JP2007256064A - Water faucet control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばトイレにおいて、水栓や便器の使用者を検出して自動的に吐水や洗浄等の制御を行う水栓制御装置と、その動作モードを水栓や便器の掃除等に適した特殊な動作モードに変更するリモコンからなる水栓制御システムに関する。 The present invention, for example, in a toilet, is a faucet control device that detects a user of a faucet or a toilet and automatically controls water discharge or washing, and its operation mode is suitable for cleaning a faucet or a toilet. The present invention relates to a faucet control system including a remote controller for changing to a special operation mode.
水栓に手を差し出すと自動的に吐水する自動水栓や、便器の使用後に自動的に洗浄水を流す便器自動洗浄装置など、人体を検出して吐水や洗浄を自動的に行う水栓装置は、その利便性や衛生性から広く普及している。 A faucet device that automatically detects and discharges water, such as an automatic faucet that automatically discharges water when a hand is inserted into the faucet, or a toilet flushing device that automatically flushes water after using the toilet. Is widely used because of its convenience and hygiene.
これらの水栓装置の使用者である人体を検出する手段として、焦電センサや超音波センサなども使用可能であるが、人体の有無を確実に捉える性能に優れ、小型で防水構造にも適しているという理由により、赤外線を用いたアクティブ型の光電センサが多く使用されている。 Pyroelectric sensors and ultrasonic sensors can be used as a means to detect the human body who is the user of these faucet devices, but they have excellent performance to reliably detect the presence or absence of a human body, and are suitable for small and waterproof structures. For this reason, active photoelectric sensors using infrared rays are often used.
また、トイレに使用される水栓制御装置では、トイレという環境の特殊性から、AC電源の配線工事を必要としない電池駆動(または洗浄水を利用した水力発電)のものが必要になる場合がある。このような場合、水栓制御装置が低消費電力で動作することが重要であり、特にセンサ部分の低消費化が必須となる。赤外線を用いたアクティブ型の光電センサは、低消費電力という面でも一般に優れている。 In addition, the faucet control device used in the toilet may require battery-powered (or hydroelectric power generation using cleaning water) that does not require AC power wiring work due to the special environment of the toilet. is there. In such a case, it is important that the faucet controller operates with low power consumption, and in particular, it is essential to reduce the consumption of the sensor portion. An active photoelectric sensor using infrared rays is generally excellent in terms of low power consumption.
この種の光電センサは、赤外線を検出領域に対してパルス投光を行い、その反射光を検出して、検出対象物の有無を判定する。ここでパルス投光を行うのは、検出領域に存在する環境光である蛍光灯などの照明や太陽光に含まれる赤外線の成分、すなわち、光電センサにとってのノイズを除去するためである。また、パルス投光は低消費化にもつながる。 This type of photoelectric sensor performs infrared light pulse detection on a detection region, detects the reflected light, and determines the presence or absence of a detection target. Here, the pulse light projection is performed in order to remove noise for the photoelectric sensor, that is, an infrared component included in illumination such as a fluorescent lamp or sunlight, which is ambient light existing in the detection region, that is, a photoelectric sensor. In addition, pulse projection leads to lower consumption.
パルス投光によりノイズを除去する方法として、同期積分という方法がある。
同期積分は、パルス投光のタイミングに同期して受光信号を積分するものである。また、投光するタイミングで受光信号を積分し、投光しないタイミングでは極性(プラス・マイナス)を逆転させた受光信号を積分する(反転積分する)と、更にノイズ除去効果が高まる。
As a method for removing noise by pulse projection, there is a method called synchronous integration.
Synchronous integration is to integrate the received light signal in synchronization with the timing of pulse projection. Further, if the light reception signal is integrated at the timing of light projection and the light reception signal with the polarity (plus / minus) reversed is integrated (inversion integration) at the timing of no light projection, the noise removal effect is further enhanced.
このパルス投光とその積分動作を複数回、繰り返し行うことにより、信号である反射光の積分値は増え、ノイズの積分値は逆に減っていく。つまり、パルス投光とそれに同期した積分を複数回行えば、その繰り返し回数に比例してS/Nが向上する。 By repeatedly performing this pulse projection and its integration operation a plurality of times, the integrated value of reflected light as a signal increases and the integrated value of noise decreases conversely. That is, if pulse projection and integration synchronized therewith are performed a plurality of times, the S / N ratio is improved in proportion to the number of repetitions.
また、このような自動水栓や便器自動洗浄装置など、センサの感知状態に応じて吐水、洗浄する装置の場合、水栓や便器の掃除をする際に、センサが掃除をする人を感知してしまい、掃除をする人にとっては不本意に水が流れ、掃除がしにくいという問題がある。 In addition, in the case of a device that discharges or cleans water according to the sensing state of the sensor, such as an automatic faucet or toilet flushing device, the sensor senses the person who cleans the faucet or toilet. Therefore, there is a problem that the water flows unintentionally for the person who performs the cleaning, and the cleaning is difficult.
