JP2002267766A - 物体検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検知対象物以外の反射光に起因する誤動作を
防止する。 【解決手段】 反射光の変動が少ないか否かで動体の有
無を判断し、動体のない状態が所定時間経過したときに
検知対象物がない未使用時の反射光レベルとして第一基
準レベルおよび第二基準レベルを設定する。物体検知装
置は、常時複数の反射光データから平均値を算出し、平
均値と第一基準レベルとの差分が所定値以上になったと
きに物体検知ありと判定する。第二基準レベルと平均値
との大小関係に基づき、第一基準レベルの設定条件であ
る前記所定時間の値を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般には物体検知
装置に関わり、特に、光等の伝播波の反射波を利用して
物体の接近又は離脱を検知する物体検知装置に関する。
本明細書においては、物体の一例としての人体を例にと
り説明する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動給水装置や温水洗浄装置や自
動水栓装置において、物体検知装置として反射型の非接
触アクティブセンサを用いた装置が知られている。中で
も特に、自動水栓装置では、洗面台等に設置した物体検
知装置が洗面台のスパウト（噴出口）下方に手等の物体
を検出すると、自動的に水栓を開いてスパウトから吐水
させる構成の装置が周知である。この装置では、物体検
知装置が光や超音波等の伝播波をスパウト下方に向けて
発射し、その反射レベルを測定してこのレベルと閾値と
の比較結果からスパウト下方に存在する物体を検知する
ようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動給水装
置や温水洗浄装置の場合、検知対象物体から反射した伝
播波以外に、周囲の壁に反射した伝播波が物体検知装置
に戻ってくるため、反射波のレベル補正や閾値の更新等
を行なわないと検知対象物体の存否を確認できないとい
う問題がある。また、自動水栓装置の場合にも、上記と
同様に検知対象物体から反射した伝播波以外に、洗面台
のボウル内底面に反射した伝播波が物体検知装置に戻っ
てくる不具合があるのに加えて、スパウトからの吐出水
や、上記ボウルの汚れや、上記ボウルの経時変化等が外
乱として物体検知に悪影響を及ぼす。そのため、やはり
反射波のレベル補正や閾値の更新等を行なわないと検知
対象物体の存否を確認できないという問題があった。

【０００４】そこで、上記問題に対処するための手段と
して、物体検知装置に戻ってくる反射波のレベルを統計
的に処理して検知対象物体の存否を判定する方式が特開
平７−２３３５４８号公報に開示されている。

【０００５】この方式によると、例えば洗面器上に静止
物が置かれたことにより誤って吐水が行われたときで
も、洗面器の未使用時の反射光レベル（以下、陶器レベ
ル）を、静止物が置かれた状態での反射光レベルによっ
て更新することにより、速やかに止水させることができ
る。

【０００６】また、上述した各装置において、物体検知
装置と共に手動の吐水スイッチを備えた方式のものも知
られている。例えば、この方式を適用した自動水栓装置
において、通常の手洗い等には物体検知装置のセンサ機
能を使用するが、水溜めや洗い物等の際にはセンサ機能
による吐水では不便な場合があるため、手動の吐水スイ
ッチによって連続して吐水するようにした構成のものも
ある。この装置では、センサ機能を作動させて吐水を行
なった場合に、吐水が途中で止ってしまったり不用意に
吐水してしまう不具合があるので、手動の吐水スイッチ
よる吐水中はセンサ機能を停止させる機能を併せ持つも
のもある。

【０００７】特開平１０−１２３２６０号は、手動の吐
水スイッチによる吐水中、すなわちセンサ機能停止時に
おいても、前記陶器レベルを更新するようにしたため、
例えば、センサ機能停止時に洗面器上に物が置かれたと
しても、センサ機能停止が解除されたときの装置の誤動
作を防止できるとしている。

【０００８】しかし、上記従来例には、以下のような問
題があり、図７を用いて説明する。図７は、従来例にお
ける水制御装置各部の制御状態を、タイミングチャート
によって示したものである。

【０００９】図７において、手動の吐水スイッチにより
吐水が開始された後に（時刻ｔ１）、前記陶器レベル
を、吐出水により吸収された低い反射光レベルによって
更新する（時刻ｔ２）。ここで、時刻ｔ１からｔ２まで
の間隔は概ね１５秒前後と短い。これは、何らかの原因
で、一旦誤吐水の状態に陥った場合、短い時間で陶器レ
ベルを更新し止水させようという狙いあるためである。
やがて吐水スイッチによる吐水が終了し止水すると、セ
ンサ機能停止が解除される（時刻ｔ３）。このとき、ボ
ウル面からの高い反射光レベルによりセンサ機能が物体
を誤検知し再び吐水する（時刻ｔ４）。その後再び吐出
水により吸収された低い反射光レベルによって止水する
という吐水／止水の繰返し動作に陥ってしまう。前記特
開平７−２３３５４８号公報の場合、短いインターバル
での吐水／止水の繰返し回数をカウントするカウンタに
より、強制的に吐水禁止とされるが、この間無駄な水を
浪費してしまうという問題があった。

