CN107386376B - 水栓装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化优秀的水栓装置。具体而言，水栓装置具备：吐水部、供水路、开闭阀、发送部、接收部及控制部，其特征在于，发送部具有：投光元件，投射非偏振光的光、偏振光转换元件，将非偏振光的光转换成第1偏振光的光，且发送第1偏振光的光的光信号，接收部具有：偏振光部件，遮断反射信号所包含的光之中因第1偏振光的光镜面反射而形成的第2偏振光的光，并使与第2偏振光不同的第3偏振光的光透过；及受光元件，接收透过偏振光部件的第3偏振光的光，且输出与受光元件的受光量相对应的接收信号。

Description

水栓装置
技术领域
本发明的形态通常涉及水栓装置。
背景技术
存在有如下水栓装置，其通过用传感器来检测使用者的手等对象物并驱动开闭阀，来自动地控制吐水和停水。水栓装置例如发送红外线等光信号，并接收被对象物反射的光信号的反射信号，在该反射信号的受光量超过规定的阙值时，检测出对象物的存在，从而开始吐水。
在这样的水栓装置中，通过在发送侧及接收侧设置偏振光片，来进行抑制伴随镜面反射光射入的误吐水(例如专利文献1)。
例如，在发送侧设置垂直方向的偏振光片，将垂直方向的直线偏振光作为光信号来进行发送的同时，在接收侧设置水平方向的偏振光片，以便接收水平方向的直线偏振光的反射信号。在光信号被人体的手等反射的情况下，由于形成漫反射，因此在此时的反射信号中，也包含水平方向的直线偏振光的成分。因此，反射信号透过水平方向的偏振光片而被接收。另一方面，在光信号被洗脸盆、水槽等镜面反射的情况下，由于实际上下述反射信号射入到水平方向的偏振光片，即，仅具有垂直方向的直线偏振光成分的反射信号，因此反射信号被偏振光片遮断而不会被接收。由此，可抑制伴随镜面反射光射入的误吐水。
然而，原理上，透过偏振光片的光衰减约50％。因而，在发送侧及接收侧设置有偏振光片的构成中，在发送侧上衰减约50％，在接收侧上进一步衰减约50％，导致合计衰减到约25％。即，因设置有2个偏振光片，而导致光信号的强度损失约75％。因此，当为了得到与不使用偏振光片的情况相同程度的受光量时，则需要使发送时的光的强度(发光功率)成为约4倍。为了提高光的强度，例如需要增大供给到投光元件的电流，从而招致电耗的增加。水栓装置多是在与电源连接的状态下经常进行对象物的检测，因而在抑制误吐水的同时，还要求低电耗化。
因此，在检测对象物并自动对吐水和停水进行控制的水栓装置上，期待下述对象物的检测方式，即，在可抑制镜面反射所导致的误吐水的同时，低电耗化优秀的对象物的检测方式。
专利文献1：日本特开2003-96850号公报
发明内容
本发明是基于这样的课题的认识而进行的，所要解决的技术问题是提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化优秀的水栓装置。
第1发明为一种水栓装置，其具备：吐水部，具有吐出水的吐水口；供水路，将水从供水源引导到所述吐水口；开闭阀，对所述供水路进行开闭；发送部，发送光信号；接收部，接收所述光信号的反射信号，输出与所述反射信号相对应的接收信号；及控制部，基于所述接收信号来检测有无对象物，根据所述对象物的检测结果来控制所述开闭阀的开闭，其特征在于，所述发送部具有：投光元件，投射非偏振光的光；及偏振光转换元件，将从所述投光元件投射的所述非偏振光的光转换成第1偏振光的光，且发送所述第1偏振光的光的所述光信号，所述接收部具有：偏振光部件，遮断所述反射信号所包含的光之中因所述第1偏振光的光进行镜面反射而形成的第2偏振光的光，并使与所述第2偏振光不同的第3偏振光的光透过；及受光元件，接收透过所述偏振光部件的所述第3偏振光的光，且向所述控制部输出与所述受光元件的受光量相对应的所述接收信号，所述偏振光转换元件用于使所述投光元件投射的所述非偏振光的光中第1偏振光的光透过，且使偏振与所述第1偏振光不同的光转换成第1偏振光的光，所述偏振光转换元件具备：偏振光分离膜，使偏振与第1偏振光不同的光反射，使第1偏振光的光透射；反射膜，使偏振与第1偏振光不同的光和第1偏振光的光反射；多个基板部，其间交替地配置有偏振光分离膜和反射膜；1/2波长板，将偏振与第1偏振光不同的光转换成第1偏振光的光。
根据该水栓装置，利用偏振光转换元件将非偏振光的光转换成第1偏振光的光，并从发送部发送第1偏振光的光的光信号。在偏振光转换元件中，能够将非偏振光的光所包含的与第1偏振光不同的偏振光的光转换成第1偏振光的光而进行输出。由此，与使用仅使1个偏振光的光透过的偏振光片的情况相比，能够抑制伴随透过的光的衰减，从而能够使到达对象物的光及接收部上的光的受光量增加。即，与使用2个偏振光片的情况相比，能够抑制发送时所需的光的强度，从而抑制电耗的增加。
此外，在光信号进行镜面反射时，反射信号形成第2偏振光的光。此时，由于偏振光部件对第2偏振光的光进行遮断，因此还能够抑制镜面反射的光射入到受光元件。因而，能够提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化优秀的水栓装置。
第2的发明为一种水栓装置，其具备：吐水部，具有吐出水的吐水口；供水路，将水从供水源引导到所述吐水口；开闭阀，对所述供水路进行开闭；发送部，发送光信号；接收部，接收所述光信号的反射信号，输出与所述反射信号相对应的接收信号；及控制部，基于所述接收信号来检测有无对象物，根据所述对象物的检测结果来控制所述开闭阀的开闭，其特征在于，所述发送部具有：投光元件，投射非偏振光的光；及偏振光部件，使所述非偏振光的光所包含的第1偏振光的光透过，并对与所述第1偏振光不同的偏振光的光进行遮断；且发送所述第1偏振光的光的所述光信号，所述接收部具有：分光镜，将所述反射信号所包含的光分割成因所述第1偏振光的光进行镜面反射而形成的第2偏振光的光、与所述第2偏振光不同的第3偏振光的光；第1受光元件，接收被所述分光镜分割的所述第2偏振光的光；及第2受光元件，接收被所述分光镜分割的所述第3偏振光的光，且向所述控制部输出与所述第1受光元件的受光量及所述第2受光元件的受光量相对应的所述接收信号。
