JP2009299284A - 水栓装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ部が設けられた受水部の上縁近傍において被検知体を検知させることができる水栓装置を提供する。
【解決手段】吐水部と、前記吐水部からの吐水流が着水する受水面と、前記受水面の周囲に設けられた側面と、前記側面の上縁に設けられた天面と、を有する受水部と、前記吐水部への水路を開閉するバルブと、前記受水部に設けられ、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブの開閉を制御するバルブ制御部と、を備え、前記センサ部の検知範囲は、前記センサ部から放射され複数の方向に向かう電波により前記側面および前記天面に形成されること、を特徴とする水栓装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、水栓装置に関し、より具体的には、手洗い場やトイレ、キッチンなどに設けられ、マイクロ波などを利用した電波センサを用いて吐水流の吐水、止水を制御する水栓装置に関する。

人の手や食器を吐水口に近づけたことを光電スイッチにより検知し、吐水を行う技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
また、マイクロ波などの送信波が被検知体に当たると反射波を生じる。この反射波を受信することにより人体などの被検知体を検知することができるので、これをセンサ部として水栓装置の吐水の自動制御に使用する技術も知られている。

例えば、人体を検知して吐水を自動制御する装置としては、人体や人の手を被検知体として、その被検知体からの反射電波の強度をもとに被検知体の有無を検知し、被検知体を検知した場合には吐水を行う装置が知られている。
また、電波のドップラー効果を利用して動体を検知し、外部機器の制御を行う技術が知られている（特許文献２を参照）。
実開昭６１−７５５７０号公報 特開２００７−７１６５８号公報

しかしながら、特許文献１（実開昭６１−７５５７０号公報）や特許文献２（特開２００７−７１６５８号公報）に開示された技術においては、赤外線光や電波が所定の指向性を持って放射されている。そのため、被検知体の検知範囲が限定されすぎて水栓装置の使い勝手が悪くなるおそれがある。

例えば、被検知体の検知範囲が限定されすぎると検知範囲が何処にあるのかを認識することが困難となる。また、水栓装置が公共施設などに設置されている場合には受水部が汚れていることが多い。そのため、限定された検知範囲の近傍が汚れている場合には、接触させずとも手などを検知範囲に近づけることに抵抗感が生ずる。
一方、被検知体の検知範囲をむやみに拡大しすぎると、誤検知をおこし意図しない吐水が行われるおそれがある。
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、センサ部が設けられた受水部の上縁近傍において被検知体を検知させることができる水栓装置を提供する。

本発明の一態様によれば、吐水部と、前記吐水部からの吐水流が着水する受水面と、前記受水面の周囲に設けられた側面と、前記側面の上縁に設けられた天面と、を有する受水部と、前記吐水部への水路を開閉するバルブと、前記受水部に設けられ、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブの開閉を制御するバルブ制御部と、を備え、前記センサ部の検知範囲は、前記センサ部から放射され複数の方向に向かう電波により前記側面および前記天面に形成されること、を特徴とする水栓装置が提供される。

本発明によれば、吐水部と、前記吐水部からの吐水流が着水する受水面と、前記受水面の周囲に設けられた側面と、前記側面の上縁に設けられた天面と、を有する受水部と、前記吐水部への水路を開閉するバルブと、前記受水部に設けられ、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブの開閉を制御するバルブ制御部と、を備え、前記センサ部の検知範囲は、前記センサ部から放射され複数の方向に向かう電波により前記側面および前記天面に形成されることにより、センサ部が設けられた受水部の上縁近傍において被検知体を検知させることができる水栓装置が提供される。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係る水栓装置を例示するための模式斜視図である。
また、図２は、水栓装置の構成を表すためのブロック図である。
図１、図２に示すように水栓装置１は、センサ部１００と、制御部２００と、吐水部３０と、を備えている。
センサ部１００は、高周波センサである。センサ部１００は、マイクロ波あるいはミリ波などの高周波の電波を放射（送信）し、放射した電波の被検知体からの反射波を受信する。そして、被検知体に関する情報（被検知体の有無や状態）を含む反射波に基づいた検知信号を出力する。

