JP2016069867A - 自動水栓およびキッチン - Google Patents

Abstract

【課題】誤吐水の防止と使い勝手の良さを両立する自動水栓を実現する。【解決手段】角度検知部１８２は、回動自在の吐水部の向きを検知する。制御部３は、吐水を許可する吐水部の向きを定めた吐水条件を記憶する。対象物センサ１は、対象物の有無を検知する。制御部３は、吐水部の向きが吐水条件を満たす場合に、対象物センサ１による対象物検知を契機に吐水させる。制御部３は、所定のユーザ操作にもとづいて、所定の記憶領域に記憶された吐水条件を更新する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動水栓およびキッチンに関する。

差し出されたユーザの手や食器等をセンサで検知して自動で吐止水する自動吐止水機能を備える自動水栓がキッチンに設置されることがある。自動水栓の中には、吐水部材を自在に回動可能なものがあるが、シンクと自動水栓の位置関係によっては、吐水部材を大きく回動させると、吐水部がシンク外に出ることがある。このときセンサがワークトップ等を検知すると、ユーザが意図しない自動吐水（以下「誤吐水」とも呼ぶ。）が発生し、シンク外に吐水してしまう虞がある。

これに対して、水栓の回動軸の内側に回動角度を制限する機構を設け、吐水部材がシンク外へ出ることを防止する技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。また、吐水部材の向きを検知する手段を設け、吐水部材の向きが所定の範囲を外れたときに自動吐水を禁止する技術も提案されている（例えば特許文献３参照）。

特許第４９１５７３８号 特開平９−１３４５０号公報 特開平１０−８８６３４号公報

しかし、ワークトップ上に置いた鍋に水を入れるとき等、キッチンでの作業においてシンク外に吐水させたい場合もある。そのため、回動可能な角度を制限すると、却ってユーザの使い勝手が悪くなってしまうことが考えられる。また、機構部品点数が増加するため、設計・製造のコストが増加してしまうことが考えられる。また、シンクと自動水栓の位置関係は、自動水栓が設置される現場（例えば家庭のキッチンやオフィスの給湯室）毎に異なるため、予め固定された範囲外での自動吐水を禁止すると、却ってユーザの使い勝手が悪くなってしまうことが考えられる。

本発明は、本発明者の上記課題認識にもとづきなされたものであり、その目的は、誤吐水の防止と使い勝手の良さを両立する自動水栓を実現することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の自動水栓は、吐水口を有し、水平方向に回動自在の吐水部と、吐水部の向きを検知する第１検知部と、吐水を許可する吐水部の向きを定めた吐水条件を記憶する記憶部と、物体の有無を検知する第２検知部と、吐水部の向きが吐水条件を満たす場合に、第２検知部による物体検知を契機に吐水させる給水制御部と、所定のユーザ操作にもとづいて記憶部に記憶された吐水条件を更新する更新部と、を備える。

第１検知部が検知する吐水部の向きは、予め定められた基準に対する吐水部の角度であってもよく、吐水条件は、上記基準に対する吐水部の角度であってもよく、複数の角度を含む角度範囲であってもよい。更新部は、所定のユーザ操作が検出された場合に、それまでの吐水条件とは異なる吐水条件を記憶部に記憶させてもよい。この態様によると、ユーザは自身の都合に合わせて吐水条件を調整でき、誤吐水の防止と使い勝手の良さを両立した自動水栓を実現できる。

ユーザ操作は、吐水部を回動させる操作を含んでもよい。更新部は、ユーザ操作中の吐水部の向きにもとづいて吐水条件を更新してもよい。この態様によると、ユーザは、吐水部を回動させるという直感的な操作によって、吐水条件としての吐水部の向きを設定でき、吐水条件の調整を容易に行うことができる。

第２検知部は、物体までの距離を検知し、更新部は、物体までの距離が所定の距離であるときの吐水部の向きにもとづいて吐水条件を更新してもよい。更新部は、物体までの距離が所定の距離に整合しない場合に、そのときの吐水部の向きを、吐水条件から除外してもよい。この態様によると、ユーザが吐水部を回動させる中で、更新部が自律的に適切な吐水条件を設定する。したがって、ユーザは、吐水部の向きが吐水を許可すべき範囲か否かを意識せずに、単に吐水部を回動させればよく、吐水条件を容易に設定できる。

本発明の別の態様もまた、自動水栓である。この自動水栓は、吐水口を有し、固定設置された本体部に対して移動可能に連結された吐水部と、吐水部の位置を検知する第１検知部と、吐水を許可する吐水部の位置を定めた吐水条件を記憶する記憶部と、物体の有無を検知する第２検知部と、吐水部の位置が吐水条件を満たす場合に、第２検知部による物体検知を契機に吐水させる給水制御部と、所定のユーザ操作にもとづいて記憶部に記憶された吐水条件を更新する更新部と、を備える。この態様においても、ユーザは自身の都合に合わせて吐水条件を調整でき、誤吐水の防止と使い勝手の良さを両立した自動水栓を実現できる。

本発明の別の態様はキッチンである。このキッチンは上記いずれかの態様の自動水栓を備える。この態様によると、誤吐水の防止と使い勝手の良さを両立した自動水栓によりユーザの利便性が高いキッチンを実現できる。

