JP2010144495A - Water discharge device - Google Patents

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JP2010144495A
JP2010144495A JP2008326545A JP2008326545A JP2010144495A JP 2010144495 A JP2010144495 A JP 2010144495A JP 2008326545 A JP2008326545 A JP 2008326545A JP 2008326545 A JP2008326545 A JP 2008326545A JP 2010144495 A JP2010144495 A JP 2010144495A
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Yuji Ota
祐史 太田
Masami Tsujita
正実 辻田
Hiroyuki Tsuboi
宏之 坪井
Masayuki Nagaishi
昌之 永石
Kensuke Murata
健介 村田
Takuya Matsuo
卓哉 松尾
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Toto Ltd
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Toto Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water discharge device which can start discharge at an optimal timing before an object to be detected reaches a water-discharge section by detecting the acceleration of the object to be detected. <P>SOLUTION: The device includes: a water-discharge section, a sensor for obtaining information about the movement of the object to be detected by the reflex wave of an emitted electric wave, a control section for controlling discharge from the water-discharge section based on a detection signal from the sensor, and a water receiving section for receiving water discharged from the water-discharge section. The control section of the water discharge device starts discharge before the object to be detected reaches the water-discharge section after having detected the acceleration of the object to be detected in the sensor, when it is detected that the speed of the object to be detected reaches at least a predetermined speed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、トイレや洗面台、キッチンなどの水栓設備に設け、電波センサを用いて被検知体を検知して、吐水を制御する吐水装置に関する発明である。   The present invention relates to a water discharge device that is provided in a faucet facility such as a toilet, a wash basin, and a kitchen, detects a detected object using a radio wave sensor, and controls water discharge.

従来の吐水装置は、赤外線センサなどを用いて被検知体である手が吐水口の前に到着したことを検知してから自動で吐水を開始させるものはあった。また、マイクロ波が人体で反射することを利用し、特許文献1のように、水栓装置にマイクロ波センサを設置して、吐水口に差し出した手に反射したドップラー信号の振幅を基に吐水を開始する水栓装置が開示されている。このような場合、被検知体である手が到達点に達したことを検知してから吐水を開始するのでは、吐水のタイミングが遅くなってしまう。また、ドップラー信号の振幅のみによって吐水を制御する場合、差し出した被検知体の形状や面積、材質によって検知距離が変わってしまい、最適なタイミングで吐水することが難しいという問題があった。
特開2006−193954号
Some conventional water discharge devices automatically start water discharge after detecting that a hand, which is a detection target, has arrived in front of a water discharge port using an infrared sensor or the like. In addition, by utilizing the fact that microwaves are reflected by the human body, as disclosed in Patent Document 1, a microwave sensor is installed in the faucet device, and water discharge is performed based on the amplitude of the Doppler signal reflected to the hand that is put out to the water discharge port. A faucet device that initiates the process is disclosed. In such a case, the timing of water discharge will be delayed if water discharge is started after detecting that the hand, which is the detection target, has reached the arrival point. Further, when water discharge is controlled only by the amplitude of the Doppler signal, there is a problem in that it is difficult to discharge water at an optimal timing because the detection distance varies depending on the shape, area, and material of the object to be detected.
JP 2006-193954 A

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は最適なタイミングで吐水を開始することである。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to start water discharge at an optimal timing.

上記目的を達成するために本発明の一態様によれば、吐水部と、放射した電波の反射波によって被検知体の移動に関する情報を取得するセンサ部と、前記センサ部から検知信号に基づいて前記吐水部からの吐水を制御する制御部と、前記吐水部からの吐水を受水する受水部と、を備え、前記制御部は、前記センサ部で被検知体の加速を検知したあと、前記被検知体の速度が所定速度以上になったことを検知したら、前記被検知体が前記吐水部に到達する前に吐水を開始させることを特徴とする吐水装置が提供できる。   In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a water discharge unit, a sensor unit that acquires information on the movement of a detected object by reflected waves of emitted radio waves, and a detection signal from the sensor unit A control unit that controls water discharge from the water discharge unit, and a water receiving unit that receives water discharged from the water discharge unit, and the control unit detects acceleration of the detection object by the sensor unit, When it is detected that the speed of the detected body is equal to or higher than a predetermined speed, it is possible to provide a water discharge device that starts water discharge before the detected body reaches the water discharge section.

本発明によれば、被検知体の加速を検知することにより、被検知体が吐水部に到達する前に最適なタイミングで吐水を開始することができるという効果がある。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, there exists an effect that water discharge can be started at the optimal timing before a to-be-detected body reaches | attains a water discharging part by detecting the acceleration of a to-be-detected body.

以下に、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る吐水装置の概略構成図であり、図1は斜視図、図2は側断面図である。この吐水装置は、センサ部100および制御部200を備えており、吐水口(スパウト)30、陶器製の受水部40等とともに水栓装置を構成している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a water discharger according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view, and FIG. 2 is a side sectional view. The water discharge device includes a sensor unit 100 and a control unit 200, and forms a water faucet device together with a water discharge port (spout) 30, a water receiving unit 40 made of ceramics, and the like.

センサ部100は、マイクロ波やミリ波などの高周波の電波を放射(送信)し、放射した電波が被検知体に反射することによる反射波を受信して、検知範囲A内の被検知体の有無をその検知信号によって判別するものである。   The sensor unit 100 radiates (transmits) a high-frequency radio wave such as a microwave or a millimeter wave, receives a reflected wave generated by the reflected radio wave being reflected on the detection target, and detects the detection target within the detection range A. The presence or absence is discriminated by the detection signal.