根据该水栓装置，在接收部中，第1受光元件接收第2偏振光的光，第2受光元件接收第3偏振光的光，控制部基于第1受光元件的受光量及第2受光元件的受光量来检测有无对象物。由此，与使用仅使1个偏振光的光透过的偏振光片且用1个受光元件接收1个偏振光的光的情况相比，能够更多地摄入被对象物漫反射的光。因此，与使用2个偏振光片的情况相比，能够抑制发送时所需的光的强度，从而抑制电耗的增加。
此外，在光信号进行镜面反射时，反射信号形成第2偏振光的光。因此，还能够基于第1受光元件的受光量来进行镜面反射的检测。因而，能够提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化优秀的水栓装置。
第3的发明为一种水栓装置，其具备：吐水部，具有吐出水的吐水口；供水路，将水从供水源引导到所述吐水口；开闭阀，对所述供水路进行开闭；发送部，发送光信号；接收部，接收所述光信号的反射信号，输出与所述反射信号相对应的接收信号；及控制部，基于所述接收信号来检测有无对象物，根据所述对象物的检测结果来控制所述开闭阀的开闭，其特征在于，所述发送部具有：投光元件，投射非偏振光的光；及偏振光转换元件，将从所述投光元件投射的所述非偏振光的光转换成第1偏振光的光，且发送所述第1偏振光的光的所述光信号，所述接收部具有：分光镜，将所述反射信号所包含的光分割成因所述第1偏振光的光进行镜面反射而形成的第2偏振光的光、与所述第2偏振光不同的第3偏振光的光；第1受光元件，接收被所述分光镜分割的所述第2偏振光的光；及第2受光元件，接收被所述分光镜分割的所述第3偏振光的光，且向所述控制部输出与所述第1受光元件的受光量及所述第2受光元件的受光量相对应的所述接收信号。
根据该水栓装置，利用偏振光转换元件将非偏振光的光转换成第1偏振光的光，并从发送部发送第1偏振光的光的光信号。在偏振光转换元件中，能够将非偏振光的光所包含的与第1偏振光不同的偏振光的光转换成第1偏振光的光并进行输出。由此，与使用仅使1个偏振光的光透过的偏振光片的情况相比，能够抑制伴随透过的光的衰减，从而能够使到达对象物的光及接收部上的光的受光量增加。
此外，在接收部上，第1受光元件接收第2偏振光的光，第2受光元件接收第3偏振光的光，控制部基于第1受光元件的受光量及第2受光元件的受光量来检测有无对象物。由此，与使用仅使1个偏振光的光透过的偏振光片且用1个受光元件接收1个偏振光的光的情况相比，能够更多地摄入被对象物漫反射的光。因此，与使用2个偏振光片的情况相比，能够抑制发送时所需的光的强度，从而抑制电耗的增加。
并且，在光信号进行镜面反射时，反射信号形成第2偏振光的光。因此，能够基于第1受光元件的受光量来进行镜面反射的检测。因而，能够提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化优秀的水栓装置。
第4的发明为一种水栓装置，其特征在于，在第2或第3的发明中，所述第1受光元件和所述第2受光元件被1单元化。
根据该水栓装置，能够减少部件数量。例如能够使水栓装置更加小型化。
第5的发明为一种水栓装置，其特征在于，在第1发明中，所述控制部不使用所述第2偏振光的成分，而仅使用所述第3偏振光的成分来进行有无所述对象物的检测。
根据该水栓装置，能够在适当地抑制镜面反射所导致的误吐水的同时，以简单的构成进行有无对象物的检测。
第6的发明为一种水栓装置，其特征在于，在第2～第4发明的任意1个中，在所述第2受光元件的受光量成为规定的阙值以上的情况下，所述控制部基于所述第1受光元件的受光量及所述第2受光元件的受光量的至少一方来进行有无所述对象物的检测。
根据该水栓装置，能够在抑制镜面反射所导致的误吐水的同时，适当地检测有无漫反射的对象物。
第7的发明为一种水栓装置，其特征在于，在第2～第4发明的任意1个中，在所述第1受光元件的受光量为第1阙值以上且所述第2受光元件的受光量为小于第2阙值时，所述控制部对镜面反射光的受光进行检测。
根据该水栓装置，能够检测镜面反射，并可以执行停水动作、外部通知等种种安全动作。由此，能够更加适当地抑制镜面反射所导致的误吐水。
根据本发明的形态，可提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化优秀的水栓装置。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的水栓装置的说明图。
图2(a)及图2(b)是表示第1实施方式所涉及的水栓装置的一部分的框图。
图3是表示偏振光转换元件的一个例子的说明图。
图4是表示第1实施方式所涉及的水栓装置的动作的流程图。
图5(a)及图5(b)是表示第2的实施方式所涉及的水栓装置的一部分的框图。
图6是表示第2的实施方式所涉及的水栓装置的动作的流程图。
图7(a)及图7(b)是表示第3的实施方式所涉及的水栓装置的一部分的框图。
图8(a)及图8(b)是表示第1实施方式所涉及的水栓装置的变形例的框图。
图9(a)及图9(b)是表示第2的实施方式所涉及的水栓装置的变形例的框图。
图10(a)及图10(b)是表示第3的实施方式所涉及的水栓装置的变形例的框图。
符号说明
2a、2b-漫反射物；10、100、200-水栓装置；11-洗脸盆；12-洗面台；13-水栓(吐水部)；13a-吐水口；14-供水路；15-排水路；16-电磁阀(开闭阀)；17-连接电缆；18、118、218-传感器部；20-控制部；30、130、230-发送部；32、132、232-投光元件；34、234-偏振光转换元件；40、140、240-接收部；42、134-偏振光片(偏振光部件)；44-受光元件；50-基板部；52-偏振光分离膜；54-反射膜；56-1/2波长板；142、242-分光镜；144、244-反射镜；151、251-第1受光元件；152、252-第2受光元件；154、254-封装件。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，在各附图中，对同样的构成要素标注相同的符号并适当省略详细的说明。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式所涉及的水栓装置的说明图。
