JP5093497B2 - 水栓装置 - Google Patents
水栓装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5093497B2 JP5093497B2 JP2008172942A JP2008172942A JP5093497B2 JP 5093497 B2 JP5093497 B2 JP 5093497B2 JP 2008172942 A JP2008172942 A JP 2008172942A JP 2008172942 A JP2008172942 A JP 2008172942A JP 5093497 B2 JP5093497 B2 JP 5093497B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- detection signal
- water
- unit
- detected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Domestic Plumbing Installations (AREA)
Description
また、マイクロ波などの送信波が被検知体に当たると反射波を生じる。この反射波を受信することにより人体などの被検知体を検知することができるので、これをセンサ部として水栓装置の吐水の自動制御に使用する技術も知られている。
また、電波のドップラー効果を利用して動体を検知し、外部機器の制御を行う技術が知られている(特許文献2を参照)。
ここで、反射電波を利用して被検知体を検知するものにおいては、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を確実に検知することができても、略直交する方向に動く被検知体を確実に検知することは困難である。そのため、これが意図しない吐水が行われる要因となるおそれがある。また、このことは被検知体が手の場合に限られず、例えば、手に持った包丁などをセンサ部に検知させようとする場合も同様である。
図1は、本発明の実施の形態に係る水栓装置を例示するための模式斜視図である。
また、図2は、水栓装置の構成を表すためのブロック図である。
図1、図2に示すように水栓装置1は、センサ部100と、制御部200と、吐水部30と、を備えている。
吐水部30と対峙する側面(前面45)にセンサ部100を設けるようにすれば、水栓装置1の近くにいる使用者が水栓装置1を使用する際に手などの被検知体を差し出しやすい。また、使用者が手を差し出す場所を迷わずに洗浄を行うことも可能となる。
また、吐水部30と対峙する位置から水栓装置1を使用する場合においても、対峙する側面(前面45)側から左右方向の側面(左側面42、右側面44)に設けられたセンサ部100を目視又は認識することが容易となる。そのため、光電センサのように検知位置が不明確となり吐水操作を行うための検知位置が何処にあるのかを迷うということも低減させることができる。なお、電波を用いたセンサとする場合には、デザイン性を損なわないようにするため受水部から目視出来ない様に隠蔽することも可能である。その場合には、センサ近傍に誘導手段を設け、その誘導手段に対して操作を行うようにすることができる。そのようにすれば、デザイン性を損なわず、且つ操作に迷うことなく使用することが可能となる。
センサ部100には、アンテナ112、送信部114、受信部116、ミキサ部118が設けられている。送信部114に接続されたアンテナ112からは、高周波、マイクロ波あるはミリ波などの10kHz〜100GHzの周波数帯の電波が放射される。具体的には、アンテナ112からは、例えば10.525GHzの周波数を有する送信波T1が放射される。人体などの被検知体からの反射波または透過波T2は、アンテナ112を経由して受信部116に入力される。ここで、アンテナは、図3(a)に表したように送信側と受信側とを共通としてもよく、または、図3(b)に表したように、送信部114にはアンテナ112aを接続し、受信部116にはアンテナ112bを接続してもよい。
送信波の一部と受信波とは、ミキサ部118にそれぞれ入力されて合成され、例えばドップラー効果が反映された検知信号(反射信号)が出力される。ミキサ部118から出力された検知信号は、制御部200に向けて出力される。
図4は、制御部を例示するためのブロック図である。
図4に示すように、制御部200には、フィルタ部210、判定部230、バルブ制御部240、バルブ250が設けられている。また、フィルタ部210には、フィルタ210aと、フィルタ210bとが設けられている。フィルタ210aは、例えば、所定の周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタとすることができる。そして、フィルタ210bはフィルタ210aの周波数帯域よりも高い周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタとすることができる。