そこで、センサ部に磁石に反応するリードスイッチを内蔵し、掃除をする人がセンサに磁石を近づけることでセンサによる洗浄を一時的に停止する等の特殊なモードに切り替えるものがある。 Therefore, there is a type in which a reed switch that reacts to a magnet is built in the sensor unit, and a cleaning person switches to a special mode such as temporarily stopping cleaning by the sensor by bringing the magnet close to the sensor.
また、磁石以外では、設定手段として赤外リモコンを使い、受光素子はセンサのものを共用し、人体検出とリモコンの発光パターンを変えて区別する考案もある(例えば特許文献1参照)。 In addition to magnets, there is also a device that uses an infrared remote controller as setting means, shares the light receiving element of the sensor, and distinguishes between the human body detection and the light emission pattern of the remote controller (see, for example, Patent Document 1).
赤外リモコンの場合、磁石に比較して伝達できる情報量が多いため、前述の掃除モードの設定以外にも、水栓装置のパラメータの調整や動作条件変更などの特殊な動作モードの設定、あるいは解除といった操作にも利用することができる。 In the case of an infrared remote controller, the amount of information that can be transmitted is larger than that of a magnet.Therefore, in addition to the cleaning mode setting described above, special operation mode settings such as faucet device parameter adjustment and operating condition changes, or It can also be used for operations such as release.
但し、磁石であっても、赤外リモコンであっても、一般の使用者のいたずら等で特殊な動作モードに入ることが無いよう、その設定手段は通常はトイレに持ち込まないようなものでなければならない。 However, whether it is a magnet or an infrared remote controller, its setting means must not normally be brought into the toilet so that it does not enter a special operation mode due to mischief of ordinary users. I must.
しかし、特殊モードの設定手段として磁石を用いる方式では、センサ部にリードスイッチを収納し、センサ前面には磁石が反応するだけの開口スペースが必要となり、センサが大型化する。センサが大型化すれば、どのような製品であってもデザイン性に劣ることにつながる。特に、自動水栓のようにセンサ面のサイズの小型化が重要な製品では、リードスイッチの収納は困難である。また、設定手段が磁石であるため、誰でも比較的入手し易く、いたずらされる恐れがある。 However, in the method using a magnet as the setting means for the special mode, a reed switch is housed in the sensor unit, and an opening space for the magnet to react is required on the front surface of the sensor, which increases the size of the sensor. If the sensor is enlarged, it will lead to poor design regardless of the product. In particular, it is difficult to store a reed switch in a product such as an automatic faucet where it is important to reduce the size of the sensor surface. Moreover, since the setting means is a magnet, it is relatively easy for anyone to obtain and there is a risk of being tampered with.
特殊モードの設定手段として赤外リモコンを使い、受光素子はセンサのものを共用する方法(特許文献1)では、センサの受光処理とリモコンの受光処理を別々に行う必要があり、センサ処理が複雑化し消費電力が増大する。また、リモコン専用の受信回路を設ければ、センサ部のサイズの大型化や消費電力の増大という問題が生じる。 In the method of using an infrared remote controller as a setting means for the special mode and sharing the light receiving element of the sensor (Patent Document 1), it is necessary to perform the light receiving process of the sensor and the light receiving process of the remote controller separately, and the sensor process is complicated. Power consumption increases. If a receiver circuit dedicated to the remote control is provided, problems such as an increase in the size of the sensor unit and an increase in power consumption occur.
前述の特許文献1の方式では、人体検出は連続光を発光し、リモコンは複数回点滅する断続光として判別を行っている。しかし、連続か断続かを判別するには、連続であれば連続しているという状態を、断続であれば、連続、休止、連続と繰り返す状態を認識しなければならず、その判断が終わるまでに長時間を要する。その間、受光回路や判断処理を行うマイコン等の消費が継続するため、低消費化が難しい。
In the method of the above-mentioned
このように、特殊なモードを設定・解除する手段として、センサの大型化を伴わず、低消費で、いたずらされにくい方法がなかった。 As described above, as a means for setting and canceling the special mode, there has been no method that does not increase the size of the sensor, is low in consumption, and is difficult to be tampered with.
ここに、本発明は上記問題を解決するためになされたもので、水栓制御装置とリモコンの組み合わせにより、水栓制御装置の通常動作と特殊モードの設定も含めて、センサ部分の小型化と低消費化が可能な水栓制御システムを提供することを目的とする。 Here, the present invention has been made to solve the above-mentioned problem. By combining the faucet control device and the remote control, the normal operation of the faucet control device and the setting of the special mode, and the downsizing of the sensor portion can be achieved. An object is to provide a faucet control system capable of reducing consumption.