【００１０】したがって本発明の目的は、上記したよう
な誤動作を防止し、信頼性の高い物体検知装置を提供す
ることにある。

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、反射型の非接触アクティブセンサによ
り対象物の有無を検知する物体検知装置において、伝播
波の送信および物体で反射した伝播波の受信を行なうセ
ンサ投受光手段と、前記センサ投受光手段が受信した反
射光の最新データを含む複数のデータより統計値を算出
するデータ演算手段と、対象物のない状態での反射光レ
ベルを第一基準レベルとして学習する第一基準レベル学
習手段と、前記第一基準レベルの学習条件を変更する学
習条件変更手段とを備えたので、状況に応じて陶器レベ
ルの学習条件を変更することが可能である。

【００１１】第２の発明は、前記統計値として、平均値
および標準偏差の少なくとも一種類を採用したので、単
純な演算により得られる平均値や標準偏差を用いて動体
の有無を判断することができる。

【００１２】第３の発明は、前記学習条件変更手段は、
前記標準偏差が所定範囲内か否かに基づき動体の有無を
判断する動体有無判断部と、前記動体有無判断部により
動体なしと判断された時間を計時する計時部と、前記計
時部により所定時間が経過したときに前記平均値を第二
基準レベルとして定める第二基準レベル設定部と、前記
平均値と前記第二基準レベルとの大小関係を比較する学
習条件変更判断部とを備えたので、第一基準レベルの学
習条件を状況に応じた最適な条件に変更することができ
る。

【００１３】第４の発明は、前記学習条件変更手段は、
前記最新データと前記平均値との差が所定範囲内か否か
に基づき動体の有無を判断する動体有無判断部と、前記
動体有無判断部により動体なしと判断された時間を計時
する計時部と、前記計時部により所定時間が経過したと
きに前記平均値を第二基準レベルとして定める第二基準
レベル設定部と、前記平均値と前記第二基準レベルとの
大小関係を比較する学習条件変更判断部とを備えたの
で、第一基準レベルの学習条件を状況に応じた最適な条
件に変更することができる。

【００１４】第５の発明は、前記第一基準レベル学習手
段は、前記学習条件変更部の判断結果に基づき互いに異
なる複数の学習条件から成る学習条件群の中から選択さ
れるいずれか１つの学習条件と前記計時部からの情報に
基づき学習条件が成立したか否かを判断する学習条件成
立判断部と、前記学習条件成立判断部により学習条件が
成立したときに前記平均値を前記第一基準レベルとして
定める第一基準レベル設定部とを備えたので、状況に応
じた最適な学習条件下で第一基準レベルを学習すること
ができる。

【００１５】第６の発明は、前記学習条件群の各条件
は、前記計時部によって計時される互いに異なる閾値と
したので、学習条件群に属する各条件の個別の設定が簡
単にできる。

【００１６】第７の発明は、前記所定時間及び前記学習
条件群の各閾値は、不揮発性メモリ内に格納してあり、
外部より書換え可能としたので、物体検知装置が取り付
けられる洗面器等の形状や光の反射率の違いあるいは使
用される頻度等により最適な値への変更が簡単にでき
る。

【００１７】第８の発明は、前記所定時間及び前記学習
条件群の各閾値は、電源投入によるリセット後の一回目
に限り、前記不揮発性メモリ内に格納された値よりも短
い値を採用するようにしたので、例えば洗面台施工後の
検知動作確認の際に、陶器レベルが更新されるまで長時
間に渡り待たされる等の問題がない。

【発明の実施の形態】本発明の内容をより理解しやすく
するため、以下に実施例を用いて解説する。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例におけるブロック
図である。図１において、センサ投受光手段１００は、
所定周期で赤外光を投光する発光素子と、物体からの反
射光を受光し光量に応じた大きさの電流（光電流）を出
力する受光素子とを備え、受光素子が受光した反射光の
レベルを検知して所定の信号処理を施すことにより反射
光のレベルに応じた電圧信号（アナログ信号）を生成し
て出力するものである。

【００１９】また、データ演算手段２００は、センサ投
受光手段１００から入力した最新データを含む過去８回
の連続したデータを記憶するとともに、過去８回のデー
タの平均値および標準偏差を算出するものである。

【００２０】次に、学習条件変更手段３００を構成する
要素について説明する。動体有無判断部３０１は、デー
タ演算手段２００で算出された標準偏差が所定値以内の
ときに動体なしと判断し、所定値以上のときに動体あり
と判断するものである。ここで、動体有無判断手段３０
１は、データ演算手段２００で演算された平均値と最新
データとの差分が所定値以内のとき動体なしと判断し、
所定値以上のときに動体ありと判断するようにしても良
い。

【００２１】また、計時部３０２は、動体有無判断部３
０１により動体ありと判断されたときにカウンタ（図示
しない）をリセットし、動体なしと判断されたときにカ
ウンタ（図示しない）をインクリメントすることで、動
体なしと判断された時間を計時するものである。