図3(a)と図3(b)は、センサ部100と制御部200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、マイクロ波あるいはミリ波などの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、たとえば、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、たと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。制御部200には、フィルタ210、周波数検出部220、判定部230、記憶手段240、バルブ250が設けられている。差分検出部118から出力された検出信号は、まずフィルタ210において高周波数成分が取り除かれる。この際のフィルタリング周波数は、例えば100Hzとすることができる。自動水栓(吐水装置)を使用する使用者の身体や手の接近や離遠の速度は、100Hz以下である場合が多いので、このようにすれば、外乱を除去して精度よく検知できる。
差分検出部118から出力された検出信号は、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。高周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれる。すなわち、身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(=300×10m/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を含む出力信号を得ることができる。出力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。従って、ドップラー周波数ΔFを測定することにより速度vを求めることができる。なお、日本においては、人体を検知する目的には10.50〜1055GHzの範囲、または24.05〜24.25GHzの範囲の周波数が使用できる。
FIG. 3A and FIG. 3B are block diagrams for illustrating the sensor unit 100 and the control unit 200. The sensor unit 100 includes an antenna 112, a transmission unit 114, a reception unit 116, and a mixer unit 118. The antenna 112 connected to the transmission unit 114 emits radio waves in a frequency band of 10 kHz to 100 GHz such as high frequency, microwave, or millimeter wave. Specifically, a transmission wave T1 having a frequency of 10.525 GHz is radiated from the antenna 112, for example. A reflected wave or transmitted wave T <b> 2 from a detection object such as a human body is input to the receiving unit 116 via the antenna 112. Here, the antenna may have a common transmission side and reception side as shown in FIG. 3A, or an antenna 112a is connected to the transmission unit 114 as shown in FIG. 3B. The antenna 112b may be connected to the receiving unit 116.
A part of the transmission wave and the reception wave are respectively input to the mixer unit 118 and synthesized, and for example, a detection signal (reflection signal) reflecting the Doppler effect is output. The detection signal output from the mixer unit 118 is output toward the control unit 200. The control unit 200 includes a filter 210, a frequency detection unit 220, a determination unit 230, a storage unit 240, and a valve 250. From the detection signal output from the difference detection unit 118, first, a high frequency component is removed by the filter 210. The filtering frequency at this time can be set to 100 Hz, for example. In many cases, the speed of approaching or moving away from the body or hand of a user who uses an automatic water faucet (water discharge device) is 100 Hz or less. Thus, disturbances can be removed and accurately detected.
The detection signal output from the difference detection unit 118 has a waveform in which a high frequency signal is superimposed on a low frequency baseline. The high frequency component includes information on the Doppler effect. That is, when the detected object such as the body moves, the wavelength of the reflected wave shifts due to the Doppler effect. The Doppler frequency ΔF (Hz) can be expressed by the following equation (1).

ΔF = Fs−Fb = 2 × Fs × v / c Equation (1)

Where Fs: transmission frequency (Hz)
Fb: reflection frequency (Hz)
v: object moving speed (m / s)
c: speed of light (= 300 × 10 6 m / s)

When the object to be detected moves relative to the sensor unit 100, an output signal including a frequency ΔF proportional to the velocity v can be obtained as represented by Expression (1). The output signal has a frequency spectrum, and there is a correlation between the peak frequency corresponding to the peak of the spectrum and the velocity v of the moving object. Therefore, the velocity v can be obtained by measuring the Doppler frequency ΔF. In Japan, frequencies in the range of 10.50 to 1055 GHz or 24.05 to 24.25 GHz can be used for the purpose of detecting a human body.

図4は、フィルタ210から出力される検知信号の特性を説明する図である。図4(a)は、被検知体としての人体の速度の時間特性の例である。動作開始と共に移動速度は加速し(Aの領域)、その後ある一定速度を保ち(Bの領域)、その後到達地点に近づくと減速して目標地点に近づく(Cの領域)。   FIG. 4 is a diagram for explaining the characteristics of the detection signal output from the filter 210. FIG. 4A is an example of the time characteristic of the speed of the human body as the detection target. As the operation starts, the moving speed accelerates (region A), then maintains a constant speed (region B), and then decelerates and approaches the target point (region C) when approaching the arrival point.

図4(b)は、図4(a)のBの領域のように一定速度の状態で、センサ部100の正面から離縁したときの検知信号(フィルタ210からの出力信号)である。センサ部100の正面から一定速度で離縁する場合、検知信号の周波数は一定であるが、センサ部100の送信するアンテナから被検知体に届く電波強度が電波の拡散によって減少することと、被検知体からの反射波が受信するアンテナに届くまでに拡散によって減衰することから、検知信号の振幅は徐々に小さくなる。   FIG. 4B shows a detection signal (output signal from the filter 210) when the edge is separated from the front surface of the sensor unit 100 at a constant speed as in the region B of FIG. 4A. When separating from the front surface of the sensor unit 100 at a constant speed, the frequency of the detection signal is constant, but the intensity of the radio wave reaching the detected body from the antenna transmitted by the sensor unit 100 decreases due to the diffusion of the radio wave, Since the reflected wave from the body is attenuated by diffusion before reaching the receiving antenna, the amplitude of the detection signal gradually decreases.