投光手段から光をパルス投光し、その反射光を受光手段で受光して使用者である人体の有無を検出し給水制御を行う水栓制御装置と、
該水栓制御装置に対して光信号を出力し、該水栓制御装置の動作モードの変更等を行うリモコンからなる水栓制御システムにおいて、
前記水栓制御装置は、前記受光手段の出力を増幅した第1の信号を出力する増幅手段と、
前記第1の信号を受けてその極性を反転させた第2の信号を出力する反転手段と、
前記第1または第2の信号を積分する積分手段と、
前記投光手段及び積分手段を制御し、前記積分手段出力に応じて人体の有無、或いは前記リモコンの光信号の入力を判定する制御手段を備え、
該制御手段は、前記パルス投光の投光開始に同期して第1の信号を所定時間積分し、その投光終了に同期して第2の信号を前記所定時間と同一時間積分した後の
前記積分手段の出力が予め設定した第1の閾値レベルに達したときに人体を感知したと判定するものであり、
前記リモコンは、前記水栓制御装置の前記投光手段のパルス投光を受光し、該受光した信号の位相を逆転させて光出力する機能を備え、前記水栓制御装置の前記投光手段及び前記受光手段と対向して前記リモコンを操作させた場合、前記制御手段は、前記積分手段の出力が前記第1の閾値レベルに対して逆の電圧極性の第2の閾値レベルに達したときに前記リモコンの光信号入力であると判定するようにしたので、
水栓制御装置は、人体の検出とリモコン信号の検出を完全に同時に処理することができる。
A faucet control device that performs pulsed light projection from the light projecting means, receives the reflected light by the light receiving means, detects the presence or absence of a human body as a user, and performs water supply control;
In the faucet control system comprising a remote controller that outputs an optical signal to the faucet control device and changes the operation mode of the faucet control device, etc.
The faucet control device includes: an amplifying unit that outputs a first signal obtained by amplifying the output of the light receiving unit;
Inverting means for receiving the first signal and outputting a second signal having its polarity inverted;
Integrating means for integrating the first or second signal;
Control means for controlling the light projecting means and the integrating means, and determining the presence or absence of a human body or the input of an optical signal of the remote control according to the output of the integrating means;
The control means integrates the first signal for a predetermined time in synchronization with the light projection start of the pulse light projection, and integrates the second signal for the same time as the predetermined time in synchronization with the light projection end. Determining that the human body has been sensed when the output of the integrating means reaches a preset first threshold level;
The remote controller has a function of receiving a pulse projection of the projection unit of the faucet control device and outputting the light by reversing the phase of the received signal, and the projecting unit of the faucet control device, When the remote controller is operated opposite to the light receiving means, the control means is configured such that when the output of the integrating means reaches a second threshold level having a voltage polarity opposite to the first threshold level. Since it was determined to be an optical signal input of the remote control,
The faucet control device can process human body detection and remote control signal detection completely simultaneously.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の水栓制御システムにおいて、前記リモコンは、前記投光手段のパルス投光を受光し、該受光した信号を前記パルス投光開始に同期した所定時間だけ遅延させて光出力することにより、前記受光した信号の位相を逆転させて光出力するので、リモコンは、正確な逆位相の光を水栓制御装置に返すことができる。 According to a second aspect of the present invention, in the faucet control system according to the first aspect, the remote controller receives a pulse projection of the light projecting means, and the received signal is synchronized with the start of the pulse projection. By delaying the time and outputting the light, the phase of the received signal is reversed and the light is output, so that the remote controller can return the light having the correct opposite phase to the faucet control device.
請求項3記載の発明は、請求項1に記載の水栓制御システムにおいて、前記リモコンは、前記投光手段のパルス投光を受光し、該受光した信号がなくなるとこれと同期してパルス光を出力することにより、前記受光した信号の位相を逆転させて光出力するので、リモコンは、水栓制御装置側の投光時間や積分時間が個体差や設計変更等でさまざまな値をとっても、パルス投光と逆位相の信号光を出力できる。 According to a third aspect of the present invention, in the faucet control system according to the first aspect, the remote controller receives the pulse light projection of the light projecting means, and when the received signal is lost, the remote control is synchronized with the pulse light. Output the light by reversing the phase of the received signal, so that the remote control can take various values due to individual differences, design changes, etc. It can output signal light with a phase opposite to that of pulse projection.
本発明によれば、
人体検出時の信号処理とリモコン信号の検出処理は、全く同一の回路で同一の動作により実行される。例えば、受光した信号の特徴から、受光処理の途中で動作を切り替えるというような処理が不要であり、人体検出のみを行う回路に比較して、回路の複雑化、処理時間の延長、消費の増大という事が無い。
According to the present invention,
The signal processing at the time of human body detection and the remote control signal detection processing are executed by the same operation in the same circuit. For example, processing such as switching the operation in the middle of light reception processing is not necessary due to the characteristics of the received signal, making the circuit more complicated, extending the processing time, and increasing consumption compared to a circuit that only detects human bodies There is no such thing.
