CN104871034A - 人体检测传感器及自动龙头 - Google Patents

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Abstract

人体检测传感器(1)，具备：检测判断部(324)，判断是检测对象的检出状态还是未检出状态；镜面反射判定部(322)，判定射入线传感器(261)的反射光是否为镜面反射光；以及继续判定部(323)，判定存在检测对象的状态是否在继续，在判断为检出状态中检测出镜面反射光时，检测判断部(324)在继续判定部(323)的判定结果为在继续的情况下，维持检出状态的判断结果，在除此之外的判定结果的情况下，将判断变更为未检出状态。

Description

人体检测传感器及自动龙头
技术领域
本发明涉及被应用于自动龙头、小便器用的自动清洗装置等的人体检测传感器。
背景技术
现有技术中，已知有检测使用者的手遮挡操作而自动地出水的自动龙头、检测靠近的使用者而自动地供给清洗水的小便器用的自动清洗装置等。在这些自动龙头、自动清洗装置等中装入有用于检测接近的人体的人体检测传感器。作为这种人体检测传感器，已知有将LED等发光元件和PSD(Position Sensitive Detector：光位置传感器)等受光元件偏离配置的传感器。
该人体检测传感器指定(特定)来自检测对象的反射光射入PSD的位置，通过所谓的三角测量的原理计测与检测对象的距离。PSD为输出对应于入射光的重心位置的信号的非常简单的受光元件，具有耗电低的特征。另一方面的实际情况是，能够由PSD取得的信息只有位置信息，干扰光射入时可采取的应对方法少。因此，例如在采用了包含PSD的人体检测传感器的洗脸池的自动龙头中，人体表面的扩散反射光和来自洗脸盆的镜面反射光的识别难度高。在这种自动龙头中，由于镜面反射光等干扰光的影响而可能产生误检测，发生尽管没有人也开始出水等误动作。
以提高检测性能为目的，提出了采用CCD(电荷耦合元件(ChargeCoupled Device))、CMOS(互补金属氧化物半导体(Complementary MetalOxide Semiconductor))等摄像元件的人体检测传感器。如果为采用了摄像元件的人体检测传感器的话，例如，能够灵活运用每个像素的受光量的分布信息等而排除干扰光的影响，有可能可以提高检测性能。例如，提出了一种下述的人体检测传感器：其利用各像素的受光量的分布波形的峰值强度、波形的形状(特别是峰度)来识别镜面反射光，由此，降低了因镜面反射光而导致的误检测(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2012-77472号
发明内容
发明要解决的技术问题
但是，少有地，有时镜面反射会发生在人体的检测中，因此，当将镜面反射光全部判定为误检测时，有可能尽管存在检测对象却误判定为未检出。例如，在应用于自动龙头等时，当为了洗脸而用两手的手掌掬水时，有时会由于该水面而发生镜面反射，如果直接判定为未检出的话，则有可能尽管是在使用中却切换为停水。
本发明鉴于上述现有的问题点而作出，提供一种在检测对象的检测中尽管发生了镜面反射也能适当动作的人体检测传感器及自动龙头。
用于解决技术问题的方案
本发明的第一方面为一种人体检测传感器，其具备：摄像部，包括一维或二维地排列有像素的摄像元件；以及发光部，与该摄像部偏离地配置，通过所述摄像部接收由该发光部投射的光所产生的反射光来检测检测对象，所述人体检测传感器还具备：镜面反射判定部，判定反射光是否为镜面反射光；以及继续判定部，判定存在检测对象的状态是否在继续，在检出检测对象中，当判定为所述反射光为镜面反射光时，如果继续判定部的判定结果为在继续，则维持检出的判断，如果继续判定部的判定结果不为在继续，则判断为未检出(权利要求1)。
本发明的第二方面为一种自动龙头，其具备：龙头，向底部设有排水口的盆出水；第一方面的人体检测传感器；以及供水控制部，利用该人体检测传感器根据为检出状态还是为未检出状态而输出的传感器信号，执行龙头的出水、停水的切换(权利要求4)。