本発明によれば、誤吐水の防止と使い勝手の良さを両立する自動水栓を実現できる。

実施の形態に係る自動水栓を備えたシンクの断面図である。 対象物センサの断面図である。 ラインセンサを示す斜視図である。 制御部の機能構成を模式的に示すブロック図である。 差分演算部が実行する差分データの生成手順を示す図である。 特徴点特定部が実行する差分データの特徴点の算出手順の一例を示す図である。 測距対象と撮像部との距離と、差分データの特徴点の位置との関係を示す図である。 自動水栓が設置されたシンクの平面図である。 自動水栓の動作を示すフローチャートである。 図９のＳ１６の条件設定モード処理の詳細を示すフローチャートである。 従来の自動水栓と、実施の形態の自動水栓の動作例を示す図である。 従来の自動水栓と、実施の形態の自動水栓の動作例を示す図である。 第１の変形例に係る自動水栓を備えたシンクの断面図である。 図１３の制御部の機能構成を模式的に示すブロック図である。

図１は、実施の形態に係る自動水栓１６を備えたシンク１５の断面図である。図１に示すように、シンク１５は、キッチンカウンタに設けられた凹状に窪むボウル部１５１と、吐水口１６８が設けられた自動水栓１６とを備えている。自動水栓１６は、キッチンカウンタの上面をなすカウンタトップ１５６上に備えられている。図示はしないが、ボウル部１５１は、その最深部に排水口を備えている。以下、シンク１５は、主に食器洗い等をするためのキッチンシンクであることとする。

自動水栓１６は、カウンタトップ１５６に対する台座をなす基部１６１と、一端を基部１６１と接続し、他端をボウル部１５１に向ける略円弧状の吐水部１６０を備える。吐水部１６０の他端には吐水口１６８が開口し、また、対象物センサ１の検知面を形成するフィルタ板１６５が備えられている。フィルタ板１６５は、赤外領域の光を選択的に透過する樹脂製フィルタである。対象物センサ１は吐水部１６０内部に配置されている。対象物センサ１は、下方向、すなわち対象物センサ１からボウル部１５１への方向を物体検知の向きとし、所定の距離範囲における物体の有無を検知する。

基部１６１は、水栓胴体部とも言え、カウンタトップ１５６に固定設置される。吐水部１６０は、管路、吐水パイプまたはカランとも言える。吐水部１６０は、基部１６１に対して水平方向に回動自在に連結されている。ユーザは、シンク１５での作業の都合に応じて、吐水部１６０を把持して水平方向（図１の場合、手前側もしくは奥側）に自由に回動させることができる。

吐水部１６０には、基部１６１との連結部近傍であり、言い換えれば、吐水部１６０の回動軸の近傍位置に、角度検知部１８２が内蔵されている。角度検知部１８２は、吐水部１６０の回動を検知し、回動結果としての吐水部１６０の向きを検知する。角度検知部１８２は、公知の角位置センサやロータリエンコーダにより実現されてよい。角度検知部１８２は、吐水部１６０の向きを示す信号を後述の状態判定部１８４へ出力する。

基部１６１の上部には、ユーザが吐止水を手動で制御するための入力手段である手動操作スイッチ１８０を備える。図１には不図示だが、手動操作スイッチ１８０は、吐水、止水、流量調整、温度調整をユーザが指示するための複数のスイッチやボタンを含む。手動操作スイッチ１８０は、ユーザ操作が入力されると、操作内容を示す信号を状態判定部１８４へ出力する。

基部１６１の内部には、手動操作スイッチ１８０および角度検知部１８２の近傍位置に状態判定部１８４を備える。状態判定部１８４は、手動操作スイッチ１８０と角度検知部１８２に共通の制御回路であり、ユーザによる手動操作内容を判定するとともに、吐水部１６０の現在の角度位置を判定する。状態判定部１８４は、伝送部材１８６を介して制御部３と接続される。

具体的には状態判定部１８４は、手動操作スイッチ１８０の出力信号にもとづいて、手動操作スイッチ１８０に対するユーザ操作の内容を検出する。状態判定部１８４は、検出したユーザ操作の内容を示す操作情報を伝送部材１８６を介して制御部３へ送信する。また状態判定部１８４は、角度検知部１８２の出力信号にもとづいて、吐水部１６０の向きであり、具体的には所定の基準に対する現在の角度を検出する。状態判定部１８４は、検出した吐水部１６０の角度情報を伝送部材１８６を介して制御部３へ送信する。

このように、自動水栓１６では、手動操作スイッチ１８０と角度検知部１８２を近傍位置に配設し、両者の制御回路を共通化し、また、制御部３への伝送部材１８６も共用する。これにより、自動水栓１６の部品点数の削減、製造コストの低減を実現している。

シンク１５には制御部３が内蔵されている。給水配管１２および給水配管１２に設けられた水栓（電磁弁）であるソレノイド１１を介して、吐水部１６０に水が供給される。吐水部１６０に供給された水は、吐水口１６８から吐水される。

自動水栓１６は、対象物センサ１による検知結果をもとに吐水および止水を自律的に制御する。図２は、対象物センサ１の断面図である。対象物センサ１は、吐水の対象となる物体の有無を検知する対物センサであり、図２で示すように、センサユニット２およびフィルタ板１６５を含む。対象物センサ１の動作は、シンク１５に内蔵される制御部３によって制御される。対象物センサ１、制御部３、およびソレノイド１１の連携・連動により、自動の吐止水を実現する。

図２に示すように、センサユニット２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子２５１およびラインセンサ２６１を筐体２１に収容したユニットである。センサユニット２は、制御部３から電力供給を受けて動作する。センサユニット２には、発光部２５および撮像部２６が取り付けられている。発光部２５はフィルタ板１６５を通して赤外光を照射し、撮像部２６はその反射光を撮像する。赤外光を発光する発光部２５は、ＬＥＤ素子２５１と投光レンズ２５５とを備える。撮像部２６は、ラインセンサ２６１と集光レンズ２６５とを備える。発光部２５と撮像部２６とは、遮光性を備えた隔壁２１１を挟んで水平方向に所定のオフセット量ずらして配置されている。なお、ラインセンサ２６１は、例えばＣＣＤ（charge-coupled device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の既知の固体撮像素子を用いて実現できる。