また、同期積分により人体検出時に外乱ノイズを低減することができるが、リモコン信号の検出においても同期積分の同様の効果が得られる。よって、水栓制御装置の投光パルスに同期しない外乱ノイズをリモコン信号と誤って検出することがなく、安定した動作が得られる。 In addition, disturbance noise can be reduced during human body detection by means of synchronous integration, but the same effect of synchronous integration can be obtained in the detection of remote control signals. Therefore, disturbance noise that is not synchronized with the light projection pulse of the faucet controller is not erroneously detected as a remote control signal, and a stable operation can be obtained.
また同期積分は、低減するだけでなく検出感度を増大させるので、リモコン側の光出力(投光電流)を抑えることができる。更に、人体検出光とリモコン光は、位相を逆転させるだけなので、リモコンの投光時間は人体検出の投光時間と同一でよい。よってリモコン側も低消費となり、例えばリモコンを電池で駆動する場合に有利である。 Further, since the synchronous integration not only reduces but also increases the detection sensitivity, the light output (projection current) on the remote control side can be suppressed. Further, since the human body detection light and the remote control light only reverse the phase, the remote control light projection time may be the same as the human body detection light projection time. Therefore, the remote control side also has low consumption, which is advantageous when the remote control is driven by a battery, for example.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図3は、本発明の実施形である、アクティブ型の光電センサの方式の人体検出装置を有する水栓制御装置の回路図であり、図5及び図6はその動作タイミングチャートである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 3 is a circuit diagram of a faucet control apparatus having an active photoelectric sensor type human body detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are operation timing charts thereof.
図3において、1は光電センサの出力信号である赤外光を投光する投光素子、2は対象物から反射した赤外光を受光する受光素子である。
22は図3の光電センサを含む水栓制御装置の回路を制御する制御手段であり、光電センサの検出結果(検出対象である使用者の有無)に応じて電磁弁駆動手段23を駆動して、水栓の自動吐水や便器の自動洗浄を行う。
In FIG. 3, 1 is a light projecting element that projects infrared light, which is an output signal of the photoelectric sensor, and 2 is a light receiving element that receives infrared light reflected from an object.
22 is a control means for controlling the circuit of the faucet control device including the photoelectric sensor of FIG. 3, and drives the electromagnetic valve drive means 23 according to the detection result of the photoelectric sensor (the presence or absence of the user who is the detection target). Automatic faucet drainage and toilet flushing.
トランジスタ3と抵抗4とOPアンプ5は、投光素子3に所定の電流を流す定電流回路である。6はアナログスイッチであり、制御手段22から出力される電圧(定電流回路の基準電圧となる電圧で、例えば、制御手段からD/A変換により出力される)を、同じく制御手段22から出力されるタイミング信号S2により、OPアンプ5へ伝達する。これにより、前記定電流回路が動作し、信号S2に同期して投光素子1がパルス投光する投光手段が形成されている。
The
抵抗7とOPアンプ8は受光手段を構成し、受光素子2が、その受光量に比例して発生する光電流を電圧に変換する。この電圧のAC成分はコンデンサ9を介して抵抗10、11及びOPアンプ12からなる増幅手段に入力され、増幅される。増幅手段の出力は、抵抗13、14及びOPアンプ15からなる反転手段に入力される。反転手段では、信号振幅は等しく、その極性が反転する。
The resistor 7 and the OP amplifier 8 constitute light receiving means, and the
更に、増幅手段の出力はアナログスイッチ16を介して、また、反転手段の出力はアナログスイッチ17を介して積分手段に入力される。なお、アナログスイッチ16及び17はそれぞれ、制御手段22から出力されるタイミング信号S2及びS3により、オン/オフされる。
積分手段は、抵抗18とコンデンサ19、OPアンプ20により構成される。また21は、制御手段22が出力するタイミング信号S1によりオン/オフするアナログスイッチであり、コンデンサ19の放電(積分手段のリセット)を行う。
Further, the output of the amplifying means is input to the integrating means via the
The integrating means includes a resistor 18, a capacitor 19, and an
制御手段22により信号S1乃至S3を制御し、投光のタイミングと積分のタイミングを同期させることにより効果的な信号の積分とノイズ除去を行うことができる。従来から知られているこの動作を図6のタイミングチャートを用いて説明する。 By controlling the signals S1 to S3 by the control means 22 and synchronizing the timing of light projection and the timing of integration, effective signal integration and noise removal can be performed. This conventionally known operation will be described with reference to the timing chart of FIG.