図5(a)は、センサ部100の略直行方向を一定速度で通過する際のセンサ部100と被検知体の移動の軌跡を示している。図5(b)は図5(a)のときに現れる検知信号から得られる周波数である。センサ部100の検知信号は、被検知体がセンサ部100への接近やセンサ部100からの離遠の速度の情報を有しているため、図5(b)のようにセンサ部100の近傍に近づく場合は徐々に検知信号の周波数が減少し、センサ部100近傍から離遠する場合は周波数が増加する。この現象は、センサ部100を設置する向きや電波の放射方向には寄らないため、一定速度の横切り動作であっても電波の放射方向を被検知体が離遠する方向のみに向けることで加速だけが検知信号として得ることができる。この場合は、図4(b)のようにセンサ部100から離縁すると振幅が減少することを組み合わせると、センサ部100の近傍を横切ったことが検知できる。一方、同じく一定速度の横切り動作であっても電波の放射方向を被検知体が接近する方向のみに向けることで減速だけが検知信号として得ることができる。この場合は、図4(b)のように接近すると検知信号の振幅が増加することを組み合わせると、センサ部100の近傍を横切ろうとすることが検知できる。また、同じく一定速度の横切り動作であっても電波の放射方向を被検知体が接近と離遠の両方が検知できる方向に向けることで減速と加速の両方が検知信号として得ることができる。この場合は、接近すると検知信号の振幅が増加し、離縁すると振幅が減少することとを組み合わせると、センサ部100の近傍を横切ったことが検知できる。   FIG. 5A shows a trajectory of movement of the sensor unit 100 and the detected object when the sensor unit 100 passes through the substantially orthogonal direction at a constant speed. FIG. 5B shows the frequency obtained from the detection signal that appears in FIG. The detection signal of the sensor unit 100 includes information on the speed at which the detected object approaches or moves away from the sensor unit 100, so that the vicinity of the sensor unit 100 as shown in FIG. The frequency of the detection signal gradually decreases when approaching, and increases when moving away from the vicinity of the sensor unit 100. Since this phenomenon does not depend on the direction in which the sensor unit 100 is installed or the direction of radio wave emission, acceleration is achieved by directing the direction of radio wave emission only in the direction away from the object to be detected, even when traversing at a constant speed. Can only be obtained as a detection signal. In this case, it is possible to detect that the vicinity of the sensor unit 100 has been crossed by combining the decrease in amplitude when separated from the sensor unit 100 as shown in FIG. On the other hand, even when the crossing operation is performed at a constant speed, only the deceleration can be obtained as the detection signal by directing the radiation direction of the radio wave only in the direction in which the detected object approaches. In this case, it is possible to detect that the vicinity of the sensor unit 100 is about to be crossed by combining the increase in the amplitude of the detection signal when approaching as shown in FIG. Similarly, even in a crossing operation at a constant speed, both deceleration and acceleration can be obtained as detection signals by directing the radiation direction of the radio wave in a direction in which the detected object can detect both approaching and separating. In this case, it is possible to detect that the vicinity of the sensor unit 100 has been crossed by combining the amplitude of the detection signal when approaching and the decrease of the amplitude when separating.

本実施形態においては、例えば、判定部220(図3(a)または図3(b))においてこの判断をすることができる。   In the present embodiment, for example, this determination can be made in the determination unit 220 (FIG. 3A or 3B).

なお本発明で示す加速とは、制御部200で判断した周波数が前回、前々回の周波数を上回ることである。これは、検知範囲A内で被検知体の移動速度が実際に上昇することで周波数が上昇しても良いが、被検知体の移動速度が上昇していなくても(一定速度や減速)制御部200で判断した周波数が上昇していれば良い。これは、ドップラーセンサの検知信号の周波数は、センサ部100に対する被検知体の移動する速度であるためである。したがって、図5(b)の通り一定速度であってもセンサ部100で検知した周波数が変化することを利用すると、周波数の上昇を検知できる。また、被検知体の移動する速度が減速であってもセンサ部100への速度が上昇する場合は制御部200で周波数の上昇を検知できる。   In addition, the acceleration shown by this invention is that the frequency judged by the control part 200 exceeds the frequency of last time and the last time. This is because the frequency may be increased by actually increasing the moving speed of the detected object within the detection range A, but the control is performed even if the moving speed of the detected object is not increased (constant speed or deceleration). It is sufficient that the frequency determined by the unit 200 is increased. This is because the frequency of the detection signal of the Doppler sensor is the speed at which the detection target moves with respect to the sensor unit 100. Therefore, when the frequency detected by the sensor unit 100 is changed even at a constant speed as shown in FIG. 5B, an increase in frequency can be detected. In addition, even when the moving speed of the detection target is a deceleration, if the speed to the sensor unit 100 increases, the control unit 200 can detect an increase in frequency.

図6は、被検知体の動作を説明する図である。図6(a)は、人の手を被検知体aとして、被検知体aの移動による検知信号の周波数が、所定周波数以上になったことを検知する場合を表す。図6(b)は、歯ブラシやコップなどの被洗浄体を持つ人の手を被検知体aとして、被検知体aの移動による検知信号の周波数が、所定周波数以上になったことを検知する場合を表す。図6(c)は、人の手に持たれた歯ブラシやコップなどの被洗浄体を被検知体aとして、被検知体aの移動による検知信号の周波数が、所定周波数以上になったことを検知する場合を表す。   FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the detected object. FIG. 6A shows a case where it is detected that a human hand is a detected object a and the frequency of a detection signal due to the movement of the detected object a is equal to or higher than a predetermined frequency. FIG. 6 (b) detects that the frequency of the detection signal due to the movement of the detected body a is equal to or higher than a predetermined frequency, with the person's hand having a body to be cleaned such as a toothbrush or cup as the detected body a. Represents the case. FIG. 6C shows that the object to be cleaned such as a toothbrush or a cup held in a human hand is the object to be detected a, and the frequency of the detection signal due to the movement of the object to be detected is equal to or higher than a predetermined frequency. Indicates the case of detection.

