封し部材３８を通過後、受水部３２に向かって放射される。被洗浄体である手がスパウト３０近傍に存在すると、手から反射した電波が封し部材３８、導波管３６を通過し、電波センサ３３のアンテナで受信できる。電波センサ３３の構成やスパウト３０からの吐止水のアルゴリズムについては、第１の実施例と同様につき省略する。
第１の実施例とは、異なり電波センサ３３がスパウト内部に配置されているため、受水部３２は電波を通過させない金属製の材料など素材や形状に依存しないため何を利用してもよく汎用性が高くなる。またスパウトに向かって減速する手が、センサ向かってくる方向になるため、近づくに従い反射電力量が距離の反比例に２乗に反して大きくなるためＳ／Ｎが向上し、制御部はより精度の高い吐止水の判定を行うことができる。 With this arrangement, the radio wave radiated from the antenna of the radio wave sensor 33 passes through the inside of the waveguide 36, passes through the sealing member 38, and is radiated toward the water receiving unit 32. If the hand to be cleaned exists near the spout 30, the radio wave reflected from the hand passes through the sealing member 38 and the waveguide 36 and can be received by the antenna of the radio wave sensor 33. The configuration of the radio wave sensor 33 and the algorithm for water discharge from the spout 30 are omitted as in the first embodiment.
Unlike the first embodiment, since the radio wave sensor 33 is arranged inside the spout, the water receiving portion 32 does not depend on the material or shape such as a metal material that does not allow radio waves to pass through, so anything can be used. Increased versatility. In addition, since the hand decelerating toward the spout is in the direction toward the sensor, the reflected power increases inversely to the square of the distance as it approaches, so the S / N is improved and the control unit is more accurate. A high water stoppage determination can be made.

また、第１の実施例同様、電波センサ３３は、手や歯ブラシなどの被洗浄体が受水部３２に挿入された瞬間から吐水口３１に向かって減衰する速度変化を検知することができるため、被洗浄体の減速して止まる寸前の動きなのか、それとも使用者が洗浄目的外の受水部３２内で水を切る動きや石鹸を掌全体に広げる手もみ動作とを識別することが可能になる。従って、吐水口３１近傍に停止する直前に制御部３５はバルブ３４に開命令を出すことができ、結果早い吐水を実現でき、手の差し出す位置が迷わず、水に手を差し出す快適な水栓装置３０を提供することができる。 Further, as in the first embodiment, the radio wave sensor 33 can detect a speed change that attenuates toward the water discharge port 31 from the moment when an object to be cleaned such as a hand or a toothbrush is inserted into the water receiving portion 32. It is possible to discriminate whether the object to be cleaned is about to decelerate and stop, or the user's movement to cut water in the water receiving part 32 outside the purpose of cleaning and the hand-grip action to spread soap over the entire palm become. Therefore, immediately before stopping near the spout 31, the control unit 35 can issue an opening command to the valve 34, and as a result, it is possible to realize quick water discharge, without losing the position to put out the hand, An apparatus 30 can be provided.

（第３の実施例）
図９（ａ）にキッチン水栓装置に水栓装置を組み込んだ第３の実施例の概観図を示し、図９（ｂ）に図９（ａ）のＢ視断面図を示す。 (Third embodiment)
FIG. 9 (a) shows a schematic view of a third embodiment in which the faucet device is incorporated in the kitchen faucet device, and FIG. 9 (b) shows a cross-sectional view taken along the line B in FIG. 9 (a).

キッチン水栓装置７０は、水栓装置６０と、料理作業台５１と、コンロ（図示せず）と、前面パネル５２で構成されている。また、水栓装置６０は、水道水を供給するためのスパウト５１と、スパウト５１から吐水される水を受ける受水部であるシンク５２と、シンク５２の内部に利用者の手や包丁やまな板等の調理器具や、食材等の被洗浄物である被検知体が侵入してきたことを検知する電波センサ５３と、スパウト５１からの吐止水を切替えるバルブ部５４と、電波センサ５３からの信号に基づき、バルブ部５４のｏｎ，ｏｆｆを制御する制御部５５とで構成されている。ここで、電波センサ５３は、受水部５２の外側で且つ料理作業台５１の下方側に隠蔽された状態で設置されている。 The kitchen faucet device 70 includes a faucet device 60, a cooking work table 51, a stove (not shown), and a front panel 52. The faucet device 60 includes a spout 51 for supplying tap water, a sink 52 that receives water discharged from the spout 51, a user's hand, a kitchen knife, and a cutting board inside the sink 52. A radio wave sensor 53 that detects that a detection object that is an object to be cleaned, such as a cooking utensil such as food, has entered, a valve unit 54 that switches water discharged from the spout 51, and a signal from the radio wave sensor 53 And a control unit 55 that controls on and off of the valve unit 54. Here, the radio wave sensor 53 is installed outside the water receiving unit 52 and hidden behind the cooking work table 51.

水栓装置６０は、二つの検知エリアを有しており、第一検知エリアｄは、シンク５２の内面の料理作業台５１側の電波センサ５３の近傍に設定されており、第ニ検知エリアｅは、スパウト５１から吐水される水の軌跡と受水部のあふれ面との交差する点近傍に設定されている。
第１の実施例同様、第一検知エリアｄでは、利用者の手などの被洗浄物が侵入されると、電波センサ５３の検知部（図示せず）は、制御部５５にバルブ部５４を開動するための命令を行い、スパウト５１から水道水を吐水するため、スイッチ機能を有したエリアとなっている。尚、この第一検知エリアｄは、シンク５２の壁面にあるため、作業台の前からシンク５２を横切ってスパウト５１を利用する場合に便利であり、また利用者が受水部の前に立った際にもシンク５２の奥まで手を差出すことなく水道水の供給を開始することができるため使いやすい。更に使い勝手を向上させるには、利用者が手を差し出しやすいように調理作業台５１の上面と受水部５２の側面５２ａにマーカー５６を設けた方がよりよい。このマーカー５６は、利用者が慣れるまでの間、取外し可能なシールタイプの物であれば、キッチン水栓装置７０がシンプルに構成できて良いし、調理作業台５１が、樹脂製やガラス製の可視光を透過する素材で形成している場合は、内部にＬＥＤ等の発光部材を点灯させて利用者の洗浄行為を誘導してもよい。また、第ニ検知エリアｅでは、スパウト５１からの給水を継続するか、止水に切替えるかを識別するための自動止水機能を有しているエリアである。 The faucet device 60 has two detection areas, and the first detection area d is set in the vicinity of the radio wave sensor 53 on the cooking work table 51 side on the inner surface of the sink 52, and the second detection area e Is set near the point where the trajectory of water discharged from the spout 51 intersects the overflow surface of the water receiving section.
As in the first embodiment, in the first detection area d, when an object to be cleaned such as a user's hand enters, the detection unit (not shown) of the radio wave sensor 53 sets the valve unit 54 to the control unit 55. In order to issue a command for opening and to discharge tap water from the spout 51, the area has a switch function. Since the first detection area d is on the wall surface of the sink 52, it is convenient when the spout 51 is used across the sink 52 from the front of the work table, and the user stands in front of the water receiving section. In this case, it is easy to use because the supply of tap water can be started without putting a hand all the way to the sink 52. In order to further improve the usability, it is better to provide the markers 56 on the upper surface of the cooking work table 51 and the side surface 52a of the water receiving part 52 so that the user can easily put out his / her hand. As long as the marker 56 is a seal type that can be removed until the user gets used to it, the kitchen faucet device 70 can be simply configured, and the cooking work table 51 is made of resin or glass. When formed of a material that transmits visible light, a light-emitting member such as an LED may be turned on to induce the user's cleaning action. The second detection area e is an area having an automatic water stop function for identifying whether water supply from the spout 51 is continued or switched to water stop.

電波センサ５３の構成、及び電波センサ５３の検知部の制御フローは第一実施例と同様につき省略する。なお、電波ビームは、利用者の手や水の他に金属製の素材に対しても反射する性質があるため、包丁やフライパンや鍋など、調理器具の色，形状，素材に関係なく検知することができ、第一検知エリアｄに手をかざさなくても手にもつ被洗浄物をかざすだけで、スパウト５１から水道水を給水することができ、手がふさがっている状態や、作業台の前からシンク５２を横切ってスパウト５１離れた場所から操作することができ、便利である。 The configuration of the radio wave sensor 53 and the control flow of the detection unit of the radio wave sensor 53 are omitted as in the first embodiment. In addition, the radio wave beam is reflected not only by the user's hand and water but also by metal materials, so it can be detected regardless of the color, shape, or material of cooking utensils such as kitchen knives, pans and pans. Even if you do not hold your hand over the first detection area d, you can supply tap water from the spout 51 just by holding the object to be cleaned. It can be operated from a location away from the spout 51 across the sink 52 from the front.

