JP2010013816A - 水栓装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かす動作（横切り動作）を行っても、検知信号の周波数の変化の状況から、使用者が横切り動作を行っていると的確に判定し、吐水を行わない水栓装置を提供する。
【解決手段】吐水部と、吐水部への水路を開閉するバルブと、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得るセンサ部と、センサ部からの検知信号を複数の周波数帯域に分別するフィルタ部と、分別された検知信号の周波数に基づいて吐水部からの吐水の可否を判定する判定部と、判定部からの信号に基づいてバルブの開閉を制御するバルブ制御部と、を備え、判定部は、０Ｈｚ近傍よりも高い前記検知信号の周波数を検知した後に、０Ｈｚ近傍の前記検知信号の周波数を検知し、さらに検知信号の周波数が上昇したことを検知した場合には、吐水部からの吐水を行わない判定をすること、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

特許文献１（実開昭６１−７５５７０号公報）に開示された技術や反射電波の強度をもとに被検知体の有無を検知して吐水を行う技術によれば、誤検知により意図しない吐水が行われるおそれがある。例えば、洗面器やシンク内に置かれた物、あるいは、単にこれらを取ろうとした手を検知して意図しない吐水が行われるおそれがある。

特許文献２（特開２００７−７１６５８号公報）に開示された技術によれば、水栓装置に対して接近してくる手の動きや水栓装置近傍における手の動きを検知することができる。そのため、洗面器やシンク内に置かれた物を誤検知することを抑制することができる。

しかしながら、動体を検知することができても、水栓装置を使用するために実際に被検知体を検知させようとしているのかを判定することが困難となる場合がある。例えば、使用者によっては検知範囲近傍まで手を接近させた後に、電波の送信方向に対して略直交する方向に手を動かす場合がある。使用者のこのような動作（横切り動作）は、水栓装置を使用するための検知動作であるとは限らない。
ここで、反射電波を利用して被検知体を検知するものにおいては、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を確実に検知することができても、略直交する方向に動く被検知体を確実に検知することは困難である。そのため、これが意図しない吐水が行われる要因となるおそれがある。また、このことは被検知体が手の場合に限られず、例えば、手に持った包丁などをセンサ部に検知させようとする場合も同様である。

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、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）を行っても、検知信号の周波数の変化の状況から、使用者がこのような動作（横切り動作）を行っていると的確に判定し、吐水を行わないようにす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、前記吐水部への水路を開閉するバルブと、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を複数の周波数帯域に分別するフィルタ部と、前記分別された検知信号の周波数に基づいて前記吐水部からの吐水の可否を判定する判定部と、前記判定部からの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、前記判定部は、０（零）Ｈｚ近傍よりも高い前記検知信号の周波数を検知した後に、０（零）Ｈｚ近傍の前記検知信号の周波数を検知し、さらに前記検知信号の周波数が上昇したことを検知した場合には、前記吐水部からの吐水を行わない判定をすること、を特徴とする水栓装置が提供される。

本発明によれば、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）を行っても、検知信号の周波数の変化の状況から、使用者がこのような動作（横切り動作）を行っていると的確に判定し、吐水を行わないようにす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、をさらに有する（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）。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の左側面４２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、受水部４０の材質を金属として、少なくともセンサ部１００の前面を覆う部分に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などを設けるようにしてもよい。

また、説明の便宜上、センサ部１００を左側面４２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を吐水部３０が設けられた側の側面以外の側面（左側面４２、右側面４４、前面４５）に設けるようにすることができる。

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、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、電波を用いたセンサとする場合には、デザイン性を損なわないようにするため受水部から目視出来ない様に隠蔽することも可能である。その場合には、センサ近傍に誘導手段を設け、その誘導手段に対して操作を行うようにすることができる。そのようにすれば、デザイン性を損なわず、且つ操作に迷うことなく使用することが可能となる。

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。なお、前記の誘導手段を報知部として使用することも可能である。例えば、誘導手段が光によって表示されるものである場合には、誘導手段に対して手をかざした際に、誘導手段の光を消灯することにより報知を行うようにすることができる。そのようにすれば、使用者が容易に認識することができるようになる。