なお、本実施の形態においては、水栓装置を使用する使用者の動きや、また使用者が持っている洗浄物の動きに対して検知を行い吐水制御を行うようにしているが、その際100Hz未満の信号を検知することにより判別を行うようにしている。
使用者が通常行う動作、例えば手の挿入や引き抜き、歩行等は100Hz未満の信号となる。そのため、100Hz未満の信号を検知することにより、一般的な人体の動作を判別することが可能となる。また、100Hz以上の高い周波数を検知すると、近傍にある蛍光灯ノイズ(100Hz、120Hz)や、通信機等で使用される通信ノイズ、水栓装置を使用しない動き(水栓装置の近傍を手が横切る、水栓装置の近傍で走る)等から得られる検知信号をキャンセルすることが可能となる。そのため、ノイズ等による誤検知を防止することが可能となる。
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(=300×106m/s)
センサ部100に対して被検知体が相対的に移動すると、式(1)で表されるように、その速度vに比例した周波数ΔFを含む検知信号が得られる。検知信号は周波数スペクトラムを有し、スペクトラムのピークに対応するピーク周波数と移動体の速度vとの間には相関関係がある。そのため、センサ部100(ミキサ部118)から出力された検知信号の高い周波数成分をフィルタ210a、フィルタ210bを介することで所定の周波数帯域に分割し、ドップラー周波数ΔFを測定するようにすれば、速度vを求めることができる。また、各周波数帯域の移り変わりなどを見れば速度の変化(減速/加速)を知ることができる。そして、例えば、判定部230において水栓装置を使用するための検知動作を行っていると判定された場合には、バルブ制御部240によりバルブ250を開放して吐水を行うようにすることができる。なお、日本においては、人体を検知する目的には10.50〜10.55GHzまたは24.05〜24.25GHzの周波数が使用できる。
また、説明の便宜上、検知信号を2つの周波数帯域に分割する場合を例示したが、これに限定されるわけではない。例えば、検知信号を3つ以上の周波数帯域に分割することもできる。周波数帯域の分割数を多くすれば、被検知体の動作状況の解析をさらに詳細に行うことができる。
そのため、ハードウエアにより詳細な周波数設定を行う場合、抵抗及びキャパシタの抵抗値や容量の持つ公差が小さいものを選択するようにすれば、設定した周波数帯域に近い値でフィルタリングを行うことが可能となる。
また、ハードウエアまたはソフトウエアにより構成されたフィルタを適宜選択するようにするか、両者を組み合わせることでフィルタ部を構成するようにしてもよい。
ここで、一般的には、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を検知させている。ところが、使用者が水栓装置を使用する場合、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作(横切り動作)を行う場合がある。例えば、受水部にある物を取るために、センサの前で手を通過させる時や、また、物を受水部に置く際に、センサの前を物体が通過する時が該当する。このような動作(横切り動作)は、水栓装置を使用するための検知動作であるとは限らない。そのため、意図しない吐水が行われるおそれがある。
まず、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を検知させる場合を説明する。
図5、図6は、電波の送信方向に対して略平行な方向に動く被検知体を検知させる場合を例示するための模式図である。なお、図5はセンサ部100から被検知体が遠ざかる場合、図6はセンサ部100に被検知体が近づく場合を表している。なお、センサ部100から10.525GHzの電波が放射され、その送信方向に対して略平行な方向に1m/秒の等速度で被検知体20が遠ざかる、または近づく場合を例示する。
図7(a)に示すように、測定点はセンサ部100から0mm、500mm、1000mmの位置としている。また、センサ部100から0mmの位置の検知信号の周波数と電圧との関係を図7(b)に示し、500mm、1000mmの位置の検知信号の周波数と電圧との関係を図7(c)、図7(d)にそれぞれ表している。
図8に示すように、水栓装置1を使用する場合においては、使用者が電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体(図8に示したものは手20a)を動かす場合がある。
図9(b)に示すように、被検知体20がセンサ部100の正面に接近するほど検知信号の大きさ(S/N比)は大きくなる。すなわち、図中のX=−10〜0mmの部分に近づくほど、また、Yの値が小さくなるほど検知信号の大きさ(S/N比)は大きくなる。そのため、検知信号の大きさから被検知体20のおおよその位置(電波の送信方向に対して略直交する方向におけるおおよその位置)を知ることができる。