【００２２】また、第二基準レベル設定部３０３は、計
時部３０２の値が予め設定された所定時間を経過したと
きにデータ演算手段２００で算出された平均値を第二基
準レベルとして定めるものである。

【００２３】また、学習条件変更判断部３０４は、第二
基準レベル設定部３０３で定められた第二基準レベル
と、データ演算手段２００で算出された平均値との大小
関係を判定し、その結果に基づき第一基準レベル学習手
段４００へ学習条件の変更要求を出力するものである。

【００２４】次に、第一基準レベル学習手段４００を構
成する要素について説明する。学習条件群４０１は、互
いに異なる学習条件である条件Ａ４０２と条件Ｂ４０３
とから構成されるものである。

【００２５】また、学習条件成立判断部４０４は、学習
条件変更判断部３０４からの変更要求に基づき学習条件
群４０１の中から選択された条件Ａ４０２または条件Ｂ
４０３のいずれか１つと、計時部３０２の値とを比較
し、学習条件が成立したか否かを判断するものである。

【００２６】また、第一基準レベル設定部４０５は、学
習条件成立判断部４０４で学習条件が成立したときにデ
ータ演算手段２００で算出された平均値を第一基準レベ
ルとして定めるものである。

【００２７】次に、図２を用いて説明する。図２は、本
発明の一実施例に係る水制御装置の回路構成を示す。

【００２８】この水制御装置は、例えば、洗面台やトイ
レ室内の手洗用シンクのような水廻り設備に設置される
ものである。

【００２９】上記装置は、図示のように、人体の一部で
ある手等を検出するためのセンサ部１と自動水栓（図示
しない）を開／閉するバルブ（図示しない）を駆動する
バルブ駆動部３と、センサ部１やバルブ駆動部３を制御
する信号処理部５と、上記各部へ給電するための直流電
源７とを備える。

【００３０】センサ部１は、投光素子９と、受光素子１
１と、センサ回路１３と、トランジスタ１５とを備え
る。

【００３１】投光素子９は、発光ダイオードから成って
おり、センサ回路１３が駆動状態におかれているとき、
トランジスタ１５及びセンサ回路１３を通じた直流電源
７からの給電を受けて駆動し、例えば赤外線や可視光等
の所定の光を所定の角度で投光する。

【００３２】受光素子１１は、例えばフォトダイオード
から成っており、センサ回路１３が駆動状態におかれて
いるとき、トランジスタ１５及びセンサ回路１３を通じ
た直流電源７からの給電を受けて駆動し、受光した光量
に応じた大きさの電流（光電流）を出力する。

【００３３】センサ回路１３は、トランジスタ１５がオ
ン動作し、且つ、後述するマイクロコンピュータ（以
下、マイコン）２９から指令信号が出力されたとき起動
して、投光素子９及び受光素子１１を駆動する。そし
て、受光素子１１が受光した反射光のレベルを検知して
所定の信号処理を施すことにより、反射光のレベルに応
じた電圧信号（アナログ信号）を生成して出力する。

【００３４】トランジスタ１５は、マイコン２９からの
制御信号に基づいてスイッチング動作し、直流電源７か
らセンサ回路１３への駆動電源の給電を断／続する。

【００３５】バルブ駆動部３は、上述したバルブ（図示
しない）を駆動するためのラッチングソレノイド１７
と、各々がマイコン２９からの指令信号に基づいてスイ
ッチング動作する４個のトランジスタ１９〜２５とを備
えたＨブリッジ回路２７によって構成されている。

【００３６】このＨブリッジ回路２７は、例えばトラン
ジスタ２１、２３が共にオン動作することにより直流電
源７からトランジスタ２１、ソレノイド１７、トランジ
スタ２３を経て直流電源７に至る閉ループを形成したと
き、ソレノイド１７がバルブ（図示しない）を開方向に
駆動する。上記とは逆に、トランジスタ１９、２５が共
にオン動作することにより直流電源７からトランジスタ
１９、ソレノイド１７、トランジスタ２５を経て直流電
源７に至る閉ループを形成したとき、ソレノイド１７が
バルブ（図示しない）を閉方向に駆動するようになって
いる。

【００３７】信号処理部５は、マイコン２９と、発振子
３１と、吐水スイッチ３３と、センサ切りスイッチ３５
とを備える。

【００３８】発振子３１は、マイコン２９が動作するの
に必要なクロックパルスを生成して、これをマイコン２
９に出力する。

【００３９】吐水スイッチ３３は、使用者が手動での吐
水を所望したときオンされるスイッチで、このスイッチ
３３がオンされると所定の電圧レベル信号がマイコン２
９に印可される。

【００４０】センサ切りスイッチ３５は、使用者がセン
サ部１の検知動作による吐水の禁止を所望したときオン
されるスイッチで、このスイッチ３５がオンされると所
定の電圧レベル信号がマイコン２９に印可される。

【００４１】マイコン２９は、センサ回路１３と、トラ
ンジスタ１５と、Ｈブリッジ回路２７を構成するトラン
ジスタ１９〜２５とを制御するもので、これら各部を制
御するための演算処理動作を行なうＣＰＵを始め、制御
プログラムを格納し、必要データを記憶するメモリや、
入出力部（いずれも図示しない）等を備える。