図３は、センサ部１００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３（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３（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４は、制御部を例示するためのブロック図である。
図４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と、フィルタ２１０ｂとが設けられている。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。そして、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。
なお、本実施の形態においては、水栓装置を使用する使用者の動きや、また使用者が持っている洗浄物の動きに対して検知を行い吐水制御を行うようにしているが、その際１００Ｈｚ未満の信号を検知することにより判別を行うようにしている。
使用者が通常行う動作、例えば手の挿入や引き抜き、歩行等は１００Ｈｚ未満の信号となる。そのため、１００Ｈｚ未満の信号を検知することにより、一般的な人体の動作を判別することが可能となる。また、１００Ｈｚ以上の高い周波数を検知すると、近傍にある蛍光灯ノイズ（１００Ｈｚ、１２０Ｈｚ）や、通信機等で使用される通信ノイズ、水栓装置を使用しない動き（水栓装置の近傍を手が横切る、水栓装置の近傍で走る）等から得られる検知信号をキャンセルすることが可能となる。そのため、ノイズ等による誤検知を防止することが可能となる。

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。周波数帯域の分割数を多くすれば、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、被検知体が略静止したことを検知するために、直流成分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に設けることもできる。この場合、直流成分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以下の周波数成分と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直前の人体の僅かな揺らぎや静止を意識した状態における僅かな動き（本人は静止しているつもりなのに、実際はユラユラと動いている動き）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。
そのため、ハードウエアにより詳細な周波数設定を行う場合、抵抗及びキャパシタの抵抗値や容量の持つ公差が小さいものを選択するようにすれば、設定した周波数帯域に近い値でフィルタリングを行うことが可能となる。

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、ソフトウエアにより演算処理を高速化する場合、フィルタの数を少なくしたり、演算素子の演算速度が速いものを選択したりすれば、演算処理を高速化し、詳細なフィルタリングを高速にて行うことが可能となる。
また、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。
ここで、一般的には、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を検知させている。ところが、使用者が水栓装置を使用する場合、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）を行う場合がある。例えば、受水部にある物を取るために、センサの前で手を通過させる時や、また、物を受水部に置く際に、センサの前を物体が通過する時が該当する。このような動作（横切り動作）は、水栓装置を使用するための検知動作であるとは限らない。そのため、意図しない吐水が行われるおそれがある。
まず、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を検知させる場合を説明する。
図５、図６は、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を検知させる場合を例示するための模式図である。なお、図５はセンサ部１００から被検知体が遠ざかる場合、図６はセンサ部１００に被検知体が近づく場合を表している。なお、センサ部１００から１０．５２５ＧＨｚの電波が放射され、その送信方向に対して略平行な方向に１ｍ／秒の等速度で被検知体２０が遠ざかる、または近づく場合を例示する。

図５（ａ）に示すように、被検知体２０がセンサ部１００から遠ざかる場合には、図５（ｂ）に示したような波形を有する検知信号がセンサ部１００から出力される。すなわち、被検知体２０が遠ざかることで受信波が弱くなるので、時間とともに検知信号の振幅が小さくなる。そして、図５（ｂ）の場合には、被検知体２０がセンサ部１００から等速度で遠ざかるため、検知信号の周波数（波長）はほぼ一定となる。例えば、遠ざかる速度が１ｍ／秒の場合には検知信号の周波数は７０Ｈｚ程度となる。

一方、図６（ａ）に示すように、被検知体２０がセンサ部１００に近づく場合には、図６（ｂ）に示したような波形を有する検知信号がセンサ部１００から出力される。すなわち、被検知体２０が近づくことで受信波が強くなるので、時間とともに検知信号の強度（振幅）が大きくなる。例えば、センサ部１００から一番遠い領域Ａにおける検知信号の振幅が一番小さく、領域Ｂ、領域Ｃと近づくほど検知信号の振幅が大きくなっていく。そして、図６（ｂ）の場合には、被検知体２０がセンサ部１００に等速度で近づくため、検知信号の周波数（波長）はほぼ一定となる。