如图1所示，水栓装置10是检测对象物(人体、物体等)并自动进行吐水和停水的装置，相对于配备安装于盥洗台的洗脸盆11进行吐水和停水。
洗脸盆11被设置于洗面台12的上面。在洗面台12之上设置有水栓13(吐水部)，所述水栓13构成用于相对于洗脸盆11的盆面11a吐出水的吐水口。水栓13具有吐出水的吐水口13a，且被设置为将从该吐水口13a吐出的水吐出到洗脸盆11的盆面11a内。
水栓13从吐水口13a吐出的水是通过供水路14而供给的。供水路14将从自来水管等的供水源供给的水向吐水口13a引导。在洗脸盆11上连接有排水路15。排水路15将从吐水口13a吐出到洗脸盆11的盆面11a内的水排出。
水栓装置10具备电磁阀16(开闭阀)、传感器部18、控制部20。传感器部18与控制部20分离。传感器部18例如被收容于水栓13的内部。电磁阀16及控制部20例如被收容于盥洗台的下侧。电磁阀16及控制部20例如被收容在设置于洗面台12下方的柜子(省略图示)内。
传感器部18和控制部20被连接电缆17连接。控制部20例如介由连接电缆17将电源电压供给到传感器部18，并介由连接电缆17来控制传感器部18。
电磁阀16被设置于供水路14，进行供水路14的开闭。当电磁阀16打开时，则形成从吐水口13a吐出自供水路14供给的水的吐水状态，当电磁阀16关闭时，则形成不从吐水口13a吐出自供水路14供给的水的停水状态。
电磁阀16与控制部20连接，控制部20对电磁阀16进行驱动来控制开/闭动作。电磁阀16根据来自控制部20的控制信号而被电控制，以便进行供水路14的开闭。如此，电磁阀16作为对从吐水口13a吐出的水的供水路14进行开闭的供水阀而发挥功能。
电磁阀16是所谓的被称为锁止电磁阀(Latching solenoid valve)的自保持型电磁阀(自锁式电磁阀)，其通过向电磁铁线圈的向一个方向的通电，从关闭状态向打开状态进行动作(打开动作)，其后即使切断向电磁铁线圈的通电也保持打开状态，且通过向电磁铁线圈的向另一个方向的通电，从打开状态向关闭状态进行动作(关闭动作)，其后即使切断向电磁铁线圈的通电也保持关闭状态。供水路14的开闭不局限于电磁阀16，也可以用可根据控制部20的控制来开闭供水路14的其他的开闭阀机构来进行。
传感器部18对接近吐水口13a的对象物(手等)进行检测。该吐水口13a的吐水目标位置成为传感器部18的检测区域。传感器部18通过发送光信号并接收反射信号从而检测对象物的位置、移动等，所述反射信号从收到所发送的光信号的人体等对象物反射。
传感器部18例如为使用了红外线的光信号的光传感器。从传感器部18发送的光信号例如可以为可见光等。以下，将光信号作为红外线来进行说明。另外，“红外线”是指例如0.7μm以上1000μm以下波长的光。
传感器部18被设置于水栓13的吐水口13a附近的内部，以朝向盥洗台的使用者侧(在图1中为左侧)发送光信号的方式配置。由此，传感器部18可检测人体向吐水口13a靠近、或从靠近吐水口13a的人体朝向吐水口13a伸出手等。
传感器部18介由连接电缆17向控制部20输出表示反射信号的接收结果(对象物的检测结果)的接收信号。控制部20基于从传感器部18输出的接收信号来检测有无对象物。控制部20例如基于接收信号来检测对象物的位置、移动等。然后，控制部20基于该检测结果来控制电磁阀16的开/闭动作。此外，控制部20将控制信号输出于传感器部18，以便控制传感器部18的传感动作。
如上，本实施方式的水栓装置10具备电磁阀16、传感器部18、控制部20，通过控制部20基于传感器部18的接收信号而进行控制，从而对电磁阀16的开/闭动作进行控制。由此，进行与接近于吐水口13a的对象物的检测结果(盥洗台的使用者的移动等)相应的吐水。控制部20根据对象物的检测而进行吐水，且根据对象物的未检测而使吐水停止。即，水栓装置10在使用者在吐水口13a的附近伸出手等期间自动进行吐水。
此外，控制部20以下述方式进行控制，即，传感器部18不是一直进行动作，而是在需要进行传感的时机进行动作。由此，能够降低传感器部18的电耗。控制部20例如将传感器部18的传感动作的频率降低到使用者不会感到不适的程度。由此，能够实现水栓装置10整体的低电耗化。
图2(a)及图2(b)是表示第1实施方式所涉及的水栓装置的一部分的框图。
如图2(a)及图2(b)所示，传感器部18具有发送部30、接收部40。发送部30朝向对象物的检测区域发送光信号。接收部40接收光信号的反射信号，向控制部20输出与反射信号相对应的接收信号。
另外，图2(a)表示从传感器部18发送的光信号被漫反射物2a反射的情况，图2(b)表示从传感器部18发送的光信号被镜面反射物2b反射的情况。漫反射物2a是指例如陶器制的洗脸盆11等。此外，在漫反射物2a中也包含人体的手等对象物。镜面反射物2b是指例如不锈钢制的洗脸盆11等。此外，存在有将水栓装置10用于厨房系统的情况。此时，漫反射物2a为贴有瓷砖的厨房水槽等，镜面反射物2b为不锈钢制的厨房水槽等。
发送部30具有投光元件32、偏振光转换元件34。投光元件32投射非偏振光的光(自然光)。投光元件32例如投射非偏振光的红外线。在投光元件32中，例如使用有LED(LightEmitting Diode发光二极管)等的发光元件。发送部30与控制部20电连接，并基于控制部20的控制来切换从投光元件32投射红外线及停止投射红外线。
偏振光转换元件34在投光元件32的光轴上被设置于投光元件32的前方。从投光元件32投射的非偏振光的红外线射入到偏振光转换元件34。换言之，投光元件32朝向偏振光转换元件34投射非偏振光的红外线。偏振光转换元件34将从投光元件32投射的非偏振光的红外线转换成第1偏振光的红外线。
