JP5588401B2

JP5588401B2 - 検出装置

Info

Publication number: JP5588401B2
Application number: JP2011160177A
Authority: JP
Inventors: 研治安達; 壮山本; 範行北地
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-07-21
Also published as: JP2013024741A

Description

本発明は、物体の有無を検出する検出装置に関する。

例えば特許文献１には、投光素子より発した赤外線を物体に当てて反射させ、この反射光を集光レンズで受光素子に集光して物体検知を行う検出装置が開示されている。

特開平４−２１５２２１号公報

ところで、この種の反射型光電センサーを用いて物体を検出する場合、物体が黒いと物体が照射光を吸収し、物体の有無を正確に検出できない可能性がある。

また、物体を検出する他の方法として、対象物が黒であっても精度良く物体を検出できる三角測距方式の測距反射型光電センサーを用いて対象物までの距離を測定し、この測定結果に基づいて物体の有無を検出することが考えられる。しかし、測距反射型光電センサーは外乱や汚れによって誤検知が生じる可能性が低くなく、また、湯気等を誤検知する場合もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、精度良く物体の有無を検出できる検出装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の検出装置は、検出領域に向けて光を照射する測距反射型光電センサーと、限定反射型光電センサーを備え、前記限定反射型光電センサーは、光照射領域が前記検出領域より遠方に設けられた反射物に限定されると共に照射光を前記検出領域に通過させる投光部と、この投光部から照射されて前記反射物で反射した光を受光する受光部を有し、前記測距反射型光電センサーで測定した対象物までの距離が所定距離以下であり、且つ、前記限定反射型光電センサーの受光部の出力が所定値以下になった場合にのみ、前記検出領域に物体が有ると判定することを特徴とする。

また、前記反射物を吐水部から吐出された水を受ける水受部とし、前記投光部から照射された光が前記吐水部と前記反射物の間を通過するようにすることが好ましい。

また、前記吐水部は前記水受部から突出したカランの先端部に設けられた吐水口であり、前記投光部及び受光部のうち、一方が前記カランの先端部に設けられると共に、他方が前記カランの先端部から基端側に離れた位置に設けられることが好ましい。

本発明にあっては、精度良く物体の有無を検出できる。

本発明の実施形態の検出装置を示し、検出領域に物体が存在するときの状態を示す説明図である。検出装置のブロック図である。検出領域に物体が存在しないときの状態を示す説明図である。検出領域に物体が存在せず、且つ、シンクの底部に黒い物体が存在するときの状態を示す説明図である。

以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。本実施形態の検出装置は、図１に示す流し台５に設けられるものであり、カラン６先端部の下側の検出領域１４における手や皿等の物体３の有無を検出するために用いられる。そして、この検出情報に基づいて、カラン６からシンク７に水を吐出するか否かが切り替えられるようになっている。

流し台５のシンク７には水又は湯のいずれかを選択して吐出可能なカラン６が設けられている。カラン６は、シンク７の後縁部から立ち上がるカラン本体部１０と、カラン本体部１０の上端部から前方に向けて突出する管状の突出部１１とで構成されている。突出部１１の先端部には吐水部として下方に開口する吐水口１２が設けられており、吐水口１２から下方に吐出された水は、水受部を構成するシンク７の底部１３で受けられる。

本実施形態の検出装置は、図２に示す測距反射型光電センサー２と、限定反射型光電センサー１と、制御部４を備えている。

測距反射型光電センサー２（距離設定型光電センサー）は三角測距方式で対象物までの距離を測定するものである。図１に示すように、測距反射型光電センサー２は、投光素子で構成された投光部１６と、投光部１６から照射された後に対象物で反射した光を受ける位置検出素子で構成された受光部１７を有している。なお、投光部１６から照射される光は赤外線又は可視光のいずれであってもよい。

投光部１６はカラン６の突出部１１の基端側に設けられ、受光部１７は突出部１１の先端側に設けられている。なお、図示は省略するが、投光部１６の近傍及び受光部１７の近傍には、各々投光部用レンズ及び受光部用レンズが設けられており、投光部１６から照射された光束は投光部用レンズで集光されて照射される。また、受光部用レンズは、投光部１６から照射されて対象物で反射した反射光を受光部１７において光スポットを作るように集光する。

投光部１６は光照射方向が前斜め下方に設定されており、その照射光は吐水口１２とシンク７の底部１３の間にある検出領域１４を通過してシンク７の底部１３に照射される。また、受光部１７では前斜め上方に向けて進行する反射光が受光される。