制御部２００は、吐水部３０への水路を開閉するバルブ２５０を有する。後に詳述するように、制御部２００は、センサ部１００からケーブル１５０を介して入力された検知信号に基づいてバルブ２５０を駆動する。吐水部３０とバルブ２５０とは、配水管１０によって接続されている。バルブ２５０が開放されている場合には、水は配水管１０の内部を通り、吐水部３０が有する吐水口３２から吐水される。一方、バルブ２５０が閉止されている場合には、水が吐水口３２から吐水されることはない。なお、本願明細書において「水」という場合には、「湯」や「温水」をも含むものとする。また、配水管１０の経路上に湯を生成する給湯器等を設置することもできる。そのようにすれば、制御部２００から送信されるバルブ２５０を駆動するための信号に基づいて給湯器等を駆動することができるので、適温の湯を供給することが可能となる。

吐水口３２の下方には吐水される水を受けるための受水部４０が設けられている。受水部４０は、吐水流３４が着水する受水面４１を有する。また、受水部４０は、受水面４１の周囲に設けられた左側面４２と、後面４３と、右側面４４と、前面４５と、を有する（以下、左側面４２と、後面４３と、右側面４４と、前面４５と、の少なくともいずれかを「側面」とも言う）。また、側面の上縁に連接して設けられた天面４６をさらに有している。
なお、受水面４１と、左側面４２、後面４３、右側面４４、前面４５などと、の境界は必ずしも明瞭である必要はない。例えば、受水面４１と前面４５との間が連続的な曲面により形成されていてもよい。また、受水面４１と側面とは垂直の関係では無く、受水面４１と側面とが識別可能な角度又は形状で形成されていてもよい。特に洗面器等においては、大部分が曲面で形成されているため、側面の識別が困難であるが、そのような形状の場合には、受水面４１と異なる角度で形成され、且つ直接吐水を受けることが無い面を側面とすることができる。更に、受水面４１は、水平面で形成されるものに限定されず、傾きを持って形成されたものでもよい。また側面はすべて深さ方向に対して同じ長さを有することなく、受水面４１及び受水部４０全体の形状に応じて変化してもよい。吐水口３２から吐水された吐水流３４は、矢印（流れ方向）３０２のように受水面４１に対して斜め方向に着水する。但し、これだけに限られるわけではなく、例えば、受水面４１に対して略垂直方向に着水してもよい。

センサ部１００は、受水部４０の上部であって側面の裏側に設けられている。そのため、受水部４０の材質は、センサ部１００からの電波が放射されやすいものであることが好ましい。例えば、樹脂や陶器などのように、比誘電率が低い材質（例えば、εｒ＝２〜６近傍）とすることが好ましい。なお、そのため、受水部４０の材質を金属として、少なくともセンサ部から放射した電波の一部が受水部を通過するように、受水部（側面と天面）の一部を比誘電率の低い材料（例えば樹脂や陶器など）からなる図示しない窓部を設けるようにしても良い。上記のような構成にすることで、金属で形成した受水部からも電波を送信することが可能となるため、受水部の材質に関わらず、本発明の効果を有する水栓装置を構成することが可能となる。

また、説明の便宜上、図１においてはセンサ部１００を左側面４２の裏側に設ける場合を例示したが、これに限定されるわけではない。例えば、センサ部１００を任意の側面に設けることができる。

図３は、センサ部の設置領域を例示するための模式図である。なお、図３（ａ）は平面視において矩形の受水部４０の場合を表し、図３（ｂ）は平面視において曲線で形成された受水部４０の場合を表している。
前述したように、センサ部１００は任意の側面に設けることができる。この場合、図３に示すように、吐水部３０を中心として吐水幅（吐水流３４の最大幅）により画される領域Ｌ２以外の領域Ｌ１にセンサ部１００を設けるようにすることが好ましい。そのようにすれば、手などの被検知体をセンサ部１００に検知させた際に、吐水流３４により手や袖口などが濡れてしまうことを抑制することができる。

この場合、図４に示すように、例えば、吐水部３０と対峙する側面である前面４５の裏側にセンサ部１００を設けるようにすることができる。特に、一方向のみから使用される洗面器のようなものの場合には、吐水部３０と対峙する側にセンサ部１００を設けるようにすることが好ましい。
吐水部３０と対峙する側面（前面４５）にセンサ部１００を設けるようにすれば、水栓装置１の近くにいる使用者が水栓装置１を使用する際に手などの被検知体を差し出しやすい。また、使用者が手を差し出す場所を迷わずに洗浄を行うことも可能となる。

