JP5580229B2 - Passive sensors for automatic faucets and rinsing equipment - Google Patents

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    • E03C1/057Electrical control devices, e.g. with push buttons, control panels or the like touchless, i.e. using sensors

Abstract

An automatic toilet room flusher (100) includes a valve having a valve body (512) and, a valve member, and a controller (500). The valve body includes an inlet 112, an outlet 113, and a valve seat inside the body. The valve member (e.g., a flexible diaphragm, a piston or a fram piston) is cooperatively arranged with the valve seat. The valve member is constructed and arranged to control water flow between the inlet and the outlet. The flusher may include a passive optical sensor or an active optical sensor. The active optical sensor includes a light emitter and a light detector. The passive optical sensor includes only a light detector sensitive to ambient (room) light for providing a signal to a controller. The controller executes one or several novel algorithms.

Description

本発明は、新規の光センサに関し、詳細には、自動蛇口及び水洗装置の動作を制御するための新規の光センサに関し、特に、かかる蛇口で使用される電子機器へ制御信号を供給するための新規の流量制御センサに関するものである。   The present invention relates to a novel optical sensor, and more particularly to a novel optical sensor for controlling the operation of an automatic faucet and a water washing apparatus, and more particularly to supplying a control signal to an electronic device used in such a faucet. The present invention relates to a new flow control sensor.

自動蛇口及び水洗装置は長年にわたり使用されてきた。自動蛇口は、一般に、物体の存在を検出する光センサその他のセンサと、該センサからの信号に基づき水の出水・止水を行う自動バルブとを含む。自動蛇口は、水の作動後に供給される温水と冷水との適当な混合比を提供するために温・冷水源に接続された混合バルブを含むことが可能である。自動蛇口の使用は、水を節約し、また手洗いひいては良好な衛生状態を促進させるものとなる。同様に、自動水洗装置は、センサと、作動後に便器又は小便器を洗浄するための水源に接続された洗浄バルブとを含む。自動水洗装置の使用は、一般に公共施設の清潔さを改善するものとなる。   Automatic faucets and flushers have been used for many years. The automatic faucet generally includes an optical sensor and other sensors that detect the presence of an object, and an automatic valve that discharges and stops water based on a signal from the sensor. The automatic faucet may include a mixing valve connected to a hot and cold water source to provide an appropriate mixing ratio of hot and cold water supplied after the water is activated. The use of an automatic faucet saves water and promotes good hygiene by hand washing. Similarly, the automatic flush device includes a sensor and a flush valve connected to a water source for flushing the toilet or urinal after activation. The use of automatic water washing equipment generally improves the cleanliness of public facilities.

自動蛇口では、光センサその他のセンサが制御信号を提供し、ターゲット領域内に位置するオブジェクトの検出時に、水流を開くための信号をコントローラが提供する。自動水洗装置では、ユーザがターゲット領域を離れた後に光センサその他のセンサがコントローラに制御信号を提供する。かかるシステムは、オブジェクトセンサが妥当に識別能力のあるものである場合に最も良好に機能する。例えば、自動蛇口は、ユーザの手に応答すべきであり、蛇口が取り付けられたシンク、又は該シンク内に投入されたペーパータオルに応答すべきではない。システムに2つのものを区別させる方法の中でもとりわけ、シンクの場所を除外するようターゲット領域を制限することが知られている。しかし、コートその他のオブジェクトが依然として蛇口に対して誤ったトリガを提供する可能性がある。同様に、これは、トイレのドア又は何らかの同様のものの移動に起因して、自動水洗装置にも起こり得る。   In an automatic faucet, a light sensor or other sensor provides a control signal, and a controller provides a signal to open a water stream upon detection of an object located within the target area. In an automatic flushing device, a light sensor or other sensor provides a control signal to the controller after the user leaves the target area. Such a system works best when the object sensor is reasonably discriminating. For example, an automatic faucet should respond to the user's hand and should not respond to a sink to which the faucet is attached or a paper towel placed in the sink. Among other ways to make the system distinguish between the two, it is known to limit the target area to exclude sink locations. However, coats and other objects may still provide false triggers for the faucet. Similarly, this can also occur in automatic flushing devices due to movement of a toilet door or something similar.

光センサは、光源(通常は赤外線発光器)と、該光源のIR波長に感応する光検出器とを含む。蛇口の場合、該発光器と検出器(すなわち受光器)は、蛇口の出口近傍でその噴出口に、又は該噴出口の基部近傍に、取り付けることができる。水洗装置の場合には、発光器及び検出器は、水洗装置本体に、又はトイレの壁に取り付けることが可能である。代替的に、(発光器及び受光器の代わりに)光学レンズのみをそれらの要素に取り付けることが可能である。該レンズは、光源からの光を伝搬させまた光検出器へと光を伝搬させる1つ又は2つ以上の光ファイバに結合される。該光ファイバは、発光器との間、及び蛇口の下方に取り付けられた受光器との間で光を伝搬させる。   The photosensor includes a light source (usually an infrared emitter) and a photodetector that is sensitive to the IR wavelength of the light source. In the case of a faucet, the light emitter and detector (ie, light receiver) can be attached to the spout near the faucet outlet or near the base of the spout. In the case of a flushing device, the light emitter and detector can be attached to the flushing device body or to the toilet wall. Alternatively, only optical lenses (instead of light emitters and light receivers) can be attached to those elements. The lens is coupled to one or more optical fibers that propagate light from the light source and propagate light to the photodetector. The optical fiber propagates light between the light emitter and the light receiver attached below the faucet.

光学センサでは、シンク、トイレの壁、又はその他の設置されたオブジェクトからの反射を排除するように、発光器の出力及び/又は受光器の感度が制限される。特に、発せされるビームは有効なターゲット(通常は衣類又は人間の手の皮膚)にのみ投射されるべきであり、次いで反射されたビームが受光器により検出される。この種のセンサは、ターゲットの表面の反射率、及びその発光/受光能力に依存するものである。高反射率のドアや壁、鏡、高反射率のシンク、異なるシンクの形状、シンク内の水、生地の色及び粗い/光沢のある表面、歩いているが施設を使用していない移動中のユーザに起因して、問題がしばしば発生する。鏡、ドア、壁、及びシンクは、有効なターゲットではないが、直角の入射角では粗面よりも多くのエネルギーを反射して受光器へ戻す可能性がある。様々な生地等の有効なターゲットの反射は、それらの色及び表面の仕上げと共に変化する。生地によっては、入射ビームの殆どのエネルギーを吸収し及び散乱させ、これにより弱い反射光が受光器に返されることになる。   Optical sensors limit the output of the light emitter and / or the sensitivity of the light receiver to eliminate reflections from sinks, toilet walls, or other installed objects. In particular, the emitted beam should only be projected onto an effective target (usually clothing or the skin of a human hand), and the reflected beam is then detected by the receiver. This type of sensor relies on the reflectivity of the surface of the target and its light emitting / receiving capability. High reflectivity doors and walls, mirrors, high reflectivity sinks, different sink shapes, water in the sink, fabric color and rough / glossy surface, walking but not using the facility Problems often arise due to the user. Mirrors, doors, walls, and sinks are not effective targets, but at a normal angle of incidence, more energy may be reflected back to the receiver than a rough surface. Effective target reflections, such as various fabrics, vary with their color and surface finish. Some fabrics absorb and scatter most of the energy of the incident beam, which results in weak reflected light being returned to the receiver.

多数の光学センサその他のセンサはバッテリーにより給電される。設計によっては、発光器(又は受光器)は大量の電力を消費する可能性があり、このため該バッテリーがやがて使い果たされることになる(又は大きなバッテリーが必要になる)。バッテリー交換のコストは、バッテリーのコストだけでなく、より重要な作業コストを含み、該作業コストは、熟練した要員の場合には比較的高価となる。   Many optical sensors and other sensors are powered by batteries. Depending on the design, the light emitter (or light receiver) can consume a large amount of power, which will eventually drain the battery (or require a larger battery). The cost of battery replacement includes not only the cost of the battery but also the more important work cost, which is relatively expensive for skilled personnel.

標準的なバッテリーを交換することなく長期間にわたって動作することができる、自動蛇口又は自動水洗装置と共に使用するための、光センサが依然として必要とされている。自動蛇口又は自動水洗装置と共に使用するための高信頼性のセンサが依然として必要とされている。   There remains a need for an optical sensor for use with an automatic faucet or automatic water rinsing device that can operate over long periods of time without replacing a standard battery. There remains a need for highly reliable sensors for use with automatic faucets or automatic flushing devices.

本発明は、新規の光センサ及び光学的放射線を検知するための新規の方法に関するものである。該新規の光センサ及び該新規の光検知方法は、例えば、自動蛇口及び水洗装置の動作を制御するために使用される。該新規のセンサ及び流量制御手段(電子制御回路及びバルブを含む)は、トイレ設備のユーザを検知するのに少量の電力しか必要としないものであり、このため多年にわたるバッテリー動作が可能となる。パッシブ光センサは、自動蛇口又は自動水洗装置の動作を制御するために周囲(室内)光に感応する光検出器を含む。   The present invention relates to a novel optical sensor and a novel method for detecting optical radiation. The novel light sensor and the novel light detection method are used, for example, to control the operation of automatic faucets and flushing devices. The new sensors and flow control means (including electronic control circuits and valves) require a small amount of power to detect the toilet user, thus allowing for years of battery operation. Passive light sensors include photodetectors that are sensitive to ambient (room) light to control the operation of an automatic faucet or automatic flushing device.

一実施形態によれば、電子式蛇口又は水洗装置のバルブを制御するための光センサは、光学的な入力ポートの位置に配設されると共に部分的に検出フィールドを画定するよう配置された光学要素を含む。該光センサはまた光検出器及び制御回路を含む。該光検出器は、前記光学要素及び前記入力ポートに光学的に結合され、周囲光を検出するよう構成される。前記制御回路は、流量バルブの開閉を制御するよう構成される。該制御回路はまた、検出された光に対応する光検出器からの信号を受信するよう構成される。   According to one embodiment, an optical sensor for controlling an electronic faucet or flusher valve is disposed at an optical input port location and partially positioned to define a detection field. Contains elements. The photosensor also includes a photodetector and a control circuit. The photodetector is optically coupled to the optical element and the input port and is configured to detect ambient light. The control circuit is configured to control opening and closing of the flow valve. The control circuit is also configured to receive a signal from a photodetector corresponding to the detected light.

前記制御回路は、検出器から定期的にサンプルを抽出するよう構成される。該制御回路は、周囲光の背景レベルと周囲光の現行レベルとに基づいて流量バルブの開閉を判定するよう構成される。該制御回路は、ユーザの到来を最初に検出し次いで該ユーザが立ち去ったことを検出したことに基づいて流量バルブの開閉を行うよう構成される。代替的に、該制御回路は、ユーザの存在を検出したことに基づいて流量バルブの開閉を行うよう構成される。   The control circuit is configured to periodically extract a sample from the detector. The control circuit is configured to determine whether the flow valve is open or closed based on a background level of ambient light and a current level of ambient light. The control circuit is configured to open and close the flow valve based on first detecting the arrival of the user and then detecting that the user has left. Alternatively, the control circuit is configured to open and close the flow valve based on detecting the presence of the user.

前記光学要素は、光ファイバ、レンズ、ピンホール、スリット、又は光学フィルタを含む。前記光学的な入力ポートは、蛇口の通気装置内に配置され、又は蛇口の通気装置に隣接して配置される。   The optical element includes an optical fiber, a lens, a pinhole, a slit, or an optical filter. The optical input port is located within the faucet vent or adjacent to the faucet vent.

別の実施形態によれば、電子式蛇口のための光センサは、光学的な入力ポート、光検出器、及び制御回路を含む。該光学的な入力ポートは光を受光するよう配置される。前記光検出器は、前記入力ポートに光学的に結合され、受光した光を検出するよう構成される。制御回路は、蛇口のバルブ又は水洗装置のバルブの開閉を制御する。   According to another embodiment, a light sensor for an electronic faucet includes an optical input port, a light detector, and a control circuit. The optical input port is arranged to receive light. The photodetector is optically coupled to the input port and configured to detect received light. The control circuit controls opening and closing of the faucet valve or the flushing device valve.

この実施形態の好適な実施例は、以下の特徴の1つ又は2つ以上を含むものとなる。制御回路は、検出された光の量に基づいて検出器から定期的にサンプルを抽出するよう構成される。制御回路は、施設が使用中であるか否かを判定した後に、検出された光の量に基づいてサンプルを抽出する周期を調節するよう構成される。検出器は、光ファイバを使用して入力ポートに光学的に結合される。入力ポートは、電子式蛇口の通気装置内に配置することが可能である。本システムは、電子式蛇口を給電するためのバッテリーを含む。   Preferred examples of this embodiment will include one or more of the following features. The control circuit is configured to periodically extract a sample from the detector based on the amount of light detected. The control circuit is configured to adjust the sampling period based on the amount of light detected after determining whether the facility is in use. The detector is optically coupled to the input port using an optical fiber. The input port can be located in the vent of the electronic faucet. The system includes a battery for powering the electronic faucet.

図1は、センサにより制御される自動蛇口システム10を示しており、該センサは、自動バルブの動作を制御するよう構成され配置された制御回路へ信号を供給する。該自動バルブは、温水及び冷水を混合する前または混合した後にその流量を制御する。   FIG. 1 illustrates an automatic faucet system 10 that is controlled by a sensor that provides a signal to a control circuit that is configured and arranged to control the operation of the automatic valve. The automatic valve controls the flow rate before or after mixing hot and cold water.

自動蛇口システム10は、蛇口本体12と、センサポート34を含む通気装置30を含む。自動蛇口システム10はまた、蛇口基部14と、該蛇口をデッキ18に固定するためのネジ16A,16Bを含む。冷水パイプ20A及び温水パイプ20Bが、特定の混合比の温水及び冷水を提供する混合バルブ22に接続される(該混合比は所望の水温に応じて変更することができる)。水導管24は、混合バルブ22をソレノイドバルブ38に接続する。流量制御バルブ38は、水導管24と水導管25との間の水流を制御する。水導管25は、バルブ38を図示のように部分的に蛇口本体12内に配置された水導管26に接続する。水導管26は通気装置30へ水を供給する。自動蛇口システム10はまた、バッテリー室39内に配置されたバッテリーにより給電され、及び蛇口センサ及びソレノイドバルブ38を制御する、制御モジュール50を含む。   The automatic faucet system 10 includes a faucet body 12 and a venting device 30 that includes a sensor port 34. The automatic faucet system 10 also includes a faucet base 14 and screws 16A, 16B for securing the faucet to the deck 18. The cold water pipe 20A and the hot water pipe 20B are connected to a mixing valve 22 that provides hot water and cold water with a specific mixing ratio (the mixing ratio can be changed according to the desired water temperature). A water conduit 24 connects the mixing valve 22 to a solenoid valve 38. The flow control valve 38 controls the water flow between the water conduit 24 and the water conduit 25. A water conduit 25 connects the valve 38 to a water conduit 26 partially disposed within the faucet body 12 as shown. The water conduit 26 supplies water to the aeration device 30. The automatic faucet system 10 also includes a control module 50 that is powered by a battery located in the battery chamber 39 and controls the faucet sensor and solenoid valve 38.

図1及び図1Aを参照すると、第1の好適な実施形態では、自動蛇口システム10は、制御モジュール50内に配設された光センサを含み、該光センサは、光ファイバケーブル52によって、通気装置30内に配置されたセンサポート34に光学的に結合される。該光ファイバケーブル52は、センサポート34の位置に配置された光学レンズに結合させることが可能である。該光学レンズは、所定の視界を有するよう構成され、該視界は好適には、蛇口がターンオンした際に、通気装置30から放出される水流内で該水流とある程度同軸となる。   Referring to FIGS. 1 and 1A, in a first preferred embodiment, the automatic faucet system 10 includes a light sensor disposed within the control module 50, which is vented by a fiber optic cable 52. Optically coupled to a sensor port 34 located within the device 30. The optical fiber cable 52 can be coupled to an optical lens disposed at the position of the sensor port 34. The optical lens is configured to have a predetermined field of view, and the field of view is preferably somewhat coaxial with the water stream within the water stream discharged from the venting device 30 when the faucet is turned on.

代替的には、光ファイバケーブル52の末端を磨いて、光の発射及び入射を直接行うようにする(すなわち光学レンズなし)。この場合も、光ファイバケーブル52の末端は、シンク11に向かって通気装置30から放出される水流内で該水流とある程度同軸となる視界(例えば図1Aの視界A)を有するよう構成される。代替的に、センサポート34は、所定のサイズ、配列、及び向きを有するピンホールアレイ又はスリットアレイといった、他の光学要素を含む。該ピンホールアレイ又は該スリットアレイのサイズ、配列、及び向きは、所定の検出パターン(蛇口の場合を図3〜3D、洗浄装置の場合を図5〜5Lに示す)を提供するよう設計される。   Alternatively, the end of the fiber optic cable 52 is polished so that light is emitted and incident directly (ie, without an optical lens). Also in this case, the end of the optical fiber cable 52 is configured to have a field of view (for example, field of view A in FIG. 1A) that is somewhat coaxial with the water stream in the water stream discharged from the venting device 30 toward the sink 11. Alternatively, sensor port 34 includes other optical elements, such as a pinhole array or slit array having a predetermined size, arrangement, and orientation. The size, arrangement and orientation of the pinhole array or the slit array are designed to provide a predetermined detection pattern (shown in FIGS. 3 to 3D for a faucet and FIGS. 5 to 5L for a cleaning device). .

図1及び図1Aを更に参照すると、光ファイバケーブル52は、好適には、水と接触した状態で水導管26の内部に配置される。代替的に、光ファイバケーブル52は、水導管26の外部であって蛇口本体12の内部に配置することが可能である。図1C、図1D、及び図1Eは、通気装置30内にセンサポート34を配設する代替的な態様、及び光学レンズ54に結合された光ファイバ52を配置する代替的な態様を示している。別の実施形態では、光学レンズ54がピンホールアレイ又はスリットアレイに置換される。   Still referring to FIGS. 1 and 1A, the fiber optic cable 52 is preferably disposed within the water conduit 26 in contact with water. Alternatively, the fiber optic cable 52 can be placed outside the water conduit 26 and inside the faucet body 12. FIGS. 1C, 1D, and 1E illustrate an alternative manner of disposing the sensor port 34 in the venting device 30 and an optical fiber 52 coupled to the optical lens 54. FIG. . In another embodiment, the optical lens 54 is replaced with a pinhole array or slit array.

図1Bは、自動蛇口システムの第2の好適な実施形態を示している。自動蛇口システム10Aは、蛇口本体12と、センサポート35に結合された光センサ37を含む通気装置30とを含む。光センサ37は、配線53によって、蛇口本体内部に配設された電子制御モジュール50へ電気的に接続される。別の実施形態では、電子制御モジュール50は、制御バルブ38(図1)に隣接して蛇口本体の外部に配設される。   FIG. 1B shows a second preferred embodiment of the automatic faucet system. The automatic faucet system 10A includes a faucet body 12 and a venting device 30 that includes a light sensor 37 coupled to the sensor port 35. The optical sensor 37 is electrically connected to the electronic control module 50 disposed inside the faucet body by the wiring 53. In another embodiment, the electronic control module 50 is disposed outside the faucet body adjacent to the control valve 38 (FIG. 1).

別の実施形態では、センサポート35は、検出パターン(又は光学的な視界)を画定するために光センサ37の正面に配置される光学レンズを受容する。好適には、該光学レンズは、蛇口がターンオンした際に通気装置30から放出される水流内である程度同軸の視界を提供するものとなる。更に別の実施形態では、センサポート35は、所定のサイズ、配列、及び向きを有するピンホールアレイ又はスリットアレイといった他の光学要素を含む。該ピンホールアレイ又は該スリットアレイのサイズ、配列、及び向きは、所定の検出パターン(蛇口の場合を図3〜3D、洗浄装置の場合を図5〜5Lに示す)を提供するよう設計される。   In another embodiment, sensor port 35 receives an optical lens that is placed in front of photosensor 37 to define a detection pattern (or optical field of view). Preferably, the optical lens provides a somewhat coaxial field of view within the water stream emitted from the vent device 30 when the faucet is turned on. In yet another embodiment, sensor port 35 includes other optical elements such as pinhole arrays or slit arrays having a predetermined size, arrangement, and orientation. The size, arrangement and orientation of the pinhole array or the slit array are designed to provide a predetermined detection pattern (shown in FIGS. 3 to 3D for a faucet and FIGS. 5 to 5L for a cleaning device). .

光学センサは、センサポート34又はセンサポート35に光学的に結合された可視光又は赤外光検出器を含むパッシブ光センサである。該光センサに関連する光源(すなわち発光器)は存在しない。可視光又は近赤外線(NIR)光検出器が、センサポート34又はセンサポート35に到達した光を検出し、それに対応する電気信号を制御ユニット50又は制御ユニット55内に配設されたコントローラへ提供する。該光検出器(すなわち受光器)は、フォトダイオード又はフォトレジスタ(又は電気的な出力を有する他の何らかの光強度検知要素であって所望の光学的感度を有するもの)とすることが可能である。フォトダイオードを用いた光センサは増幅回路も含む。好適には、光検出器は、約400〜500nmから約950〜1000nmまでの範囲の光を検出する。該光検出器は、主に周囲光に感応するものであり、体熱(例えば赤外光または遠赤外光)にはあまり感応しないものである。   The optical sensor is a passive optical sensor that includes a visible or infrared light detector optically coupled to sensor port 34 or sensor port 35. There is no light source (ie, a light emitter) associated with the light sensor. Visible light or near-infrared (NIR) light detector detects light reaching sensor port 34 or sensor port 35 and provides a corresponding electrical signal to the controller located in control unit 50 or control unit 55 To do. The light detector (ie, the light receiver) can be a photodiode or a photoresistor (or any other light intensity sensing element with electrical output that has the desired optical sensitivity). . An optical sensor using a photodiode also includes an amplifier circuit. Preferably, the photodetector detects light in the range of about 400-500 nm to about 950-1000 nm. The photodetector is mainly sensitive to ambient light and is not very sensitive to body heat (for example, infrared light or far infrared light).

図2及び図2Aは、自動蛇口システムの代替的な実施形態を示している。図2を参照すると、自動蛇口システム10Bは、デュアルフロー蛇口バルブ60から水を受容して通気装置31から水を提供する蛇口を含む。自動蛇口12はハンドル59により調整される混合バルブ58を含み、これはまたバルブ60の補助手動装置に接続することが可能である。デュアルフローバルブ60は、冷水パイプ20A及び温水パイプ20Bに接続され、冷水パイプ21A及び温水パイプ21Bのそれぞれへの水流を制御する。   2 and 2A show an alternative embodiment of an automatic faucet system. Referring to FIG. 2, the automatic faucet system 10B includes a faucet that receives water from the dual flow faucet valve 60 and provides water from the venting device 31. The automatic faucet 12 includes a mixing valve 58 that is adjusted by a handle 59, which can also be connected to an auxiliary manual device of the valve 60. The dual flow valve 60 is connected to the cold water pipe 20A and the hot water pipe 20B, and controls the water flow to each of the cold water pipe 21A and the hot water pipe 21B.

デュアルフローバルブ60は、単一のアクチュエータ201(図8A参照)による駆動時にパイプ21A,21Bの両者における水流を同時に制御するよう構成され配置される。詳細には、バルブ60は、それぞれの水路における温水及び冷水の流れを制御するよう構成された2つの流量バルブを含む。該2つの流量バルブを制御するためにソレノイドアクチュエータ201(図8A)がパイロット機構に結合される。該2つの流量バルブは好適にはダイアフラム操作バルブである(但し、ピストンバルブ又は図9及び図9Aに関連して説明する大流量「フラム(fram)」バルブとすることも可能である)。デュアルフローバルブ60は、各ダイアフラム操作バルブのダイアフラムチャンバ内の圧力を変更するよう構成された圧力解放機構を含み、これにより各ダイアフラムバルブを開閉させて水流を制御する。デュアルフローバルブ60については2001年11月20日出願のPCT出願PCT/US01/43277に詳細に記載されている。   The dual flow valve 60 is constructed and arranged to simultaneously control the water flow in both the pipes 21A and 21B when driven by a single actuator 201 (see FIG. 8A). Specifically, the valve 60 includes two flow valves configured to control the flow of hot and cold water in each water channel. A solenoid actuator 201 (FIG. 8A) is coupled to the pilot mechanism to control the two flow valves. The two flow valves are preferably diaphragm operated valves (although they can also be piston valves or high flow “fram” valves as described in connection with FIGS. 9 and 9A). The dual flow valve 60 includes a pressure release mechanism configured to change the pressure in the diaphragm chamber of each diaphragm operating valve, thereby opening and closing each diaphragm valve to control the water flow. The dual flow valve 60 is described in detail in PCT application PCT / US01 / 43277 filed on November 20, 2001.