例えば図１に示すように検出領域１４に物体３が存在する場合、投光部１６から照射された光は物体３で反射し、この後、受光部１７に至る。このとき、受光部１７には投光部１６側の位置に光スポットが形成される。また、図３に示すように検出領域１４に物体３が存在しない場合、投光部１６から照射された光はシンク７の底部１３で反射し、この後、受光部１７に至る。このとき、受光部１７には投光部１６から離れた位置に光スポットが形成される。このように、受光部１７に形成される光スポットの位置は、投光部１６から対象物までの距離に応じて変化する。このため測距反射型光電センサー２は、前記受光部１７に形成された光スポットの位置を検出することで、対象物までの距離を測定することができる。

限定反射型光電センサー１は、強い受光出力を得るために投受光の指向角度を小さくして動作領域を投光光芒と受光光芒が交差する限られた距離範囲のみの領域（限定領域）に限定した赤外線センサーである。

図１に示すように、限定反射型光電センサー１は、赤外線を照射する投光素子で構成された投光部８と、赤外線を受ける受光素子で構成された受光部９を有している。図１に示すように、投光部８は、カラン６の突出部１１の先端部に設けられており、受光部９はカラン本体部１０の上端部に設けられており、受光部９は投光部８よりもカラン６の基端側に離れた箇所に位置している。

なお、図１、図３、及び図４では図面の簡略化のため投光部８が突出部１１の前方に図示されているが、実際には突出部１１の先端部に設けられる。また、図示は省略するが、投光部８の近傍及び受光部９の近傍には投光部用レンズ及び受光部用レンズが夫々設けられており、投光部８から照射された赤外線は投光部用レンズで集光されて動作領域と一致させた光照射領域に向けて照射される。また、受光部用レンズでは光照射領域（動作領域）で反射した反射光が受光部９で受けられるように集光される。

投光部８の光照射方向は後斜め下方に設定され、受光部９の受光方向は前斜め下方に設定されている。このため、投光部８から照射される赤外線の投光軸と受光部９で受けられる赤外線の受光軸は、シンク７の底部１３で交差する。すなわち、限定反射型光電センサー１の動作領域は検出領域１４よりも遠方となるシンク７の底部１３に限定され、この底部１３を反射物として投光部８から照射された赤外線が受光部９側に反射する。

投光部８から光照射領域であるシンク７の底部１３に向けて照射された赤外線は、検出領域１４を通過するように設定されている。この検出領域１４は吐水口１２から吐出される水の吐出領域に位置する。このため、図１のように、手や皿等の物体３を洗うために検出領域１４に物体３を差し入れた場合、投光部８から照射された赤外線は図１中の実線矢印で示されるようにシンク７の底部１３において反射する前に物体３によって遮られることとなる。

制御部４は、常時または間欠的に、測距反射型光電センサー２の投光部１６からシンク７の底部１３に向けて光を照射すると共に、受光部１７の受光出力を監視する。同時にまたは極短時間ずらして、限定反射型光電センサー１の投光部８からシンク７の底部１３に向けて光を照射すると共に、受光部９の測定結果及び受光部９の受光出力を監視する。そして、測距反射型光電センサー２の測定情報と、限定反射型光電センサー１の検出情報に基づいて検出領域１４における物体３の有無を判定する。

具体的には、制御部４は以下の表１に示す判定基準に従って検出領域１４における物体３の有無を判定する。

すなわち制御部４は、測距反射型光電センサー２で測定した対象物までの距離が予め設定された所定距離以下であり、且つ、限定反射型光電センサー１の受光部９の出力が所定値以下になった場合にのみ、検出領域１４に物体３が有ると判定する。なお、前記所定距離は、投光部１６からシンク７の底部までの距離よりも短く且つ投光部１６から検出領域１４までの距離よりも長い値に設定されている。また、前記所定値は、投光部８から照射された光がシンク７の底部１３で反射して受光部９で受光したときの受光部９の出力よりも小さい値に設定されている。

例えば、図１に示すように検出領域１４に物体３が存在すると、測距反射型光電センサー２で測定した距離は小さくなる。また、この場合、限定反射型光電センサー１の投光部８から照射された赤外線は物体３によって遮断され、受光部９には投光部８から照射された赤外線が届かなくなるため、受光部９の出力は小さくなる。従って、この場合は、検出領域１４に物体３が有ると判定する。

また、図３に示すように検出領域１４に物体３が存在しないとき、測距反射型光電センサー２で測定した距離は大きくなる。また、この場合、限定反射型光電センサー１の投光部８から照射された赤外線はそのままシンク７の底部１３に照射され、該底部１３で反射して受光部９で受けられるため、受光部９の出力は大きくなる。従って、この場合は、検出領域１４に物体３が無いと判定する。

また、図４に示すように検出領域１４には物体３は存在しないが、限定反射型光電センサー１の照射光が照射されるシンク７の底部１３上に鍋等の黒い物体１８が存在する場合がある。このとき、限定反射型光電センサー１の投光部８から照射された赤外線が黒い物体１８に吸収され、受光部９の出力が小さくなる可能性がある。しかし、この場合、測距反射型光電センサー２は対象物が黒であっても精度良く対象物までの距離を測定できるため、測距反射型光電センサー２で測定した距離は大きくなる。従って、この場合は、検出領域１４に物体３が無いと判定する。