まずパルス投光を行う前に、図6のT0のタイミングから所定時間、信号S1によってアナログスイッチ21をオンし、コンデンサ19を放電、すなわち積分手段をリセットする。この状態の積分手段の出力電圧(OPアンプ20の出力)が基準(反射信号のゼロ位置)となる。
First, before performing pulse projection, the
T1のタイミングで信号S2がオン出力されアナログスイッチ6がオンして、投光素子1が投光する。これと同時にアナログスイッチ16がオンし、投光素子1の投光に同期して、反射光に比例した信号である増幅手段出力を積分手段で積分する。
The signal S2 is turned on at the timing T1, the analog switch 6 is turned on, and the
T2のタイミングで信号S2がオフし、信号S3がオンしてアナログスイッチ17がオンする。ここでは、投光素子1が投光していない状態の受信信号を、反転手段によって極性を反転させて積分手段で積分する。T3のタイミングでは、信号S3がオフ、信号S2がオンして、T1〜T3のタイミングの動作を繰り返す。なお、T1〜T2とT2〜T3の時間間隔は、同じ時間である。こうして、図6のT9のタイミングまで、同一の動作を4回繰り返す。
At time T2, the signal S2 is turned off, the signal S3 is turned on, and the
投光素子1の投光に同期して増幅手段出力を積分することにより、積分手段出力は、投光回数に比例した信号量を出力する。図3の回路の場合、検出対象からの反射光、すなわち投光パルスに同期した信号は、積分手段出力が上昇する側に積分される。
By integrating the amplification means output in synchronization with the light projection of the
なお、これは図3の構成でそうなるのであって、例えば受光素子2の取り付け極性、増幅手段の構成(反転型か非反転型か)や増幅段数によっては積分手段出力が下降する側に積分される場合もある。信号が、上昇と下降のどちら方向に積分されるかは本質的な問題ではない。
Note that this is the case with the configuration of FIG. 3. For example, depending on the mounting polarity of the
また、増幅手段出力と反転手段出力を同時間、同回数積分することにより、投光に同期しない成分、つまり光電センサの動作環境にあるノイズを打ち消すことができる。こうして、投光と積分動作を繰り返すことで、反射信号量(積分手段出力)は大きくなり、ノイズ成分は小さくなって光電センサのS/N比が向上する。以上は良く知られた同期積分の動作である。 Further, by integrating the output of the amplifying unit and the output of the inverting unit for the same time and the same number of times, it is possible to cancel a component that is not synchronized with the light projection, that is, noise in the operating environment of the photoelectric sensor. Thus, by repeating the light projection and integration operation, the reflected signal amount (integrating means output) is increased, the noise component is reduced, and the S / N ratio of the photoelectric sensor is improved. The above is a well-known synchronous integration operation.
次に、本発明の水栓制御装置を特殊なモードに設定するためのリモコンの回路図を図1に示す。 Next, FIG. 1 shows a circuit diagram of a remote controller for setting the faucet control device of the present invention to a special mode.
図1において、51は受光素子、52は投光素子である。抵抗53とOPアンプ54は受光手段を構成し、受光素子51が、その受光量に比例して発生する光電流を電圧に変換する。この電圧はコンパレータ57の(+)入力端子に入力される。また、この電圧は抵抗55、56の分圧によって、コンパレータ57のもう一方の(−)入力端子に対して、若干低い電位に設定されている。よってコンパレータ57は、受光素子51が信号光を受光すると、それに応じてロジックレベルのHiパルスを出力する。
In FIG. 1, 51 is a light receiving element, and 52 is a light projecting element. The
コンパレータ57の出力は遅延手段58により所定時間だけタイミングを遅らされて、抵抗59、トランジスタ60と投光素子52からなる投光回路に入力される。
こうして、受光素子51が受光した光は、遅延手段58に設定された所定時間だけ遅れて投光素子52から投光される。つまり、所定時間だけ遅らせて反射するような動作となる。
The output of the
Thus, the light received by the
なお、この遅延を行う所定時間とは、水栓制御装置の投光素子1の1回の投光時間に等しい値とする。これは、図6ではT1〜T2の時間である。つまり、特殊モードの設定を行う水栓制御装置の投光時間に合わせて、リモコン側の遅延手段58の遅延時間を設定すれば良い。
The predetermined time for performing the delay is set to a value equal to one light projecting time of the
図1のリモコンによって図3の水栓制御装置を特殊なモードに設定する場合、双方を図4のように組み合わせて使用する。図4は、その際の、図1の投光素子1、受光素子2と、図3の受光素子51、投光素子52の物理的な位置関係を示す図である。
When the faucet controller of FIG. 3 is set to a special mode by the remote controller of FIG. 1, both are used in combination as shown in FIG. 4 is a diagram showing a physical positional relationship between the light projecting
図4において、101は水栓制御装置側の投受光素子を遮光する遮光部材(投受光素子の固定を兼ねる)、102はそれを収める防水のケースである。また、104はリモコン側の投受光素子を遮光する遮光部材(投受光素子の固定を兼ねる)である。リモコン側にも防水のケースを被せても良いが、ここでは省略する。
In FIG. 4, 101 is a light shielding member (also serving as fixing of the light projecting / receiving element) for shielding the light projecting / receiving element on the faucet control device side, and 102 is a waterproof case for housing it.
双方の投受光素子は、投光と受光がそれぞれ向き合う位置関係となるよう、それぞれの投受光素子の間隔を同じとしている。103のようなクッション材を挟んで向かい合わせると、不要な光の漏れが発生しにくく、より好ましい。 Both the light projecting / receiving elements have the same spacing between the light projecting / receiving elements so that the light projection and the light reception are in a positional relationship facing each other. When facing each other across a cushion material such as 103, unnecessary light leakage is less likely to occur, which is more preferable.
図3の水栓制御装置を特殊なモードに設定する場合の動作を、図5のタイミングチャートを用いて説明する。但し、図3の回路動作は図6と同じで、制御手段22が出力する図5の信号S1、S2、S3は図6の場合と全く同じである。よって、図5と図6のタイミングT0〜T9は対応する。 The operation when the faucet controller of FIG. 3 is set to a special mode will be described with reference to the timing chart of FIG. However, the circuit operation of FIG. 3 is the same as that of FIG. 6, and the signals S1, S2, and S3 of FIG. 5 output by the control means 22 are exactly the same as those of FIG. Therefore, the timings T0 to T9 in FIGS. 5 and 6 correspond.
図5のT1〜T2のタイミングで投光素子1がパルス光を出力するが、図4のような状態となっているため、受光素子2に反射光は返ってこない。よって、図5の受光手段出力にはT1〜T2のタイミングで信号は現れない。
Although the
このT1〜T2のタイミングでは、図1の受光素子51が図3の投光素子1の出力を受光する。これがコンパレータ57でロジックレベルに変換され、遅延手段58で遅延される。この遅延時間を、T1〜T2の時間と同一に設定しておく。
At the timing T1 to T2, the
図5のT2のタイミングになると、遅延手段58で遅延された信号が投光素子52に出力される。こうして、T2〜T3のタイミングにリモコン側(投光素子52)の出力が現れ、それが図1の受光素子2に入力される。以降の動作は図6と同じで、同様の事が4回繰り返される。
At the timing of
こうして、投光素子1が投光していないタイミングで受光素子2にパルス光が入力される。これは、投光タイミングに対して、その積分タイミングの位相(積分と反転積分)が逆転した状態であり、図5のように、積分手段出力は、図6とは逆の下降方向に変化する。
In this way, pulsed light is input to the
このように、積分手段出力が、検出対象からの反射光を受光した場合と極性が逆方向に変化するという事は、言い換えれば、マイナスの反射光を受光した状態である。つまり、水栓制御装置の光電センサから見ると、対象に向けて赤外光を投光すると、その反射光が逆に減少してしまう状態であり、通常はあり得ない。また、同期積分によってノイズは抑制されるので、ノイズ等で簡単に積分手段出力が変化することもない。 Thus, the fact that the output of the integrating means changes in the opposite direction to that when the reflected light from the detection target is received is, in other words, a state where negative reflected light is received. In other words, when viewed from the photoelectric sensor of the faucet control device, when the infrared light is projected toward the object, the reflected light is reduced, which is not possible. In addition, since noise is suppressed by synchronous integration, the output of the integration means does not easily change due to noise or the like.
これは、図1のようなリモコンの回路を使用しない限り起きない状態であり、積分手段出力に通常の人体検出時とは逆方向の電圧が現れるという条件は、専用のリモコンを用いて特殊モードが設定されたと判断するに十分なものである。 This is a state that does not occur unless a remote control circuit as shown in FIG. 1 is used. The condition that a voltage in the direction opposite to that at the time of normal human body detection appears in the integration means output is to use a special mode remote control. Is sufficient to determine that is set.
このように、水栓制御装置側には何ら特別な回路や動作状態の変更、消費の増大を必要とせず、リモコンによる特殊モードの設定が可能となる。 In this way, the special mode can be set by the remote controller without requiring any special circuit or operation state change or increase in consumption on the faucet control device side.
図2にリモコンの他の実施例の回路図を示す。図2の回路は、図1の遅延手段58の部分が異なる。図2では、コンパレータ57の出力がワンショットパルス回路(ワンショット・マルチ・バイブレータ)61に入力される。これ以外は図1と同じである。
FIG. 2 shows a circuit diagram of another embodiment of the remote controller. The circuit of FIG. 2 is different in the part of the delay means 58 of FIG. In FIG. 2, the output of the
61は入力の立ち下がりパルスをトリガにして、一定幅のパルスを1発出力するワンショットパルス回路である。図2の回路では、図1と同様に、受光素子51が水栓制御装置の投光素子1から出力を受光すると、それに応じてコンパレータ57がロジックレベルのHiパルスを出力する。つまり、受光素子51が受光しなくなると、コンパレータ57がLoパルスを出力し、これがワンショットパルス回路61のトリガ入力になる。
よって、水栓制御装置の投光素子1の投光が終了すると、リモコンの投光素子52が光出力する。ワンショットパルス回路61が出力するパルス幅は、厳密に設定する必要はなく、水栓制御装置の投光手段のパルス投光と同じか、若干短い時間に設定しておけば良い。図2の回路では、水栓制御装置が出力するパルス投光の周波数が多少変化しても対応できるという長所がある。
Therefore, when the
なお、本実施例では1回の人体検出のパルス投光数を4回としているが、これは多くても少なくても良い。パルス投光数が1回であっても、図1または図2の回路により人体検出の投光と逆位相のパルスを出力することができ、リモコンによって特殊モードを設定することは可能である。 In this embodiment, the number of pulse projections for one human body detection is four, but this may be more or less. Even if the number of pulse projections is one, the circuit in FIG. 1 or FIG. 2 can output a pulse having a phase opposite to that of the human body detection projection, and the special mode can be set by the remote controller.
