JP5332360B2

JP5332360B2 - 水栓装置

Info

Publication number: JP5332360B2
Application number: JP2008181230A
Authority: JP
Inventors: 昌之永石; 宏之坪井; 正実辻田; 健介村田; 翔一立木
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2028-07-11
Also published as: JP2010019010A

Description

本発明は、水栓装置に関し、より具体的には、手洗い場やトイレ、キッチンなどに設けられ、マイクロ波などを利用した電波センサを用いて吐水流の吐水を制御する水栓装置に関する。

人の手や食器を吐水口に近づけたことを光電スイッチにより検知し、吐水を行う技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
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。

例えば、人体を検知して吐水を自動制御する装置としては、人体や人の手を被検知体として、その被検知体からの反射電波の電圧強度をもとに被検知体の有無を検知し、被検知体を検知した場合には吐水を行う装置が知られている。
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）。
実開昭６１−７５５７０号公報特開２００７−７１６５８号公報

特許文献１（実開昭６１−７５５７０号公報）に開示された技術や反射電波の電圧強度をもとに被検知体の有無を検知して吐水を行う技術によれば、誤検知により意図しない吐水が行われるおそれがある。例えば、洗面器やシンク内に置かれた物、あるいは、単にこれらを取ろうとした手を検知して意図しない吐水が行われるおそれがある。

特許文献２（特開２００７−７１６５８号公報）に開示された技術によれば、水栓装置に対して接近してくる手の動きや水栓装置近傍における手の動きを検知することができる。そのため、洗面器やシンク内に置かれた物を誤検知することを抑制することができる。

しかしながら、動体を検知することができても、水栓装置を使用するために実際に被検知体を検知させようとしているのかを判定することが困難となる場合がある。例えば、使用者によっては検知範囲近傍まで手を接近させた後に手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行い、この動作によりセンサ部に検知をさせようとする場合がある。一般的には、検知をさせるためにセンサ部に接近させる手は検知範囲に近づくほど減速する。ところが、手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）が行われた場合にはさらに加速されることになる。そのため、これが誤検知の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、手を素早く返すような動作で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。

本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、使用者がセンサ部に対して被検知体を素早く返すような動作（例えば、手を素早く返すような動作（いわゆるスナップをきかせるような動作）など）を行っても、検知信号の周波数と電圧強度との変化の状況から、水栓装置を使用するための検知動作であることを的確に判定することができる水栓装置を提供する。

本発明の一態様によれば、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、前記検知信号の周波数が周波数に関して設けられた第１の閾値を超え、かつ、前記検知信号の電圧強度が電圧強度に関して設けられた第２の閾値を超えた後に、前記周波数が周波数に関して設けられた前記第１の閾値よりも高い第３の閾値を超え、かつ、前記電圧強度が電圧強度に関して設けられた前記第２の閾値よりも高い第４の閾値を超えた場合には、前記吐水部からの吐水を行う判定をすること、を特徴とする水栓装置が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、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、前記検知信号の周波数が周波数に関して設けられた第１の閾値を超え、かつ、前記検知信号の電圧強度が電圧強度に関して設けられた第２の閾値を超えた後に、前記周波数が周波数に関して設けられた前記第１の閾値よりも高い第３の閾値を超え、かつ、前記電圧強度が電圧強度に関して設けられた前記第２の閾値よりも高い第４の閾値を超え、その後前記周波数が第３の閾値を下回り、かつ、前記電圧強度が前記第４の閾値を下回った場合には、前記吐水部からの吐水を行う判定をすること、を特徴とする水栓装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、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、前記検知信号の周波数が周波数に関して設けられた第１の閾値を超え、かつ、前記検知信号の電圧強度が電圧強度に関して設けられた第２の閾値を超えた後に、前記周波数が周波数に関して設けられた前記第１の閾値よりも高い第３の閾値を超え、かつ、前記電圧強度が電圧強度に関して設けられた前記第２の閾値よりも高い第４の閾値を超え、その後前記周波数が低下して第１の閾値を下回り、かつ、前記電圧強度が低下して前記第２の閾値を下回った場合には、前記吐水部からの吐水を行う判定をすること、を特徴とする水栓装置が提供される。