また、測距反射型光電センサー２は、外乱や汚れによって誤検知が生じる可能性が低くなく、検出領域１４にある湯気等を誤検知する可能性がある。このため、検出領域１４に物体３が存在しないにもかかわらず測距反射型光電センサー２で測定した距離が所定距離よりも小さくなる場合がある。しかし、この場合、限定反射型光電センサー１の受光部９の出力は大きくなる。従って、この場合は、検出領域１４に物体３が無いと判定する。

制御部４は、前記物体３の有無の判定結果に基づいてカラン６の吐水口１２からの吐水の有無を切り替える。この切り替えは、カラン６又はカラン６よりも上流側の給水路（不図示）に設けた電磁弁等で構成される開閉弁１５（図２参照）を制御することによって行われる。

すなわち、制御部４は検出領域１４に物体３が有ると判定した場合には、開閉弁１５を開いて吐水口１２からシンク７に水を吐出する。これにより、吐水口１２から吐出された水を吐水口１２の下方に差し入れた手や皿等の物体３に当てて洗うことができる。また、制御部４は、検出領域１４に物体３が無いと判定した場合、開閉弁１５を閉じて吐水口１２からの吐水を停止する。

以上説明した本実施形態の検出装置は、検出領域１４に向けて光を照射する測距反射型光電センサー２と、限定反射型光電センサー１を備える。そして、測距反射型光電センサー２で測定した対象物までの距離が所定距離以下であり、且つ、限定反射型光電センサー１の受光部９の出力が所定値以下になった場合にのみ、検出領域１４に物体３が有るとの判定を行う。このため、既述のように検出領域１４における物体３の有無を精度良く検出できる。

また、本実施形態では、図１に示すように、前記反射物を吐水口１２から吐出された水を受けるシンク７の底部１３とし、投光部８から照射された赤外線が吐水口１２とシンク７の底部１３の間を通過するようにしている。この構成により、吐水口１２とシンク７の底部１３の間に差し入れられた手や皿等の物体３の有無を正確に検出することができる。

また、より正確に検出領域１４における物体３の有無を検出するには、限定反射型光電センサー１の動作領域を狭い範囲に限定するのがよい。ここで、本実施形態では、投光部８をカラン６の先端部に設けると共に、受光部９をカラン６の先端部から基端側に離れた位置に設けている。このため、同一のカラン６に投光部８及び受光部９を設けたものにおいて、投光部８から照射された赤外線が受光部９に受けられるまでの距離を長くできる。また、投光軸と受光軸の交差する角度を大きくすることができる。従って、動作領域を狭い範囲に限定して検出精度を高めることができる。

なお、本実施形態では投光部８をカラン６の先端部に設けると共に受光部９をカラン６の先端部から基端側に離れた位置に設けたが、受光部９をカラン６の先端部に設けると共に投光部８をカラン６の先端部から基端側に離れた位置に設けてもよい。また、投光部８及び受光部９を設ける位置はこれらに限定されるものではなく、例えば投光部８をカラン本体部１０の上端部又は突出部１１の基端部に設け、受光部９をカラン本体部１０の下部に設ける等してもかまわない。

また、本実施形態では、検出装置を流し台５に設けたが、同様に吐水部や水受部を有する洗面台や手洗い器等に設けてもよい。また、吐水部や水受部を有さないものに設けてもよく、例えば検出装置を物体を搬送するコンベヤーに設けてもよい。また、本実施形態の限定反射型光電センサー１は信号光として赤外線を照射するものであるが、可視光線を照射するものであってもよい。

１限定反射型光電センサー
２測距反射型光電センサー
３物体
８投光部
９受光部
１４検出領域

Claims

検出領域に向けて光を照射する測距反射型光電センサーと、限定反射型光電センサーを備え、前記限定反射型光電センサーは、光照射領域が前記検出領域より遠方に設けられた反射物に限定されると共に照射光を前記検出領域に通過させる投光部と、この投光部から照射されて前記反射物で反射した光を受光する受光部を有し、前記測距反射型光電センサーで測定した対象物までの距離が所定距離以下であり、且つ、前記限定反射型光電センサーの受光部の出力が所定値以下になった場合にのみ、前記検出領域に物体が有ると判定することを特徴とする検出装置。
前記反射物を吐水部から吐出された水を受ける水受部とし、前記投光部から照射された光が前記吐水部と前記反射物の間を通過するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
前記吐水部は前記水受部から突出したカランの先端部に設けられた吐水口であり、前記投光部及び受光部のうち、一方が前記カランの先端部に設けられると共に、他方が前記カランの先端部から基端側に離れた位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載の検出装置。