また、図4で水栓制御装置とリモコンを向かい合わせに密着させて使用するようになっているが、からなずしも密着させる必要はない。つまり、図3の受光素子2が受光する光の成分において、図3の投光素子1の反射光より、図1または図2の投光素子52の出力光が大きくなるようにすれば良い。
図4のように密着させなくても、例えば「リモコン本体を黒く塗る」「リモコンを小さく作る」「リモコンの投光パワーを上げる」等の対策で、本発明の動作が可能である。
Further, in FIG. 4, the faucet control device and the remote controller are used in close contact with each other, but it is not necessary to make close contact with them. That is, in the light component received by the
The operation of the present invention can be performed by measures such as “painting the remote control body in black”, “making the remote control small”, and “increasing the light projecting power of the remote control”, for example, without the close contact as shown in FIG.
図7は、水栓制御装置のトイレにおける使用例である。図7のように、男性の小便器の洗浄水の給水管と洗浄管の間に便器自動洗浄装置が取り付けられている。この中に水栓制御装置が含まれる。
便器自動洗浄装置は、使用者に向かって赤外光を投光し、その反射光を受光して使用者の有無を判断し、自動的に洗浄水を流し小便器を洗浄する。
FIG. 7 is an example of use of a faucet control device in a toilet. As shown in FIG. 7, an automatic toilet cleaning device is attached between the cleaning water supply pipe and the cleaning pipe of the male urinal. This includes a faucet control device.
The toilet automatic cleaning device projects infrared light toward the user, receives the reflected light, determines the presence of the user, and automatically flushes the toilet to wash the urinal.
図8は便器自動洗浄装置の内部構造例である。カバー内に、水栓制御装置、電磁弁、電源となる電池などが入っている。便器自動洗浄装置のタイプによっては、電磁弁が水栓制御装置と別に設置される事もあり、電源はAC電源で動作するものもある。また、これらが小便器に内蔵されて、便器と一体構造となる場合もある。なお、水栓制御装置は人体検知装置や電磁弁の制御機能を有するが、図8のように、人体検知装置の投光及び受光素子とともに、電気回路として一体に構成される場合が多い。 FIG. 8 shows an example of the internal structure of the toilet flushing device. Inside the cover is a faucet control device, a solenoid valve, a battery that serves as a power source, and the like. Depending on the type of toilet flushing device, a solenoid valve may be installed separately from the faucet control device, and the power source may operate with an AC power source. Moreover, these may be built in the urinal and may be integrated with the toilet. Although the faucet control device has a control function of the human body detection device and the electromagnetic valve, as shown in FIG. 8, it is often configured integrally as an electric circuit together with the light projecting and light receiving elements of the human body detection device.
水栓制御装置は、例えば、使用者が小便器の前に来た時に前洗浄(事前に便器を濡らし、汚れの付着や小便の飛びはねを防止する)を行ったり、使用者が立ち去った後に本洗浄(便器の洗浄および小便の排出)を行う。
よって、図7のように、小便器の前に来た人が用足しの使用者であれば問題ないが、小便器を掃除する人が来た場合、掃除の作業で小便器の前を通ったり、小便器から離れたりすることで、便器洗浄が行われてしまう。洗浄水が無駄になるだけでなく、例えば便器の洗剤が流れてしまうなど、清掃作業の障害となる。
The faucet control device, for example, when the user came in front of the urinal, pre-cleaned (wet the urinal in advance to prevent adhesion of dirt and splashing of the urine), or the user left This is followed by a main wash (washing the toilet bowl and urinating urine).
Therefore, as shown in FIG. 7, there is no problem if the person who comes in front of the urinal is a user, but when a person who cleans the urinal comes, When the urinal is moved away, the toilet bowl is washed. Not only is the washing water wasted, but also the cleaning operation becomes an obstacle, for example, the toilet bowl detergent flows.
そこで、図9のようなリモコン(図1または図2の回路が内蔵されたもの)を掃除の作業者に持たせ、図8の赤外光の投光・受光の部分に対向させて図5の動作を行えば、水栓制御装置に対して、通常動作モードと異なる特殊なモードを設定できる。
この場合は「掃除をするので一時的に自動洗浄を禁止する」「掃除が終わったので、一定量の水を流す」などの動作に切り替え、効率的な清掃作業ができる。
Therefore, the remote control as shown in FIG. 9 (with the circuit shown in FIG. 1 or FIG. 2) is held by the cleaning operator, and is opposed to the infrared light projecting / receiving portion of FIG. When the above operation is performed, a special mode different from the normal operation mode can be set for the faucet control device.