本発明によれば、使用者がセンサ部に対して被検知体を返すような動作を行っても、検知信号の周波数と電圧強度との変化の状況から、水栓装置を使用するための検知動作であることを的確に判定することができる水栓装置が提供される。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
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。

センサ部１００は、高周波センサである。センサ部１００は、マイクロ波あるいはミリ波などの高周波の電波を放射（送信）し、放射した電波の被検知体からの反射波を受信する。そして、被検知体に関する情報（被検知体の有無や状態）を含む反射波に基づいた検知信号を出力する。

制御部２００は、吐水部３０への水路を開閉するバルブ２５０を有する。後に詳述するように、制御部２００は、センサ部１００からケーブル１５０を介して入力された検知信号に基づいてバルブ２５０を駆動する。吐水部３０とバルブ２５０とは、配水管１０によって接続されている。バルブ２５０が開放されている場合には、水は配水管１０の内部を通り、吐水部３０が有する吐水口３２から吐水される。一方、バルブ２５０が閉止されている場合には、水が吐水口３２から吐水されることはない。なお、本願明細書において「水」という場合には、「湯」や「温水」をも含むものとする。また、配水管１０の経路上に湯を生成する給湯器等を設置することもできる。そのようにすれば、制御部２００から送信されるバルブ２５０を駆動するための信号に基づいて給湯器等を駆動することができるので、適温の湯を供給することが可能となる。

吐水口３２の下方には吐水される水を受けるための受水部４０が設けられている。受水部４０は、吐水流３４が着水する受水面４１を有する。また、受水部４０は、受水面４１の周囲に設けられた左側面４２と、後面４３と、右側面４４と、前面４５と、をさらに有する（以下、左側面４２と、後面４３と、右側面４４と、前面４５と、の少なくともいずれかを「側面」とも言う）。なお、受水面４１と、左側面４２、後面４３、右側面４４、前面４５などと、の境界は必ずしも明瞭である必要はない。例えば、受水面４１と前面４５との間が連続的な曲面により形成されていてもよい。また、受水面４１と側面とは垂直の関係では無く、受水面４１と側面とが識別可能な角度又は形状で形成されていてもよい。特に洗面器等においては、大部分が曲面で形成されているため、側面の識別が困難であるが、そのような形状の場合には、受水面４１と異なる角度で形成され、且つ直接吐水を受けることが無い面を側面とすることができる。更に、受水面４１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よい。また側面はすべて深さ方向に対して同じ長さを有することなく、受水面４１及び受水部４０全体の形状に応じて変化してもよい。吐水口３２から吐水された吐水流３４は、矢印（流れ方向）３０２のように受水面４１に対して斜め方向に着水する。但し、これだけに限られるわけではなく、例えば、受水面４１に対して略垂直方向に着水してもよい。

センサ部１００は、受水部４０の左側面４２の裏側に設けられている。そのため、受水部４０の材質は、センサ部１００からの電波が放射されやすいものであることが好ましい。例えば、樹脂や陶器などのように、比誘電率が低い材質（例えば、εｒ＝２〜６近傍）とすることが好ましい。なお、受水部４０の材質を金属として、少なくともセンサ部１００の前面を覆う部分に比誘電率の低い材料（例えば、樹脂や陶器など）からなる図示しない窓部などを設けるようにしてもよい。

また、説明の便宜上、センサ部１００を左側面４２に設け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、センサ部１００を吐水部３０が設けられた側の側面以外の側面（左側面４２、右側面４４、前面４５）に設けるようにすることができる。

