CN211596936U - 具有成形且有限的传感器检测区域的电子管道装置配件 - Google Patents

Abstract

一种具有成形且有限的传感器检测区域的电子管道装置配件，包括水龙头本体、电子控制阀、开闭控制器和飞行时间传感器。示例性实施例中，开闭控制器与飞行时间传感器相互配合形成检测区域，以检测该监测区域中是否有物体，以及水是否正在流出排放口。

Description

具有成形且有限的传感器检测区域的电子管道装置配件

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月20日提交的、申请序列号为62/364,342的美国临时专利以及2017年6月23日提交的、申请序列号为62/523,877的美国临时专利的优先权以及任何其他权益，两者的全部内容在与本申请不直接冲突的情况下通过引用整体并入本文。本申请涉及美国专利9,194,110('110专利')，其全部内容在与本申请不直接冲突的情况下通过引用整体并入本文。

背景技术

电子管道装置配件在本领域中是已知的。共有的'110专利'公开了示例性的电子管道装置配件。

大多数具有光学传感器的自动非接触式水龙头基于以下原理操作：从发射器发射的光从物体反射并返回到接收器，如果接收的信号超过特定触发水平时则打开水。通常，为了获得一致且可重复的触发，除了设置简单的触发水平之外，还会采用复杂的算法来改善对正误识或负误识的拒绝。然而，返回到接收器的反射光的信号电平受到物体的反射率的影响-即，物体的颜色、纹理、光泽度、透明度和尺寸影响反射并返回到接收器的光的量。

实用新型内容

本申请公开了一种电子管道装置配件，例如电子水龙头，具有成形且有限的传感器检测区域。

在一些示例性实施例中，传感器包括飞行时间(TOF)传感器，其能够检测在检测区域中是否存在物体，无论水是否正在流出排放口。惊人地，发现电子管道装置配件可以使用TOF传感器，其中TOF传感器信号直接瞄准来自排放口的水流，并且当水从排放口流出时检测不存在手或其他触发物体以关闭水流。

在示例性实施例中，电子管道装置配件包括：水龙头本体，水龙头本体包括排放口，排放口能够操作以通过期望的流体体积传送水；电子控制阀，该电子控制阀在排放口的上游与水龙头本体流体连通；至少一个处理器，该至少一个处理器被编程为控制电子控制阀以选择性地控制从电子控制阀排出水龙头本体的排放口的流体流；以及飞行时间(TOF)传感器，该TOF传感器与处理器电连通并能够操作地与水龙头本体连接，并设置为朝向在感应信号体积中的期望的流体体积发送感应信号；其中，该至少一个处理器和该TOF传感器中的至少一个配置为用于在感应信号体积中创建覆盖期望的流体体积的至少一部分的检测区域；并且其中，该至少一个处理器和该TOF传感器中的至少一个配置为用于允许TOF传感器检测检测区域中是否存在物体，无论水是否正在通过期望的流体体积流出排放口。

附图说明

图1A-1B为示例性电子管道装置配件的示意图。

图2为另一示例性电子管道装置配件的示意图。

图3为示例性电子管道装置配件的示意性电气/流体流动示意图。

图4为又一示例性电子管道装置配件的示意图。

图5为再一示例性电子管道装置配件的示意图。

图6为示例性重叠传感器信号的示意图。

图7-12示出了具有不同重叠传感器信号配置的示例性重叠传感器实施例。

图13示出了另一示例性TOF传感器实施例。

具体实施方式

下文仅描述了本实用新型的示例性实施例，并不旨在以任何方式限制权利要求的范围。实际上，所要求保护的实用新型比优选实施例更宽泛且不受限制，并且权利要求中使用的术语具有其完全普通的含义。

本申请公开了具有飞行时间(TOF)传感器的电子水龙头，该传感器能够检测在TOF检测区域中是否存在物体，无论水是否正在流出排放口水。尽管始终使用术语物体的“存在”和“不存在”，但是应当理解，这些术语描述了不同的状态，这些状态之间的转换通常由示例性系统使用，并且这种转换是在术语“存在”和“不存在”的上下文中所固有的。例如，在一些示例性系统中，从传感器的角度，物体的“出现”(从不存在到存在的转换)通常将用于打开流体流。在另一实例中，在那些示例性系统中，从传感器的角度，物体的“消失”(从存在到不存在的转换)通常用于关闭流体流。因此，在一些示例性实施例中，传感器包括飞行时间(TOF)传感器，其能够检测在TOF检测区域中物体的出现或消失，无论水是否正在流出排放口。惊人地，发现电子管道装置配件可以使用TOF传感器，其中TOF传感器信号直接瞄准来自排放口的水流，并且当水从排放口流出时检测到手或其他触发物体的消失以关闭水流。其惊人之处至少在于，在试图检测物体的消失时流动水的存在改变了对应于在当没有流动水时试图检测物体的存在时的情形的基线状态。