更に図2を参照すると、蛇口本体12には、光ファイバの末端に適応し又は光検出器に適応するためのセンサポート35が結合されている。光ファイバケーブルは、センサポート35から光検出器へと光を伝搬させる。一好適実施形態では、蛇口本体12は、図10及び図10Aに関して説明する光検出器及びコントローラを有する制御モジュールを含む。該コントローラは、電気ケーブル56を介してソレノイドアクチュエータ201へ制御信号を提供する。センサポート35は、通気装置31から放出される水流の外部に位置する検出視界を有する(図3A及び図3Bに示す)。   Still referring to FIG. 2, the faucet body 12 is coupled with a sensor port 35 for accommodating the end of the optical fiber or for accommodating the photodetector. The fiber optic cable propagates light from the sensor port 35 to the photodetector. In one preferred embodiment, the faucet body 12 includes a control module having a photodetector and controller as described with respect to FIGS. 10 and 10A. The controller provides a control signal to solenoid actuator 201 via electrical cable 56. The sensor port 35 has a detection field of view located outside the water stream discharged from the venting device 31 (shown in FIGS. 3A and 3B).

図2Aを参照すると、自動蛇口システム10Cもまた、デュアルフロー蛇口バルブ60から水を受容して通気装置31から水を提供する蛇口本体12を含む。該自動蛇口10Cもまた、ハンドル59により調整される混合バルブ58を含む。デュアルフローバルブ60は、冷水パイプ20A及び温水パイプ20Bに接続され、冷水パイプ21A及び温水パイプ21Bのそれぞれへの水流を制御する。   Referring to FIG. 2A, the automatic faucet system 10C also includes a faucet body 12 that receives water from the dual flow faucet valve 60 and provides water from the venting device 31. The automatic faucet 10C also includes a mixing valve 58 that is adjusted by a handle 59. The dual flow valve 60 is connected to the cold water pipe 20A and the hot water pipe 20B, and controls the water flow to each of the cold water pipe 21A and the hot water pipe 21B.

センサポート33は、蛇口本体12に結合され、及び図3C及び図3Dに示す視界を有するよう設計される。センサポート33は光ファイバ56Aの末端に適応する。光ファイバ56Aの始端は、デュアルフローバルブ60に結合された制御モジュール55A内に配置された光センサへ光を供給する。制御モジュール55Aはまた電子制御回路及びバッテリーを含む。光センサは、オブジェクト(例えば手)の存在を検出し、又はシンク領域におけるオブジェクトの存在の変化(例えば移動)を検出する。電子制御回路は、光検出器の動作及び光検出器からの読み出しを制御する。該電子制御回路はまた、バルブ60に関連するソレノイドの動作を制御する電力駆動回路を含む。光検出器からの信号に応じて、電子制御回路は、電力駆動回路に、ソレノイドバルブ60の開閉(すなわち水流の開始と停止)を行わせる。アクチュエータ201(図8A)の設計及び動作については、PCT出願PCT/US02/38757,PCT/US02/38758,PCT/US02/41576に詳細に説明されている。   Sensor port 33 is coupled to faucet body 12 and is designed to have the field of view shown in FIGS. 3C and 3D. The sensor port 33 is adapted to the end of the optical fiber 56A. The beginning of the optical fiber 56A supplies light to an optical sensor disposed in the control module 55A coupled to the dual flow valve 60. The control module 55A also includes an electronic control circuit and a battery. The light sensor detects the presence of an object (for example, a hand) or detects a change (for example, movement) of the presence of an object in the sink area. The electronic control circuit controls the operation of the photodetector and the reading from the photodetector. The electronic control circuit also includes a power drive circuit that controls the operation of the solenoid associated with the valve 60. In response to the signal from the photodetector, the electronic control circuit causes the power drive circuit to open and close the solenoid valve 60 (that is, start and stop the water flow). The design and operation of the actuator 201 (FIG. 8A) is described in detail in PCT applications PCT / US02 / 38757, PCT / US02 / 38758, PCT / US02 / 41576.

図1Cは、蛇口12の噴出口の放出端に配置された通気装置30Aの垂直断面を示している。通気装置30Aは、ネジ山63を用いて蛇口本体12に取付可能なバレル62を含む。該バレル62はリング64を支持し、該リング64がワイヤメッシュスクリーン65を支持する。バレル62はまた、環状部材70、ジェット形成部材72、及び上部ワッシャ74を含む。ジェット形成部材72は、水路を提供するための幾つかの細長いスロット76を含む。ジェット形成部材72及びスクリーン65は、光ファイバ52用の通路36を含む。水は、通気装置30Aを通って上から下へと流れる。通気装置30A内で、水流は、水導管26(図1A)から流れ、水ジェット形成部材72の垂直方向に細長いスロット76により粉砕される。次いで水は、リング64により支持されたワイヤメッシュスクリーン65へと流れる。リング64はまた、チャンバ66の内部のギャップ67(該リング64がそれ自体とバレル62との間に形成するもの)を介した吸気(吸入)を可能にする。ワイヤメッシュスクリーン65のすぐ上でチャンバ66内で空気が水と混合されて、空気と水との混合物がスクリーン65を通過する。上記の構成要素の中心で、レンズ54を保持する管状部材36の内部に光ファイバ52が配置される。   FIG. 1C shows a vertical cross section of the venting device 30A located at the discharge end of the spout 12 spout. The ventilation device 30A includes a barrel 62 that can be attached to the faucet body 12 using a screw thread 63. The barrel 62 supports a ring 64 that supports a wire mesh screen 65. Barrel 62 also includes an annular member 70, a jet forming member 72, and an upper washer 74. The jet forming member 72 includes a number of elongated slots 76 for providing a water channel. The jet forming member 72 and the screen 65 include a passage 36 for the optical fiber 52. Water flows from top to bottom through the venting device 30A. Within the venting device 30A, the water stream flows from the water conduit 26 (FIG. 1A) and is crushed by a slot 76 that is vertically elongated in the water jet forming member 72. The water then flows to the wire mesh screen 65 supported by the ring 64. The ring 64 also allows for inhalation (inhalation) through a gap 67 inside the chamber 66 (what the ring 64 forms between itself and the barrel 62). Air is mixed with water in the chamber 66 just above the wire mesh screen 65 and the air / water mixture passes through the screen 65. At the center of the above components, the optical fiber 52 is disposed inside the tubular member 36 that holds the lens 54.

図1Dは、パッシブセンサのためのポートが中心に配置された通気装置の第2の実施形態を示している。この実施形態では、通気装置30Bは、通路88のための中央開口部を提供する少なくとも2つの両凸状に配置されたワイヤメッシュ部材86A,86Bを含む。通気装置30Bはまた、複数の孔92と管状部材52に適応するための中央孔88とを含む挿入部材90を含む。通気装置30Bは、ネジ山83を用いて蛇口12に取り付けられる。水は、水導管26から上部チャンバ91へと流れ、次いで孔92を通って流れる。孔84を介してチャンバ93内に空気が入る。次いで水と空気の混合物が、両凸状に構成された2つのスクリーン86A,86Bを通って流れる。ハウジング82は、周方向の内向きの支持部を有し、該支持部が2つのスクリーン86A,86Bを支持する。光ファイバ52は、上部から通気装置30Bを通り及びワイヤメッシュスクリーン86A,86Bを通って水パイプ26(図1A)の内部に延びる。孔92により形成されるそれぞれの水ジェットが下部チャンバ93に入る際に、開口84を介してチャンバ93内に空気が引き込まれる。チャンバ93内で水が空気と混合され、その混合物がスクリーン86A,86Bに強制的に通される。   FIG. 1D shows a second embodiment of a venting device in which the port for the passive sensor is centered. In this embodiment, the venting device 30B includes at least two biconvexly arranged wire mesh members 86A, 86B that provide a central opening for the passage 88. The venting device 30B also includes an insertion member 90 that includes a plurality of holes 92 and a central hole 88 for accommodating the tubular member 52. The ventilation device 30B is attached to the faucet 12 using a screw thread 83. Water flows from the water conduit 26 to the upper chamber 91 and then through the hole 92. Air enters the chamber 93 through the hole 84. The mixture of water and air then flows through two screens 86A, 86B configured in a biconvex shape. The housing 82 has an inward support portion in the circumferential direction, and the support portion supports the two screens 86A and 86B. The optical fiber 52 extends from the top through the ventilation device 30B and through the wire mesh screens 86A and 86B into the water pipe 26 (FIG. 1A). As each water jet formed by the hole 92 enters the lower chamber 93, air is drawn into the chamber 93 through the opening 84. Water is mixed with air in the chamber 93, and the mixture is forced through the screens 86A and 86B.

図1E及び図1Fは、水流と位置合わせされた光学的な視界を提供するための代替的な態様(すなわち通気装置及びその内部に配設されるセンサポートの代替的な実施形態)を示している。図1Eは図1の自動蛇口システムで使用される通気装置30Cの斜視図、図1Fは該通気装置30Cの断面図である。該通気装置30Cは、ネジ山83を用いて蛇口本体12及び水導管26に結合される。光ファイバ52は、水導管の外部に配置され、アダプタ97を介して導入される。代替的に、アダプタ97は、光ファイバケーブル52の代わりに電気ケーブルを使用して制御モジュールに結合された光検出器を含むことが可能である。(単純化のため、図1E及び図1Fにはワイヤメッシュ部材及び空気開口は図示していない。)
図3は、自動蛇口12に配設されたパッシブ光センサのための第1の好適な検出パターン(A)の断面図を概略的に示している。該検出パターン(A)は、センサポート34に関するものであり、レンズにより、又は図6ないし図6Eに示す光学要素から選択された要素より、成形されるものである。検出パターンAは、主にシンク11から反射された周囲光を受容するよう選択される。パターンの幅は制御されるが、その範囲の制御は遥かに小さなものとなる(すなわち、検出範囲は実際には制限されないため、図3はパターンAを概略的にしか示していない)。
1E and 1F show an alternative aspect for providing an optical field of view aligned with water flow (ie, an alternative embodiment of a venting device and a sensor port disposed therein). Yes. 1E is a perspective view of a venting device 30C used in the automatic faucet system of FIG. 1, and FIG. 1F is a cross-sectional view of the venting device 30C. The venting device 30C is coupled to the faucet body 12 and the water conduit 26 using threads 83. The optical fiber 52 is disposed outside the water conduit and is introduced through the adapter 97. Alternatively, the adapter 97 can include a photodetector coupled to the control module using an electrical cable instead of the fiber optic cable 52. (For simplicity, the wire mesh members and air openings are not shown in FIGS. 1E and 1F.)
FIG. 3 schematically shows a cross-sectional view of a first preferred detection pattern (A) for a passive optical sensor disposed in the automatic faucet 12. The detection pattern (A) relates to the sensor port 34 and is formed by a lens or an element selected from the optical elements shown in FIGS. 6 to 6E. The detection pattern A is selected to receive mainly ambient light reflected from the sink 11. Although the width of the pattern is controlled, the control of that range is much smaller (ie, the detection range is not really limited, so FIG. 3 only schematically shows pattern A).

蛇口の正面に立っているユーザは、シンクに到達する周囲(室内)光の量に影響を与えることになり、ひいては光検出器に到達する光の量に影響を与えることになる。一方、単に室内を移動している人は、検出される光の量に大きな影響を与えることはない。蛇口の下に手を出しているユーザは、光検出器により検出される周囲(室内)光の量に更に大きな影響を与えるものとなる。このため、パッシブ光センサは、ユーザの手を検出し、それに対応する制御信号を提供することができる。ここで、検出された光は、(発光器及び受光器の両者を使用する光センサとは異なり)ターゲットとなる表面の反射率に大きく依存することはない。手洗いの後、ユーザが蛇口の下から手をどかすと、光検出器により検出される周囲光の量が再び変化することになる。次いで、パッシブ光センサは、それに対応する制御信号をコントローラ(図10、図10A、及び図10Bに関して説明する)に提供する。   A user standing in front of the faucet will affect the amount of ambient (room) light that reaches the sink, and thus the amount of light that reaches the photodetector. On the other hand, a person who is simply moving in the room does not significantly affect the amount of light detected. A user putting his hand under the faucet will have a greater influence on the amount of ambient (indoor) light detected by the photodetector. For this reason, a passive optical sensor can detect a user's hand and can provide the control signal corresponding to it. Here, the detected light does not depend greatly on the reflectivity of the target surface (unlike an optical sensor that uses both a light emitter and a light receiver). After hand washing, when the user removes his hand from under the faucet, the amount of ambient light detected by the photodetector will change again. The passive light sensor then provides a corresponding control signal to the controller (described with respect to FIGS. 10, 10A, and 10B).

図3A及び図3Bは、自動蛇口10B内に配設されたパッシブ光センサに関する第2の好適な検出パターン(B)を概略的に示したものである。該検出パターンBは、センサポート35に関するものであり、これもまた、レンズにより又は図6ないし図6Eに示す光学要素により成形することが可能である。ユーザが蛇口10Bの下に手を出すと、光検出器により検出される周囲(室内)光の量が変化する。上述のように、該検出される光は、(発光器及び受光器の両者を使用する光センサの場合とは異なり)ユーザの手の反射率に大きく依存することはない。このため、パッシブ光センサは、ユーザの手を検出し、それに対応する制御信号をコントローラに提供する。図13、図13A、及び図13Bは、前記検出パターンA,Bに使用される検出アルゴリズムを示している。   3A and 3B schematically show a second preferred detection pattern (B) for a passive optical sensor disposed in the automatic faucet 10B. The detection pattern B relates to the sensor port 35, which can also be shaped by a lens or by the optical element shown in FIGS. 6 to 6E. When the user puts his hand under the faucet 10B, the amount of ambient (indoor) light detected by the photodetector changes. As described above, the detected light does not depend greatly on the reflectance of the user's hand (unlike an optical sensor that uses both a light emitter and a light receiver). For this reason, the passive optical sensor detects the user's hand and provides the controller with a corresponding control signal. 13, FIG. 13A and FIG. 13B show detection algorithms used for the detection patterns A and B. FIG.

図3C及び図3Dは、自動蛇口10C内に配設されたパッシブ光センサに関する別の検出パターン(C)を概略的に示したものである。該検出パターンCは、センサポート33に関するものであり、選択された光学要素により成形されるものである。該選択された光学要素は、検出パターンの所望の幅と向きを達成するが、その範囲の制御は一層困難なものである。この実施形態では、蛇口10Cの正面に立っているユーザは、検出される周囲光の量を、そこをユーザが通過する場合よりも幾分か多く変化させることになる。この実施形態では、シンク11からの光の反射は、検出される光に極めて小さな影響しか与えない。   3C and 3D schematically show another detection pattern (C) related to the passive optical sensor disposed in the automatic faucet 10C. The detection pattern C relates to the sensor port 33, and is formed by the selected optical element. The selected optical element achieves the desired width and orientation of the detection pattern, but its range is more difficult to control. In this embodiment, a user standing in front of faucet 10C will change the amount of ambient light detected somewhat more than if the user passes through it. In this embodiment, the reflection of light from the sink 11 has a very small effect on the detected light.

図4は、自動洗浄装置100を含むトイレの概略的な側面図、図4Aは、自動洗浄装置100を含む小便器の概略的な側面図を示している。洗浄装置100は、供給ライン112から加圧された水を受容し、パッシブ光センサを使用してターゲット領域103内のターゲットの動きに応答するものである。該ターゲット領域をユーザが離れた後、コントローラが洗浄バルブ102の開口を命じ、これにより供給ライン112から洗浄導管113及びトイレボウル116への水流が可能となる。   FIG. 4 is a schematic side view of a toilet including the automatic cleaning device 100, and FIG. 4A is a schematic side view of a urinal including the automatic cleaning device 100. The cleaning device 100 receives pressurized water from the supply line 112 and responds to the movement of the target in the target area 103 using a passive optical sensor. After the user leaves the target area, the controller commands the opening of the wash valve 102, which allows water flow from the supply line 112 to the wash conduit 113 and the toilet bowl 116.

図4Aは、自動水洗小便器120に使用される洗浄式装置100Aを示している。洗浄装置100Aは、供給ライン112から加圧された水を受容する。洗浄バルブ102は、ターゲット領域103内のターゲットの動きに応答するパッシブ光センサにより制御される。該ターゲット領域をユーザが離れた後、コントローラが洗浄バルブ102の開口を命じ、これにより供給ライン112から洗浄導管113への水流が可能となる。   FIG. 4A shows a cleaning apparatus 100A used for the automatic flush toilet 120. FIG. The cleaning device 100A receives pressurized water from the supply line 112. The cleaning valve 102 is controlled by a passive optical sensor that responds to the movement of the target in the target area 103. After the user leaves the target area, the controller commands the opening of the wash valve 102, which allows water flow from the supply line 112 to the wash conduit 113.

洗浄装置100,100Aは、モジュール式の設計とすることが可能であり、この場合には、それらのカバーを部分的に開いてバッテリー又は電子モジュールを交換することが可能となる。かかるモジュール式の設計の洗浄装置については、2003年2月20日出願の米国特許出願第60/448,995号に記載されている。   The cleaning devices 100 and 100A can have a modular design. In this case, it is possible to replace the battery or the electronic module by partially opening their covers. Such a modular design cleaning device is described in US patent application Ser. No. 60 / 448,995 filed Feb. 20, 2003.

図5及び図5Aは、図4の自動トイレ洗浄装置に配設されたパッシブ光センサにより使用される光検出パターンの概略的な側面図及び平面図を示している。この検出パターンは、センサポート108に関するものであり、レンズにより又は図6ないし図6Eに示す光学要素から選択された要素により成形される。該パターンは、水平(H)よりも下方に傾斜し、トイレ116に対して対称的に向けられる。その範囲は、壁(W)による影響を受けないようある程度制限される。これは検出感度を制限することで達成することもできる。   5 and 5A are a schematic side view and a plan view of a light detection pattern used by the passive light sensor disposed in the automatic toilet cleaning apparatus of FIG. This detection pattern relates to the sensor port 108 and is shaped by a lens or by an element selected from the optical elements shown in FIGS. The pattern is inclined below the horizontal (H) and is directed symmetrically with respect to the toilet 116. The range is limited to some extent so as not to be affected by the wall (W). This can also be achieved by limiting the detection sensitivity.

図5B及び図5Cは、図4の自動トイレ洗浄装置に配設されたパッシブ光センサにより使用される第2の光検出パターンの概略的な側面図及び平面図を示している。この検出パターンは、レンズその他の光学要素により成形される。該パターンは、水平(H)の上下両方に傾斜するものである。更に、該パターンは、図5Cに示すようにトイレ116に対して非対称的に向けられる。   5B and 5C show a schematic side view and a plan view of a second light detection pattern used by the passive light sensor provided in the automatic toilet cleaning apparatus of FIG. This detection pattern is formed by a lens or other optical element. The pattern is inclined both vertically and horizontally (H). Furthermore, the pattern is directed asymmetrically with respect to the toilet 116 as shown in FIG. 5C.

図5D及び図5Eは、図4の自動トイレ洗浄装置に配設されたパッシブ光センサにより使用される第3の光検出パターンの概略的な側面図及び平面図を示している。この検出パターンもまたレンズその他の光学要素により成形される。該パターンは水平(H)の上方に傾斜するものである。更に、該パターンは、図5Eに示すようにトイレ116に対して非対称的に向けられる。   5D and 5E show a schematic side view and a plan view of a third light detection pattern used by the passive light sensor disposed in the automatic toilet cleaning device of FIG. This detection pattern is also formed by a lens or other optical element. The pattern is inclined upward in the horizontal (H) direction. Further, the pattern is directed asymmetrically with respect to the toilet 116 as shown in FIG. 5E.

図5F及び図5Gは、図4の自動トイレ洗浄装置に配設されたパッシブ光センサにより使用される第4の光検出パターンの概略的な側面図及び平面図を示している。この検出パターンは、水平(H)の下方に傾斜し、図5Gに示すようにトイレ116に対して非対称的に向けられる。該検出パターンは、2001年7月27日出願の米国特許出願第09/916,468号及び2001年10月6日出願の米国特許出願第09/972,496号に記載されている「トイレ脇洗浄装置(toilet side flushers)」の場合に特に有用なものとなる。   5F and 5G show a schematic side view and a plan view of a fourth light detection pattern used by the passive light sensor disposed in the automatic toilet cleaning device of FIG. This detection pattern tilts downward in the horizontal (H) direction and is directed asymmetrically with respect to the toilet 116 as shown in FIG. 5G. The detection pattern is described in US patent application Ser. No. 09 / 916,468 filed Jul. 27, 2001 and U.S. patent application Ser. No. 09 / 972,496 filed Oct. 6, 2001. side flushers) ”.

図5H及び図5Iは、図4Aの自動小便器洗浄装置に配設されたパッシブ光センサにより使用される光検出パターンの概略的な側面図及び平面図を示している。この検出パターンはレンズその他の光学要素により成形される。該パターンは水平(H)の上下両方に傾斜し、小便器120の正面に立っている人に起因する周囲光の変化をターゲットとするようになっている。該パターンは、(図5Iに示すように)小便器120に対して非対称的に向けられ、例えば、小便器に隣接して立っている人に起因する光の変化を排除し又は少なくとも低減させるようになっている。   5H and 5I show a schematic side view and a plan view of a light detection pattern used by a passive light sensor disposed in the automatic urinal washing apparatus of FIG. 4A. This detection pattern is formed by a lens or other optical element. The pattern is inclined both vertically and horizontally (H) so as to target changes in ambient light caused by a person standing in front of the urinal 120. The pattern is directed asymmetrically with respect to the urinal 120 (as shown in FIG. 5I), eg, to eliminate or at least reduce light changes caused by a person standing adjacent to the urinal. It has become.

図5J、図5K、及び図5Lは、図4Aの自動小便器洗浄装置に配設されたパッシブ光センサにより使用される別の光検出パターンの概略的な側面図及び平面図を示している。この検出パターンは上述のようにレンズその他の光学要素により成形される。該パターンは水平(H)の下方に傾斜し、天井のランプによる光の影響をなくすようになっている。該パターンは、(図5K又は図5Lに示すように)小便器120に対して左方又は右方へ非対称的に向けることが可能である。これらの検出パターンは、2001年7月27日出願の米国特許出願第09/916,468号又は2001年10月6日出願の米国特許出願第09/972,496号に記載されている「小便器脇洗浄装置(urinal side flushers)」の場合に特に有用なものとなる。   FIGS. 5J, 5K, and 5L show a schematic side view and plan view of another light detection pattern used by the passive light sensor disposed in the automatic urinal washer of FIG. 4A. This detection pattern is formed by a lens or other optical element as described above. The pattern is inclined downward in the horizontal direction (H) so as to eliminate the influence of light from the ceiling lamp. The pattern can be asymmetrically directed left or right with respect to the urinal 120 (as shown in FIG. 5K or FIG. 5L). These detection patterns are described in U.S. Patent Application No. 09 / 916,468 filed on July 27, 2001 or U.S. Patent Application No. 09 / 972,496 filed on October 6, 2001. (urinal side flushers) "is particularly useful.

一般に、パッシブ光センサの視界は、ビーム形成管、レンズ、光導体、反射器、ピンホールアレイ、及び所定の形状寸法を有するスロットアレイといった、光学要素を使用して形成することができる。これら光学要素は、鏡、ドア、及び壁といった無効なターゲットを排除する下方を見下ろす視界を提供することができる。垂直方向の視界と水平方向の視界との様々な比は、ターゲットの検出のための異なるオプションを提供するものとなる。例えば、水平方向の視界の幅を垂直方向の視界よりも1.2倍広くすること、又はその逆を実施することが可能である。適当に選択された視界は、隣接する蛇口又は小便器からの不要な信号をなくすことができる。検出アルゴリズムは、視界のサイズ及び向きを含む所定の視界を考慮する較正ルーチンを含む。   In general, the field of view of a passive optical sensor can be formed using optical elements such as a beam forming tube, a lens, a light guide, a reflector, a pinhole array, and a slot array having a predetermined geometry. These optical elements can provide a field of view looking down to eliminate invalid targets such as mirrors, doors, and walls. Various ratios of vertical and horizontal views provide different options for target detection. For example, the horizontal field of view can be made 1.2 times wider than the vertical field of view, or vice versa. A properly selected view can eliminate unwanted signals from adjacent faucets or urinals. The detection algorithm includes a calibration routine that takes into account a predetermined field of view including the size and orientation of the field of view.

図6ないし図6Eは、パッシブセンサの所望の検出パターンを生成するための異なる光学要素を示している。図6及び図6Bは、異なるピンホールアレイを示している。プレートの厚さ、サイズ、及びピンホールの向き(図6A及び図6Cに断面で示す)は、視界の特性を決定するものとなる。図6D及び図6Eは、図5B及び図5Hに示す検出パターンを生成するためのスリットアレイを示している。このプレートはまた、上部又は下部検出視界を覆うためのシャッターを含む。   6 to 6E show different optical elements for generating the desired detection pattern of the passive sensor. 6 and 6B show different pinhole arrays. The plate thickness, size, and pinhole orientation (shown in cross section in FIGS. 6A and 6C) will determine the characteristics of the field of view. 6D and 6E show a slit array for generating the detection patterns shown in FIGS. 5B and 5H. The plate also includes a shutter for covering the upper or lower detection view.