例えば、吐水部３０と対峙する側面である前面４５の裏側にセンサ部１００を設けるようにすることができる。特に、一方向のみから使用される洗面器のようなものの場合には、吐水部３０と対峙する側にセンサ部１００を設けるようにすることが好ましい。
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と対峙する側面以外の側面である左側面４２または右側面４４の裏側にセンサ部１００を設けるようにすることができる。このような構成は、特にキッチンのように多方向から水栓装置１を使用する場合に適している。

吐水部３０と対峙する側面以外の左側面４２または右側面４４にセンサ部１００を設けるようにすれば、吐水操作の簡略化を図ることができる。例えば、左側面４２または右側面４４の側から水栓装置１を使用する場合においては、立ち位置から吐水部３０までの手の動線上に検知範囲が設けられることになる。そのため、吐水操作を行うためだけに手を動かす必要がなくなり、動線上における手の移動だけで吐水をさせることが可能となる。
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。

また、検知範囲に手（被検知体）が入ったことを図示しない報知部（例えば、警報ブザーやランプなど）によって使用者に知らせることで、五感による識別ができるようにすることもできる。そのようにすれば、吐水操作を行うための検知位置が何処にあるのかを明確にすることができるので、操作のための動作を更に容易にすることができる。なお、前記の誘導手段を報知部として使用することも可能である。例えば、誘導手段が光によって表示されるものである場合には、誘導手段に対して手をかざした際に、誘導手段の光を消灯することにより報知を行うようにすることができる。そのようにすれば、使用者が容易に認識することができるようになる。

図３は、センサ部１００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。

また、図１、図２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。フィルタ部２１０は、センサ部１００からの検知信号を所定の周波数帯域に分別する。判定部２３０は、周波数帯域に分別された検知信号に基づいて吐水部からの吐水の可否を判定する。バルブ制御部２４０は、判定部２３０からの信号に基づいてバルブ２５０の開閉を制御する。バルブ２５０は、吐水部３０への水路を開閉する。

ここで、制御部２００についてさらに説明をする。
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。

ミキサ部１１８から出力された検知信号は、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。この高い周波数成分には、ドップラー効果に関する情報が含まれている。そのため、フィルタ部２１０においてドップラー効果に関する情報を含む高い周波数成分（ドップラー周波数信号）をも取り出すようにしている。

ここで、人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（＝３００×１０^６ｍ／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。

また、フィルタ部２１０の前段に低い周波数成分を取り除くためのフィルタを設けることもできる。ミキサ部１１８から出力された検知信号は、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。そのため、低い周波数成分を取り除くためのフィルタを設けるようにすれば、ドップラー効果に関する情報を含む高い周波数成分（ドップラー周波数信号）のみを取り出すことができる。なお、この際のフィルタリング周波数は、例えば、２００Ｈｚとすることができる。

また、被検知体が略静止したことを検知するために、直流成分を含む低い周波数帯域の検知信号を通過させるフィルタをフィルタ部２１０に設けることもできる。この場合、直流成分を含む低い周波数帯域の検知信号としては、例えば、直流成分（０Ｈｚ）と０Ｈｚを超え３Ｈｚ以下の周波数成分とを含む検知信号を例示することができる。ここで、略静止とは、静止状態のみならず静止しようとしている直前の人体の僅かな揺らぎや静止を意識した状態における僅かな動き（本人は静止しているつもりなのに、実際はユラユラと動いている動き）などをも含んだ状態を言う。

また、フィルタをハードウエアまたはソフトウエアにより構成させることができる。フィルタをハードウエアにより構成させたものとしては、例えば抵抗器（R)とキャパシタ（C)を構成要素として備えたものを例示することができる。そして、例えば、センサ部１００からの検知信号に対して抵抗器（R)、キャパシタ（C)で構成したハイパスフィルタ、及びローパスフィルタを組み合わせることで、必要な周波数帯を分別及び抽出するフィルタを構成することが可能である。ハードウエアによりフィルタを構成した場合には、安価で簡易的な構成のフィルタを得ることが可能となる。ただし、各電子部品（抵抗器（R)、キャパシタ（C)）の抵抗値や容量値のバラツキの影響を受けて設定した周波数に変動が生じるおそれがあるので、より厳密な周波数設定をすることが困難となる場合もある。
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。