本実施形態においては、使用者の手や被洗浄体が自動水栓に接近する際に、センサ部100で加速と検知して吐水を制御する。   In the present embodiment, when the user's hand or the object to be cleaned approaches the automatic faucet, the sensor unit 100 detects acceleration and controls water discharge.

なお、本発明において、吐水を制御するとは、バルブ250にバルブ250を制御するための信号が伝達されていることであり、吐水部100の吐水する吐水口から吐水を開始しても開始していなくても良い。   In the present invention, controlling water discharge means that a signal for controlling the valve 250 is transmitted to the valve 250, and has started even when water discharge is started from the water discharge port of the water discharge unit 100. It is not necessary.

図6に表した具体例においては、被検知体が動いてセンサ部100の検知範囲A内に入り、到達地点からの距離がe1のときに、センサ部100から制御部200に出力される検知信号の被検知体についての周波数が閾値f1となる(図7(a))。そして、このタイミングで、判定部230は、バルブ250を開いて吐水を開始させる。やがて、被検知体は、到達地点に達するが、その前に達したとき(e1)にバルブ250を開いて吐水を開始させるように判定部230が吐水開始タイミングを制御しているので、被検知体が到達地点に達したときに、遅れることなく吐水が開始される。検知信号から加速を検知してから、すぐにバルブ250を開く必要はなく、一定時間待機させたあと吐水を開始させても良い。   In the specific example shown in FIG. 6, the detection output from the sensor unit 100 to the control unit 200 when the detected object moves and enters the detection range A of the sensor unit 100 and the distance from the arrival point is e1. The frequency of the signal to be detected is the threshold f1 (FIG. 7A). At this timing, the determination unit 230 opens the valve 250 to start water discharge. Eventually, the detected object reaches the arrival point, but when it reaches before that point (e1), the determination unit 230 controls the water discharge start timing so as to start the water discharge by opening the valve 250. When the body reaches the arrival point, water discharge starts without delay. It is not necessary to open the valve 250 immediately after detecting acceleration from the detection signal, and water discharge may be started after waiting for a certain time.

図7(b)は、本発明の第1の実施の形態においての制御部200による吐水開始手順を説明するフローチャートである。制御部200は、センサ部100から検知信号を取得し(ステップS1)、この検知信号から被検知体の周波数を求めて記憶する(ステップS2)。この場合、例えば、検知信号の全周波数帯域(0〜100Hz)の内で最大の振幅を有する周波数を、その被検知体の周波数として求める。   FIG.7 (b) is a flowchart explaining the water discharge start procedure by the control part 200 in the 1st Embodiment of this invention. The control unit 200 acquires a detection signal from the sensor unit 100 (step S1), and obtains and stores the frequency of the detected object from the detection signal (step S2). In this case, for example, the frequency having the maximum amplitude in the entire frequency band (0 to 100 Hz) of the detection signal is obtained as the frequency of the detected object.

次に、制御部200は、求めた被検知体の周波数をもとに、一定速度以上になったか否かを判定する(ステップS3)。この被検知体の加速判定は、今回求めた被検知体の周波数を、前回以前にすでに求めてある被検知体の周波数や、およびあらかじめ設定されている閾値f1と比較することによって判定される。   Next, the control part 200 determines whether it became more than fixed speed based on the calculated | required frequency of the to-be-detected body (step S3). This acceleration determination of the detected object is determined by comparing the frequency of the detected object determined this time with the frequency of the detected object already determined before the previous time and a preset threshold f1.

この場合の加速判定の手順としては、例えば、前回および前々回求めた被検知体の周波数が閾値f1を下回っており、かつ今回求めた被検知体の周波数が閾値f1以上(従って前回の検知信号の周波数よりも高くなっている)であれば、被検知体がセンサ部100に対して加速したと判定し、そうでなければ、被検知体がセンサ部100に対して加速していないと判定する。なお、前回および前々回に求めた被検知体の周波数は、記憶手段240(図2、図3参照)に記憶させ、読み出すことができる。   The acceleration determination procedure in this case is, for example, that the frequency of the detected object obtained last time and before the previous time is lower than the threshold value f1, and the frequency of the detected object determined this time is equal to or higher than the threshold value f1 (accordingly, the detection signal of the previous time). If it is higher than the frequency), it is determined that the detected object has accelerated with respect to the sensor unit 100. Otherwise, it is determined that the detected object has not accelerated with respect to the sensor unit 100. . It should be noted that the frequency of the detected object obtained last time and the last time can be stored in the storage means 240 (see FIGS. 2 and 3) and read out.

その結果、被検知体のセンサ部100へ加速していないと判定した場合には(ステップS3でNO)、上記ステップS1に戻って、再び検知信号を取得する。また、被検知体が加速したと判定した場合には(ステップS3でYES)、バルブ250を開いて吐水を開始させる(ステップS9)。   As a result, when it is determined that the sensor unit 100 of the detected object is not accelerated (NO in step S3), the process returns to step S1 and the detection signal is acquired again. If it is determined that the detected object has accelerated (YES in step S3), the valve 250 is opened to start water discharge (step S9).

以上説明した第1の実施の形態によれば、被検知体が加速して所定周波数f1以上になったことを検知したら、吐水を開始させることにより、被検知体が目標とする到達地点に達すると同時に吐水がなされ、快適に使用できる。   According to the first embodiment described above, when it is detected that the detected object has accelerated to the predetermined frequency f1 or more, the detected object reaches the target arrival point by starting water discharge. At the same time, water is discharged and it can be used comfortably.

このように、本発明の実施の形態1では、被検知体が加速して所定周波数(f1とする)以上になったことを検知したら、被検知体が目標とする到達地点に近づいたものとして、吐水を開始させる。   As described above, in the first embodiment of the present invention, when it is detected that the detected object is accelerated and exceeds the predetermined frequency (assumed to be f1), it is assumed that the detected object approaches the target arrival point. Start watering.

これにより、被検知体が到達地点に達する前に吐水が開始されるので、快適に使用できる。   Thereby, since water discharge is started before a to-be-detected body reaches an arrival point, it can be used comfortably.

図8は、本発明の第2の実施の形態においての被検知体の具体例を説明する側面図である。 図8(a)は、人の手を被検知体aとして、被検知体aが受水部の上縁の近傍を移動して所定周波数f0以下になった直後に所定周波数f1以上になったことを検知する場合を表す。図8(b)は、歯ブラシやコップなどの被洗浄体を持つ人の手を被検知体aとして、被検知体aが受水部の上縁の近傍を移動して所定周波数f0以下になった直後に所定周波数f1以上になったことを検知する場合を表す。図8(c)は、人の手に持たれた歯ブラシやコップなどの被洗浄体を被検知体aとして、被検知体aが受水部の上縁の近傍を移動して所定周波数f0以下になった直後に所定周波数f1以上になったことを検知する場合を表す。   FIG. 8 is a side view illustrating a specific example of the detection target in the second embodiment of the present invention. In FIG. 8 (a), a person's hand is a detected object a, and the detected object a has moved to the vicinity of the upper edge of the water receiving portion and has become a predetermined frequency f1 or more immediately after it has become a predetermined frequency f0 or less. This represents the case where this is detected. In FIG. 8B, a person having a body to be cleaned, such as a toothbrush or a cup, is a body to be detected a, and the body to be detected a moves in the vicinity of the upper edge of the water receiving portion to become a predetermined frequency f0 or less. This represents a case where it is detected that the frequency f1 or higher has been reached immediately after. FIG. 8C shows a body to be cleaned such as a toothbrush or a cup held in a human hand as a body to be detected a. This represents a case where it is detected that the frequency f1 or more is detected immediately after

本実施形態においては、使用者の手や被洗浄体が自動水栓に接近する際に、センサ部100で被洗浄体の移動による周波数が減少したことを検知した後、被洗浄体の移動による周波数が増加したことを検知して吐水を制御する。   In the present embodiment, when the user's hand or the object to be cleaned approaches the automatic faucet, the sensor unit 100 detects that the frequency due to the movement of the object to be cleaned has decreased, and then the movement of the object to be cleaned. Water discharge is controlled by detecting that the frequency has increased.

図9は、使用者が自動水栓を吐水させるために、被洗浄体を吐水口へ移動させる際にセンサ部100の近傍を通過するさせるようにセンサ部100を受水部に設置したときの検知信号の周波数を表したものと吐水のアルゴリズムを示したものであり、図10はそのフローチャートである。   FIG. 9 shows a case where the sensor unit 100 is installed in the water receiving unit so that the user passes through the vicinity of the sensor unit 100 when moving the object to be cleaned to the water outlet in order to discharge the automatic faucet. FIG. 10 is a flowchart showing the frequency of the detection signal and the algorithm of water discharge.

被洗浄体がセンサ部100の近傍をf1以上で通過する際に、センサ部100に接近するにつれて周波数が減少しf1を下回ったことを検知し(ステップS30)、そのときの時間をt1を記憶する(ステップS30)。その後に検知した周波数が上昇しf2となったことを検知し(S31)、そのときの時間t2を記憶する(ステップS41)。このt1とt2がある閾値を満たしている場合(例えばt1とt2の差が閾値以内)は、制御部200で減速と加速が連続したと判断でき、受水部の上縁を通過したとして吐水を制御する(ステップS90)。この際に、f2を上回ることを検知するタイミングt2とバルブ250を制御するタイミングt3は同じ(t2=t3)でも良いが異なって(t2<t3)も良い。また、f1とf2は同じでも異なっても良い。   When the object to be cleaned passes in the vicinity of the sensor unit 100 at f1 or more, it is detected that the frequency decreases and falls below f1 as it approaches the sensor unit 100 (step S30), and the time at that time is stored as t1. (Step S30). Thereafter, it is detected that the detected frequency has increased to f2 (S31), and the time t2 at that time is stored (step S41). When t1 and t2 satisfy a certain threshold value (for example, the difference between t1 and t2 is within the threshold value), it can be determined by the control unit 200 that deceleration and acceleration are continued, and water discharge is performed as having passed through the upper edge of the water receiving unit. Is controlled (step S90). At this time, the timing t2 for detecting exceeding f2 and the timing t3 for controlling the valve 250 may be the same (t2 = t3) or different (t2 <t3). Further, f1 and f2 may be the same or different.

これによって、被洗浄体が到達地点に達する前に吐水を開始させることができる。   Thus, water discharge can be started before the object to be cleaned reaches the arrival point.

次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態においては、被検知体を確実に検知範囲A内を通過させるために、センサ部100の近傍に接近を促す誘導手段50を受水部に設けるものである。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, in order to allow the detected object to pass through the detection range A with certainty, the water receiving unit is provided with guiding means 50 that prompts the proximity of the sensor unit 100.

誘導手段50は、受水部の上縁に設置する。受水部の上縁とは、図11の斜線部のように受水可能な面以外で、略水平の面を持つ場所である。手などの被洗浄体が、受水部の上縁に設置された誘導手段50によってセンサ部100の近傍を通過するため、検知範囲Aを略垂直で上側に設けると、検知信号の周波数変化が大きくなり被洗浄体の移動による減速や加速が検知しやすくなること(図12(a)および図12(b))と、振幅の増減が顕著になることで(図4(b))接近と離遠の情報が得られることを組み合わせることでより高精度な加速の検知ができ、最適な吐水タイミングを実現できる。   The guiding means 50 is installed on the upper edge of the water receiving part. The upper edge of the water receiving portion is a place having a substantially horizontal surface other than the surface capable of receiving water as indicated by the shaded portion in FIG. Since an object to be cleaned such as a hand passes through the vicinity of the sensor unit 100 by the guiding means 50 installed on the upper edge of the water receiving unit, if the detection range A is provided substantially vertically and on the upper side, the frequency change of the detection signal is changed. It becomes larger and it becomes easier to detect deceleration and acceleration due to the movement of the object to be cleaned (FIGS. 12A and 12B), and an increase or decrease in amplitude becomes significant (FIG. 4B). Combining the fact that remote information can be obtained makes it possible to detect acceleration with higher accuracy and realize optimal water discharge timing.

誘導手段50の形状は、例えば誘導手段50を設置する場所から到達地点へ向かう矢印がある図13(a)。また、「センサ」や「スイッチ」という語を含んだ文字(図13(b))や、円形のしるし(図13(c))、角型のしるし(図13(d))でも良い。また、誘導手段50は受水部に印刷しても良いし、受水部の一部を切り欠いてLEDなどで点灯や点滅させても良い。   The shape of the guiding means 50 is, for example, FIG. Further, letters including the words “sensor” and “switch” (FIG. 13B), a circular mark (FIG. 13C), and a square mark (FIG. 13D) may be used. Further, the guiding means 50 may be printed on the water receiving part, or a part of the water receiving part may be cut out and turned on or blinked by an LED or the like.

図14(a)および図14(b)は、第3の実施形態の検知信号の一例である。誘導手段50をセンサ部100の近傍に設置しているとき、被検知体が受水部の外側から受水部に取り付けたセンサ部100の近傍に移動すると、周波数が減少すると共に振幅が増加する。また、被検知体が、センサ部100の近傍から吐水口の近傍へ移動すると、周波数が増加すると共に振幅が減少する。   FIG. 14A and FIG. 14B are examples of the detection signal of the third embodiment. When the guiding means 50 is installed in the vicinity of the sensor unit 100, when the detected object moves from the outside of the water receiving unit to the vicinity of the sensor unit 100 attached to the water receiving unit, the frequency decreases and the amplitude increases. . Further, when the detected object moves from the vicinity of the sensor unit 100 to the vicinity of the water outlet, the frequency increases and the amplitude decreases.

図15は、第3の実施形態の吐水のアルゴリズムの一例である。検知信号から周波数を求めて(ステップS10およびステップS20)被検知体がセンサ部100に対して減速しているかどうか判断し(ステップS30)、減速しているならばYESとして接近の判断に移り、そうでなければNOとして減速検知を続ける。接近に関しては、例えば図4(b)のように、センサから遠い位置より近い位置の方が検知信号の振幅が大きいことを利用し、時間と共に検知信号の振幅が増加することで判断しても良い(ステップS40)。したがって、減速を検知したとしても振幅が減少している場合は、受水部の上縁の通過ではないと判断して、ステップS10からの減速の判断に戻る。減速かつ振幅が増加している場合は、受水部の上縁の通過であると判断して、再び検知信号から周波数を求め(S11およびS21)、加速を判断するステップS31へ移る。周波数の情報から加速したと判断したらそのときの検知信号の振幅が減少していると離遠と判断し、受水部の上縁の通過と判断して、吐水を制御する(ステップS90)。離遠と判断しない場合は、ステップS10からの減速を検知するステップに戻る。   FIG. 15 is an example of a water discharge algorithm according to the third embodiment. The frequency is obtained from the detection signal (step S10 and step S20), and it is determined whether the detected object is decelerating with respect to the sensor unit 100 (step S30). Otherwise, the deceleration detection is continued as NO. As for the approach, for example, as shown in FIG. 4B, it can be determined that the amplitude of the detection signal increases with time by using the fact that the detection signal has a larger amplitude than the position far from the sensor. Good (step S40). Therefore, even if a deceleration is detected, if the amplitude is decreasing, it is determined that the upper edge of the water receiving unit is not passed, and the process returns to the determination of deceleration from step S10. If it is decelerated and the amplitude is increasing, it is determined that it is passing through the upper edge of the water receiving section, the frequency is again obtained from the detection signal (S11 and S21), and the routine proceeds to step S31 for determining acceleration. If it is determined that acceleration has occurred from the frequency information, it is determined that the amplitude of the detection signal at that time has decreased, it is determined to be far away, and it is determined that the upper edge of the water receiving unit has passed, and water discharge is controlled (step S90). If it is not determined to be far away, the process returns to the step of detecting deceleration from step S10.

第3の実施形態によれば、誘導手段50によってセンサ部100の近傍を被検知体が横切ることで、到達地点に向かう一定速度の被検知体の動きからの減速と加速が検知しやすくなり、受水部40近傍を通過し吐水口へ向かう通過を周波数から判断しやすくなるに加え、検知信号の振幅から接近と離遠が判断できるため、さらに最適なタイミングで吐水することができる。   According to the third embodiment, since the detected object crosses the vicinity of the sensor unit 100 by the guiding means 50, it becomes easy to detect deceleration and acceleration from the movement of the detected object at a constant speed toward the arrival point. In addition to making it easier to determine the frequency of passing through the vicinity of the water receiving unit 40 and going to the water outlet from the frequency, it is possible to determine the approach and the distance from the amplitude of the detection signal, so that water can be discharged at a more optimal timing.

次に、本発明の第4の実施形態について説明する。本実施形態においては、第3の実施形態と同様に誘導手段50を設置する場所から到達地点へ向かう矢印や、「センサ」や「スイッチ」という語を含んだ文字図や、円形のしるし、角型のしるしでも良い。また、誘導手段50は受水部に印刷しても良いし、受水部の一部を切り欠いてLEDなどで点灯や点滅させても良い。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as in the third embodiment, an arrow heading from the place where the guiding means 50 is installed to the destination, a character diagram including the words “sensor” and “switch”, a circular mark, and a corner It may be a sign of the mold. Further, the guiding means 50 may be printed on the water receiving part, or a part of the water receiving part may be cut out and turned on or blinked by an LED or the like.

誘導手段50は、受水部の上縁と受水部の受水可能な壁面との間に設けられた操作面に設置する(図16)。操作面の形状は図16(a)のように平面であっても、図16(b)のように曲面であっても良く、操作面の素材は隣接している上縁と受水可能な壁面と同じでも異なっても良い。この場合、センサ部100からの電波の放射方向を吐水口に向けた場合は、センサ部100の近傍を通過する被検知体の移動により加速を検知できるため、最適な吐水タイミングを実現できる。   The guiding means 50 is installed on the operation surface provided between the upper edge of the water receiving portion and the wall surface of the water receiving portion capable of receiving water (FIG. 16). The shape of the operation surface may be a flat surface as shown in FIG. 16 (a) or a curved surface as shown in FIG. 16 (b), and the material of the operation surface can receive water from the adjacent upper edge. It may be the same as the wall or different. In this case, when the radiation direction of the radio wave from the sensor unit 100 is directed to the water discharge port, acceleration can be detected by the movement of the detection object passing through the vicinity of the sensor unit 100, so that an optimal water discharge timing can be realized.

図17は、第4の実施形態の検知信号の一例である。誘導手段50をセンサ部100の近傍に設置しているとき、被検知体が受水部に取り付けたセンサ部100の近傍から吐水口の近傍に移動すると、検知信号の周波数が増加すると共に振幅が減少する。   FIG. 17 is an example of a detection signal according to the fourth embodiment. When the guiding means 50 is installed in the vicinity of the sensor unit 100, when the detected object moves from the vicinity of the sensor unit 100 attached to the water receiving unit to the vicinity of the water outlet, the frequency of the detection signal increases and the amplitude increases. Decrease.

図18は、第4の実施形態の吐水のアルゴリズムの一例である。検知信号から周波数を求めて(ステップS10およびステップS20)被検知体がセンサ部100に対して加速しているかどうか判断し(ステップS30)、加速しているならばYESとして離遠の判断に移り(ステップS40)、例えば、そのときの検知信号の振幅が減少していることから離遠と判断し、受水部から吐水口へ向かって被検知体が移動していると判断して、吐水を制御する(ステップS90)。離遠と判断しない場合は、ステップS10からの加速を検知するステップに戻る。   FIG. 18 is an example of a water discharge algorithm according to the fourth embodiment. The frequency is obtained from the detection signal (step S10 and step S20), and it is determined whether the detected object is accelerating with respect to the sensor unit 100 (step S30). (Step S40) For example, since the amplitude of the detection signal at that time is decreasing, it is determined that the object is far away, and it is determined that the detected object is moving from the water receiving part toward the water outlet, Is controlled (step S90). If it is not determined to be far away, the process returns to the step of detecting acceleration from step S10.

第4の実施形態によれば、誘導手段によってセンサ部100の近傍を被検知体が横切ることで、到達地点に向かう一定速度の被検知体の動きからの加速が検知しやすくなり、受水部40近傍から吐水口へ向かう動きを周波数から判断しやすくなるに加え、検知信号の振幅から離遠が判断できるため、さらに最適なタイミングで吐水することができる。   According to the fourth embodiment, the object to be detected crosses the vicinity of the sensor unit 100 by the guiding means, so that acceleration from the movement of the object to be detected at a constant speed toward the arrival point can be easily detected. In addition to making it easy to determine the movement from the vicinity of 40 toward the water discharge port from the frequency, it is possible to determine the distance from the amplitude of the detection signal, so that water can be discharged at a more optimal timing.