【００４２】マイコン２９は、センサ切りスイッチ３５
のオン／オフを確認するに先立ち、トランジスタ１５を
オンさせる制御信号を出力すると共に、センサ回路１３
に所定の指令信号を出力することによりセンサ回路１３
を起動し、センサ部１による吐水条件を設定するのに必
要な演算処理を行なう。この演算処理は、センサ回路１
３から出力される電圧信号の２値化の過程と、このデー
タ（最新データ）によるメモリ内の最も古いデータの更
新の過程と、各データの平均値を求める過程と、この平
均値を、陶器レベルとして用いるに際しての処理過程と
から成っている。この演算処理については、後に図４を
参照して詳述する。

【００４３】マイコン２９は、センサ切りスイッチ３５
より所定の電圧レベル信号が出力されているか否かをチ
ェックすることにより、スイッチ３５のオン／オフを確
認する。このチェックによりオフを確認したときは、上
記陶器レベルと平均値の差分と所定の閾値との間の比較
結果から吐水を要するか否かを判定し、要すると判定し
たとき吐水要求フラグをセットする処理を実行する。一
方、オンを確認したときは、この処理は行なわない。こ
の演算処理についても後に図３を参照して詳述する。

【００４４】マイコン２９は、また、吐水スイッチ３３
より所定の電圧レベル信号が出力されているか否かをチ
ェックすることによりスイッチ３３のオンを確認したと
きにも、手動操作による吐水を可能にすべく吐水要求フ
ラグをセットする。これとは逆に、所定の電圧レベル信
号が出力されていないことにより吐水スイッチ３３のオ
フを確認したときには、手動操作による吐水を不能にす
べく、吐水要求フラグをリセットする。

【００４５】次に、マイコン２９による水制御装置各部
の制御動作を、図３のフローチャートを参照しながら説
明する。

【００４６】まず、図３に示すメインルーチンの時間
（一例として１２５ｍｓｅｃ）を管理するためのタイマ
（図示しない）をリセット（初期化）し（ステップＳ１
０１）、次に、吐水スイッチ３３のオフを確認すると
（ステップＳ１０２）、吐水要求フラグをリセットす
る。これは、使用者が手動による吐水を所望していない
ことを示している（ステップＳ１０３）。一方、吐水ス
イッチ３３のオンを確認したときは（ステップＳ１０
２）、吐水要求フラグをセットする。この場合は、使用
者が手動による吐水を所望していることを示している
（ステップＳ１０４）。次に、センサ部１の検知動作に
よって吐水条件を設定するためのサブルーチンである図
４に示した処理動作を実行する（ステップＳ１０５）。
以下、図４を参照してこのサブルーチンを説明する。

【００４７】図４において、まず、トランジスタ１５を
オンすることによりセンサ回路１３に駆動電源を給電す
ると共に（ステップＳ１２１）、センサ回路１３に指令
信号を出力することによりセンサ回路１３を起動する。
これによって投光素子９及び受光素子１１は駆動状態と
なる（ステップＳ１２２）。ここでセンサ回路１３は、
指令信号を受けてから、投光素子９を駆動し受光素子１
１の反射光レベルに応じた電圧信号を生成して出力する
まで１ｍｓｅｃを要するものとする。そのため、センサ
回路１３に指令信号を出力した後、１ｍｓｅｃ待って
（ステップＳ１２３）、この電圧信号を読込んで２値化
（Ａ／Ｄ変換）する（ステップＳ１２４）。そして、ト
ランジスタ１５をオフすることによりセンサ回路１３へ
の駆動電源の給電を停止し（ステップＳ１２５）、この
２値化した最新データにより、メモリ内の最も古いデー
タを更新する（ステップＳ１２６）。

【００４８】次に、メモリ内の反射光レベルの全データ
の平均値を演算し（ステップＳ１２７）、その平均値と
上記最新データとの差分を求め、その差分が予め閾値と
して設定されている値である「３」より小さいか否かを
チェックする。つまり、｜平均値−最新データ｜≦閾値
３を計算する（ステップＳ１２８）。このチェックは、
図１に示した動体有無判断部３０１に相当し、マイコン
２９内のカウンタＡ（図示しない）をインクリメントす
るか、或いはリセットするために行われるものである。
上記チェックの結果、差分が閾値３より小さければカウ
ンタＡをインクリメントし（ステップＳ１２９）、大き
ければリセットする（ステップＳ１３０）。ここで、上
記カウンタＡは、上記平均値と上記最新データとの差分
が閾値３以下の状態が何回継続したかをカウントするた
めのカウンタであり、図１に示した計時部３０２に相当
する。

【００４９】次に、リセット後更新済みフラグ＝１かど
うかをチェックする（ステップＳ１４０）。このフラグ
は電源投入直後は０となっており（図示しない）、電源
投入後一回目の陶器レベルの更新が終了したときに１に
セットされ、以降は電源が絶たれるまで１の状態を保持
するものである。このチェックにより、電源投入直後は
ステップＳ１４１へ移行し、カウンタＡのカウンタ値が
４０以上か否かをチェックする（ステップＳ１４１）。

