JP2015059386A - 水栓装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光センサを用いた水栓装置において、無駄な電力消費をせずに確実に反射光以外の光を検出して、反射光以外の光に起因する誤動作をしない水栓装置を提供する。【解決手段】水栓装置は、光を投光する投光手段と、前記光が対象物に当たり反射された反射光を受光する第１の受光手段と、前記反射光に応じて受信信号を出力する出力手段と、吐水部に給水する給水路に設けられ、前記給水路を開閉する電磁弁と、前記反射光以外の光を受光する第２の受光手段と、前記出力手段の出力値が所定の状態になったときに人体の有無を判定する処理と、前記出力手段の出力値が第１のしきい値以上になったときに前記第２の受光手段を駆動して前記反射光以外の光の有無を判定する処理と、を実行する制御手段と、を備えている。【選択図】 図２

Description

本発明は、光センサによって人体の有無を検出して吐止水動作を行う水栓装置に関する。

水栓装置では、センサで人体を検出して電磁弁を駆動することにより、吐止水を制御している。特に、ラッチ式電磁弁を採用した水栓装置は、開／閉動作の切り替えの際に瞬間的に電力を消費するのみであり、開または閉の状態を保持するための電力を必要とする通常の電磁弁に比べて駆動電力が少なく、節電に効果がある。しかし、センサとして光センサを用いた場合、太陽光によってセンサが誤検出をしてしまうことがあった。

そこで、太陽光による光センサの誤検出を防止する技術として、特許文献１が知られている。特許文献１には、センサ出力オフのときに反射光の入力がないことを確認するオフ検知の技術が開示されている。

特開２００２−１６８９６６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、頻繁にオフ検知を行っており、その度に光センサを駆動するため多くの電力を消費している。そのため、ラッチ式電磁弁を使用して節電を図っている水栓装置には搭載できない技術であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、光センサを用いた水栓装置において、無駄な電力消費をせずに確実に反射光以外の光を検出して、反射光以外の光に起因する誤動作をしない水栓装置を提供することである。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、水栓装置は、光を投光する投光手段と、前記光が対象物に当たり反射された反射光を受光する第１の受光手段と、前記反射光に応じて受信信号を出力する出力手段と、吐水部に給水する給水路に設けられ、前記給水路を開閉する電磁弁と、前記反射光以外の光を受光する第２の受光手段と、前記出力手段の出力値が所定の状態になったときに人体の有無を判定する処理と、前記出力手段の出力値が第１のしきい値以上になったときに前記第２の受光手段を駆動して前記反射光以外の光の有無を判定する処理と、を実行する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

これにより、頻繁に反射光以外の光のチェック処理を実行するのではなく、反射光以外の光が存在していると想定される状況では、反射光以外の光のチェック処理を実行する。そのため、無駄な電力消費をせずに確実に反射光以外の光を検出して、反射光以外の光に起因する誤動作をしないことを可能とした。

また、請求項２記載の発明によれば、前記第２の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記投光手段と前記出力手段の動作を禁止する、ことを特徴とする。

これにより、反射光以外の光の存在によって光センサが正常な検出動作をできない期間は、光センサの投光動作を停止する。反射光以外の光が存在している期間は、光センサの投光動作を行っても正確な検出判定ができないからである。そのため、反射光以外の光が存在している期間は、光センサの投光動作を停止することで無駄な電力消費をしないことを可能とした。

また、請求項３記載の発明によれば、前記制御手段は、前記出力手段の出力の変動量が所定期間に所定範囲であるとき、前記出力手段の出力レベルを人体無と判断するための基準レベルとして記憶し、前記第２の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記基準レベルの更新を禁止する、ことを特徴とする。

これにより、反射光以外の光の存在によって光センサが正常な検出動作をできない期間は、基準レベルの更新を禁止する。反射光以外の光が存在している期間は、光センサの投光動作を行っても正確な反射量データが得られずに、正確な基準レベルに更新できないからである。そのため、反射光以外の光が存在している期間は、人体検出に利用される基準レベルの更新を禁止することで、基準レベルが反射光以外の光の影響を受けることがなくなり、光センサによる人体検出の精度を落とさないことを可能とした。

また、請求項４記載の発明によれば、前記制御手段は、前記出力手段の出力が、前記基準レベルに第２のしきい値を加算した値以上であれば人体有と判断し、前記第１のしきい値は、前記第２のしきい値以下である、ことを特徴とする。

これにより、人体の検出有無状態が切り替わる前に、反射光以外の光のチェックを必ず行うことになる。反射光以外の光が存在すると、光センサが正常な検出動作をできなくなるが、検出判定が切り替わる程度までの影響を受けていなければ反射光以外の光のチェックをする必要性は低い。言い換えると、光センサの検出状態が切り替わりそうになる手前で反射光以外の光のチェックを行えばよい。

つまり、反射光以外の光のチェック条件を、人体有無の切り替え条件よりも厳しくしなければよい。逆に、反射光以外の光のチェック条件の方をより厳しくしてしまうと、光センサが誤検出をしてしまう可能性がある。こうすることで、より確実に反射光以外の光の存在をチェックすることができ、光センサの誤検出をより確実に防止することを可能とした。

また、請求項５記載の発明によれば、前記制御手段は、人体有から人体無へと判定が切り替わったとき、前記第２の受光手段を駆動する、ことを特徴とする。

これにより、人体を非検出となったときは、反射光以外の光のチェックを必ず行うことになる。反射光以外の光が存在すると、人体による反射光がかき消されてしまうので、光センサは人体を非検出と判断しやすくなる。そのため、人体を検出状態から非検出状態へと切り替わったときは、反射光以外の光による影響を受けている可能性があるため、このタイミングで反射光以外の光のチェックをしておけば、光センサの誤検出を防止することができる。

これにより、光センサの誤検出を防ぎつつ、反射光以外の光のチェックをする頻度を更に少なくできるので、更なる低消費電力での駆動を可能とした。

また、請求項６記載の発明によれば、前記制御手段は、前記第２の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記電磁弁を閉駆動して止水する、ことを特徴とする。

これにより、吐水中に反射光以外の光が出現したときは、光センサの検出状態に関わらずに、強制的に止水する。これは、主に手洗い用途の水栓装置に対しての安全停止動作である。手洗い用途の水栓装置では、人体（手）を検出している期間中は吐水をして、非検出になると止水する。ここで、検出中（吐水中）に、反射光以外の光によって光センサの正確な検出動作ができなくなると、非検出の判断ができずに、止水動作ができなくなってしまう。そこで、吐水中に反射光以外の光が出現したときは、確実に止水動作をすることで、水栓装置の安全停止を可能とした。

また、請求項７記載の発明によれば、前記制御手段は、前記第２の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したとき、人体検出の積算時間が所定値以上であれば、前記電磁弁を駆動して一定時間の吐水動作を行う、ことを特徴とする。

これにより、人体を検出中に反射光以外の光が出現したときは、それまでの検出時間に応じて吐止水動作を切り替える。これは、主に汚物洗浄用途の水栓装置に対しての安全停止動作である。汚物洗浄用途の水栓装置では、人体を一旦検出してから、その後、非検出になると一定時間の便器洗浄（吐水動作）を行う。ここで、人体検出中に、反射光以外の光によって光センサの正確な検出動作ができなくなると、非検出の判断ができずに、便器洗浄ができなくなってしまう。そこで、人体検出中に反射光以外の光が出現したときは、便器洗浄をして、確実に汚物を洗い流すことで、水栓装置の安全停止を可能とした。