また、図１に示すように吐水部３０と対峙する側面以外の側面である左側面４２または右側面４４の裏側にセンサ部１００を設けるようにすることができる。このような構成は、特にキッチンのように多方向から水栓装置１を使用する場合に適している。

吐水部３０と対峙する側面以外の左側面４２または右側面４４にセンサ部１００を設けるようにすれば、吐水操作の簡略化を図ることができる。例えば、左側面４２または右側面４４の側から水栓装置１を使用する場合においては、立ち位置から吐水部３０までの手の動線上に検知範囲が設けられることになる。そのため、吐水操作を行うためだけに手を動かす必要がなくなり、動線上における手の移動だけで吐水をさせることが可能となる。
また、吐水部３０と対峙する位置から水栓装置１を使用する場合においても、対峙する側面（前面４５）側から左右方向の側面（左側面４２、右側面４４）に設けられたセンサ部１００を目視又は認識することが容易となる。そのため、光電センサのように検知位置が不明確となり吐水操作を行うための検知位置が何処にあるのかを迷うということも低減させることができる。

なお、センサ部１００からの電波の放射方向や検知範囲に関しては後述する。

また、検知範囲に手（被検知体）が入ったことを図示しない報知部（例えば、警報ブザーやランプなど）によって使用者に知らせることで、五感による識別ができるようにすることもできる。そのようにすれば、吐水操作を行うための検知位置が何処にあるのかを明確にすることができるので、操作のための動作を更に容易にすることができる。

図５は、センサ部を例示するためのブロック図である。
センサ部１００には、アンテナ１１２、送信部１１４、受信部１１６、ミキサ部１１８が設けられている。送信部１１４に接続されたアンテナ１１２からは、高周波、マイクロ波あるはミリ波などの１０ｋＨｚ〜１００ＧＨｚの周波数帯の電波が放射される。具体的には、アンテナ１１２からは、例えば１０．５２５ＧＨｚの周波数を有する送信波Ｔ１が放射される。人体などの被検知体からの反射波または透過波Ｔ２は、アンテナ１１２を経由して受信部１１６に入力される。ここで、アンテナは、図５（ａ）に表したように送信側と受信側とを共通としてもよく、または、図５（ｂ）に表したように、送信部１１４にはアンテナ１１２ａを接続し、受信部１１６にはアンテナ１１２ｂを接続してもよい。
送信波の一部と受信波とは、ミキサ部１１８にそれぞれ入力されて合成され、例えばドップラー効果が反映された検知信号（反射信号）が出力される。ミキサ部１１８から出力された検知信号は、制御部２００に向けて出力される。

また、図１、図２に示すように、制御部２００には、フィルタ部２１０、判定部２３０、バルブ制御部２４０、バルブ２５０が設けられている。フィルタ部２１０は、センサ部１００からの検知信号を所定の周波数帯域に分別する。判定部２３０は、周波数帯域に分別された検知信号に基づいて吐水部からの吐水の可否を判定する。バルブ制御部２４０は、判定部２３０からの信号に基づいてバルブ２５０の開閉を制御する。バルブ２５０は、吐水部３０への水路を開閉する。

ここで、制御部２００についてさらに説明をする。
図６は、制御部を例示するためのブロック図である。
図６に示すように、制御部２００には、フィルタ部２１０、判定部２３０、バルブ制御部２４０、バルブ２５０が設けられている。また、フィルタ部２１０には、フィルタ２１０ａ、フィルタ２１０ｂが設けられている。フィルタ２１０ａは、例えば、所定の周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタとすることができる。また、フィルタ２１０ｂはフィルタ２１０ａの周波数帯域よりも高い周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタとすることができる。

ミキサ部１１８から出力された検知信号は、周波数の低いベースラインに周波数の高い信号が重畳した波形を有する。この高い周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれている。そのため、フィルタ部２１０においてドップラー効果に関する情報を含む高い周波数成分（ドップラー周波数信号）をも取り出すようにしている。