请参考图1，其示出了示例性电子管道装置配件10。示例性电子管道装置配件10包括装置主体12，其中装置主体12包括排放口14，排放口能够操作以通过期望的流体体积18传送水16。在一些示例性实施例中，期望的流体体积18包括柱体。在一些示例性实施例中，期望的流体体积18包括锥体的平截头体。与排放口14上游的装置主体12流体连通的电子控制阀20(图3)选择性地控制水16的流动。至少一个处理器22被编程为控制电子控制阀20以选择性地控制从装置主体12的排放口14流出的来自电子控制阀20的水16的流动。示例性电子管道装置配件10还包括至少一个与处理器22电连通的飞行时间(TOF)传感器30，且TOF传感器30位于装置主体12的内部(或其上)，其设置为朝向在感应信号体积32中的期望的流体体积18发送感应信号。处理器22和TOF传感器30中的至少一个被配置为在感应信号体积32内部(例如，感应信号体积32的子集)创建覆盖期望的流体体积18的至少一部分的检测区域34。在一些示例性实施例中，处理器22和TOF传感器30中的至少一个被配置为允许TOF传感器30检测在检测区域34中是否存在物体，例如用户的手，无论水是否16正在通过期望的流体体积18流出排出口14。

虽然处理器22示意性地示出为位于装置主体12的内部，但是在示例性实施例中，处理器22可以几乎位于任何地方，只要它可以与传感器30连通并控制阀门即可。此处的“处理器”或“计算机”包括但不限于可以存储、检索和处理数据的任何被编程的或可编程的电子装置或协同装置，其可以是处理单元或再分布式处理配置中。处理器的实例包括微处理器、微控制器、图形处理单元(GPU)、浮点单元(FPU)、精简指令集计算(RISC)处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑装置(CPLD)等。示例性电子管道装置配件10具有用于执行本文所述的各种功能和过程的逻辑。与本文所述“电路”同义的“逻辑”包括但不限于：硬件、固件、软件和/或其组合，以执行一个或多个功能或动作。例如，基于期望的应用或需求，逻辑可以包括软件控制处理器、诸如专用集成电路(ASIC)的离散逻辑、被编程的逻辑装置或其他处理器。逻辑也可以完全体现为软件。此处所述“软件”包括但不限于一个或多个计算机可读和/或可执行指令，其使得处理器或其他电子装置以期望的方式执行功能、动作、过程和/或行为。指令可以以各种形式体现，例如包括单独的应用程序或来自动态链接库(DLL)的代码的例程、算法、模块或程序。软件也可以以各种形式实现，例如独立程序、基于web的程序、函数调用、子例程、小服务程序，应用程序、app、applet(例如，Java applet)、插件程序、存储在存储器中的指令、操作系统的一部分、或从其创建可执行指令的其他类型的可执行的指令或解释指令。本领域普通技术人员应当理解，软件的形式取决于例如：期望的应用程序的要求、运行的环境和/或设计者/程序员的期望等。在示例性实施例中，软件中的一些或全部存储在存储器上，该存储器包括一个或多个本地或远程数据存储装置的一个或多个非暂时性计算机可读介质(对于远程存储器，电子管道装置配件10将包括通信电路，未示出)。此处所述的“数据存储装置”表示用于代码或数据的非暂时存储的装置，例如具有非暂时性计算机可读介质的装置。此处所述的“非暂时性计算机可读介质”是指用于存储代码或数据的任何合适的非暂时性计算机可读介质，例如：磁性介质，例如外部硬盘驱动器中的固定磁盘、内部硬盘驱动器中的固定磁盘、以及软盘；光学介质，例如CD盘、DVD盘和其他介质，例如RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存PROM、外部闪存驱动器等。

参照图1A，在一些示例性实施例中，处理器22和/或TOF传感器30被配置为从检测区域34排除在期望的流体体积18和邻近TOF传感器30的装置本体之间的感应信号体积32'的至少远端部分，从而允许用户靠近邻近TOF传感器30的装置本体12下方，而不会致使处理器22在电子控制阀20关闭时将其打开。这种配置还允许邻近感应信号体积的水龙头本体36被擦拭干净，而不会致使处理器22在电子控制阀20关闭时将其打开。在一些示例性实施例中，处理器22和/或TOF传感器30被配置为从检测区域34中排除期望的流体体积18之外的感应信号体积32”'的至少一部分，即，被配置为从检测区域排除经过期望的流体体积的感应信号体积的至少远端部分，从而允许用户走近电子管道装置配件而不会致使处理器在电子控制阀关闭时将其打开。该配置还允许用户在远离于期望的流体体积18的传感器区域32中的TOF传感器前面活动，而不会致使处理器22在电子控制阀20关闭时将其打开。