本発明によれば、光センサを用いた水栓装置において、無駄な電力消費をせずに確実に反射光以外の光を検出して、反射光以外の光に起因する誤動作をしない水栓装置を提供することができる。

また、本発明は、人体を検出中に吐水する水栓装置と、人体を一旦検出してから非検出後に吐水する水栓装置とのいずれにも適用可能な技術であり、且つ、反射光以外の光を検出した際には確実に安全停止することが可能となる。

第１の実施形態にかかる水栓装置の概略を断面的に示した模式図である。 本発明の水栓装置の回路図である。 センサの検出動作を行う際の動作を示すタイミングチャートである。 反射光以外の光が存在する際のセンサの動作を示すタイミングチャートである。 第１の実施形態にかかる水栓装置のメイン動作を示すフローチャートである。 本発明の水栓装置のセンサ投光サブルーチン動作を示すフローチャートである。 本発明の水栓装置の飽和チェックサブルーチン動作を示すフローチャートである。 本発明の水栓装置の検出判定サブルーチン動作を示すフローチャートである。 本発明の水栓装置のセンサデータ群の更新内容を示す概念図である。 本発明の水栓装置の基準レベル更新サブルーチン動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態にかかる水栓装置のメイン動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態にかかる水栓装置の概略を示した模式図である。 第３の実施形態にかかる水栓装置の概略を示した模式図である。 第３の実施形態にかかる水栓装置のメイン動作を示すフローチャートである。 本発明の水栓装置の便器洗浄サブルーチン動作を示すフローチャートである。 第４の実施形態にかかる水栓装置のメイン動作を示すフローチャートである。 第５の実施形態にかかる水栓装置の概略を示した模式図である。

（１）第１の実施形態：
図１は、本実施形態にかかる水栓装置の概略を断面的に示した模式図である。水栓装置１００は、対象物（人体や物体等）を検出して自動的な吐止水を行うものであり、洗面台に備え付けられる洗面器１に対して吐止水を行う。

洗面器１は、洗面カウンタ２の上面に設けられる。洗面カウンタ２上には、洗面器１のボウル面１ａに対して水を吐出するためのスパウトを構成する水栓３が設けられる。水栓３は、水を吐出する吐水口３ａを有し、この吐水口３ａから吐出される水が洗面器１のボウル面１ａ内に吐出されるように設けられる。

水栓３が吐水口３ａから吐出する水は、給水路４により供給される。給水路４は、水道管等の給水源から供給される水を吐水口３ａへと導く。洗面器１には、排水路５が接続されている。排水路５は、吐水口３ａから洗面器１のボウル面１ａ内に吐水された水を排出する。

水栓装置１００は、電磁弁６と、光センサ部８と、コントローラ部９とを備える。光センサ部８とコントローラ部９は分離されており、光センサ部８は水栓３の内部に収容され、電磁弁６及びコントローラ部９は、洗面台の下側に収容される。

光センサ部８とコントローラ部９は、接続ケーブル７で接続されている。コントローラ部９は接続ケーブル７を介して光センサ部８に電源電圧を供給し、接続ケーブル７を介して光センサ部８を制御する。

電磁弁６は、給水路４に設けられ、給水路４の開閉を行う。電磁弁６が開くと、給水路４から供給される水が吐水口３ａから吐出される吐水状態となり、電磁弁６が閉じると、給水路４から供給される水が吐水口３ａから吐出されない止水状態となる。

電磁弁６は、コントローラ部９に接続されており、コントローラ部９は、電磁弁６を駆動して開／閉動作を制御する。電磁弁６は、コントローラ部９からの制御信号に従って電気的に制御され、給水路４の開閉を行う。このように、電磁弁６は、吐水口３ａから吐水される水の給水路４を開閉する給水バルブとして機能する。

電磁弁６は、いわゆるラッチングソレノイドバルブと称される自己保持型電磁弁（ラッチ式電磁弁）であり、ソレノイドコイルへの一方向への通電によって閉状態から開状態に動作（開動作）し、その後ソレノイドコイルへの通電を遮断しても開状態を保持し、ソレノイドコイルへの他方向への通電によって開状態から閉状態に動作（閉動作）し、その後ソレノイドコイルへの通電を遮断しても閉状態を保持する。

光センサ部８は、吐水口３ａに接近する対象物（手など）を検出する。この吐水口３ａの吐水先が、光センサ部８の検知領域となる。光センサ部８は、伝播波を送信し、送信した伝播波を受けた人体等の対象物から反射した伝播波を受信することにより、対象物の位置や動き等を検出する。

光センサ部８は、例えば、赤外光、可視光等の光センサを用いることが可能である。

光センサ部８は、水栓３の吐水口３ａ近くの内部に設けられ、洗面台の使用者側（図１において左側）に向けて伝播波を送信するように配置される。これにより、光センサ部８は、吐水口３ａに人体が近づいてきたことや、吐水口３ａに近づいた人体から吐水口３ａに向けて手が差し出されたこと等を検出することができる。

光センサ部８は、コントローラ部９に接続される。コントローラ部９には、光センサ部８の出力する信号が入力されており、この信号に基づいて対象物の位置や動き等を検知する。そして、その検出結果に基づいて電磁弁６を制御する。

コントローラ部９は、光センサ部８の出力する信号に基づいて電磁弁６の開／閉動作を制御する。このため、コントローラ部９には、センサ部８からの出力信号が入力される。また、コントローラ部９は、光センサ部８に対して制御信号を出力して、光センサ部８のセンシング動作を制御する。

以上のように、本実施形態の水栓装置１００は、電磁弁６と、光センサ部８と、コントローラ部９とを備え、光センサ部８の検出信号に基づいてコントローラ部９が制御することにより、電磁弁６の開／閉動作が制御される。これにより、吐水口３ａに接近する対象物の検出結果（洗面台の使用者の動き等）に応じた吐水を行う。

また、光センサ部８は常に動作しているのではなく、センシングを必要とするタイミングに動作をするように、コントローラ部９が制御している。これにより、光センサ部８の消費電力を下げることができる。コントローラ部９は、使用者が不便に感じない程度に光センサ部８のセンシング動作の頻度を下げることで、水栓装置１００全体の低消費電力化を図ることができる。

次に、センサの検出動作を説明する。
図２は、本発明の水栓装置１００の回路図である。図３はセンサの検出動作を行う際の動作を示すタイミングチャートである。また、図４は、反射光以外の光が存在する際のセンサの動作を示すタイミングチャートである。

反射光以外の光とは、光センサ部８が発光した光以外のものであり、他の装置の光センサや、照明光、太陽光などである。

図２において、４０は光センサ部８の出力信号である赤外光を投光する投光素子、３０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は光センサ部８を含む水栓装置１００の回路を制御する制御手段であり、光センサ部８の検出結果に応じて電磁弁駆動手段２３を駆動して、水栓の自動吐水を行う。

図１で説明したコントローラ部９は、図２では制御手段２２と電磁弁駆動手段２３に相当する。ＦＥＴ４２と抵抗４１は、投光素子４０に所定の電流を流すための回路であり、制御手段２２から出力されるタイミング信号（ＬＥＤＯＵＴ）により投光素子４０がパルス投光する投光手段５０が形成されている。