フィルタをソフトウエアにより構成したものとしては、例えばマイクロコンピュータを用いた演算処理によってフィルタリングを行うディジタルフィルタを例示することができる。ディジタルフィルタを用いるようにすれば、フィルタリングする周波数を厳密に設定することができる。そのため、細かい周波数区分を行うことができるので、使用者の動作を的確に判断するのに適しているといえる。ただし、マイクロコンピュータのような演算素子を用いたフィルタリングのため、フィルタの数が多くなると演算時間が長くなる場合もある。この場合、演算時間が長くなると、バルブ２５０の開閉時間が遅くなるなどの問題が発生するおそれがある。また、直流（DC）や直流（DC）近傍の周波数に対してフィルタリングを行うことが出来ないなどの問題もある。そのため、ソフトウエアにより演算処理を高速化する場合、フィルタの数を少なくしたり、演算素子の演算速度が速いものを選択したりすれば、演算処理を高速化し、詳細なフィルタリングを高速にて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、センサ部に検知させるために手などの被検知体を検知範囲に近づける場合には、検知範囲に近づくほど減速させ、略静止させる場合が多い。ところが、使用者によっては、手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行い検知範囲内で被検知体を加速させる場合がある。
次に、使用者が手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行った場合について説明をする。
図５は、使用者が水栓装置を使用するためにセンサ部に手を近づける様子を例示をするための模式図である。なお、図５（ａ）はセンサ部に手を近づける様子を表している。また、図５（ｂ）は等速で手が近づく場合にセンサ部から出力される検知信号の波形を表し、図５（ｃ）は減速しながら手が近づく場合にセンサ部から出力される検知信号の波形を表している。

図５（ａ）に示すように、水栓装置１を使用するために手２０などの被検知体をセンサ部１００に近づける場合には、まず腕全体を動かして手２０をセンサ部１００の検知範囲に近づける。そして、センサ部１００への接近は、等速運動または減速運動により行われる。

手２０がセンサ部１００へ等速運動で接近する場合には、図５（ｂ）に例示をしたような波形の検知信号がセンサ部１００から出力される。すなわち、手２０が接近することで受信波が強くなるので、時間とともに検知信号の振幅が大きくなる。そして、図５（ｂ）の場合には、手２０がセンサ部１００へ等速運動で接近するため、検知信号の波長（周波数）はほぼ一定となる。
これに対し、手２０がセンサ部１００へ減速運動で接近する場合には、図５（ｃ）に例示をしたような波形の検知信号がセンサ部１００から出力される。すなわち、手２０が接近することで受信波が強くなるので、時間とともに検知信号の振幅が大きくなる。そして、図５（ｃ）の場合には、手２０がセンサ部１００へ減速運動で接近するため、時間とともに検知信号の波長は長くなる（周波数が低くなる）。
なお、一般的な手２０の動きでは、検知信号の周波数は１００Ｈｚである。

前述したように、センサ部１００から出力された検知信号は、フィルタ部２１０により所定の周波数帯域に分割され、判定部２３０により解析される。すなわち、漸増から接近を知ることができ、波長や周波数帯域の変化から速度変化の状態を知ることができる。

図６は、センサ部に近づけた手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行った場合の様子を例示をするための模式図である。なお、図６（ａ）はセンサ部に手を近づける様子を表し、図６（ｂ）は手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行った場合にセンサ部から出力される検知信号の波形を表している。

図６（ａ）に示すように、センサ部に近づけた手をセンサ部側に素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）が行われる場合がある。このような場合、手首のみで行われるスナップ動作のため、前述した腕全体を動かす動作に比べて速い速度で手２０の移動が行われる。すなわち、手２０の移動速度が加速される。また、センサ部１００により接近することにもなる。