参考图1B，在一些示例性实施例中，处理器22和/或TOF传感器30被配置为用于创建具有约20°至约25°的透射角α的检测区域34。类似地，在一些示例性实施例中，处理器22和/或TOF传感器30被配置为用于创建具有约10mm至约80mm的检测深度D的检测区域34。在一些示例性实施例中，处理器22和/或TOF传感器30被配置为用于创建检测区域34，该检测区域34为球形壳体的一部分，例如锥体和球形壳体的交叉，其中锥体的顶点位于TOF传感器处(图2中的截面仅用于说明目的)。在一些示例性实施例中，TOF传感器30被配置为用于创建感应信号体积32，其具有棱柱形圆锥形状，其中锥体的顶点位于TOF传感器处。锥体的棱柱侧面由围绕TOF传感器的发射器和/或检测器设置的窗口或孔和/或透镜系统来限定。

图1的电子管道装置配件的示例性实施例在图2中示出为电子水龙头42。在该示例性实施例中，水龙头42包括毂(hub)44、水龙卷(spout)46、具有棒软管(未示出；在'110专利'中示出)的棒(wand)50，以及从相关的手柄毂53延伸的手柄52。毂44的上游端连接到安装表面(例如柜台或水槽)。水龙卷46的上游端连接到毂44的下游端。水龙卷46能够操作以相对于毂44旋转。棒软管(未示出；在'110专利'中示出)延伸穿过毂44和水龙卷46并且能够操作以在毂44和水龙卷46内移动。棒50的上游端安装在水龙卷46的下游端中，并连接到棒软管的下游端。棒50的下游端包括排放口54，水56通过排放口54从水龙头42处输送。棒50能够操作以从水龙管46拉开。手柄52连接到轮毂44的一侧并且能够操作以相对于轮毂44移动。尽管水龙头42已经被描述为其具有可旋转的水龙卷46、拉出或下拉棒50、以及安装在毂44上的手柄52，但是本领域普通技术人员应当理解，在某些实施例中，水龙卷46可以相对于毂44固定，水龙头42可以不包括棒50，手柄52可以安装在水龙头42上的其他位置或者远离于水龙头42，和/或手柄52可以是任何可用于操作机械阀的机制或其他装置。电子水龙头42还包括至少一个飞行时间(TOF)传感器30，其与处理器22电连通并且位于装置主体46的内部(或其上)，其设置为朝向在感应信号体积32中的期望的流体体积58发送感应信号31。尽管处理器22示意性地示出为其位于装置主体12内部，但是在示例性实施例中，处理器22可以几乎位于任何地方，只要它可以与传感器30通信并控制阀门即可。在一些示例性实施例中，处理器22位于手柄毂53中。在其他示例性实施例中，处理器22位于柜台下方的阀门附近或支撑水龙头42的其他表面上(例如，在美国专利No.9,194,110中所示的电子模块66中)。处理器22和TOF传感器30中的至少一个被配置为用于在感应信号体积32内部(例如，感应信号体积32的子集)创建覆盖期望的流体体积58的至少一部分的检测区域34。在一些示例性实施例中，处理器22和TOF传感器30中的至少一个被配置为允许TOF传感器30检测在检测区域34中是否存在物体，例如用户的手，无论水是否56正在通过期望的流体体积58流出排出口54。在一些示例性实施例中，期望的流体体积58包括柱体。在一些示例性实施例中，期望的流体体积58包括锥体的平截头体。

尽管感应信号体积32和检测区域34在图中分别示出为锥体和截头圆锥体，但是其他传感器信号配置也是可能的，例如(a)横截面为椭圆形的感应信号体积或(b)横截面为扁平圆角矩形的感应信号体积。在一些示例性实施例中，处理器22和/或TOF传感器30和/或感应信号通过(并且限制其尺寸)的孔径和/或透镜系统被配置为用于创建具有约20°至约25°的透射角高度和约3°至约20°的透射角宽度的检测区域34。类似地，在一些示例性实施例中，处理器22和/或TOF传感器30被配置为用于创建具有约10mm至约80mm的检测深度D(图1B)的检测区域34。在一些示例性实施例中，处理器22和/或TOF传感器30和/或感应信号通过(并且限制其尺寸)的孔径和/或透镜系统被配置为用于创建垂直取向的检测区域34，其具有约3°至约20°的透射角宽度和约35°至约90°的透射角高度，例如约40°、或约60°、或约90°、或约35°-45°、或约40°-60°(全部从装置或棒的下部、远端下方开始，从而其不会触发流体流)。在一些示例性实施例中，处理器22和/或TOF传感器30和/或感应信号通过(并且限制其尺寸)的孔径和/或透镜系统被配置为用于创建检测区域34，该检测区域34是球壳的一部分。在一些示例性实施例中，检测区域不是垂直取向的，而是相对于垂直取向成一定角度的。