抵抗３１とＯＰアンプ３２は受光手段５１を構成し、受光素子３０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３３を介して抵抗１０、１１及びＯＰアンプ１２からなる増幅手段５２に入力され、増幅される。増幅手段５２の出力は、抵抗１３、１４及びＯＰアンプ１５からなる反転手段５３に入力される。反転手段５３では、信号振幅は等しく、その極性が反転する。

また、受光手段５１の出力は制御手段２２にも入力される（ＡＤＩＮ２）。この出力はコンデンサ３３を介していないので、ＡＣ成分だけでなくＤＣ成分も含んだ信号となる。

更に、増幅手段５２の出力はアナログスイッチ１６を介して、また、反転手段５３の出力はアナログスイッチ１７を介して積分手段５４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５４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によってオン／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５４のリセット） を行う。積分手段５４の出力は制御手段２２に入力される（ＡＤＩＮ１）。

ここまで説明した一連の投受光動作を行う回路構成は、図１で説明したセンサ部８に相当する。

また、増幅手段５２と反転手段５３と積分手段５４とは、受光手段５１の出力信号を変換していることから、これらをまとめて出力手段５５と呼ぶこととする。そして、積分手段５４の出力は出力手段５５の出力と等しい。

そして、制御手段２２により信号Ｓ１、Ｓ２、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３のタイミングチャートを用いて説明する。

図３は、センサの検出動作を行う際の動作を示すタイミングチャートである。
まず、パルス投光を行う前に、図３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５４をリセットする。この状態の積分手段５４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。

Ｔ１のタイミングでＬＥＤＯＵＴ信号がオン出力されてＦＥＴ４２がオンして、投光素子４０が投光する。これと同時に、信号Ｓ２がオン出力されてアナログスイッチ１６がオンし、投光素子４０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５４で積分する。

Ｔ２のタイミングでＬＥＤＯＵＴ信号がオフする。これと同時に、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４０が投光していない状態の受信信号を、反転手段５３によって極性を反転させて積分手段５４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３のＴ５のタイミングまで、同一の動作を２回繰り返す。

投光素子４０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反射受光量（ＡＤＩＮ１）を出力する。図２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。

なお、これは図２の構成でそうなるのであって、例えば受光素子３０の取り付け極性、増幅手段５２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。

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、つまり光センサ部８の動作環境にあるランダム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。

以上説明したように、図３は周囲に他の装置の光センサや、照明光、太陽光などの強烈な反射光以外の光が存在しない場合の動作であった。

続いて、反射光以外の光が存在している場合のセンサ動作を図４のタイミングチャートを用いて説明する。
図４は、反射光以外の光が存在する際のセンサの動作を示すタイミングチャートである。

制御手段２２による各種タイミング制御は図３の場合と全く同じである。ここで、反射光以外の光のパワーが強烈であると、受光素子３０に大きな光電流が流れてＯＰアンプ３２の出力が大きくなる。この状況において、その光電流値がＯＰアンプ３２の出力ダイナミックレンジ（出力限界値）に対して余力があれば、ＯＰアンプ１２、ＯＰアンプ１５、ＯＰアンプ２０の出力波形は図３と同様に形成されるが、ＯＰアンプ３２の出力ダイナミックレンジ（出力限界値）に対して余力がない場合、ＯＰアンプ１２の反転入力には信号が発生せず、ＯＰアンプ１２、ＯＰアンプ１５、ＯＰアンプ２０の出力波形は図４のようになる。

これは、ＯＰアンプ１２の反転入力にはＯＰアンプ３２の交流成分の出力のみが伝達されるように前述したコンデンサ３３があるのだが、ＯＰアンプ３２の出力が飽和することで、その交流成分が発生しなくなるためである。そして、ＯＰアンプ１２の反転入力に信号が発生しないので、最終的に積分手段出力（ＯＰアンプ２０の出力量）は０となる。つまり、強烈な反射光以外の光の存在有無によって、積分手段５４の信号量（ＡＤＩＮ１）が正しく取り出せないことになる。

この状況は、例えば、水栓装置１００が太陽光の差し込む場所に設置されているときに発生する。また、水栓装置１００の天井位置に照度の高い照明が設置されていて、その照明の点灯によっても発生する可能性がある。このように、強烈な反射光以外の光が存在する状況では、正確な反射受光量が取り出せず、光センサ部８が誤検出して、水栓装置１００が誤吐水をしてしまう危険性があった。

そこで、本実施形態では、ある所定条件が成立した場合にＯＰアンプ３２の出力信号、即ち受光手段５１の出力（ＡＤＩＮ２）をチェックすることで、この誤吐水を防止しており、その動作を図５のフローチャートを用いて説明する。

図５は、本実施形態にかかる水栓装置１００のメイン動作を示すフローチャートである。

まず、投光タイマと基準レベルタイマをスタートする（Ｓ１００）。次に、投光タイマが０．５秒経過するまでループして待機する（Ｓ１０１）。この０．５秒は光センサ部８の投光周期であり、設置状況などに応じて変更しても構わない。０．５秒が経過すると（Ｓ１０１のＹＥＳ）、投光タイマをリセットスタートする（Ｓ１０２）。これは、次の投光周期（０．５秒）を再び計測するためである。

続いて、飽和フラグが１にセットされているか否かをチェックする（Ｓ１０３）。飽和フラグが１にセットされる条件については後ほど説明するが、飽和フラグの役割は、反射光以外の光によって受光手段５１の出力が飽和しているか否かを示すことである。

飽和フラグが１にセットされている場合は（Ｓ１０３のＹＥＳ）、飽和チェックサブルーチンの処理を実行する（Ｓ１０４）。飽和チェックサブルーチンの処理については後ほど説明するが、このサブルーチンでは、反射光以外の光によって受光手段５１の出力が飽和しているか否かをチェックして、飽和していれば飽和フラグを１にセットして、飽和していなければ飽和フラグを０にクリアしている。

飽和チェックサブルーチンの処理が終わった後は、Ａの位置に戻り、再び投光タイマが０．５秒経過するまでループして待機する（Ｓ１０１）。

一方、ステップＳ１０３で飽和フラグが０にクリアされていれば（Ｓ１０３のＮＯ）、センサ投光サブルーチンを実行する（Ｓ１１０）。センサ投光サブルーチンでは、光センサ部８が図３、図４で説明したタイムチャートの動作を実行する。

図６は、本発明の水栓装置１００のセンサ投光サブルーチン動作を示すフローチャートである。これは、図３、図４のタイムチャートの処理をフローチャートにおとしこんだものである。

まず、カウンタを０にクリアする（Ｓ２００）。このカウンタは投光パルスの発光回数を計測するためのものである。次に、受光回路をＯＮする（Ｓ２０１）。受光回路は、前述した受光手段５１、増幅手段５２、反転手段５３、積分手段５４を含んだ回路である。受光回路にはＯＰアンプが複数存在しており、それらに対して常に電源供給をしていると電力を消費してしまう。そこで、このように、投光動作を行うタイミングでのみ電源供給することで低消費電力化している。

続いて、Ｓ１を一定時間ＯＮする（Ｓ２０２）。これは、図３、図４で説明した積分手段のリセット動作に相当する。フローチャート上ではＯＮ時間を１００ｕｓとしているが、回路特性に応じてＯＮ時間を変更しても構わない。

続いて、ＬＥＤＯＵＴとＳ２を一定時間ＯＮする（Ｓ２０３）。これは、図３、図４で説明したＴ１からＴ２の動作に相当する。フローチャート上ではＯＮ時間を１００ｕｓとしているが、回路特性に応じてＯＮ時間を変更しても構わない。