本发明涉及的人体检测传感器具备：判定镜面反射光的镜面反射判定部和判定存在检测对象的状态是否正在继续的继续判定部。在该人体检测传感器中，在检出状态下判定为镜面反射光时的判断根据继续判定部的判定结果而不同。如果判定为存在检测对象的状态正在继续，则维持检出的判断，如果判定为没有正在继续，则根据镜面反射光的判定判断为未检出。这样，在本发明所涉及的人体检测传感器中，即使在检出检测对象中射入镜面反射光，也不会直接判断为非检出，将误判断防范于未然。
如上所述，本发明的人体检测传感器及具备该人体检测传感器的自动龙头是一种即使在检出检测对象中产生了镜面反射也会适当动作的具有优异特性的产品。
作为应用于本发明所涉及的人体检测传感器中的摄像元件，可以采用使用了CCD、CMOS的摄像元件。
作为本发明中的继续判定部判定存在检测对象的状态是否正在继续的方法，可以考虑，基于移动体检测的移动体判定、在以检测出检测对象的时间点为起点的规定期间内判定为存在检测对象的状态正在继续等判定方法。
本发明的一个优选方式的人体检测传感器所具备的继续判定部检测反射光的时间性变化来判定移动体的有无，在能够判定为有移动体时，判定存在检测对象的状态在继续(权利要求2)。
如果是在检测出检测对象中判定为有移动体，则检测对象存在的可能性高。在这种状况下，关于射入的镜面反射光，是来自检测对象侧的反射光的可能性高。另一方面，例如，如果是在应用于自动龙头时的由盆面等静止物所引起的镜面反射光的情况下，则判定为有移动体的可能性低。因此，如果根据有移动体的判定而判定为存在检测对象的状态正在继续的话，则能够将从检测对象侧偶然射入有镜面反射光时误判断为未检出的可能性抑制于未然。
将第二方式应用于自动龙头的话，例如，在为了洗脸而用两手的手掌掬水这样的使用状况下，即使由于该水面而发生镜面反射，也能够将直接切换为停水等误动作防患于未然。
本发明的一个优选方式的人体检测传感器所具备的继续判定部在由镜面反射判定部判定为反射光非镜面反射光时，存储检测出检测对象的时间点，在以所存储的时间点为起点的规定期间内，判定存在检测对象的状态在继续(权利要求3)。
当判定为反射光非镜面反射光时，推定在以检测出检测对象的时间点为起点的规定期间内，检测对象存在的可能性高。如果不管是在这样推定的规定期间而在判定为镜面反射光时直接变更为未检出状态的话，则有可能引发误判断。如果基于在规定期间内存在检测对象的状态正在继续这种推定性判定的话，那么能够将上述的误判断防患于未然。需要说明的是，由于在检测对象的检测中反复发生检测出的判断的可能性高，因此，最好在每次发生检测出的判断时，在时间上将规定期间向后顺延。
附图说明
图1为示出实施例1中的具备自动龙头的洗脸池的立体截面图。
图2为示出实施例1中的传感器单元的截面构造的截面图(图1中的沿A-A线箭头方向观察的截面图)。
图3为示出实施例1中的线传感器的立体图。
图4为示出实施例1中的人体检测传感器的系统构成的框图。
图5为例示实施例1中的线传感器的受光波形的图。
图6为说明实施例1中的利用距离的检测原理的说明图。
图7为说明实施例1中的重心位置的计算方法的说明图。
图8为示出实施例1中的累计受光量的分布的曲线图。
图9为实施例1中的通过子像素精度求取重心位置的方法的说明图。
图10为示出实施例1中的扩散反射光和镜面反射光的受光波形的差异的图。
图11为实施例1中的镜面反射光的判定方法的说明图。
图12为示出实施例1中的重心波动的度数分布的曲线图。
图13为例示实施例1中的重心波动的图。
图14为示出实施例1中的人体检测传感器的检测处理的流程的流程图。
图15为示出实施例2中的其它检测处理的流程的流程图。
具体实施方式
使用以下的实施例具体说明本发明的实施方式。
(实施例1)
本例为将人体检测传感器1应用于洗脸池15的龙头(自动龙头)16的示例。关于其内容，参照图1～图15进行说明。
本例的洗脸池15如图1所示，具备：设置有呈凹状凹陷的盆151的洗脸台155、和具有出水口168的龙头16。龙头16立设于构成洗脸台155的上表面的台面156。在作为盆151的底部的最深部，配置有用于排水的排水口152。
龙头16具有：立设于台面156的大致圆柱状的主体部160、和构成该主体部160的基座的基部161。主体部160以向盆151侧倾斜的状态支承于基部161。在面向盆151侧的主体部160的侧面，安装有大致圆筒形的出水部162，出水口168开口于其前端。在位于该出水部162的上侧的主体部160的侧面配设有形成人体检测传感器1的检测面的滤光板165。滤光板165为选择性地使红外区域的光透过的树脂制滤光器。水通过供水管12内的供水通道被供给至龙头16的出水口168。在供水通道上设置有包含螺线管(供水控制部)11的出水阀(电磁阀)，通过出水阀开关供水通道。