图3示出了图1-2表示的实施例的示例性电子和流体流动。其他配置可能利用此处的TOF配置。在一些示例性实施例中，配件10,42包括热水管70、冷水管72、混合水管74、机械阀76和电子阀20。热水管70包括公共部分78、机械阀部分80和电子阀部分82。冷水管72包括公共部分84、机械阀部分86和电子阀部分88。混合水管74包括机械阀部分90、电子阀部分92和公共部分94。这些部件可以如'110专利'中所述那样配置和布置。例如，在示例性实施例中，热水管70的公共部分78的上游端连接到热水供应源100，冷水管72的公共部分84的上游端连接到冷水供应源102。热水管70的公共部分78的下游端连接到热水三通104，冷水管72的公共部分84的下游端连接到冷水三通106。热水管70的机械阀部分80的上游端连接到热水三通104，冷水管28的机械阀部分86的上游端连接到冷水三通60。热水管70的机械阀部分80的下游端连接到机械阀76，冷水管72的机械阀部分4864的下游端连接到机械阀76。热水管70的电子阀部分88的上游端连接到热水三通104，冷水管72的电子阀部分82的上游端连接到冷水三通106。热水管70的电子阀部分88的下游端连接到电子阀20，冷水管72的电子阀部分82的下游端连接到电子阀20。

TOF传感器可以有利地用于传感器操作的水龙头设计中，其中传感器位于向下面向进入水槽中。在这种取向下，难以使用现有技术的红外传感器，因为水槽表面的反射率会随着水槽的湿和干而变化。因此，校准现有技术的红外传感器以避免在潮湿和干燥条件下的正误识和负误识检测事件的高发生率是极其困难的。相反，TOF传感器的激活对反射不敏感，并且TOF传感器的激活距离范围可以设置为排除来自水槽表面的反射。参考图4，其示出了另一示例性实施例110。在该示例性实施例110中，TOF传感器130位于顶部的管46的下侧，并且TOF传感器信号132向下瞄准部分填充有水136的水槽134，以检测水槽134(或水缸)中的水的深度，即，检测从TOF传感器130到水136的表面138的距离，使得相应的处理器可以使用预先获得的校准数据计算水槽中的水136的深度并且如果需要的话关闭水流(例如，使用阀门20，图3)。在一些示例性实施例中，通过以下方式来完成校准：用户以正常作业来填充水槽或水缸，然后使用用户界面来指示处理器22通过例如从TOF传感器30保存对应于该深度的数据来记住该期望的正常深度。在示例性实施例中，用户界面包括用户与TOF传感器30(或其他传感器)进行交互，使用特定的模式或手势，这些模式或手势是由TOF传感器(或其他传感器)检测到的，处理器22将其转换来进入程序模式并存储与水槽或水缸的正常使用相应的深度。另外，或者替代地，在一些示例性实施例中，通过以下方式来完成校准：用户以最大深度填充水槽或水缸，然后使用用户界面来指示处理器22通过例如从TOF传感器30保存对应于该最大深度的数据来记住该最大深度。

在一些示例性实施例中，TOF传感器30是STMicroelectronics型号VL6180X接近度和环境光感应(ALS)模块。虽然没有经过测试，但据信另一种合适的TOF传感器是STMicroelectronics型号VL53LOX传感器。在使用VL6180X传感器作为TOF传感器30的一些示例性实施例中，VL6180X TOF传感器30寄存器被编程如下，这允许VL6180X TOF传感器可以检测在检测区域34中是否存在物体，例如用户的手，水16,56是否正在通过期望的流体体积18,58从排放口14,15流出：