続いて、Ｓ３を一定時間ＯＮする（Ｓ２０４）。これは、図３、図４で説明したＴ２からＴ３の動作に相当する。フローチャート上ではＯＮ時間を１００ｕｓとしているが、回路特性に応じてＯＮ時間を変更しても構わない。

その後、カウンタを１加算して（Ｓ２０５）、カウンタが２に達したか否かをチェックする（Ｓ２０６）。カウンタが２に達していなければ（Ｓ２０６のＮＯ）、再びＬＥＤＯＵＴとＳ２のＯＮ動作に戻る（Ｓ２０３）。これは、図３、図４で説明したＴ３からＴ５の動作に相当する。カウンタは、投光パルスの発光回数を表しており、図３、図４のように２回発光する場合は、カウンタの比較値は２となる。

カウンタが２に達した場合は（Ｓ２０６のＹＥＳ）、ＡＤＩＮ１を測定する（Ｓ２０７）。ＡＤＩＮ１は積分手段５４の出力値であり、今回の投光動作による反射受光量（センサデータ）を示している。この反射受光量の変化によって人体の検出をしており、以降、反射受光量のことをセンサデータと呼ぶ。更に言い換えると、このセンサデータは出力手段５５の出力となる。 ＡＤＩＮ１の測定終了後は、受光回路をＯＦＦして、図５のメインフローに戻る（Ｓ２０８）。

続いて、図５のメインフローでは、センサデータに変化があったか否かをチェックする（Ｓ１１１）。具体的には、今回のセンサデータ結果（今回のＡＤＩＮ１の測定値）と前回のセンサデータ結果（前回のＡＤＩＮ１の測定値）を比較して、差異があるか否かをチェックしている。

例えば、前回のセンサ動作時点では反射光以外の光が存在していなければ、図３に示すセンサデータとなり、今回のセンサ動作時点では反射光以外の光が存在していれば、図４に示すセンサデータとなる。この場合、センサデータの結果に差異が生じるので「センサデータに変化あり」（Ｓ１１１のＹＥＳ）となる。

なお、この差異が発生したとするしきい値（第１のしきい値）については水栓装置１００の設置状況下に応じて適宜設定してよい。例えば、水栓装置１００が使われていない状態のセンサデータが４０程度であったとすれば、差異のしきい値は５程度とすることができる。つまり、今回のセンサデータと前回のセンサデータの差分が５以上であれば、「センサデータに変化あり」となる。

また、センサデータに変化があったか否かの別のチェック方法としては、後述する基準レベルとの差異を比較してもよい。基準レベルとは人体を検出していない状態でのセンサデータ値であり、微妙な誤差を吸収するために複数センサデータの平均値を使用している。今回のセンサデータが基準レベルと比較して差異が生じていれば「センサデータに変化あり」としてよい。

この場合も、基準レベルが４０であった場合は、差分のしきい値（第１のしきい値）を５としてよい。

センサデータに変化ありとなった場合は（Ｓ１１１のＹＥＳ）、飽和チェックサブルーチンを実行する（Ｓ１１２）。

図７は、本発明の水栓装置１００の飽和チェックサブルーチン動作を示すフローチャートである。

まず、受光回路をＯＮする（Ｓ３００）。図６で説明したセンサ投光サブルーチンと同様、受光回路は必要なときにだけＯＮするので、無駄な電力を消費せずにすむ。次に、ＡＤＩＮ２を測定する（Ｓ３０１）。ＡＤＩＮ２は受光手段５１の出力値であり、反射光以外の光の存在によって、この出力値は変動する。本実施形態の回路構成では、反射光以外の光が強くなるにしたがって、ＡＤＩＮ２の値は大きくなる。ＡＤＩＮ２の測定値によって、反射光以外の光の検出をしており、以降、ＡＤＩＮ２の値を反射光以外の光データと呼ぶ。

反射光以外の光データの測定が終了した後は、受光回路をＯＦＦする（Ｓ３０２）。
なお、飽和チェックサブルーチンでは、ＡＤＩＮ１（積分手段５４の出力）は測定する必要がない。そのため、受光回路に供給する電源は、受光手段５１のみとしてもよい。そうすることで、更なる低消費電力化を実現できる。

そして、測定した反射光以外の光データ値が大きいか否かをチェックする（Ｓ３０３）。ここでいう「反射光以外の光データ値が大きいか否か」とは、受光手段５１の出力値が、ＯＰアンプ３２の出力限界値付近に達しているか否か、即ち、ＯＰアンプ３２の出力が飽和していないか否かをチェックしているということである。

例えば、ＯＰアンプ３２の出力限界値を３．０Ｖと定めるのならば、測定した反射光以外の光データ値が３．０Ｖ相当以上であれば、「反射光以外の光データ値が大きい」ということになり、飽和とみなす。

なお、この飽和とみなすしきい値については、ＯＰアンプ３２の出力限界値よりも若干低めに設定しても構わない。これは、出力限界値付近では、ＯＰアンプ３２の能力が不安定になりやすく、センサデータの周波数特性や出力のリニア性が失われてしまうためである。例えば、ＯＰアンプ３２の出力限界値が３．０Ｖであるのならば、飽和のしきい値は２．５Ｖ程度に設定しておくと、より安定したセンサデータを得ることができる。

このように、受光手段５１の出力（ＯＰアンプ３２の出力）が完全に飽和する手前で「飽和している」と制御上ではみなすことも、本発明の技術範囲には含まれている。

反射光以外の光データ値の測定結果によって、測定値が大きい場合は（Ｓ３０３のＹＥＳ）、飽和フラグを１にセットしてメインフローに戻る（Ｓ３０４）。測定値が大きくなければ（Ｓ３０３のＮＯ）、飽和フラグを０にクリアして、メインフローに戻る（Ｓ３０５）。

図５のメインフローに戻ると、飽和フラグが１にセットされているか否かをチェックする（Ｓ１１３）。０にクリアされていれば（Ｓ１１３のＮＯ）、検出判定サブルーチンを実行する（Ｓ１３０）。なお、ステップＳ１１１にて、センサデータに変化なしとなった場合にも（Ｓ１１１のＮＯ）、ステップＳ１３０を実行する。

図８は、本発明の水栓装置１００の検出判定サブルーチン動作を示すフローチャートである。

ここでは、センサデータの測定値（ステップＳ１１０で測定した今回のセンサデータ）が、所定値（基準レベルに検出しきい値（第２のしきい値）を加算した値）以上であるか否かをチェックする（Ｓ４００）。所定値以上であれば（Ｓ４００のＹＥＳ）、検出フラグを１にセットしてメインフローに戻る（Ｓ４０１）。そうでなければ（Ｓ４００のＮＯ）、検出フラグを０にクリアしてメインフローに戻る（Ｓ４０２）。

ここで、基準レベルとは人体を検出していないときのセンサデータ群の演算値であり、この基準レベルに対して検出しきい値（第２のしきい値）以上のセンサデータの出力状態変化があれば、人体ありと検出している。基準レベルの設定手段については、後述の基準レベル更新サブルーチンの中で説明する。

例えば、基準レベルが４０で、検出しきい値（第２のしきい値）を１０とすると、今回のセンサ投光動作によるセンサデータが５０以上の状態になれば、人体ありと検出することになる。