また、第１の実施例同様、電波センサ５３は、シンク５２の端部５２ａからスパウト５１に向かって電波ビームを放射しているため、手や包丁や食器などの被洗浄体がシンク５２に挿入された瞬間から第一検知エリアｄに向かって減衰する速度変化を検知することができるため、被洗浄体の減速して止まる寸前の動きなのか、それとも使用者がシンク内で水を切る動きやなべなどの調理器具を置くために第一検知エリアｄを横切る動きなのかを見極めることが可能である。従って、被洗浄物が第一検知エリアｄに停止する前にスパウト５１から吐水を開始することができたり、第一検知エリアｄで検知したことを使用者にブザーまたはＬＥＤで放置した後、被洗浄物が第一検知エリアｄから洗浄ポイントである第二検知エリアｅに移動し、第二検知エリアｅに到達する前にスパウト５１から吐水を開始することができ、手の差し出す位置が迷わず、水に手を差し出す快適な水栓装置６０を提供することができる。
As in the first embodiment, since the radio wave sensor 53 emits a radio wave beam from the end 52 a of the sink 52 toward the spout 51, an object to be cleaned such as a hand, a knife or tableware is inserted into the sink 52. It is possible to detect a speed change that attenuates toward the first detection area d from the moment when the object is washed, so that the object to be cleaned is about to decelerate and stop, or the user cuts water in the sink, It is possible to determine whether the movement is across the first detection area d in order to place a cooking appliance such as a pan. Therefore, water discharge can be started from the spout 51 before the object to be cleaned stops in the first detection area d, or after detecting that the object is detected in the first detection area d with a buzzer or LED, The cleaning object moves from the first detection area d to the second detection area e, which is a cleaning point, and can start water discharge from the spout 51 before reaching the second detection area e. A comfortable faucet device 60 for putting out a hand in the water can be provided.

第１の実施例を説明する図である。It is a figure explaining a 1st Example. 電波センサのブロック図である。It is a block diagram of a radio wave sensor. 被洗浄体の速度変化を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the speed change of a to-be-cleaned body. 検知部の制御フローを示す図である。It is a figure which shows the control flow of a detection part. 検知部で得られるドップラー信号波形を示す図である。It is a figure which shows the Doppler signal waveform obtained in a detection part. 検知部で得られるドップラー信号波形を示す図である。It is a figure which shows the Doppler signal waveform obtained in a detection part. 検知部で得られるドップラー信号波形を示す図である。It is a figure which shows the Doppler signal waveform obtained in a detection part. 第２の実施例を説明する図である。It is a figure explaining a 2nd Example. 第３の実施例を説明する図である。It is a figure explaining a 3rd Example.

符号の説明Explanation of symbols

１，３０，５１、スパウト
２，２２，５２、受水部
３，２３，５３、電波センサ
４，２４，５４、バルブ部
５，２５，５５、制御部
１０，５０，６０、水栓装置
発振回路
アンテナ
検知部
ミキサー部
低速抽出部
高速抽出部
周波数変換部
吐水口
導波管
水路
３８、封し部材
７０、キッチン水栓装置 1, 30, 51, spouts 2, 22, 52, water receiving units 3, 23, 53, radio wave sensors 4, 24, 54, valve units 5, 25, 55, control units 10, 50, 60, faucet device oscillation Circuit antenna detection unit Mixer unit Low-speed extraction unit High-speed extraction unit Frequency conversion unit Water outlet waveguide channel 38, sealing member 70, kitchen faucet device

Claims

ドップラーセンサと、
吐水口と、
前記吐水口から吐水された水を受水する受水部と、
前記吐水口からの吐止水を切り替えるためのバルブと、
前記バルブの駆動を制御するための制御部と、
を備えた水栓装置であって、
速度成分のうち低速度成分のみを検知するための低速抽出部をさらに備え、
前記制御部は、被洗浄物が吐水口に到達する前に吐水を開始させるために、前記低速抽出部により低速度成分が検知されたときの、低速度成分以外の他の速度成分の検知情報に基づいてバルブの駆動を制御し、前記吐水口からの吐止水を切り替えることを特徴とする水栓装置。 A Doppler sensor,
The spout,
A water receiving portion for receiving water discharged from the water outlet;
A valve for switching water discharge from the water outlet;
A control unit for controlling the driving of the valve;
A faucet device comprising:
Further comprising a low speed extraction unit for detecting only the low speed component of the speed component,
The control unit detects the velocity component other than the low-speed component when the low-speed component is detected by the low-speed extraction unit in order to start water discharge before the object to be cleaned reaches the water outlet. A water faucet device that controls driving of the valve based on the above and switches the water discharged from the water outlet.

前記ドップラーセンサは、異なる帯域の速度を識別するための少なくとも２ヶのフィルタを有し、最も低速度帯を検知するフィルタが前記低速抽出部であることを特徴とする請求項１記載の水栓装置。 The faucet according to claim 1, wherein the Doppler sensor has at least two filters for identifying speeds of different bands, and the filter for detecting the lowest speed band is the low speed extraction unit. apparatus.

前記ドップラーセンサは、前記受水部の内部または前記吐水口に向かって電波を放射するように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の水栓装置。 The faucet device according to claim 1 or 2, wherein the Doppler sensor is disposed so as to radiate radio waves inside the water receiving portion or toward the water outlet.