ここで、人体などの被検知体が移動すると、ドップラー効果によって反射波の波長がシフトする。ドップラー周波数ΔＦ（Ｈｚ）は、下記の式（１）により表すことができる。

ΔＦ＝Ｆｓ−Ｆｂ＝２×Ｆｓ×ｖ／ｃ ・・・式（１）

但し、Ｆｓ：送信周波数（Ｈｚ）
Ｆｂ：反射周波数（Ｈｚ）
ｖ：物体の移動速度（ｍ／ｓ）
ｃ：光速（＝３００×１０^６ｍ／ｓ）

センサ部１００に対して被検知体が相対的に移動すると、式（１）で表されるように、その速度ｖに比例した周波数ΔＦを含む検知信号が得られる。検知信号は周波数スペクトラムを有し、スペクトラムのピークに対応するピーク周波数と移動体の速度ｖとの間には相関関係がある。そのため、センサ部１００（ミキサ部１１８）から出力された検知信号の高い周波数成分をフィルタ２１０ａ、フィルタ２１０ｂを介することで所定の周波数帯域に分割し、ドップラー周波数ΔＦを測定するようにすれば、速度ｖを求めることができる。また、各周波数帯域の移り変わりなどを見れば速度の変化（減速／加速）を知ることができる。そして、例えば、判定部２３０において水栓装置を使用するための検知動作を行っていると判定された場合には、バルブ制御部２４０によりバルブ２５０を開放して吐水を行うようにすることができる。なお、日本においては、人体を検知する目的には１０．５０〜１０．５５ＧＨｚまたは２４．０５〜２４．２５ＧＨｚの周波数が使用できる。
また、説明の便宜上、検知信号を２つの周波数帯域に分割する場合を例示したが、これに限定されるわけではない。例えば、検知信号を３つ以上の周波数帯域に分割することもできる。そのようにすれば、被検知体の動作状況の解析をさらに詳細に行うことができる。

また、例えば、直流成分（０Ｈｚ）を含む低い周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタをフィルタ部２１０に設けるようにすれば、被検知体が略静止したことを検知することもできる。この場合、直流成分（０Ｈｚ）を含む低い周波数帯域の検知信号としては、例えば、直流成分（０Ｈｚ）と０Ｈｚを超え３Ｈｚ以下の周波数成分（０Ｈｚ近傍；０Ｈｚ以上、１０Ｈｚ以下の周波数成分）を含む検知信号を例示することができる。ここで、略静止とは、静止状態のみならず静止しようとしている人体の僅かな揺らぎなどをも含んだ状態を言う。

また、フィルタをハードウエアまたはソフトウエアにより構成させることができる。 フィルタをハードウエアにより構成させたものとしては、例えば抵抗器（R)とキャパシタ（C)を構成要素として備えたものを例示することができる。そして、例えば、センサ部１００からの検知信号に対して抵抗器（R)、キャパシタ（C)で構成したハイパスフィルタ、及びローパスフィルタを組み合わせることで、必要な周波数帯を分別及び抽出するフィルタを構成することが可能である。ハードウエアによりフィルタを構成した場合には、安価で簡易的な構成のフィルタを得ることが可能となる。ただし、各電子部品（抵抗器（R)、キャパシタ（C)）の抵抗値や容量値のバラツキの影響を受けて設定した周波数に変動が生じるおそれがあるので、より厳密な周波数設定をすることが困難となる場合もある。

フィルタをソフトウエアにより構成したものとしては、例えばマイクロコンピュータを用いた演算処理によってフィルタリングを行うディジタルフィルタを例示することができる。ディジタルフィルタを用いるようにすれば、フィルタリングする周波数を厳密に設定することができる。そのため、細かい周波数区分を行うことができるので、使用者の動作を的確に判断するのに適しているといえる。ただし、マイクロコンピュータのような演算素子を用いたフィルタリングのため、フィルタの数が多くなると演算時間が長くなる場合もある。この場合、演算時間が長くなると、バルブ２５０の開閉時間が遅くなるなどの問題が発生するおそれがある。また、直流（DC）や直流（DC）近傍の周波数に対してフィルタリングを行うことが出来ないなどの問題もある。
そのため、ハードウエアまたはソフトウエアにより構成されたフィルタを適宜選択するようにするか、両者を組み合わせることでフィルタ部を構成するようにしてもよい。