なお、検出しきい値（第２のしきい値）の大きさは、水栓装置１００の設置状況などに応じて適宜変更しても構わない。

続いて、図５のメインフローでは、センサデータ履歴の更新処理を実行する（Ｓ１３１）。これは、過去にセンサ投光動作をしたときの複数センサデータ結果を履歴として管理する処理である。ここで管理されているセンサデータ履歴は、ステップＳ１１１と、後述する基準レベル更新サブルーチンの中で使用している。

ステップＳ１１１では、今回のセンサデータと前回のセンサデータとの差異をチェックしていたので、ステップＳ１１１の処理には、前回のセンサデータが必要となる。そのため、センサデータ履歴として、前回のセンサデータを管理しておく必要がある。

また、後述する基準レベル更新サブルーチンでは、過去のセンサデータ群から基準レベルを算出している。

図９は、本発明の水栓装置１００のセンサデータ群の更新内容を示す概念図である。

センサデータを記憶しておくブロック領域は４つある（Ｍ１からＭ４）。ステップＳ１３１を実行する前は、Ｍ１には前回のセンサデータ（過去１回目のセンサデータ）、Ｍ２には過去２回目のセンサデータ、Ｍ３には過去３回目のセンサデータ、Ｍ４には過去４回目のセンサデータが記憶されている。

ステップＳ１３１が実行された後は、Ｍ１には今回のセンサデータ、Ｍ２には前回のセンサデータ（過去１回目のセンサデータ）、Ｍ３には過去２回目のセンサデータ、Ｍ４には過去３回目のセンサデータが記憶更新される。つまり、Ｍ１からＭ４には、過去４回分のセンサデータが常に更新されていくことになる。

ここで、ステップＳ１１１を実行する段階では、センサデータ群は更新前であるので、前回のセンサデータはＭ１に記憶されている。つまり、ステップＳ１１１では、今回のセンサデータとＭ１領域のセンサデータとの差異をチェックしていることになる。なお、本実施形態では記憶ブロック数を４回分としたが、記憶ブロック数は適宜増減しても構わない。続いて、メインフローでは、基準レベル更新サブルーチンを実行する（Ｓ１３２）。

図１０は、本発明の水栓装置１００の基準レベル更新サブルーチン動作を示すフローチャートである。

まず、センサデータが安定しているか否かをチェックする（Ｓ５００）。センサデータが安定しているとは、所定の期間でサンプリングされたセンサデータ群の変動量が所定の範囲に入っているということである。ここでは、図９で説明したセンサデータ群を演算して、センサデータの安定度をチェックする。具体的には、Ｍ１からＭ４のセンサデータ群から最大値と最小値を探し出し、その差分をチェックする。差分が小さければ「センサデータは安定している」と判断する。例えば、最大値と最小値の差分が３以下であれば、センサデータは安定していると判断できる。センサデータが安定していないと判断する状況としては、人体を検出してセンサデータが大きく上がったとき、反射光以外の光によってセンサデータが大きく下がったときが想定される。

なお、センサデータの安定度のチェック方法としては、前述の方法によらず、標準偏差値で判断してもよいし、最大値（又は最小値）と平均値との差分値で判断してもよい。他にも様々なチェック方法が考えられるが、チェック方法自体は本発明の特徴を限定するものではない。

ステップＳ５００において、センサデータが安定していれば（Ｓ５００のＹＥＳ）、基準レベルタイマが６０秒経過しているか否かをチェックする（Ｓ５０１）。基準レベルタイマは、図５のメインフローで最初にタイマスタートさせている（Ｓ１００）。

６０秒を経過していれば（Ｓ５０１のＹＥＳ）、センサデータ平均値を基準レベルとして更新してメインフローへ戻る（Ｓ５０２）。ここで、センサデータ平均値とは、Ｍ１からＭ４に記憶しているセンサデータ群の平均値のことである。一方、６０秒を経過していなければ（Ｓ５０１のＮＯ）、何もせずにメインフローへ戻る。

また、ステップＳ５００にてセンサデータが安定していないと判定した場合は（Ｓ５００のＮＯ）、基準レベルタイマをリセットスタートしてメインフローへ戻る（Ｓ５０３）。

このように、基準レベル更新サブルーチンでは、センサデータが安定している状態が継続していれば、その安定している状態のセンサデータを基準レベルとして更新している。周囲の環境によって基準レベルを最適値に更新するので、安定したセンサ検出動作が実現できている。

なお、本実施形態では、継続時間を６０秒としているが、水栓装置１００の設置状況などに応じて時間を適宜変更しても構わない。

続いて、図５のメインフローに戻ると、吐水フラグが１にセットされているか否かをチェックする（Ｓ１４０）。吐水フラグは現在の吐水状態を示しており、吐水中は１にセットされている。

吐水フラグが０にクリアされている場合は（Ｓ１４０のＮＯ）、検出フラグのチェックを実行する（Ｓ１４１）。

検知フラグが１にセットされていれば（Ｓ１４１のＹＥＳ）、電磁弁を開駆動して吐水を開始する（Ｓ１４２）。そして、吐水フラグを１にセットして（Ｓ１４３）、Ａ地点（Ｓ１０１の手前）へと戻る。また、検出フラグが０にクリアされていれば（Ｓ１４１のＮＯ）、そのままＡ地点（Ｓ１０１の手前）へと戻る。

一方、ステップＳ１４０にて、吐水フラグが１にセットされていれば（Ｓ１４０のＹＥＳ）、検出フラグのチェックを実行する（Ｓ１５１）。

検出フラグが０にクリアされていれば（Ｓ１５１のＮＯ）、電磁弁を閉駆動して吐水を終了する（Ｓ１５２）。そして、吐水フラグを０にクリアして（Ｓ１５３）、Ａ地点（Ｓ１０１の手前）へと戻る。また、検出フラグが１にセットされていれば（Ｓ１５１のＹＥＳ）、そのままＡ地点（Ｓ１０１の手前）へと戻る。

このように、ステップＳ１４０以降の処理は、人体を検出している期間は吐水を継続する制御内容となっている。これは、手洗い用途の水栓装置に適した処理内容である。

ここで、図５のメインフローで、まだ説明をしていない処理内容を説明する。ステップＳ１１３の処理において、飽和フラグが１にセットされている場合は（Ｓ１１３のＹＥＳ）、検出フラグを０にクリアする（Ｓ１２０）。

そして、吐水フラグが１にセットされているか否かをチェックする（Ｓ１２１）。吐水フラグが１にセットされていれば（Ｓ１２１のＹＥＳ）、閉駆動をして（Ｓ１２２）、吐水フラグを０にクリアして（Ｓ１２３）、Ａ地点（Ｓ１０１の手前）へと戻る。吐水フラグが０にクリアされていれば（Ｓ１２１のＮＯ）、そのままＡ地点（Ｓ１０１の手前）へと戻る。

ステップＳ１２０からステップＳ１２３は、受光手段５１の出力が飽和しているとみなしたときは、強制的に止水をする処理内容となっている。

受光手段５１の出力が飽和しているときは、図４のように積分手段５４の出力がなくなるために正確な人体検出動作ができなくなる。そこで、受光手段５１の飽和を検出したときは、水栓装置１００が安全に停止するように強制止水している。

また、ステップＳ１０３からステップＳ１０４は、受光手段５１の出力が飽和しているとみなしたときは、通常のメイン動作を禁止（省略）して、飽和状態が解除するタイミングを待っている。