センサ部１００に近づけた手２０をセンサ部側に素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）が行われた場合には、図６（ｂ）に例示をしたような波形の検知信号がセンサ部１００から出力される。なお、図中のＡ部は、前述した手２０がセンサ部１００へ等速運動で接近する場合の波形であり、この波形に続いて現れるＢ部の波形がセンサ部側に手２０を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）をした場合の波形である。すなわち、前段に現れる接近時の波形（Ａ部）に比べて大きく、かつ、波長の短い（周波数の高い）波形が現れることになる。

このような検知信号は、フィルタ部２１０により所定の周波数帯域に分割され、判定部２３０により解析される。例えば、前述のようにして、手２０の接近が検知された後、増加し、かつ、波長が短くなった（周波数が高くなった）場合には、センサ部側に手２０を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）が行われたことを知ることができる。
そのため、Ａ部からＢ部にかけて行われる一連の動作を認識することができるので、これをもって使用者が水栓装置を使用するためにセンサ部に手を近づけていると判定することができる。
すなわち、判定部２３０においては、検知信号の周波数と電圧強度がそれぞれ所定の値を超えた後に（被検知体の接近が検知された後に）、周波数と電圧強度がそれぞれ増加したことを検知した場合（被検知体をセンサ部側に素早く返すような動作を検知した場合）には、吐水部からの吐水を行う判定をすることができる。
なお、本明細書において、「電圧強度」とは検知信号の電圧値の振幅を表している。例えば、電圧強度が増加するとは振幅が大きくなることを表している。

図７は、手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行った後にセンサ部から離れる様子を例示をするための模式図である。なお、図７（ａ）は返した手を元に戻す動作を表し、図７（ｂ）はセンサ部から手を遠ざける様子を表している。

図６（ａ）に例示をしたような動作を行った後に、使用者は、図７（ａ）に示すような動作を行う。すなわち、返した手２０を元の位置に戻す。その後、図７（ｂ）に示すように腕全体を動かしてセンサ部１００から手２０を遠ざけるような動作を行う。

返した手２０を元の位置に戻す場合には、移動速度が速いので波長の短い（周波数の高い）波形が現れることになる。なお、手２０が若干遠ざかるためやや小さくなる。また、腕全体を動かしてセンサ部１００から手２０を遠ざける場合には、移動速度が遅いので、図６（ｂ）のＢ部よりは波長の長い（周波数の低い）波形が現れることになる。また、遠ざかるため振幅幅が漸減することになる。

なお、図７（ａ）に示すような動作が行われず、図７（ｂ）に示すような動作が行われる場合もある。この場合であっても、図６（ｂ）のＢ部よりは波長の長い（周波数の低い）波形が現れることになる。また、遠ざかるため漸減することになる。

図８は、図７（ｂ）に示すような動作が行われた場合にセンサ部から出力される検知信号の波形を例示するための模式グラフ図である。
図６（ａ）に例示をしたような動作を行った後に、図７（ｂ）に示すような動作が行われた場合には、図８に示すような検知信号の波形が現れる。すなわち、前段に現れる手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行った際に現れる波形（Ｂ部）の後に、波長が長く（周波数が低く）、かつ振幅幅が漸減するような波形（Ｃ部）が現れることになる。

そのため、Ｂ部からＣ部にかけて行われる一連の動作を認識することができるので、これをもって使用者が水栓装置を使用するためにセンサ部に手を近づけ、その後、離れたと判定することができる。
なお、図７（ａ）に示すような動作が行われた場合には、Ｂ部とＣ部との間に波長（周波数）がＢ部とほぼ同等で振幅幅がやや小さい波形が現れることになる。ただし、その後に図７（ｂ）に示すような動作が行われることには変わりがないため、図７（ａ）に示すような動作を手２０を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）の一連の動作と取り扱うことができる。すなわち、図７（ａ）に示すような動作を波長（周波数）がほぼ同等の図６（ａ）に示すような動作に含めて取り扱うことができる。