図7は、自動洗浄装置100又は自動洗浄装置100Aと共に使用するのに適した自動洗浄バルブを詳細に示している。その他の洗浄バルブは上記PCT出願に記載されている。更に別の適当な洗浄バルブが、米国特許第6,382,586号及び第5,244,179号に記載されている。何れの場合も、洗浄バルブは本書に記載するパッシブ光センサにより制御される。   FIG. 7 shows in detail an automatic cleaning valve suitable for use with automatic cleaning apparatus 100 or automatic cleaning apparatus 100A. Other cleaning valves are described in the above PCT application. Still other suitable flush valves are described in US Pat. Nos. 6,382,586 and 5,244,179. In either case, the cleaning valve is controlled by the passive optical sensor described herein.

図7を参照すると、自動洗浄バルブ140は、高性能の電子的に制御され又は手動で制御されるタンクレス洗浄バルブである。自動洗浄バルブ140は、パッシブ光センサ130(図7に示す)を使用する。パッシブ光センサ130は、検出視界を画定し及び受光器132に周囲光を提供するためのレンズ134を含む。プラスチック製エンクロージャ135は光学窓136を含み、該光学窓136は図6ないし図6Eに関して説明した光学要素を含むことが可能である。回路基板138上にコントローラが配設される。プラスチック製エンクロージャ135はまた、洗浄システム全体を給電するためのバッテリーを収容する。   Referring to FIG. 7, the automatic cleaning valve 140 is a high performance electronically or manually controlled tankless cleaning valve. The automatic cleaning valve 140 uses a passive optical sensor 130 (shown in FIG. 7). Passive light sensor 130 includes a lens 134 for defining a detection field of view and providing ambient light to light receiver 132. The plastic enclosure 135 includes an optical window 136, which can include the optical elements described with respect to FIGS. 6-6E. A controller is disposed on the circuit board 138. The plastic enclosure 135 also houses a battery for powering the entire cleaning system.

更に図7を参照すると、洗浄バルブ140は入力ユニオン112を含み、該入力ユニオン112は好適には、適当な可塑性樹脂から作成される。該入力ユニオン112は、ビルディング水供給システムと相互作用する入力継手に対してネジ山を介して取り付けられる。更に、ユニオン112は、水が存在しない場合にそれ自体の軸上で回転するよう設計され、これにより入口供給ラインとの位置合わせが容易となる。ユニオン112は、固定具144及び半径方向シール146により入口パイプ142に取り付けられ、これによりユニオン112が入口パイプ142に沿って内外に移動することが可能となる。この移動により入口を供給ラインに整列させる。しかし、固定具144が固定されている場合には、ユニオン112により加えられた水圧が入口142に存在する。これにより、シール146を介して堅くシールされた1つのユニットが形成される。給水は、ユニオン112を介して入口142へ伝搬し、及び入口バルブアセンブリ150及び入口スクリーンフィルタ152を通過し、該入口スクリーンフィルタ152は、部材178により形成される通路内にあり、メインバルブシート156と連絡した状態にある。メインバルブ全体の動作は、図9及び図9Aも併せて参照することにより一層良好に理解することができよう。   Still referring to FIG. 7, the flush valve 140 includes an input union 112, which is preferably made from a suitable plastic resin. The input union 112 is attached via threads to an input coupling that interacts with the building water supply system. Furthermore, the union 112 is designed to rotate on its own axis when no water is present, thereby facilitating alignment with the inlet supply line. The union 112 is attached to the inlet pipe 142 by a fixture 144 and a radial seal 146, which allows the union 112 to move in and out along the inlet pipe 142. This movement aligns the inlet with the supply line. However, when the fixture 144 is fixed, the water pressure applied by the union 112 is present at the inlet 142. This forms one unit that is tightly sealed via the seal 146. The feed water propagates through the union 112 to the inlet 142 and passes through the inlet valve assembly 150 and the inlet screen filter 152, which is in the passage formed by the member 178 and is in the main valve seat 156. Is in contact with. The overall operation of the main valve can be better understood with reference to FIGS. 9 and 9A as well.

図8、図9、及び図9Aに関して説明するように、電磁アクチュエータ201は、メインバルブ、すなわち「フラムピストンバルブ」270の動作を制御する。開放状態では、水は、通路152、及び通路158を通って、通路159A,159B内へ、及びメイン出口114へと流れる。閉鎖状態では、フラム要素278(図9及び図9A)がバルブメインシート156をシールし、これにより通路158を通る流れが閉鎖される。自動洗浄装置140は、バルブ要素162,164と共にねじ込まれたバルブ要素174の回転により制御される調節可能な入力バルブ150を含む。バルブ要素162,164は、1つ又は2つ以上のOリング163を介して、本体170からシールされる。更に、バルブ要素162,164は、要素174が完全にねじ込まれている際に、ネジ付き要素160により押さえつけられる。この力は要素154,178へ伝達される。その結果として生じる力が要素180を下方に押圧する。   As described with respect to FIGS. 8, 9 and 9A, the electromagnetic actuator 201 controls the operation of the main valve, or “Flame piston valve” 270. In the open state, water flows through passages 152 and 158 into passages 159A and 159B and to main outlet 114. In the closed state, the fram element 278 (FIGS. 9 and 9A) seals the valve main seat 156, thereby closing the flow through the passage 158. The automatic cleaning device 140 includes an adjustable input valve 150 that is controlled by rotation of a valve element 174 screwed with the valve elements 162,164. Valve elements 162, 164 are sealed from body 170 via one or more O-rings 163. Furthermore, the valve elements 162, 164 are pressed down by the threaded element 160 when the element 174 is fully screwed. This force is transmitted to the elements 154,178. The resulting force presses element 180 downward.

バルブ要素160のねじ込みが完全に緩められると、この調節可能な入力バルブ内の案内要素186上に配置されたバネ184の力により、バルブアセンブリ150,151が上方に移動する。このバネ力がパイプ142からの入口流体圧力と相まって、構成要素151を強制的にバルブシートに対してOリング182と接触した状態にし、その結果としてOリング182のシール作用が得られる。Oリング182(又はその他のシール要素)は、152の内部通路への水の流れを遮断し、次いで、入口112における給水の閉鎖を必要とすることなく、遮断バルブ150の背後にある要素を含む全ての内部のバルブ要素のメンテナンスを行うことが可能となる。これは、この実施形態の大きな利点である。   When the valve element 160 is fully unscrewed, the force of the spring 184 disposed on the guide element 186 in the adjustable input valve causes the valve assemblies 150, 151 to move upward. This spring force coupled with the inlet fluid pressure from the pipe 142 forces the component 151 into contact with the O-ring 182 with respect to the valve seat, resulting in a sealing action for the O-ring 182. The O-ring 182 (or other sealing element) includes an element behind the shut-off valve 150 that blocks the flow of water to the internal passages of 152 and then does not require water supply closure at the inlet 112. Maintenance of all internal valve elements can be performed. This is a great advantage of this embodiment.

調節可能なバルブ140の他の機能によれば、ネジ付きリテーナが途中までねじ込まれ、その結果としてバルブ本体要素162,162がバルブシートを部分的にのみ下方に押圧する。バルブ150を通る入水の流れを低減させる流量制限を提供する部分的な開口が得られる。この新規の機能は、用途の特定の要件を満たすよう設計される。取り付けを行う者に流量制限を提供するために、バルブ本体の内面は、入水量を較正するための1.6 W.C 1.0 GPF 小便器といった用途固有のマークを含む。   According to another function of the adjustable valve 140, the threaded retainer is screwed in part so that the valve body elements 162, 162 only partially push the valve seat downward. A partial opening is provided that provides a flow restriction that reduces the flow of incoming water through the valve 150. This new function is designed to meet the specific requirements of the application. To provide flow restriction to the installer, the inner surface of the valve body includes an application specific mark such as a 1.6 W.C 1.0 GPF urinal to calibrate the incoming water.

自動洗浄バルブ140には、ハウジング135内に配置された上述のセンサベースの電子システムが装着される。代替的に、センサベースの電子洗浄システムを、全てが機械的な駆動ボタン又はレバーに置換することが可能である。代替的に、洗浄バルブは、PCT出願PCT/US01/43273に記載されているような油圧遅延構成で動作する、油圧によりタイミング管理された機械式アクチュエータにより制御することが可能である。該油圧システムは、1.6 GPF W.Cといった所与の設備に必要とされる洗浄体積に対応する遅延期間に調節することが可能である。該油圧遅延機構は、取り付けた者がプリセットした値に等しい期間にわたり、電磁アクチュエータ201の代わりにパイロット部の出口オリフィスを開放させることができる。   The automatic cleaning valve 140 is equipped with the above-described sensor-based electronic system disposed in the housing 135. Alternatively, the sensor-based electronic cleaning system can be replaced with an all-mechanical drive button or lever. Alternatively, the flush valve can be controlled by a hydraulically timed mechanical actuator that operates in a hydraulic delay configuration as described in PCT application PCT / US01 / 43273. The hydraulic system can be adjusted to a delay period corresponding to the wash volume required for a given facility, such as 1.6 GPF W.C. The hydraulic delay mechanism can open the outlet orifice of the pilot section instead of the electromagnetic actuator 201 for a period equal to the value preset by the wearer.

再び図7を参照すると、パッシブ光センサ信号に応じて、マイクロコントローラは、制御アルゴリズムを実行して、ON信号及びOFF信号をバルブアクチュエータ201へ提供し、次いで該バルブアクチュエータ201が水供給部を開閉させる。マイクロコントローラはまた、使用態様(例えば、便器、小便器、野球場内等の頻繁に使用される小便器)に応じて、半洗浄又は遅延洗浄を行うことができる。マイクロコントローラはまた、タイミング管理された洗浄(夏のスキー場等の施設における一日一回又は週一回の洗浄)を行ってウォータートラップの乾燥を防ぐことができる。   Referring again to FIG. 7, in response to the passive light sensor signal, the microcontroller executes a control algorithm to provide ON and OFF signals to the valve actuator 201, which then opens and closes the water supply. Let me. The microcontroller can also perform semi-washing or delayed washing, depending on the mode of use (eg, frequently used urinals in toilets, urinals, baseball fields, etc.). The microcontroller can also perform timed cleaning (once a day or once a week at a facility such as a summer ski resort) to prevent the water trap from drying out.

図8、図8A、及び図8Bは、自動蛇口10における水流を制御するよう構成され配置された自動バルブ38を示している。詳細には、自動バルブ38は、バルブ入力ポート202で水を受容し、開放状態においてバルブ出力ポート204から水を提供する。自動バルブ38は、耐久性のあるプラスチック又は金属から形成された本体206を含む。好適には、バルブ本体206は、プラスチック材料から作成されるが、金属製の入力カプラ210及び金属製の出力カプラ230を含む。入力及び出力カプラ210,230は、金属(真鍮、銅、又は鋼鉄など)から作成され、これにより、それらを送水管24,25にそれぞれ接続するために使用されるレンチのための把持面を提供することが可能となる。バルブ本体206は、バルブ入力ポート240、バルブ出力ポート244、及び図8に示す個々のバルブ構成要素を受容するためのキャビティ207を含む。   8, 8A and 8B show an automatic valve 38 constructed and arranged to control water flow in the automatic faucet 10. FIG. Specifically, the automatic valve 38 receives water at the valve input port 202 and provides water from the valve output port 204 in the open state. The automatic valve 38 includes a body 206 formed from a durable plastic or metal. Preferably, the valve body 206 is made from a plastic material, but includes a metal input coupler 210 and a metal output coupler 230. The input and output couplers 210,230 are made of metal (such as brass, copper, or steel), thereby providing a gripping surface for the wrench used to connect them to the water pipes 24,25 respectively. Is possible. The valve body 206 includes a valve input port 240, a valve output port 244, and a cavity 207 for receiving the individual valve components shown in FIG.

金属製の入力カプラ210は、金属製のC字クランプ212を使用して入力ポート240に回転可能な状態で取り付けられ、該金属製のC字クランプ212は、入力カプラ210の内部のスリット214内へスライドし、また入力ポート240の本体の内部のスリット242(図8)内へとスライドする。金属製の出力カプラ230は、金属製のC字クランプ232を使用して出力ポート244に回転可能な状態で取り付けられ、該金属製のC字クランプ232は、出力カプラ230の内部のスリット234内へスライドし、また出力ポート244の本体の内部のスリット246内へとスライドする。蛇口12のメンテナンスを行う際に、この回転可能な構成は、カプラ210,230の所定の表面にレンチを取り付けない限り、送水管の接続が2つのバルブカプラの何れかに締め付けられるのを防止するものとなる(すなわち、メンテナンスを行う者は、バルブ本体206を把持することにより水入力及び出力ラインを締め付けることはできない)。これは、自動バルブ38の比較的柔らかいプラスチック製の本体206を保護するものとなる。しかし、本体206は金属から作成することが可能であり、この場合には上述の回転可能な結合は不要となる。シーリングOリング216は入力カプラ210を入力ポート240に対してシールし、シーリングOリング238は出力カプラ230を出力ポート244に対してシールする。   The metal input coupler 210 is rotatably attached to the input port 240 using a metal C-shaped clamp 212, and the metal C-shaped clamp 212 is placed in a slit 214 inside the input coupler 210. And into the slit 242 (FIG. 8) inside the body of the input port 240. The metal output coupler 230 is rotatably attached to the output port 244 using a metal C-shaped clamp 232, and the metal C-shaped clamp 232 is placed in a slit 234 inside the output coupler 230. And slide into the slit 246 inside the main body of the output port 244. When maintaining the faucet 12, this rotatable configuration prevents the water pipe connection from being tightened to one of the two valve couplers unless a wrench is attached to the predetermined surface of the coupler 210,230. (That is, a person who performs maintenance cannot tighten the water input and output lines by gripping the valve body 206). This protects the relatively soft plastic body 206 of the automatic valve 38. However, the body 206 can be made from metal, in which case the rotatable coupling described above is not necessary. Sealing O-ring 216 seals input coupler 210 against input port 240, and sealing O-ring 238 seals output coupler 230 against output port 244.

図8、図8A、及び図8Bを参照すると、金属製の入力カプラ210は、流量制御機構310(図8)と協働するよう構成された入口流量調節手段220を含む。入口流量調節手段220は、調節用ピストン222、及び調節用ピン226の周囲に配設されてピンリテーナ218を押圧する閉鎖用バネ224を含む。入力流量調節手段220はまた、調節用ピストン222に結合されて同ピストンを変位させる調節用ロッド228を含む。流量制御機構310は、ネジ314によって流量制御カム320と連絡した状態で調節用キャップ316に結合されたスピンキャップ312を含む。流量制御カム320は、調節用キャップ316の回転時に本体206の内部を直線的にスライドする。流量制御カム320は、入口流量開口部321、ロック機構323、及び斜面324を含む。斜面324は、調節用ロッド228の末端229と協働するよう構成される。流量制御カム320の直線運動は、バルブ本体206内で、斜面324を変位させ、ひいては調節用ロッド228を変位させる。調節用ピストン222はまた、入力カプラ210の入口シート211と協働するよう構成された内面223を含む。調節用ロッド228の直線運動は、調節用ピストン222を閉鎖位置と開放位置との間で変位させる。閉鎖位置では、シーリング面223が、閉鎖用バネ224の力により内側シート211をシールする。開放位置では、調節用ロッド228が閉鎖用バネ224に抗して調節用ピン222を変位させ、これにより、入口シート211とシーリング面223との間に選択的な大きさに設定された開口が提供される。このため、調節用キャップ316を回転させることにより、調節用ロッド228が入口調節手段220を開閉させる。入口調節手段220は、送水管24からの水流を制御し又は完全に閉鎖する。上述の手動調節は、マイクロコントローラにより制御される自動監視式調節機構に置換することが可能である。   Referring to FIGS. 8, 8A, and 8B, the metal input coupler 210 includes inlet flow adjustment means 220 configured to cooperate with the flow control mechanism 310 (FIG. 8). The inlet flow rate adjusting means 220 includes an adjustment piston 222 and a closing spring 224 disposed around the adjustment pin 226 and pressing the pin retainer 218. The input flow rate adjusting means 220 also includes an adjustment rod 228 coupled to the adjustment piston 222 to displace the piston. The flow control mechanism 310 includes a spin cap 312 coupled to the adjustment cap 316 in communication with the flow control cam 320 by screws 314. The flow control cam 320 slides linearly inside the main body 206 when the adjustment cap 316 rotates. The flow control cam 320 includes an inlet flow opening 321, a lock mechanism 323, and a slope 324. Slope 324 is configured to cooperate with distal end 229 of adjusting rod 228. The linear motion of the flow control cam 320 displaces the inclined surface 324 in the valve main body 206, and consequently displaces the adjusting rod 228. The adjustment piston 222 also includes an inner surface 223 configured to cooperate with the inlet seat 211 of the input coupler 210. Linear movement of the adjustment rod 228 displaces the adjustment piston 222 between a closed position and an open position. In the closed position, the sealing surface 223 seals the inner sheet 211 by the force of the closing spring 224. In the open position, the adjusting rod 228 displaces the adjusting pin 222 against the closing spring 224, so that a selectively sized opening is provided between the inlet seat 211 and the sealing surface 223. Provided. Therefore, by rotating the adjustment cap 316, the adjustment rod 228 opens and closes the inlet adjustment means 220. The inlet adjustment means 220 controls or completely closes the water flow from the water pipe 24. The manual adjustment described above can be replaced by an automatically monitored adjustment mechanism controlled by a microcontroller.

図8、図8A、及び図8Bを参照すると、自動バルブ38はまた、下部バルブハウジングの一部をなす入口フィルタホルダ332上に取り外し可能な状態で配設された取り外し可能な入口フィルタ330を含む。入口フィルタホルダ332はまた、図8に示すOリング及び一組の出口孔267を含む。「フラムピストン」270を図9及び図9Aに詳細に示す。図8Aを再び参照すると、水は、入力カプラ210の入力ポート202から、入口流量調節手段220を通り、次いで入口流量開口部321を通り、及び入口フィルタホルダ332の内側の入口フィルタ330を通って流れる。水は、次いで円筒形の入力要素276の内側の入力チャンバ268に到達し、可撓性部材278に対して圧力が提供される(図9)。   Referring to FIGS. 8, 8A, and 8B, the automatic valve 38 also includes a removable inlet filter 330 that is removably disposed on an inlet filter holder 332 that forms part of the lower valve housing. . The inlet filter holder 332 also includes an O-ring and a set of outlet holes 267 shown in FIG. The “Fram Piston” 270 is shown in detail in FIGS. 9 and 9A. Referring again to FIG. 8A, water from the input port 202 of the input coupler 210, through the inlet flow adjustment means 220, then through the inlet flow opening 321, and through the inlet filter 330 inside the inlet filter holder 332. Flowing. The water then reaches the input chamber 268 inside the cylindrical input element 276 and pressure is provided to the flexible member 278 (FIG. 9).

自動バルブ38はまた、プラグ316を取り外した後に、取り付けられているアクチュエータ200を含むバルブアセンブリ全体を本体206の外部へと引き出すよう設計されたサービスループ340(又はサービスロッド)を含む。バルブアセンブリ全体の取り外しはまた、取り付けられているアクチュエータ200(又はアクチュエータ201)とPCT出願PCT/US02/38757及びPCT出願PCT/US02/38757に記載されているパイロットボタンを取り外すものとなる。容易な装着及びメンテナンスを可能にするために、アクチュエータ200の末端においてPCB上に回転式の電気接点が配設される。詳細には、アクチュエータ200は、その末端に、対応するピンのための接触面を提供する2つの環状の接点領域を含み、それら全てを金メッキにして高品質の接触を達成することができる。代替的に、静止状態のPCBが2つの環状の接点領域を含むことができ、アクチュエータを移動可能な接点ピンに接続することが可能である。かかる末端のアクチュエータ接点アセンブリは、バルブ本体206の内部に配設されたアクチュエータ200をスライドさせるだけの容易な回転式の接触を達成するものとなる。   The automatic valve 38 also includes a service loop 340 (or service rod) designed to pull the entire valve assembly including the attached actuator 200 out of the body 206 after the plug 316 is removed. Removal of the entire valve assembly also removes the attached actuator 200 (or actuator 201) and the pilot button described in PCT application PCT / US02 / 38757 and PCT application PCT / US02 / 38757. A rotating electrical contact is disposed on the PCB at the end of the actuator 200 to allow easy mounting and maintenance. Specifically, the actuator 200 includes two annular contact areas at its ends that provide contact surfaces for the corresponding pins, all of which can be gold plated to achieve high quality contact. Alternatively, a stationary PCB can include two annular contact areas, and the actuator can be connected to a movable contact pin. Such a distal actuator contact assembly achieves an easy rotary contact that simply slides the actuator 200 disposed within the valve body 206.

図8Cは、バルブ装置38を横断する水漏れ又は水流を示すための漏洩検出器を含む自動バルブ38を示している。該漏洩検出器は、電子測定回路350と、入力カプラ210及び出力カプラ230にそれぞれ結合された少なくとも2つの電極348,349とを含む(該漏洩検出器はまた、4点抵抗値測定のための4つの電極を含むことが可能である)。バルブ本体206は、プラスチックその他の非導電性材料から作成される。閉鎖状態において、入力カプラ210と出力カプラ230との間に水流が存在しないとき、電子回路350は、入力カプラ210と出力カプラ230との間で非常に高い抵抗値を測定する。開放状態では、入力カプラ210と出力カプラ230との間の抵抗値は劇的に低下する。これは、流水によって導電経路が提供されるからである。   FIG. 8C shows an automatic valve 38 that includes a leak detector to indicate a water leak or flow across the valve device 38. The leak detector includes an electronic measurement circuit 350 and at least two electrodes 348, 349 coupled to the input coupler 210 and the output coupler 230, respectively (the leak detector also includes four four-point resistance measurement Electrodes may be included). The valve body 206 is made from a plastic or other non-conductive material. In the closed state, when there is no water flow between the input coupler 210 and the output coupler 230, the electronic circuit 350 measures a very high resistance value between the input coupler 210 and the output coupler 230. In the open state, the resistance value between the input coupler 210 and the output coupler 230 decreases dramatically. This is because the conductive path is provided by running water.

様々な電子回路350の実施形態が存在し、それらはDC測定や(当業界で周知の)ロックイン増幅器を用いたノイズの除去を含むAC測定を提供することができるものである。代替的に、電子回路350は、抵抗値の精確な測定のためにブリッジその他の測定回路を含むことが可能である。電子回路350は、抵抗値をマイクロプロセッサに提供し、これにより、バルブ38が開放状態にあるときを示す。更に、漏洩検出器は、入力カプラ210と出力カプラ230との間に望ましくない水漏れが存在するときを示す。バルブ38全体は、絶縁性のエンクロージャ内に配設され、これにより導電率の測定に影響を与え得る望ましくない接地経路が防止される。更に、漏洩検出器は、水がバルブ38からエンクロージャ内に漏洩した際に他の何らかのバルブ故障を示すことができる。このように、漏洩検出器は、それ以外の手段では観察するのが困難となる望ましくない水漏れを検知することができる。漏洩検出器は、自動蛇口システムの開放状態を検出してアクチュエータ200の正しい動作を確認するために構成されたものである。   Various electronic circuit 350 embodiments exist that can provide DC measurements and AC measurements including noise removal using lock-in amplifiers (well known in the art). Alternatively, the electronic circuit 350 can include a bridge or other measurement circuit for accurate measurement of resistance. Electronic circuit 350 provides a resistance value to the microprocessor, thereby indicating when valve 38 is open. Further, the leak detector indicates when there is an undesirable water leak between the input coupler 210 and the output coupler 230. The entire valve 38 is disposed within an insulative enclosure, thereby preventing undesired ground paths that can affect conductivity measurements. In addition, the leak detector can indicate some other valve failure when water leaks from the valve 38 into the enclosure. Thus, the leak detector can detect an undesirable water leak that is difficult to observe by other means. The leak detector is configured to detect the open state of the automatic faucet system and confirm correct operation of the actuator 200.

自動バルブ38は、標準的なダイアフラムバルブ、標準的なピストンバルブ、又は図9及び図9Aに関して詳述する新規の「フラムピストン」バルブ270を含むことが可能である。図9を参照すると、バルブ270は末端本体276を含み、該末端本体276は、可撓性部材278と共に環状リップシール275を含み、入力ポートチャンバ268と出力ポートチャンバ269との間にシールを提供する。末端本体276はまた、入力チャンバ268と出力チャンバ269との間に(開放状態において)連絡を提供する1つ又は2つ以上の水流チャンバ267(図8にも示す)を含む。可撓性部材278はまた、パイロットチャンバ292と出力チャンバ271との間でバルブ本体272に対してスライド式のシールを提供するよう構成されたシーリング部材279A,279Bを含む。シール279A,279B(図9)の様々な考え得る実施形態が存在する。このシールは、片側シール又は図9に示す279A,279Bのような両側シールとすることが可能である。更に、Oリング等を含むスライド式シールの様々な追加の実施形態が存在する。   The automatic valve 38 may include a standard diaphragm valve, a standard piston valve, or a new “Flame Piston” valve 270 as described in detail with respect to FIGS. 9 and 9A. Referring to FIG. 9, the valve 270 includes a distal body 276 that includes an annular lip seal 275 with a flexible member 278 to provide a seal between the input port chamber 268 and the output port chamber 269. To do. The end body 276 also includes one or more water flow chambers 267 (also shown in FIG. 8) that provide communication (in an open state) between the input chamber 268 and the output chamber 269. The flexible member 278 also includes sealing members 279A, 279B configured to provide a sliding seal against the valve body 272 between the pilot chamber 292 and the output chamber 271. There are various possible embodiments of seals 279A, 279B (FIG. 9). This seal can be a single side seal or a double side seal such as 279A, 279B shown in FIG. In addition, there are various additional embodiments of sliding seals including O-rings and the like.

本発明は、様々なサイズを有するバルブ装置270を想定したものである。例えば、「フル」サイズの実施形態は、ピンの直径A=約1.78mm(0.070")、バネの直径B=約7.87mm(0.310")、可撓性部材の直径C=約18.5mm(0.730")、全体的なフラム及びシールの直径D=約10.5mm(0.412")、ピンの長さE=約11.4mm(0.450")、本体の高さF=約6.861mm(0.2701")、パイロットチャンバの高さG=約5.59mm(0.220")、フラム部材のサイズH=約4.06mm(0.160")、及びフラムの行程I=約2.54mm(0.100")となる。バルブの全体的な高さは、約34.3mm(1.35")であり、直径は約29.82mm(1.174")となる。   The present invention contemplates valve devices 270 having various sizes. For example, a “full” size embodiment may have a pin diameter A = 1.78 mm (0.070 ”), a spring diameter B = about 7.87 mm (0.310”), a flexible member diameter C = about 18.5 mm (0.730 ”). "), Overall fram and seal diameter D = about 10.5mm (0.412"), pin length E = about 11.4mm (0.450 "), body height F = about 6.661mm (0.2701"), pilot The chamber height G = about 5.59 mm (0.220 "), the fram member size H = about 4.06 mm (0.160"), and the fram stroke I = about 2.54 mm (0.100 "). The overall height of the valve. The length is about 34.3 mm (1.35 ") and the diameter is about 29.82 mm (1.174").

「フラムピストン」バルブの「ハーフサイズ」の実施形態は、同じ符号に以下の寸法が与えられる。「ハーフサイズ」バルブでは、A=約1.78mm(0.070")、B=約7.6mm(0.30")、C=約14.2mm(0.560")、D=約16.5mm(0.650")、E=約8.64mm(0.34")、F=約7.87mm(0.310")、G=約5.46mm(0.215")、H=約3.18mm(0.125")、I=約15.2mm(0.60")となる。1/2実施形態の全体的な長さは、約34.3mm(約1.350")であり、直径は約11.6mm(約0.455")である。「フラムピストン」バルブ装置の異なる実施形態は、様々な一層大きな又は小さなサイズを有することが可能である。   The “half size” embodiment of the “Fram Piston” valve is given the following dimensions for the same reference numbers: For "half size" valves, A = approx. 1.78mm (0.070 "), B = approx. 7.6mm (0.30"), C = approx. 14.2mm (0.560 "), D = approx. 16.5mm (0.650"), E = approx. 8.64 mm (0.34 "), F = about 7.87 mm (0.310"), G = about 5.46 mm (0.215 "), H = about 3.18 mm (0.125"), I = about 15.2 mm (0.60 "). The overall length of the / 2 embodiment is about 1.450 "and the diameter is about 15.5 mm. Different embodiments of the" Fram Piston "valve device can be It is possible to have a larger or smaller size.

図9及び図9Aを参照すると、フラムピストンバルブ270は、入力ポート268で流体を受容し、これがダイアフラム状部材278上に圧力を加え、閉鎖状態のリップ部材275と共にシールを提供する。ピン286内の溝通路288は、パイロットチャンバ292との圧力の連絡を提供し、該パイロットチャンバ292は、連絡通路294A,294Bを介してアクチュエータキャビティ300と連絡している。(PCT出願PCT/US02/38757に記載の)アクチュエータは、表面298におけるシールを提供し、これにより、通路294A,294Bひいてはパイロットチャンバ300がシールされる。アクチュエータ200のプランジャが表面298から離れるよう移動すると、流体が通路294A,294Bを介して制御通路296及び出力ポート269へと流れる。これによりパイロットチャンバ292内の圧力が低下する。このため、ダイアフラム状部材278及びピストン状部材288は、キャビティ292内を直線的に移動し、これによりリップシール275の位置に比較的大きな流体開口部が提供される。大量の流体が入力ポート268から出力ポート269へと流れることができる。   Referring to FIGS. 9 and 9A, the diaphragm piston valve 270 receives fluid at the input port 268 which applies pressure on the diaphragm-like member 278 and provides a seal with the closed lip member 275. Groove passage 288 in pin 286 provides pressure communication with pilot chamber 292, which is in communication with actuator cavity 300 via communication passages 294A, 294B. The actuator (described in PCT application PCT / US02 / 38757) provides a seal at the surface 298, which seals the passages 294A, 294B and thus the pilot chamber 300. As the plunger of actuator 200 moves away from surface 298, fluid flows through passages 294A, 294B to control passage 296 and output port 269. As a result, the pressure in the pilot chamber 292 decreases. Thus, diaphragm-like member 278 and piston-like member 288 move linearly within cavity 292, thereby providing a relatively large fluid opening at the location of lip seal 275. A large amount of fluid can flow from the input port 268 to the output port 269.

アクチュエータ200のプランジャが制御通路294A,294Bをシールすると、ガイドピン286内の「ブリード」溝288を介した入力ポート268からの流体に起因してパイロットチャンバ292内に圧力が形成される。パイロットチャンバ292内の増大した圧力、並びにバネ290の力が、ガイドピン286上のスライド動作で、部材270からシーリングリップ275に向かって直線的に移動させる。パイロットチャンバ292内に十分な圧力が存在するとき、ダイアフラム状可撓性部材278がリップシール275において入力ポートチャンバ268をシールする。柔軟性のある該部材278は、前記スライド動作時に溝288を清掃するようガイドピン286と共に設計された内側開口部を含む。すなわち、ガイドピン286の溝288は定期的に清掃される。   As the plunger of the actuator 200 seals the control passages 294A, 294B, pressure is created in the pilot chamber 292 due to fluid from the input port 268 via the “bleed” groove 288 in the guide pin 286. The increased pressure in the pilot chamber 292 as well as the force of the spring 290 causes the sliding motion on the guide pin 286 to move linearly from the member 270 toward the sealing lip 275. A diaphragm-like flexible member 278 seals the input port chamber 268 at the lip seal 275 when sufficient pressure is present in the pilot chamber 292. The flexible member 278 includes an inner opening designed with a guide pin 286 to clean the groove 288 during the sliding operation. That is, the groove 288 of the guide pin 286 is periodically cleaned.

図9の実施形態は、ベント通路294A,294B(及びアクチュエータ200のプランジャの位置)に対して対称的に構成された中央入力チャンバ268(及びガイドピン286)を有するバルブを示している。しかし、バルブ装置は、通路294A,294B及び出力ベント通路296に対して非対称的に構成された入力チャンバ268(及びガイドピン286)を有することが可能である。すなわち、かかる設計では、このバルブは、アクチュエータ200のプランジャの位置に対して非対称的に構成された入力チャンバ268及びガイドピン286を有している。該対称的な実施形態も非対称的な実施形態も互いに等価なものである。   The embodiment of FIG. 9 shows a valve having a central input chamber 268 (and guide pin 286) configured symmetrically with respect to vent passages 294A, 294B (and the position of the plunger of actuator 200). However, the valve device may have an input chamber 268 (and guide pin 286) that is asymmetrically configured with respect to passages 294A, 294B and output vent passage 296. That is, in such a design, the valve has an input chamber 268 and a guide pin 286 that are configured asymmetrically with respect to the position of the plunger of the actuator 200. Both the symmetric and asymmetric embodiments are equivalent to each other.

自動バルブ38は、その長期にわたる動作と容易なメンテナンス性に関して多数の利点を有している。自動バルブ38は入口調節手段220を含み、これにより別の場所で水の供給を停止させることなくバルブのメンテナンスを行うことが可能となる。キャビティ207及びアクチュエータ200の内側寸法を含むバルブ38の構成は、内部部品の容易な交換を可能にする。メンテナンス者は、ネジ314を外し、キャップ312を回し、次いで調節用キャップ316を外して、バルブ38を開く。バルブ38は、取り付けられたアクチュエータ200を含むバルブアセンブリ全体を本体206外に引き出すよう設計されたサービスループ340(又はサービスロッド)を含む。次いで、メンテナンス者は、アクチュエータ200を含むあらゆる欠陥部品、又はアセンブリ全体を交換し、修理したアセンブリをバルブ本体206内に挿入することが可能となる。バルブの設計によっては、かかる修理は数分しか必要としないものとなり、バルブ38を送水管から切断し又は水の供給を止める必要はない。有利なことに、「フラムピストン」設計270は、大きなストロークを提供するものとなり、このため、そのサイズに比較して大きな流量を提供するものとなる。   The automatic valve 38 has a number of advantages with regard to its long-term operation and easy maintenance. The automatic valve 38 includes an inlet adjustment means 220, which enables maintenance of the valve without stopping the water supply elsewhere. The configuration of valve 38, including the internal dimensions of cavity 207 and actuator 200, allows for easy replacement of internal components. The maintenance person removes the screw 314, turns the cap 312, then removes the adjustment cap 316 and opens the valve 38. The valve 38 includes a service loop 340 (or service rod) designed to pull the entire valve assembly including the attached actuator 200 out of the body 206. The maintenance person can then replace any defective parts, including the actuator 200, or the entire assembly and insert the repaired assembly into the valve body 206. Depending on the design of the valve, such repair may only require a few minutes and there is no need to disconnect the valve 38 from the water pipe or stop the water supply. Advantageously, the “Fram Piston” design 270 provides a large stroke, and therefore a large flow rate compared to its size.

「フラムピストン」バルブ装置の別の実施形態は、2002年12月4日出願のPCT出願PCT/US02/34757及び2003年6月24日出願のPCT出願PCT/US03/20117に記載に記載されている。この場合も、このバルブ装置の動作全体は単一のソレノイドアクチュエータにより制御され、該アクチュエータは、ラッチングソレノイドアクチュエータ又は2001年10月25日出願のPCT出願PCT/US01/51054に記載されている独立したアクチュエータとすることが可能である。   Another embodiment of the “Fram Piston” valve device is described in PCT application PCT / US02 / 34757 filed on December 4, 2002 and PCT application PCT / US03 / 20117 filed on June 24, 2003. Yes. Again, the overall operation of this valve device is controlled by a single solenoid actuator, which is either a latching solenoid actuator or an independent PCT application UST / US01 / 51054 filed on Oct. 25, 2001. It can be an actuator.

図10は、バッテリー420により給電される電子制御回路400の概要を示したものである。電子制御回路400は、バッテリー調整ユニット422、無または低バッテリー検出ユニット425、パッシブセンサ、及び信号処理ユニット402、及びマイクロコントローラ405を含む。バッテリー調整ユニット422は、全コントローラシステムのための電力を供給する。該バッテリー調整ユニット422は、6.0V電源を「無バッテリー」検出器に供給し、6.0V電源を低バッテリー検出器に供給し、また6.0V電源を電力ドライバ408に供給する。バッテリー調整ユニット422は、調整された3.0V電源をマイクロコントローラ405に供給する。   FIG. 10 shows an outline of the electronic control circuit 400 that is fed by the battery 420. The electronic control circuit 400 includes a battery conditioning unit 422, a no or low battery detection unit 425, a passive sensor, a signal processing unit 402, and a microcontroller 405. The battery conditioning unit 422 provides power for the entire controller system. The battery conditioning unit 422 supplies 6.0V power to the “no battery” detector, supplies 6.0V power to the low battery detector, and supplies 6.0V power to the power driver 408. The battery adjustment unit 422 supplies the adjusted 3.0V power to the microcontroller 405.

「無バッテリー」検出器は、マイクロコントローラ405に通知するための「否バッテリー」信号という形でマイクロコントローラ405へのパルスを生成する。低バッテリー検出器は、6.0V電源を介してバッテリー/電源調整回路に接続される。電源が4.2V未満に低下すると、該検出器がマイクロコントローラへパルス(すなわち低バッテリー信号)を生成する。該「低バッテリー」信号を受信すると、マイクロコントローラは、1Hzの周波数でインジケータ430(例えばLED)をフラッシュさせ、又は音声アラームを提供することが可能である。低バッテリー状態で2000回洗浄した後、マイクロコントローラは洗浄を停止させるが、LEDはフラッシュしたままにする。   The “no battery” detector generates a pulse to the microcontroller 405 in the form of a “no battery” signal to notify the microcontroller 405. The low battery detector is connected to the battery / power conditioning circuit via a 6.0V power supply. When the power supply drops below 4.2V, the detector generates a pulse (ie, a low battery signal) to the microcontroller. Upon receipt of the “low battery” signal, the microcontroller can flash an indicator 430 (eg, an LED) at a frequency of 1 Hz or provide an audible alarm. After 2000 cleans in a low battery condition, the microcontroller stops cleaning but keeps the LEDs flashing.

図10Bに関して説明するように、パッシブセンサ及び信号処理モジュール402は、フォトレジスタの抵抗値をパルスに変換し、該パルスが電荷パルス信号を介してマイクロコントローラへ送られる。パルス幅の変化は抵抗値の変化を表し、該抵抗値の変化は照明の変化に対応する。制御回路はまたクロック/リセットユニットを含み、該クロック/リセットユニットは、クロックパルスの生成を提供し、及びパルス生成をリセットする。該クロック/リセットユニットは、4kHzの周波数を有するリセットパルスを生成し、これはクロックパルスに従う同じ周波数である。該リセット信号が、「リセット」信号を介してマイクロコントローラ405へ送られて、マイクロコントローラがリセットされ、又はマイクロコントローラがスリープモードからウェイクアップされる。   As described with respect to FIG. 10B, the passive sensor and signal processing module 402 converts the resistance value of the photoresistor into a pulse, which is sent to the microcontroller via the charge pulse signal. A change in pulse width represents a change in resistance value, and the change in resistance value corresponds to a change in illumination. The control circuit also includes a clock / reset unit that provides clock pulse generation and resets pulse generation. The clock / reset unit generates a reset pulse having a frequency of 4 kHz, which is the same frequency according to the clock pulse. The reset signal is sent to the microcontroller 405 via a “reset” signal to reset the microcontroller or wake the microcontroller from sleep mode.

手動ボタンスイッチはリードスイッチ及び磁石により形成することが可能である。該ボタンがユーザにより押下されると、回路が手動信号IRQを介してクロック/リセットユニットへ信号を送出し、次いで該クロック/リセットユニットにリセット信号を生成させる。これと同時に、手動信号レベルのレベルが変化して、それが有効な手動洗浄信号であることをマイクロコントローラ405へ知らせる。   The manual button switch can be formed by a reed switch and a magnet. When the button is pressed by the user, the circuit sends a signal to the clock / reset unit via the manual signal IRQ, which then causes the clock / reset unit to generate a reset signal. At the same time, the level of the manual signal level changes to inform the microcontroller 405 that it is a valid manual wash signal.

図10を参照すると、電子制御回路400は、光センサユニット402からの信号を受信し、アクチュエータ412、コントローラ又はマイクロコントローラ405、入力要素(例えば光センサ)、電圧調整手段422により調節されたバッテリー420からの電力を受容するソレノイドドライバ408(電力ドライバ)を制御する。マイクロコントローラ405は、効率的な電力操作を行うよう設計される。電力を節約するために、マイクロコントローラ405は、最初は低周波数のスリープモードとなり、定期的に光センサにアクセスして、それがトリガされたか否かを確認する。トリガされた後、マイクロコントローラは消費電力コントローラ418へ制御信号を供給する。該消費電力コントローラ418は、電圧調整手段422(又は電圧ブースト422)、光センサユニット402、及び信号調整手段416に電源を投入するためのスイッチである(ブロック図の単純化のため、消費電力コントローラ418から光センサユニット402へ、及び信号調整手段416への接続は図示していない)。   Referring to FIG. 10, the electronic control circuit 400 receives a signal from the light sensor unit 402 and is adjusted by an actuator 412, a controller or microcontroller 405, an input element (eg, a light sensor), a voltage regulator 422, and a battery 420. The solenoid driver 408 (power driver) that receives the power from is controlled. The microcontroller 405 is designed to perform efficient power operations. To save power, the microcontroller 405 initially enters a low frequency sleep mode and periodically accesses the light sensor to see if it has been triggered. After being triggered, the microcontroller provides a control signal to the power consumption controller 418. The power consumption controller 418 is a switch for powering on the voltage adjusting means 422 (or voltage boost 422), the optical sensor unit 402, and the signal adjusting means 416 (for simplicity of the block diagram, the power consumption controller Connections from 418 to the optical sensor unit 402 and to the signal adjustment means 416 are not shown).

マイクロコントローラ405は、アクチュエータ410のための手動駆動又は制御入力のために設計された外部入力要素(例えばプッシュボタン)からの入力信号を受信することができる。詳細には、マイクロコントローラ405は、アクチュエータ410のソレノイドを駆動する電力ドライバ408へ制御信号406A,406Bを供給する。電力ドライバ408は、バッテリーからDC電力を受容し、電圧調整手段422が該バッテリー電力を調整して実質的に一定の電圧を電力ドライバ408へ供給する。アクチュエータセンサ412は、アクチュエータ410のアーマチュア位置を記録紙又は監視し、信号調整手段416へ制御信号415を供給する。低バッテリー検出ユニット425は、バッテリー電力を検出し、マイクロコントローラ405へ割り込み信号を供給することができる。   Microcontroller 405 can receive input signals from external input elements (eg, push buttons) designed for manual drive or control input for actuator 410. Specifically, the microcontroller 405 supplies control signals 406A and 406B to the power driver 408 that drives the solenoid of the actuator 410. The power driver 408 receives DC power from the battery, and the voltage adjustment means 422 adjusts the battery power to provide a substantially constant voltage to the power driver 408. The actuator sensor 412 records or monitors the armature position of the actuator 410 and supplies a control signal 415 to the signal adjusting means 416. The low battery detection unit 425 can detect battery power and supply an interrupt signal to the microcontroller 405.

アクチュエータセンサ412は、アクチュエータのアーマチュアの運動又は位置に関するデータを(信号調整手段416を介して)マイクロコントローラ405へ提供し、該データが、電力ドライバ408の制御に使用される。アクチュエータセンサ412は、電磁センサ(例えばピックアップコイル)、静電容量性センサ、ホール効果センサ、光センサ、圧力変換器、又はその他のあらゆるタイプのセンサとすることが可能である。   Actuator sensor 412 provides data regarding the movement or position of the armature of the actuator to microcontroller 405 (via signal conditioning means 416), which is used to control power driver 408. Actuator sensor 412 can be an electromagnetic sensor (eg, a pickup coil), a capacitive sensor, a Hall effect sensor, a light sensor, a pressure transducer, or any other type of sensor.

好適には、マイクロコントローラ405は、東芝製の8ビットCMOSマイクロコントローラTMP86P807Mである。マイクロコントローラは、8kbyteのプログラムメモリ、及び256byteのデータメモリを有している。プログラミングは、汎用PROMプログラマを有する東芝製のアダプタソケットを使用して行われる。マイクロコントローラは、3つの周波数(fc=16MHz, fc=8MHz, fc=332.768kHz)で動作し、その最初の2つのクロック周波数は通常モードで使用され、3つ目の周波数は低電力モード(すなわちスリープモード)で使用される。マイクロコントローラ405は、様々な起動間にスリープモードで動作する。バッテリー電力を節約するために、マイクロコントローラ405は、定期的に光センサ402の入力信号をサンプリングし、次いで消費電力コントローラ418をトリガする。消費電力コントローラ418は、信号調整手段416その他の構成要素の電源を投入する。それ以外の場合には、光センサ402、電圧調整手段422(又は電圧ブースト422)、及び信号調整手段416には、バッテリー電力の節約のため電力は供給されない。動作時には、マイクロコントローラ405はまた、インジケータ430に指示データを供給する。電子制御回路400は、上述のパッシブ光センサ又はアクティブ光センサからの信号を受信することが可能である。パッシブ光センサは、マイクロコントローラ405へ検出信号を供給する光検出器のみを含むものである。   Preferably, the microcontroller 405 is a Toshiba 8-bit CMOS microcontroller TMP86P807M. The microcontroller has an 8 kbyte program memory and a 256 byte data memory. Programming is performed using a Toshiba adapter socket with a general purpose PROM programmer. The microcontroller operates at three frequencies (fc = 16MHz, fc = 8MHz, fc = 332.768kHz), its first two clock frequencies are used in normal mode and the third frequency is in low power mode (ie Used in sleep mode. The microcontroller 405 operates in sleep mode between various startups. To conserve battery power, the microcontroller 405 periodically samples the input signal of the light sensor 402 and then triggers the power consumption controller 418. The power consumption controller 418 turns on the power of the signal adjusting means 416 and other components. In other cases, no power is supplied to the optical sensor 402, the voltage adjustment unit 422 (or the voltage boost 422), and the signal adjustment unit 416 in order to save battery power. In operation, the microcontroller 405 also provides instruction data to the indicator 430. The electronic control circuit 400 can receive a signal from the above-described passive light sensor or active light sensor. The passive optical sensor includes only a photodetector that supplies a detection signal to the microcontroller 405.

低バッテリー検出ユニット425は、Microchip Technology社から販売されている低バッテリー検出器:モデル番号 TC54VN4202EMBとすることが可能である。電圧調整手段422もまた、Microchip Technology社(http://www.microchip.com)から販売されている電圧調整回路:部品番号 TC55RP3502EMBとすることが可能である。マイクロコントローラ405は、代替的に、National Semiconductor社から販売されているマイクロコントローラ:部品番号 MCUCOP8SAB728M9とすることが可能である。   The low battery detection unit 425 can be a low battery detector: model number TC54VN4202EMB sold by Microchip Technology. The voltage adjustment means 422 can also be a voltage adjustment circuit sold by Microchip Technology (http://www.microchip.com): part number TC55RP3502EMB. The microcontroller 405 may alternatively be a microcontroller sold by National Semiconductor: part number MCUCOP8SAB728M9.

図10Aは、電子制御回路400の別の実施形態の概要を示したものである。電子制御回路400は、光センサユニット402からの信号を受信してアクチュエータ412を制御する。上述のように、電子制御回路400はまた、マイクロコントローラ405、ソレノイドドライバ408(すなわち電力ドライバ)、電圧調整手段422、及びバッテリー420を含む。ソレノイドアクチュエータ411は、2つのコイルセンサ411A,411Bを含む。該コイルセンサ411A,411Bは、前置増幅器416A,416B及びローパスフィルタ417A,417Bに信号をそれぞれ供給する。差分器419は、フィードバックループ構成でマイクロコントローラ405に差分信号を供給する。   FIG. 10A shows an overview of another embodiment of the electronic control circuit 400. The electronic control circuit 400 receives a signal from the optical sensor unit 402 and controls the actuator 412. As described above, the electronic control circuit 400 also includes a microcontroller 405, a solenoid driver 408 (ie, a power driver), voltage regulator 422, and a battery 420. The solenoid actuator 411 includes two coil sensors 411A and 411B. The coil sensors 411A and 411B supply signals to preamplifiers 416A and 416B and low-pass filters 417A and 417B, respectively. The differencer 419 supplies a difference signal to the microcontroller 405 in a feedback loop configuration.

流路を開放するために、マイクロコントローラ405は電力ドライバ408にオープン信号を送る。該電力ドライバ408は、アクチュエータ410の駆動コイルに、アーマチュアを後退させることになる方向に駆動電流を供給する。これと同時に、コイル411A,411Bは、誘導された信号を、前置増幅器及びローパスフィルタを含む調整用フィードバックループに供給する。差分器419の出力が、後退したアーマチュアに関して較正された所定のしきい値よりも小さい(すなわちアーマチュアが所定の位置に達していなかった)ことを示す場合、マイクロコントローラ405はオープン信号406Bを表明し続ける。ソレノイドアーマチュアの運動が検出されない場合には、マイクロコントローラ405は、異なる(より高い)レベルのオープン信号406Bを加えて、電力ドライバ408により供給される駆動電流を(通常の駆動電流の最大数倍まで)増大させる。このようにして、本システムは、無機物の堆積又はその他の問題に起因して固着したアーマチュアを動かすことができる。   The microcontroller 405 sends an open signal to the power driver 408 to open the flow path. The power driver 408 supplies drive current to the drive coil of the actuator 410 in a direction that will cause the armature to retract. At the same time, coils 411A and 411B supply the induced signal to an adjustment feedback loop including a preamplifier and a low pass filter. If the output of the differencer 419 indicates that it is less than a predetermined threshold calibrated for the retracted armature (ie, the armature has not reached the predetermined position), the microcontroller 405 asserts the open signal 406B. to continue. If no movement of the solenoid armature is detected, the microcontroller 405 adds different (higher) levels of the open signal 406B to increase the drive current supplied by the power driver 408 (up to several times the normal drive current). ) Increase. In this way, the system can move armatures that have become stuck due to inorganic deposits or other problems.

マイクロコントローラ405は、調整用フィードバックループに配設されたコイル411A,411B内に誘導された信号を使用してアーマチュアの変位を検出することが(又はアーマチュアの運動を監視することすら)できる。差分器419からの出力がアーマチュアの変位に応じて変化する際に、マイクロコントローラ405は、異なる(より低い)レベルのオープン信号406Bを加えることができ、又はオープン信号406Bをターンオフさせることができ、次いで電力ドライバ408に異なるレベルの駆動電流を加えさせる。その結果として、通常は、駆動電流が低下することになり、又は駆動電流の持続時間が(アーマチュアセンサを用いることなく使用しなければならない)最悪の条件で流路を開放させるのに必要な時間よりも遥かに短くなる。このため、本制御システムは、かなりのエネルギーを節約し、それ故、バッテリーの寿命を延長させるものとなる。   Microcontroller 405 can detect armature displacement (or even monitor armature movement) using signals induced in coils 411A, 411B disposed in the adjustment feedback loop. As the output from the differentiator 419 changes in response to the armature displacement, the microcontroller 405 can apply a different (lower) level of the open signal 406B, or turn off the open signal 406B, The power driver 408 is then caused to apply different levels of drive current. As a result, typically the drive current will drop or the duration of the drive current (which must be used without an armature sensor) the time required to open the flow path in the worst case Much shorter than. Thus, the present control system saves significant energy and therefore extends battery life.

有利なことに、コイルセンサ411A,411Bの構成は、アクチュエータアーマチュアのラッチ及びラッチ解除動作を高い精度で検出することができる(但し、単一のコイルセンサ、又は多数のコイルセンサ、又は静電容量性センサを使用してアーマチュアの運動を検出することも可能である)。マイクロコントローラ405は、電力ドライバ408により加えられた所定のプロファイルの駆動電流を検出することができる。様々なプロファイルをマイクロコントローラ405に格納することが可能であり、該様々なプロファイルを、流体タイプ、流体圧力(水圧)、流体温度(水温)、装着され又はメンテナンスされてからアクチュエータ410が動作した時間、バッテリーレベル、外部センサ(例えば運動センサ又は圧力センサ)からの入力、又はその他のファクタに基づいて駆動することが可能である。水圧及びオリフィスの既知のサイズに基づいて、自動洗浄バルブは、既知の量の洗浄水を送ることができる。   Advantageously, the configuration of the coil sensors 411A, 411B can detect the latching and unlatching operations of the actuator armature with high accuracy (however, a single coil sensor or multiple coil sensors or capacitances). It is also possible to detect armature movement using sex sensors). The microcontroller 405 can detect a drive current of a predetermined profile applied by the power driver 408. Various profiles can be stored in the microcontroller 405, including the fluid type, the fluid pressure (water pressure), the fluid temperature (water temperature), the time the actuator 410 has been operated since it was installed or maintained. Can be driven based on battery level, input from an external sensor (eg, motion sensor or pressure sensor), or other factors. Based on the water pressure and the known size of the orifice, the automatic wash valve can deliver a known amount of wash water.

図10Bは、パッシブ光センサ50のために使用される検出回路の概要を示している。該パッシブ光センサは、光源を含まず(発光は生じず)、到来する光を検出する光検出器のみを含む。アクティブ光センサと比べて、パッシブセンサは消費電力の低減を可能にする。これは、IR発光器に関する全ての消費電力がなくなるからである。光検出器は、フォトダイオード、フォトレジスタ、又は受光した光の強度又は波長に応じて電気的な出力を提供する他の何らかの光学要素とすることが可能である。受光器は、350〜1500nm、好適には400〜1000nm、更に好適には500〜950nmの範囲でアクティブになるよう選定される。このため、光検出器は、蛇口10,10A,10B,又は10Cのユーザにより発せられた体熱、又は洗浄装置100又は100Aの正面に位置するユーザにより発せられる体熱に感応することはない。   FIG. 10B shows an overview of the detection circuit used for the passive optical sensor 50. The passive optical sensor does not include a light source (no light emission occurs), and includes only a photodetector that detects incoming light. Compared to an active light sensor, a passive sensor allows a reduction in power consumption. This is because all the power consumption of the IR emitter is lost. The photodetector can be a photodiode, a photoresistor, or some other optical element that provides an electrical output depending on the intensity or wavelength of the received light. The photoreceiver is selected to be active in the range of 350-1500 nm, preferably 400-1000 nm, more preferably 500-950 nm. For this reason, the photodetector is not sensitive to body heat generated by the user of the faucet 10, 10A, 10B, or 10C or body heat generated by the user located in front of the cleaning device 100 or 100A.

図10Bは、消費電力の大幅な削減を可能にするパッシブセンサにより使用される検出回路の概略図である。該検出回路は、検出素子D(例えばフォトダイオード又はフォトレジスタ)、及びHIGHパルスの受信時に検出素子からの読み出しを提供するよう接続された2つの比較器(U1A,U1B)を含む。好適には、検出素子はフォトレジスタである。電圧VCCは、電源から受容した+5V(又は+3V)である。抵抗R2,R3は、VCCとグランドとの間の分圧器である。ダイオードD1は、パルス入力と出力ラインとの間に接続され、光検出時に充電された静電容量C1の読み出しが可能となる。   FIG. 10B is a schematic diagram of a detection circuit used by a passive sensor that allows a significant reduction in power consumption. The detection circuit includes a detection element D (eg, a photodiode or a photoresistor) and two comparators (U1A, U1B) connected to provide readout from the detection element upon receipt of a HIGH pulse. Preferably, the detection element is a photoresistor. The voltage VCC is + 5V (or + 3V) received from the power supply. Resistors R2 and R3 are voltage dividers between VCC and ground. The diode D1 is connected between the pulse input and the output line, and can read the electrostatic capacitance C1 charged at the time of light detection.

好適には、フォトレジスタは、光学レンズ54又は図6ないし図6Eに示す光学要素を適当に設計することにより、1〜1000ルクスの範囲の強度の光を受光するよう設計される。例えば、光学レンズ54は、光互変性材料又は可変サイズアパーチャを含むことが可能である。一般に、フォトレジスタは、適当な検出のために0.1〜500ルクスの範囲の強度の光を受光することができる。フォトダイオードの抵抗値は、低光強度では非常に大きく、強度の増大とと共に(通常は指数関数的に)低下する。   Preferably, the photoresistor is designed to receive light in the range of 1-1000 lux by appropriately designing the optical lens 54 or the optical element shown in FIGS. 6-6E. For example, the optical lens 54 can include a photochromic material or a variable size aperture. In general, a photoresistor can receive light in the range of 0.1 to 500 lux for proper detection. The resistance of the photodiode is very large at low light intensity and decreases (usually exponentially) with increasing intensity.

図10Bを参照すると、入力接続で「HIGH」パルスを受信した際、比較器U1Aが「HIGH」パルスを受信し、該「HIGH」パルスをノードAに提供する。この時点で、対応するコンデンサの変化が比較器U1Bを介して出力7へ読み出される。該出力パルスは、(光検出期間中にコンデンサC1を充電した)光電流に依存した期間を有する矩形波である。こうして、マイクロコントローラ34は、検出された光に依存した信号を受信する。   Referring to FIG. 10B, upon receiving a “HIGH” pulse on the input connection, comparator U1A receives the “HIGH” pulse and provides the “HIGH” pulse to node A. At this point, the corresponding capacitor change is read out to output 7 via comparator U1B. The output pulse is a rectangular wave having a period depending on the photocurrent (capacitor C1 is charged during the light detection period). Thus, the microcontroller 34 receives a signal that depends on the detected light.

HIGH信号が存在しない場合には、比較器U1AはノードAに信号を提供せず、このため、コンデンサC1は、VCCとグランドとの間のフォトレジスタDで励起された光電流により充電されている。該充電及び読み出し(放電)プロセスは、制御入力にHIGHパルスを提供することにより、制御された態様で繰り返される。出力は、HIGH出力、すなわち、フォトレジスタで励起された光電流に比例する期間を有する矩形波を受信する。検出信号は、マイクロコントローラ405により実施される検出アルゴリズムに従うものである。   In the absence of a HIGH signal, the comparator U1A does not provide a signal to node A, so the capacitor C1 is charged by the photocurrent excited by the photoresistor D between VCC and ground. . The charging and reading (discharging) process is repeated in a controlled manner by providing a HIGH pulse at the control input. The output receives a HIGH output, that is, a square wave having a period proportional to the photocurrent excited by the photoresistor. The detection signal follows a detection algorithm implemented by the microcontroller 405.

アクティブ光センサの場合に使用されるエネルギーを消費するIR光源を採用する必要性をなくすことにより。本システムは、より長いバッテリー寿命(通常はバッテリーを交換せずに多くの年数又は多数回の動作)を達成するよう構成することができる。更に、パッシブセンサは、ユーザの存在、ユーザの動き、及びユーザの動く方向を一層精確に決定する手段を実施可能にする。   By eliminating the need to use an IR light source that consumes the energy used in the case of active light sensors. The system can be configured to achieve longer battery life (usually many years or multiple operations without replacing the battery). In addition, passive sensors enable a means to more accurately determine the presence of the user, the user's movement, and the user's direction of movement.

如何なるタイプの光センサ要素を使用すべきかに関する好適な実施形態は、以下のファクタに依存するものとなる。フォトレジスタの応答時間は20〜50msecのオーダーであり、これによりフォトダイオードは数μsecのオーダーであり、それ故、フォトレジスタの使用は遥かに長い時間を必要とすることになり、これは全体的なエネルギーの使用に大きな影響を与えるものとなる。   The preferred embodiment as to what type of photosensor element should be used will depend on the following factors: Photoresistor response times are on the order of 20-50 msec, which makes the photodiodes on the order of a few microseconds, so the use of the photoresist would require a much longer time, which is overall Will greatly affect the use of energy.

更に、パッシブ光センサは、施設内の明暗を判定し、次いで(蛇口検出アルゴリズムにおいて実施される)検知頻度を変更するために使用することが可能である。すなわち、暗い施設内では、蛇口又は洗浄装置はかかる状態では使用されないであろうという推定の下に、検知レートを低下させる。検知頻度の低下は、全体的なエネルギー消費を更に削減し、このためバッテリー寿命が更に延びる。   In addition, passive optical sensors can be used to determine the light and darkness in a facility and then change the detection frequency (performed in the faucet detection algorithm). That is, in a dark facility, the detection rate is reduced under the assumption that faucets or cleaning devices will not be used in such conditions. The decrease in detection frequency further reduces overall energy consumption, thus further extending battery life.

図11は、パッシブ光学系の操作及び較正に影響を与える様々なファクタを示している。検出は周囲光の条件に依存するため、センサ環境は重要である。施設内の周囲光が通常の状態から明るく変化した場合には、検出アルゴリズムは、バックグランド及び検出スケールを再計算しなければならない。検出プロセスは、照明状態が変化した際に(585)、所与のアルゴリズムで示されているとおりに異なるものとなる。各施設毎に、壁、便器の位置、及びそれらの表面といった、幾つかの固定の状態(588)が存在する。所与のアルゴリズムは、かかる状態を考慮するよう検出信号を定期的に較正する。上述のファクタは、以下のアルゴリズムに含められる。   FIG. 11 illustrates various factors that affect the operation and calibration of passive optics. The sensor environment is important because detection depends on ambient light conditions. If the ambient light in the facility changes brightly from normal conditions, the detection algorithm must recalculate the background and detection scale. The detection process will differ as indicated by the given algorithm when the lighting conditions change (585). For each facility, there are several fixed states (588) such as walls, toilet bowl locations, and their surfaces. A given algorithm periodically calibrates the detection signal to account for such conditions. The above factors are included in the following algorithm.

図12ないし図12Iを参照すると、マイクロコントローラは、水洗トイレ116又は小便器120のための洗浄アルゴリズムを複数の異なる光レベルで実行するようプログラムされる。アルゴリズム600は、洗浄装置の正面に位置する異なるユーザを、該ユーザが装置に接近している際、該ユーザが便器又は小便器を使用している際、及び該ユーザが装置から離れるよう移動している際に検出する。それらの活動に基づいて、アルゴリズム600は異なる状態を使用する。適当な間隔でトイレを自動的に洗浄するために、各状態間には時間間隔が存在する。アルゴリズム600はまた、検出が無くトイレが使用されていなかったことを確認するために特定の間隔で洗浄を制御する。アルゴリズム600のためのパッシブ光検出器は、好適には図10Bに示す読出回路に接続されたフォトレジスタとなる。   Referring to FIGS. 12-12I, the microcontroller is programmed to execute a cleaning algorithm for flush toilet 116 or urinal 120 at a plurality of different light levels. The algorithm 600 moves different users located in front of the cleaning device when the user is approaching the device, when the user is using a toilet or urinal, and when the user leaves the device. Detect when you are. Based on their activity, the algorithm 600 uses different states. In order to automatically clean the toilet at appropriate intervals, there are time intervals between each state. The algorithm 600 also controls cleaning at specific intervals to confirm that there was no detection and the toilet was not in use. The passive photodetector for algorithm 600 is preferably a photoresistor connected to the readout circuit shown in FIG. 10B.

アルゴリズム200は、3つの光モード、すなわち、明モード(モード1)、暗モード(モード3)、及び通常モード(モード2)を有する。明モード(モード1)は、抵抗値が2kΩ(Pb)未満である(大量の検出光に対応する)場合にマイクロコントローラモードとして設定される(図12)。暗モード(モード3)は、抵抗値が2MΩよりも大きい(極めて小さな検出光に対応する)場合に設定される(図12)。通常モード(モード2)は、抵抗値が2kΩと2MΩとの間である(周囲の慣例的な量の光が存在する)場合に画定される。抵抗値は、パルス幅(図10Bにおけるフォトレジスタの抵抗値に対応する)に関して測定される。上記の抵抗値のしきい値は、異なるフォトレジスタ毎に異なるものであり、本書では例示として示している。   Algorithm 200 has three light modes: bright mode (mode 1), dark mode (mode 3), and normal mode (mode 2). The bright mode (mode 1) is set as the microcontroller mode when the resistance value is less than 2 kΩ (Pb) (corresponding to a large amount of detection light) (FIG. 12). The dark mode (mode 3) is set when the resistance value is larger than 2 MΩ (corresponding to extremely small detection light) (FIG. 12). The normal mode (mode 2) is defined when the resistance value is between 2 kΩ and 2 MΩ (there is an ambient conventional amount of light). The resistance value is measured with respect to the pulse width (corresponding to the resistance value of the photoresistor in FIG. 10B). The threshold value of the resistance value is different for each different photoresistor, and is shown as an example in this document.

マイクロコントローラは、アルゴリズム600を常に循環しており、この場合には(例えば)1秒毎に起動し、最後にどのモードにあったかを(前のサイクルで検出した光の量により)判定する。現在のモードから、マイクロコントローラは、現在のパルス幅(p)(フォトレジスタの抵抗値に対応する)に基づき、どのモードに移行すべきかを判定する。   The microcontroller is constantly cycling through the algorithm 600, in this case starting every second (for example) and determining which mode it was last in (by the amount of light detected in the previous cycle). From the current mode, the microcontroller determines which mode to transition to based on the current pulse width (p) (corresponding to the resistance value of the photoresistor).

マイクロコントローラは、モード2では6つの状態を通過する。以下は、洗浄を開始するために必要な複数の状態を示したものである。Idle状態では、バックグランドの光の変化は生じず、及びマイクロコントローラが周囲光を較正し、Targetin状態では、ターゲットがセンサの視界内に入り始め、In8Seconds状態中には、ターゲットがセンサに向かって接近し、及び測定されたパルス幅が8秒間にわたり安定し(ターゲットが8秒後に立ち去った場合には洗浄は生じない)、After8Seconds状態では、ターゲットがセンサの視界内に入り、及びパルス幅が8秒間よりも長く安定して、その時間にわたりターゲットがセンサの正面に留まっていたことを意味し(ターゲットが8秒後に立ち去った場合(及びその後にターゲットが立ち去った場合)には保証洗浄が行われ)、TargetOut状態では、ターゲットがセンサの視界外へと立ち去っており、In2Seconds状態では、ターゲットが立ち去った後にバックグランドが安定している。この最後の状態の後、マイクロコントローラは洗浄を行い、Idle状態に戻る。   The microcontroller passes through six states in mode 2. The following shows a plurality of states necessary for starting the cleaning. In the Idle state, no background light change occurs, and the microcontroller calibrates the ambient light, in the Targetin state the target begins to enter the sensor's field of view, and during the In8Seconds state, the target moves toward the sensor. Approach and the measured pulse width stabilizes for 8 seconds (no cleaning occurs if the target leaves after 8 seconds), and in the After8Seconds state, the target enters the sensor's field of view and the pulse width is 8 This means that the target stays in front of the sensor for a longer period of time, which is stable for longer than a second (if the target leaves after 8 seconds (and then the target leaves), a guaranteed cleaning is performed. ) In the TargetOut state, the target has gone out of the field of view of the sensor. In the In2Seconds state, the target has left after the target has left. Click the ground is stable. After this last state, the microcontroller performs a wash and returns to the Idle state.

ターゲットがセンサのより近くに移動する際に、該ターゲットは(特に暗色の光吸収性の服を着用している場合に)光を遮る可能性がある。このため、センサは、TargetIn状態でより小さな光を検出することになり、これにより抵抗値が高くなり(後にTargetInUp状態と称する状態が生じ)、またTargetOut状態でマイクロコントローラはより多くの光を検出することになり、これにより抵抗値が低下することになる(後述するTargetOutUp状態になる)。しかし、ターゲットが明色で反射性の服を着用している場合には、マイクロコントローラは、TargetIn状態で、ターゲットが接近する際により多くの光を検出することになり(後にTargetInDown状態として説明する状態が生じ)、TargetOut状態ではより少ない光を検出することになる(後述するTargetOutDown状態)。ターゲットが便器から立ち去ってから2秒後に、マイクロコントローラは便器を洗浄させ、Idle状態に戻る。   As the target moves closer to the sensor, it may block light (especially when wearing dark light-absorbing clothing). For this reason, the sensor will detect a smaller amount of light in the TargetIn state, which will increase the resistance (which will later be referred to as the TargetInUp state) and the microcontroller will detect more light in the TargetOut state. As a result, the resistance value decreases (becomes a TargetOutUp state described later). However, if the target is wearing bright and reflective clothing, the microcontroller will detect more light as the target approaches in the TargetIn state (which will be described later as the TargetInDown state). State occurs), and less light will be detected in the TargetOut state (TargetOutDown state described below). Two seconds after the target leaves the toilet, the microcontroller flushes the toilet and returns to the Idle state.

ターゲットが存在するか否かをテストするために、マイクロコントローラは、パルス幅の安定性をチェックし、すなわち、特定の期間内に値pの変動可能性がどの程度であったかをチェックし、及び該パルス幅の変動可能性が、一定の選択されたバックグランドレベル又は該パルス幅の変動性(不安定)の所与のしきい値よりも高かったか否かをチェックする。本システムは、モード2で状態を設定するために値pの安定性をチェックする際に、アルゴリズム600において2つの他の一定の予め選択された値を使用する。これら2つの値のうちの一方は、Stable1であり、これはパルス幅の変動性の一定のしきい値である。それ未満の値は、測定された期間にわたり値pが変化しないことにより、装置の正面で何ら活動が存在しないことを意味する。値pの安定性を判定するために使用される第2の予め選択された値は、Stable2であり、これはパルス幅の変動性のもう1つの一定のしきい値である。この場合により、それ未満の値は、測定された期間にわたりマイクロコントローラの正面でユーザが動かなかったことを意味する。   In order to test whether a target is present, the microcontroller checks the stability of the pulse width, i.e., how much the value p could vary within a certain period, and It is checked whether the pulse width variability is higher than a certain selected background level or a given threshold of the pulse width variability (unstable). The system uses two other constant preselected values in the algorithm 600 when checking the stability of the value p to set the state in mode 2. One of these two values is Stable1, which is a constant threshold of pulse width variability. A value less than that means that there is no activity in front of the device, since the value p does not change over the measured period. The second preselected value used to determine the stability of the value p is Stable2, which is another constant threshold for pulse width variability. In this case, a value less than that means that the user did not move in front of the microcontroller over the measured period.

マイクロコントローラはまた、Target値、すなわちAfter8Sec状態における平均パルス幅を計算し、次いで該Target値がバックグランド光強度よりも特定のレベルだけ大きい(TargetInUpの場合)か又は小さい(TargetInDownの場合)かをチェックする(すなわち、TargetInUpの場合にはBackground×(1+PercentageIn)、TargetInDownの場合にはBackground×(1-PercentageIn))。TargetOutUp及びTargetOutDownの場合をチェックするために、マイクロコントローラは、第2組の値、すなわち、Background×(1+PercentageOut)及びBackground×(1-PercentageOut))を使用する。   The microcontroller also calculates the Target value, ie the average pulse width in the After8Sec state, and then whether the Target value is a certain level greater (in the case of TargetInUp) or smaller (in the case of TargetInDown) than the background light intensity. Check (ie, Background × (1 + PercentageIn) for TargetInUp, Background × (1-PercentageIn) for TargetInDown). To check the case of TargetOutUp and TargetOutDown, the microcontroller uses a second set of values: Background × (1 + PercentageOut) and Background × (1-PercentageOut)).

図12を参照すると、1秒毎に(601)、マイクロコントローラが起動してパルス幅pを測定する(602)。マイクロコントローラは次いで、それが前に如何なるモードにあったかを判定し、前にモード1にあった場合(604)にはモード1に入る(614)。同様に、前のサイクルでモード2にあった場合(606)にはモード2に入り(616)、また前のサイクルでモード3にあった場合(608)にはモード3に入る(618)。マイクロコントローラは、前のサイクルで如何なるモードに入ったかを判定できない場合には、デフォルトモード(610)としてモード2に入る。該モードサブルーチンが完了すると、マイクロコントローラは、次のサイクル600がステップ601で開始するまでスリープモード(612)に入る。   Referring to FIG. 12, every second (601), the microcontroller is activated to measure the pulse width p (602). The microcontroller then determines what mode it was in before and enters mode 1 (614) if it was previously in mode 1 (604). Similarly, if mode 2 was entered in the previous cycle (606), mode 2 was entered (616), and if mode 3 was entered in the previous cycle (608), mode 3 is entered (618). If the microcontroller cannot determine what mode it entered in the previous cycle, it enters mode 2 as the default mode (610). When the mode subroutine is complete, the microcontroller enters sleep mode (612) until the next cycle 600 begins at step 601.

図12A(モード1-明モード)を参照すると、値pが2kΩ以下であることに基づいてマイクロコントローラが前にモード1にあり、及び現在では値pがタイマ1により測定された8秒よりも長く60秒よりも短い期間にわたり2kΩ以上を維持している場合には、マイクロコントローラは洗浄を実行し(640)、全てのモード1タイマ(タイマ1,2)がリセットされ(630)、及び次のサイクル600がステップ601で開始されるまでマイクロコントローラがスリープに移行することになる(612)。しかし、タイマ1が8秒より長く又は60秒よりも短く(628)カウントする間に値pが変化した場合には、洗浄は行われない。単純に、全てのモード1タイマがリセットされ(630)、マイクロコントローラがスリープに移行し(612)、及び次のサイクル600が開始するまでマイクロコントローラモードとしてモード1が設定され続けることになる。   Referring to FIG. 12A (mode 1-light mode), the microcontroller was previously in mode 1 based on the value p being less than 2 kΩ, and now the value p is greater than 8 seconds measured by timer 1. If it remains above 2 kΩ for longer than 60 seconds, the microcontroller performs a wash (640), all mode 1 timers (timers 1 and 2) are reset (630), and the next The microcontroller will go to sleep until the next cycle 600 begins at step 601 (612). However, if the value p changes while timer 1 counts longer than 8 seconds or shorter than 60 seconds (628), no cleaning is performed. Simply, all mode 1 timers are reset (630), the microcontroller goes to sleep (612), and mode 1 will continue to be set as the microcontroller mode until the next cycle 600 begins.

マイクロコントローラが前にモード1にあったが、現在、タイマ1のカウントに基づき(632)60秒よりも長い期間にわたり(634)値pが2kΩよりも大きくて2MΩよりも小さい場合には(622)、全てのモード1タイマがリセットされ(644)、マイクロコントローラがシステムモードとしてモード2を設定して(646)、マイクロコントローラが次のサイクル600においてモード2で開始し、及びマイクロコントローラがスリープに移行することになる(612)。しかし、タイマ1が60秒をカウントする間に値pが変化した場合には(134〜148)、モード1がマイクロコントローラモードを維持し、及び次のサイクル600が開始するまでマイクロコントローラがスリープに移行することになる(612)。   If the microcontroller was previously in mode 1 but currently (632) over a period longer than 60 seconds (634) the value p is greater than 2 kΩ and less than 2 MΩ based on the count of timer 1 (622 ) All mode 1 timers are reset (644), the microcontroller sets mode 2 as system mode (646), the microcontroller starts in mode 2 in the next cycle 600, and the microcontroller goes to sleep A transition will be made (612). However, if the value p changes while timer 1 counts 60 seconds (134-148), mode 1 remains in microcontroller mode and the microcontroller goes to sleep until the next cycle 600 begins. A transition will be made (612).

マイクロコントローラが前にモード1にあり、現在、タイマ2が8秒よりも長い期間(638)をカウントする(636)間に値pが2MΩ以上である(624)場合には、全てのモード1タイマがリセットされ(650)、マイクロコントローラが新たなシステムモードとしてモード3(652)にセットされ、次のサイクル600が開始するまでマイクロコントローラがスリープに移行することになる(612)。しかし、タイマ2が8秒をカウントする間に値pが変化した場合には、マイクロコントローラがスリープに移行し(ステップ638〜612)、及び次のサイクル600が開始するまでモード1がマイクロコントローラモードとして設定され続けることになる。   If the microcontroller was in mode 1 before and timer 2 currently counts (638) longer than 8 seconds (638), the value p is greater than or equal to 2 MΩ (624), all modes 1 The timer is reset (650), the microcontroller is set to mode 3 (652) as a new system mode, and the microcontroller will go to sleep until the next cycle 600 begins (612). However, if the value p changes while timer 2 counts 8 seconds, the microcontroller goes to sleep (steps 638-612) and mode 1 remains in microcontroller mode until the next cycle 600 begins. Will continue to be set.

図12B(モード3-暗モード)を参照すると、値pが2MΩ以上であることに基づいてマイクロコントローラが前にモード3にあり、及び現在では値pがタイマ3(812)により測定された8秒よりも長い期間にわたり(814)2kΩ以下である(810)場合には、マイクロコントローラはタイマ3,4(すなわち全てのモード3タイマ)をリセットし(816)、マイクロコントローラは次のサイクル600が開始されるまで状態としてモード1を設定して(818)、スリープに移行することになる(612)。しかし、タイマ3が8秒をカウントする間に値pが変化した場合には、マイクロコントローラはステップ814からステップ612へ移行してスリープし、次のサイクル600が開始するまでマイクロコントローラモードとしてモード3が設定され続けることになる。   Referring to FIG. 12B (mode 3-dark mode), the microcontroller was previously in mode 3 based on the value p being 2 MΩ or greater, and now the value p was measured by timer 3 (812). If (814) 2 kΩ or less (810) for a period longer than 2 seconds, the microcontroller resets timers 3 and 4 (ie, all mode 3 timers) (816) and the microcontroller Mode 1 is set as a state until it is started (818), and a transition is made to sleep (612). However, if the value p changes while timer 3 counts 8 seconds, the microcontroller goes from step 814 to step 612 and sleeps and enters mode 3 as microcontroller mode until the next cycle 600 begins. Will continue to be set.

値pが2MΩ以上であることに基づいてマイクロコントローラが前にモード3にあり、該値pが依然として2MΩ以上である場合(820)には、マイクロコントローラはタイマ3,4をリセットし(822)、マイクロコントローラはスリープに移行し(612)、次のサイクル600が開始するまでマイクロコントローラモードとしてモード3が設定され続けることになる。   If the microcontroller was previously in mode 3 based on the value p being 2 MΩ or greater and the value p is still greater than 2 MΩ (820), the microcontroller resets timers 3 and 4 (822). The microcontroller goes to sleep (612) and mode 3 will continue to be set as the microcontroller mode until the next cycle 600 begins.

マイクロコントローラが前にモード3にあったが、現在、タイマ4(826)により測定された2秒よりも長い期間にわたり(828)値pが2kΩと2MΩとの間にある場合には(824)、タイマ3,4がリセットされ(830)、次のサイクル600が開始するまで状態としてモード2が設定され(832)、マイクロコントローラがスリープに移行することになる(612)。しかし、タイマ4が2秒よりも長くカウントする間に値pが変化した場合には、モード3がマイクロコントローラモードを維持し、マイクロコントローラステップ828からステップ612へ移行し、次のサイクル600が開始するまでスリープに移行することになる。異常な値pが生じた場合には、マイクロコントローラ次のサイクルが開始するまでスリープ(612)へ移行することになる。   (824) if the microcontroller was in mode 3 before but now the value p is between 2 kΩ and 2 MΩ for a period longer than 2 seconds measured by timer 4 (826) (828) Timers 3 and 4 are reset (830), mode 2 is set as a state until the next cycle 600 starts (832), and the microcontroller goes to sleep (612). However, if the value p changes while timer 4 counts longer than 2 seconds, mode 3 remains in microcontroller mode and transitions from microcontroller step 828 to step 612 and the next cycle 600 begins. It will shift to sleep until. If an abnormal value p occurs, it will go to sleep (612) until the next cycle of the microcontroller starts.

図12C(モード2-通常モード)を参照すると、マイクロコントローラが前にモード2に設定されており、現在、タイマ5(662)により測定された8秒よりも長い期間にわたり(664)値pが2kΩ以下である(656)場合には、全てのモード2タイマがリセットされ(674)、マイクロコントローラモードとしてモード1(明モード)が設定され(676)、マイクロコントローラがスリープに移行することになる(612)。しかし、タイマ5が8秒よりも長くカウントする間に値pが変化した場合には、マイクロコントローラはスリープへ(ステップ664からステップ612へ)移行し、次のサイクル600が開始するまでモード2がマイクロコントローラモードを維持することになる。   Referring to FIG. 12C (Mode 2—Normal Mode), the microcontroller has been previously set to Mode 2 and currently has a (664) value p over a period longer than 8 seconds measured by Timer 5 (662). If it is 2 kΩ or less (656), all mode 2 timers are reset (674), mode 1 (bright mode) is set as the microcontroller mode (676), and the microcontroller goes to sleep. (612). However, if the value p changes while timer 5 counts longer than 8 seconds, the microcontroller goes to sleep (from step 664 to step 612), and mode 2 remains until the next cycle 600 begins. The microcontroller mode will be maintained.

しかし、現在、タイマ6(668)により測定された8秒よりも長い期間にわたり(670)値pが2MΩ以上であり(658)、トイレがIdle状態でない(すなわちバックグランドの変化が存在する(680))場合には、タイマ6が5秒を越えてカウントする間に(688)値pが2MΩ以上を維持している場合に、システムは洗浄を行うことになる(690)。該洗浄後、タイマ5,6がリセットされ(692)、マイクロコントローラモードとしてモード3が設定され(694)、及びマイクロコントローラがスリープに移行することになる(612)。また、タイマ6が5よりも長くカウントする間に値pが変化した場合には、システムはステップ688からステップ612へ移行してスリープすることになる。   However, currently, over a period longer than 8 seconds measured by timer 6 (668) (670) the value p is 2 MΩ or more (658) and the toilet is not idle (ie there is a background change (680). )), The system will clean (690) if the value p remains above 2 MΩ while the timer 6 counts over 5 seconds (688). After the cleaning, the timers 5 and 6 are reset (692), the mode 3 is set as the microcontroller mode (694), and the microcontroller goes to sleep (612). If the value p changes while the timer 6 counts longer than 5, the system goes from step 688 to step 612 and sleeps.

マイクロコントローラが前にモード2に設定されており、現在、タイマ6(668)により測定された8秒よりも長い期間にわたり(670)値pが2MΩ以上であり(658)、トイレがIdle状態(680)である場合には、タイマ5,6がリセットされ(682)、マイクロコントローラモードとしてモード3が設定され(684)、マイクロコントローラがステップ612でスリープに移行することになる。   The microcontroller was previously set to mode 2 and currently the value p is greater than 2 MΩ (658) for a period longer than 8 seconds measured by timer 6 (668) (658) and the toilet is in the idle state ( 680), the timers 5 and 6 are reset (682), mode 3 is set as the microcontroller mode (684), and the microcontroller goes to sleep in step 612.

値pが2MΩ以上であるが、タイマ6が8秒よりも長く(670)カウントする(668)間に該値pが変化した場合には、マイクロコントローラはスリープに移行し(612)、モード2がマイクロコントローラモードとして維持されることになる。値pが異なる値にある場合には、マイクロコントローラはステップ660に移行することになる(図12Dに示す)。   If the value p is greater than 2 MΩ but the value p changes while the timer 6 counts (670) longer than 8 seconds (670), the microcontroller goes to sleep (612) and mode 2 Will be maintained as a microcontroller mode. If the value p is at a different value, the microcontroller will move to step 660 (shown in FIG. 12D).

代替的に、図12Dを参照すると、マイクロコントローラモードは前にモード2として設定されており、値pが2kΩよりも大きく2MΩよりも小さい場合(661)には、タイマ5,6がリセットされ(666)、最後の4つのパルス幅値の変動性(667)を評価することによりパルス幅のStability(安定性)がチェックされ、パルス幅の平均値を決定することにより(669)、Target値が見出される。   Alternatively, referring to FIG. 12D, if the microcontroller mode was previously set as mode 2 and the value p is greater than 2 kΩ and less than 2 MΩ (661), timers 5 and 6 are reset ( 666), the stability of the pulse width value is checked by evaluating the variability (667) of the last four pulse width values, and by determining the average value of the pulse width (669), the Target value is Found.

この時点で、マイクロコントローラの状態がIdleであることが見出されると(672)、マイクロコントローラはステップ675へと進行する。該ステップ675で、前記Stabilityが、一定のUnstable(不安定)値よりも大きいことが見出され(これは装置の正面にユーザが存在することを意味する)、及びTarget値がBackground×(1+PercentageIn)値よりも大きい(これはマイクロコントローラにより検出された光が低下したことを意味する)場合、これはステップ679及びTargetInUp状態へ導くものとなり(すなわちユーザが装置に向かって接近したため光が遮断され又は吸収されて抵抗値が増大し)、マイクロコントローラはスリープに移行し(612)、マイクロコントローラモード及び状態としてモード2TargetInUpとなる。   At this point, if the microcontroller state is found to be Idle (672), the microcontroller proceeds to step 675. In step 675, the Stability is found to be greater than a certain Unstable value (which means that there is a user in front of the device) and the Target value is Background × (1 If it is greater than (+ PercentageIn) value (which means that the light detected by the microcontroller has dropped), this will lead to step 679 and the TargetInUp state (i.e. the light has been moved because the user has approached the device). The resistance value increases by being blocked or absorbed), the microcontroller goes to sleep (612), and enters the mode 2 TargetInUp as the microcontroller mode and state.

ステップ675に示した条件が真でない場合には、マイクロコントローラはステップ677の条件をチェックする。ステップ677で、ユーザが装置の正面に居ることに起因して、Stabilityが一定のUnstable値よりも大きいことが見出されたが、検出された光が増大したことに起因してTarget値がBackground×(1-PercentageIn)よりも小さい場合、これはステップ681の「TargetInDown」状態へ導くものとなり(すなわちユーザが接近するため該ユーザの衣服により光が反射されて抵抗値が低下し)、マイクロコントローラはスリープに移行し(612)、マイクロコントローラモード及び状態としてモード2TargetInDownとなる。しかし、マイクロコントローラの状態がIdleでない場合には(672)、マイクロコントローラはステップ673(図12Eに示す)に移行する。   If the condition indicated in step 675 is not true, the microcontroller checks the condition in step 677. In step 677, the stability was found to be greater than a certain Unstable value due to the user being in front of the device, but the Target value was set to Background due to increased detected light. If it is smaller than (1-PercentageIn), this will lead to the “TargetInDown” state of step 681 (ie, the user approaches and the light is reflected by the user's clothes and the resistance value decreases), and the microcontroller Shifts to sleep (612) and enters the mode 2 TargetInDown as the microcontroller mode and state. However, if the microcontroller state is not Idle (672), the microcontroller proceeds to step 673 (shown in FIG. 12E).

図12Eを参照すると、システムがTargetInUp状態で開始した場合(683)には、ステップ689で、該システムは、Stability値が定数Stable2未満であるか否か、及びTarget値がBackground×(1+PercentageIn)よりも大きいか否かをチェックする(689)。これらの条件の両方が同時に満たされる場合、これはユーザが装置の正面で不動状態で光を遮断していることを意味しており、マイクロコントローラはIn8SecUp状態へ進み(697)、及びスリープへと移行する(612)。ステップ689における2つの条件が満たされない場合には、システムは、StabilityがStable1よりも小さく且つTargetがBackground×(1+PercentageIn)よりも小さい(これは装置の正面にユーザが存在せず、該装置により大量の光が検出されていることを意味する)か否かをチェックする(691)。これが真である場合には、システムはモード2Idleとして設定され(699)、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。ステップ689,691の条件が何れも満たされない場合には、システムはスリープに移行する(612)。   Referring to FIG. 12E, if the system starts in the TargetInUp state (683), in step 689, the system determines whether the Stability value is less than the constant Stable2, and the Target value is Background × (1 + PercentageIn ) Is checked (689). If both of these conditions are met at the same time, this means that the user is stationary in the front of the device and is blocking light, the microcontroller goes to the In8SecUp state (697), and goes to sleep. Transition (612). If the two conditions in step 689 are not met, the system will have a Stability less than Stable1 and a Target less than Background × (1 + PercentageIn) (this means that there is no user in front of the device, the device Means that a large amount of light is detected) (691). If this is true, the system is set as Mode 2 Idle (699) and the microcontroller goes to sleep (612). If none of the conditions in steps 689 and 691 is satisfied, the system goes to sleep (612).

前のサイクルでTargetInDown状態(686)が設定されている場合には、システムは、ステップ693で、StabilityがStable2よりも小さく且つTargetがBackground×(1-PercentageIn)よりも小さいか否かを判定する。これが真である場合には、これはユーザが装置の正面で不動状態であり、及び一層多くの光が検出されていることを意味しており、マイクロコントローラは状態をIn8SecDown(701)へと進め、次いでスリープする(612)。   If TargetInDown state (686) is set in the previous cycle, the system determines in step 693 whether Stability is less than Stable2 and Target is less than Background × (1-PercentageIn). . If this is true, this means that the user is stationary at the front of the device and more light is detected, and the microcontroller advances the state to In8SecDown (701). Then sleep (612).

ステップ693における2つの条件が満たされない場合には、マイクロコントローラは、ステップ698で、StabilityがStable1よりも小さく且つTargetがBackground×(1-PercentageIn)よりも大きいか否かをチェックする。その両方が真である場合には、これは、装置の正面で活動が全く存在せず、且つ該装置により大量の光が検出されていることを意味しているため、状態がモード2Idleに設定され(703)、次いでスリープに移行する(612)。Stability及びTargetがステップ693又はステップ698の何れの条件も満たさない場合には、マイクロコントローラはスリープに移行し(612)、モード2がマイクロコントローラ状態となり続ける。状態が、Idle、TargetInUp、又はTargetInDownでない場合には、マイクロコントローラはステップ695(図12Fに示す)の通り処理を続行する。   If the two conditions in step 693 are not met, the microcontroller checks in step 698 whether Stability is less than Stable1 and Target is greater than Background × (1-PercentageIn). If both are true, this means that there is no activity in front of the device and that the device is detecting a large amount of light, so the state is set to mode 2 idle. (703), and then goes to sleep (612). If Stability and Target do not satisfy either of the conditions of Step 693 or Step 698, the microcontroller goes to sleep (612) and mode 2 continues to be in the microcontroller state. If the state is not Idle, TargetInUp, or TargetInDown, the microcontroller continues processing as shown at step 695 (shown in FIG. 12F).

図12Fを参照すると、状態としてIn8SecUpが設定されている場合(700)、StabilityがStable2よりも小さく且つTargetがBackground×(1+PercentageIn)よりも大きいか否かをステップ702でチェックする。これらの条件が満たされる場合、これは装置の前に不動状態のユーザが存在し及び依然として少量の光が検出されていることを意味しており、In8Sec状態のためのタイマがカウントを開始する(708)。2つの条件が同じ状態のままでありタイマが8秒よりも長くカウントした場合には、タイマ7がリセットされ(712)、マイクロコントローラはAfter8SecUp状態へと進み(714)、最後にスリープに移行する(612)。タイマが8秒を越えてカウントする間に2つの条件が変化した場合には(710)、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。ステップ702においてStability及びTargetの値により条件が満たされない場合には、In8Secタイマがリセットされ(704)、ステップ706でマイクロコントローラ状態がTargetInUpに設定され、マイクロコントローラはステップ673(図12E)へ進む。   Referring to FIG. 12F, when In8SecUp is set as the state (700), it is checked in step 702 whether Stability is smaller than Stable2 and Target is larger than Background × (1 + PercentageIn). If these conditions are met, this means there is a stationary user in front of the device and still a small amount of light is detected, and the timer for the In8Sec state starts counting ( 708). If the two conditions remain the same and the timer counts longer than 8 seconds, timer 7 is reset (712), the microcontroller proceeds to the After8SecUp state (714), and finally goes to sleep. (612). If the two conditions change while the timer counts over 8 seconds (710), the microcontroller goes to sleep (612). If the conditions are not met by the values of Stability and Target in step 702, the In8Sec timer is reset (704), the microcontroller state is set to TargetInUp in step 706, and the microcontroller proceeds to step 673 (FIG. 12E).

図12Eを参照すると、マイクロコントローラ状態がIn8SecDownに設定された場合に(716)、マイクロコントローラは、StabilityがStable2よりも小さく且つTargetがBackground×(1-PercentageIn)よりも小さいか否かをステップ718でチェックして、ユーザが装置の前で不動状態であるか否か、及び該装置が大量の光を検出し続けているか否かをチェックする。該2つの値が条件を同時に満たす場合には、In8Sec状態タイマがカウントを開始する(724)。前記2つの条件が満たされている間に該タイマが8秒よりも長くカウントした場合には(726)、タイマ7がリセットされ(728)、状態がAfter8SecDownへと進み(730)、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。   Referring to FIG. 12E, if the microcontroller state is set to In8SecDown (716), the microcontroller determines whether Stability is less than Stable2 and Target is less than Background × (1-PercentageIn), step 718. To check whether the user is stationary in front of the device and whether the device continues to detect a large amount of light. If the two values satisfy the conditions simultaneously, the In8Sec state timer starts counting (724). If the timer counts longer than 8 seconds while the two conditions are met (726), timer 7 is reset (728), the state proceeds to After8SecDown (730), and the microcontroller Transition to sleep (612).

Stability及びTargetがそれぞれの範囲を維持している間にタイマが8秒よりも長くカウントしない場合には、マイクロコントローラは状態を進行させず、スリープに移行する(612)。ステップ718の条件がStability及びTarget値により満たされない場合には、In8Secタイマがリセットされ(720)、マイクロコントローラがTargetInDownに設定され(722)、マイクロコントローラはステップ673(図12E)へと続く。モード2状態が図12Cないし図12Fでカバーされるものの何れでもない場合には、システムはステップ732(図12Gに示す)を介して進行する。   If the timer does not count longer than 8 seconds while the Stability and Target maintain their respective ranges, the microcontroller does not advance the state and goes to sleep (612). If the condition in step 718 is not met by the stability and target values, the In8Sec timer is reset (720), the microcontroller is set to TargetInDown (722), and the microcontroller continues to step 673 (FIG. 12E). If the mode 2 state is not one of those covered in FIGS. 12C-12F, the system proceeds via step 732 (shown in FIG. 12G).

図12Gを参照すると、ステップ734で、システムがAfter8SecUp状態にあった場合(734)、該システムはStabilityがStable1よりも小さいか否か、すなわち装置の前で何ら活動がなかったか否かをチェックする。これが真である場合には、タイマ7はカウントを開始し(742)、該タイマ7が15分よりも長くカウントするまで(744)StabilityがStable1よりも小さい状態を維持している場合には、マイクロコントローラは洗浄を行い(746)、Idle状態が設定され(748)、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。タイマ7が15分よりも長くカウントするまでStabilityがStable1値よりも小さい状態を維持しなかった場合には、マイクロコントローラは次のサイクルまでスリープに移行する(612)。   Referring to FIG. 12G, at step 734, if the system is in the After8SecUp state (734), the system checks whether Stability is less than Stable1, ie, no activity in front of the device. . If this is true, the timer 7 starts counting (742) and until the timer 7 counts longer than 15 minutes (744), if the Stability remains less than Stable1, The microcontroller performs cleaning (746), the Idle state is set (748), and the microcontroller goes to sleep (612). If the Stability is not maintained below the Stable1 value until the timer 7 counts longer than 15 minutes, the microcontroller goes to sleep until the next cycle (612).

StabilityがStable1よりも小さくない場合には、マイクロコントローラはStabilityがUnstableよりも大きいか否か、及びTargetがBackground×(1+PercentageOut)よりも大きいか否かをチェックする(738)。それら判定基準を両方とも同時に満たしている場合、これは、装置の正面で動いているユーザが存在するが、該ユーザが離れていくため一層多くの光が検出されていることを意味し、マイクロコントローラはマイクロコントローラ状態としてモード2TargetOutUpに進み(740)、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。Stability及びTargetがステップ738の2つの判定基準を満たさない場合には、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。   If Stability is not less than Stable1, the microcontroller checks whether Stability is greater than Unstable and whether Target is greater than Background × (1 + PercentageOut) (738). If both of these criteria are met at the same time, this means that there is a user moving in front of the device, but more light is being detected as the user moves away, The controller proceeds to mode 2 TargetOutUp as a microcontroller state (740), and the microcontroller goes to sleep (612). If Stability and Target do not meet the two criteria of step 738, the microcontroller goes to sleep (612).

マイクロコントローラがAfter8SecDownにあった場合には(750)、マイクロコントローラは、StabilityががStable1よりも小さいか否かをステップ752でチェックする。これが真である場合には、タイマ7がカウントを開始し(754)、該タイマ7が15分よりも長くカウントした場合に(756)、マイクロコントローラが洗浄を行い(758)、Idle状態が設定され(760)、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。タイマ7が15分よりも長くカウントするまでStabilityがStable1値よりも小さい状態を維持しなかった場合には、マイクロコントローラは次のサイクルまでスリープに移行する(612)。   If the microcontroller is in After8SecDown (750), the microcontroller checks in step 752 whether Stability is less than Stable1. If this is true, timer 7 starts counting (754), and if timer 7 counts longer than 15 minutes (756), the microcontroller performs cleaning (758) and the Idle state is set (760), the microcontroller goes to sleep (612). If the Stability is not maintained below the Stable1 value until the timer 7 counts longer than 15 minutes, the microcontroller goes to sleep until the next cycle (612).

ステップ752でStabilityがStable1よりも小さくないことが判明した場合には、マイクロコントローラはStabilityがUnstableよりも大きく且つTargetがBackground×(1-PercentageOut)よりも小さいか否かをチェックする(738)。これが真である場合、これは、装置の正面にユーザが存在し、該ユーザが離れていくため一層少ない光が検出されることを意味し、マイクロコントローラはステップ764でその状態をTargetOutDownへと進め、及びスリープに移行する(612)。また、ステップ762の条件が両方とも満たされない場合には、Stability及びTargetがステップ738の2つの判定基準を満たさない場合には、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。モード2状態が図12Cないし図12Gでカバーされるものの何れでもない場合には、システムはステップ770(図12Hに示す)を介して処理を続行する。   If it is determined in step 752 that Stability is not smaller than Stable1, the microcontroller checks whether Stability is larger than Unstable and Target is smaller than Background × (1-PercentageOut) (738). If this is true, this means that there is a user in front of the device and less light is detected as the user leaves, and the microcontroller advances its state to TargetOutDown at step 764. And transition to sleep (612). If both of the conditions in step 762 are not satisfied, if the Stability and Target do not satisfy the two criteria of step 738, the microcontroller goes to sleep (612). If the mode 2 state is not one of those covered in FIGS. 12C-12G, the system continues processing via step 770 (shown in FIG. 12H).

図12Hを参照すると、TargetOutUpが状態として設定されていた場合には(772)、マイクロコントローラは、ステップ774で、StabilityがStable1よりも小さく且つTargetがBackground×(1+PercentageOut)よりも小さいか否かをチェックする。これが真である場合には、マイクロコントローラは状態をIn2Secに設定して(776)スリープに移行する(612)。しかし、Stability及びTargetがステップ774の判定基準を同時に満たさない場合には、マイクロコントローラは、StabilityがUnstableよりも大きく且つTargetがBackground×(1+PercentageOut)よりも大きいか否かをステップ778でチェックする。これが真である場合には、マイクロコントローラは状態をAfter8SecUpに設定し(780)、ステップ732へ進んで処理を続行する(図12参照)。Stability及びTargetがステップ774又は778の判定基準を満たさない場合には、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。   Referring to FIG. 12H, when TargetOutUp is set as a state (772), the microcontroller determines in step 774 whether Stability is smaller than Stable1 and Target is smaller than Background × (1 + PercentageOut). To check. If this is true, the microcontroller sets the state to In2Sec (776) and goes to sleep (612). However, if Stability and Target do not meet the criteria of Step 774 at the same time, the microcontroller checks in Step 778 whether Stability is greater than Unstable and Target is greater than Background x (1 + PercentageOut). To do. If this is true, the microcontroller sets the state to After8SecUp (780) and proceeds to step 732 to continue processing (see FIG. 12). If Stability and Target do not meet the criteria of step 774 or 778, the microcontroller goes to sleep (612).

マイクロコントローラがTargetOutDown状態にある場合には(782)、マイクロコントローラは、StabilityががStable1よりも小さく且つTargetがBackground×(1-PercentageOut)よりも大きいか否かをチェックする(783)。これが真である場合、これは、装置の正面で活動が全く存在せず、及び該装置に到達する光が一層少ないことを意味し、このため、マイクロコントローラは状態をIn2Secへと進め(784)、スリープに移行する(612)。しかし、Stability及びTargetがステップ783の判定基準を両方とも満たさない場合には、マイクロコントローラは、StabilityがUnstableよりも大きく且つTargetがBackground×(1-PercentageOut)よりも小さいか否かをステップ785でチェックする。これが真である場合には、マイクロコントローラは状態をAfter8SecDownに設定し(788)、ステップ732に進んで処理を続行する(図12G参照)。Stability及びTargetがステップ783又は785の判定基準を何れも満たさない場合には、マイクロコントローラはスリープに移行する(612)。   When the microcontroller is in the TargetOutDown state (782), the microcontroller checks whether Stability is smaller than Stable1 and Target is larger than Background × (1-PercentageOut) (783). If this is true, this means that there is no activity in front of the device and less light reaches the device, so the microcontroller advances the state to In2Sec (784). , And shifts to sleep (612). However, if Stability and Target do not satisfy both criteria of Step 783, the microcontroller determines in Step 785 whether Stability is greater than Unstable and Target is less than Background × (1-PercentageOut). To check. If this is true, the microcontroller sets the state to After8SecDown (788) and proceeds to step 732 to continue processing (see FIG. 12G). If Stability and Target do not satisfy any of the criteria of step 783 or 785, the microcontroller goes to sleep (612).

図12Iを参照すると、マイクロコントローラが前のサイクルでIn2Sec状態に設定された場合には(791)、マイクロコントローラは、StabilityがStable1よりも小さいか否かをチェックする(792)。これは非常に重要な条件である。なぜなら、ユーザが立ち去った後には抵抗値を介して検出される光の変動が存在しないからである。同ステップ792はまた、Target値がBackground×(1-PercentageIn)よりも大きいか又はBackground×(1+PercentageIn)よりも小さいか否かをステップ792でチェックする。これが真である場合には、装置の正面に何ら活動は存在せず、検出される光は、ユーザによる遮断又は反射を示すために必要となる2つのレベルの何れでもなく、これは装置の正面にユーザが存在しないことを示している。システムは次いで、ステップ794でIn2Sec状態タイマを開始させ、これら条件が維持されたまま該タイマが2秒よりも長くカウントした場合に、マイクロコントローラは洗浄を行い(798)、ステップ799で全てのモード2タイマがリセットされ、ステップ800で状態がIdleに戻り、マイクロコントローラがスリープに移行する(612)。In2Secタイマが2秒よりも長くカウントする間にStability及びTarget値が変化した場合には(796)、マイクロコントローラは次のサイクル600が開始するまでスリープに移行する(612)。   Referring to FIG. 12I, when the microcontroller is set to the In2Sec state in the previous cycle (791), the microcontroller checks whether Stability is smaller than Stable1 (792). This is a very important condition. This is because there is no fluctuation in the light detected via the resistance value after the user leaves. In step 792, it is also checked in step 792 whether the Target value is larger than Background × (1−PercentageIn) or smaller than Background × (1 + PercentageIn). If this is true, there is no activity on the front of the device, and the detected light is not one of the two levels required to indicate a block or reflection by the user, which is the front of the device. Indicates that the user does not exist. The system then starts an In2Sec state timer in step 794 and if these conditions are maintained and the timer counts longer than 2 seconds, the microcontroller performs a wash (798) and in step 799 all modes 2 The timer is reset, the state returns to Idle at step 800, and the microcontroller goes to sleep (612). If the Stability and Target values change while the In2Sec timer counts longer than 2 seconds (796), the microcontroller goes to sleep until the next cycle 600 begins (612).

Stability及びTarget値がステップ792で設定された2つの条件を満たさない場合には、In2Secタイマがリセットされ(802)、ステップ804で状態がTargetOutUp又はTargetOutDownに戻され、マイクロコントローラはステップ770(図12H)に進む。マイクロコントローラがIn2Sec状態にない場合には、マイクロコントローラはスリープに移行し(612)、及びアルゴリズム600を再び開始する。   If the Stability and Target values do not meet the two conditions set in step 792, the In2Sec timer is reset (802), the state is returned to TargetOutUp or TargetOutDown in step 804, and the microcontroller returns to step 770 (FIG. 12H). ) If the microcontroller is not in the In2Sec state, the microcontroller goes to sleep (612) and starts the algorithm 600 again.

図13、図13A、及び図13Bは、蛇口10,10A,10Bのための制御アルゴリズムを示している。アルゴリズム900は2つのモードを含む。モード1は、パッシブセンサが水流の外部に配置される(蛇口10Bの)場合に使用され、モード2は、パッシブセンサの視界が水流の内部にある(蛇口10,10Aの)場合に使用される。モード1(アルゴリズム920)では、水流の外部に配置されたセンサが、近傍のユーザの手による光の遮断を検出し、少ない光が安定状態を維持している期間をチェックし、これをユーザがシンクの前に居ることと解釈するが、装置が配置された部屋が暗くなったことを同様の信号として除外する。このセンサは次いで、ユーザが蛇口から立ち去ったとき、又は不安定な低レベルの光を検出しなくなったときに、水を直接オフにする。   13, 13A, and 13B show control algorithms for the faucets 10, 10A, and 10B. The algorithm 900 includes two modes. Mode 1 is used when the passive sensor is located outside the water stream (faucet 10B), and mode 2 is used when the passive sensor field of view is inside the water stream (faucet 10, 10A). . In mode 1 (algorithm 920), a sensor placed outside the water stream detects light blockage by a nearby user's hand, checks the period during which a small amount of light remains stable, Although it is interpreted that it is in front of the sink, it is excluded as a similar signal that the room in which the device is placed is dark. This sensor then turns off the water directly when the user leaves the faucet or no longer detects an unstable low level of light.

モード2(アルゴリズム1000)では、水流の内部のフォトレジスタがやはり上述の変量を使用するが、更に別のファクタを考慮し、すなわち、流れる水もまた光を反射し得るものであり、このため、センサはユーザが蛇口から立ち去ったことを完全に検証することができない可能性がある、ということを考慮する。この場合には、該アルゴリズムはまた、タイマを使用して水をオフにするが、この場合にはユーザが依然としてそこに居るか否かを能動的にチェックする。モード1又は2は、例えばディップスイッチにより、選択可能なものとすることができる。   In mode 2 (algorithm 1000), the photoresistor inside the water stream still uses the variables described above, but considers another factor, i.e. the flowing water can also reflect light, so Consider that the sensor may not be able to fully verify that the user has left the faucet. In this case, the algorithm also uses a timer to turn off the water, but in this case it actively checks whether the user is still there. Mode 1 or 2 can be selected by, for example, a dip switch.

図13を参照すると、アルゴリズム900は、電源がオンになった後に開始し(901)、ステップ902で装置がモジュールを初期化する。次いでマイクロコントローラがバッテリー状態をチェックし(904)、全てのタイマ及びカウンタをリセットし(906)、ステップ908でバルブを閉鎖させる(図1、図2、図4、及び図4Aに示す)。全ての電子回路が較正され(910)、ステップ914でマイクロコントローラがバックグランド光しきい値レベル(BLTH)を確立する。マイクロコントローラは次いで、ステップ914で使用すべきモードを決定し、モード1では、マイクロコントローラはアルゴリズム920を実行し(図13Aのステップ922へ)、モード2では、マイクロコントローラはアルゴリズム1000を実行する(図13Bのステップ1002へ)。   Referring to FIG. 13, the algorithm 900 begins after the power is turned on (901) and in step 902 the device initializes the module. The microcontroller then checks the battery status (904), resets all timers and counters (906), and closes the valve at step 908 (shown in FIGS. 1, 2, 4, and 4A). All electronics are calibrated (910) and in step 914 the microcontroller establishes a background light threshold level (BLTH). The microcontroller then determines the mode to be used in step 914, in mode 1, the microcontroller executes algorithm 920 (to step 922 in FIG. 13A), and in mode 2, the microcontroller executes algorithm 1000 ( Step 1002 of FIG. 13B).

図13Aを参照すると、マイクロコントローラはモード1を使用し、パッシブセンサが1/8秒毎にターゲットをスキャンする(924)。該スキャン及びスリープ時間は、異なる光センサ(フォトダイオードやフォトレジスタその他及びそれらの読出回路)毎に異ならせることが可能である。例えば、スキャン頻度は、1/4秒毎または3/4秒毎とすることができる。また、図12に示したアルゴリズムと同様に、マイクロコントローラは、該アルゴリズムを進行し、次いで実行された各サイクル間でスリープする。スキャン後、マイクロコントローラは、ステップ925で、センサレベル(SL)すなわちフォトレジスタの抵抗値に対応する値を測定する。マイクロコントローラは次いで該センサレベルをバックグランド光しきい値レベル(BLTH)と比較し、SLがBLTHの25%以上である場合には、マイクロコントローラは更に、SLがBLTHの85%以上であるか否かを判定する(927)。これら比較は周囲光のレベルを決定し、SLが、ステップ912で計算されたBLTHの85%以上である場合、これは部屋内が現在急に非常に暗くなったことを意味し(947)、このためマイクロコントローラはIdle状態になり、SLがBLTHの80%よりも小さくなった(これは現在では一層多くの周囲光が存在することを意味する(949))ことを検出するまで5秒毎にスキャンを行う(948)。これが検出されると、マイクロコントローラは、部屋のための新たなBLTHを確立し(950)、ステップ924へ戻り、前記新たなBLTHを用いて1/8秒毎にターゲットをスキャンし続ける。   Referring to FIG. 13A, the microcontroller uses mode 1 and the passive sensor scans the target every 1/8 second (924). The scan and sleep times can be different for different photosensors (photodiodes, photoresistors, etc. and their readout circuits). For example, the scan frequency can be every 1/4 second or every 3/4 second. Also, similar to the algorithm shown in FIG. 12, the microcontroller proceeds through the algorithm and then sleeps between each executed cycle. After scanning, the microcontroller measures a sensor level (SL), a value corresponding to the resistance value of the photoresist, in step 925. The microcontroller then compares the sensor level to the background light threshold level (BLTH). If SL is greater than 25% of BLTH, the microcontroller further determines that SL is greater than 85% of BLTH. It is determined whether or not (927). These comparisons determine the level of ambient light, and if SL is greater than 85% of the BLTH calculated in step 912, this means that the room has now suddenly become very dark (947) This causes the microcontroller to enter the Idle state, where every 5 seconds until it detects that SL is less than 80% of BLTH (which means there is now more ambient light (949)). Scan (948). When this is detected, the microcontroller establishes a new BLTH for the room (950) and returns to step 924 to continue scanning the target every 1/8 second using the new BLTH.

SLが、前に確立されたBLTHの25%よりも小さい場合、これは部屋内の光が(例えば直射日光により)急に劇的に増大したことを意味する。この変化が、マイクロコントローラがステップ924,925,926,928,929を5サイクルする間ずっと安定しているか否かを確認するために、スキャンカウンタがカウントを開始する(928)。同じ条件下で5サイクルした場合には、現在の明るい部屋についてステップ930で新たなBLTHを確立し、この新たなBLTHを使用してステップ922で新たなサイクルを開始する。   If SL is less than 25% of the previously established BLTH, this means that the light in the room has suddenly increased dramatically (eg due to direct sunlight). The scan counter begins counting (928) to see if this change is stable throughout the five cycles of steps 924, 925, 926, 928, 929. If five cycles have been made under the same conditions, a new BLTH is established at step 930 for the current bright room, and a new cycle is started at step 922 using this new BLTH.

しかし、SLが、(ステップ926,927で)BLTHの25%以上であってBLTHの80%以下である場合には、光は極端な範囲にはなく通常光であり、マイクロコントローラはステップ932でスキャンカウンタをゼロに設定し、SLを再び測定してユーザをチェックし(934)、該SLがBLTHの20%よりも大きくてBLTHの25%よりも小さい(20%BLTH<SL<25%BLTH)か否かをステップ936で評価する。これが偽である場合、これは、光が通常の周囲光よりも低いため、装置のセンサの正面にユーザが存在することを意味し、このため、マイクロコントローラがステップ944に移行して、該ユーザのために水をオンにする。水がオンになると、マイクロコントローラは、スキャンカウンタをゼロに設定し(946)、1/8秒毎にターゲットをスキャンし(948)、SLがBLTHの20%よりも小さいか否かをステップ950でチェックすることにより、高いSLすなわち低光量をチェックし続ける。SLが低下してBLTHの20%よりも小さくなる(これは検出された光が増大したことを意味する)(950)と、マイクロコントローラはステップ952へ移行してスキャンカウンタをオンにする。該スキャンカウンタは、ステップ948,950,952,954を通過して、1/8秒毎のスキャン、及び5サイクルを越えて(954)SLが依然としてBLTHの20%よりも小さい(これは、該5サイクルよりも多くの期間にわたって続いた光の増大が現在存在し、ユーザがもはや存在しないことを意味する)ことのチェックを、マイクロコントローラに続行させるものとなる。該チェック結果が真となった時点で、マイクロコントローラは水をオフにする(956)。水がオフにされると、全サイクルが最初から繰り返される。   However, if SL is greater than or equal to 25% of BLTH and less than or equal to 80% of BLTH (in steps 926 and 927), the light is normal light, not in the extreme range, and the micro controller Set SL to zero and check the user again by measuring SL (934) and if the SL is greater than 20% of BLTH and less than 25% of BLTH (20% BLTH <SL <25% BLTH) No is evaluated at step 936. If this is false, this means that there is a user in front of the device sensor because the light is lower than normal ambient light, so the microcontroller goes to step 944 and the user Turn on the water for. When water is turned on, the microcontroller sets the scan counter to zero (946), scans the target every 1/8 second (948), and determines whether SL is less than 20% of BLTH, step 950. By checking with, continue to check high SL, ie low light intensity. When SL decreases to less than 20% of BLTH (which means that the detected light has increased) (950), the microcontroller moves to step 952 and turns on the scan counter. The scan counter goes through steps 948, 950, 952, 954, scans every 1/8 second, and over 5 cycles (954) SL is still less than 20% of BLTH (this is more than the 5 cycles) It will cause the microcontroller to continue to check that there is now an increase in light that lasts for a period of time, meaning that the user no longer exists. When the check is true, the microcontroller turns off the water (956). When the water is turned off, the entire cycle is repeated from the beginning.

図13B(蛇口10のためのアルゴリズム1000)を参照すると、マイクロコントローラは、1/8秒毎にターゲットをスキャンするが(1004)、この場合も各スキャン間に要する時間は他の時間(例えば1/4秒毎)に変更することが可能である。マイクロコントローラはそのアルゴリズムを進め、図12に示したアルゴリズムの場合と全く同様に各サイクル間でスリープに移行する。スキャン後、マイクロコントローラは、センサレベルを測定して(1006)SLをBLTHと比較する。この場合も、SLはBLTHの25%以上である場合に、マイクロコントローラは、該SLがBLTHの85%以上であるか否かをチェックする。これが真である場合、これは部屋が急に暗くなったに違いないことを意味する(1040)。マイクロコントローラは次いで、ステップ1042でIdleモードへと移行し、SLがBLTHの80%よりも小さい(これは現在一層多くの光を検出していることを意味する)ことを検出するまで(1044)5秒毎にスキャンを行う。SLがBLTHの80%よりも小さいことを検出すると、マイクロコントローラは、新たに照明された部屋のための新たなBLTHを確立し(1046)、ステップ1004に戻り、該新たなBLTHを用いて新たなサイクルを開始する。   Referring to FIG. 13B (algorithm 1000 for faucet 10), the microcontroller scans the target every 1/8 second (1004), but again the time required between each scan is another time (eg 1 Can be changed every 4 seconds). The microcontroller advances its algorithm and goes to sleep between each cycle, just as in the algorithm shown in FIG. After scanning, the microcontroller measures the sensor level (1006) and compares SL to BLTH. Again, if SL is 25% or more of BLTH, the microcontroller checks whether the SL is 85% or more of BLTH. If this is true, this means that the room must have suddenly darkened (1040). The microcontroller then transitions to Idle mode at step 1042 until it detects that SL is less than 80% of BLTH (which means it is currently detecting more light) (1044). Scan every 5 seconds. Upon detecting that SL is less than 80% of BLTH, the microcontroller establishes a new BLTH for the newly lit room (1046) and returns to step 1004 to use the new BLTH to Start a new cycle.

SLがBLTHの25%以上で該BLTHの80%よりも小さい場合には、マイクロコントローラは、ステップ1015を介して処理を続行し、スキャンカウンタをゼロに設定する。マイクロコントローラは、ステップ1016でSLを測定し、該SLがBLTHの20%よりも大きくてBLTHの25%よりも小さい(20%BLTH<SL<25%BLTH)か否かをステップ1017で評価する。これが偽である場合、これは何かがセンサへの光を遮断していることを意味し、マイクロコントローラは、水をオンにし(1024)、これはまた水オフタイマすなわちWOFFをオンにする(1026)。次いで、マイクロコントローラは、1/8秒毎のターゲットのスキャンへと処理を続ける(1028)。新たなSLがBLTHに対してチェックされ、該SLの値がBLTHの20%よりも大きくてBLTHの25%よりも小さいという条件を満たさない場合には、マイクロコントローラはステップ1028にループバックしてターゲットのスキャンを続行すると共に水を流す。SLが前記範囲内にある場合(1030)、WOFFタイマがカウントを開始し(1032)、ステップ1028にループバックする。該タイマの機能は、単純に、ユーザがもはや検出されなくなったときと水がオフにされるときとの間に何らかの時間を経過させるのを可能にすることである。これは、例えば、ユーザが手を動かしており、又は石鹸を取っており、及び何らかの時間にわたりセンサの視界内にいない可能性があるからである。該タイマ(2秒)は、装置の用途に応じて様々に設定することが可能である。2秒が経過すると、マイクロコントローラは、ステップ1036で水をオフにし、ステップ1002にサイクルバックして、サイクル全体を繰り返す。   If SL is greater than 25% of BLTH and less than 80% of BLTH, the microcontroller continues through step 1015 and sets the scan counter to zero. The microcontroller measures SL at step 1016 and evaluates at step 1017 whether the SL is greater than 20% of BLTH and less than 25% of BLTH (20% BLTH <SL <25% BLTH). . If this is false, this means that something is blocking the light to the sensor, the microcontroller turns on the water (1024), which also turns on the water off timer or WOFF (1026) ). The microcontroller then continues to process a scan of the target every 1/8 second (1028). If a new SL is checked against BLTH and the SL value does not satisfy the condition that it is greater than 20% of BLTH and less than 25% of BLTH, the microcontroller loops back to step 1028. Continue to scan the target and flush with water. If SL is within the range (1030), the WOFF timer starts counting (1032) and loops back to step 1028. The function of the timer is simply to allow some time to elapse between when the user is no longer detected and when the water is turned off. This is because, for example, the user is moving his hand or taking soap and may not be in the field of view of the sensor for some time. The timer (2 seconds) can be variously set according to the use of the apparatus. When 2 seconds have elapsed, the microcontroller turns off the water at step 1036, cycles back to step 1002, and repeats the entire cycle.

しかし、ステップ1017でSLがBLTHの20%よりも大きくてBLTHの25%よりも小さい(20%BLTH<SL<25%BLTH)場合には、マイクロコントローラがステップ1016,1017,1018,1020を循環した回数のカウントを、該循環が5サイクルを越えるまで、スキャンカウンタが開始する。次いで、ステップ1022に進んで、部屋内の光について新たなBLTHを確立し、マイクロコントローラは、ステップ1002にサイクルバックして、新たなBLTHを使用して、アルゴリズム1000を介した新たなサイクルが生じる。   However, if at step 1017 SL is greater than 20% of BLTH and less than 25% of BLTH (20% BLTH <SL <25% BLTH), the microcontroller cycles through steps 1016, 1017, 1018, 1020 The scan counter starts until the circulation exceeds 5 cycles. Then proceed to step 1022 to establish a new BLTH for the light in the room and the microcontroller will cycle back to step 1002 and use the new BLTH to create a new cycle via the algorithm 1000 .

本発明の様々な実施形態及び実施態様について説明してきたが、上記は例示のみを目的としたものであり、制限的なものではなく、本発明の実例として提示したものである、ということが当業者には理解されよう。上記実施形態に適した他の実施形態または構成要素が存在し、それらは本願の優先権主張の基礎とした出願に記載されている。何れの構成要素の機能も、代替的な実施形態において様々な態様で実施することが可能である。また、幾つかの構成要素の機能は、代替的な実施形態では、より少数の若しくは単一の構成要素により実施することが可能である。   While various embodiments and implementations of the present invention have been described, it should be understood that the above is for illustrative purposes only, and is not intended to be limiting, but as an illustration of the present invention. It will be understood by the contractor. There are other embodiments or components suitable for the above embodiments, which are described in the application on which the priority of this application is based. The function of any component can be implemented in various ways in alternative embodiments. Also, the function of some components can be performed by fewer or a single component in alternative embodiments.