ＬＥＤ素子２５１は、パッケージ基板のキャビティに実装されたＬＥＤチップ２５０を透明樹脂２５４により封止した発光素子であり、赤外光を照射する。発光部２５において、ＬＥＤ素子２５１は、縦方向のスリット孔２５３を設けた遮光性の素子ケース２５２によって覆われている。これにより、発光部２５は、拡がり角が抑制されたシャープな光を測距対象に向けて投射することが可能となる。

図３は、ラインセンサ２６１を示す斜視図である。ラインセンサ２６１は、受光量を電気的な物理量に変換する画素２６０が直線的に配列された１次元の撮像センサである。ラインセンサ２６１は、有効画素として６４個の画素２６０を備えている。ラインセンサ２６１は、これら６４個の画素２６０により受光エリア２６３が形成されている。ラインセンサ２６１は、ボウル部１５１の鉢面１５０（言い換えればシンク１５の底面）に向くように取り付けられる。ラインセンサ２６１の画角に手などの遮蔽物がない状態であれば、その撮像範囲にボウル部１５１の鉢面１５０が包含される。

ラインセンサ２６１は、受光動作を実行する毎に撮像データを出力する。ラインセンサ２６１が出力する撮像データは、受光量の度合いを表す２５６階調の画素値が各画素２６０の並び順に配列された１次元のデジタルデータである。なお、ラインセンサ２６１は電子シャッター（図示せず）を備えている。ラインセンサ２６１は、電子シャッターを用いて露光時間を調整することにより、撮像データにおける各画素２６０の受光量の飽和を回避することができる。

図４は、制御部３の機能構成を模式的に示すブロック図である。制御部３は商用電源から電力の供給を受けて動作し、各センサからの通知内容にもとづいてソレノイド１１を制御する。この制御を実現するために、制御部３は、撮像制御部３１、距離測定部３２、給水制御部３３、対象物判定部３４、設定情報記憶部３６、設定更新部３８を備える。

本明細書のブロック図で示す各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

撮像制御部３１は、撮像部２６内のラインセンサ２６１と、発光部２５内のＬＥＤ素子２５１を制御する。具体的には、撮像制御部３１は、動作期間と非動作期間が交互に現れる間欠動作が行われるようにラインセンサ２６１を制御するとともに、動作期間においてＬＥＤ素子２５１を発光させる。例えば撮像制御部３１は、０．３〜０．５秒毎に動作期間と非動作期間を設定してラインセンサ２６１を制御してもよい。撮像制御部３１は、前回の動作期間が終了してからインターバル時間が経過するまでの間、ラインセンサ２６１への電源供給を停止して非動作期間を設定し、インターバル時間が経過したときに電源供給を再開して動作期間を設定する。

撮像制御部３１は、１回の動作期間において、２回の受光動作が実行されるようにラインセンサ２６１を制御する。１回目の受光動作は、ＬＥＤ素子２５１の発光を伴わずに実行される。２回目の受光動作は、ＬＥＤ素子２５１の発光を伴って実行される。撮像制御部３１は、受光動作毎に撮像データが出力されるようにラインセンサ２６１を制御する。

距離測定部３２は、ラインセンサ２６１が撮像した撮像データをもとに、ラインセンサ２６１から測距対象までの距離を測定する。距離の測定を実現するために、距離測定部３２は、差分演算部３２１と特徴点特定部３２２とを備える。以下、距離測定部３２における差分演算部３２１と特徴点特定部３２２を説明する。

図５は、差分演算部３２１が実行する差分データの生成手順を示す。差分演算部３２１は、ＬＥＤ素子２５１の発光がない１回目の受光動作による撮像データである無発光時データＣ（ｘ）と、ＬＥＤ光（ＬＥＤ素子２５１の投射光）の下での２回目の受光動作による発光時データＬ（ｘ）とを取り込む。差分演算部３２１は、取り込んだデータを図示しない作業メモリに記録する。

差分演算部３２１は、作業メモリに記録した発光時データＬ（ｘ）から無発光時データＣ（ｘ）を減算して、両者の差分データＤ（ｘ）を求める。ここで、ｘは、０〜６３の画素番号を示し、Ｌ（ｎ）等は、画素番号ｎの画素の画素値を表す。周囲光に加えてＬＥＤ光有りの発光時データＬ（ｘ）から、周囲光のみの無発光時データＣ（ｘ）を、差し引いた差分データＤ（ｘ）は、周囲光の影響が抑制され、ＬＥＤ光に応じた反射光の成分となる。

特徴点特定部３２２は、差分演算部３２１が求めた差分データＤ（ｘ）にもとづいて、特徴点の位置を計算する。ここで「差分データＤ（ｘ）の特徴点の位置」とは、測距対象の距離を測定するために用いる差分データＤ（ｘ）上の位置である。より具体的に、差分データＤ（ｘ）の特徴点の位置は、差分データＤ（ｘ）上の位置に対応するラインセンサ２６１上の位置で表される。ラインセンサ２６１上の位置は、例えばラインセンサ２６１の画素番号で表すことができる。なお、ラインセンサ２６１の画素番号は必ずしも整数値でなくてもよく、サブピクセルを示す実数値であってもよい。

特徴点特定部３２２が算出する差分データＤ（ｘ）の特徴点は、測距対象の距離を測定するために利用できればどのようなものでもよく、例えば差分データＤ（ｘ）を頻度分布と見なしたときの、モードやメジアン、重心等に対応する点である。実施の形態に係る特徴点特定部３２２は、計算負荷の軽減のため、簡易的な計算方法により算出する重心位置を特徴点とする。以下この算出方法について、横軸に画素番号ｘ、縦軸に画素値（受光量）Ｄ（ｘ）が規定された図６を参照して説明する。

図６は、特徴点特定部３２２が実行する差分データＤ（ｘ）の特徴点の算出手順の一例を示す。同図は、横軸をｘ、すなわちラインセンサ２６１の画素番号とし、縦軸をｘの関数である差分データＤ（ｘ）の値、すなわち反射光の光量とした場合のグラフである。

特徴点特定部３２２は、まず、差分データＤ（ｘ）を積算し、ラインセンサ２６１の６４画素の画素値の総和ＳＤを求める。図６において、総和ＳＤは、右上がりの斜線ハッチングで示す領域の面積に相当する。特徴点特定部３２２は、受光エリア２６３の左端の画素番号ゼロの画素から順番に各画素２６０の画素値を積算し、その積算値がＳＤ／２に達したときの画素番号Ｎの画素（黒丸で図示）の位置を、差分データＤ（ｘ）の重心位置とする。図６において、積算値ＳＤ／２は、右下がりの斜線ハッチングで示す領域の面積に相当している。この領域は、総和ＳＤの領域に包含されており、図６において、クロスハッチの領域として把握される。

ユーザの手や茶碗等の洗い物等、測距対象の反射光の差分データＤ（ｘ）は、一般に図７に示すような山型の分布となる。ここで、差分データＤ（ｘ）の特徴点（例えば重心位置）は、撮像部２６から測距対象までの距離によって異なる。

図７は、測距対象と撮像部２６との距離と、差分データＤ（ｘ）の特徴点の位置との関係を示す。本図は、図１に示したシンク１５におけるセンサユニット２、ボウル部１５１の鉢面１５０、およびユーザの手の位置関係を模式的に示している。本図で示すように、ＬＥＤ素子２５１が照射したＬＥＤ光のうち測距対象である手による反射光がラインセンサ２６１に入射する際、撮像部２６と測距対象との距離によって入射位置が異なる。

撮像部２６と測距対象との距離が短いほど、ラインセンサ２６１に対する入射位置は、図７において右側となり、距離が長くなるほど左側に位置することになる。具体的に、撮像部２６と測距対象との距離がＬ１のとき、その反射光はラインセンサ２６１上の点Ｐ１に入射する。撮像部２６と測距対象との距離がＬ１よりも長いＬ２であると、その反射光はラインセンサ２６１上の点Ｐ２に入射する。図７において、点Ｐ２は点Ｐ１よりも左側となる。なお、図６において左から右に向かうｘ軸は、図７においては右から左に向かう。したがって、撮像部２６と測距対象との距離が短いほど、その反射光の差分データＤ（ｘ）の特徴点のｘ座標が小さくなる。つまり、撮像部２６から測距対象までの距離と、特徴点である重心のラインセンサ２６１におけるｘ座標の値とは、一対一対応する。

ラインセンサ２６１におけるｘ座標の値と、測距対象までの距離との対応関係は予めメモリ等の記憶装置に保持されてもよい。したがって、特徴点特定部３２２は、測距対象の反射光の差分データＤ（ｘ）における特徴点のｘ座標を求めることにより、撮像部２６と測距対象との距離を求めることができる。

なお、距離測定部３２は、発光部２５の発光に応じた反射光の入射位置にもとづき、三角測量の原理を利用して測距対象までのを測定してもよい。例えば、ラインセンサ２６１におけるｘ座標の値と、ラインセンサ２６１への反射光の入射角度との対応関係が予め記憶装置に保持されていてもよい。特徴点特定部３２２は、測距対象の反射光の差分データＤ（ｘ）における特徴点のｘ座標を求め、そのｘ座標と対応付けられた入射角度を特定してもよい。そして、その入射角度と、予め定まる発光部２５から撮像部２６までの距離にもとづいて、発光部２５と測距対象との距離を求めてもよい。

図４に戻り、対象物判定部３４は、対象物センサ１から所定の距離範囲における物体（以下「検知対象」とも呼ぶ。）の有無を判定する。具体的には、対象物判定部３４は、対象物センサ１からの距離を示す閾値であり、測距対象を検知対象とするか否かを特定するために予め定められた検知閾値（図７）を保持する。検知閾値は、自動水栓１６の開発者の知見や経験、自動水栓１６を用いた実験等により適切な時間が設定されてよい。例えば、対象物センサ１の設計上、検知対象の有無を検知可能、言い換えれば、検知対象までの距離を計測可能な上限距離に設定されてもよい。

対象物判定部３４は、距離測定部３２の特徴点特定部３２２が測定した距離Ｌが、検知閾値よりも短い場合、当該測距対象を検知対象として検知する。その一方、特徴点特定部３２２が測定した距離Ｌが、検知閾値以上の場合、検知対象を非検知とし、すなわち吐水の対象物が存在しないと判定する。対象物判定部３４は、検知対象の有無を示す情報（以下「対象物有無情報」とも呼ぶ。）を給水制御部３３へ出力する。なお、図４に示す構成に代えて、撮像制御部３１、距離測定部３２、対象物判定部３４を含むセンサユニットとして対象物センサ１を構成してもよい。

設定情報記憶部３６は、自動水栓１６に対して設定された各種情報を記憶する記憶素子（例えば半導体メモリ）である。設定情報記憶部３６は、自動吐水を許可する吐水部１６０の向きを定めた情報（以下「自動吐水条件」と呼ぶ。）を記憶する。図８は、自動水栓１６が設置されたシンク１５の平面図である。本図を参照して、自動吐水条件について説明する。回動可能範囲４０は、自動水栓１６の吐水部１６０が回動可能な範囲を示す。方向４２と方向４４はそれぞれ、回動可能範囲４０の両端における吐水部１６０の向きを示している。方向４６は、現在の吐水部１６０の向きを示している。

実施の形態の自動吐水条件は、所定の基準方向と、吐水部１６０の向きとの間で形成される角度であり、自動吐水を許可する角度（以下「許可角度」と呼ぶ。）を定める。許可角度は、角度範囲として複数の角度を含んでもよい。実施の形態では、方向４２を基準とし、吐水部１６０が回動して、方向４２と方向４６のズレが大きくなるほど、吐水部１６０の現在角度が大きくなることとする。図８では、許可角度が９０度に設定された場合の、自動吐水を許可する回動範囲を自動吐水許可範囲４８で示し、自動吐水を抑制する回動範囲を自動吐水抑止範囲５０で示している。典型的には、シンク１５のボウル部１５１へ吐水する範囲が自動吐水許可範囲４８に設定される。

変形例として、方向４２以外の別の方向を基準としてもよく、例えばシンク１５の長手方向に対して垂直に交わる方向（例えば図８の方向４６）を基準方向としてもよい。また、基準方向から平面図における時計回りに吐水部１６０を回動させた場合の角度を正数とし、基準方向から平面図における反時計回りに吐水部１６０を回動させた場合の角度を負数としてもよい。方向４６が基準の場合、許可角度が例えば−８０度から１０度に設定されると、図８で示す自動吐水許可範囲４８と自動吐水抑止範囲５０が形成される。

また設定情報記憶部３６は、後述の条件更新モードにおける吐水部１６０の向き（現在角度）を、新たな自動吐水条件（許可角度）とするか否かを判定する基準として、図７に示す距離閾値を記憶する。距離閾値は、ユーザが自動吐水を意図しない吐水部１６０の向きであり、すなわち誤吐水の危険性がある吐水部１６０の向きを自動吐水条件から除外するための閾値である。図７の範囲Ａは、例えばカウンタトップ１５６等への誤吐水の危険性がある範囲と言える。

好適には、距離閾値として、対象物センサ１（吐水口１６８）からカウンタトップ１５６までの想定距離以上の値が設定される。また好適には、距離閾値として、対象物センサ１（吐水口１６８）が、シンク１５のボウル部１５１上にあると想定される対象物までの距離が設定される。例えば、距離閾値として、対象物センサ１がボウル部１５１の鉢面１５０を検知する場合の典型的な値が設定されてもよい。

図４に戻り、給水制御部３３は、各センサの検知内容に応じて、言い換えれば、対象物判定部３４と状態判定部１８４の判定結果に応じてソレノイド１１（電磁弁）を開くよう制御し、吐水口１６８から吐水させる。または、ソレノイド１１を閉じるよう制御し、吐水口１６８からの吐水を停止させ、すなわち自動水栓１６を止水する。

まず、ユーザ操作に基づく手動吐水処理を説明する。給水制御部３３は、止水中において、手動操作スイッチ１８０に対する吐水を指示する所定のユーザ操作（例えば吐水ボタン押下）が検出されることを契機に吐水を開始させる。また、吐水中において、手動操作スイッチ１８０に対する止水を指示する所定のユーザ操作（例えば止水ボタン押下）が検出されることを契機に吐水を停止させる。

次に自動吐水処理を説明する。給水制御部３３は、吐水部１６０の向きが自動吐水条件を満たす場合、対象物センサ１による対象物検知を契機に吐水を開始させる。その一方、吐水部１６０の向きが自動吐水条件を満たさない場合、対象物センサ１が対象物を検知しても吐水を抑制する。自動吐水中に、対象物センサ１による対象物の非検知状態が所定時間以上（例えば１〜２秒）継続すると、給水制御部３３は吐水を停止させる。

設定更新部３８は、自動水栓１６に対して所定の自動吐水条件更新操作がユーザにより入力された場合に、その操作にもとづいて設定情報記憶部３６に記憶された自動吐水条件を更新する。自動吐水条件更新操作は、吐水部１６０を回動させる操作を含む。設定更新部３８は、吐水部１６０の回動中に、角度検知部１８２により検知された吐水部１６０の向きにもとづいて、自動吐水条件を更新する。

自動吐水条件の更新方法の例を説明する。
（１）条件設定モードへの切替：
ユーザは、自動吐水条件更新用の動作状態である条件設定モードへの移行操作として、手動操作スイッチ１８０に対する所定の操作を入力する。この移行操作は、例えば、止水ボタンを５秒以上押下することでもよい。この移行操作の入力が状態判定部１８４により検出されると、制御部３は条件設定モードへ移行する。

（２）自動吐水条件を設定：
ユーザは、任意の範囲で吐水部１６０を回動させる。例えば、回動可能範囲の一端から他端まで、回動可能範囲の全体に亘り吐水部１６０を回動させる。条件設定モードにおいて、対象物判定部３４は、対象物センサ１により検知された対象物までの距離情報を設定更新部３８へ送信する。条件設定モードにおいて、設定更新部３８は、設定更新部３８から送信された対象物までの距離情報を取得し、また、状態判定部１８４から送信された吐水部１６０の角度情報を取得する。

設定更新部３８は、対象物センサ１により検知された対象物までの距離が、設定情報記憶部３６に記憶された距離閾値（図７）以上である場合に、角度検知部１８２により検知された吐水部１６０の現在角度を新たな許可角度として一時的に記憶する。吐水部１６０の回動に伴い、新たな現在角度が状態判定部１８４から通知される都度、設定更新部３８は、この許可角度取得処理を繰り返す。

図８の例において、ユーザが自動水栓１６の吐水部１６０を方向４２から方向４４まで１６０度回動させると、設定更新部３８は、例えば０度から９０度を許可角度として取得する。その一方、９１度から１６０度を許可角度から除外する。これにより、自動吐水許可範囲４８と自動吐水抑止範囲５０が形成されることになる。