WriteByte(0x0207,0x01)；

WriteByte(0x0208,0x01)；

WriteByte(0x0096,0x00)；

WriteByte(0x0097,0xfd)；

WriteByte(0x00e3,0x00)；

WriteByte(0x00e4,0x04)；

WriteByte(0x00e5,0x02)；

WriteByte(0x00e6,0x01)；

WriteByte(0x00e7,0x03)；

WriteByte(0x00f5,0x02)；

WriteByte(0x00d9,0x05)；

WriteByte(0x00db,0xce)；

WriteByte(0x00dc,0x03)；

WriteByte(0x00dd,0xf8)；

WriteByte(0x009f,0x00)；

WriteByte(0x00a3,0x3c)；

WriteByte(0x00b7,0x00)；

WriteByte(0x00bb,0x3c)；

WriteByte(0x00b2,0x09)；

WriteByte(0x00ca,0x09)；

WriteByte(0x0198,0x01)；

WriteByte(0x01b0,0x17)；

WriteByte(0x01ad,0x00)；

WriteByte(0x00ff,0x05)；

WriteByte(0x0100,0x05)；

WriteByte(0x0199,0x05)；

WriteByte(0x01a6,0x1b)；

WriteByte(0x01ac,0x3e)；

WriteByte(0x01a7,0x1f)；

WriteByte(0x0030,0x00)；

WriteByte(0x0011,0x10)；

WriteByte(0x010a,0x30)；

WriteByte(0x003f,0x46)；

WriteByte(0x0031,0xFF)；

WriteByte(0x0040,0x63)；

WriteByte(0x016,0x00)；

WriteByte(0x002e,0x01)；

WriteByte(0x001b,0x09)；

WriteByte(0x003e,0x31)；

WriteByte(0x0014,0x24)；

示例性系统的一个示例性实施方式使用VL6180X传感器作为安装在MOEN品牌MOTIONSENSE品牌水龙头型号7594E中的TOF传感器30。在该示例性实施方式中，期望的流体体积18,58近似为直径约12mm的柱体(或者顶部直径约12mm且底部直径约12mm的锥体的平截头体)，检测区域34的宽度约为50mm。期望的流体体积18,58在其最近点处距离VL6180XTOF传感器30约190mm(期望的流体体积18,58大致平行于毂44的纵向轴线，图2)。通过如上所述的编程的VL6180X寄存器，VL6180X TOF传感器可以检测在检测区域34中是否存在物体，例如用户的手，是否水16,56正在通过期望的流体体积18,58从排放口14,54流出。

在'110专利'中，该专利的存在传感器72可以实现为本文所述的TOF传感器，例如具有如本文所述编程的寄存器的VL6180X TOF传感器30(具有如'110专利'中所述的预编程处理器，除了在此关于TOF传感器30阐明的之外)。除了本文的教导之外，或者替代地，该专利的触发传感器70可以实现为本文所述的TOF传感器，例如具有如本文所述编程的寄存器的VL6180X TOF传感器30(具有如'110专利'中所述的预编程处理器，除了在此关于TOF传感器30阐明的之外)。使用上述TOF传感器作为存在传感器72和/或使用上述TOF传感器作为触发传感器70将具有本文所述的优点。另外，使用TOF传感器作为触发传感器70和/或作为存在传感器72将具有以下附加优点：不同于基于强度的检测方法，存在的飞行时间检测是基于光传播时间测量的，且该时间测量非常独立于物体的反射率，例如颜色、表面粗糙度和纹理。

在不同的示例性实施例中，更有利地，将本实用新型的TOF传感器放置于靠近水龙头的出口处，使得感应信号体积的轴线接近并平行或几乎平行于期望的流体体积的中心轴线。由于放置了TOF传感器，从而使得不与期望的流体体积相交的限定检测体积的一个或多个表面可以非常靠近流体体积的表面并且几乎关于流体体积对称。当感应信号体积和期望的流体体积的几何形状紧密匹配时，意外激活的可能性便会进一步最小化。现在参考图5，其示出了另一示例性实施例210。在该示例性实施例210中，TOF传感器230位于靠近水龙头的出口14,15的位置，使得感应信号体积的轴线接近并平行或几乎平行于期望的流体体积18,58的中心轴线。

参考图13，其示出了具有TOF传感器30的另一实施例。在该实施例中，TOF传感器30位于装置主体12或水龙卷46中，靠近排放口14,15，水16,56通过排放口14,54从水龙头10,42输送。在该示例性实施例中，在装置主体12或水龙卷46内部的布线(未示出)将TOF传感器30与处理器22连接。在该示例性实施例中，感应信号31被传输以基本上覆盖流体流16,56，与一些其他实施例形成对比，其中传感器信号31,A,B跨过流体流16,56。

参考图1A，1B和2，以及图13，显然，检测区域34(感应信号体积子集32”)是成形且有限的。也就是说，很明显，由于TOF传感器的性质，检测区域34的形状像锥体的平截头体，并且检测区域34的尺寸和范围受TOF传感器30的门控限制。图1A和13中更好地示出，存在形成检测区域34的主动感应信号体积32”，该检测区域34由期望的流体体积18和靠近TOF传感器30的装置主体之间的感应信号体积32'的被排除的近端部分以及经过期望的流体体积得感应信号体积的被排除的远端部分32”'所创建。因此，先前描述的实施例使用单个TOF传感器形成成形且有限的传感器检测区域。

在示例性实施例中，选择成形且有限的传感器检测区域的形状和限制以排除不期望的触发区域，例如当水龙卷已经旋转到水槽外的位置时防止旋转的水龙卷激活水。另一实例中，在一些具有长手柄的水龙头中，当手柄处于视野中时，水可能意外被打开。为了防止这种情况，在示例性实施例中，发光锥体的形状和尺寸(即立体角)被成形为使得透射光将会避开手柄可能干扰水的自动激活的空间的体积。在又一实例中，空间中限定的感应体积的利处是在用户想要清洁水龙头的情况下。当用户用毛巾擦拭水龙卷时，即使用户的意图是仅擦拭水龙头而不打开水，但是如果毛巾经过单个传感器，则水会被打开。通过Boolean AND操作两个相交的视野来排除这些区域，从而消除了此种类型的意外激活。