これは、受光手段５１が飽和状態である状況下で、センサ投光サブルーチン（Ｓ１１０）、検出判定サブルーチン（Ｓ１３０）、センサデータ履歴の更新（Ｓ１３１）、基準レベル更新サブルーチン（Ｓ１３２）、吐水処理（Ｓ１４０からＳ１５３）の処理を実行すると、光センサ部８の誤検出並びにコントローラ部９の誤吐水につながるためである。

反射光以外の光の存在がなくなり、ステップＳ１０４の飽和チェックサブルーチンによって飽和状態が解除されると（飽和フラグが０にクリアされると）、通常のメイン動作に復帰する（Ｓ１１０以降を実行する）。

また、飽和チェックサブルーチンの処理はステップＳ１０４以外にも、ステップＳ１１２で実行されている。ステップＳ１１２の飽和チェックサブルーチンの処理は、センサデータに変化があったときに実行されており（Ｓ１１１のＹＥＳ）、センサデータが安定しているときは実行されない。

つまり、図３のタイムチャートの状態が継続中（反射光以外の光が存在しない状況下）では、飽和チェックサブルーチンは実行されず、図３から図４の状態に切り替わったときに（反射光以外の光が存在する状況に切り替わったときに）実行される。

このように、頻繁に反射光以外の光のチェックをするのではなく、反射光以外の光が存在していると想定される状況下では飽和チェックサブルーチンを実行するので、無駄な電力を消費せずに、確実に反射光以外の光を検出でき、最終的には誤吐水を防止することが可能である。

また、受光手段５１の出力はＡＤＩＮ２として制御手段２２に直接入力されている一方、コンデンサ３３と出力手段５５とを介してＡＤＩＮ１としても制御手段２２に入力されている。既に説明したように、前者は反射光以外の光によって受光手段５１の出力が飽和しているか否かのチェックに使用し、後者は人体の検出判定に使用している。

人体の検出判定では、微小な反射光であるために、そのままの信号量では正確な検出判定ができない。反射光が微小である理由は、水栓装置１００の低消費電力化のために投光素子４０に流す電流を極限まで小さくしていることと、光が人体に反射する際に大きく減衰するためである。そのため、増幅手段５２で信号増幅している。

更に、ノイズ耐性を上げるために反転手段５３と積分手段５４とを使って同期積分をしている。こうすることで、ホワイトノイズに代表されるようなランダムノイズを除去することができる。

一方、反射光以外の光によって受光手段５１の出力が飽和する際は、投光素子４０の投光パワーに対して圧倒的に大きな光パワーを受光している。そのため、出力手段５５を使っての信号処理は不要であり、受光手段５１が受光した光電流の信号量で十分な検出が可能である。

つまり、人体検出の際は微小信号を処理するので複雑な受光回路が必要となるが、反射光以外の光をチェックする際は巨大信号を処理するので複雑な受光回路は必要ない。

そして、これまで説明したように受光手段５１は人体の検出判定と反射光以外の光のチェックの両方に使用可能である。つまり、人体検出のための反射光を受光する受光手段（第１の受光手段）と、ノイズである反射光以外の光を受光する受光手段（第２の受光手段）とを１つの受光手段５１で兼用している。

もちろん、人体の検出用に受光手段を設けて、反射光以外の光のチェック用に別の受光手段を設けることも可能であるが、人体検出用の受光手段でまかなうことができる以上、受光手段５１として１つに集約した方が、受光回路の効率化と低コスト化が可能である。

また、反射光以外の光の存在によって受光手段５１の出力が飽和しているときは、通常のメイン動作を省略（禁止）している。メイン動作の中には、センサの投光動作（Ｓ１１０）と基準レベルの更新処理（Ｓ１３２）が含まれている。

これまで説明したように、反射光以外の光によって受光手段５１の出力が飽和しているときは、人体の検出が正常にできない。つまり、飽和している期間中は、センサの投光動作をしても無駄である。

そのため、センサの投光動作を禁止することで、反射光以外の光を検出している期間中の消費電力を小さくすることが可能である。

同様に、反射光以外の光の存在によって受光手段５１の出力が飽和しているときは、人体検出の判定に必要な基準レベルも正常に更新できない。つまり、センサの投光動作を行っても正確な反射受光量が得られない。

そのため、基準レベルの更新処理を禁止することで、記憶している基準レベルが反射光以外の光の影響を受けることがなくなり、基準レベルを正常な状態に保つことができ、人体検出の精度を落とさずにすむ。

また、図５のステップＳ１１１とステップＳ１３０（特に図８のＳ４００）の関連性について追加で説明する。

ここで、反射光以外の光によって飽和しているか否かのチェックに進む条件（Ｓ１１１のＹＥＳ）は、人体の検出状態が切り替わる条件よりも緩めにしておいた方が望ましい。

例えば、ステップＳ４００において基準レベルを４０として、検出しきい値（第２のしきい値）を１０とすると、センサデータが５０以上になると、人体有と判定する（Ｓ４００のＹＥＳ）。つまり、基準レベルに対して１０以上の変化量が発生すると検出状態が切り替わっている。

これに対して、反射光以外の光によって飽和しているか否かのチェックに進む条件としては、センサデータが基準レベルに対して５以上（第１のしきい値以上）の変化量が発生したか否かとすればよい。

こうすることで、人体の検出有無状態が切り替わる前に、反射光以外の光のチェック処理を行うことになる。

反射光以外の光が存在すると、正常な人体検出動作ができなくなるが、検出判定が切り替わる程度までの影響を受けていなければ反射光以外の光のチェックをする必要性は低い。言い換えると、人体の検出動作が切り替わりそうになる手前で反射光以外の光のチェックを行えばよい。逆に、反射光以外の光のチェック条件の方をより厳しくしてしまうと、人体の誤検出をしてしまう可能性がある。

つまり、ステップＳ１１２（飽和チェックサブルーチン）よりもステップＳ１３０（検出判定サブルーチン）が優先的に実行されないことが望ましい。

こうすることで、より確実に反射光以外の光の存在をチェックすることができ、人体の誤検出をより確実に防止することができる。

また、吐水中に反射光以外の光が出現したときは、強制的に止水している。これは、主に手洗い用途の水栓装置１００に対しての安全停止動作である。

手洗い用途の水栓装置１００では、人体（手）を検出している期間中は吐水をして、非検出になると止水する。

ここで、検出中（吐水中）に、反射光以外の光によって正確な人体検出動作ができなくなると、非検出の判断ができずに、止水動作ができなくなってしまう。そこで、吐水中に反射光以外の光が出現したときは、確実に止水動作をすることで、水栓装置１００を安全に停止させている。

（２）第２の実施形態：
ここからは、第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態による水栓装置１００の基本構成や制御内容については、第１の実施形態で説明した内容と同様のため、同じ構成には同符号を付し、その説明は省略する。
第１の実施形態と異なる点は、図５で説明したメインフローの処理内容である。

図１１は、第２の実施形態にかかる水栓装置１００のメイン動作を示すフローチャートである。第１の実施形態で説明した図５のメインフローとの差異は、ステップＳ１１１が無くなり、代わりにステップＳ１６０とＳ１６１が追加となっている。また、ステップＳ１３０の位置が変わっている。

以下、図５と異なる部分の詳細を説明する。

ステップＳ１００からＳ１１０までは図５と同じである。ステップＳ１１０のセンサ投光サブルーチンの次に、ステップＳ１３０の検出判定サブルーチンを移動している。そして、ステップＳ１６０とＳ１６１を新たに追加している。ステップＳ１１１は削除している。