次に、センサ部１００から放射される電波の放射方向、検知範囲に関して説明する。
図７は、センサ部の検知範囲を例示するための模式図である。なお、図７（ａ）は比較例に係る場合を表し、図７（ｂ）、（ｃ）は本実施の形態に係る場合を表している。
一般的には図７（ａ）に示すように、センサ部１５０の正面に検知範囲１１０が限定的に形成されるように、センサ部にアンテナを設けて放射される電波に所定の指向性を与えるようにしている。このようなある特定の範囲を検知するために指向性を狭く設定した検知範囲１１０が形成される場合、検知範囲１１０が限定されすぎて水栓装置１の使い勝手が悪くなるおそれがある。例えば、検知範囲１１０が限定されすぎると検知範囲１１０が狭いために、検知範囲に被検知体を進入させることが困難となってしまう。また、水栓装置１が公共施設などに設置されている場合には受水部４０が汚れていることが多いため、限定された検知範囲１１０の近傍が汚れている場合には、接触させずとも手などを検知範囲１１０に近づけることに抵抗感が生ずる。
一方、検知範囲１１０をむやみに拡大しすぎると、誤検知をおこし意図しない吐水が行われるおそれがある。

本発明者の得た知見によれば、検知範囲が受水部４０の上縁近傍、すなわち側面および天面の双方に形成されるように拡大させれば、誤検知を抑制しつつ水栓装置１の使い勝手を向上させることができる。
図７（ｂ）は、受水部４０の上縁近傍（側面および天面）に形成された検知範囲１２０を例示したものである。図７（ｂ）に示すように、検知範囲１２０は、受水部４０の上部に設けられたセンサ部１００の正面のみならず、受水部４０の上縁に設けられた天面４６の一部にも接するように形成されている。すなわち、検知範囲１２０が受水部４０の上縁近傍（側面および天面）に形成されている。
図７（ｃ）は、受水部４０の上縁近傍（側面および天面）に形成された検知範囲１２０ａを例示したものである。図７（ｃ）に示すように、検知範囲１２０ａは、受水部４０の上部に設けられたセンサ部１００の正面のみならず、受水部４０の上縁に設けられた天面４６の一部にも接するように形成されている。すなわち、検知範囲１２０が受水部４０の上縁近傍（側面および天面）に形成されている。
なお、図７（ｂ）は、指向性を有する複数の電波（指向性の比較的狭い複数の電波）を複数の方向に向かわせることで受水部４０の上縁近傍（側面および天面）に検知範囲１２０を形成させる場合を表している。また、図７（ｃ）は、電波の拡がりを利用して（指向性の比較的広い電波を用いて）受水部４０の上縁近傍（側面および天面）に検知範囲１２０ａを形成させる場合を表している。すなわち、図７（ｃ）は、センサ部１００ａから放射された１つの電波が複数の方向に向かう場合（指向性の比較的広い電波の場合）を例示したものである。
このように、センサ部から放射され複数の方向に向かう電波により受水部の上縁近傍（側面および前記天面）に検知範囲が形成されるようにすれば、例えば図７（ｂ）や（ｃ）のように電波を放射することで、受水部側面に手をかざす等の動作をすることなく、天面近傍を通過する被検知体の検知信号に基づいてバルブを開閉することも可能となる。そのため、被検知体が洗浄水が供給される場所に到達する前に、吐水が供給されている状態になるため、吐水が遅れることにより使用者が誤検知したと思い、検知範囲を探すために被検知体を動かす等の動作を低減することが出来る。また、被検知体を挿入する場所が吐水により明確になるため、容易に洗浄作業等の水を使う動作を行うことが可能となる。また、図７（ｂ）のように電波を放射することで、天面の検知範囲を通過する被検知体を検知した後に、側面の検知範囲を通過する被検知体を検知することが可能となる。そして、これらの検知範囲を用いてバルブの開閉制御を行うようにすれば、2つの検知範囲を通過したものに対してのみバルブの開閉を行うことが可能となる。そのため、偶然に一方の検知範囲に物体が進入することにより発生するバルブの開閉を抑制することが可能となるため、誤検知を防止することが可能となる。この際、複数の方向に指向性を持った電波を放射しているが、指向性を持った電波の強度に応じて出力される検知信号の電圧値が変化するため、どの方向の電波に対する検知信号かを識別することが可能となる。

