JP2010148671A - システムキッチン - Google Patents
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Abstract
【課題】使用者が意図していない吐水継続動作を防止するシステムキッチンを提供する
【解決手段】
吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチンが提供される。
【選択図】図4
【解決手段】
吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチンが提供される。
【選択図】図4
Description
本発明は、シンク側壁面に設置した電波を放射するセンサの受信信号に基づいて吐水口へ給水するバルブの開閉動作を行うシステムキッチンにおいて、被検知体の静止状態や加速状態を検知することでバルブ閉動作を行うシステムキッチンに関する。
センサから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、これを検知手段として水栓装置の吐止水の自動制御に使用する技術が知られている。
例えば、シンク側壁面に光電スイッチを設け、蛇口に手、または食器を近づけることによって、前記スイッチを動作させて吐水を行うキッチン装置が記載されている。 (特許文献1)
また、筐体内に光スイッチを設け、筐体開放部への手の出し入れにより送水機構の作動有無温水供給と温風供給との切り替え、及び、温水供給時における石けん液の混入の断続を操作する温水温風供給装置が公開されている。
実開昭61−075570
実公平2−39440
しかしながら、特許文献1のように、シンク側壁に配置した光電センサによって、蛇口に近づいた手や食器を検知して吐水を行い、さらに特許文献2のように被検知体の出し入れによって止水も自動制御しようとした場合、たとえば、吐水中に光電センサの検知範囲内に鍋等の物体が進入し、鍋を手や食器と同様に検知してしまい、使用者は鍋をシンク内に置いただけなのに、バルブが開状態のまま吐水継続してしまい無駄な水が発生する可能性がある。
そこで、本発明では、システムキッチンにおいて、バルブ開状態で鍋等の被検知体が一定時間以上静止状態であることを検知した場合に、バルブ閉動作を行うことが可能となり、使用者が意図していない吐水継続動作を防止するシステムキッチンを提供することを目的としている。
目的を達成するための本発明の一態様によれば、吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチンを提供できる。
また、本発明の一態様によれば、吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持することを特徴とするシステムキッチンを提供できる。
また、本発明の一態様によれば、吐水口を有する水栓と、前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、前記バルブは閉動作し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体が加速状態であり、かつセンサへ接近していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持することを特徴とするシステムキッチンを提供できる。
本発明によれば、バルブ開状態において、センサの検知エリア内に置かれた鍋等の被検知体が一定時間以上静止状態であることを検知することで、バルブ閉動作を行うことにより、使用者が意図していない吐水継続動作を防止することが可能となる。
以下、発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1に本発明のシステムキッチンの概略構成図を示す。本発明のシステムキッチン1は、吐水口11を有する水栓10と、吐水口11から吐水される吐水流12を受水するシンク20と、水栓10へ水を供給するための給水管30と電波の送受信を行うセンサ部50と、センサ部50から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口11へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブ40とを有するシステムキッチンであって、センサ部50はシンク側壁21の裏側に設けられ、シンク20内側に検知エリア51を持つように設置された構成になっている。
図1に本発明のシステムキッチンの概略構成図を示す。本発明のシステムキッチン1は、吐水口11を有する水栓10と、吐水口11から吐水される吐水流12を受水するシンク20と、水栓10へ水を供給するための給水管30と電波の送受信を行うセンサ部50と、センサ部50から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口11へ水を供給するかしないかを切り替えるバルブ40とを有するシステムキッチンであって、センサ部50はシンク側壁21の裏側に設けられ、シンク20内側に検知エリア51を持つように設置された構成になっている。
まず、本実施例におけるシンク20の方向関係について示す。図1において、シンク20に対して使用者が使用する場所、例えば、本実施例においては水栓10と対峙する面を前縁側とし、前縁側と対峙する面を後縁側、シンク開放面方向を上方、シンク底面が存在する方向を下方、図面左側を左側方、図面右側を右側方とする。シンクは、前縁側、後縁側、左側方、右側方に存在する側壁と、底面とによって構成されるものである。