本例的人体检测传感器1如图1及图2所示，由装入龙头16的传感器单元2、和控制传感器单元2的控制单元3构成。在洗脸池15中，通过该人体检测传感器1和螺线管11的组合形成自动供水装置。
传感器单元2如图1及图2所示，为将LED元件251及线传感器(摄像元件)261收容于壳体21而成的单元，其接收来自控制单元3的电力供给而动作。在传感器单元2中，面向龙头16的滤光板165并列配置有发光部25及摄像部26。发出红外光的发光部25由LED元件251和泛光透镜255构成。摄像部26由线传感器261和聚光透镜265构成。发光部25和摄像部26夹着具有遮光性的间隔壁211在水平方向上偏离配置。
LED元件251如图2所示，为通过透明树脂254密封安装于封装基板的腔内的LED芯片250而成的发光元件。在发光部25中，通过设有纵向(垂直方向)的狭缝孔253的遮光性的元件壳252覆盖LED元件251。通过该发光部25，能够向检测对象投射水平方向的扩散角被抑制的锐利的狭缝光。
线传感器261如图1～图3所示，为一维排列有像素260的摄像传感器，该像素260将受光量转换为电的物理量。线传感器261具有作为有效像素的64个像素260。在线传感器261中，通过上述64个像素260形成受光区域263。线传感器261具备未图示的电子快门，使用该电子快门能够调整各像素260的受光(曝光)时间。线传感器261每执行受光动作便输出摄像数据。本例的摄像数据为表示受光量的256灰度的像素值按照各像素260的排列顺序排列的一维数字数据。
在本例的传感器单元2中，以受光区域263的长度方向(x方向)与发光部25和摄像部26的偏离方向一致的方式装入线传感器261。该传感器单元2以作为盆151的内周面的盆面150被线传感器261的受光区域263盯住的方式装入龙头16中。如果是手等遮挡物不在线传感器261的摄像方向上的状态，则盆面150被包含于其摄像范围内。
控制单元3如图1及图4所示，为控制传感器单元2及螺线管11的单元，其利用从商用电源供给的电力而动作。该控制单元3具备控制传感器单元2及螺线管11的控制基板30。在控制基板30中设有控制线传感器261及LED元件251的摄像控制部31、执行检测处理的检测处理部32、和控制螺线管11的供水动作控制部33。
摄像控制部31具备：控制LED元件251及线传感器261的摄像动作控制部311、和从线传感器261读出摄像数据(表示各像素260的受光量的分布的受光波形)的读出部312。摄像动作控制部311控制进行LED元件251的发光及线传感器261的受光的摄像动作。在本例中，摄像动作的周期被设定为大约250毫秒。摄像控制部31每执行摄像便读出各像素的受光量，输出图5这样的受光波形。同图的横轴表示像素编号(像素位置)x，纵轴表示受光量D(x)。
检测处理部32具备：执行至检测对象的距离测定的测距部321、判定是否为镜面反射光的镜面反射判定部322、判定是否继续为使用状态(存在检测对象的状态)的继续判定部(使用判定部)323、判断为检出状态还是为未检出状态的检测判断部324、和在检出状态下输出检测信号(传感器信号)的检测输出部325。
测距部321将来自检测对象的反射光的受光波形(参照图5。)的重心位置作为表示距离的距离指标值进行计测。如表示传感器单元2、盆面150、和使用者的手的位置关系的图6所示，作为检测对象的手的反射光射入线传感器261时，其入射位置随着至手的距离H的不同而不同。距离H越短，则射入线传感器261的反射光的入射位置在该图中越位于上侧，距离H越长则越位于下侧。这样，反射光射入线传感器261的入射位置与至检测对象的距离成比例，可作为表示该距离的程度的指标值。在本例中，将受光波形的重心位置作为入射位置对待。如图5所示，以与检测距离对应的方式在受光区域内设定检测区域(规定范围)，重心位置是否属于该检测区域内的判定与在图6的检测距离内是否存在检测对象的判定完全同义。