【００５０】このチェックは、図３で示したメインルー
チンの周期が１２５ｍｓｅｃであるため、仮にカウント
値が４０であれば１２５ｍｓｅｃ×４０＝５ｓｅｃとな
るので、平均値と最新値との差が閾値３以下の状態（自
動水栓が未使用で反射光レベルが比較的安定している状
態）が５秒以上継続したことを示している。上記チェッ
クの結果、５秒以上継続していれば、自動水栓は未使用
状態で受光素子１１が受光する反射光レベルは安定して
いると判断し、上述したリセット後更新済みフラグを１
にセットした後（ステップＳ１４２）、ステップＳ１２
７で求めた平均値を、陶器レベルＬ及び陶器レベルＳと
してメモリに記憶し（ステップＳ１４３及びＳ１３
５）、メインルーチンへ復帰する。以降、ステップＳ１
４１〜Ｓ１４３の処理は実行されることはない。一方、
ステップＳ１３０でカウンタＡがリセットされたり、或
いは、カウンタＡのカウント値が４０に満たないことに
より５秒以上継続していないと判断したときは、そのま
まメインルーチンへ復帰することになる。

【００５１】電源投入後一回目の陶器レベルの更新が終
了した状態では、次に、カウンタＡのカウンタ値が１４
４０以上か否かをチェックする（ステップＳ１３１）。

【００５２】このチェックは、図３で示したメインルー
チンの周期が１２５ｍｓｅｃであるため、仮にカウント
値が１４４０であれば１２５ｍｓｅｃ×１４４０＝１８
０ｓｅｃとなるので、平均値と最新値との差が閾値３以
下の状態（自動水栓が未使用で反射光レベルが比較的安
定している状態）が３分以上継続したことを示してい
る。上記チェックの結果、３分以上継続していれば、自
動水栓は未使用状態で受光素子１１が受光する反射光の
レベルは安定していると判断し、ステップＳ１２７で求
めた平均値を、陶器レベルＬとしてメモリに記憶し（ス
テップＳ１３２）、ステップＳ１３３へ移行する。ここ
で、ステップＳ１３１およびＳ１３２は、図１に示した
第二基準レベル設定部３０３に相当する。一方、ステッ
プＳ１３０でカウンタＡがリセットされたり、或いは、
カウンタＡのカウント値が１４４０に満たないことによ
り３分以上継続していないと判断したときは、そのまま
ステップＳ１３３へ移行する。

【００５３】次に、センサ切りスイッチ３５がオフの状
態であることを示すセンサ切りＳＷ状態フラグ＝０、且
つ、吐水要求フラグ＝１かどうかをチェックする（ステ
ップＳ１３３）。このチェックにより、センサ機能によ
る吐水が行われているかどうかが分かる。上記チェック
の結果、センサ機能による吐水が行われていると判定さ
れると、次にカウンタＡのカウンタ値が１２０以上か否
かをチェックする（ステップＳ１３４）。

【００５４】このチェックは、図３で示したメインルー
チンの周期が１２５ｍｓｅｃであるため、仮にカウント
値が１２０であれば１２５ｍｓｅｃ×１２０＝１５ｓｅ
ｃとなるので、平均値と最新値との差が閾値３以下の状
態（自動水栓が未使用で反射光レベルが比較的安定して
いる状態）が１５秒以上継続したことを示している。上
記チェックの結果、１５秒以上継続していれば、自動水
栓は未使用状態で受光素子１１が受光する反射光のレベ
ルは安定していると判断し、ステップＳ１２７で求めた
平均値を、陶器レベルＳとしてメモリに記憶し（ステッ
プＳ１３５）、メインルーチンに復帰する。一方、ステ
ップＳ１３０でカウンタＡがリセットされたり、或い
は、カウンタＡのカウント値が１２０に満たないことに
より１５秒以上継続していないと判断したときは、その
ままメインルーチンに復帰することになる。

【００５５】一方、ステップＳ１３３の結果、センサ機
能による吐水状態以外の状態、すなわち、止水状態か、
もしくは吐水状態であっても吐水スイッチ３３による吐
水状態、のいずれかであると判定されると、次に、平均
値と陶器レベルＬとの大小関係を判定する（ステップＳ
１３６）。ここで、ステップＳ１３６は、図１に示す学
習条件変更判断部３０４に相当する。尚、ステップＳ１
３６では、実際には、平均値と、陶器レベルＬから１を
減算した値との大小比較とし、瞬時ノイズ等の影響によ
る平均値の微変動を吸収できるようにしてある。

【００５６】上記チェックの結果、平均値≧陶器レベル
Ｌ−１であればステップＳ１３７へ移行し、次にカウン
タＡのカウンタ値が６４以上か否かをチェックする（ス
テップＳ１３７）。ここで、値６４は、図１に示す学習
条件群４０１の中の条件Ａ４０２に設定された閾値に相
当する。