なお、各方向に設けられたシンク側壁21と底面22との境界は必ずしも明瞭である必要は無く、例えば、側壁面21同士の接続面が曲面にて形成されていても良い。また、シンク底面22とシンク側壁21とが識別可能な角度、又は形状で形成されていても良い。更に、シンク底面22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良い。またシンク側壁21は全てが同じ深さ方向にて、同じ長さを有することなく、シンク底面22及びシンク全体の形状に応じて変化しても良い。ここで、シンク20とは、図1のようにカウンタ上面60に対して凹部となり吐水口11から吐水される水を受水するようになったものである。
また、吐水流12は、図1のようにシャワー形状である必要はなく、整流やスプレー、滝状等の形状でもよい。
図1においては、水栓10はカウンタ上面60に設置されているが、水栓10はシンク側壁面21に設置されても良い。
また、センサ部50に関して、図2に詳細に示す。センサ部50は、外部に放射した送信波58が、被検知体に反射して戻ってきた受信波59を受信し、その受信信号55から増幅や、フィルタ等による周波数分別などを行い判定信号56を生成する信号処理部52と、信号処理部52から出力された判定信号56によって、バルブ40に対して開閉信号57を送信する制御部53とを有する。本実施例においては、検知信号55から得られる情報を、ノイズ等の影響を低減して判定信号の精度を向上させるために信号処理部52を設けているが、回路の簡易化、小型化を達成するために信号処理回路52を除去することも可能である。その場合には、検知信号55を判定信号56として、制御部53に入力し、バルブ40の開閉制御を行うことになる。
図4のように、吐水口11から吐水されている状態において、鍋などの被検知体150がシンク内に置かれた場合に吐水継続し続けると、吐水流12を使用する意思がない場合にも吐水継続して無駄な水が出る可能性がある。そこで、本発明の一態様のよれば、バルブ40が開状態において、センサ部50が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、バルブ40は閉動作してもよい。閉動作することによって、無駄な水の吐水を防止することが可能となる。
センサ部50による被検知体の静止状態を検知する方法について述べる。静止している被検知体を検知するためには、被検知体の速度情報を取得する必要がある。その為には、例えば電波センサのドップラー周波数信号の利用が望まれる。たとえば吐水している水から反射した信号や、洗い作業を行っている手、手以外の洗浄物などから反射した信号は、被検知体が速度成分を持っているため、図3のようにドップラー周波数信号の基準値200に対する電圧の変化202が比較的大きな値で得られる。一方で、図4のようにセンサの検知エリア51内に鍋のような被検知体150が置かれた場合、被検知体が速度成分を持たないため、図5のようにドップラー周波数信号による電圧の基準値200に対する変化201はほぼ0となる。上記ドップラー周波数信号の特性を利用して、静止状態の被検知体の検知を行う。
なお、本発明における静止状態とは、速度成分を持たない状態を表しており、例えば、シンク内に置かれた鍋などが該当する。手などがかざされている状態は、手の揺らぎなどにより非常に低速な速度成分を含んでいるため静止状態には含まれない。
静止状態の被検知体を検知するためのアルゴリズムについては、例えば検知信号の単位時間当たりの基準値200に対する差分の絶対値の最大値や積算値を測定し、任意に設定した閾値と比較することで被検知体150が静止状態かどうかを判断してもよい。
具体的には、例えば図5のように、所定の閾値203、204を設定し、電圧202が、203よりも小さく204よりも大きい電圧を任意に設定した時間230以上継続した場合に被検知体150が静止状態と判定する。
具体的には、例えば図5のように、所定の閾値203、204を設定し、電圧202が、203よりも小さく204よりも大きい電圧を任意に設定した時間230以上継続した場合に被検知体150が静止状態と判定する。
検知信号について、直流成分を含む信号を利用する場合、静止物を検知していることにより、図6のように検知信号の直流成分が基準値200に対して変動したままほぼ一定の値を示す可能性がある。このような場合、前記アルゴリズムを利用すると、一定となった値が、閾値203よりも大きい、または閾値204よりも小さいと判断された場合などに、被検知体が静止状態であると判断しかねる可能性がある。
そこで、例えば直流成分を含む信号について、図6のように任意に設定した時間231以上基準値200が現れない場合は、被検知体が静止状態であると判断するアルゴリズムを追加しても良い。
また、直流成分を検知信号に含む場合、バルブ開状態で吐水流12を使用中の水はねなどによりシンク側壁面21に水滴などの電波を反射する物体が付着し、検知範囲51内に反射物が現れる可能性がある、その時図7のように基準値として設定していた200に対して電圧値全体が変動してしまうため、前記アルゴリズムを適用すると、吐水流12を使用中でも、基準値200が設定時間231以上現れずに被検知体が静止状態であると判断してバルブを閉じてしまう可能性がある。
そこで、例えば直流成分を含む信号について、図8のように任意に設定した時間410毎に基準値を更新していき、更新した基準値400に対して、新たに閾値403、404を設定し、図5および6で示したアルゴリズムと同様に被検知体の静止状態を検知することで、より精度よくバルブ閉制御を行うことが可能となる。
基準値200の更新方法については、たとえば任意に設定した時間内の電圧の平均値や、任意に設定した時間内の電圧の最大値と最小値との中間値を使用しても良い。