図８は、センサ部からの電波の放射方向を例示するための模式図である。なお、図８（ａ）は比較例に係る場合を表し、図８（ｂ）は本実施の形態に係る場合を表している。 一般的には図８（ａ）に示すように、センサ部１５０の正面に検知範囲１０１が限定的に形成されるように、センサ部にアンテナを設けて放射される電波に所定の指向性を与えるようにしている。
このようなある特定の範囲を検知するために指向性を狭く設定した検知範囲１０１が形成される場合、検知範囲１０１が限定されすぎて水栓装置の使い勝手が悪くなるおそれがある。例えば、検知範囲１０１が限定されすぎると検知範囲１０１が狭いために、検知範囲に被検知体を進入させることが困難となってしまう。
そこで、複数の方向に電波を向かわせることで受水部４０の上縁近傍に検知範囲１２０を形成させるようにしている。例えば、図８（ｂ）に示すように、センサ部１００の正面方向に向かう電波１０１と、電波１０１の方向と交差する方向に向かう電波１０２とが形成されるようにしている。なお、図８（ｂ）に図示した場合は、電波１０１の方向と略直行する方向に電波１０２を向かわせているが両者がなす角度は適宜変更することができる。例えば、受水部４０の形状や設置場所などによって適宜変更することができる。また、電波の向かう方向は２方向に限定されるわけではなく３方向以上であってもよい。図８（ｂ）に例示をするものによれば、図７（ｂ）に例示をしたような検知範囲を形成させることができる。なお、図示は省略するが、１つの電波であっても指向性の比較的広い電波を用いることで図７（ｃ）に例示をしたような検知範囲を形成させるようにしてもよい。
すなわち、複数の方向に電波を向かわせることで少なくとも受水部４０の上縁近傍に検知範囲が形成されるようにすればよい。

図９は、複数の方向に電波を向かわせることに関して例示をするための模式図である。 図９に示すように、センサ部１００の放射面には２分岐された導波管１０３が設けられている。そのため、センサ部１００から放射された電波は導波管１０３の分岐部分で２分岐され所望の方向に放射されることになる。このような導波管を用いるものとすれば、容易に複数の方向に電波を向かわせることができる。

図１０は、複数の方向に電波を向かわせることに関する他の実施形態を例示をするための模式図である。なお、図１０（ａ）はアンテナ部を表し、図１０（ｂ）は放射された電波の様子を表している。
センサ部１００に複数のアンテナを有するアンテナ部を設けるようにすれば、複数のアンテナから複数の方向に向けて電波を放射することができる。
図１０（ａ）に示すように、アンテナ部１３０はアンテナ１３０ａ、１３０ｂを有している。アンテナ１３０ａ、１３０ｂは、いわゆるパッチアンテナ方式のアンテナである。そして、例えば、アンテナ１３０ａからはセンサ部１００の正面方向に向けて電波１０１を放射するようにしている。また、アンテナ１３０ｂからは電波１０１の放射方向と交差する方向に向けて電波１０２を放射するようにしている。
このように、パッチアンテナ方式のアンテナを用いて電波を複数の方向に向けて放射するようにすれば、センサ部１００の小型化が可能となる。そのため、センサ部１００の設置場所に関する制約を少なくすることができる。
この場合、給電素子を複数設けたパッチアンテナ方式のアンテナにおいては、各給電素子に入力する電波の位相をずらすことで、電波を分割するようにして複数の方向に向けて放射させることができる。また、各電波の量に関しても位相差によって調整することができる。そのため、電波を出す方向や、どの方向により強く電波を出すのかなどを容易に設計することができる。

図１０（ｂ）はこのようにして放射された電波の様子を表している。なお、図１０（ｂ）においては、色のトーンが暗いほど放射された電波の強度が強いことを表している。

図１１は、複数の方向に電波を向かわせることに関する他の実施形態を例示をするための模式図である。

本実施の形態においては、電波の反射波１０２ａを利用して複数の方向に電波を向かわせるようにしている。そして、複数の方向に向かう電波により受水部４０の上縁近傍に検知範囲を形成させるようにしている。すなわち、強い電波を放射させたい方向には強い電波１０１ａを放射させ、受水部４０を透過した透過波１０１ａにより検知可能としているが、それ以外の方向に対しては強い電波の反射波１０２ａを利用することで検知範囲を広げるようにしている。

前述したように、水栓装置１にセンサ部１００を設ける場合には、電波が放射される方向に比誘電率の低い材料（例えば、陶器や樹脂等）からなる受水部４０（図１に示したものでは左側面４２）や図示しない窓部などが設けられる。

この場合、反射波１０２ａの反射量は、電波１０１ａの最大指向方向に対する受水部４０などの傾き（電波の放射方向に設けられる物質４０ａの傾き）によって決定される。

そのため、図１１に例示をしたものの場合には、電波の放射方向に設けられる物質４０ａに対して角度θをもってセンサ部１００を設けるようにしている。ここで、本発明者の得た知見によれば、角度θを５°以上、４０°以下とすれば、電波を強く放射させたい方向への送信量を大幅に低減することなく、他方向に対しても所望の強さの反射波１０２ａを送信することが可能となる。