从投光元件32投射的非偏振光的红外线具有第1偏振光的成分、与第1偏振光不同的偏振光的成分。第1偏振光例如为垂直方向的直线偏振光。此时，与第1偏振光不同的偏振光例如为水平方向的直线偏振光。第1偏振光不局限于上述，可以是任意方向的直线偏振光。此外，与第1偏振光不同的偏振光不局限于正交于第1偏振光的方向的直线偏振光，可以是与第1偏振光的偏振光方向不同的任意偏振光方向的直线偏振光。以下，将第1偏振光作为垂直方向的直线偏振光(S波)，将与第1偏振光不同的偏振光作为水平方向的直线偏振光(P波)进行说明。另外，第1偏振光不局限于直线偏振光，圆偏振光、椭圆偏振光等也可适用同样的实施方式。与第1偏振光不同的偏振光不局限于直线偏振光，可以是与第1偏振光不同的任意方向的偏振光。
偏振光转换元件34例如使从投光元件32投射的非偏振光的红外线所包含的S波的成分透过，并将从投光元件32投射的非偏振光的红外线所包含的P波的成分转换成S波红外线。然后，偏振光转换元件34使所透过的S波的成分、转换P波的成分而生成的S波红外线进行合成。由此，偏振光转换元件34将非偏振光的红外线转换成S波红外线。
发送部30将被偏振光转换元件34转换的S波红外线作为光信号而向检测区域发送。如此，发送部30发送S波红外线的光信号。
接收部40具有偏振光片42(偏振光部件)、受光元件44。偏振光片42遮断反射信号所包含的光之中因第1偏振光的光进行镜面反射而形成的第2偏振光的光，并使与第2偏振光不同的第3偏振光的光透过。在该例子中，偏振光片42对反射信号所包含的S波的成分进行遮断，并使反射信号所包含的P波的成分透过。偏振光片42例如通过反射及吸收的至少一种来遮断S波的成分。另外，“遮断”不只是指光完全不透过的状态，也包含稍微透过的状态。“遮断”是指例如光的透过率为10％以下的状态。此外，“透过”是指例如光的透过率为80％以上的状态。此外，S波的遮断及P波的透过不局限于偏振光片42，可以使用可实现S波的遮断及P波的透过的任意的偏振光部件。
受光元件44接收透过偏振光片42的P波红外线。例如通过对所接收的P波红外线进行光电转换，受光元件44输出与P波红外线的受光量相对应的电信号。在受光元件44中，例如可使用对红外线具有灵敏度的光敏晶体三极管、光电二极管。
接收部40向控制部20输出与受光元件44的受光量相对应的接收信号。接收部40例如向控制部20输出与从受光元件44输出的电信号相对应的接收信号。
在漫反射中，向各种各样的方向偏振的光混在一起，而形成非偏振光。因此，如图2(a)所示，在光信号被漫反射物2a反射时，反射信号包含P波的成分、S波的成分。因而，在光信号被漫反射物2a反射时，反射信号所包含的P波的成分透过偏振光片42，射入到受光元件44。由此，可检测人体的手等对象物。
控制部20基于接收信号求出受光元件44的受光量，在受光元件44的受光量成为规定的阙值以上时，检测为存在有对象物。
此外，如图1所示，至光信号被对象物反射为止的距离L1比至光信号被洗脸盆11反射为止的距离L2更短。因而，例如在受光元件44接收到被陶器制的洗脸盆11等漫反射的反射信号的P波的情况下，与对象物的情况相比，受光量变小。因此，通过适当地设定受光量的阙值，能够仅检测对象物，进而抑制光信号被陶器制的洗脸盆11等漫反射时的误吐水。
另一方面，如图2(b)所示，在光信号被镜面反射物2b反射的情况下，由于维持了偏振状态，因此反射信号仅呈大致S波的状态。因而，反射信号被偏振光片42遮断。即，抑制了受光元件44接收镜面反射光。由此，也抑制了镜面反射光所导致的误吐水。
如此，可考虑为，反射信号所包含的S波红外线为镜面反射光的成分，反射信号所包含的P波红外线为漫反射光的成分。控制部20不使用镜面反射光的成分(第2偏振光)，而仅使用漫反射光所包含的成分(第3偏振光)来进行有无对象物的检测。
图3是表示偏振光转换元件的一个例子的说明图。
如图3所示，偏振光转换元件34具有多个基板部50、多个偏振光分离膜52、多个反射膜54、多个1/2波长板56。
各基板部50的截面形成大致平行四边形。各基板部50通过在一个方向上并排设置，而形成平面状的射入面50a、平面状的射出面50b。射入面50a及射出面50b相互大致平行。此外，通过对平行四边形的各基板部50进行排列，在各基板部50之间，设置有大致45°倾斜于射入面50a及射出面50b的倾斜面。在各基板部50上，使用有对红外线具有光透过性的原材料，例如存在有玻璃、树脂。
各偏振光分离膜52及各反射膜54各自交互设置于各基板部50之间。因而，各偏振光分离膜52及各反射膜54大致45°倾斜于射入面50a及射出面50b。
各偏振光分离膜52使S波红外线反射，并使P波红外线透过。各反射膜54使S波红外线及P波红外线反射。
各1/2波长板56与各偏振光分离膜52相对而设置于射出面50b上。各1/2波长板56使直线偏振光的偏振光方向大致90°旋转。即，各1/2波长板56将S波转换成P波，并将P波转换成S波。
在如上所述构成的偏振光转换元件34中，当包含S波的成分和P波的成分的非偏振光的光射入到各偏振光分离膜52时，则S波的成分被各偏振光分离膜52反射，并被各反射膜54进一步反射而从射出面50b射出。另一方面，P波的成分透过各偏振光分离膜52而射入到各1/2波长板56，转换成S波而射出。
由此，如上所述，在偏振光转换元件34中，非偏振光的红外线转换成S波红外线。另外，偏振光转换元件34的构成不局限于上述，可以是可将非偏振光的红外线转换成S波红外线的任意的构成。
图4是表示第1实施方式所涉及的水栓装置的动作的流程图。
如图4所示，例如当通过接入电源等而开始动作时，则水栓装置10的控制部20进行规定时间的待机(图4的步骤S101)。规定时间为例如0.5秒。待机时间不局限于此，可以是任意的时间。
在进行了规定时间的待机后，控制部20通过向投光元件32供给电流，而使投光元件32投射红外线(图4的步骤S102)。控制部20例如通过向投光元件32供给脉冲状的电流(电压)，而使投光元件32进行规定次数脉冲投射。