図７は、センサ部からの距離と検知信号の周波数との関係を例示するための図である。なお、図７（ａ）は測定点を表す模式図、図７（ｂ）〜図７（ｄ）はそれぞれの測定点における検知信号の周波数と電圧（強度）との関係を表したグラフ図である。
図７（ａ）に示すように、測定点はセンサ部１００から０ｍｍ、５００ｍｍ、１０００ｍｍの位置としている。また、センサ部１００から０ｍｍの位置の検知信号の周波数と電圧との関係を図７（ｂ）に示し、５００ｍｍ、１０００ｍｍの位置の検知信号の周波数と電圧との関係を図７（ｃ）、図７（ｄ）にそれぞれ表している。

図７（ｂ）〜図７（ｄ）から分かるように、センサ部１００から遠くなるほどピーク電圧の値は小さくなる。しかしながら、センサ部１００からの距離にかかわらずピーク周波数の値はほぼ一定（７０Ｈｚ程度）となっている。このことは、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を安定して検知することができることを意味する。

そして、前述したように、センサ部１００から出力された検知信号は、フィルタ部２１０により所定の周波数帯域に分割され、判定部２３０により解析される。例えば、振幅の漸増から接近を知ることができ、漸減から離間を知ることができる。また、波長や周波数帯域の変化から速度変化の状態を知ることができる。例えば、振幅が一定であることから等速運動であることが知れ、波長が長く（周波数が低く）なれば減速、波長が短く（周波数が高く）なれば加速していることを知ることができる。このように、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体２０の検知とその状態の分析は容易に行うことができる。

次に、電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かした場合を説明する。 図８は、被検知体である手を電波の送信方向に対して略直交する方向に動かす場合を例示するための模式斜視図である。
図８に示すように、水栓装置１を使用する場合においては、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体（図８に示したものは手２０ａ）を動かす場合がある。

図９は、センサ部からの距離と検知信号の電圧との関係を例示するための図である。なお、図９（ａ）はセンサ部と被検知体との位置関係表す模式図、図９（ｂ）はセンサ部からの距離と検知信号の大きさ（Ｓ／Ｎ比）との関係を表すグラフ図である。
図９（ｂ）に示すように、被検知体２０がセンサ部１００の正面に接近するほど検知信号の大きさ（Ｓ／Ｎ比）は大きくなる。すなわち、図中のＸ＝−１０〜０ｍｍの部分に近づくほど、また、Ｙの値が小さくなるほど検知信号の大きさ（Ｓ／Ｎ比）は大きくなる。そのため、検知信号の大きさから被検知体２０のおおよその位置（電波の送信方向に対して略直交する方向におけるおおよその位置）を知ることができる。

図１０は、センサ部からの距離と検知信号の周波数との関係を例示するための図である。なお、図１０（ａ）は測定点を表す模式図、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）はそれぞれの測定点における検知信号の周波数と電圧との関係を表したグラフ図である。
図１０（ａ）に示すように、測定点はセンサ部１００の正面（０ｍｍ）、正面から左右に５００ｍｍの位置としている。また、センサ部１００の正面から左に５００ｍｍの位置（図中の−５００ｍｍの位置）における検知信号の周波数と電圧との関係を図１０（ｂ）に表している。また、センサ部１００の正面の位置（図中の０ｍｍの位置）における検知信号の周波数と電圧との関係を図１０（ｃ）に表している。また、センサ部１００の正面から右に５００ｍｍの位置（図中の５００ｍｍの位置）における検知信号の周波数と電圧との関係を図１０（ｄ）に表している。
図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）から分かるように、センサ部１００の正面から遠くなるほどピーク電圧の値は小さくなる。ここで、図７において説明をした場合とは異なり、センサ部１００に対する被検知体２０の位置によってピーク周波数が現れる位置が変動しているのが分かる。すなわち、センサ部１００の正面においてはピーク周波数は０Ｈｚ近傍に現れ、正面から遠ざかるほど高い周波数（図中では１５Ｈｚ程度のところ）に現れるようになる。なお、本願明細書において０Ｈｚの近傍とは、０Ｈｚ以上３Ｈｚ以下の周波数帯を意味するものとする。

しかしながら、このようなピーク周波数から導き出される被検知体２０の移動速度は、実際の移動速度とは異なる。すなわち、実際の移動速度よりは遅い移動速度となってしまう。そのため、図７で説明をした場合と同様にして、これらから単純に被検知体２０の状態の分析を行うことはできない。