ここで、複数の方向に電波を向かわせるためにセンサ部に特別な機能を付加すれば、反射や損失が大きくなるためアンテナから放射される電波量が低減してしまうおそれがある。そのため、電波の放射強度が弱くなり、強い電波を放射したい方向に対して電波を放射することが出来なくなるおそれがある。

本実施の形態によれば、反射波を利用して受水部４０の上縁近傍に検知範囲を形成させるようにしているため、センサ部に特別な機能を付加する必要がない。そのため、損失を抑制することができる。また、センサ部に特別な機能を付加する必要がないので、センサ部の汎用性を高めることができる。そのため、１種類のセンサ部で各種の水栓装置や種々の設置現場に対応することができる。また、水栓装置１を設置する際に、設置環境に合わせた調整が可能となる。

また、図９〜図１１において例示をしたように、複数方向へ電波を向かわせるようにすれば、検知の種類を分割することが可能となる。例えば、図８（ｂ）において、電波１０２により形成される検知範囲を吐水用とし、電波１０１により形成される検知範囲を止水用とすることが可能となる。そのため、各検知範囲に対する検知精度の向上、及び誤検知の防止を行うことが容易となる。

また、検知の種類を分割することができるので、１つのセンサ部で操作系を分割することが可能となる。例えば、図８（ｂ）において、電波１０２により形成される検知範囲を通過した被検知体（例えば、手など）を検知することで吐水の開始をすることができる。一方、電波１０１により形成される検知範囲を通過する吐水流３４を検知することで吐水/止水の判定を行うことができる。また、電波１０１により形成される検知範囲に被検知体（例えば、手など）を挿入することで吐水の開始をすることができる。

本発明の実施の形態に係る水栓装置を例示するための模式斜視図である。 水栓装置の構成を表すためのブロック図である。 センサ部の設置領域を例示するための模式図である。 センサ部の設置領域を例示するための模式図である。 センサ部を例示するためのブロック図である。 制御部を例示するためのブロック図である。 センサ部の検知範囲を例示するための模式図である。 センサ部からの電波の放射方向を例示するための模式図である。 複数の方向に電波を向かわせることに関して例示をするための模式図である。 複数の方向に電波を向かわせることに関する他の実施形態を例示をするための模式図である。 複数の方向に電波を向かわせることに関する他の実施形態を例示をするための模式図である。

符号の説明

１ 水栓装置、１０ 配水管、３０ 吐水部、３２ 吐水口、４０ 受水部、４１ 受水面、４２ 左側面、４３ 後面、４４ 右側面、４５ 前面、１００ センサ部、１０１ 電波、、１０１ａ 電波１０２ 電波、１０２ａ 反射波、１０３ 導波管、１１０ 検知範囲、１２０ 検知範囲、１３０ アンテナ部、１３０ａ アンテナ、１３０ｂ アンテナ、２００ 制御部、２１０ フィルタ部、２１０ａ フィルタ、２１０ｂ フィルタ、２３０ 判定部、２４０ バルブ制御部、２５０ バルブ、θ 角度

Claims (4)

1. 吐水部と、
   前記吐水部からの吐水流が着水する受水面と、前記受水面の周囲に設けられた側面と、前記側面の上縁に設けられた天面と、を有する受水部と、
   前記吐水部への水路を開閉するバルブと、
   前記受水部に設けられ、放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
   前記センサ部からの検知信号に基づいて前記バルブの開閉を制御するバルブ制御部と、
   を備え、
   前記センサ部の検知範囲は、前記センサ部から放射され複数の方向に向かう電波により前記側面および前記天面に形成されること、を特徴とする水栓装置。
2. 前記検知範囲は、前記センサ部から放射される複数の指向性を有する電波によって形成されること、を特徴とする請求項１記載の水栓装置。
3. 前記検知範囲は、前記センサ部から放射され受水部を透過した透過波と、前記受水部において反射した反射波と、によって形成されること、を特徴とする請求項１記載の水栓装置。
4. 前記センサ部は、前記側面の裏側であって、前記吐水部を中心として吐水幅により画される領域以外の領域に設けられること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の水栓装置。