在进行了规定次数的脉冲投射后，控制部20基于从接收部40输入的接收信号，判定受光元件44的受光量是否为规定的阙值以上。更详细而言，判定伴随规定次数的脉冲投射的受光量的累计值是否为阙值以上。
在受光量为阙值以上时，控制部20判定为感知。即，检测为存在有对象物。而且，在受光量小于阙值时，控制部20判定为未感知。即，检测为不存在对象物。
在伴随规定次数的脉冲投射的此番检测动作中，控制部20对是否感知有对象物进行判定(图4的步骤S103)。
在判定为感知时，控制部20判定是否为停水中(图4的步骤S104)。
在判定为停水中时，在将电磁阀16打开而使吐水开始后，控制部20返回步骤S101的处理(图4的步骤S105)。另一方面，在步骤S104中判定为吐水中的情况下，控制部20维持原状返回步骤S101的处理。
在步骤S103中判定为未感知时，控制部20判定是否为吐水中(图4的步骤S106)。
在判定为吐水中时，在将电磁阀16关闭而使吐水结束后，控制部20返回步骤S101的处理(图4的步骤S107)。另一方面，在步骤S106中判定为停水中的情况下，控制部20维持原状返回步骤S101的处理。
控制部20重复上述的处理。由此，在水栓装置10上，因使用者将手等向吐水口13a接近，而从吐水口13a自动开始吐水，因使用者将手等从吐水口13a远离，而结束从吐水口13a的吐水。
在本实施方式所涉及的水栓装置10中，利用偏振光转换元件34将非偏振光的光转换成S波红外线，并从发送部30发送S波红外线的光信号。在偏振光转换元件34中，能够将非偏振光的光所包含的P波红外线转换成S波红外线而进行输出。由此，与使用仅使1个偏振光的光透过的偏振光片的情况相比，能够抑制伴随透过的光的衰减，从而能够增加到达对象物的光及接收部40上的红外线的受光量。即，与分别在发送部30及接收部40上使用2个偏振光片的情况相比，能够抑制发送时所需的光的强度，从而抑制电耗的增加。
例如在使用有2个偏振光片的构成中，在发送侧衰减约50％，在接收侧进一步衰减约50％，导致受光元件所接收的光的强度衰减到发送时的约25％。对此，在水栓装置10中，能够抑制发送部30上的红外线的衰减。例如能够将受光元件44所接收的红外线的强度抑制到发送时的约50％。在受光元件44上，在为了得到实际上相同的受光量时，与使用有2个偏振光片的构成相比，可以将投光元件32上的电耗抑制到约1/2。换言之，能够将投光元件32所需的发光强度抑制到约1/2。
此外，光信号进行镜面反射时，反射信号形成S波红外线。此时，由于偏振光片42对S波红外线进行遮断，因此还能够抑制镜面反射的红外线射入到受光元件44。因而，能够提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化优秀的水栓装置10。
此外，在本实施方式所涉及的水栓装置10中，控制部20不使用镜面反射光的成分(第2偏振光)，而仅使用漫反射光所包含的成分(第3偏振光)来进行有无对象物的检测。由此，能够在适当地抑制镜面反射所导致的误吐水的同时，以简单的构成进行有无对象物的检测。
(第2的实施方式)
图5(a)及图5(b)是表示第2的实施方式所涉及的水栓装置的一部分的框图。
如图5(a)及图5(b)所示，水栓装置100的传感器部118具有发送部130、接收部140。另外，对与上述第1实施方式在功能·构成上实际相同的构成标注相同符号，并省略详细的说明。此外，与图2(a)及图2(b)同样，图5(a)表示从传感器部118发送的光信号被漫反射物2a反射的情况，图5(b)表示从传感器部118发送的光信号被镜面反射物2b反射的情况。
发送部130具有投光元件132、偏振光片134(偏振光部件)。由于投光元件132与上述第1实施方式的投光元件32实际上相同，因此省略详细的说明。
偏振光片134使非偏振光的光所包含的第1偏振光的光透过，并对与第1偏振光不同的偏振光的光进行遮断。在该例子中，偏振光片134使从投光元件132投射的非偏振光的红外线所包含的S波的成分透过，并对从投光元件132投射的非偏振光的红外线所包含的P波的成分进行遮断。另外，S波的透过及P波的遮断不局限于偏振光片134，可使用可实现S波的透过及P波的遮断的任意的偏振光部件。
如此，通过利用偏振光片134来遮断P波的成分，发送部130将S波红外线作为光信号而发送到检测区域。发送部130发送S波红外线的光信号。
接收部140具有分光镜142、反射镜144、第1受光元件151、第2受光元件152。
分光镜142将反射信号所包含的光分割成因第1偏振光进行镜面反射而形成的第2偏振光的光、与第2偏振光不同的第3偏振光的光。在该例子中，分光镜142将反射信号所包含的光分割成S波红外线和P波红外线。分光镜142例如具有大致45°倾斜于射入面及射出面而设置的偏振光分离膜142a，通过使S波大致90°反射，并使P波透过，来分割S波和P波。也可以与上述相反，使S波透过，并使P波反射。分光镜142的构成可以是可分割S波和P波的任意的构成。
反射镜144在与分光镜142的S波的射出面相对的同时，具有大致45°倾斜于分光镜142的S波的射出面的反射面。反射镜144通过使在分光镜142中射出的S波红外线进一步大致90°反射，而使S波红外线朝向与透过分光镜142的P波红外线实际上相同的方向。
第1受光元件151接收被反射镜144反射的S波红外线。第2受光元件152接收透过分光镜142的P波红外线。
第1受光元件151和第2受光元件152被设置于1个封装件154内。换言之，第1受光元件151及第2受光元件152为阵列传感器(红外线阵列传感器)。第2受光元件152的受光面朝向与第1受光元件151的受光面实际上相同的方向。如此，第1受光元件151和第2受光元件152被1单元化，而不是分体。
第1受光元件151和第2受光元件152也可以分别为分体。此时，也可以将第1受光元件151配置于分光镜142的S波的射出面侧，而将第2受光元件152设置于分光镜142的P波的射出面侧。此时，可以省略反射镜144。
接收部140向控制部20输出与第1受光元件151的受光量及第2受光元件152的受光量相对应的接收信号。接收部140例如向控制部20输出与第1受光元件151的受光量相对应的第1受光信号、与第2受光元件152的受光量相对应的第2受光信号。由此，能够由控制部20分别识别第1受光元件151的受光量及第2受光元件152的受光量。接收信号的方式不局限于上述，可以是可由控制部20分别识别第1受光元件151的受光量及第2受光元件152的受光量的任意的方式。
如图5(a)所示，在光信号被漫反射物2a反射的情况下，反射信号所包含的S波的成分介由分光镜142及反射镜144而射入到第1受光元件151。而且，反射信号所包含的P波的成分介由分光镜142射入到第2受光元件152。
另一方面，如图5(b)所示，在光信号被镜面反射物2b反射的情况下，反射信号形成仅大致S波的状态。因而，红外线仅射入到第1受光元件151，而在第2受光元件152上实际上未射入有红外线。
控制部20基于第1接收信号求出第1受光元件151的受光量，基于第2接收信号求出第2受光元件152的受光量。
在第1受光元件151的受光量为第1阙值以上且第2受光元件152的受光量小于第2阙值时，控制部20判断为光信号进行了镜面反射。即，在相对于S波的受光量而P波的受光量更小的情况下，判断为镜面反射。由此，能够抑制镜面反射光所导致的误吐水。
在第2受光元件152的受光量为第2阙值以上时，控制部20判断为光信号进行了漫反射。即，在P波的受光量增加时，判断为漫反射。由此，可以实现人体的手等对象物的检测。此外，通过适当地设定第2阙值，能够抑制光信号被陶器制的洗脸盆11等漫反射时的误吐水。
控制部20例如在第1受光元件151及第2受光元件152各自的受光量小于阙值时，判断为不存在对象物。而且，在第1受光元件151及第2受光元件152各自的受光量为阙值以上时，判断为存在有对象物。例如，也可以在第2受光元件152的受光量成为第2阙值以上时，判断为存在有对象物。或者，也可以在第2受光元件152的受光量成为第2阙值以上时，仅使用第1受光元件151的受光量来检测有无对象物。
如此，在第2受光元件152的受光量成为第2阙值以上的情况下，控制部20基于第1受光元件151的受光量及第2受光元件152的受光量的至少一个来进行有无对象物的检测。此外，在第1受光元件151的受光量为第1阙值以上且第2受光元件152的受光量小于第2阙值的情况下，控制部20对镜面反射光的受光进行检测。
图6是表示第2的实施方式所涉及的水栓装置的动作的流程图。
如图6所示，例如当通过接入电源等而开始动作时，则水栓装置100的控制部20进行规定时间的待机(图6的步骤S201)。规定时间例如为0.5秒。待机时间不局限于此，可以是任意的时间。
在进行了规定时间的待机后，控制部20通过向投光元件132供给电流，而使投光元件132投射红外线(图6的步骤S202)。控制部20例如使投光元件132进行规定次数脉冲投射。
在进行了规定次数的脉冲投射后，控制部20基于从接收部140输入的接收信号，判定第2受光元件152的受光量是否为第2阙值以上(图6的步骤S203)。
在判定为第2受光元件152的受光量为第2阙值以上时，控制部20基于第1受光元件151的受光量及第2受光元件152的受光量的合计的受光量来进行感知判定(图6的步骤S204)。
例如在合计的受光量为第3阙值以上时，控制部20判定为感知。即，检测为存在有对象物。而且，在合计的受光量小于第3阙值时，控制部20判定为未感知。即，检测为不存在对象物。更详细而言，合计的受光量是指伴随规定次数的脉冲投射的第1受光元件151的受光量的累计值和第2受光元件152的受光量的累计值的合计。
在伴随规定次数的脉冲投射的此番的检测动作中，控制部20对是否感知有对象物进行判定(图6的步骤S205)。
在判定为有感知时，控制部20判定是否为停水中(图6的步骤S206)。
在判定为停水中时，在将电磁阀16打开而使吐水开始后，控制部20返回步骤S201的处理(图6的步骤S207)。另一方面，在步骤S206中判定为吐水中的情况下，控制部20维持原状返回步骤S201的处理。
在步骤S205中判定为未感知时，控制部20判定是否为吐水中(图6的步骤S208)。
在判定为吐水中时，在将电磁阀16关闭而使吐水结束后，控制部20返回步骤S201的处理(图6的步骤S209)。另一方面，在步骤S208中判定为停水中的情况下，控制部20维持原状返回步骤S201的处理。
在步骤S203中判定为第2受光元件152的受光量小于第2阙值时，在进行了规定次数的脉冲投射后，控制部20基于从接收部140输入的接收信号，判定第1受光元件151的受光量是否为第1阙值以上(图6的步骤S210)。
在判定为第1受光元件151的受光量为第1阙值以上时，控制部20对镜面反射光的受光进行检测(图6的步骤S211)。在检测到镜面反射光的受光时，控制部20执行外部通知、感知规则的变更等各种安全动作。
例如将省略了图示的通知部设置在水栓装置100上，通过根据镜面反射光的受光的检测而使通知部动作，向使用者等通知镜面反射光的受光。通知部例如为利用光来进行通知的发光元件、利用声音来进行通知的扬声器等。通知部的通知方式可以是可向使用者通知的任意的方式。例如也可以在检测到镜面反射光的受光时，通过以规定的吐水模式进行吐水，来进行通知。此时，在水栓装置100中，可免去另设通知部的需要。
例如在检测到镜面反射光的受光的情况下，在步骤S204的感知判定中，控制部20对感知规则进行变更，以便不使用第1受光元件151的受光量，而仅使用第2受光元件152的受光量来进行感知判定。由此，即使在接收到镜面反射光的情况下，也能够适当地控制吐水和停水。或者，也可以以在检测到镜面反射光的受光的情况下不进行吐水的方式来变更感知规则。
在进行安全动作的执行后，控制部20过渡到步骤S208的处理，并根据需要使吐水结束。
此外，在步骤S210中，在判定为第1受光元件151的受光量小于第1阙值时，控制部20判定为不存在反射物(图6的步骤S213)。换言之，判定为未接收到反射信号。此后，控制部20过渡到步骤S208的处理，并根据需要使吐水结束。