如示意性表示构成该受光波形的各像素的受光量分布的图7所示，测距部321首先累计构成受光波形的每个像素的受光量D(x)，求取64像素的像素值的总和SD。式1的总和SD相当于图7中的右下的斜影线所示的区域的面积。受光波形的重心位置作为从受光区域263的左端的像素编号x＝0的像素开始顺序累计各像素260的像素值的式2的受光量累计值S(x)达到SD/2时的像素位置而被求取。
[式1]
S D = Σ n = 0 63 D ( n )
[式2]
S ( x ) = Σ n = 0 x D ( n )
图8表示对应于像素编号x的受光量累计值S(x)的变化，如放大图8的曲线图中的S(x)＝SD/2处的图9所示，测距部321利用S(x)与SD/2的大小关系转换的第一像素(N-1)和第二像素(N)指定重心位置。测距部321在假定S(x)在像素编号更小的S(N-1)和像素编号更大的第二像素(N)之间呈直线变化的基础上，以1/10像素的子像素(subpixel；副像素)精度求取S(x)＝SD/2的重心位置。
具体而言，向第二像素(N)侧移动了对在上述的假定下成立的式3的比例式进行变形而得到的式4的偏差(OFFSET(图9所示的偏差))的量的位置作为子像素精度的重心位置(通过式5计算的黑点的位置)而被指定。
[式3]
1(像素)：偏差＝D(N):C
其中， C = S D 2 - S ( N - 1 )
D(N)＝S(N)-S(N-1)
[式4]
[式5]
需要说明的是，本例的控制单元3具有存储通过测距部321指定的重心位置的存储区域。该存储区域中存储有过去两次的重心位置，每指定新的重心位置便删除较早的数据，改写为新的重心位置的数据。
镜面反射判定部322利用线传感器261的受光波形(参照图5。)判定镜面反射光。在本例中，利用通过峰值将来自盆面150等的镜面反射光(图10的波形a)和来自人体表面的扩散反射光(图10的波形b)标准化时显著显现的峰度的不同来判定镜面反射光。由图10可知，来自人体等检测对象的扩散反射光为宽阔的波形，而由盆面150、金属部件等引起的镜面反射光为陡尖的、峰度大的波形。需要说明的是，该图的横轴表示像素编号x，纵轴表示受光量的比率。
具体而言，本例的镜面反射判定部322如图11所示，对朝着受光波形的峰值的上升坡度设置阈值α，当波形的上升坡度β比阈值α大时，判定为镜面反射光。此外，取而代之、或在此基础上，也可以对离开受光波形的波峰的下降坡度设定阈值来检测镜面反射光。需要说明的是，图11的横轴表示像素编号x，纵轴表示受光量D(x)。
继续判定部323检测如上所述地以1/10像素的子像素精度指定的重心的波动(反射光的重心位置的时间性变化)来判定移动体的有无，根据该判定结果判定使用状态是否在继续。在本例中，静止物的反射光的重心的波动为1～2子像素左右，与此对比，移动体的大部分的重心的波动超过5子像素，这是关于本例的人体检测传感器1的实验发现(参照图12。)，基于该实验发现，将移动体判定的阈值设定为5子像素。图12的横轴表示子像素像素数，纵轴表示出现频率相对于整体频率的比率。关于如图13所示的时间上连续的2个受光波形，继续判定部323在以子像素精度求得的重心的波动超过5子像素时判定为有移动体，由此，判定使用状态在继续。
检测判断部324适当组合通过测距部321指定的重心位置、镜面反射判定部322的判定结果、和继续判定部323的判定结果，进行是检出状态还是未检出状态的最终判断。
当检测判断部324判断为检出状态时，检测输出部325开始向螺线管11输出传感器信号、即检测信号，并根据判断变更为未检出状态而中止检测信号的输出。
螺线管11在从检测判断部324接收到传感器信号时，开启供水通道，以从龙头16出水。另一方面，螺线管11在来自检测判断部324的传感器信号的输入停止时，关闭供水通道，使龙头16停水。这样，螺线管11利用根据人体检测传感器1的检测判断部324的检测结果而从检测输出部325输出的传感器信号，执行龙头16的出水、停水的切换。
下面，参照图14的流程图，对以上这样构成的本例的人体检测传感器1的检测处理的流程进行说明。