このように、手２０を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行った後にセンサ部から離れたことをも知ることができれば、より的確な被検知体の動作変化の状況を判定することができる。
すなわち、判定部２３０においては、周波数と電圧強度とが増加したことを検知した後に（被検知体をセンサ部側に素早く返すような動作を検知した後に）、周波数と電圧強度とが減少したことを検知した場合には（被検知体が離れたことを検知した場合には）、吐水部からの吐水を行う判定をすることができる。この場合、周波数と電圧強度とが減少し、接近時の値に達した場合に吐水部からの吐水を行う判定をすることもできる。
なお、説明の便宜上、被検知体を人の手２０としたがこれに限定されるわけではなく、例えば、手に持った包丁などであってもよい。

次に、判定部２３０における判定の手順を例示する。
図９は、判定部における判定の手順を例示するためのフローチャートである。
なお、図９に例示をしたフローチャートでは、手２０を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）が行われた場合の他に、手２０を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）が行われなかった場合をも判定するようにしている。

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）。
これは、被検知体の接近動作に伴う信号であるかを識別するためである。また、電圧強度に関しても同様に、所定の値のものが検知されたか否かが判定される。このようにすれば、ノイズを除去することができるので誤判定を抑制することができる。なお、これらの判定は、検知信号の周波数が周波数に関して設けられた所定の閾値を超え、かつ、検知信号の電圧強度が電圧強度に関して設けられた所定の閾値を超えたか否かで判定することができる。
次に、電圧強度がＳ１において説明をした閾値よりも高い範囲に予め設定されている所定の閾値を超えているかが判定される（Ｓ２）。
これは、被検知体の接近にともない電圧強度が増加するので、閾値を設けて所定の距離まで被検知体が接近したことを確認するためである。このようにすれば、水栓装置の使用意図を持ってセンサ部に接近しているのかをも識別することができる。
そして、電圧強度が所定の閾値を超えたことで、被検知体が接近したと判定する。
次に、検知信号の周波数が漸減するかが判定される（Ｓ３）。
漸減、すなわち低くなっていけば被検知体が減速していると判定することができる。この後、被検知体の略停止が検知されたり、被検知体の加速が所定時間内に検知されない場合には、水栓装置を使用するための検知動作と判定することができる。
そのため、次に、電圧強度がＳ２において説明をした所定の閾値を超えているかが判定される（Ｓ４）。
これは、電圧強度により被検知体との距離を確認することで水栓装置の使用意図を再確認するためである。
そして、電圧強度がこの閾値を超えたことで吐水を行う判定をし、バルブ制御部２４０へ吐水開始（バルブ２５０の「開」）の指示を行う。
一方、「Ｓ３」において検知信号の周波数の漸減（被検知体の減速）が検知された後に検知信号の周波数が高くなるのかが判定される（Ｓ５）。この判定は、周波数がＳ１において説明をした閾値よりも高い範囲に予め設定されている所定の閾値を超えているか否かで行うことができる。
この場合、検知信号の周波数が高くなりこの閾値を超えれば、前述した手２０を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）が行われていると判定することができる。
次に、電圧強度がＳ２において説明をした所定の閾値を超えているかが判定される（Ｓ６）。これは、「Ｓ４」の場合と同様に、電圧強度により被検知体との距離を確認することで水栓装置の使用意図を再確認するためである。
そして、電圧強度が所定の閾値を超えたことで吐水を行う判定をし、バルブ制御部２４０へ吐水開始（バルブ２５０の「開」）の指示を行う。すなわち、周波数がＳ５において説明をした閾値を超え、かつ、電圧強度がＳ６において説明をした閾値を超えたことで吐水を行う判定をし、バルブ制御部２４０へ吐水開始（バルブ２５０の「開」）の指示を行う。
また、「Ｓ６」の後に、周波数と電圧強度とが減少し被検知体が離れるのを検知した場合には、吐水部からの吐水を行う判定をすることもできる。
この場合、周波数がＳ５において説明をした閾値を超え、かつ、電圧強度がＳ６において説明をした閾値を超え、その後、周波数がＳ５において説明をした閾値を下回り、かつ、電圧強度がＳ６において説明をした閾値を下回った場合には、吐水を行う判定をし、バルブ制御部２４０へ吐水開始（バルブ２５０の「開」）の指示を行うことができる。
また、周波数がＳ５において説明をした閾値を超え、かつ、電圧強度がＳ６において説明をした閾値を超え、その後、周波数がＳ１において説明をした閾値を下回り、かつ、電圧強度がＳ１において説明をした閾値を下回った場合には、吐水を行う判定をし、バルブ制御部２４０へ吐水開始（バルブ２５０の「開」）の指示を行うこともできる。