控制部20重复上述的处理。由此，在水栓装置100上，因使用者将手等向吐水口13a接近，而从吐水口13a自动开始吐水，因使用者将手等从吐水口13a远离，而结束从吐水口13a的吐水。
在本实施方式所涉及的水栓装置100中，在接收部140中，第1受光元件151接收S波红外线，第2受光元件152接收P波红外线，控制部20基于第1受光元件151的受光量及第2受光元件152的受光量来检测有无对象物。由此，与使用仅使1个偏振光的光透过的偏振光片且用1个受光元件接收1个偏振光的光的情况相比，能够更多地摄入被对象物漫反射的光。
例如在使用2个偏振光片的构成中，在发送侧衰减约50％，在接收侧进一步衰减约50％，导致受光元件所接收的光的强度衰减到发送时的约25％。对此，在水栓装置100中，通过在漫反射时，用第1受光元件151及第2受光元件152分别对衰减到约25％的红外线进行接收，并求出第1受光元件151及第2受光元件152的合计的受光量，从而能够将接收部140所接收的红外线的强度控制在发送时的约50％。与使用2个偏振光片的构成相比，能够将投光元件132上的电耗抑制到约1/2。换言之，能够将投光元件132所需的发光强度抑制到约1/2。因此，与使用有2个偏振光片的情况相比，能够抑制发送时所需的光的强度，从而抑制电耗的增加。
此外，在光信号进行镜面反射时，反射信号形成S波红外线。因此，也能够基于第1受光元件151的受光量来进行镜面反射的检测。因而，能够提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化优秀的水栓装置100。
此外，由于在水栓装置100中，第1受光元件151和第2受光元件152被1单元化，因此能够减少部件数量。例如能够使水栓装置100更加小型化。
此外，在水栓装置100中，由于在第2受光元件152的受光量成为规定的阙值以上的情况下，控制部20基于第1受光元件151的受光量及第2受光元件152的受光量的至少一个来进行有无对象物的检测，因此能够在抑制镜面反射所导致的误吐水的同时，适当地检测有无漫反射的对象物。
此外，在水栓装置100中，由于在第1受光元件151的受光量为第1阙值以上且第2受光元件152的受光量小于第2阙值时，控制部20对镜面反射光的受光进行检测，因此可以实现停水动作、外部通知等种种安全动作的执行。由此，能够更加适当地抑制镜面反射所导致的误吐水。
(第3的实施方式)
图7(a)及图7(b)是表示第3的实施方式所涉及的水栓装置的一部分的框图。
如图7(a)及图7(b)所示，水栓装置200的传感器部218具有发送部230、接收部240。与上述各实施方式同样，图7(a)表示从传感器部218发送的光信号被漫反射物2a反射的情况，图7(b)表示从传感器部218发送的光信号被镜面反射物2b反射的情况。
发送部230具有投光元件132、偏振光转换元件234。接收部240具有分光镜242、反射镜244、第1受光元件251、第2受光元件252。第1受光元件251和第2受光元件252被设置于1个封装件254内而被1单元化。
在水栓装置200中，发送部230与对于第1实施方式进行说明的水栓装置10的发送部30实际上相同。此外，接收部240与对于第2实施方式进行说明的水栓装置100的接收部140实际上相同。因而，省略与发送部230及接收部240相关的详细的说明。此外，在水栓装置200中，能够执行与对于图6而进行说明的动作实际上相同的动作。
在本实施方式所涉及的水栓装置200中，在能够抑制发送部230上的红外线的衰减的同时，能够更多地摄入被对象物漫反射的光。例如能够使接收部240所接收的红外线的强度成为与发送时相同程度。与使用2个偏振光片的构成相比，能够将投光元件232上的电耗抑制到约1/4。换言之，能够将投光元件232所需的发光强度抑制到约1/4。因此，与使用2个偏振光片的情况相比，能够抑制发送时所需的光的强度，从而能够抑制电耗的增加。因而，能够提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化更加优秀的水栓装置200。
(变形例)
虽然在至此为止的实施方式中，将非偏振光的光转换成直线偏振光，但不局限于直线偏振光，即使转换成圆偏振光·椭圆偏振光也能够得到同样的效果。
图8(a)及图8(b)是表示第1实施方式所涉及的水栓装置的变形例的框图。
虽然在上述第1实施方式中，偏振光转换元件34将非偏振光的光转换成S波的直线偏振光，但如图8(a)及图8(b)所示，也可以将其转换成右旋圆偏振光。此时，可以形成下述构成，即，偏振光转换元件34将非偏振光的光转换成右旋圆偏振光，偏振光片42使右旋圆偏振光透过，而遮断左旋圆偏振光。在该例子中，右旋圆偏振光相当于第1偏振光及第3偏振光，左旋圆偏振光相当于第2偏振光。
在被漫反射物2a漫反射时，被偏振光转换元件34转换成右旋圆偏振光的光的偏振光成分发生紊乱，而形成右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的成分混合在一起的状态。然后，偏振光片42仅使反射光的右旋圆偏振光成分透过并射入到受光元件44。另一方面，在镜面反射时，当转换成右旋圆偏振光的光被镜面反射物2b镜面反射时，则相位反转而成为左旋圆偏振光。于是，由于偏振光片42遮断左旋圆偏振光，因此抑制了向受光元件44的受光。因而，在该例子中，也与上述第1实施方式同样，能够提供一种可抑制镜面反射所导致的误吐水、且低电耗化更加优秀的水栓装置。
图9(a)及图9(b)是表示第2的实施方式所涉及的水栓装置的变形例的框图。
虽然在第2的实施方式中，分光镜142将非偏振光的光分割成S波和P波，但如图9(a)及图9(b)所示，也可以将其分割成右旋圆偏振光和左旋圆偏振光。此时，偏振光片134可以形成下述构成，即，使右旋圆偏振光透过，并遮断左旋圆偏振光。