本発明の第1の実施の形態にかかる吐水装置の構成を表す斜視図である。It is a perspective view showing the structure of the water discharging apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態にかかる吐水装置の構成を表す側断面図である。It is side sectional drawing showing the structure of the water discharging apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. センサ部100と制御部200の具体例のブロック図である。3 is a block diagram of a specific example of a sensor unit 100 and a control unit 200. FIG. (a)被検知体が移動する際の速度の時間的変化を示しており、(b)は(a)のBの領域の速度変化におけるセンサ部100から得られる検知信号の振幅を示したものである。(A) shows the temporal change in speed when the detected object moves, and (b) shows the amplitude of the detection signal obtained from the sensor unit 100 in the speed change in the area B of (a). It is. センサ部100の近傍を通過する際に得られる検知信号の周波数を示したものである。The frequency of the detection signal obtained when passing the vicinity of the sensor part 100 is shown. 本発明の第1の実施の形態においての被検知体の具体例を説明する図である。It is a figure explaining the specific example of the to-be-detected body in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態においての被検知体の目標とする到達地点からの距離に対する検知信号の周波数の変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the change of the frequency of the detection signal with respect to the distance from the target arrival point of the to-be-detected body in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態においての被検知体の具体例を説明する図である。It is a figure explaining the specific example of the to-be-detected body in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態においての被検知体の目標とする到達地点までの距離に対する検知信号の周波数の変化の例を示す図とThe figure which shows the example of the change of the frequency of the detection signal with respect to the distance to the target arrival point of the to-be-detected body in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態においての制御部200による吐水開始手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the water discharge start procedure by the control part 200 in the 2nd Embodiment of this invention. 受水部の上縁の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the upper edge of a water receiving part. センサ部100の近傍を通過する際の、通過の軌跡と検知信号の周波数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the locus | trajectory of passage at the time of passing the vicinity of the sensor part 100, and the frequency of a detection signal. 本発明の第3の実施の形態においての誘導手段50の形状の具体例を説明する図である。It is a figure explaining the specific example of the shape of the guidance means 50 in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態においての検知信号の周波数の変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the change of the frequency of the detection signal in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態においての制御部200による吐水開始手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the water discharge start procedure by the control part 200 in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態においての誘導手段50の設置位置の具体例を説明する図である。It is a figure explaining the specific example of the installation position of the guidance means 50 in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態においての検知信号の周波数の変化の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the change of the frequency of the detection signal in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態においての制御部200による吐水開始手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the water discharge start procedure by the control part 200 in the 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

30…吐水口、 40…受水部、 50…誘導手段、 100…センサ部、 112、112a、112b…アンテナ、 114…フィルタ、 220…周波数検出器、 230…判定部、 250…バルブ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Water outlet, 40 ... Water receiving part, 50 ... Guidance means, 100 ... Sensor part, 112, 112a, 112b ... Antenna, 114 ... Filter, 220 ... Frequency detector, 230 ... Judgment part, 250 ... Valve

Claims (5)

吐水部と、
放射した電波の反射波によって被検知体の移動に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部から検知信号に基づいて前記吐水部からの吐水を制御する制御部と、
前記吐水部からの吐水を受水する受水部と、
を備え、
前記制御部は、
前記センサ部からの検知情報に基づいて被検知体の加速を検知したあと、前記被検知体の速度が所定速度以上になったことを検知したら、前記被検知体が前記吐水部に到達する前に吐水を開始させることを特徴とする吐水装置。
A water discharge part,
A sensor unit that obtains information on the movement of the detected object by the reflected wave of the radiated radio wave;
A control unit for controlling water discharge from the water discharge unit based on a detection signal from the sensor unit;
A water receiving part for receiving water discharged from the water discharging part;
With
The controller is
After detecting the acceleration of the detected object based on the detection information from the sensor unit, if it is detected that the speed of the detected object is equal to or higher than a predetermined speed, before the detected object reaches the water discharge unit A water discharge device characterized by causing water discharge to start.
前記センサ部は、吐水部と受水部の受水可能な壁面との間に被検知体を検知するための検知エリアを持つように、受水部に設置したことを特徴とする請求項1記載の吐水装置。 The said sensor part is installed in the water receiving part so that it may have a detection area for detecting a to-be-detected body between the water discharging part and the wall surface which can receive water of a water receiving part. The water discharge apparatus of description. 前記センサ部は、被検知体が受水部の上縁の近傍を通過する際の加速を検知するために、
受水部の開口面より上側でかつ上方に向けて電波を放射するように、受水部に設置したことを特徴とする請求項1記載の吐水装置。
In order to detect acceleration when the detected object passes near the upper edge of the water receiving part,
The water discharging device according to claim 1, wherein the water discharging device is installed in the water receiving portion so as to radiate radio waves upward and upward from the opening surface of the water receiving portion.
前記受水部は、被検知体を前記センサ部が設置されている場所に誘導するための誘導手段を、前記受水部の上縁に有していることを特徴とする請求項2または請求項3いずれか記載の吐水装置。 The said water receiving part has the guidance means for guiding a to-be-detected body to the place in which the said sensor part is installed in the upper edge of the said water receiving part, The Claim 2 or Claim characterized by the above-mentioned. Item 4. The water discharge device according to any one of Items 3 to 4. 前記受水部は、
前記吐水部からの吐水を受水可能な壁面と、
前記吐水部からの吐止水を操作するための操作面と、
を有し、
前記操作面には、被検知体を前記センサ部が設置されている場所に誘導するための誘導手段が設けられていることを特徴とする請求項2または請求項3いずれか記載の吐水装置。
The water receiving part is
A wall surface capable of receiving water discharged from the water discharging unit;
An operation surface for operating water discharge from the water discharge unit;
Have
4. The water discharge device according to claim 2, wherein guiding means for guiding the detected object to a place where the sensor unit is installed is provided on the operation surface. 5.
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