因此，在一些示例性实施例中，使用具有覆盖检测区域的不同位置中的多个传感器来创建成形且有限的传感器检测区域。示例性实施例利用具有Boolean算法的光学传感器技术来限定和定义三维空间中的感应区域。如图6中概念性所示，在示例性实施例中，通过将传感器体积进行相交，例如，来自传感器A(未示出)的第一传感器检测区域A和来自传感器B(未示出)的第二传感器检测区域B的相交，从而形成成形且有限的传感器区域(图6中的交叉阴影线)。传感器A和B一起形成成形且有限的传感器检测区域。由传感器A检测并且也由传感器B检测的物体处于成形且有限的传感器检测区域。因此，定义的覆盖传感器体积可以称之为A和B(交叉影线)。在一些示例性实施例中，通过将其编码到传感器(和/或相应的处理器)的触发算法中，当且仅当物体位于由传感器的两个相交视野所定义的感应体积内时，水才可以被打开。

图7示出了一种示例性实施例，其中电磁辐射收发器Tx/Rx(例如，红外收发器)安装在水15,56的对面的装置主体12或水龙卷46上，电磁辐射传感器Rx的接收器(例如，红外探测器)安装在装置主体12或水龙卷46的外侧，靠近排放口14,15，水16,56通过排放口14,54从水龙头10,42输送。在该示例性实施例中，传感器Rx检测由收发器Tx/Rx发射的电磁辐射。在该示例性配置中，通过将传感器体积相交，例如来自收发器Tx/Rx的第一传感器检测区域A和来自接收器Rx的第二传感器检测区域B的相交，形成成形且有限的传感器区域A∩B(图7中的交叉阴影线)。收发器Tx/Rx和接收器Rx一起形成成形且有限的传感器检测区域。由收发器Tx/Rx检测并且也由接收器Rx检测到的物体处于成形且有限的传感器检测区域A∩B中。在一些示例性实施例中，通过将其编码到传感器(和/或相应的处理器)的触发算法中，当且仅当触发物体位于由传感器的两个相交视野所定义的感应体积A∩B内时，处理器才将水打开。在一些示例性实施例中，收发器Tx/Rx由发射器代替，发射器发射由接收器Rx检测的电磁辐射。

图8示出了另一示例性实施例，其中电磁辐射收发器Tx/Rx(例如，红外收发器)安装在水15,56的对面的装置主体12或水龙卷46上(如上所述)，电磁辐射传感器Rx的接收器(例如，红外检测器)安装在装置主体12或水龙卷46的较高处。在该示例性实施例中，传感器Rx检测由收发器Tx/Rx发射的电磁辐射。在该示例性配置中，通过将传感器体积相交，例如来自收发器Tx/Rx的第一传感器检测区域A和来自接收器Rx的第二传感器检测区域B的相交，形成成形且有限的传感器区域A∩B(图8中的交叉阴影线)。收发器Tx/Rx和接收器Rx一起形成成形且有限的传感器检测区域。由收发器Tx/Rx检测并且也由接收器Rx检测到的物体处于成形且有限的传感器检测区域A∩B中。在一些示例性实施例中，将其编码到传感器(和/或相应的处理器)的触发算法中，当且仅当触发物体位于由传感器的两个相交视野所定义的感应体积A∩B内时，处理器才将水打开。在一些示例性实施例中，第三接收器或收发器(例如，图8中的C)用于进一步限制检测区域的形状和/或大小，例如，将检测区域限制为A∩B∩C。

图9示出了另一示例性实施例，其中电磁辐射Tx的发射器(例如，红外LED)和电磁辐射传感器Rx1,Rx2的两个接收器(例如，红外探测器)安装在主体12或水龙卷46的较高位置处，靠近其顶点且向上瞄准(而不是如在其他实施例中那样瞄准期望的流体流16,56)。在该示例性实施例中，传感器Rx1,Rx2检测由发射器Tx发射的电磁辐射。在该示例性配置中，通过将传感器体积进行相交，例如将来自发射器Tx的第一传感器检测区域A、来自接收器Rx1的第二传感器检测区域B、以及来自接收器Rx2的第三传感器检测区域B2相交，从而形成有形且有限的传感器区域A∩B1∩B2(图9中的交叉阴影线)。发射器Tx和接收器Rx1,Rx2一起形成成形且有限的传感器检测区域。由发射器Tx检测并且也由接收器Rx1,Rx2检测到的物体位于成形且有限的传感器检测区域A∩B1∩B2内。在一些示例性实施例中，将其编码到传感器(和/或相应的处理器)的触发算法中，当且仅当触发物体位于由传感器的三个相交视野所定义的感应体积A∩B1∩B2内时，处理器才将水打开。在一些示例性实施例中，发射器Tx由收发器Tx/Rx代替，其中收发器Tx/Rx发射由接收器Rx1，Rx2检测的电磁辐射，并且还能够在没有来自接收器Rx1,Rx2的输入的情况下检测物体。

图10示出了与图7非常相似的另一示例性实施例，除了接收器Rx安装在棒50中之外。这样增加了系统的复杂性，因为将接收器Rx连接到处理器22(未示出)或其它通信装置的布线必须能够从装置主体12或水龙卷46延伸，以允许该棒能够从其延伸。