また、所定の時間内における電圧値の最大値と最小値との差分を取得し、所定の閾値と比較することで被検知体の静止状態の検知を行ってもよい。このような方法を用いることによって、基準値を更新する計算の負荷を無くすことができるため、より効率的な処理を行うことが可能となる。
被検知体が静止状態かどうかをより精度よく判定するために、たとえばディジタルフィルタを利用し、検知信号として利用する周波数を限定してもよい。
ただし、静止状態を検知するためには、手をかざした時のような静止状態に近い略静止状態(数Hz)と静止状態とを識別する必要があるため、少なくとも0Hzから10Hz近傍までの周波数を少なくとも含む信号を利用するとよい。
ただし、静止状態を検知するためには、手をかざした時のような静止状態に近い略静止状態(数Hz)と静止状態とを識別する必要があるため、少なくとも0Hzから10Hz近傍までの周波数を少なくとも含む信号を利用するとよい。
図9は、吐水流に対して包丁およびまな板を差し出して洗浄作業を行った場合のドップラー周波数信号を、横軸周波数、縦軸パワースペクトルで表したグラフである。このデータから、戦場作業中には0Hzから30Hz近傍の周波数成分が洗浄物に関わらず現れていることが分かるため、例えば0Hzから30Hzまでの信号のみを抽出して利用することで、照明による余計な周波数ノイズなどを含まずに判断することが可能となり、より精度よく識別可能となる。
バルブ40が閉動作した後に、使用者が吐水操作を意図した動作かどうかをより精度よく判断して無駄な水の吐水を防止するために、検知信号の振幅値の時間的変化を利用した、被検知体の接近、離遠状態の検知をおこなっても良い。
例えば、図10のドップラー周波数信号210は、基準値208に対する電圧変動の絶対値が時系列毎に減少していることを示している。振幅が減少するということは、センサから被検知体までの距離が遠ざかっているということであり、逆に図11のドップラー周波数信号211のように振幅が増加する場合は、センサから被検知体までの距離が近づいていると判断する。
センサに対して被検知体を遠ざけるような行為は、使用者が吐水を意図した動作ではないと考えらる為、振幅の減少を検知した場合には閉状態を維持する必要がある。
つまり、本発明の一態様によれば被検知体150の静止状態の検知によるバルブ40閉止動作後に、振幅が減少していると検知した場合にバルブ40の閉状態を維持することにより、無駄な水の吐水を防止してより使い勝手の良いバルブ開閉制御を行うことが可能となる。
被検知体の離遠状態を検知するための具体的な検知アルゴリズムについて、たとえば図12のようにドップラー周波数信号の基準値に対する差分の絶対値のピーク値205が、任意の閾値206以上であると検知してから所定の設定時間207以内において減少している場合には、被検知体がセンサ部50から遠ざかっていると判断しても良い。
また離遠状態を検知するための信号については、基準値が変動しにくい信号、つまり直流成分を含まない信号を利用するのが望ましい。
被検知体の接近・離遠状態を識別し、さらに加速状態を検知するとより無駄な水の吐水が少ないバルブ開閉制御が可能となる。
たとえばシンク内の被検知体150を移動させる場合に、センサ部50に対して一時的に接近状態になってから、離遠状態に移るようにセンサの前を通過していく移動方法が考えられる。このような場合、離遠状態検知時にバルブを閉動作させるアルゴリズムを適用しても、被検知体が一時的に接近状態となるためバルブ40の閉状態を維持することが困難になり、無駄な水を吐水してしまう可能性がある。
このような場合、一時的にセンサに対して接近状態になっている時は加速状態であるため、加速状態も検知することで、一時的に接近状態になっている披検知体に対してバルブ40の閉状態を維持し、無駄な水の吐水を防止できる。
つまり、被検知体150がセンサ部50から離遠していることを検知してバルブ40の閉状態を維持するだけでなく、被検知体150がセンサ部50に対して接近状態であり、かつ加速状態であることを検知した場合もバルブ40の閉状態を維持することで、無駄な水の吐水が少ないバルブ開閉制御を実現できる。
図13は、被検知体が加速状態で接近している時のドップラー周波数信号を表しており、加速状態の被検知体のドップラー周波数信号212は、周波数が時系列的に上昇している現象がみられる。
加速状態を検知するアルゴリズムとしては、例えば異なる周波数特性をもつ複数のフィルタを信号処理部52に設置し、図14のように複数のフィルタにおいて、より低い周波数の信号を通過させるフィルタ300に任意の閾値220以上の電圧値が現れた後所定時間222以内に、より高い周波数の信号を通過させるフィルタ301に任意の閾値221以上の電圧値が現れた場合に被検知体が加速状態であることを検知してもよい。
被検知体の加速状態および接近、離遠状態の検知アルゴリズムを利用し、たとえば図15のようなフローで組み合わせて処理を実施することによって、より無駄な水が少なく使い勝手のよいバルブ開閉制御を実現できる。
本実施例においては、電波センサを用い、使用する周波数を10.5GHz近傍にて設定を行い、更に非接触にて操作可能な検知範囲を設定している。なお、本発明において、使用する周波数の選定に関わらず、本発明の有する効果と同様の効果を得るものである。