図10(a)に示すように、測定点はセンサ部100の正面(0mm)、正面から左右に500mmの位置としている。また、センサ部100の正面から左に500mmの位置(図中の−500mmの位置)における検知信号の周波数と電圧との関係を図10(b)に表している。また、センサ部100の正面の位置(図中の0mmの位置)における検知信号の周波数と電圧との関係を図10(c)に表している。また、センサ部100の正面から右に500mmの位置(図中の500mmの位置)における検知信号の周波数と電圧との関係を図10(d)に表している。
図10(b)〜図10(d)から分かるように、センサ部100の正面から遠くなるほどピーク電圧の値は小さくなる。ここで、図7において説明をした場合とは異なり、センサ部100に対する被検知体20の位置によってピーク周波数が現れる位置が変動しているのが分かる。すなわち、センサ部100の正面においてはピーク周波数は0Hz近傍に現れ、正面から遠ざかるほど高い周波数(図中では15Hz程度のところ)に現れるようになる。なお、本願明細書において0Hzの近傍とは、0Hz以上3Hz以下の周波数帯を意味するものとする。
図中の「X1」〜「X3」の範囲は、電波の送信方向に対して略直交する方向に移動する被検知体20に対する検知信号の経時的範囲を表している。すなわち、図中の「X1」の範囲は、被検知体20がセンサ部100の正面に来る手前を表している。また、「X2」の範囲は、被検知体20がセンサ部100の正面に来た場合を表している。また、「X3」の範囲は、被検知体20がセンサ部100の正面を通過した場合を表している。
図11に示すように、「X1」の範囲においては低い周波数、低い電圧の検知信号が検知される。また、図9(b)で説明をしたように電圧は「X2」の範囲に向けて漸増する。この場合、「X1」の範囲におけるピーク周波数は、図10(b)において例示をしたように、3Hzを超え20Hz以下程度である。
すなわち、被検知体20が「X1」から「X2」へと移動することで、検知信号の低い周波数が0(零)Hz近傍となる。また、検知信号の電圧が増加することになる。
すなわち、被検知体20が「X2」から「X3」へと移動することで、検知信号の0(零)Hz近傍となった周波数が増加して再び低い周波数が検知される。また、増加した検知信号の電圧が減少して再び低い電圧が検知される。
なお、図12に例示をしたフローチャートでは、周波数と電圧の変化の状況を考慮する場合を例示するものである。また、図11に例示をした「X1」〜「X2」の範囲における変化の状況により判定を行う場合を例示するものである。
検知が開始されると、まず、所定の周波数(所定の接近速度)の信号の有無が判定される(S1)。
すなわち、所定の低い周波数(例えば、ピーク周波数が3Hzを超え20Hz以下程度)の信号が現れているのかを判定する。
すなわち、所定の低い電圧の信号が現れているのかを判定する。
この場合、所定の低い電圧の信号が現れなければ、電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作(横切り動作)ではないと判定する。
次に、極めて低い(0Hz近傍)周波数の信号の有無が判定される(S3)。
すなわち、極めて低い周波数(例えば、ピーク周波数が0Hz近傍(0Hz以上、3Hz以下程度))の信号が現れているのかを判定する。
この場合、極めて低い周波数の信号が現れなければ、電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作(横切り動作)ではないと判定する。
次に、電圧が所定の閾値以上となっているのかが判定される(S4)。
すなわち、所定の高い電圧の信号が現れているのかを判定する。
この場合、所定の高い電圧の信号が現れなければ、電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作(横切り動作)ではないと判定する。
一方、所定の高い電圧の信号が現れれば、電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作(横切り動作)であると判定する。
電波の送信方向に対して略直交する方向に被検知体を動かすような動作(横切り動作)であると判定された場合には、吐水を行わない判定をし、バルブ制御部240へ止水保持(バルブ250の「閉状態を保持」)の指示を行う。
Claims (2)
- 吐水部と、
前記吐水部への水路を開閉するバルブと、
放射した電波の反射波によって被検知体に関する情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部からの検知信号を複数の周波数帯域に分別するフィルタ部と、
前記分別された検知信号の周波数に基づいて前記吐水部からの吐水の可否を判定する判定部と、
前記判定部からの信号に基づいて前記バルブの開閉を制御するバルブ制御部と、
を備え、