以下においては、本発明の種々の構成要件の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
1.電子式蛇口又は水洗トイレの流量バルブを制御するための光センサを含むシステムであって、
光入力ポートに配置され、及び無効なターゲットを排除する所定のサイズ及び向きを有する検出視界を画定するよう構成され配置された、光学要素と、
該光学要素及び前記光入力ポートに光学的に結合され、前記検出視界から到達した周囲光を検出するよう構成された、光検出器と、
前記流量バルブの開閉を制御するための制御回路であって、前記検出された周囲光に対応する前記光検出器からの信号を受信し、及び検出アルゴリズムを実行することにより該周囲光のバックグランドレベル及び該周囲光の現在のレベルに基づいて前記流量バルブの前記開閉を決定するよう構成されている、制御回路と
を含み、
前記検出アルゴリズムが、前記検出視界内におけるユーザの存在に起因して前記光検出器により検出される周囲光の増減の検出を生じさせるユーザの考え得る動きに基づく幾つかの所定の状態と、前記光学要素により画定される前記検出視界のサイズ及び向きを考慮する較正ルーチンとを含み、前記所定の状態が、前記ユーザの動き及び前記検出された周囲光の安定性に起因する検出されたレベルへと移行し、及び前記所定の状態が、各状態間で所定期間だけ離れており、特定の一連の前記所定の状態の後に前記流量バルブの開閉が開始される、
システム。
2.前記光学要素が、水平よりも下方に傾斜した前記検出視界を提供するよう更に構成されている、前項1に記載のシステム。
3.前記光学要素が、水平よりも下方に傾斜すると共にトイレ又は小便器に対して対称的である前記検出視界を提供するよう更に構成されている、前項1に記載のシステム。
4.前記光学要素が、水平よりも下方に傾斜すると共にトイレ又は小便器に対して非対称的である前記検出視界を提供するよう更に構成されている、前項1に記載のシステム。
5.前記光学要素が、水平よりも下方に及び水平よりも上方に傾斜する前記検出視界を提供するよう更に構成されている、前項1に記載のシステム。
6.前記光検出器が、400〜1000nmの範囲の光を検出するよう構成されている、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
7.前記制御回路が、前に検出された光の量に基づいて前記光検出器を定期的にサンプリングするよう構成されている、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
8.前記制御回路が、最初にユーザの到来を検出し次いで該ユーザが立ち去ったことを検出したことに基づいて前記流量バルブを開閉させるよう構成されている、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
9.前記制御回路が、ユーザの存在の検出に基づいて前記流量バルブを開閉させるよう構成されている、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
10.前記光学要素が光ファイバを含む、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
11.前記光学要素がレンズを含む、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
12.前記光学要素がピンホールを含む、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
13.前記光学要素がスリットを含む、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
14.前記光学要素が光学フィルタを含む、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
15.前記光入力ポートが蛇口の通気装置内に配置される、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
16.前記光入力ポートが蛇口の通気装置に隣接して配置される、前項1ないし前項5の何れか一項に記載のシステム。
17.前記制御回路が、前記光検出器が光の量の増大を検出した後にユーザの到来を確認する、前項1に記載のシステム。
18.前記流量バルブが電子式蛇口システム内に含まれる、前項1に記載のシステム。
19.前記流量バルブが水洗トイレシステム内に含まれる、前項1に記載のシステム。
20.前記光検出器がフォトダイオードを含む、前項18又は前項19に記載のシステム。
21.前記光検出器がフォトレジスタを含む、前項18又は前項19に記載のシステム。
22.前記光検出器が1〜1000ルクスの範囲の光を受光するように前記光学要素及び前記光入力ポートが構成されている、前項18又は前項19に記載のシステム。
23.光センサを使用して電子式蛇口又は水洗トイレの流量バルブを制御する方法であって、
光入力ポートに配置され、及び無効なターゲットを排除する所定のサイズ及び向きを有する検出視界を画定するよう構成され配置された、光学要素を配設し、
該光学要素及び前記光入力ポートに光学的に結合された光検出器を配設し、
前記検出視界から前記光検出器に到達した周囲光を定期的に検出し、
該検出された周囲光に対応する信号を前記光検出器から制御回路へ定期的に提供し、
前記検出視界内におけるユーザの存在に起因して前記光検出器により検出される周囲光の増減の検出を生じさせるユーザの考え得る動きに基づいて幾つかの所定の状態を決定する前記信号の値と、前記光学要素により画定される前記検出視界のサイズ及び向きを考慮する較正ルーチンにおける前記信号の値との計算及び比較を行うことを含む、検出アルゴリズムを実行し、前記所定の状態への移動が、ユーザの動き及び前記検出された周囲光の安定性に起因して検出されたレベルに基づくものであり、及び前記所定の状態が、各状態間で所定期間だけ離れており、
特定の一連の前記所定の状態の後に前記流量バルブの開閉の開始を制御回路により提供する、
という各ステップを含む、流量バルブの制御方法。
24.水平よりも下方に傾斜した前記検出視界を前記光学要素により提供するステップを含む、前項23に記載の流量バルブの制御方法。
25.水平よりも下方に傾斜すると共にトイレ又は小便器に対して対称的である前記検出視界を前記光学要素により提供するステップを含む、前項23に記載の流量バルブの制御方法。
26.水平よりも下方に傾斜すると共にトイレ又は小便器に対して非対称的である前記検出視界を前記光学要素により提供するステップを含む、前項23に記載の流量バルブの制御方法。
27.水平よりも下方に及び水平よりも上方に傾斜する前記検出視界を前記光学要素により提供するステップを含む、前項23に記載の流量バルブの制御方法。
28.前記制御回路が、前に検出された光の量に基づいて前記光検出器の定期的なサンプリングを実行するよう構成されている、前項23ないし前項27の何れか一項に記載の流量バルブの制御方法。
29.前記制御回路が、施設が使用中であるか否かを判定した後に検出された光の量に基づいてサンプリング周期を調節するよう構成される、前項23ないし前項27の何れか一項に記載の流量バルブの制御方法。
30.前記制御回路が、スリープ及び測定期間を循環するよう構成される、前項23ないし前項27の何れか一項に記載の流量バルブの制御方法。
31.前記流量バルブが電子式蛇口内に含まれる、前項23に記載の流量バルブの制御方法。
32.前記流量バルブが水洗トイレ内に含まれる、前項23に記載の流量バルブの制御方法。
33.前記光検出器がフォトダイオードを含む、前項23ないし前項27の何れか一項に記載の流量バルブの制御方法。
34.前記光検出器がフォトレジスタを含む、前項23ないし前項27の何れか一項に記載の流量バルブの制御方法。
35.前記光検出器が1〜1000ルクスの範囲の光を受光するように前記光学要素及び前記光入力ポートが構成されている、前項23ないし前項27の何れか一項に記載の流量バルブの制御方法。
In the following, exemplary embodiments consisting of combinations of various constituents of the present invention are shown.
1. A system including an optical sensor for controlling a flow valve of an electronic faucet or flush toilet,
An optical element disposed at the light input port and configured and arranged to define a detection field of view having a predetermined size and orientation that eliminates invalid targets;
A photodetector optically coupled to the optical element and the light input port and configured to detect ambient light arriving from the detection field of view;
A control circuit for controlling the opening and closing of the flow valve, wherein the ambient light background is received by receiving a signal from the photodetector corresponding to the detected ambient light and executing a detection algorithm A control circuit configured to determine the opening and closing of the flow valve based on a level and a current level of the ambient light;
A number of predetermined states based on a user's possible movements that cause the detection algorithm to detect an increase or decrease in ambient light detected by the photodetector due to the presence of the user in the detection field of view; A calibration routine that takes into account the size and orientation of the detected field of view defined by an optical element, wherein the predetermined condition is to a detected level due to the user's movement and the stability of the detected ambient light. And the predetermined state is separated by a predetermined period between the states, and the flow valve is opened and closed after a specific series of the predetermined state.
system.
2. The system of claim 1, wherein the optical element is further configured to provide the detection field of view tilted below horizontal.
3. The system of claim 1, wherein the optical element is further configured to provide the detection field of view that is tilted below horizontal and symmetrical with respect to a toilet or urinal.
4). The system of claim 1, wherein the optical element is further configured to provide the detection field of view that is tilted below horizontal and asymmetric with respect to a toilet or urinal.
5. The system of claim 1, wherein the optical element is further configured to provide the detection field of view tilted below horizontal and above horizontal.
6). The system according to any one of the preceding paragraphs 1 to 5, wherein the photodetector is configured to detect light in the range of 400 to 1000 nm.
7). The system according to any one of the preceding clauses, wherein the control circuit is configured to periodically sample the photodetector based on a previously detected amount of light.
8). The control circuit according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the control circuit is configured to open and close the flow valve based on detecting the arrival of a user first and then detecting that the user has left. The described system.
9. The system according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the control circuit is configured to open and close the flow valve based on detection of the presence of a user.
10. The system according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the optical element includes an optical fiber.
11. The system according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the optical element includes a lens.
12 The system according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the optical element includes a pinhole.
13. The system according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the optical element includes a slit.
14 The system according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the optical element includes an optical filter.
15. 6. The system according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the light input port is disposed in a faucet ventilation device.
16. 6. The system according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the light input port is disposed adjacent to a faucet ventilation device.
17. The system according to claim 1, wherein the control circuit confirms the arrival of a user after the photodetector detects an increase in the amount of light.
18. The system of claim 1, wherein the flow valve is included in an electronic faucet system.
19. The system according to claim 1, wherein the flow valve is included in a flush toilet system.
20. 20. The system according to item 18 or item 19, wherein the photodetector includes a photodiode.
21. 20. The system according to item 18 or item 19, wherein the photodetector includes a photoresistor.
22. 20. The system according to item 18 or item 19, wherein the optical element and the light input port are configured such that the photodetector receives light in the range of 1 to 1000 lux.
23. A method of controlling an electronic faucet or a flush toilet flow valve using an optical sensor,
An optical element disposed at the light input port and configured and arranged to define a detection field of view having a predetermined size and orientation that eliminates invalid targets;
A photodetector optically coupled to the optical element and the light input port;
Periodically detecting ambient light reaching the photodetector from the detection field of view;
Periodically providing a signal corresponding to the detected ambient light from the photodetector to a control circuit;
The value of the signal that determines several predetermined states based on the user's possible movements that cause detection of an increase or decrease in ambient light detected by the photodetector due to the presence of the user in the detection field of view Performing a detection algorithm and moving to the predetermined state comprising calculating and comparing the signal value in a calibration routine that takes into account the size and orientation of the detection field of view defined by the optical element Is based on a level detected due to user movement and the stability of the detected ambient light, and the predetermined states are separated by a predetermined period between each state;
Providing a control circuit to initiate opening and closing of the flow valve after a certain series of the predetermined conditions;
The control method of a flow valve including each step.
24. 24. The method of controlling a flow valve according to the preceding item 23, including the step of providing the detection field of view tilted below horizontal with the optical element.
25. 24. The method of controlling a flow valve according to the preceding item 23, comprising the step of providing, by the optical element, the detection field of view that is inclined below horizontal and symmetrical with respect to a toilet or urinal.
26. 24. A method for controlling a flow valve as described in 23 above, comprising providing the optical element with the detection field of view that is inclined below horizontal and asymmetric with respect to a toilet or urinal.
27. 24. The method of controlling a flow valve according to the preceding item 23, including the step of providing, by the optical element, the detection field of view that is inclined below the horizontal and above the horizontal.
28. 28. A flow valve according to any one of paragraphs 23 to 27, wherein the control circuit is configured to perform periodic sampling of the photodetector based on a previously detected amount of light. Control method.
29. 28. The preceding clause 23 to 27, wherein the control circuit is configured to adjust a sampling period based on the amount of light detected after determining whether the facility is in use. Flow valve control method.
30. 28. The method for controlling a flow rate valve according to any one of the preceding items 23 to 27, wherein the control circuit is configured to circulate between a sleep period and a measurement period.
31. 24. The method for controlling a flow valve according to item 23, wherein the flow valve is included in an electronic faucet.
32. 24. The method for controlling a flow valve according to item 23, wherein the flow valve is included in a flush toilet.
33. 28. The method for controlling a flow rate valve according to any one of items 23 to 27, wherein the photodetector includes a photodiode.
34. 28. The method of controlling a flow valve according to any one of the preceding items 23 to 27, wherein the photodetector includes a photoresistor.
35. 28. The method of controlling a flow valve according to any one of items 23 to 27, wherein the optical element and the light input port are configured so that the light detector receives light in a range of 1 to 1000 lux. .

水流を制御するための制御回路、バルブ、及びパッシブ光センサを含む自動蛇口システムの概略図である。1 is a schematic diagram of an automatic faucet system including a control circuit, a valve, and a passive light sensor for controlling water flow. パッシブ光センサへの光ファイバによる結合を用いた図1の自動蛇口システムの噴出口及びシンクの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the spout and sink of the automatic faucet system of FIG. 1 using optical fiber coupling to a passive optical sensor. パッシブ光センサへの電気的な結合を用いた図1の自動蛇口システムの噴出口及びシンクの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the spout and sink of the automatic faucet system of FIG. 1 using electrical coupling to a passive optical sensor. 図1の自動蛇口システムで使用される通気装置の断面図である。It is sectional drawing of the ventilation apparatus used with the automatic faucet system of FIG. 図1の自動蛇口システムで使用される通気装置の別の実施形態の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of another embodiment of a venting device used in the automatic faucet system of FIG. 1. 図1の自動蛇口システムで使用される通気装置の別の実施形態の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of another embodiment of a venting device used in the automatic faucet system of FIG. 1. 図1Dに示す通気装置の断面図である。It is sectional drawing of the ventilation apparatus shown to FIG. 1D. 水流を制御するためのバルブ及びパッシブ光センサの別の実施形態を含む、自動蛇口システムの他の実施形態を概略的に示している。Fig. 6 schematically illustrates another embodiment of an automatic faucet system, including another embodiment of a valve and a passive light sensor for controlling water flow. 水流を制御するためのバルブ及びパッシブ光センサの別の実施形態を含む、自動蛇口システムの他の実施形態を概略的に示している。Fig. 6 schematically illustrates another embodiment of an automatic faucet system, including another embodiment of a valve and a passive light sensor for controlling water flow. 図1、図1B、図2、及び図2Aの自動蛇口システムで採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンに関して蛇口及びシンクを概略的に示している。2 schematically illustrates a faucet and sink for different light detection patterns used by the passive light sensor employed in the automatic faucet system of FIGS. 1, 1B, 2 and 2A. 図1、図1B、図2、及び図2Aの自動蛇口システムで採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンに関して蛇口及びシンクを概略的に示している。2 schematically illustrates a faucet and sink for different light detection patterns used by the passive light sensor employed in the automatic faucet system of FIGS. 1, 1B, 2 and 2A. 図1、図1B、図2、及び図2Aの自動蛇口システムで採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンに関して蛇口及びシンクを概略的に示している。2 schematically illustrates a faucet and sink for different light detection patterns used by the passive light sensor employed in the automatic faucet system of FIGS. 1, 1B, 2 and 2A. 図1、図1B、図2、及び図2Aの自動蛇口システムで採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンに関して蛇口及びシンクを概略的に示している。2 schematically illustrates a faucet and sink for different light detection patterns used by the passive light sensor employed in the automatic faucet system of FIGS. 1, 1B, 2 and 2A. 図1、図1B、図2、及び図2Aの自動蛇口システムで採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンに関して蛇口及びシンクを概略的に示している。2 schematically illustrates a faucet and sink for different light detection patterns used by the passive light sensor employed in the automatic faucet system of FIGS. 1, 1B, 2 and 2A. 自動水洗装置を含む便器の概要を示す側面図である。It is a side view which shows the outline | summary of the toilet bowl containing an automatic flushing apparatus. 自動水洗装置を含む小便器の概要を示す側面図である。It is a side view which shows the outline | summary of the urinal containing an automatic water washing apparatus. 図4の自動便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic toilet bowl washing apparatus of FIG. 図4の自動便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic toilet bowl washing apparatus of FIG. 図4の自動便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic toilet bowl washing apparatus of FIG. 図4の自動便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic toilet bowl washing apparatus of FIG. 図4の自動便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic toilet bowl washing apparatus of FIG. 図4の自動便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic toilet bowl washing apparatus of FIG. 図4の自動便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic toilet bowl washing apparatus of FIG. 図4の自動便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic toilet bowl washing apparatus of FIG. 図4Aの自動小便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic urinal flush device of FIG. 4A. 図4Aの自動小便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic urinal flush device of FIG. 4A. 図4Aの自動小便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic urinal flush device of FIG. 4A. 図4Aの自動小便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic urinal flush device of FIG. 4A. 図4Aの自動小便器水洗装置で採用されるパッシブ光センサにより用いられる異なる光検出パターンの概要を示す側面図及び平面図である。It is the side view and top view which show the outline | summary of the different light detection pattern used with the passive optical sensor employ | adopted with the automatic urinal flush device of FIG. 4A. 図3〜3D及び図5〜5Lに示す異なる光検出パターンを形成するために用いられる光学要素の概要を示している。5 shows an overview of optical elements used to form the different light detection patterns shown in FIGS. 3D and 5L. 図3〜3D及び図5〜5Lに示す異なる光検出パターンを形成するために用いられる光学要素の概要を示している。5 shows an overview of optical elements used to form the different light detection patterns shown in FIGS. 3D and 5L. 図3〜3D及び図5〜5Lに示す異なる光検出パターンを形成するために用いられる光学要素の概要を示している。5 shows an overview of optical elements used to form the different light detection patterns shown in FIGS. 3D and 5L. 図3〜3D及び図5〜5Lに示す異なる光検出パターンを形成するために用いられる光学要素の概要を示している。5 shows an overview of optical elements used to form the different light detection patterns shown in FIGS. 3D and 5L. 図3〜3D及び図5〜5Lに示す異なる光検出パターンを形成するために用いられる光学要素の概要を示している。5 shows an overview of optical elements used to form the different light detection patterns shown in FIGS. 3D and 5L. 図3〜3D及び図5〜5Lに示す異なる光検出パターンを形成するために用いられる光学要素の概要を示している。5 shows an overview of optical elements used to form the different light detection patterns shown in FIGS. 3D and 5L. 水洗便器及び水洗小便器で使用される自動水洗装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the automatic flushing apparatus used with a flush toilet and flush toilet. 図1、図1A、又は図1Bの自動蛇口システムで使用されるバルブ装置の分解斜視図である。1B is an exploded perspective view of a valve device used in the automatic faucet system of FIG. 1, FIG. 1A, or FIG. 1B. 図8に示すバルブ装置の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the valve apparatus shown in FIG. 図8Aに示すバルブ装置の拡大断面図であるが、メンテナンスを行うために部分的に分解されている。FIG. 8B is an enlarged cross-sectional view of the valve device shown in FIG. 8A, but is partially disassembled for maintenance. 自動蛇口システムにおける水漏れを検出するための漏洩検出器を含む、図4のバルブ装置の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the valve device of FIG. 4 including a leak detector for detecting water leaks in an automatic faucet system. 図7に示すバルブ装置、又は図8、図8A、及び図8Bに示すバルブ装置で使用される、移動するピストン状部材の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the moving piston-like member used with the valve apparatus shown in FIG. 7, or the valve apparatus shown to FIG. 8, FIG. 8A and FIG. 8B. 図9に示す移動するピストン状部材を詳細に示す斜視図である。It is a perspective view which shows in detail the moving piston-like member shown in FIG. 図1〜2Aの自動蛇口システム又は図4及び図4Aの水洗トイレのバルブ動作を制御するための制御システムのブロック図である。2B is a block diagram of a control system for controlling valve operation of the automatic faucet system of FIGS. 1-2A or the flush toilet of FIGS. 4 and 4A. FIG. 図1〜2Aの自動蛇口システム又は図4及び図4Aの水洗トイレのバルブ動作を制御するための別の制御システムのブロック図である。2B is a block diagram of another automatic control system for controlling the valve operation of the automatic faucet system of FIGS. 1-2A or the flush toilet of FIGS. 4 and 4A. FIG. 自動蛇口システム又は自動水洗装置システムで使用されるパッシブ光センサにおいて使用される検出回路の概略図である。It is the schematic of the detection circuit used in the passive optical sensor used with an automatic faucet system or an automatic water washing apparatus system. パッシブ光学系の動作及び較正に影響を与える様々な要因を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating various factors that affect the operation and calibration of a passive optical system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動水洗システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the algorithm for processing the optical data detected by the passive sensor which operates an automatic water washing system. 自動蛇口システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an algorithm for processing optical data detected by a passive sensor operating an automatic faucet system. 自動蛇口システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an algorithm for processing optical data detected by a passive sensor operating an automatic faucet system. 自動蛇口システムを動作させるパッシブセンサにより検出される光学データを処理するためのアルゴリズムを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating an algorithm for processing optical data detected by a passive sensor operating an automatic faucet system.

Claims (14)

電子式蛇口又は水洗トイレの流量バルブを制御するための光学センサであって、
光入力ポートに配置され、及び無効なターゲットを排除する所定のサイズ及び向きを有する検出視界を画定するよう構成され配置された、光学要素と、
該光学要素及び前記光入力ポートに光学的に結合され、周囲光を検出するよう構成された、パッシブ光センサと、
前記流量バルブの開閉を制御するための制御回路であって、前記検出された周囲光に対応する前記パッシブ光センサからの信号を受信し、該周囲光の増減の検出を生じさせるユーザの考え得る動きに基づく幾つかの所定の状態を含む検出アルゴリズムを実行することにより前記流量バルブの前記開閉を決定し、特定の一連の前記所定の状態の後に前記流量バルブの前記開閉が開始され、前記検出アルゴリズムが、ユーザが前記パッシブ光センサに向かって前記視界内に入り始める第1の状態を含み、該第1の状態が、ユーザが該パッシブ光センサから離れつつある第2の状態から所定の時間間隔にわたる安定した信号により隔てられたものである、制御回路と
を備えている、光学センサ。
An optical sensor for controlling a flow valve of an electronic faucet or flush toilet,
Is arranged in the optical input port, and an invalid target is constructed and arranged such that the detection field of view to image the constant having a predetermined size and orientation to eliminate an optical element,
A passive light sensor optically coupled to the optical element and the light input port and configured to detect ambient light;
A control circuit for controlling the opening and closing of the flow valve, which can be considered by a user who receives a signal from the passive light sensor corresponding to the detected ambient light and causes detection of increase or decrease of the ambient light. Determining the opening and closing of the flow valve by executing a detection algorithm including a number of predetermined states based on movement, the opening and closing of the flow valve being initiated after a certain series of the predetermined states , A detection algorithm includes a first state in which a user begins to enter the field of view toward the passive light sensor, wherein the first state is a predetermined state from a second state in which the user is moving away from the passive light sensor. A control circuit that is separated by a stable signal over a time interval;
An optical sensor.
前記制御回路が、前に検出された光の量に基づいて前記光センサを定期的にサンプリングするよう構成されている、請求項1に記載の光学センサ。 The optical sensor of claim 1, wherein the control circuit is configured to periodically sample the photosensor based on a previously detected amount of light. 前記制御回路が、前記周囲光のバックグランドレベル及び前記周囲光の現在のレベルに基づいて前記流量バルブの前記開閉を決定するよう構成されている、請求項1又は請求項2に記載の光学センサ。 Optical sensor, wherein the control circuit, based on the current level of the background level and the ambient light of the ambient light is configured to determine the opening and closing of the flow valve, to claim 1 or claim 2 . 前記光学要素が、光ファイバ、レンズ、ピンホール、スリット、又は光学フィルタを含む、請求項1ないし請求項の何れか一項に記載の光学センサ。 The optical sensor according to any one of claims 1 to 3 , wherein the optical element includes an optical fiber, a lens, a pinhole, a slit, or an optical filter. 記制御回路が、設備内の明暗状態を判定し、該判定に従って前記パッシブ光センサの検知頻度を変更する、請求項1に記載の光学センサ Before SL control circuit determines the brightness condition of the equipment, to change the detection frequency of the passive optical sensor according to the determination, the optical sensor according to claim 1. 前記制御回路が、設備内の照明状態に応じて、明モード、通常モード、及び暗モードに関する別個のアルゴリズムを実行する、請求項に記載の光学センサThe optical sensor according to claim 5 , wherein the control circuit executes separate algorithms for a light mode, a normal mode, and a dark mode depending on a lighting state in the facility. 前記パッシブ光センサがフォトダイオードを含む、請求項1に記載の光学センサ The optical sensor of claim 1, wherein the passive optical sensor includes a photodiode . 前記パッシブ光センサがフォトレジスタを含む、請求項1に記載の光学センサ The optical sensor of claim 1, wherein the passive optical sensor includes a photoresistor . 前記パッシブ光センサが、500nmから950nmまでの範囲の光を検出するよう構成されている、、請求項1に記載の光学センサ The optical sensor of claim 1, wherein the passive optical sensor is configured to detect light in the range of 500 nm to 950 nm . 電子式蛇口又は水洗トイレの流量バルブを制御するための光学センサであって、An optical sensor for controlling a flow valve of an electronic faucet or flush toilet,
光入力ポートに配置され、及び無効なターゲットを排除する所定のサイズ及び向きを有する検出視界を画定するよう構成され配置された、光学要素と、An optical element disposed at the light input port and configured and arranged to define a detection field of view having a predetermined size and orientation that eliminates invalid targets;
該光学要素及び前記光入力ポートに光学的に結合され、周囲光を検出するよう構成された、パッシブ光センサと、A passive light sensor optically coupled to the optical element and the light input port and configured to detect ambient light;
前記流量バルブの開閉を制御するための制御回路であって、前記検出された周囲光に対応する前記パッシブ光センサからの信号を受信し、該流量バルブの開閉を開始させるようプログラムされたマイクロコントローラにより所定の検出アルゴリズムを実行することにより該流量バルブの前記開閉を決定する、制御回路とA control circuit for controlling opening and closing of the flow valve, the microcontroller programmed to receive a signal from the passive optical sensor corresponding to the detected ambient light and to start opening and closing the flow valve A control circuit that determines the opening and closing of the flow valve by executing a predetermined detection algorithm;
を備えており、前記検出アルゴリズムが、And the detection algorithm comprises:
所定期間内の検出された周囲光の変化に対応する安定性値、及びバックグランド周囲光に対する検出された周囲光の光強度に対応するターゲット値を使用し、Using a stability value corresponding to a change in the detected ambient light within a predetermined period, and a target value corresponding to the light intensity of the detected ambient light relative to the background ambient light,
前記検出視界内のユーザの挙動に対応するユーザ状態を判定し、その各ユーザ状態が前記安定性値及び前記ターゲット値の両方によって決まるものである、Determining a user state corresponding to a user behavior in the detection field of view, each user state being determined by both the stability value and the target value;
という各ステップを含む、光学センサ。An optical sensor including each step.
前記制御回路が、前記検出された周囲光に基づく前記光検出器の明モード、通常モード、及び暗モードの判定を含む制御アルゴリズムを実行する、請求項10に記載の光学センサ The optical sensor of claim 10, wherein the control circuit executes a control algorithm that includes a determination of a light mode, a normal mode, and a dark mode of the photodetector based on the detected ambient light . 前記制御回路が、周囲光の前の検出に基づいてサンプリング期間を調節する、請求項10に記載の光学センサ。The optical sensor of claim 10, wherein the control circuit adjusts a sampling period based on previous detection of ambient light. 前記パッシブ光センサがフォトダイオードを含む、請求項10に記載の光学センサ The optical sensor of claim 10, wherein the passive optical sensor comprises a photodiode . 前記パッシブ光センサがフォトレジスタを含む、請求項10に記載の光学センサ The optical sensor of claim 10, wherein the passive optical sensor comprises a photoresistor .
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