変形例として、条件設定モードへの切替後、ユーザに、自動吐水を許可する範囲に限定して吐水部１６０を回動させることとしてもよい。この場合、設定更新部３８は、条件設定モードにおいて、状態判定部１８４から通知された吐水部１６０の現在角度を許可角度として取得し、距離閾値による許可角度の制限は行わない。そのため、ユーザが吐水部１６０を回動させた範囲がそのまま自動吐水許可範囲となる。

（３）条件設定モードを終了：
ユーザは、条件設定モードの終了操作として、手動操作スイッチ１８０に対する所定の操作を実行する。この終了操作も、例えば、止水ボタンを５秒以上押下することでもよい。この終了ユーザ操作の入力が状態判定部１８４により検出されると、制御部３は条件設定モードを終了する。このとき設定更新部３８は、設定情報記憶部３６に記憶されたそれまでの自動吐水条件である許可角度を削除し、条件設定モード中に取得した新たな許可角度を新たな自動吐水条件として設定情報記憶部３６に保存する。

なお、条件設定モード中に許可角度を取得する都度、その許可角度を設定情報記憶部３６へ保存する構成でもよい。また、条件設定モードへの移行と終了のためのユーザ操作は、吐止水等の操作と区別可能な他の操作であってもよい。例えば、対象物センサ１に対して所定時間以上手をかざす操作であってもよい。また、吐水部１６０の上部に、ユーザによる吐止水操作の検知手段として、ユーザの手の近接を検知するセンサを設ける場合、そのセンサに対して所定時間以上、手を近接させる操作であってもよい。

以上の構成による実施の形態に係る自動水栓１６の動作を説明する。
図９は、自動水栓１６の動作を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、制御部３の電源が投入されたときに開始する。開始直後は給水を停止した状態であり、すなわち止水状態である（Ｓ１０）。

止水中において、手動操作スイッチ１８０に対するユーザ操作を示す操作情報を状態判定部１８４から受信し（Ｓ１２のＹ）、その操作情報が条件設定モードへの移行操作を示す場合（Ｓ１４のＹ）、制御部３は条件設定モード処理を実行する（Ｓ１６）。操作情報が条件設定モードへの移行操作でなく、吐水指示操作を示す場合（Ｓ１４のＮ）、給水制御部３３は吐水を開始させる（Ｓ１８）。操作情報を未受信で（Ｓ１２のＮ）、対象物検知を示す対象物有無情報を対象物判定部３４から受信した場合（Ｓ２０のＹ）、状態判定部１８４から受信する角度情報が示す吐水部１６０の現在角度が許可角度の範囲内であれば（Ｓ２２のＹ）、吐水を開始させる（Ｓ１８）。対象物非検知を示す対象物有無情報を受信し（Ｓ２０のＮ）、または、吐水部１６０の現在角度が許可角度の範囲外であれば（Ｓ２２のＮ）、Ｓ１０に戻り、止水状態を維持する。

対象物センサ１による対象物検知を契機とした自動吐水中に（Ｓ２４のＹ）、対象物検知を示す対象物有無情報を所定時間以上受信しなければ（Ｓ２６のＹ）、Ｓ１０に戻り、吐水を終了させる。ユーザ操作を契機とした手動吐水中であり（Ｓ２４のＮ）、または、自動吐水中で、対象物検知を示す対象物有無情報を受信状態であり（Ｓ２６のＮ）、ユーザによる止水指示操作を示す操作情報を未受信であれば（Ｓ２８のＮ）、Ｓ１８に戻り、吐水を継続する。その一方、ユーザによる止水指示操作を示す操作情報を受信すると（Ｓ２８のＹ）、Ｓ１０に戻り、吐水を終了させる。

図１０は、図９のＳ１６の条件設定モード処理の詳細を示すフローチャートである。条件設定モードにおいて、設定更新部３８は、対象物判定部３４から受信した対象物有無情報が、検知対象物までの距離が距離閾値以上であることを示す場合（Ｓ３０のＹ）、状態判定部１８４から受信した角度情報が示す吐水部１６０の現在角度を許可角度として記録する（Ｓ３２）。その一方、検知対象物までの距離が距離閾値未満であれば（Ｓ３０のＮ）、Ｓ３２をスキップし、すなわち吐水部１６０の現在角度を許可角度から除外する。

条件設定モードの終了を指示する操作情報を状態判定部１８４から受信すると（Ｓ３４のＹ）、本図のフローを終了し、図９のＳ１０に戻る。その操作情報を未受信であれば（Ｓ３４のＮ）、Ｓ３０に戻る。ユーザによる吐水部１６０の回動操作が継続すれば、図１０の処理を繰り返し実行する。これにより、吐水部１６０の回動操作に応じた許可角度の範囲が設定され、すなわち自動吐水許可範囲が設定される。

図１１および図１２は、従来の自動水栓と、実施の形態の自動水栓１６の動作例を示す。図１１（ａ）に示すように、従来の自動水栓３３０は、回動軸に回動を制限する機構を設け、吐水口がシンク１５から外れないように、回動可能範囲４０を制限していた。したがって、シンク１５外には手動でも自動でも吐水できなかった。

これに対し、図１１（ｂ）で示すように、実施の形態の自動水栓１６は、許可角度の範囲外であるシンク１５外への自動吐水を抑止するが、回動可能範囲４０自体は制限しない。そのため、手動操作であれば、シンク１５外に吐水させることができる。これにより、例えばカウンタトップ１５６に置かれた鍋３３２等に水を汲むことができ、ユーザの利便性を向上できる。