【００５７】このチェックは、図３で示したメインルー
チンの周期が１２５ｍｓｅｃであるため、仮にカウント
値が６４であれば１２５ｍｓｅｃ×６４＝８ｓｅｃとな
るので、平均値と最新値との差が閾値３以下の状態（自
動水栓が未使用で反射光レベルが比較的安定している状
態）が８秒以上継続したことを示している。上記チェッ
クの結果、８秒以上継続していれば、自動水栓は未使用
状態で受光素子１１が受光する反射光のレベルは安定し
ていると判断し、ステップＳ１２７で求めた平均値を、
陶器レベルＳとしてメモリに記憶し（ステップＳ１３
５）、メインルーチンに復帰する。ここで、ステップＳ
１３７は図１に示す学習条件成立判断部４０４に相当
し、またステップＳ１３５は図１に示す第一基準レベル
設定部４０５に相当する。一方、ステップＳ１３０でカ
ウンタＡがリセットされたり、或いは、カウンタＡのカ
ウント値が６４に満たないことにより８秒以上継続して
いないと判断したときは、そのままメインルーチンに復
帰することになる。

【００５８】一方、ステップＳ１３６による判定の結
果、平均値＜陶器レベルＬ−１であればステップＳ１３
８へ移行し、次にカウンタＡのカウンタ値が５６０以上
か否かをチェックする（ステップＳ１３８）。ここで、
値５６０は、図１に示す学習条件群４０１の中の条件Ｂ
４０３に設定された閾値に相当する。

【００５９】このチェックは、図３で示したメインルー
チンの周期が１２５ｍｓｅｃであるため、仮にカウント
値が５６０であれば１２５ｍｓｅｃ×５６０＝７０ｓｅ
ｃとなるので、平均値と最新値との差が閾値３以下の状
態（自動水栓が未使用で反射光レベルが比較的安定して
いる状態）が１分１０秒以上継続したことを示してい
る。上記チェックの結果、１分１０秒以上継続していれ
ば、自動水栓は未使用状態で受光素子１１が受光する反
射光のレベルは安定していると判断し、ステップＳ１２
７で求めた平均値を、陶器レベルＳとしてメモリに記憶
し（ステップＳ１３５）、メインルーチンに復帰する。
ここで、ステップＳ１３８は図１に示す学習条件成立判
断部４０４に相当し、またステップＳ１３５は図１に示
す第一基準レベル設定部４０５に相当する。一方、ステ
ップＳ１３０でカウンタＡがリセットされたり、或い
は、カウンタＡのカウント値が５６０に満たないことに
より１分１０秒以上継続していないと判断したときは、
そのままメインルーチンに復帰することになる。

【００６０】再び、図３のメインルーチンに戻って、セ
ンサ切りスイッチ３５のオフ（即ち、センサ入りモー
ド）を確認すると（ステップＳ１０６）、センサ切りＳ
Ｗ状態フラグをリセットし（ステップＳ１０７）、その
後、センサ部１の検知動作における吐水条件である陶器
レベルＳと、上記平均値との差が閾値２よりも大きいか
否かチェックする（ステップＳ１０８）。この結果、大
きいときは吐水要求フラグをセットした後（ステップＳ
１０９）、ステップＳ１１１に移行し、小さいときは吐
水要求フラグをセットせずにそのままステップＳ１１１
に移行する。一方、ステップＳ１０６において、センサ
切りスイッチ３５のオン（即ち、センサ切りモード）を
確認したときは、センサ切りＳＷ状態フラグをセットし
（ステップＳ１１０）、その後は、ステップＳ１０８、
Ｓ１０９で示した処理を行なわずにステップＳ１１１に
移行することになるため、センサ部１の検知動作により
吐水要求フラグがセットされることはない。

【００６１】次に、吐水要求フラグがセットされている
か否かをチェックする（ステップＳ１１１）。ステップ
Ｓ１１１以降の処理は、センサ入りモード、センサ切り
モードのいずれが設定されている場合も共通である。

【００６２】上記両モードにおいて吐水スイッチ３３が
オンか、或いは、センサ入りモードにおいてセンサ部１
の検知動作における吐水条件（即ち、平均値−陶器レベ
ルＳ≧閾値２）が成立していれば（ステップＳ１０
８）、吐水要求フラグがセットされている（ステップＳ
１１１）。この場合、吐水中であるか否かをチェックし
（ステップＳ１１２）、吐水中であればそのままステッ
プＳ１１４に移行する。吐水中でなければ吐水要求フラ
グがセットされているため、バルブ（図示しない）を開
方向に駆動するようソレノイド１７を制御し（ステップ
Ｓ１１３）、ステップＳ１１４に移行する。一方、吐水
要求フラグがセットされていないときには（ステップＳ
１１１）、止水中であるか否かをチェックし（ステップ
Ｓ１１５）、止水中であればそのままステップＳ１１４
に移行する。止水中でなければ吐水要求フラグがセット
されていないため、バルブ（図示しない）を閉方向に駆
動するようソレノイド１７を制御し（ステップＳ１１
６）、ステップＳ１１４に移行する。