在检测处理中，控制单元3首先执行利用来自检测对象的反射光的距离测定处理P101。该距离测定处理P101通过控制单元3的控制下的一系列的摄像动作而开始。控制单元3的摄像控制部31连续地执行与LED元件251的发光同步的线传感器261的曝光(受光)和无发光下的线传感器261的曝光，每个像素均求得2次受光时的差的受光量D(x)。通过该一系列的摄像动作，得到分布有每个像素的差的受光量D(x)的图5所例示的受光波形。在该受光波形中，通过取受光量之差，从而抑制环境光的影响，起因于LED光的反射光成分被高精度地提取。
控制单元3的测距部321以构成受光波形的任一像素的受光量D(x)超过受光量阈值(参照图5。)为前提，以1/10像素的子像素精度指定作为至检测对象的距离指标值的重心位置。如上所述，控制单元3存储最新2次的重心位置的数据，在新指定了重心位置时，删除较早的重心位置的数据，改写为新的数据。
控制单元3的测距部321利用作为距离指标值而被指定的反射光的重心位置，执行检测对象是否位于检测距离内的判定(S102)。如上所述，本例的控制单元3的测距部321通过执行受光波形的重心位置是否属于检测区域(参照图5。)的判定，来判定检测对象是否属于检测距离(参照图6。)。
当检测对象不属于检测距离内时(S102：否)，控制单元3的检测判断部324判断为未检出状态(S129)。另一方面，当检测对象位于检测距离内时(S102：是)，控制单元3的镜面反射判定部322执行镜面判定处理P103。控制单元3的镜面反射判定部322对受光波形执行至波峰的上升坡度β是否超过预先设定的阈值α的判断(参照图11。)，以判定反射光是否为镜面反射光。
在反射光非镜面反射光的情况下(S104：是)，控制单元3的检测判断部324判断为检出状态(S105)，以250毫秒的周期执行接下来的摄像动作。另一方面，在为镜面反射光的情况下(S104：否)，控制单元3的检测处理部32执行是否在出水中(检出状态)的判断(S115)。控制单元3的检测判断部324在非出水中时(S115：否)，维持为未检出状态的判断(S129)。在出水中时(S115：是)，控制单元3的继续判定部323执行移动体判定处理P116。
在该移动体判定处理P116中，对控制单元3存储的前次的重心位置与新指定的重心位置的差(重心波动)执行是否为5子像素以上的阈值判断。控制单元3的继续判定部323在重心位置的时间性差超过5子像素时判定为有移动体，在该差为5子像素以下时判定为无移动体。
在判定为有移动体时(S117：是)，即使在步骤S104判定为镜面反射光(S104：否)，控制单元3的检测判断部324也维持检出状态的判断(S105)。也就是说，在检出检测对象中，当通过镜面反射判定部322判定为反射光为镜面反射光时，在通过继续判定部323判定为继续为检测对象存在的状态的情况下，维持检出的判断。另一方面，当判定为无移动体时(S117：否)，控制单元3的继续判定部323判断无移动体的判定是否连续了2次(S128)。如果未连续2次(S128：否)，则控制单元3的检测判断部324不管无移动体的判定结果，均维持检出状态的判断(S105)，执行接下来的摄像动作。在为连续2次的无移动体的判定的情况下(S128：是)，控制单元3的检测判断部324将判断从检出状态切换为未检出状态(S129)。也就是说，在检出检测对象中，当通过镜面反射判定部322判定为反射光是镜面反射光时，在通过继续判定部323判定为检测对象存在的状态没有在继续的情况下，判断为未检出。
如上所述，本例的自动龙头16所具备的人体检测传感器1除具有计测距检测对象的距离的功能、判定镜面反射光的功能之外，还具有判定使用状态是否在继续中的功能。该人体检测传感器在检出状态下即使判定为镜面反射光，也不会直接将判断切换为未检出状态，而是根据使用状态是否正在继续的判定，判断向未检出状态切换。
以上的动作方式在例如使用者为了洗脸而用两手的手掌掬水的状况下非常有效。原因在于，有可能在水的表面发生镜面反射，如果根据镜面反射光的入射直接切换为未检出状态的话，则有可能造成在掬水的过程中停水。在像这样的用手掌掬水的状况下，镜面反射的方向会对应于水面的波动等而变化、或者手表面的扩散反射会代替镜面反射而处于支配地位等、主反射面随时间而发生变化的可能性高。根据检测反射光的重心波动的本例的人体检测传感器1，能够高精度地检出用两手手掌掬水的使用情况，能够可靠性高地判定使用状态的继续，并能将龙头16的误动作防患于未然。