また、図１２（ａ）に示すように、従来の自動水栓３３０は、回動可能範囲４０における自動吐水許可範囲４８と自動吐水抑止範囲５０が固定されていた。したがって、自動水栓の取り付け位置が変わると一品番では対応できなかった。例えば、自動水栓３３０ａの位置では問題が生じなくても、同一品番の自動水栓が自動水栓３３０ｂの位置に取り付けられると、自動吐水抑止範囲５０がシンク１５内に形成され、シンク１５内での自動吐水が制限されてしまう。また、自動吐水許可範囲４８がカウンタトップ１５６上に形成され、誤吐水が発生する虞がある。

これに対し、図１２（ｂ）で示すように、実施の形態の自動水栓１６は、自動水栓の取り付け位置やユーザの都合に応じて、自動吐水許可範囲４８と自動吐水抑止範囲５０を簡便に調整可能である。したがって、自動水栓１６ａの位置に取り付けられる場合も、自動水栓１６ｂの位置に取り付けられる場合も、自動吐水許可範囲４８をシンク１５内に設定し、自動吐水抑止範囲５０をカウンタトップ１５６上に設定することができる。すなわち、一品番で全ての現場に対応可能となる。

このように、実施の形態の自動水栓１６によると、ユーザが自動吐水を意図しない場所、例えばワークトップへの誤吐水の発生を防止できる。また、吐水部１６０の回動可能範囲のうち自動吐水許可範囲（言い換えれば自動吐水抑止範囲）をユーザが簡便に設定可能である。例えば、シンクと水栓の位置関係は現場（例えばキッチン）毎に異なるが、各現場において最適な自動吐水許可範囲を簡便に設定できる。これにより、誤吐水の防止と使い勝手の良さを両立できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

第１の変形例を説明する。上記実施の形態では、吐水部１６０の回動軸に設けた角度検知部１８２（エンコーダ等）により吐水部１６０の向きを検知することとしたが、変形例として、吐水部１６０の吐水口１６８近傍に設けた加速度センサにより吐水部１６０の向きを検知してもよい。

図１３は、第１の変形例に係る自動水栓１６を備えたシンクの断面図である。本変形例の自動水栓１６は、実施の形態の手動操作スイッチ１８０と角度検知部１８２に代えて、手動操作部１９０と加速度センサ１９２を備える。手動操作部１９０は、ユーザが手動で吐止水を指示する場合に、タッチ（タップ）する部材である。加速度センサ１９２は、吐水部１６０の水平方向の加速度を検知するとともに、鉛直方向の加速度を検知する公知の３軸加速度センサである。加速度センサ１９２は、ユーザの手動操作を検出する手段と、吐水部１６０の向きを検出する手段を兼ねる。

加速度センサ１９２は、ユーザによる手動操作部１９０に対するタッチ（タップ）操作により生じる吐水部１６０の垂直方向加速度を検出することに好適な位置、かつ、ユーザによる吐水部１６０の回動操作により生じる吐水部１６０の水平方向加速度を検出することに好適な位置に設置されることが望ましい。図１３では、吐水部１６０におけるユーザに正対する面、すなわちユーザがタッチ（タップ）操作しやすい位置であり、吐水口１６８の近傍位置に手動操作部１９０を設けている。また吐水部１６０は、手動操作部１９０の近傍位置であり、吐水口１６８の近傍位置に加速度センサ１９２を内蔵している。

図１４は、図１３の制御部３の機能構成を模式的に示すブロック図である。第１の変形例に係る制御部３は状態判定部１８８を備える。状態判定部１８８は、実施の形態において基部１６１に設けられた状態判定部１８４に対応する。状態判定部１８８は、加速度センサ１９２が鉛直方向の加速度を検知した場合に、その大きさを示す信号を加速度センサ１９２から受信する。状態判定部１８８は、鉛直方向の加速度が所定値以上である場合に、吐水または止水を指示するユーザ操作、すなわち手動操作部１９０に対するタッチ（タップ）操作が検知された旨の操作情報を給水制御部３３へ出力する。

また状態判定部１８８は、加速度センサ１９２が水平方向の加速度を検知した場合に、その大きさを示す信号を加速度センサ１９２から受信する。状態判定部１８８は、水平方向の加速度にもとづき吐水部１６０の現在の向き（角度）を判定する。状態判定部１８８は、吐水部１６０の向きを示す角度情報を給水制御部３３へ出力する。なお、図１４に示す構成に代えて、状態判定部１８８を含むセンサユニットとして加速度センサ１９２を構成してもよい。

吐水部１６０の現在角度を判定する一例として、状態判定部１８８は、水平方向の加速度を検知する前の吐水部１６０の角度を記憶してもよい。状態判定部１８８は、検知した水平方向の加速度を積分して水平方向の移動距離（円弧の長さ）を算出し、その移動距離にもとづいて吐水部１６０の向きの変化（角度の変化分）を特定してもよい。そして、水平方向の加速度を検知する前の吐水部１６０の角度と、角度の変化分にもとづいて、吐水部１６０の現在角度を特定してもよい。

このように、角度検出手段として加速度センサ１９２を用いることもできる。また、１つの加速度センサ１９２で、ユーザの手動操作を検出する機能と、吐水部１６０の向きを検出する機能の両方を実現することで、自動水栓１６の部品点数を低減できる。また、より小さいスペースで使いやすい自動水栓を実現できる。

第２の変形例を説明する。実施の形態では、吐水部１６０を回動自在に保持する基部１６１がカウンタトップ１５６に固定された自動水栓１６を示したが、自動水栓の構造には様々な変形態様が考えられる。例えば、吐水部１６０を回動自在に保持する基部１６１が壁に固定される壁付水栓がある。また、吐水部１６０が基部１６１に固定される一方、基部１６１が、カウンタトップ１５６やシンク１５、壁等に対し回動自在に設置される水栓がある。また、１つ以上の稼働部（例えば関節）を備え、各稼働部がユーザ操作に応じて変形することで、吐水口１６８の位置が移動する水栓がある。また、吐水部１６０が壁に連結され、吐水部１６０が壁上を左右にスライドする水栓がある。