【００６３】最後に、ステップＳ１０１でタイマーをリ
セット（初期化）してから１２５ｍｓｅｃ経過したか否
かをチェックし、１２５ｍｓｅｃ経過した時点でメイン
ルーチンのスタートに戻る（ステップＳ１１４）。これ
により、メインルーチンの処理が一定周期で実行される
ことになる。

【００６４】図５及び図６は、図３及び図４においてフ
ローチャートで示した水制御装置各部の制御状態の例
を、タイミングチャートによって示したものである。

【００６５】はじめに図５を用いて説明する。図５にお
いて、マイコン２９を始め、水制御装置各部が駆動状態
となった時刻ｔ０では、センサ切りスイッチ３５は図５
（ａ）に示すようにオフであり、センサ入りモードにな
っている。また、吐水スイッチ３３も図５（ｂ）に示す
ようにオフである。さらに、スパウト下方に手が伸びて
いたり、洗面器上に異物が載置されてはいないため、図
５（ｃ）においてセンサ部１が受光する反射光レベルの
平均値と、陶器レベルＳ及び陶器レベルＬとは一致して
いる。このように、反射光レベルの平均値と陶器レベル
Ｓとが一致しているため、図５（ｄ）に示すようにバル
ブも止水状態にある。

【００６６】次に、時刻ｔ１でスパウト下方に手が差出
されると、平均値は急激に上昇し閾値２のレベルを超え
るため、バルブ吐水を開始する。この吐水は、スパウト
下方に差出されていた手が引込められることにより、平
均値が急激に低下して閾値２のレベル以下になる時刻ｔ
２で停止される。

【００６７】そして、時刻ｔ３で水溜めを行なうために
吐水スイッチ３３をオンする。また、センサ切りスイッ
チ３５をオンすることでセンサ切りモードに設定され
る。このときセンサ部１が受光する反射光レベルは、ボ
ウル面からの反射光レベルに比べて低い。これは吐出水
により光が吸収されるためである。

【００６８】次に、上記吐水スイッチ３３のオン操作に
よる吐水中での、陶器レベルＳ及び、陶器レベルＬの更
新処理について説明する。時刻ｔ３における止水状態か
ら吐水状態への変化により、反射光レベルの最新データ
と平均値との差が閾値３を超えるため、カウンタＡがリ
セットされる。その結果、そのときの平均値による陶器
レベルＳ及び陶器レベルＬの更新処理が一時中断され
る。その後、閾値３以下の状態に安定すると、カウンタ
Ａはカウントアップを始める。一方、記憶されている陶
器レベルＬと吐水中の平均値との差が、平均値＜陶器レ
ベルＬ−１の関係にあるため、カウンタＡのカウントア
ップ値が１分１０秒経過するまで陶器レベルＳの更新は
中断されたままとなる。また、陶器レベルＬについても
同様に、３分経過するまで更新されない。

【００６９】やがて時刻ｔ４で水溜めを終了させるため
に吐水スイッチ３３をオフする。また、センサ切りスイ
ッチ３５をオフすることでセンサ入りモードに設定され
る。一般的に、手動の吐水スイッチによる吐水時間は、
長くても１分弱である。また、吐水スイッチ３３による
オフ操作が省略された場合でも、自動的に１分後に止水
させるような構成のものもある。このときセンサ部１が
受光する反射光レベルは、吐出水による吸収がされなく
なるため再びボウル面からの反射光レベルまで上昇す
る。一方、陶器レベルＳ及び陶器レベルＬは、上述した
１分１０秒を経過するよりも以前に、吐水状態から止水
状態への変化が生じるため、カウンタＡがリセットさ
れ、時刻ｔ３よりも以前に更新された値を保持したまま
である。よって、平均値−陶器レベルＳ＜閾値２の関係
にあるため誤動作が発生しない。

【００７０】次に図６を用いて説明する。図６において
は、手動の吐水スイッチ３３及びセンサ切りスイッチ３
５とは共にオフ状態、即ち、センサ入りモードに設定さ
れているものとする。

【００７１】時刻ｔ１でボウル面上に静止物が置かれた
場合、反射光レベルが上昇し誤吐水に至る。この場合
は、従来例同様、時刻ｔ２で速やかに陶器レベルＳが静
止物からの反射光レベルで更新され止水することができ
る。尚、時刻ｔ１からｔ２までの間隔は概ね１５秒前後
が妥当で、今回は１５秒とした。

【００７２】やがて、時刻ｔ３で静止物が取り除かれる
と、時刻ｔ４で陶器レベルＳを更新するが、この時刻ｔ
３からｔ４までの間は、記憶されている陶器レベルＳの
値は上記した静止物からの高い反射光レベルであるた
め、この間、手を検知させるには、通常よりもセンサ部
１に手を近づける必要があり、使い勝手が悪い。従来例
では、この場合でも上述した時刻ｔ１からｔ２までの時
間（概ね１５秒前後）と同じ時間まで経過しないと陶器
レベルが更新されないため、使い勝手の悪い状態がなか
なか解除されない。これに対して、本発明では、陶器レ
ベルＬ−１よりも高い値で陶器レベルＳを更新する場
合、時刻ｔ１からｔ２までの時間とは別の時間（今回は
８秒とした）で更新されるようになるため、従来例に比
べて使い勝手が向上できる。