ステップＳ１１０のセンサ投光サブルーチンの処理後は、検出判定サブルーチンを実行する（Ｓ１３０）。そして、検出フラグが１にセットされているか否かをチェックする（Ｓ１６０）。検出フラグが１にセットされていれば（Ｓ１６０のＹＥＳ）、ステップＳ１３１へ進む。

ステップＳ１３１以降の処理は図５で説明した内容と同じである。

一方、検出フラグが０にクリアされていれば（Ｓ１６０のＮＯ）、ステップＳ１６１へ進み、前回の検出結果が検出だったか否かをチェックする。前回が検出だったか否かの判断は、前回の検出結果をメモリ等に保存しておいてもよいし、図９で説明した前回のセンサデータを参照して判断してもよい。前回が検出だった場合は（Ｓ１６１のＹＥＳ）、飽和チェックサブルーチンを実行する（Ｓ１１２）。続いて、飽和フラグが１にセットされているか否かをチェックする（Ｓ１１３）。飽和フラグが１にセットされていれば（Ｓ１１３のＹＥＳ）、ステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１２０以降の処理は図５で説明した内容と同じである。

一方、ステップＳ１６１で、前回が検出でなかった場合は（Ｓ１６１のＮＯ）、ステップＳ１３１へ進む。また、ステップＳ１１３で、飽和フラグが０にクリアされていた場合も（Ｓ１１３のＮＯ）、ステップＳ１３１へ進む。

本実施形態では、ステップＳ１１２の飽和チェックサブルーチンを実行するルートが、第１の実施形態と異なっている。具体的には、今回が非検出であって、前回が検出であった場合に、Ｓ１１２を実行している。

以下、この条件に設定している根拠を説明する。

受光手段５１の出力が飽和するとセンサデータ（積分手段５４の出力）は０に近づく。また、図８で説明した検出判定サブルーチンの処理内容（特にＳ４００）によれば、センサデータが０に近づいた場合は非検出（検出フラグを０にクリア）となる。

つまり、検出状態が継続していたときに、反射光以外の光によって受光手段５１の出力が飽和すると、非検出状態へと切り替わる。よって、検出状態から非検出状態へと切り替わったときは反射光以外の光の影響を受けている可能性があるため、このタイミングで飽和チェックサブルーチンを実行する。

そして、飽和状態であると判断した場合は、安全動作のために強制止水をする。

また、非検出状態が継続中、又は検出状態の継続中であっても、反射光以外の光が発生していることは想定され得る。しかし、誤吐水につながる検出状態の変化が起きる程度の影響までは受けていないということなので、水栓装置１００の設置状況によっては、この場合でも飽和チェックサブルーチンを省略することは可能である。

このように、人体の誤検出を防ぎつつも、反射光以外の光のチェック処理を実行する頻度を更に低くすることで、更なる低消費電力化を図ることができる。

（３）第３の実施形態：
ここからは、第３の実施形態について説明する。
これまで説明した第１と第２の実施形態にかかる水栓装置は、図１に示したように、洗面所などに設置される手洗い用途の水栓装置であった。

一方、これより説明する第３の実施形態にかかる水栓装置は、図１２に示すように、大便器２００などに設置される汚物洗浄用途の水栓装置である。

手洗い用途の水栓装置は人体を検出中に吐水し、非検出中は止水をしている。一方、汚物洗浄用途の水栓装置は人体を一旦検出してから、その後非検出になると一定時間の便器洗浄（吐水動作）を実行する。

また、図１３に示すような、小便器３００に設置される汚物洗浄用途の水栓装置に関しても本実施形態の範囲には含まれている。

その他、本実施形態による水栓装置の基本構成や制御内容については、第１の実施形態で説明した内容と同様のため、同じ構成には同符号を付し、その説明は省略する。
また、第１の実施形態とは、図５で説明したメインフローの処理内容も異なっている。

図１４は、第３の実施形態にかかる水栓装置１００のメインフローである。第１の実施形態で説明した図５のメインフローとの差異は、ステップＳ１２０からＳ１２３の処理の代わりにステップＳ１７０からＳ１７３が入っており、ステップＳ１４０からＳ１５３の処理の代わりにステップＳ１８０からＳ１９３が入っている。

以下、図５と異なる処理の部分の詳細を説明する。

ステップＳ１３２の基準レベル更新サブルーチンの処理が終わると、検出フラグが１にセットされているか否かをチェックする（Ｓ１８０）。検出フラグが１にセットされている場合は（Ｓ１８０のＹＥＳ）、検出タイマが停止中であるか否かをチェックする（Ｓ１８１）。

この検出タイマは、人体を検出している時間を計測するタイマであり、この計測時間（積算時間）が所定値以上になると、人体が非検出になった時点で便器洗浄を実行する。逆を言えば、人体を検出してもその積算時間が所定値以上でなければ、便器洗浄は実行されない。これは、水栓装置１００の前方を人が通り過ぎた場合などに、誤って便器洗浄を実行してしまわないようにするためである。

本実施形態では、この所定値を５秒として説明をするが、水栓装置１００の設置状況などに応じて適宜時間は変更して構わない。

検出タイマが停止中であった場合は（Ｓ１８１のＹＥＳ）、検出タイマをリセットスタートしてＡの位置（ステップＳ１０１の手前）に戻る（Ｓ１８２）。つまり、ステップＳ１８２の実行により、人体検出時間の計測が開始する。

一方、検出タイマが停止中でなかった場合は（Ｓ１８１のＮＯ）、既に計測がスタートしているので、何もせずにＡの位置（ステップＳ１０１の手前）に戻る。

ステップＳ１８０において、検出フラグが０にクリアされていた場合は（Ｓ１８０のＮＯ）、検出タイマの計測時間が５秒以上であったか否かをチェックする（Ｓ１９１）。つまり、人体を検出するとステップＳ１８２で計測タイマをリセットスタートさせて、人体が非検出になった時点で、今回の人体の検出時間をチェックする。検出タイマの計測時間が５秒以上であれば（Ｓ１９１のＹＥＳ）、ステップＳ１９２へ進み、便器洗浄サブルーチンを実行する。

図１５は、本発明の水栓装置１００の便器洗浄サブルーチン動作を示すフローチャートである。

まず、電磁弁６を開駆動して吐水を開始する（Ｓ６００）。次に、吐水を開始してからの時間が一定時間（４秒）を経過するまで待つ（Ｓ６０１）。４秒が経過すると（Ｓ６０１のＹＥＳ）、電磁弁６を閉駆動して吐水を終了して、メインフローへ戻る（Ｓ６０２）。

つまり、本実施形態では便器洗浄をする一定時間を４秒と設定している。もちろん、４秒以外の時間を適宜設定しても構わない。

図１４のメインフローに戻ると検出タイマを停止してＡの位置に戻る（Ｓ１９３）。
一方、ステップＳ１９１において検出タイマが５秒以上でなかった場合は（Ｓ１９１のＮＯ）、便器洗浄をせずに、検出タイマを停止してＡの位置に戻る（Ｓ１９３）。

このように、図１２、図１３に示すような水栓装置１００では、反射光以外の光を検出したときは、それまでの検出時間に応じて便器洗浄動作を実行している。これは、手洗い用途の水栓装置とは異なって汚物洗浄用途の水栓装置では、強制的に止水をしてしまうと、便器内の汚物を洗い流すことができない状況が起き得るからである。