そこで、検知信号の周波数、または周波数と電圧との変化の状況から、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）をしていることの判定を行うようにしている。

図１１は、検知信号の周波数、電圧の変化の状況を例示するための模式グラフ図である。
図中の「Ｘ１」〜「Ｘ３」の範囲は、電波の送信方向に対して略直交する方向に移動する被検知体２０に対する検知信号の経時的範囲を表している。すなわち、図中の「Ｘ１」の範囲は、被検知体２０がセンサ部１００の正面に来る手前を表している。また、「Ｘ２」の範囲は、被検知体２０がセンサ部１００の正面に来た場合を表している。また、「Ｘ３」の範囲は、被検知体２０がセンサ部１００の正面を通過した場合を表している。
図１１に示すように、「Ｘ１」の範囲においては低い周波数、低い電圧の検知信号が検知される。また、図９（ｂ）で説明をしたように電圧は「Ｘ２」の範囲に向けて漸増する。この場合、「Ｘ１」の範囲におけるピーク周波数は、図１０（ｂ）において例示をしたように、３Ｈｚを超え２０Ｈｚ以下程度である。

また、「Ｘ２」の範囲においては、変動の極めて少ない（周波数の極めて低い）高い電圧の検知信号が検知される。この場合、「Ｘ２」の範囲におけるピーク周波数は、図１０（ｃ）において例示をしたように、０Ｈｚ近傍（０Ｈｚ以上、３Ｈｚ以下程度）である。
すなわち、被検知体２０が「Ｘ１」から「Ｘ２」へと移動することで、検知信号の低い周波数が０（零）Ｈｚ近傍となる。また、検知信号の電圧が増加することになる。

また、「Ｘ３」の範囲においては低い周波数、低い電圧の検知信号が検知される。また、図９（ｂ）で説明をしたように電圧は「Ｘ２」の範囲から遠ざかるにつれて漸減する。この場合、「Ｘ３」の範囲におけるピーク周波数は、図１０（ｄ）において例示をしたように、３Ｈｚを超え２０Ｈｚ以下程度である。
すなわち、被検知体２０が「Ｘ２」から「Ｘ３」へと移動することで、検知信号の０（零）Ｈｚ近傍となった周波数が増加して再び低い周波数が検知される。また、増加した検知信号の電圧が減少して再び低い電圧が検知される。

以上より、検知信号の周波数の変化の状況から、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）を行っていることを確実に判定することができる。すなわち、低い周波数の後に０Ｈｚ近傍の周波数が検知された場合には、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）をしていることが分かる。この場合、低い周波数の後に極めて低い（０Ｈｚ近傍）周波数が検知され、その後再び低い周波数が検知されるか否かをも考慮すれば、より詳細な状況変化の分析を行うことができる。

また、周波数のみならず電圧の変化の状況をも考慮すれば、より確実な判定を行うことができる。すなわち、低い周波数、低い電圧の後に０Ｈｚ近傍の周波数、高い電圧が検知された場合には、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）をしていることがさらに明確に分かる。この場合、低い周波数、低い電圧の後に極めて低い（０Ｈｚ近傍）周波数、高い電圧が検知され、その後再び低い周波数、低い電圧が検知されるか否かをも考慮すれば、より詳細な状況変化の分析を行うことができる。

図１２は、判定部における判定の手順を例示するためのフローチャートである。
なお、図１２に例示をしたフローチャートでは、周波数と電圧の変化の状況を考慮する場合を例示するものである。また、図１１に例示をした「Ｘ１」〜「Ｘ２」の範囲における変化の状況により判定を行う場合を例示するものである。
検知が開始されると、まず、所定の周波数（所定の接近速度）の信号の有無が判定される（Ｓ１）。
すなわち、所定の低い周波数（例えば、ピーク周波数が３Ｈｚを超え２０Ｈｚ以下程度）の信号が現れているのかを判定する。