前記判定部は、0(零)Hz近傍よりも高い前記検知信号の周波数を検知した後に、0(零)Hz近傍の前記検知信号の周波数を検知し、さらに前記検知信号の周波数が上昇したことを検知した場合には、前記吐水部からの吐水を行わない判定をすること、を特徴とする水栓装置。 - 前記判定部は、0(零)Hz近傍の前記検知信号の周波数を検知するとともに、前記検知信号の電圧強度が上昇したことを検知した後に、前記検知信号の周波数が上昇するとともに前記検知信号の電圧強度が低下した場合には、前記吐水部からの吐水を行わない判定をすること、を特徴とする請求項1記載の水栓装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008172942A JP5093497B2 (ja) | 2008-07-02 | 2008-07-02 | 水栓装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008172942A JP5093497B2 (ja) | 2008-07-02 | 2008-07-02 | 水栓装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010013816A JP2010013816A (ja) | 2010-01-21 |
JP5093497B2 true JP5093497B2 (ja) | 2012-12-12 |
Family
ID=41700162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008172942A Expired - Fee Related JP5093497B2 (ja) | 2008-07-02 | 2008-07-02 | 水栓装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5093497B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3379617B2 (ja) * | 1995-09-12 | 2003-02-24 | 東陶機器株式会社 | 人体検知装置 |
JPH10260075A (ja) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Fuji Xerox Co Ltd | 信号検出装置および信号検出方法 |
JP5017893B2 (ja) * | 2006-03-13 | 2012-09-05 | Toto株式会社 | 自動水栓 |
-
2008
- 2008-07-02 JP JP2008172942A patent/JP5093497B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010013816A (ja) | 2010-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4292586B1 (ja) | 吐水装置 | |
TWI431302B (zh) | Water outlet | |
JP5088221B2 (ja) | 水栓装置 | |
JP2009215845A (ja) | 水栓装置 | |
JP5093497B2 (ja) | 水栓装置 | |
JP5332360B2 (ja) | 水栓装置 | |
JP2009150123A (ja) | 水栓装置及びシステムキッチン | |
JP5489087B2 (ja) | 水栓装置 | |
JP2010163743A (ja) | 水栓装置 | |
JP5212908B2 (ja) | 水栓装置 | |
JP2001311191A (ja) | 動体検知システム | |
JP5354449B2 (ja) | 水栓装置 | |
JP2009299284A (ja) | 水栓装置 | |
JP5246586B2 (ja) | 吐水装置 | |
JP2010144496A (ja) | 水栓装置 | |
JP5448236B2 (ja) | 吐水装置 | |
JP2009036011A (ja) | 吐水装置 | |
JP5448237B2 (ja) | 吐水装置 | |
JP2002285624A (ja) | トイレ装置 | |
JP2010236229A (ja) | 小便器洗浄装置 | |
WO2018001568A2 (en) | A precipitation sensor | |
JP2009299283A (ja) | 水栓装置 | |
JP5212909B2 (ja) | 水栓装置 | |
JP5099603B2 (ja) | 水栓装置 | |
JP5637489B2 (ja) | キッチン用水栓 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110531 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120822 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120904 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5093497 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150928 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |