JP2003213748A - 自動水栓装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発信方向の異なる複数の発信素子を有する検
出手段および検知対象物を検知するための初期設定制御
手段を配設させることで、洗面器を検知物として検知し
てしまう誤検知を防止できる自動水栓装置を実現する。 【解決手段】 検知対象物に発信させその反射信号によ
り検知対象物の有無を検知する赤外線センサ１２と、こ
の赤外線センサ１２からの検知信号に基づいて吐水口１
５への給水流路の開閉を制御する制御装置２０とを備え
る自動水栓装置において、赤外線センサ１２は、発信方
向が異なる方向に発信する少なくとも二つ以上の赤外発
光素子１２ａ、１２ｂを有し、制御装置２０は、赤外発
光素子１２ａ、１２ｂに交互に発信させて、所定の閾値
に基づいて赤外発光素子１２ａ、１２ｂのうちいずれか
一つを選択する初期設定制御手段１００を有する。これ
により、誤検知を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検知対象物として
人体の手や食器類などを検知して水栓を自動で吐水、止
水する自動水栓装置に関するものであり、特に検知対象
物を検知するための制御手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の自動水栓装置として、シ
ンク、手洗い器などに設けられた水栓の近傍に手を差し
出すことにより水栓の吐水口から自動で吐水され、手を
引っ込むことによりその吐水が自動で止水される自動水
栓装置が知られている。

【０００３】この自動水栓装置には、検知対象物とし
て、例えば人や物を検知する検知手段が設けられ、その
検知手段の検知エリア内に人や物の存在を検知すること
で自動的に吐水、止水を行なっている。因みに検出手段
として、例えば発光素子および受光素子を有する赤外線
センサにおいては、検知エリア内に赤外線を発光して跳
ね返った光量を検知することで人や物の存在を検知する
ものがある。

【０００４】また、検知エリア内の検知対象物を検知す
るために、必要に応じて発光強度や受光感度を調節して
検知対象物の有無を判定するための閾値を設定する初期
設定制御手段が設けられており、その初期設定制御手段
は自動水栓装置の使用前に手動または自動によって調整
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、自動水栓装
置が設置される近年の洗面器においては、形状や色など
が多様化されされている。特に形状や色などは表面の反
射率が異なることにより、検知エリアが広がるように閾
値を設定すると洗面器を検知対象物として検知してしま
うことがある。従って、洗面器を検知物として検知して
しまう誤検知を防止するために、必然的に検知エリアが
検出手段に近い、概して狭い検知エリア内に設定してし
まうことがある。ところが、この検知エリアがあまりに
も狭いと、検知対象物を検出手段に近づかせないと検知
対象物の検知ができないという使用面での不快な問題が
ある。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みた
ものであって、発信方向の異なる複数の発信素子を有す
る検出手段および検知対象物を検知するための初期設定
制御手段を配設させることで、洗面器を検知物として検
知してしまう誤検知を防止できる自動水栓装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１ないし請求項３に記載の技術的手段を採用
する。すなわち、請求項１に記載の発明では、検知対象
物に発信させその反射信号により検知対象物の有無を検
知する検知手段（１２）と、検知手段（１２）からの検
知信号に基づいて吐水口（１５）への給水流路の開閉を
制御する制御手段（２０）とを備える自動水栓装置にお
いて、検知手段（１２）は、発信方向が異なる方向に発
信する少なくとも二つ以上の発信素子（１２ａ、１２
ｂ）を有し、制御手段（２０）は、発信素子（１２ａ、
１２ｂ）に交互に発信させて、所定の閾値に基づいて発
信素子（１２ａ、１２ｂ）のうちいずれか一つを選択す
る初期設定制御手段（１００）を有することを特徴とし
ている。

【０００８】請求項１に記載の発明によれば、発信方向
が異なる方向に発信する少なくとも二つ以上の発信素子
（１２ａ、１２ｂ）を有し、いずれか一つを選択する初
期設定制御手段（１００）を有することにより、従来よ
りも検知対象物の検知エリアを拡大することができるた
め使用感を損ねることがなくなるとともに、洗面器を検
知物として検知してしまう誤検知を防止できる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、初期設定制御
手段（１００）は、それぞれの発信素子（１２ａ、１２
ｂ）に通電する発信強度を可変して反射信号を所定の閾
値と判定させ、発信素子（１２ａ、１２ｂ）のうち、所
定の閾値以下の一つを選択するように制御することを特
徴としている。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、具体的に
は、発信強度として、例えば発光電流を可変させ、その
反射信号により閾値と判定させることにより、それぞれ
の反射信号からいずれか1つの選択が容易にできる。

【００１１】請求項３に記載の発明では、検知手段（１
２）には、発信素子（１２ａ、１２ｂ）からの反射信号
を受信する受信素子（１２ｃ）を有し、初期設定制御手
段（１００）は、受信素子（１２ｃ）から出力される受
信感度を可変して所定の閾値と判定させ、前記発信素子
（１２ａ、１２ｂ）のうち、前記所定の閾値以下の一つ
を選択するように制御することを特徴としている。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、また、受
信感度を可変して所定の閾値と判定させることにより、
請求項２と同じようにいずれか1つの選択が容易にでき
る。

【００１３】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
ないし図４に基づいて説明する。図１は、本発明の自動
水栓装置１０を手洗い用の洗面器に適用したものであ
る。まず、図１および図２に示すように、全体構成につ
いて説明する。

【００１５】自動水栓装置１０は、洗面器１６の水栓１
１に設けられた検知手段１２、バルブ１４および制御手
段である制御装置２０などから構成されている。

【００１６】水栓１１には、図示しない湯水供給装置か
らの湯水が流通する給水流路１３が接続されており、下
流端に吐水口１５、付根部には人体の手や物などの検知
対象物を検知する検知手段としての赤外線センサ１２が
設けられている。

【００１７】この赤外線センサ１２は、発信素子である
二つの赤外発光素子１２ａ、１２ｂおよび受信素子であ
る赤外受光素子１２ｃから成る周知なものである。本実
施形態では、二つの赤外発光素子１２ａ、１２ｂは、そ
れぞれの発光方向が異なる方向に発信するように角度θ
の光軸をなして配設させている。

【００１８】そして、この二つの赤外発光素子１２ａ、
１２ｂは、後述する制御装置２０により、いずれか一方
の赤外発光素子１２ａ、１２ｂが発光するように制御さ
れている。また、赤外受光素子１２ｃは、上記赤外発光
素子１２ａ、１２ｂから発光された発光量に対しての反
射光量を受光する受光素子であって、受光量を制御装置
２０に出力するように電気的に接続させている。

【００１９】なお、本実施形態では、赤外線センサ１２
と対向する洗面器１６の内面までが検知対象物を検知す
る検知エリアとなるように設定されている。

【００２０】次に、制御装置２０は、赤外線センサ１２
を作動させて、上述の検知エリア内に検知対象物の有無
を検知する検知信号に基づいて、バルブ１４を開閉制御
する開閉制御プログラム、および使用前に二つの赤外発
光素子１２ａ、１２ｂのうちのいずれかを選定する初期
設定制御手段である初期設定制御プログラム(後述する)
とを有するとともに、図２に示すように、内部にコンピ
ュータ部２１、発光信号をアナログ信号に変換させるＤ
／Ａコンバータ２２、アナログ信号に基づいて赤外発光
素子１２ａ、１２ｂへの駆動電源を出力する駆動回路２
３およびコンピュータ部２１からの切替信号によってい
ずれか一方の赤外発光素子１２ａ、１２ｂに駆動回路２
３の通電を切り替える切替スイッチ２４、赤外受光素子
１２ｃからの受光量を増幅するＡＭＰ２５、および検知
信号に基づいてバルブ１４への駆動電源を出力する駆動
回路２６などから構成されている。

【００２１】バルブ１４は、給水流路１３の途中に設け
られ、上述した制御装置２０からの開閉制御プログラム
によって、給水流路１３を開閉し、水栓１１の吐水口１
５からの吐水、止水を自動で行なうものである。

【００２２】ここで、赤外線を発光させその反射光量を
受光して検知対象物を検知する検知手段においては、一
般的に洗面器１６の色または形状などによって、赤外線
センサ１２が発光した発光量に対しての反射率が異なる
ために、洗面器１６を検知物として検知してしまう誤検
知が発生することがある。この誤検知を防止するため
に、赤外線センサ１２の発光方向を変更したり、赤外線
センサ１２の発光強度を可変するなどの調整手段を必要
としている。

【００２３】そこで、本発明では、この調整手段を制御
装置２０内に初期設定制御プログラムとして設けたの
で、以下、この初期設定制御プログラムの制御処理およ
び作動について図３および図４に基づいて説明する。

【００２４】まず、この初期設定制御プログラムは、赤
外線センサ１２の検知エリアを充分に広げて使用感を損
ねることなく、かつ赤外線センサ１２の検知エリア内に
存在する洗面器１６を検知物として検知してしまう誤検
知を防止するための制御プログラムである。

【００２５】具体的には、図示しない初期設定操作手段
を作動させると、図３に示す初期設定がスタートする
(ステップ１００)。そして、ステップ１１０において二
つの赤外発光素子１２ａ、１２ｂのうち一方の赤外発光
素子１２ａ側に最大電流を通電し発光させて反射信号で
ある反射光量を検知する。そして、次のステップ１２０
において、もう一方の赤外発光素子１２ｂ側に最大電流
を通電し発光させて反射光量を検知する。

【００２６】そして、ステップ１３０において、検知し
た二つの反射光量のうち、少なくともいずれか一方の反
射光量が予め設定した閾値以下となったか否かを判定す
る。ここで、両者ともに閾値以上のときには、ステップ
１４０および１５０において、今度は最大電流よりも電
流値を所定値分、降下させて交互に反射光量を検知す
る。

【００２７】そして、再びステップ１３０において、反
射光量と閾値とを比較して判定させる。なお、二つの赤
外発光素子１２ａ、１２ｂのうち、少なくともいずれか
一方の反射光量が閾値以下となるまでステップ１４０、
１５０、およびステップ１３０を繰り返す。

【００２８】そして、少なくともいずれか一方の反射光
量が閾値以下と成ったときに、ステップ１６０におい
て、閾値以下となった方の赤外発光素子１２ａ、１２ｂ
を選択する。なお、このときに、両者とも閾値以下とな
ったときには、反射光量が低い方の赤外発光素子１２
ａ、１２ｂを選択する。

【００２９】そして、次のステップ１７０において、選
択した赤外発光素子１２ａ、１２ｂおよびこのときの電
流値を決定するとともに、コンピュータ部２１に記憶さ
せておく。具体的には、二つの赤外発光素子１２ａ、１
２ｂのうち、選択した赤外発光素子１２ａ、１２ｂ側を
検知手段として作動させるための切替スイッチ２４に出
力する切替信号と、作動させるときの電流値を出力する
発信信号とを有する。

【００３０】これにより、コンピュータ部２１から出力
される発信信号および切替信号が初期設定されること
で、検知エリア内の検知対象物の検知として二つの赤外
発光素子１２ａ、１２ｂのいずれか一方側の発光素子に
上述の電流値が通電されるように制御するものである。

【００３１】なお、ステップ１４０、１５０において、
さらに電流値を降下させたのは、赤外線センサ１２への
ノイズ、環境条件などの発光強度の変動分を考慮したも
のであるが、受光感度や閾値を変化させても良い。

【００３２】また、一方のバルブ１４を開閉する開閉制
御プログラムにおいては、いずれか一方の赤外発光素子
１２ａ、１２ｂから発光される発光量に対して、反射光
量が閾値以上であれば、検知エリア内に検知対象物が有
りと検知するように設定してある。従って、上述の初期
設定制御プログラムで設定された電流値では、洗面器１
６を検知対象物として誤検知することはない。

【００３３】ここで、検知エリアを広げるために上述の
電流値よりも高めに設定しておくと、図４（ａ）に示す
ように、例えば、内面が鏡面仕上げを施された洗面器１
６においては、いずれか一方の赤外発光素子１２ａ、１
２ｂから発光される発光量に対して、洗面器１６の鏡面
反射により反射光量が閾値以上を赤外受光素子１２ｃが
検知することで洗面器１６を検知対象物として誤検知し
てしまう。

【００３４】なお、検知エリア内に手などの検知対象物
を差し出すことにより、図４（ｂ）に示すように、検知
対象物が乱反射することにより、反射光量が閾値以上を
赤外受光素子１２ｃが検知することで、検知対象物有り
と検知しバルブ１４が開口するように制御される。

【００３５】以上の一実施形態の自動水栓装置１０によ
れば、赤外線センサ１２は、発信方向が異なる方向に発
信する少なくとも二つの赤外発光素子１２ａ、１２ｂを
有し、制御装置２０は、赤外発光素子１２ａ、１２ｂに
交互に発信させて、所定の閾値に基づいて赤外発光素子
１２ａ、１２ｂのうちいずれか一つを選択する初期設定
制御プログラムを有することにより、従来よりも検知対
象物の検知エリアを拡大することができるため使用感を
損ねることがなくなるとともに、洗面器１６を検知対象
物として検知してしまう誤検知を防止できる。

【００３６】また、赤外発光素子１２ａ、１２ｂのうち
いずれか一つを選択するために、発信強度として発光電
流を可変させることにより、反射光量を比較することで
容易に選択ができる。

【００３７】（他の実施形態）以上の一実施形態では、
発信強度として、発光電流を可変して電流値を選択する
ように初期設定制御プログラムを有する説明をしたが、
これに限らず、例えばＡＭＰ２５の増幅度を可変するな
どの受光感度を可変させたり、反射光量を判定する閾値
を可変させることでも良い。

【００３８】また、以上の実施形態では、二つの赤外発
光素子１２ａ、１２ｂを有する赤外線センサ１２を用い
ていずれか一方を選択したが二つ以上の複数個有しても
良い。

【００３９】また、以上の実施形態では、検知手段とし
て赤外線センサ１２を用いて説明したが、超音波を発振
させて、その反射波の強度を検知する超音波センサを用
いても良い。

【００４０】また、以上の実施形態では、本発明を洗面
所などの手洗い器の水栓１１に適用して説明したが、こ
れに限らず、台所のシンクの水栓などにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における自動水栓装置１０
の全体構成を示す構成図である。

【図２】本発明の一実施形態における制御装置２０と赤
外線センサ１２との電気的接続形態を示すブロック図で
ある。

【図３】本発明の一実施形態における制御装置２０の初
期設定制御プログラムの制御処理を示すフローチャート
である。

【図４】（ａ）は赤外発光素子１２ａ、１２ｂの発光方
向と洗面器により反射方向を示す説明図、（ｂ）は検知
エリアに検知対象物を差し出したときの発光方向を示す
説明図である。

【符号の説明】

１２…赤外線センサ（検知手段） １２ａ、１２ｂ…赤外発光素子（発信素子） １２ｃ…赤外受光素子（受信素子） １５…吐水口 ２０…制御装置（制御手段） １００…初期設定制御手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検知対象物に発信させその反射信号によ
   り検知対象物の有無を検知する検知手段（１２）と、前
   記検知手段（１２）からの検知信号に基づいて吐水口
   （１５）への給水流路の開閉を制御する制御手段（２
   ０）とを備える自動水栓装置において、 前記検知手段（１２）は、発信方向が異なる方向に発信
   する少なくとも二つ以上の発信素子（１２ａ、１２ｂ）
   を有し、前記制御手段（２０）は、前記発信素子（１２
   ａ、１２ｂ）に交互に発信させて、所定の閾値に基づい
   て前記発信素子（１２ａ、１２ｂ）のうちいずれか一つ
   を選択する初期設定制御手段（１００）を有することを
   特徴とする自動水栓装置。
2. 【請求項２】 前記初期設定制御手段（１００）は、そ
   れぞれの前記発信素子（１２ａ、１２ｂ）に通電する発
   信強度を可変して反射信号を所定の閾値と判定させ、前
   記発信素子（１２ａ、１２ｂ）のうち、前記所定の閾値
   以下の一つを選択するように制御することを特徴とする
   請求項１に記載の自動水栓装置。
3. 【請求項３】 前記検知手段（１２）には、前記発信素
   子（１２ａ、１２ｂ）からの反射信号を受信する受信素
   子（１２ｃ）を有し、前記初期設定制御手段（１００）
   は、前記受信素子（１２ｃ）から出力される受信感度を
   可変して所定の閾値と判定させ、前記発信素子（１２
   ａ、１２ｂ）のうち、前記所定の閾値以下の一つを選択
   するように制御することを特徴とする請求項１に記載の
   自動水栓装置。