如上所述，即使在使用中发生了镜面反射光时，本例的自动龙头16也能适当地动作，其是使用中的停水等误动作少的具有优异特性的龙头。
需要说明的是，本例的检测判断部324在判定为镜面反射光且判定为无移动体的状况连续了2次时，判断为是来自静止物的镜面反射光(图14中的S128的处理步骤)。对于该连续次数，不限定为本例的2次。可以根据使用情况等适当设定。也可以取代次数而进行有关同样的状况的继续时间的阈值判断。
本例的镜面反射判定部322利用受光波形(参照图11。)的坡度判定是否为镜面反射光。镜面反射光的判定方法不限于本例。也可以通过有关呈现峰值的50％的受光量的像素组所形成的横向宽度的阈值判断，将受光波形的峰度量化，来判定镜面反射光。此外，也可以通过标准偏差等统计值，将受光波形的峰度量化，来判定镜面反射光，还可以通过使用傅里叶转换等而提取的受光波形的频率成分，将峰度量化，来判定镜面反射光。
本例的继续判定部324根据受光波形的重心位置(反射光的入射位置)的波动来进行移动体判定。也可以通过有关图5所例示的受光波形的时间性差的阈值判断来进行移动体判定。还可以通过有关与检测对象对应的像素的受光量的时间性变动的阈值判断来进行移动体判定。
本例的测距部321在指定反射光的入射位置时，求得受光波形的重心位置。也可以代替重心位置而将受光波形的波峰的位置指定为入射位置。进一步地，在本例中，通过简单的计算算出重心位置，但如果有足够的计算处理能力的话，也可以以数学上严谨的方式来计算受光波形的重心位置。
需要说明的是，本例是将人体检测传感器1应用于洗脸池15的龙头16的示例，但也可以应用于厨房用龙头。进一步地，也可以应用本例的人体检测传感器1作为带有自动清洗功能的小便器用自动供水装置的传感器。进而，本例的人体检测传感器1还可以应用于响应手遮挡操作或人体而自动点亮的照明、自动门等各种自动装置。
需要说明的是，本例中，分开构成传感器单元2和控制单元3。取而代之地，也可以一体地构成传感器单元2和控制单元3并收容于龙头16中。
此外，本例的人体检测传感器1包括供水动作控制部33，但也可以分开构成供水动作控制部33。
此外，摄像部26能够对反射光摄像即可，也可以包括像素二维排列的摄像元件而非像素一维排列的摄像元件。
此外，供水控制部11能够利用从人体检测传感器1的检测输出部325输出的传感器信号开关供水通道而执行龙头16的出水、停水的切换即可，其也可以为包括步进电机的出水阀等，而非包括螺线管的出水阀。
此外，在图4中，示出了可通过硬件和软件协力实现的功能块，这些功能块也可以通过硬件和软件的组合以各种形式实现。
(实施例2)
本例为以实施例1的人体检测传感器为基础变更了继续判定部(图4中的符号323)的构成的示例。对于其内容，参照图15进行说明。需要说明的是，对与实施例1中说明过的成分相同的成分标注相同的符号，并省略重复的说明。
实施例1的继续判定部根据移动体判定进行使用状态是否在继续的判定。另一方面，本例的继续判定部在通过镜面反射判定部322判定为反射光非镜面反射光时，存储检测到人体的时间点，并推定性判定以该时间点为起点的规定时间(本例中为2秒)的期间内，使用状态在继续。
对于本例的人体检测传感器的检测处理的流程，参照图15进行说明。这里，以与实施例1的不同点为中心进行说明。
在通过测距部321在检测距离内检测出人体、且通过镜面反射判定部322判定为反射光非镜面反射光时(S102：是→S104：是)，控制单元3的继续判定部存储此时的时刻To(S205)。
在出水过程中判定为镜面反射光时(S104：否→S115：是)所执行的使用时间判定处理P216中，继续判定部对存储的时刻To与当前时刻T之差、即经过时间执行是否为规定时间内的判定(S217)。如果该经过时间在规定时间内(S217：是)且同样的判断没有连续4次发生的话(S218：否)，控制单元3的检测判断部324在即使判定为镜面反射光时也维持检出状态的判断(S105)。另一方面，即使经过时间在规定时间内(S217：是)，如果与镜面反射光的判定相应的同样的判断连续了4次的话(S218：是)，则控制单元3的检测判断部324将判断从检出状态变更为未检出状态(S129)。