なお、「Ｓ４」、「Ｓ６」においては、電圧強度により被検知体との距離を確認することとしているがこれに限定されるわけではない。例えば、電圧強度の他にも、時間、検知信号の波形における極値の個数などにより被検知体との距離を確認することもできる。また、これらを組み合わせて用いることもできる。

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。水栓装置の構成を表すためのブロック図である。センサ部を例示するためのブロック図である。制御部を例示するためのブロック図である。使用者が水栓装置を使用するためにセンサ部に手を近づける様子を例示をするための模式図である。センサ部に近づけた手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行った場合の様子を例示をするための模式図である。手を素早く返すような動作（スナップをきかせるような動作）を行った後にセンサ部から離れる様子を例示をするための模式図である。図７（ｂ）に示すような動作が行われた場合にセンサ部から出力される検知信号の波形を例示するための模式グラフ図である。判定部における判定の手順を例示するためのフローチャートである。

符号の説明

１水栓装置、１０配水管、３０吐水部、３２吐水口、４０受水部、４１受水面、４２左側面、４３後面、４４右側面、４５前面、１００センサ部、２００制御部、２１０フィルタ部、２１０ａフィルタ、２１０ｂフィルタ、２３０判定部、２４０バルブ制御部、２５０バルブ

Claims

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、前記検知信号の周波数が周波数に関して設けられた第１の閾値を超え、かつ、前記検知信号の電圧強度が電圧強度に関して設けられた第２の閾値を超えた後に、前記周波数が周波数に関して設けられた前記第１の閾値よりも高い第３の閾値を超え、かつ、前記電圧強度が電圧強度に関して設けられた前記第２の閾値よりも高い第４の閾値を超えた場合には、前記吐水部からの吐水を行う判定をすること、を特徴とする水栓装置。
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、前記検知信号の周波数が周波数に関して設けられた第１の閾値を超え、かつ、前記検知信号の電圧強度が電圧強度に関して設けられた第２の閾値を超えた後に、前記周波数が周波数に関して設けられた前記第１の閾値よりも高い第３の閾値を超え、かつ、前記電圧強度が電圧強度に関して設けられた前記第２の閾値よりも高い第４の閾値を超え、その後前記周波数が第３の閾値を下回り、かつ、前記電圧強度が前記第４の閾値を下回った場合には、前記吐水部からの吐水を行う判定をすること、を特徴とする水栓装置。
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、前記検知信号の周波数が周波数に関して設けられた第１の閾値を超え、かつ、前記検知信号の電圧強度が電圧強度に関して設けられた第２の閾値を超えた後に、前記周波数が周波数に関して設けられた前記第１の閾値よりも高い第３の閾値を超え、かつ、前記電圧強度が電圧強度に関して設けられた前記第２の閾値よりも高い第４の閾値を超え、その後前記周波数が低下して第１の閾値を下回り、かつ、前記電圧強度が低下して前記第２の閾値を下回った場合には、前記吐水部からの吐水を行う判定をすること、を特徴とする水栓装置。