In this case, efficient cleaning work can be performed by switching to operations such as “temporarily prohibiting automatic cleaning because cleaning is performed” and “flowing a certain amount of water because cleaning is completed”.
1 水栓制御装置の投光素子
2 水栓制御装置の受光素子
5 水栓制御装置の投光手段のOPアンプ
6 投光をオン・オフするアナログスイッチ
8 水栓制御装置の受光手段のOPアンプ
12 増幅手段のOPアンプ
15 反転手段のOPアンプ
16 増幅手段出力を積分する際にオンするアナログスイッチ
17 反転手段出力を積分する際にオンするアナログスイッチ
18 積分手段の抵抗
19 積分手段のコンデンサ
20 積分手段のOPアンプ
21 積分手段をリセットするアナログスイッチ
22 水栓制御装置の制御手段
23 電磁弁駆動手段
51 リモコンの受光素子
52 リモコンの投光素子
54 リモコンの受光手段のOPアンプ
57 コンパレータ
58 遅延手段
61 ワンショットパルス回路
101 水栓制御装置の投受光素子の遮光部材
104 リモコンの投受光素子の遮光部材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該水栓制御装置に対して光信号を出力し、該水栓制御装置の動作モードの変更等を行うリモコンからなる水栓制御システムにおいて、
前記水栓制御装置は、前記受光手段の出力を増幅した第1の信号を出力する増幅手段と、
前記第1の信号を受けてその極性を反転させた第2の信号を出力する反転手段と、
前記第1または第2の信号を積分する積分手段と、
前記投光手段及び積分手段を制御し、前記積分手段出力に応じて人体の有無、或いは前記リモコンの光信号の入力を判定する制御手段を備え、
該制御手段は、前記パルス投光の投光開始に同期して第1の信号を所定時間積分し、その投光終了に同期して第2の信号を前記所定時間と同一時間積分した後の前記積分手段の出力が予め設定した第1の閾値レベルに達したときに人体を感知したと判定するものであり、
前記リモコンは、前記水栓制御装置の前記投光手段のパルス投光を受光し、該受光した信号の位相を逆転させて光出力する機能を備え、前記水栓制御装置の前記投光手段及び前記受光手段と対向して前記リモコンを操作させた場合、前記制御手段は、前記積分手段の出力が前記第1の閾値レベルに対して逆の電圧極性の第2の閾値レベルに達したときに前記リモコンの光信号入力であると判定することを特徴とする水栓制御システム。 A faucet control device that performs pulsed light projection from the light projecting means, receives the reflected light by the light receiving means, detects the presence or absence of the human body as a user, and performs water supply control;
In the faucet control system comprising a remote controller that outputs an optical signal to the faucet control device and changes the operation mode of the faucet control device, etc.
The faucet control device includes: an amplifying unit that outputs a first signal obtained by amplifying the output of the light receiving unit;
Inverting means for receiving the first signal and outputting a second signal having its polarity inverted;
Integrating means for integrating the first or second signal;
Control means for controlling the light projecting means and the integrating means, and determining the presence or absence of a human body or the input of an optical signal of the remote control according to the output of the integrating means;
The control means integrates the first signal for a predetermined time in synchronization with the light projection start of the pulse light projection, and integrates the second signal for the same time as the predetermined time in synchronization with the light projection end. Determining that the human body has been sensed when the output of the integrating means reaches a preset first threshold level;
The remote controller has a function of receiving a pulse projection of the projection unit of the faucet control device and outputting the light by reversing the phase of the received signal, and the projecting unit of the faucet control device, When the remote controller is operated opposite to the light receiving means, the control means is configured such that when the output of the integrating means reaches a second threshold level having a voltage polarity opposite to the first threshold level. A faucet control system for determining that the optical signal is input to the remote controller.
前記リモコンは、
前記投光手段のパルス投光を受光し、該受光した信号を前記パルス投光開始に同期した所定時間だけ遅延させて光出力することにより、前記受光した信号の位相を逆転させて光出力することを特徴とする水栓制御システム。 In the faucet control system according to claim 1,
The remote control is
Receiving the pulse projection of the light projecting means, delaying the received signal by a predetermined time synchronized with the start of the pulse projection, and outputting the light, thereby reversing the phase of the received signal and outputting the light A faucet control system characterized by that.
前記リモコンは、
前記投光手段のパルス投光を受光し、該受光した信号がなくなるとこれと同期してパルス光を出力することにより、前記受光した信号の位相を逆転させて光出力することを特徴とする水栓制御システム。
In the faucet control system according to claim 1,
The remote control is
The pulse projection of the light projecting means is received, and when the received signal disappears, the pulsed light is output in synchronization with the received signal to reverse the phase of the received signal and output the light. Faucet control system.
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