実施の形態に記載の技術は、上記のような様々な態様の自動水栓に適用可能である。すなわち、自動水栓１６における吐水部１６０は、固定設置された本体部（例えば基部１６１、壁、カウンタトップ１５６等）に対して移動可能に連結されてよい。対象物センサ１（状態判定部１８４）は、吐水部１６０の現在位置を検知してもよい。例えば、実施の形態と同様に、吐水部１６０の現在角度で現在位置を検知してもよい。また、各稼働部の状態の組み合わせにより現在位置を検知してもよい。関節型の水栓では、各関節の角度と吐水部１６０の位置との対応関係を予め保持し、各関節の現在角度にもとづいて吐水部１６０の現在位置を特定してもよい。また、スライド型の水栓では、所定の基準（例えば左端）からの距離を測定することにより、吐水部１６０の現在位置を特定してもよい。

設定情報記憶部３６は、自動吐水を許可する吐水部１６０の位置を定めた自動吐水条件を記憶する。自動吐水条件は、実施の形態と同様に、所定の基準に対する吐水部１６０の向き（角度）であってもよい。また、各稼働部の状態を定めた条件、例えば各関節の角度や所定の基準からの距離を定めた条件であってもよい。他の構成は実施の形態の自動水栓１６と同様であり、給水制御部３３は、吐水部１６０の位置が自動吐水条件を満たすことを条件として自動吐水を実行する。また設定更新部３８は、所定のユーザ操作にもとづいて、設定情報記憶部３６に記憶された自動吐水条件を更新する。例えば、関節型の水栓やスライド型の水栓である場合も、条件設定モードにおいてユーザが吐水部１６０を移動させ、その移動中に検知された対象物までの距離が所定の距離であるときの吐水部１６０の位置にもとづいて自動吐水条件を更新してもよい。

第３の変形例を説明する。上記実施の形態では、自動吐水を許可する自動吐水条件、具体的には許可角度を記憶し、その自動吐水条件が充足される場合に対象物検知を契機に自動吐水を行うこととした。変形例として、自動吐水を禁止する自動吐水禁止条件、具体的には禁止角度を記憶し、その自動吐水禁止条件が充足される場合、対象物を検知しても自動吐水を抑制してもよい。この場合、ユーザは、条件設定モードにおいて、自動吐水を禁止する範囲を、吐水部１６０の向きで指定してもよく、また、設定更新部３８は、対象物までの距離が実施の形態の距離閾値未満の吐水部１６０の向きを自動吐水禁止条件として記録してもよい。

第３の変形例に記載の自動水栓は、以下の項目で特定することもできる。
（項目）
吐水口を有し、水平方向に回動自在の吐水部と、
吐水部の向きを検知する第１検知部と、
吐水を禁止する吐水部の向きを定めた吐水禁止条件を記憶する記憶部と、
物体の有無を検知する第２検知部と、
吐水部の向きが吐水禁止条件を満たす場合に、第２検知部による物体検知を契機に吐水させることを抑制する給水制御部と、
所定のユーザ操作にもとづいて前記記憶部に記憶された吐水禁止条件を更新する更新部と、を備えることを特徴とする自動水栓。

請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施の形態および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連携によって実現されることも当業者には理解されるところである。例えば、請求項に記載の第１検知部は、実施の形態の角度検知部１８２（または加速度センサ１９２）、状態判定部１８４の組み合わせにより実現されてもよい。また、請求項に記載の第２検知部は、実施の形態の対象物センサ１、撮像制御部３１、距離測定部３２、対象物判定部３４の組み合わせによって実現されてもよい。

１ 対象物センサ、 １６ 自動水栓、 ３３ 給水制御部、 ３６ 設定情報記憶部、 ３８ 設定更新部、 １６０ 吐水部、 １６８ 吐水口、 １８２ 角度検知部。

Claims (5)

1. 吐水口を有し、水平方向に回動自在の吐水部と、
   前記吐水部の向きを検知する第１検知部と、
   吐水を許可する前記吐水部の向きを定めた吐水条件を記憶する記憶部と、
   物体の有無を検知する第２検知部と、
   前記吐水部の向きが前記吐水条件を満たす場合に、前記第２検知部による物体検知を契機に吐水させる給水制御部と、
   所定のユーザ操作にもとづいて前記記憶部に記憶された吐水条件を更新する更新部と、
   を備えることを特徴とする自動水栓。
2. 前記ユーザ操作は、前記吐水部を回動させる操作を含み、
   前記更新部は、前記ユーザ操作中の前記吐水部の向きにもとづいて前記吐水条件を更新することを特徴とする請求項１に記載の自動水栓。
3. 前記第２検知部は、物体までの距離を検知し、
   前記更新部は、前記物体までの距離が所定の距離であるときの前記吐水部の向きにもとづいて前記吐水条件を更新することを特徴とする請求項２に記載の自動水栓。
4. 吐水口を有し、固定設置された本体部に対して移動可能に連結された吐水部と、
   前記吐水部の位置を検知する第１検知部と、
   吐水を許可する前記吐水部の位置を定めた吐水条件を記憶する記憶部と、
   物体の有無を検知する第２検知部と、
   前記吐水部の位置が前記吐水条件を満たす場合に、前記第２検知部による物体検知を契機に吐水させる給水制御部と、
   所定のユーザ操作にもとづいて前記記憶部に記憶された吐水条件を更新する更新部と、
   を備えることを特徴とする自動水栓。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の自動水栓を備えたキッチン。

Images