在本例的检测处理中，将能够通过非镜面反射光的反射光检测出作为检测对象的人体的时间点设定为作为判定基准的定时(timing)。忽略从该时间点起的经过时间在规定期间(本例中为2秒)内的镜面反射光，而即使射入镜面反射光，也维持检出状态的判断。另一方面，在连续4次判定为镜面反射光的情况下，即使上述经过时间在规定时间内，也将判断切换为未检出状态。例如，在为了洗脸而用双手的手掌掬水时，或因水面的波动等发生镜面反射、或发生扩散反射。在这种状况下，实验发现连续4次以上判定为镜面反射光的可能性小，这一实验发现成为上述这样的动作方式的根据。
需要说明的是，其它的构成及作用效果与实施例1相同。
本例的继续判定部324将规定时间设定为2秒。可适当变更该规定时间。也可以设置用于调整该规定时间的操作部，使使用者能根据喜好进行设定。
有关容许镜面反射光射入的连续次数(S218的阈值)，不限定为本例的4次，可适当变更。
以上，如实施例1及实施例2所述，详细说明了本发明的具体例，这些具体例不过公开了包含于权利要求书中的技术的一个例子。毋庸置疑，并非通过具体例的构成、数值等限定性地解释权利要求书。权利要求书包含应用公知技术或本领域技术人员的知识等对上述具体例进行了多种变形或变更后的技术。
附图标记说明
1  人体检测传感器
15 洗脸池
16 龙头(自动龙头)
11 螺线管(供水控制部)
12 供水管
2 传感器单元
25 发光部
251 LED元件
26 摄像部
260 像素
261 线传感器(摄像元件)
263 受光区域
3 控制单元
30 控制基板
31 摄像控制部
311 摄像动作控制部
312 读出部
32 检测处理部
321 测距部
322 镜面反射判定部
323 继续判定部(使用判定部)
324 检测判断部
325 检测输出部
33 供水动作控制部
产业上的可利用性
本发明能够应用于有关人体检测传感器的领域。

Claims (4)

1.一种人体检测传感器，具备：摄像部，包括一维或二维地排列有像素的摄像元件；以及发光部，与该摄像部偏离地配置，通过所述摄像部接收由该发光部投射的光所产生的反射光来检测检测对象，所述人体检测传感器还具备：
镜面反射判定部，判定所述反射光是否为镜面反射光；以及
继续判定部，判定存在检测对象的状态是否在继续，
在检出检测对象中，当判定为所述反射光为镜面反射光时，如果所述继续判定部的判定结果为在继续，则维持检出的判断，如果所述继续判定部的判定结果不为在继续，则判断为未检出。
2.根据权利要求1所述的人体检测传感器，其中，
所述继续判定部检测所述反射光的时间性变化来判定移动体的有无，在能够判定为有移动体时，判定存在检测对象的状态在继续。
3.根据权利要求1所述的人体检测传感器，其中，
在由所述镜面反射判定部判定为反射光非镜面反射光时，所述继续判定部存储检测出检测对象的时间点，在以所存储的时间点为起点的规定期间内，判定存在检测对象的状态在继续。
4.一种自动龙头，具备：
龙头，向底部设有排水口的盆出水；
根据权利要求1-3中任一项所述的人体检测传感器；以及
供水控制部，利用该人体检测传感器根据为检出状态还是为未检出状态而输出的传感器信号，执行所述龙头的出水、停水的切换。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6242777B2 (ja) * 2014-09-29 2017-12-06 株式会社Ｌｉｘｉｌ 自動水栓およびキッチン
TWI542891B (zh) * 2014-12-29 2016-07-21 原相科技股份有限公司 光學測距方法與光學測距系統
US11340352B2 (en) 2014-12-29 2022-05-24 Pixart Imaging Inc. Image noise compensating system, and auto clean machine
JP6767072B2 (ja) * 2015-10-06 2020-10-14 アズビル株式会社 距離設定型光電センサ
CN105715857A (zh) * 2016-04-12 2016-06-29 贵州大学 一种水龙头出水自动控制装置及控制方法
CN106195423A (zh) * 2016-07-25 2016-12-07 无锡昊瑜节能环保设备有限公司 一种出水控制方法
CN106051291A (zh) * 2016-07-25 2016-10-26 无锡昊瑜节能环保设备有限公司 一种水龙头的节水控制方法