1…システムキッチン、10…水栓、11…吐水口、12…吐水流、20…シンク、21…シンク側壁、22…シンク底面、30…給水路、40…バルブ、50…センサ部、51…検知エリア、52…信号処理部、53…制御部、55…受信信号、56…判定信号、57…バルブ開閉信号、58…送信波、59…受信波、150…被検知体、200…基準値、201…0Hzを含むドップラー周波数信号、202…0Hzより高い周波数成分を含むドップラー周波数信号、203…基準値よりも電圧が高い側の閾値、204…基準値よりも電圧が低い側の閾値、205…ピーク電圧値、206…センサ部への接近、離遠検知のための閾値、207…センサ部への接近、離遠検知のための所定時間、208、離遠状態時の基準値、210…被検知体が加速状態時のドップラー周波数信号、211…センサ部へ接近時のドップラー周波数信号、212…被検知体が加速状態で、センサに対して接近状態時のドップラー周波数信号、222…被検知体の加速状態を検知するための所定時間、230…静止状態の被検知体を検知するための所定時間、300…低周波信号通過フィルタの出力信号、301…300よりも高い周波数通過フィルタの出力信号、400…更新された基準値、403…更新された基準値400よりも電圧が高い側の閾値、404…更新された基準値400よりも電圧が低い側の閾値
Claims (3)
- 吐水口を有する水栓と、
前記吐水口から吐水される水を受水するシンクと、
電波の送受信を行い被検知体の静止状態や加速状態を検知するセンサ部と、
前記センサ部から得られた被検知体の検知情報に基づいて開閉し、前記吐水口へ水を供給
するかしないかを切り替えるバルブと、を有するシステムキッチンであって、
前記センサ部は、前記シンク側壁面に設けられ、且つシンク内側に向けて電波を放射可能な向きに設置されており、
前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、
前記バルブは閉動作することを特徴とするシステムキッチン。 - 前記バルブが開状態において、前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、
前記バルブは閉動作し、さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持する
ことを特徴とする請求項1記載のシステムキッチン。 - 前記バルブが開状態において、
前記センサ部が一定時間以上、被検知体が静止状態であることを検知し続けた場合、
前記バルブは閉動作し、
さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体がセンサから離遠していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持し、
さらに前記バルブが閉動作した後に、被検知体が加速状態であり、かつセンサへ接近していることを検知しても前記バルブは閉状態を維持する
ことを特徴とする請求項1記載のシステムキッチン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008330038A JP2010148671A (ja) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | システムキッチン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008330038A JP2010148671A (ja) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | システムキッチン |
Publications (1)
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---|---|
JP2010148671A true JP2010148671A (ja) | 2010-07-08 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008330038A Pending JP2010148671A (ja) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | システムキッチン |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010148671A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012140778A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Toto Ltd | 給水装置 |
WO2014050225A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 株式会社Lixil | 人体検知センサ及び自動水栓 |
-
2008
- 2008-12-25 JP JP2008330038A patent/JP2010148671A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2014050225A1 (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-03 | 株式会社Lixil | 人体検知センサ及び自動水栓 |
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US10072403B2 (en) | 2012-09-28 | 2018-09-11 | Lixil Corporation | Human body detection sensor and automatic faucet |
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