图11示出了与图9非常相似的另一示例性实施例，除了接收器Rx1,Rx2安装在棒50中之外。这样增加了系统的复杂性，因为将接收器Rx1,Rx2连接到处理器22(未示出)或其他通信装置的布线必须能够从装置主体12或水龙卷46延伸，以允许该棒能够从其延伸。类似于图9所示的实施例，由发射器Tx(或收发器Tx/Rx)检测并且也由接收器Rx1,Rx2检测到的物体处于成形且有限的传感器检测区域A∩B1∩B2内。在一些示例性实施例中，将其编码到传感器(和/或相应的处理器)的触发算法中，当且仅当触发物体位于由传感器的三个相交视野所定义的感应体积A∩B1∩B2内时，处理器才将水打开。

图12示出了与图11非常相似的另一示例性实施例，传感器位于装置主体12或水龙卷46中，靠近排放口14,15，水16,56通过排放口14,54从水龙头10,42输送。

在示例性实施例中，本文所述的不同覆盖的传感器被定位并用于控制流体流动，例如在'110专利'和本文中描述的，和/或被定位并用于控制流体流，例如通过创建覆盖期望的流体体积的至少一部分的覆盖检测区域，以控制流体流。

通过本公开可以理解，图7-12的方法的一个利处是可以保持使用廉价传感器和电子装置，但是需要通过简单地添加另一个低成本的传感器，在期望的空间中创建明确定义的感应体积。在示例性实施例中，这是通过使用成形孔设计感应视场和光源的透射场而得以光学地完成的。

如本文所述，当一个或多个部件被描述为连接、连结、固定、联接、附接或以其他方式互连时，这种互连可以是部件之间的直接互连，或者也可以是例如通过使用一个或多个中间部件的间接互连。并且，如本文所述，对“构件”、“部件”或“部分”的引用不应限于单个结构构件、部件或元件，其也可以包括部件、构件或元件的组件。

虽然已经通过其实施例的描述了本实用新型，并且已经相当详细地描述了实施例，但是申请人的意图不是将本实用新型的范围限制或以任何方式限制于这些详细描述。本领域技术人员容易想到其他优点和修改。例如，在传感器面向下方例如浴室水龙头和水槽的情况下检测存在性，其中水槽表面的反射率根据水槽表面的湿度而变化。在这种情况下，激活范围被设置在传感器的位置和接收器的表面之间的任何地方，同时排除来自接收器表面以及更远的任何信号。另一个实例中，本实用新型的面向下的TOF传感器可用于检测水槽中的水位。该信息可以用于例如“智能”水龙头的应用中，其中该水龙头用水将水槽填充到规定水平，而不管水槽中物体的数量或体积如何。又一个实例中，可以有利地使用具有相交或非相交感应信号体积的本实用新型的多个TOF传感器来有利地定义具有不可能用单个TOF传感器创建的形状的检测区域。此外，可以在不改变部件的整体作用或功能的情况下修改部件几何结构、形状和尺寸。所以，本实用新型构思在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性装置和说明性实例。因此，在不脱离申请人的一般实用新型概念的精神或范围的情况下，可以偏离于这些细节描述。

Claims (11)

1.一种电子管道装置配件，其特征在于，包括：

水龙头本体，所述水龙头本体包括排放口，所述排放口能够操作以通过期望的流体体积传送水；

电子控制阀，所述电子控制阀在所述排放口的上游与所述水龙头本体流体连通；

至少一个开闭控制器，所述至少一个开闭控制器被设置成控制所述电子控制阀以选择性地控制从所述电子控制阀排出所述水龙头本体的所述排放口的流体流；以及

飞行时间传感器，所述飞行时间传感器可操作地与所述水龙头本体连接且与所述开闭控制器电连接，并且所述飞行传感器被设置为对在感应信号区域中的待测的流体区域进行感测；并且

所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合形成在所述感应信号区域中形成一个检测区域，所述检测区域与所述待测的流体区域的至少一部分重叠；并且

所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以用于检测所述检测区域中是否存在物体，无论水是否正在通过所述待测的流体区域流出所述排放口；

其中，所述飞行时间传感器位于水槽的相对于所述水龙头本体的期望位置中，并且其中，所述至少一个开闭控制器还被设置成生成用户界面来允许用户使用特定的模式或手势与所述飞行时间传感器交互，所述特定的模式或手势被所述至少一个开闭控制器所检测并转换以进入程序模式并存储与水槽的正常使用相对应的水深度。

2.根据权利要求1所述的电子管道装置配件，其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以用于将至少第一部分所述感应信号区域从所述检测区域排除，所述至少第一部分所述感应信号区域位于所述待测的流体区域与所述水龙头本体接近所述飞行时间传感器的部分之间，从而允许邻近所述感应信号区域的所述水龙头本体被擦干净而不会致使所述开闭控制器在所述电子控制阀关闭时将其打开。