そこで、反射光以外の光によって正常な検出動作ができなくなったとき、直前までの人体検出状況を確認して、使用者が使用中であったと想定されるのであれば、便器洗浄動作を実行することで、確実に汚物等を洗い流す安全動作をすることができる。

（４）第４の実施形態：
ここからは、第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態による水栓装置の基本構成や制御内容については、第３の実施形態で説明した内容と同様のため、同じ構成には同符号を付し、その説明は省略する。

第３の実施形態と異なる点は、図１４で説明したメインフローの処理内容である。

図１６は、第４の実施形態にかかる水栓装置１００メイン動作を示すフローチャートである。

第３の実施形態で説明した図１４のメインフローとの差異は、ステップＳ１１１が無くなり、代わりにステップＳ１６０とＳ１６１が追加となっている。また、ステップＳ１３０の位置が変わっている。つまり、第３の実施形態と第４の実施形態との差異は、第１の実施形態と第２の実施形態の差異と同じである。

以下、図１４と異なる部分の詳細を説明する。

ステップＳ１００からＳ１１０までは図１４と同じである。

ステップＳ１１０のセンサ投光サブルーチンの次に、ステップＳ１３０の検出判定サブルーチンを移動している。そして、ステップＳ１６０とＳ１６１を新たに追加している。ステップＳ１１１は削除している。

ステップＳ１１０のセンサ投光サブルーチンの処理後は、検出判定サブルーチンを実行する（Ｓ１３０）。そして、検出フラグが１にセットされているか否かをチェックする（Ｓ１６０）。

検出フラグが１にセットされていれば（Ｓ１６０のＹＥＳ）、ステップＳ１３１へ進む。

ステップＳ１３１以降の処理は図１４で説明した内容と同じである。

一方、検出フラグが０にクリアされていれば（Ｓ１６０のＮＯ）、ステップＳ１６１へ進み、前回の検出結果が検出だったか否かをチェックする。前回が検出だったか否かの判断は、前回の検出結果をメモリ等に保存しておいてもよいし、図９で説明した前回のセンサデータを参照して判断してもよい。前回が検出だった場合は（Ｓ１６１のＹＥＳ）、飽和チェックサブルーチンを実行する（Ｓ１１２）。続いて、飽和フラグが１にセットされているか否かをチェックする（Ｓ１１３）。飽和フラグが１にセットされていれば（Ｓ１１３のＹＥＳ）、ステップＳ１７０へ進む。

ステップＳ１７０以降の処理は図１４で説明した内容と同じである。

一方、ステップＳ１６１で、前回が検出でなかった場合は（Ｓ１６１のＮＯ）、ステップＳ１３１へ進む。また、ステップＳ１１３で、飽和フラグが０にクリアされていた場合も（Ｓ１１３のＮＯ）、ステップＳ１３１へ進む。

本実施形態では、ステップＳ１１２の飽和チェックサブルーチンを実行するルートが、第３の実施形態と異なっている。具体的には、今回が非検出であって、前回が検出であった場合に、Ｓ１１２を実行している。

この条件に設定している根拠は、第２の実施形態で説明した内容と同じであり、安全動作の内容が便器洗浄動作に代わっている点である。

（５）第５の実施形態：
ここからは、第５の実施形態について説明する。
第５の実施形態による水栓装置の基本構成や制御内容については、第１の実施形態で説明した内容と同様のため、同じ構成には同符号を付し、その説明は省略する。

第１の実施形態と異なる点は、図１７に示すように、手動で水の吐止水が可能な吐止水スイッチ４００が備わっている点である。

図１７は、本実施形態にかかる水栓装置１００の概略を示した模式図である。

この吐止水スイッチ４００によって、光センサ部８の検出状態に関わらず、吐止水スイッチ４００を操作する度に吐水と止水とを繰り返すことが可能である。この吐止水スイッチ４００による吐止水動作はコップや洗面器等に水をためる際などによく利用される。吐止水スイッチ４００の操作信号は接続ケーブル４０１を介して、コントローラ部９へと伝えられている。

このように、吐止水スイッチ４００が備わっている水栓装置１００においては、受光手段５１の出力が飽和してセンサ動作を停止していても、吐止水スイッチ４００によって吐止水動作ができるため、手洗い行為が可能となり使い勝手を損なうことがない。

もちろん、図１２、図１３に示すような便器洗浄を行う水栓装置に吐止水スイッチ４００を備えた場合も同様である。つまり、受光手段５１の出力が飽和してセンサ動作を停止していても、吐止水スイッチ４００による吐止水動作ができるため、便器洗浄行為が可能となり使い勝手を損なうことがない。

（６）まとめ：
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

例えば、水栓装置１００が備える各要素の形状、寸法、材質、配置などの設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１…洗面器
１ａ…ボウル面
２…洗面カウンタ
３…水栓
３ａ…吐水口
４…給水路
５…排水路
６…電磁弁
７…接続ケーブル
８…光センサ部
９…コントローラ部
１０…抵抗
１１…抵抗
１２…増幅手段のＯＰアンプ
１３…抵抗
１４…抵抗
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…抵抗
１９…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…制御手段
２３…電磁弁駆動手段
３０…受光素子
３１…抵抗
３２…受光手段のＯＰアンプ
３３…コンデンサ
４０…投光素子
４１…抵抗
４２…ＦＥＴ
５０…投光手段
５１…受光手段
５２…増幅手段
５３…反転手段
５４…積分手段
５５…出力手段
１００…水栓装置
２００…大便器
２０１…本体ケース
３００…小便器
４００…吐止水スイッチ
４０１…接続ケーブル

Claims (7)

1. 光を投光する投光手段と、
   前記光が対象物に当たり反射された反射光を受光する第１の受光手段と、
   前記反射光に応じて受信信号を出力する出力手段と、
   吐水部に給水する給水路に設けられ、前記給水路を開閉する電磁弁と、
   前記反射光以外の光を受光する第２の受光手段と、
   前記出力手段の出力値が所定の状態になったときに人体の有無を判定する処理と、前記出力手段の出力値が第１のしきい値以上になったときに前記第２の受光手段を駆動して前記反射光以外の光の有無を判定する処理と、を実行する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする水栓装置。
2. 前記第２の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記投光手段と前記出力手段の動作を禁止する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の水栓装置。
3. 前記制御手段は、
   前記出力手段の出力の変動量が所定期間に所定範囲であるとき、前記出力手段の出力レベルを人体無と判断するための基準レベルとして記憶し、
   前記第２の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記基準レベルの更新を禁止する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水栓装置。
4. 前記制御手段は、
   前記出力手段の出力が、前記基準レベルに第２のしきい値を加算した値以上であれば人体有と判断し、
   前記第１のしきい値は、前記第２のしきい値以下である、
   ことを特徴とする請求項３記載の水栓装置。
5. 前記制御手段は、
   人体有から人体無へと判定が切り替わったとき、前記第２の受光手段を駆動する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の水栓装置。
6. 前記制御手段は、
   前記第２の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したときは、前記電磁弁を閉駆動して止水する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水栓装置。
7. 前記制御手段は、
   前記第２の受光手段の駆動によって前記反射光以外の光を検出したとき、人体検出の積算時間が所定値以上であれば、前記電磁弁を駆動して一定時間の吐水動作を行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の水栓装置。

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