次に、電圧が所定の閾値以下となっているのかが判定される（Ｓ２）。
すなわち、所定の低い電圧の信号が現れているのかを判定する。
この場合、所定の低い電圧の信号が現れなければ、電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）ではないと判定する。
次に、極めて低い（０Ｈｚ近傍）周波数の信号の有無が判定される（Ｓ３）。
すなわち、極めて低い周波数（例えば、ピーク周波数が０Ｈｚ近傍（０Ｈｚ以上、３Ｈｚ以下程度））の信号が現れているのかを判定する。
この場合、極めて低い周波数の信号が現れなければ、電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）ではないと判定する。
次に、電圧が所定の閾値以上となっているのかが判定される（Ｓ４）。
すなわち、所定の高い電圧の信号が現れているのかを判定する。
この場合、所定の高い電圧の信号が現れなければ、電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）ではないと判定する。
一方、所定の高い電圧の信号が現れれば、電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）であると判定する。
電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）であると判定された場合には、吐水を行わない判定をし、バルブ制御部２４０へ止水保持（バルブ２５０の「閉状態を保持」）の指示を行う。

なお、図１１において例示をしたように、検知信号の周波数の変化の状況から電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作（横切り動作）であるかを判定することもできる。ただし、周波数のみならず電圧の変化の状況をも考慮すれば、より確実な判定を行うことができる。また、前述したように図１１に例示をした「Ｘ３」の範囲をも考慮することができる。すなわち、「Ｘ１」〜「Ｘ３」の範囲における変化の状況により判定を行うこともできる。例えば、前述のＳ４において電圧が所定の閾値以上となった場合には、前述のＳ１（所定の低い周波数の信号が現れているか）、Ｓ２（所定の低い電圧の信号が現れているか）と同様の判定を引き続き行えばよい。このように、「Ｘ１」〜「Ｘ３」の範囲における変化の状況から判定を行うようにすれば、より詳細な状況変化の分析を行うことができる。

また、図５〜図７において説明をした、従来の電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を検知させる場合に追加したり組み合わせたりすることもできる。そのようにすれば、検知信号の周波数特性や検知信号の電圧の変動を確認することで、水栓装置１のハードウエアやソフトウエアを大きく変えることなく、被検知体の動きを多面的に判定することができる。すなわち、電波の送信方向に対して略平行な方向の動作（減速動作、手のスナップ動作等）や、電波の送信方向に対して略直交する方向の動作（横切り動作）についても判定を行うことができ、この判定に基づいて吐水、止水を行うことが可能となる。すなわち、電波の送信方向に対して略直交する方向の動作（横切り動作）を確実に検知することができるので、これに基づいて吐水を行わない判定をし、意図しない吐水がされるのを確実に防止することができる。

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。 電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を検知させる場合を例示するための模式図である。 電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を検知させる場合を例示するための模式図である。 センサ部からの距離と検知信号の周波数との関係を例示するための図である。 被検知体である手を電波の送信方向に対して略直交する方向に動かす場合を例示するための模式斜視図である。 センサ部からの距離と検知信号の電圧との関係を例示するための図である。 センサ部からの距離と検知信号の周波数との関係を例示するための図である。 検知信号の周波数、電圧の変化の状況を例示するための模式グラフ図である。 判定部における判定の手順を例示するためのフローチャートである。

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、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

Claims (2)

1. 吐水部と、
   前記吐水部への水路を開閉するバルブと、
   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を複数の周波数帯域に分別するフィルタ部と、
   前記分別された検知信号の周波数に基づいて前記吐水部からの吐水の可否を判定する判定部と、
   前記判定部からの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、
   前記判定部は、０（零）Ｈｚ近傍よりも高い前記検知信号の周波数を検知した後に、０（零）Ｈｚ近傍の前記検知信号の周波数を検知し、さらに前記検知信号の周波数が上昇したことを検知した場合には、前記吐水部からの吐水を行わない判定をすること、を特徴とする水栓装置。
2. 前記判定部は、０（零）Ｈｚ近傍の前記検知信号の周波数を検知するとともに、前記検知信号の電圧強度が上昇したことを検知した後に、前記検知信号の周波数が上昇するとともに前記検知信号の電圧強度が低下した場合には、前記吐水部からの吐水を行わない判定をすること、を特徴とする請求項１記載の水栓装置。
   

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