3.根据权利要求1所述的电子管道装置配件，其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以用于将至少第二部分所述感应信号区域从所述检测区域排除，所述至少第二部分感应区域位于经过所述待测的流体区域的所述检测区域的远端部分，从而允许用户走近所述电子管道装置配件而不会致使所述开闭控制器在所述电子控制阀关闭时将其打开。

4.根据权利要求1所述的电子管道装置配件，其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以用于将第三部分所述感应信号区域从所述检测区域排除，所述第三部分所述感应信号区域位于所述待测的流体区域与邻近所述飞行时间传感器的所述水龙头本体之间，从而允许邻近所述飞行时间传感器的所述水龙头本体被擦干净而不会致使所述开闭控制器在所述电子控制阀关闭时将其打开。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电子管道装置配件，其中，

所述水龙头本体能够操作以安装在安装表面上方；

其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合形成在所述感应信号区域中形成一个检测区域，所述检测区域与所述待测的流体区域的至少一部分重叠；

其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以进一步用于在没有水正在流出所述排放口时检测在所述检测区域中是否存在物体；

其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以进一步用于在传送的水正在流动时检测在所述检测区域中是否存在物体。

6.根据权利要求5所述的电子管道装置配件，其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以用于将至少第一部分所述感应信号区域从所述检测区域排除，所述至少第一部分感应信号区域位于所述待测的流体区域与所述水龙头本体接近所述飞行时间传感器的部分之间，从而允许邻近所述感应信号区域的所述水龙头本体被擦干净而不会致使所述开闭控制器在所述电子控制阀关闭时将其打开。

7.根据权利要求5所述的电子管道装置配件，其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以用于将至少第二部分所述感应信号区域从所述检测区域排除，所述至少第二部分感应区域位于经过所述待测的流体区域的所述检测区域的远端部分，从而允许用户走近所述电子管道装置配件而不会致使所述开闭控制器在所述电子控制阀关闭时将其打开。

8.根据权利要求5所述的电子管道装置配件，其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以用于将第三部分所述感应信号区域从所述检测区域排除，所述第三部分所述感应信号区域位于所述待测的流体区域与邻近所述飞行时间传感器的所述水龙头本体之间，从而允许邻近所述飞行时间传感器的所述水龙头本体被擦干净而不会致使所述开闭控制器在所述电子控制阀关闭时将其打开。

9.根据权利要求5所述的电子管道装置配件，其中，

所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以具体用于在没有水流出所述排放口时检测在所述检测区域中是否存在用户的手；

所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以具体用于在传送的水正在流动时检测在所述检测区域中是否存在用户的手；

其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以用于将至少第四部分所述感应信号区域从所述检测区域排除，所述至少第四部分所述感应信号区域位于所述待测的流体区域与所述水龙头本体接近所述飞行时间传感器的部分之间，从而允许邻近所述感应信号区域的所述水龙头本体被擦干净而不会致使所述开闭控制器在所述电子控制阀关闭时将其打开；并且

其中，所述至少一个开闭控制器和所述飞行时间传感器相互配合以用于将至少第五部分所述感应信号区域从所述检测区域排除，所述至少第五部分感应区域位于经过所述待测的流体区域的所述检测区域的远端部分，从而允许用户走近所述电子管道装置配件而不会致使所述开闭控制器在所述电子控制阀关闭时将其打开。

10.一种电子管道装置配件，其特征在于，包括：

水龙头本体，所述水龙头本体包括排放口，所述排放口能够操作以通过期望的流体体积传送水；

电子控制阀，所述电子控制阀在所述排放口的上游与所述水龙头本体流体连通；

至少一个开闭控制器，所述至少一个开闭控制器被设置成控制所述电子控制阀以选择性地控制从电子控制阀排出所述水龙头本体的所述排放口的流体流；以及

多个传感器，所述多个传感器可操作地与所述水龙头本体连接且与所述开闭控制器电连接，并且所述多个传感器被设置为对在感应信号区域中的待测的流体区域进行感测，所述多个传感器位于不同位置并具有交叠感应信号区域，所述交叠感应信号区域形成有限的传感器检测区域，所述传感器检测区域与所述待测的流体区域的至少一部分重叠；并且

其中，所述至少一个开闭控制器和所述多个传感器中的至少一个相互配合以用于检测所述传感器检测区域中是否存在物体；并且

其中，所述飞行时间传感器位于水槽的相对于所述水龙头本体的期望位置中，并且其中，所述至少一个开闭控制器还被设置成生成用户界面来允许用户使用特定的模式或手势与所述飞行时间传感器交互，所述特定的模式或手势被所述至少一个开闭控制器所检测并转换以进入程序模式并存储与水槽的正常使用相对应的水深度。

11.根据权利要求10所述的电子管道装置配件，其中，所述至少一个开闭控制器和所述多个传感器中的至少一个相互配合以用于检测所述传感器检测区域中是否存在物体，无论水是否通过所述待测的流体区域流出所述排放口。

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