CN106195402A (zh) * 2016-07-25 2016-12-07 无锡昊瑜节能环保设备有限公司 一种节水龙头
JP6950862B2 (ja) * 2017-10-31 2021-10-13 オムロン株式会社 光学式センサ及び検出方法
US10385561B1 (en) * 2018-11-15 2019-08-20 Virginia Hall Automatic purifier switch cover
JP7391711B2 (ja) 2020-02-18 2023-12-05 株式会社Lixil 給水装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005299142A (ja) * 2004-04-08 2005-10-27 Toto Ltd 自動吐水装置
JP2007057424A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Sharp Corp 測距センサの検査装置及び検査方法
JP2012078189A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Panasonic Electric Works Sunx Co Ltd 検出センサシステム、検出センサ、判別装置及び検出センサの異常検出方法
CN102692277A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 柯尼卡美能达商用科技株式会社 人检测装置和包括该人检测装置的图像形成装置
JP2012207468A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Lixil Corp 自動給水装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3726953B2 (ja) * 2001-09-27 2005-12-14 東陶機器株式会社 自動水栓制御装置
US20120211086A1 (en) * 2009-07-14 2012-08-23 Su Huang Method of controlling water supply by a sensitive faucet capable of automatically adjusting a detected distance
CN103119475B (zh) * 2010-09-30 2016-06-08 骊住株式会社 感测人体感应器及自动水龙头
JP5678318B2 (ja) * 2010-09-30 2015-03-04 株式会社Ｌｉｘｉｌ 自動給水装置及び測距センサ
JP6219602B2 (ja) * 2013-05-31 2017-10-25 株式会社Ｌｉｘｉｌ 人体検知センサ及び自動水栓

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005299142A (ja) * 2004-04-08 2005-10-27 Toto Ltd 自動吐水装置
JP2007057424A (ja) * 2005-08-25 2007-03-08 Sharp Corp 測距センサの検査装置及び検査方法
JP2012078189A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Panasonic Electric Works Sunx Co Ltd 検出センサシステム、検出センサ、判別装置及び検出センサの異常検出方法
CN102692277A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 柯尼卡美能达商用科技株式会社 人检测装置和包括该人检测装置的图像形成装置
JP2012207468A (ja) * 2011-03-30 2012-10-25 Lixil Corp 自動給水装置

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