在被漫反射物2a漫反射时，被偏振光片134转换成右旋圆偏振光的光的偏振光成分发生紊乱，而形成右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的成分混合在一起的状态。然后，非偏振光的光射入到分光镜142并分割成右旋圆偏振光和左旋圆偏振光。然后，左旋圆偏振光射入到第1受光元件151，右旋圆偏振光射入到第2受光元件152。另一方面，在镜面反射时，当转换成右旋圆偏振光的光被镜面反射物2b镜面反射时，则相位反转而成为左旋圆偏振光。于是，光仅射入到第1受光元件151，而在第2受光元件152中未射入有光。因而，在该例子中，也能够得到与上述第2的实施方式同样的效果。
图10(a)及图10(b)是表示第3的实施方式所涉及的水栓装置的变形例的框图。
如前所述，在第3的实施方式中，与对于第1实施方式进行说明的发送部30和对于第2的实施方式进行说明的接收部140实际上相同。因而，如图10(a)及图10(b)所示，在将S波的直线偏振光替换成右旋圆偏振光的情况下，也能够得到与上述第3的实施方式同样的效果。
此外，将至此说明的圆偏振光替换成椭圆偏振光(右旋椭圆偏振光、左旋椭圆偏振光)也能够得到同样的效果。
以上对本发明的实施的方式进行了说明。然而，本发明并不局限于这些记述。对于前述的实施方式，只要具备本发明的特征，则本领域技术人员加以适当设计变更的产物也都包含于本发明的范围内。例如水栓装置10、100、200等所具备的各要素的形状、尺寸、材质、配置等不局限于所例示的内容，可以适当进行变更。
另外，只要在技术上可行，可以对各实施方式所具备的要素进行组合，但只要包含本发明的特征，则这些要素组合后的产物也都包含在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种水栓装置，具备：
吐水部，具有吐出水的吐水口；
供水路，将水从供水源引导到所述吐水口；
开闭阀，对所述供水路进行开闭；
发送部，发送光信号；
接收部，接收所述光信号的反射信号，输出与所述反射信号相对应的接收信号；
及控制部，基于所述接收信号来检测有无对象物，根据所述对象物的检测结果来控制所述开闭阀的开闭，其特征在于，
所述发送部具有：
投光元件，投射非偏振光的光；
及偏振光转换元件，将从所述投光元件投射的所述非偏振光的光转换成第1偏振光的光，
且发送所述第1偏振光的光的所述光信号，
所述接收部具有：
偏振光部件，遮断所述反射信号所包含的光之中因所述第1偏振光的光进行镜面反射而形成的第2偏振光的光，并使与所述第2偏振光不同的第3偏振光的光透过；
及受光元件，接收透过所述偏振光部件的所述第3偏振光的光，
且向所述控制部输出与所述受光元件的受光量相对应的所述接收信号，
所述偏振光转换元件用于使所述投光元件投射的所述非偏振光的光中第1偏振光的光透过，且使偏振与所述第1偏振光不同的光转换成第1偏振光的光，
所述偏振光转换元件具备：偏振光分离膜，使偏振与第1偏振光不同的光反射，使第1偏振光的光透射；反射膜，使偏振与第1偏振光不同的光和第1偏振光的光反射；多个基板部，其间交替地配置有偏振光分离膜和反射膜；1/2波长板，将偏振与第1偏振光不同的光转换成第1偏振光的光。
2.一种水栓装置，具备：
吐水部，具有吐出水的吐水口；
供水路，将水从供水源引导到所述吐水口；
开闭阀，对所述供水路进行开闭；
发送部，发送光信号；
接收部，接收所述光信号的反射信号，输出与所述反射信号相对应的接收信号；
及控制部，基于所述接收信号来检测有无对象物，根据所述对象物的检测结果来控制所述开闭阀的开闭，其特征在于，
所述发送部具有：
投光元件，投射非偏振光的光；
及偏振光部件，使所述非偏振光的光所包含的第1偏振光的光透过，并对与所述第1偏振光不同的偏振光的光进行遮断；
且发送所述第1偏振光的光的所述光信号，
所述接收部具有：
分光镜，将所述反射信号所包含的光分割成因所述第1偏振光的光进行镜面反射而形成的第2偏振光的光、与所述第2偏振光不同的第3偏振光的光；
第1受光元件，接收被所述分光镜分割的所述第2偏振光的光；
及第2受光元件，接收被所述分光镜分割的所述第3偏振光的光，
且向所述控制部输出与所述第1受光元件的受光量及所述第2受光元件的受光量相对应的所述接收信号。
3.一种水栓装置，具备：
吐水部，具有吐出水的吐水口；
供水路，将水从供水源引导到所述吐水口；
开闭阀，对所述供水路进行开闭；
发送部，发送光信号；
接收部，接收所述光信号的反射信号，输出与所述反射信号相对应的接收信号；
及控制部，基于所述接收信号来检测有无对象物，根据所述对象物的检测结果来控制所述开闭阀的开闭，其特征在于，
所述发送部具有：
投光元件，投射非偏振光的光；
及偏振光转换元件，将从所述投光元件投射的所述非偏振光的光转换成第1偏振光的光，
且发送所述第1偏振光的光的所述光信号，
所述接收部具有：
分光镜，将所述反射信号所包含的光分割成因所述第1偏振光的光进行镜面反射而形成的第2偏振光的光、与所述第2偏振光不同的第3偏振光的光；
第1受光元件，接收被所述分光镜分割的所述第2偏振光的光；
及第2受光元件，接收被所述分光镜分割的所述第3偏振光的光，
且向所述控制部输出与所述第1受光元件的受光量及所述第2受光元件的受光量相对应的所述接收信号。
4.根据权利要求2或3所述水栓装置，其特征在于，所述第1受光元件和所述第2受光元件被1单元化。
5.根据权利要求1所述水栓装置，其特征在于，所述控制部不使用所述第2偏振光的成分，而仅使用所述第3偏振光的成分来进行有无所述对象物的检测。
6.根据权利要求2或3所述水栓装置，其特征在于，在所述第2受光元件的受光量成为规定的阙值以上的情况下，所述控制部基于所述第1受光元件的受光量及所述第2受光元件的受光量的至少一方来进行有无所述对象物的检测。
7.根据权利要求2或3所述水栓装置，其特征在于，在所述第1受光元件的受光量为第1阙值以上且所述第2受光元件的受光量为小于第2阙值时，所述控制部对镜面反射光的受光进行检测。
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