【００７３】さらに、以上の実施例に示した各所定時間
の値を不揮発性メモリ内に格納し外部より書換え可能と
することで、物体検知装置が取り付けられる洗面器等の
形状や光の反射率の違いあるいは使用される頻度等によ
り最適な値への変更が簡単にできるようになり、特殊な
環境での誤動作及び使い勝手の悪化を個別に防止するこ
とが容易となる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサ機能と手動の吐水スイッチの機能との併用に起因
する誤動作や、ボウル面上に静止物が置かれたことに起
因する誤動作及び使い勝手の悪化を防止することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るブロック図

【図２】 本発明の一実施例に係る水制御装置の回路
構成を示すブロック図

【図３】 図２に示した水制御装置各部の制御動作を
示すフローチャート

【図４】 センサ部による吐水条件設定のためのサブ
ルーチンを示すフローチャート

【図５】 図２に示した水制御装置各部の制御動作例
を示すタイミングチャート図

【図６】 図２に示した水制御装置各部の別の制御動
作例を示すタイミングチャート図

【図７】 従来例の水制御装置各部の制御動作を示す
タイミングチャート図

【符号の説明】

１…センサ部 ３…バルブ駆動部 ５…信号処理部 ７…直流電源 ９…投光素子 １１…受光素子 １３…センサ回路 １５…トランジスタ １７…ラッチングソレノイド １９…トランジスタ ２１…トランジスタ ２３…トランジスタ ２５…トランジスタ ２７…Ｈブリッジ回路 ２９…マイクロコンピュータ ３１…発振子 ３３…吐水スイッチ ３５…センサ切りスイッチ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射型の非接触アクティブセンサによ
   り対象物の有無を検知する物体検知装置において、伝播
   波の送信および物体で反射した伝播波の受信を行なうセ
   ンサ投受光手段と、前記センサ投受光手段が受信した反
   射光の最新データを含む複数のデータより統計値を算出
   するデータ演算手段と、対象物のない状態での反射光レ
   ベルを第一基準レベルとして学習する第一基準レベル学
   習手段と、前記第一基準レベルの学習条件を変更する学
   習条件変更手段とを備えたことを特徴とする物体検知装
   置。
2. 【請求項２】 前記統計値として、平均値および標準
   偏差の少なくとも一種類を採用したことを特徴とする請
   求項１記載の物体検知装置。
3. 【請求項３】 前記学習条件変更手段は、前記標準偏
   差が所定範囲内か否かに基づき動体の有無を判断する動
   体有無判断部と、前記動体有無判断部により動体なしと
   判断された時間を計時する計時部と、前記計時部により
   所定時間が経過したときに前記平均値を第二基準レベル
   として定める第二基準レベル設定部と、前記平均値と前
   記第二基準レベルとの大小関係を比較する学習条件変更
   判断部とを備えたことを特徴とする請求項１および２記
   載の物体検知装置。
4. 【請求項４】 前記学習条件変更手段は、前記最新デ
   ータと前記平均値との差が所定範囲内か否かに基づき動
   体の有無を判断する動体有無判断部と、前記動体有無判
   断部により動体なしと判断された時間を計時する計時部
   と、前記計時部により所定時間が経過したときに前記平
   均値を第二基準レベルとして定める第二基準レベル設定
   部と、前記平均値と前記第二基準レベルとの大小関係を
   比較する学習条件変更判断部とを備えたことを特徴とす
   る請求項１および２記載の物体検知装置。
5. 【請求項５】 前記第一基準レベル学習手段は、前記
   学習条件変更部の判断結果に基づき互いに異なる複数の
   学習条件から成る学習条件群の中から選択されるいずれ
   か１つの学習条件と前記計時部により計時される時間と
   を比較し学習条件が成立したか否かを判断する学習条件
   成立判断部と、前記学習条件成立判断部により学習条件
   が成立したときに前記平均値を前記第一基準レベルとし
   て定める第一基準レベル設定部とを備えたことを特徴と
   する請求項１から４記載の物体検知装置。
6. 【請求項６】 前記学習条件群の各条件は、前記計時
   部によって計時される互いに異なる閾値であることを特
   徴とする請求項１から５記載の物体検知装置。
7. 【請求項７】 前記所定時間及び前記学習条件群の各
   閾値は、不揮発性メモリ内に格納してあり、外部より書
   換え可能としたことを特徴とする請求項１から６記載の
   物体検知装置。
8. 【請求項８】 前記所定時間及び前記学習条件群の各
   閾値は、電源投入によるリセット後の一回目に限り、前
   記不揮発性メモリ内に格納された値よりも短い値を採用
   するようにしたことを特徴とする請求項１から７記載の
   物体検知装置。